JP2009288489A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内でのレイアウトに制約されずに潤滑剤塗布を均一に行うことができ、かつ、潤滑剤を有効に活用することにより少ない潤滑剤で長く使えることが可能な、潤滑剤塗布手段を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】潤滑剤供給部からの潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布手段と、
少なくとも、一方の端部を前記像担持体に接触させた弾性体のシート部材と前記像担持体とブラシローラとで構成される潤滑剤貯留部と、
を有する画像形成装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどにおいて用いられる電子写真方式による画像形成装置においては、形成される可視画像における細線やドットなどの微細画の画質の向上を図り、高画質化を図るために小粒径化されたトナー粒子が用いられている。

小粒径化されたトナー粒子を得る方法としては、いわゆる重合法によるトナーの製造方法が知られている。しかし、重合法により製造されたトナーは、その粒子の形状が、粉砕法で製造されたトナー粒子に比べ、球形に近くて径が小さいために、像担持体上の未転写トナーを十分にクリーニングすることが困難であり、その結果、形成される可視画像に、クリーニング不良による背景汚れ、黒スジなどの画像欠陥が発生し易い、という欠点を有している。

上記の欠点を解消するために、像担持体の表面に潤滑剤を塗布し、像担持体表面からのトナーの離型性を向上させ、クリーニングブレードによるクリーニング性能の向上を図る画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に開示されている画像形成装置では、印字率等の変動により像担持体への潤滑剤塗布量が変化したり、塗布ムラが発生したりする虞がある。このような問題に対して特許文献２に開示されている画像形成装置では、潤滑剤塗布手段をクリーニングブレードよりも下流側に設け、更にその下流側に均しブレード（均し部材）を設けることにより潤滑剤の薄層化及び均一化を図っている。

また特許文献３では、均しブレードの長手方向を水平になるように配置させた画像形成装置が開示されている。このような構成とすることによりブレード先端のくさび形に潤滑剤を滞留させることにより、ダム効果が作用して安定して潤滑剤を供給させている。
特開２０００−７５７５２号公報 特開２００６−２５１７５１号公報 特開２００７−６５１００号公報

しかし、特許文献３に開示されている画像形成装置では、潤滑剤をブレード先端のくさび形に滞留させるためには均しブレードの長手方向を水平になるように配置させる必要があり、装置内でのレイアウトが制約されてしまうという問題がある。またブレードホルダの曲げ部９ｃをブラシローラへの掻取部として用いており、掻き取られた潤滑剤は下方部に落下して堆積すると考えられ、堆積した潤滑剤は有効に活用できずに必要な潤滑剤の量が多くなるという問題がある。

本願発明は上記問題に鑑み、装置内でのレイアウトに制約されずに潤滑剤塗布を均一に行うことができ、かつ、潤滑剤を有効に活用することにより少ない潤滑剤で長く使えることが可能な、潤滑剤塗布手段を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

１．トナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写材に転写する転写手段と、
前記像担持体上の転写後の残トナーをクリーニングするクリーニング手段と、
前記クリーニング手段よりも前記像担持体の回転方向下流側で、かつ、該像担持体よりも下方に設けられ、潤滑剤供給部及び該潤滑剤供給部に接触するブラシローラを備え、回転する前記ブラシローラを前記像担持体に接触させることにより該潤滑剤供給部からの潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布手段と、
少なくとも、一方の端部を前記像担持体に接触させた弾性体のシート部材と、前記像担持体と、前記ブラシローラと、で構成される潤滑剤貯留部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

２．前記シート部材は、その腹部を前記ブラシローラに接触させていることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記シート部材は、前記ブラシローラよりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられていることを特徴とする前記１又は２に記載の画像形成装置。

４．前記潤滑剤貯留部及び前記潤滑剤塗布手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられ、ブレードを前記像担持体の表面に当接する均し部を有することを特徴とする前記１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。

少なくとも、一方の端部を前記像担持体に接触させた弾性体のシート部材と前記像担持体と前記ブラシローラとで構成される潤滑剤貯留部設けることにより、装置内でのレイアウトに制約されずに潤滑剤塗布を均一に行うことができ、かつ、潤滑剤を有効に活用することにより少ない潤滑剤で長く使えることが可能な、潤滑剤塗布手段を備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

［画像形成装置］
図１乃至図４に基づいて本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、画像形成装置１００の要部を示す図であり、図２は、画像形成手段１０の周辺を示す図である。

画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。

画像形成装置１００の上部には、スキャナー１１０が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー１１０の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。

