JP2012058598A - 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤塗布用ブラシローラの形状を工夫することで、ブラシ繊維の巻き方向や回転方向での搬送力等により生じる像担持体長手方向での潤滑剤塗布量の偏差を、部品点数を増やすことなく防止すること。
【解決手段】固形状潤滑剤に当接回転するブラシローラ１と、この当接のための力を与えるためブラシローラに固形状潤滑剤Ｊを押し当てるばね４を有し、ブラシローラは軸となる心金の上にブラシ繊維を植毛したシートを螺旋状に巻きつけた構成であり、ブラシローラ外径についてその軸方向の形状を、ブラシ繊維の巻き方向およびブラシローラの回転方向に応じて固形状潤滑剤が受けるブラシローラの軸方向での搬送力の方向６で上流側の一端側に対して下流側の他端側を大径とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置において、ステアリン酸亜鉛などの一般的に用いられる潤滑剤を、ブラシローラやスポンジローラなどの潤滑剤塗布用ローラを用いて、被塗布体である像担持体、例えば、感光体や中間転写ベルトなどに塗布し、感光体および中間転写ベルトのクリーニング性向上や、寿命向上、画像転写時の虫食い対策などの転写性向上を図るようにしている。

例えば、像担持体の像担持側表面に塗布用ローラを回転可能に配置し、この塗布用ローラを像担持体の回転に伴い、従動回転させる、あるいは回転駆動させるとともに、この回転する塗布用ローラに固形状潤滑剤を所定の圧力を確保して接するようにしている。

固形状潤滑剤は、潤滑剤の自重、重りの自重、あるいはスプリングの弾性力などを用いて押圧付勢されるようになっていて、所定圧を確保して塗布用ローラに押圧され、該塗布用ローラの回転動作により削られて粉体状の潤滑剤とされ、塗布用ローラに当接した像担持体に塗布される。

従来の構成では、固形状潤滑剤は自重やスプリングの弾性力を用いて押圧付勢され所定圧を確保しようとしているが、実際は塗布用ローラの回転動作により粉体状としているため、スプリングの弾性力等を用いた押圧手段のみならず、塗布用ローラの回転による回転接線方向への押圧等も加わり、狙い通りの押圧力で均一に保つことは困難である。

塗布用ローラとしてブラシローラが用いられている。その構造として、ブラシ繊維を植毛した帯状のシートを回転軸に螺旋状に巻きつけて構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）このような帯状のシートを回転軸に螺旋状に巻きつけて構成したブラシローラを塗布用ローラとして用いた場合には、その巻き方向やブラシローラの回転方向により、固形状潤滑剤を該ブラシローラの長手方向の一方へ搬送する力が作用してしまう。

従来例では、ブラシローラは定位置で回転されるように保持されている。固形状潤滑剤は保持台に保持されて収容スペース内に位置している。固形状潤滑剤及び台はブラシローラの軸方向について収容スペース内の範囲で移動を制限されており、ブラシローラの軸方向に直交する接離方向に移動可能で、加圧用のばねで押圧されて固形状潤滑剤がブラシローラに押し付けられている。この状態でブラシローラが回転すると、固形状潤滑剤はブラシ繊維の巻き方向および前記ブラシローラの回転方向に応じてブラシローラの軸方向に搬送力を受ける。この搬送力の方向は、ブラシローラをボルト、固形状潤滑剤をナットとみなした場合に、ボルトを定位置で回転するときに，このボルトの回転により該ナットが移動する方向に相当する。

この搬送力により固形状潤滑剤（あるいは固形状潤滑剤を保持している保持台）は前記収容スペースの、ブラシローラ軸方向での一方の壁部に当接してしまう。この当接により摩擦抵抗による摺動負荷が生じて、他端側に比べて、前記加圧用のばねにより受けるブラシローラへの固形状潤滑剤の加圧力がブラシローラの軸方向両端部間で偏り、ブラシローラの軸方向と平行な像担持体の長手方向での潤滑剤塗布量に偏差が生じてしまう。