なお本願明細書においては構成要素を総称する場合にはアルファベットの添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成要素を指す場合にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の添え字を付した参照符号で示す。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３、現像装置４及びクリーニング部５を有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）。

感光体１は、例えば、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体よりなり、搬送される用紙Ｓの幅方向（図１において、紙面に対して垂直な方向）に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネイト等を例示することができる。なお図１、図２に示した実施形態においては、ドラム状感光体１を用いた構成例について説明したがこれに限られず、ベルト状感光体を用いてもよい。

現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。

ベルト状の中間転写ベルト６は、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。

画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより感光体１上に形成された各色のトナー画像は、回転する中間転写ベルト６上へ一次転写ローラ７により逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。一方、画像転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは各色のクリーニング部５によりにより残留トナーが除去される。

給紙装置２０の用紙収納部（トレイ）２１内に収容された用紙Ｓは、第１給紙部２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５Ａ、２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写ローラ９に搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写される（二次転写）。

なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙部２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙部２２を含めて給紙装置２０と称す。

カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３０において用紙Ｓが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｓ上のカラートナー画像（あるいはトナー画像）が定着されて用紙Ｓ上に固定され、搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ９０上に載置される。

一方、二次転写ローラ９により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写ベルト６は、ベルトクリーニング部６１により残留トナーが除去される。

用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを分岐板２９により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２８に導入して表裏反転してから再び給紙ローラ２５Ｂから搬送される。用紙Ｓは画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２７によって装置外に排出される。

図２は、画像形成手段１０の周辺を示す図である。画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは同様の構成でありこれらを総称して画像形成手段１０として説明する。同図に示すように、感光体１の周囲には、感光体を帯電する帯電極２、露光部３、現像装置４と、中間転写ベルト６と、一次転写ローラ７とを配置させている。一次転写ローラ７は中間転写ベルト６を裏面から感光体１に向けて付勢する。

現像装置４には、２成分現像剤が収容されている。２成分現像剤は、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。

［クリーニング部５］
筐体５ｅはクリーニング部の各部材を保持している。

クリーニングブレード５ａは、板状の弾性体により形成され、感光体１の回転方向と逆方向（カウンター方式）に向いた状態で、エッジが感光体１に当接している。クリーニングブレード５ａとしては、例えばゴム硬度７５度、２３℃における反発弾性３５のウレタンゴムで、厚さは２ｍｍ、自由長１０ｍｍで支持板金５１ａに取り付けられている。感光体１への当接角度は角度２１度で不図示のバネによる感光体１への当接荷重は約２０Ｎ／ｍに設定している。

クリーニングブレード５ａよりも感光体１の回転方向の下流側で、かつ、感光体１の下方には、「潤滑剤塗布手段」として機能する潤滑剤塗布部５ｂを配置させている。潤滑剤塗布部５ｂは、ブラシローラ５２ｂ、固形の潤滑剤５３ｂ、潤滑剤５３ｂを保持する支持ガイド５６ｂ、当該支持ガイド５６ｂの中でスライドする押上げ台５４ｂ、当該押上げ台５４ｂを介して潤滑剤５３ｂを所定の圧力でブラシローラ５２ｂに当接させる圧力バネ５５ｂ等から構成されている。固形の潤滑剤５３ｂは「潤滑剤供給部」として機能し、材料としては鉛筆硬度ＨＢ相当のステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）を用いている。ブラシローラ５２ｂを回転させることにより潤滑剤５３ｂを掻き取ってブラシの先端に付着させ、ブラシを感光体１の表面に接触させることにより感光体１に、掻き取った潤滑剤５３ｂの微粉を塗布する。

また、ブラシローラ５２ｂの材料としては、ナイロン系、導電性アクリル繊維、ポリエチレンを用いることができる。ブラシの繊維の太さは、３〜１０デニール、繊維の密度は約１０万本／平方インチが好ましい。

ブラシローラ５２ｂは、上記材料のブラシ毛が植毛された基布を金属ローラに巻き付けて構成されるが、基布の両脇端部にはブラシ毛を植毛し難いため、当該端部では密度が低いという性質を有している。このため、例えば、帯状の十数ｍｍ幅の基布を金属ローラに螺旋状に巻き付けて構成されるブラシローラでは、基布と基布とが合わさる巻き目部分にはそれ以外の部分に比べてブラシ毛の密度が低い部分が形成されることになる。当該部分によるブラシ毛の密度の粗密に起因して感光体１への潤滑剤の塗布ムラが発生し易くなる。このような塗布ムラに関しては、後述の潤滑剤貯留部５ｆにより改善を図っている。

例えば、毛長４ｍｍのブラシを直径６ｍｍの芯金に取り付けたもので外径は１４ｍｍである。回転数は１２５ｒｐｍで、回転周速度としては約９２ｍｍ／ｓで、感光体の回転周速度４００ｍｍ／ｓに比較して遅くしている。潤滑剤５３ｂの供給量（消費量）はブラシローラ５２ｂの回転数に比例するが、後述の潤滑剤貯留部５ｆを設けたことにより潤滑剤５３ｂを効率よく感光体１に塗布することができるので、消費量が少なくても十分な塗布量を確保できる。このことから潤滑剤貯留部５ｆがない場合における適正な回転数１９０ｒｐｍに比べておよそ２／３程度の低回転とすることができる。

ブラシローラ５２ｂの回転方向は感光体１と同一方向又は反対方向のいずれであってもよいが、反対方向（図２等において反時計方向）の方が好ましい。ブラシローラの回転方向を感光体１と反対方向とすると、ブラシ自身の回転数が小さい状態で感光体１との相対速度を確保でき、トナーの噴煙状の飛散が起こり難いためである。

［潤滑剤貯留部５ｆ］
図３は、潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。５ｃは、弾性体の材料からなるシート部材であり、材料としては、例えばウレタンゴム、シリコンゴムを用いることができる。その厚みは０．１〜０．５ｍｍが好ましく、より好ましくは０．２〜０．３ｍｍである。シート部材５ｃは一方を支持ガイド５６ｂの壁面に接着しており、他方の端部は接触点ａ０で感光体１に当接している。また図２に示すように、シート部材５ｃはその腹部で、接触点ａ１でブラシローラ５２ｂと接触している。

なお、シート部材５ｃを取り付けている壁面の広がり方向は、接触点ａ１でのブラシローラ５２ｂの接線の方向とは、略平行としているので、シート部材５ｃとブラシローラ５２ｂとの接触圧は高くはなく、微接触状態である。

５ｆは、潤滑剤貯留部であり、ブラシローラ５２ｂと同様、感光体１の回転軸方向（以下、長手方向）に広がっている。潤滑剤貯留部５ｆは感光体１の回転軸と垂直な平面を、
（１）感光体１（接触点ａ２〜ａ０）
（２）ブラシローラ５２ｂ（接触点ａ１〜ａ２）
（３）シート部材５ｃ（接触点ａ１〜ａ０）
で囲まれている。なお長手方向の両端部は、不図示のパネルにより封止されている。

当該潤滑剤貯留部５ｆには、ブラシローラ５２ｂにより潤滑剤５３ｂから掻き取られた潤滑剤の微粉Ｌｕ（以下、潤滑剤粉Ｌｕという）を貯留する。貯留された潤滑剤粉はシート部材５ｃの長手方向に分散される。そして、接触点ａ０近傍においてはシート部材５ｃの弾性力により潤滑剤粉Ｌｕは感光体１に付勢されるので、ブラシローラ５２ｂのブラシ毛の密度の粗密等に起因する長手方向の感光体１への潤滑剤の塗布ムラを無くすことができる。

［均し部５ｄ］
潤滑剤貯留部５ｆ及び潤滑剤塗布部５ｂよりも更に下流側には、感光体１の表面に当接する均し部５ｄが設けられている。

均し部５ｄは板状の弾性体により形成されたブレードであり、感光体１の回転方向と同方向（トレイル方式）に向いた状態で、エッジが感光体１に当接している。均し部５ｄとしては、例えばゴム硬度７５度、２３℃における反発弾性３５のウレタンゴムで、厚さは２ｍｍ、自由長１０ｍｍで支持板金５１ｄに取り付けられている。感光体１への当接角度は角度３０．０度で後述のバネによる感光体１への当接荷重は約１８Ｎ／ｍに設定している。

均し部５ｄを設けることにより潤滑剤貯留部５ｆ及び潤滑剤塗布部５ｂにより塗布された潤滑剤を感光体１に押しつけて、塗りつける効果があり、感光体１の表面における潤滑剤の厚みのコントロールや、その表面への密着力を向上させることが可能となる。

本実施の形態によれば、潤滑剤貯留部５ｆを設けることにより、ブラシ毛の密度の粗密等に起因する長手方向の感光体１への潤滑剤の塗布ムラを防止することができる。また感光体１に塗布できずに潤滑剤塗布部５ｂに残留した潤滑剤粉を有効に活用できるので、潤滑剤５３ｂの消費を抑えることができるので、少ない潤滑剤で長く使えることが可能となる。