このように、潤滑剤塗布量に偏差が生じた場合、感光体の摩擦係数も偏差をもつこととなり、塗布量の少ない箇所でクリーニング性の低下や、感光体の膜（像担持側表面）削りが加速されるなどの不具合が発生し、感光体が低寿命となってしまう可能性がある。

例えば、塗布量が少ない側での潤滑剤の消費量が、基準となる消費量になるよう合わせて、偏差が生じた状態のままとすることも可能であるが、そのようにすると潤滑剤塗布量が多い側では過剰に塗布していることとなり、感光体の回転方向上、塗布ローラよりも下流に配置される帯電ローラに汚れの発生が懸念される。また、過剰塗布を行っているため、固形状潤滑剤の総量を多く必要とし、低コスト、省スペースに反する構成となってしまう。

このような潤滑剤塗布量の偏差の対策として、固形状潤滑剤をセットする収納スペースでの内壁面の摺動性向上、固形状潤滑剤の姿勢均一化をはかり、押圧できるようにすることも可能であるが、部品点数が多くなるおそれがある。

前記した特許文献１では、潤滑剤塗布量の偏差を防止する目的で、潤滑剤の加圧力を長手方向で変化させるものであるが、ばねの他に加圧アームを必要し、低コスト化、部品点数削減に反する。また、加圧力を変化させるための部品点数が増加することとなる。また、長手方向で加圧力を変化させているためセット方向を指定しなければならず、組付け間違いを誘発する。また、この組付け間違いを防止するため、非互換性部品を取り付けると、さらに部品点数が増えることとなり、低コスト化に反する。

本発明は、上記の問題に鑑み、潤滑剤塗布用ブラシローラの形状を工夫することで、ブラシ繊維の巻き方向や回転方向での搬送力等により生じる像担持体長手方向での潤滑剤塗布量の偏差を、部品点数を増やすことなく低減することを課題とする。

本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）：固形状潤滑剤と、回転しながら前記固形状潤滑剤に当接することで該固形状潤滑剤から粉体状の潤滑剤として削り取り、被塗布体に塗布する潤滑剤塗布用のブラシローラと、前記当接のための力を与えるため前記ブラシローラに前記固形状潤滑剤を押し当てる加圧手段とを有し、前記ブラシローラは軸となる心金の上にブラシ繊維を植毛したシートを螺旋状に巻きつけた構成であり、前記ブラシローラ外径についてその軸方向の形状を、ブラシ繊維の巻き方向および前記ブラシローラの回転方向に応じて前記固形状潤滑剤が受ける前記ブラシローラの軸方向での搬送力の方向で上流側の一端側に対して下流側の他端側を大径とした（請求項１）。
（２）：（１）記載の潤滑剤塗布装置において、前記ブラシローラ外径の軸方向の形状を、前記搬送力の方向で上流側の一端側から下流側の他端側へ徐々に外径が大きくなるテーパ形状とした（請求項２）。
（３）：（１）記載の潤滑剤塗布装置において、前記ブラシローラ外径の軸方向の形状を、前記搬送力の方向で下流側の他端部のみ大径とした（請求項３）。
（４）：（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の潤滑剤塗布装置において、前記ブラシローラの外径方向の形状を、前記ブラシローラの心金の径を変えることにより形成した（請求項４）。
（５）：像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、前記像担持体に残留するトナーを回収するクリーニング手段のうちの少なくとも一つを備え、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されているプロセスカートリッジにおいて、（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の潤滑剤塗布装置を備えていることとした（請求項５）。
（６）：像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に露光して静電潜像を作成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給して静電潜像をトナーにより可視画像化する現像手段と、前記像担持体上に形成された可視画像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に転写後に残留するトナーを回収するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の潤滑剤塗布装置を備えることとした（請求項６）。
（７）：（６）に記載の画像形成装置において、前記ブラシローラを回転させる駆動手段と、前記駆動手段による回転速度を変化させる制御手段とを有し、前記制御手段により前記ブラシローラの回転速度を変更可能とした（請求項７）。
（８）：（7）に記載の画像形成装置において、前記像担持体上に形成される画像パターンを読み取る画像パターン判定手段を有し、前記画像パターン判定手段により読み取られた画像パターンに応じて、前記制御手段により前記ブラシローラの回転速度を変化させることとした（請求項８）。
（９）：（7）または（８）の何れかに記載の画像形成装置において、使用環境の温湿度を検出する温湿度検出手段を有し、前記制御手段は前記温湿度検出手段の値に応じて、ブラシローラの回転速度を変化させることとした（請求項９）。

潤滑剤塗布用ブラシローラの形状を工夫することで、ブラシ繊維の巻き方向や回転方向での搬送力等により生じる像担持体長手方向での潤滑剤塗布量の偏差を、部品点数を増やすことなく低減することができる。

本発明の潤滑剤塗布装置の要部断面図である。 従来技術を一般化して示した比較例である。 本発明の変形例としての潤滑剤塗布装置の要部断面図である。 （ａ）は本発明にかかるブラシローラ心金の正面図、（ｂ）は（ａ）の心金を使用したブラシローラの正面図である。 プロセスカートリッジの概略正面図である。 画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置に装着された状態のプロセスカートリッジを取り出して制御手段等を共に示したプロセスカートリッジ及びその周辺部の断面図である。

例１．
本発明の実施の形態を比較例と対比して説明する。
図１は本発明にかかる潤滑剤材塗布装置４４の例であり、ブラシローラ１の回転方向に応じて固形状潤滑剤が受けるブラシローラの軸方向での搬送力の方向６で上流側の一端側（図中左端側）に対して下流側の他端側（図中右端側）を大径とし、その態様として上記一端側から上記他端側へ徐々に外径が大きくなるテーパ形状としたものである。

図１において、潤滑剤塗布用ブラシローラ１には、ブラシ繊維を植毛した帯状のシートが回転軸に螺旋状に巻き付けられている。ブラシローラ１は、ブラシ繊維を植毛した帯状のシートを軸となる心金に斜めに巻き付けて作成されることが多く、本例もこれに従っている。ここで、例えば、心金の周方向に1周巻き付ける構成であれば、貼り始めと終わりの位置で、長手方向全域にわたりつなぎ目が存在し、これによりブラシ一周ごとに負荷が変動することが考えられる。また、回転動作によりつなぎ目部分から剥がれが生じる等、懸念事項がある。そのため、ブラシ繊維のシートを斜めに巻き付けて作成されたブラシローラが広く用いられている。この方法では、回転方向に対しても斜めとなり剥がれる方向にかかる力を分散することができ、また、ローラの長さが違うものに対しても、柔軟に対応できる構造となっている。

このような巻き付けのため、潤滑剤塗布用ブラシローラ１の周面には該帯状シートの幅をピッチとする螺旋ねじのような螺旋条Ｋが形成される。この例では右ねじと同じ巻き方向で形成されており、図１に矢印８で示すようにブラシローラ１の軸方向上左側から見て時計回りの向きに巻かれ、巻き進める方向は右方となっている。ブラシローラ１に対向する領域には固形状潤滑剤及びその押圧手段などを収容する潤滑剤収容ホルダ３１が配置され、潤滑剤収容ホルダ３１には、これら固形状潤滑剤やその押圧手段などを収容するための凹状の収納スペース２が形成されている。収納スペース２はブラシローラ１との対向部が開口されている角型の凹状空間からなる。

収納スペース２はブラシローラ１との対向部が開口されている角型の凹状空間からなる。
収納スペース２には該スペースに緩く嵌合する長尺な直方体状の固形潤滑剤Ｊが、板状の保持台３に保持されている。保持台３と収納スペース２の底部との間には、ブラシローラ１の軸方向での２箇所で伸長性の加圧用ばね４が配置されている。このばね４の弾性により、固形潤滑剤Ｊはブラシローラ１側に向けて押圧されている。ばね４の弾性による固形潤滑剤Ｊのブラシローラ１に向けた移動は、固形潤滑剤Ｊの表面部がブラシローラ１と当接することにより阻止されている。固形状潤滑剤Ｊ及び保持台３は収納スペース２内でブラシローラ１に対して接離する方向（ばね４による押圧方向）に移動可能な隙間を有している。なお、図示しないが、潤滑剤塗布用ブラシローラ１は像担持体の一例であるドラム状をした感光体に接している。