またシート部材５ｃが弾性体であることから、潤滑剤塗布部５ｂ及び、潤滑剤貯留部５ｆが感光体１よりも下方であっても、潤滑剤貯留部５ｆに潤滑剤粉Ｌｕを貯めることができ、かつ感光体１に当該潤滑剤粉Ｌｕを押しつけることが可能となり、潤滑剤粉Ｌｕを感光体１に塗布させることができる。つまり装置内でのレイアウトに制約されずに潤滑剤塗布を均一に行うことができることになる。

更に、シート部材５ｃが可撓性の性質をもつことから、接触点ａ１でその腹部をブラシローラ５２ｂと、接触点ａ０でその先端を感光体１とそれぞれ接触させることができる。また接触点ａ０と接触点ａ１との距離を短く設定することが可能となるので、潤滑剤貯留部５ｆの容積を小さくすることができる。このことから早期に潤滑剤貯留部５ｆの内部に潤滑剤５ｆを充填させることができるので、安定した塗布性能を早期に確保できることになる。

［他の実施形態］
図４乃至図６に基づいて他の実施形態における画像形成装置について説明する。こられの図は図３に対応するものであり、これらの図に示した以外の構成は図１及び図２と共通であり説明は省略する。

図４は、第２の実施形態における潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。同図においては、シート部材５ｃを、感光体１の回転方向の上流側の支持ガイド５６ｂの側面に取り付けている。このような構成としても図３に示した実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

図５は、第３の実施形態における潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。同図においてはシート部材５ｃを支持ガイド５６ｂの両方の側面にそれぞれ取り付けており、二つの潤滑剤貯留部５ｆを設けている。このようにすることにより、更に塗布できずに潤滑剤塗布部５ｂに残留した潤滑剤粉を有効に活用できるので、潤滑剤５３ｂの消費を抑えることができるので、少ない潤滑剤で長く使えることが可能となる。

図６は、第４の実施形態における潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。同図においては支持ガイド５６ｂの形状を変更しており、シート部材５ｃはその腹部でブラシローラ５２ｂとは接触していない。潤滑剤貯留部５ｆは感光体１の回転軸と垂直な平面を、感光体１、シート部材５ｃ、ブラシローラ５２ｂ、支持ガイド５６ｂの上面ａ３、塊の潤滑剤５３ｂにより囲まれている。

第４の実施形態においても、図３に示した実施形態と同様の効果を得ることが可能となるが、シート部材５ｃはその腹部でブラシローラ５２ｂとは接触していない構成としているため、潤滑剤貯留部５ｆの空間が広くなっている。このことから、潤滑剤貯留部５ｆに潤滑剤が充填されるまでの期間が長くかかってしまうという問題がある。安定した塗布性能を早期に確保するという観点からは図３等の構成の方がより好ましい。

画像形成装置１００の要部を示す図である。 画像形成手段１０の周辺を示す図である。 潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。 第２の実施形態における潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。 第３の実施形態における潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。 第４の実施形態における潤滑剤塗布部５ｂ周辺を示す図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１０ 画像形成手段
１ 感光体
２ 帯電極
３ 露光部
３１ ドットカウンタ
４ 現像装置
５ クリーニング部
５ａ クリーニングブレード
５１ａ 支持板金
５ｂ 潤滑剤塗布部
５２ｂ ブラシローラ
５３ｂ 潤滑剤
５ｃ シート部材
５ｄ 均し部
５ｆ 潤滑剤貯留部
５１ｄ 支持板金
５ｅ 筐体
７ 一次転写ローラ
６ 中間転写ベルト

Claims (4)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写材に転写する転写手段と、
   前記像担持体上の転写後の残トナーをクリーニングするクリーニング手段と、
   前記クリーニング手段よりも前記像担持体の回転方向下流側で、かつ、該像担持体よりも下方に設けられ、潤滑剤供給部及び該潤滑剤供給部に接触するブラシローラを備え、回転する前記ブラシローラを前記像担持体に接触させることにより該潤滑剤供給部からの潤滑剤を前記像担持体に塗布する潤滑剤塗布手段と、
   少なくとも、一方の端部を前記像担持体に接触させた弾性体のシート部材と、前記像担持体と、前記ブラシローラと、で構成される潤滑剤貯留部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シート部材は、その腹部を前記ブラシローラに接触させていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記シート部材は、前記ブラシローラよりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記潤滑剤貯留部及び前記潤滑剤塗布手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられ、ブレードを前記像担持体の表面に当接する均し部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。

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