固形状潤滑剤Ｊはブラシローラ１の軸方向で均等に削り取られるように同じ強さの２つのばね４をもちいて構成されているが、感光体に潤滑剤を塗布するため、ブラシローラ１が、左側から見て右ねじを緩める方向（反時計回りの向き）に相当する矢印５の方向に回転駆動される場合、上記ボルトとナットの関係で、固形状潤滑剤Ｊはブラシローラ１により矢印６で示す右方に搬送力を受けて変位し搬送される。この搬送力により収納スペース２の片側の内壁に台３（又は固形状潤滑剤Ｊ）が接触してしまう。

本例では、固形状潤滑剤Ｊの搬送方向下流側で、収納スペース２の内側の側壁面３ａと保持台３とが接触している。この接触箇所を破線の楕円マーク７で示す。この接触のため、ブラシローラ１はその軸長手方向の片側（右端部）のみに余計に摺擦抵抗が加わることとなり、同じ強さの２つのばね４により受けるブラシローラ１への加圧力に偏差が生じてしまう。

このままの構成では、ブラシローラ右端側での固形状潤滑剤Ｊの当接力が弱くなり、ひいては感光体に対する潤滑剤の塗布量も、右端側が少なくなるという塗布量の偏差を生じてしまうので、本例では、ブラシローラの外径形状を長手方向で変化させ、潤滑剤消費量のバラツキを補正する構成としている。図示のように、ブラシローラ１の外径についてその軸方向の形状を、ブラシ繊維の巻き方向および前記ブラシローラの回転方向に応じて前記固形状潤滑剤Ｊが受ける前記ブラシローラの軸方向での矢印６で示す搬送力の方向で上流側（左端側）に対して下流側（右端側）の径を大径としている。

この例では、ブラシローラ１の径を搬送力の方向６の下流側（右端側）に向けて徐々に拡大変更したテーパ形状としている。ブラシ繊維の巻き方向と回転方向による搬送方向の下流側（右端側）で、ブラシローラ１の外径が大きくなるようにすることで、ブラシローラ１で固形状潤滑剤を削り取る能力を向上させている。ブラシローラ１の径を大きくすることで、ブラシローラと固形状潤滑剤の接触面が増え、潤滑剤塗布量を増やすことで、結果として、固形状潤滑剤の摺擦抵抗による加圧力の低下分をブラシローラの径の違いで対応して、潤滑剤の塗布量のバラツキを補正する構成となっている。

図２は従来技術にかかる潤滑剤塗布装置４４Ｘを示した比較例である。

この比較例では、ブラシローラ１００を除いて、図１と変わるところがない。よって、共通の部材などには図１におけると同一の符号を付している。ブラシローラ１００はその外径についてその軸方向の径が同じである。

この例において潤滑剤塗布用ブラシローラ１００が、左側から見て右ねじを緩める方向（反時計回りの向き）に相当する矢印４の方向に回転駆動される場合、図１で説明したのと同じ向きの搬送力を受けて固形状潤滑剤Ｊは変位し、保持台３が収納スペース１０１の右側の側壁面３ａと接触し、結果として、ばね３により受けるブラシローラ１００への加圧力に左右で偏差が生じ、像担持体の長手方向での潤滑剤塗布量に偏差が生じてしまう。

図１の本発明実施例と図２の比較例とでは、ブラシローラの形状以外は同じ構成である。本発明では、ブラシローラの外径形状を従来の形状から変更するだけ、つまり、潤滑剤塗布装置において必要となる潤滑剤塗布用ブラシローラの形状を工夫するだけで、ブラシ繊維の巻き方向や回転方向での搬送力等により生じる像担持体長手方向での潤滑剤塗布量の偏差を、部品点数を増やすことなく防止することができた。

例２．
本発明にかかる潤滑剤材塗布装置４４の他の例であり、図３に例示するように、ブラシローラ１の回転方向に応じて固形状潤滑剤が受けるブラシローラの軸方向での搬送力の方向６で上流側の一端側（図中左端側）に対して下流側の他端側（図中右端側）を大径とし、その態様として前記搬送力の方向で下流側の他端部のみ大径の形状としたものである。

図３に示すように、ブラシローラ１０は軸方向の右端部１０ａでの径を、該右端部１０ａを除く他の外径部分よりも大径とし、該右端部１０ａを除く他の外径部分については径が変化しない同径としている。右端部１０ａの中で、さらに、右方に進むほど大径となるテーパ形状にすれば右端部での径変化が滑らかとなり塗布の均一化の点で好ましい。

本例のように、ブラシローラ１０の一端側を固形状潤滑剤Ｊの搬送方向である矢印６で示す下流側の加圧力低下が懸念される右端部１０ａ部分で、潤滑剤を削り取る力が増える形状であれば、例１と同様、像担持体長手方向での潤滑剤塗布量の偏差を、部品点数を増やすことなく防止することができる。

図１、図３の各例では、固形状潤滑剤Ｊを２つのばね４を用いて加圧する方式を示しているが、そのばねの数や、配置、強さが異なる場合や、また、他の加圧方式（アームと引っ張りスプリングを用いた方式）を採用する場合でも、固形状潤滑剤又はその保持台が収納スペースの内壁に当接して、本発明と同様の課題を発生するため、前記した例１、例２のような本発明の態様で対処し発明の作用効果項を得る。

以上に述べたとおり、例１、例２にかかる潤滑剤塗布装置では、ブラシ繊維の巻き方向、回転方向により固形状潤滑剤の搬送方向が決まる。その搬送方向の下流側でブラシローラの形状を工夫することで塗布量を増加させる形状とすることができ、潤滑剤塗布量の偏差を防止することができる。現状、潤滑剤塗布装置として、固形状潤滑剤を削り取り像担持体に塗布させるために必須となるブラシローラについてその形状を変更するのみで塗布量の偏差対策とすることができるため、部品点数を増やすこともなく容易な構成とすることが可能である。

また、固形状潤滑剤に関しても左右共、ばねによる同じ加圧力であるため、そのセット方向を規制することなく、組付け間違い等の懸念事項も無くなる。なお、ブラシローラの形状変更による組付け方向の規制は発生するが、従来から駆動を加える方向等を考慮した組付け方向で行う構成であるため、その保持部である潤滑剤収容ホルダ３１において大径となる側を指定指示する等、組付け方向を規制しており、本発明の潤滑剤塗布装置においても該既知の手段を利用することができる。

例３．例１におけるブラシローラ１の外径方向の形状を、該ブラシローラの心金の径を変えることにより形成する構成例であり図４に示す。図１に示したようにブラシローラ１の外径をテーパ形状に形成する方法として、（イ）軸方向で同径の心金を用い、ブラシ繊維の長さを変更する構成と、（ロ）ブラシ繊維の長さは同じで、心金をテーパ形状とする構成がある。塗布量の均一化など本発明の効果を得るためには、上記（ロ）の方法が望ましい。

例えば、（イ）のブラシ繊維の長さを変更する構成では、その繊維長さの違いにより固形状潤滑剤から削り取る力が変わってしまう。また、心金へ巻き付ける際も、ブラシ貼り付け位置から貼り終わりの位置で植毛したブラシ繊維の長さが異なるシートとしなければならなくなり、その作成が複雑になる。

これに対して（ロ）の心金の形状を変化させる構成では、ブラシ繊維の長さは同じであり、ブラシ繊維による潤滑剤の削り力を該ブラシローラの軸方向で均一とすることが可能となり、外径の違いによる削り力の差を明確にすることができる。また、ブラシ繊維を植毛したシート部材も、貼り付け位置に関係なく同様のシート部材を巻き付けて作成することができるため作業効率も上がる利点がある。図４（ａ）は上記（ロ）の方法にかかるテーパ形状の心金１ａを示し、図４（ｂ）は心金１ａにブラシ繊維の長さが等しいシートを巻きつけてブラシローラ１を構成している。

例４．潤滑剤塗布装置をプロセスカートリッジに組み込んだ例である。

図５に、例１、例２等で説明した本発明にかかる潤滑剤塗布装置を搭載し、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジ４５の断面図を示す。プロセスカートリッジ４５では、像担持体としての感光体４０の周りに、感光体４０を帯電させる帯電手段４１、感光体にトナーを供給する現像手段４２、本発明の潤滑剤塗布装置４４、感光体４０に残留するトナーを回収するクリーニング手段４３等を有した構成で一体としている。なお、感光体４０上であって、帯電手段４１と現像手段４２との間は、露光用のレーザ光が照射される領域となる。

画像形成装置では、一般的にその構成が複雑であり、構成する各手段を容易に交換したりすることが困難である場合が多いが、本例のように一体化したプロセスカートリッジとすることで、交換時の操作性やメンテナンス性を向上させることができる。

図５では、潤滑剤塗布装置４４を、矢印４６で示す感光体４０の回転方向に対してクリーニングブレード４３ａの上流側に配置した構成としているが、変形例として、クリーニングブレード４３ａの下流側に潤滑剤塗布装置４４を配置する構成で、その潤滑剤塗布装置４４の下流側に２枚目のブレード（塗布ブレード）を持つ構成等でも同様の利益を得る。また、潤滑剤塗布用のブラシローラの回転方向も問わない。

図５の例では、プロセスカートリッジ４５は、潤滑剤塗布装置４４の他に、感光体４０、帯電手段４１、現像手段４２、クリーニング手段４３、全てを備えているが、これに限らず、感光体４０、帯電手段４１、現像手段４２、クリーニング手段４３のうちの少なくとも一つと潤滑剤塗布装置４４とを備えたプロセスカートリッジとすることもできる。

例５．本発明の潤滑剤塗布装置を画像形成装置に組み込んだ例である。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に露光して静電潜像を作成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給して静電潜像をトナーにより可視画像化する現像手段と、前記像担持体上に形成された可視画像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に転写後に残留するトナーを回収するクリーニング手段とを備える画像形成装置に使用される潤滑剤塗布装置は、ブラシ巻き方向や回転方向による固形状潤滑剤の搬送力によって生じる潤滑剤のブラシローラの軸方向でのバラツキを規制する内容であるため画像形成装置における転写方式（直接転写方式や中間転写方式）は問わず適用可能である。

本発明の潤滑剤塗布装置を搭載可能な直接転写方式の画像形成装置を図６に例示する。
図６はフルカラー画像を形成できる画像形成装置の一例を示す垂直断面図である。ここに示した画像形成装置は、複数の支持ローラ５４，５５，５６に巻き掛けられて矢印Ａ方向に回転駆動される無端状の記録媒体搬送ベルト６３と、その記録媒体搬送ベルト６３に対向配置された第１乃至第４のプロセスカートリッジ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５ＢＫを有している。各プロセスカートリッジ４５Ｙ乃至４５ＢＫは、それぞれ異なった色のトナー像が形成される像担持体としての感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫを有し、その各感光体上に形成された各トナー像は、記録媒体搬送ベルト６３によって搬送される記録媒体に重ねて転写される。ドラム状の感光体に代えて、無端ベルトより成る感光体を用いることもできる。また、図６における符号１５は、画像形成装置本体を示している。

第１乃至第４のプロセスカートリッジ４５Ｙ乃至４５ＢＫの各感光体４０Ｙ乃至４０ＢＫ上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に転写する構成は、トナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、第１のプロセスカートリッジ４５Ｙの感光体４０Ｙにトナー像を形成し、これを記録媒体に転写する構成だけを説明する。

図７は、画像形成装置本体１５に装着された状態の第１のプロセスカートリッジ４５Ｙの拡大断面図である。ここに示したプロセスカートリッジ４５Ｙの感光体４０Ｙは、ユニットケース１６に回転可能に支持されていて、駆動装置１７によって時計方向に回転駆動される。このとき、ユニットケース１６に回転可能に支持された帯電ローラによる帯電手段４１に帯電電圧が印加され、これによって感光体４０Ｙの表面が所定の極性に帯電される。帯電手段４１は、感光体を帯電する帯電装置の一例を構成するものである。

帯電後の感光体４０Ｙには、プロセスカートリッジ４５Ｙとは別体の図６に示した露光手段である露光装置１８から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって感光体４０Ｙに静電潜像が形成される。このように、露光装置１８は、帯電した感光体表面を画像データに基づいて露光して、該感光体に静電潜像を形成する。

上記静電潜像は現像手段４２によってイエロートナー像として可視像化される。ここに示した現像手段４２は、ユニットケース１６の一部によって構成された現像ケース１９を有し、この現像ケース１９には、トナーとキャリアを有する二成分系の乾式現像剤Ｄが収容されている。また、この現像ケース１９には、現像剤Ｄを撹拌する２本のスクリュー１３，１４と、図７における反時計方向に回転駆動される現像ローラ２３とが配置され、その現像ローラ２３の周面に汲み上げられた現像剤Ｄは、該現像ローラ２３の周面に担持されて、当該現像ローラ２３の回転方向に搬送され、ドクターブレード２４を通過した現像剤が現像ローラ２３と感光体４０Ｙの間の現像領域に運ばれる。このとき、その現像剤中のトナーが感光体４０Ｙに形成された静電潜像に静電的に移行して、その潜像がトナー像として可視像化される。現像領域を通過した現像剤は、現像ローラ２３から分離され、スクリュー１３，１４によって撹拌される。このようにして、感光体４０Ｙにトナー像が形成されるのである。キャリアを有さない一成分系現像剤を用いる現像装置を採用することもできる。

一方、図６に示すように、画像形成装置本体１５の下部には、例えば転写紙や樹脂フィルムなどから成る記録媒体Ｐを収容した給紙カセット４６と給紙ローラ４７とを有する給紙装置４８が設けられ、給紙ローラ４７の回転によって、最上位の記録媒体Ｐが矢印Ｂ方向に送り出される。このようにして送り出された記録媒体Ｐは、時計方向に回転する感光体４０Ｙと、矢印Ａ方向に回転駆動される記録媒体搬送ベルト６３との間に送り込まれ、その記録媒体搬送ベルト６３に担持されて搬送される。

図６及び図７に示すように、記録媒体搬送ベルト６３を挟んで感光体４０Ｙにほぼ対向する位置には、転写ローラ４９として構成された転写装置が配置され、この転写ローラ４９に転写電圧が印加され、これによって感光体４０Ｙ上に可視像化されたトナー像が、記録媒体搬送ベルト６３に担持されて搬送される被転写体としての記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、感光体４０Ｙ上のトナー像が転写される被転写体の一例を構成し、転写ローラ４９は感光体上のトナー像を被転写体に転写する転写手段の一例を構成するものである。

トナー像転写後の感光体４０Ｙ上に付着する転写残トナーは、図７に示したクリーニング手段４３によって除去される。本例のクリーニング手段４３は、ユニットケース１６の一部によって構成されたクリーニングケース５７と、先端エッジ部が感光体４０Ｙの表面に圧接したクリーニングブレード４３ａと、そのクリーニングブレード４３ａを保持するブレードホルダ５８と、クリーニングケース５７内に配置されたトナー搬送スクリュー５９とを有している。

上述のブレードホルダ５９はクリーニングケース５７に固定され、クリーニングブレード４３ａは、感光体４０Ｙの表面移動方向に対してカウンタ向きに配置されている。かかるクリーニングブレード４３ａは、ウレタンゴム、シリコンゴム又はその他のゴムなどの弾性体により構成され、そのクリーニングブレード４３ａの基端側が、例えば接着剤によってブレードホルダ５８に固定されている。かかるクリーニングブレード４３ａの先端エッジ部が感光体４０Ｙの表面に圧接することによって、トナー像転写後の感光体４０Ｙ表面に付着する転写残トナーが掻き取り除去される。除去されたトナーは、回転駆動されるトナー搬送スクリュー５９によってクリーニングケース外に搬送される。このようにして、クリーニング手段４３のクリーニングブレード４３ａは、トナー像転写後の感光体表面に付着する転写残トナーを除去する用をなす。

ブラシローラ１、固形状潤滑剤を有する潤滑剤塗布装置は、クリーニング手段として利用するブレードに対して、像担持体の回転方向上流側、下流側のどちら側に配置しても、本発明の効果は同様である。
ここでは、ブレードの上流側に配置した場合の例を図５により説明する。
潤滑剤塗布装置のブラシローラは、潤滑剤塗布を行うと同時に、転写後の感光体に残留したトナーを除去するクリーニングブレードの補助の役割も担う。ブラシローラで回収したトナーは、固形状潤滑剤Ｊの当接位置に至る前に遠心力やフリッカー部材等でブラシ上から取り除かれる構成とされている。ブラシローラや、クリーニングブレードによって回収されたトナーは、搬送部材により運ばれ、プロセスカートリッジ内の貯留部や画像形成装置に設けられたトナー回収容器等に収納される。画像形成装置は、上記のような構成となっているため、本発明の潤滑剤塗布装置を搭載して使用することが可能であり、その効果を発揮することができる。

図６、図７に示した画像形成装置はプロセスカートリッジを用いたものであるが、プロセスカートリッジを用いずに、帯電、現像、クリーニングの各手段を個々に画像形成装置本体に取り付ける構成でも、該クリーニング手段に付帯して本発明の潤滑剤塗布装置を適用することができることはもちろんである。

また、本例のように直接転写方式にかかる画像形成装置ではなく、中間転写方式にかかるタンデムタイプの画像形成装置等において像担持体である感光体周りに設けたクリーニング装置に付帯して本発明の潤滑剤塗布装置を適用できるほか、同タンデムタイプの画像形成装置において、中間転写ベルトのクリーニング装置に付帯して本発明の潤滑剤塗布装置を設けることができる。

例６．ブラシローラの回転速度を変更可能とした例である。
感光体４０は、その使用状況に応じて、潤滑剤の必要量が異なってくる。そのため、図６に示した画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジ４５Ｙの部位を取り出した図７に示すように、潤滑剤塗布用ブラシローラの回転速度を変化させる制御手段６６を有することとし、潤滑剤塗布量の最適化を図る。

制御手段６６は、画像形成装置の画像形成に係る諸部材を制御する制御手段を兼用してもよい。本例では、ブラシローラ１の回転軸を連結された駆動源としてのモータ等の駆動装置１７の回転速度を可変制御する手段として制御手段６６を用いている。ブラシローラ１の回転速度を可変とすることにより、過剰塗布による帯電手段４１におけるローラ汚れや、潤滑剤の不足によるブレードへの負荷や感光体４０の感光層を損なういわゆる膜削れ等の不具合の発生を防止できるとともに、固形状潤滑剤Ｊ自体も有効に使うことができる。

本発明においては、ブラシの外径を長手方向で変更させているのみであるため、例えばブラシローラ１の回転速度を増加させた場合、固形状潤滑剤Ｊの矢印６の向きの搬送力が増加するが、ブラシローラ１の回転速度を増加させることによる固形状潤滑剤Ｊの削り量も増加するため、結果として摺動抵抗による加圧力偏差を補正した状態とすることができる

例７．ブラシローラの回転速度を画像面積率に応じて変更可能とした例である。
感光体の表面状態は、感光体上に形成されたトナー像の画像面積率により変化し、潤滑剤の必要量も変わってくる。そこで、図７に示すように、感光体４０Ｙ上に形成される画像パターンを読み取る画像パターン判定手段を有し、該画像パターン判定手段により読み取られた画像パターンに応じて、制御手段６６によりブラシローラ１の回転速度を変化させる。ここでいう画像パターンとは、感光体４０Ｙ上に形成されるトナー像の画像面積率であり、画像形成装置において、形成しようとする画像の画像面積率は制御手段６６で把握される情報である。そこで、制御手段６６に設けられた画像パターン判定手段６６ａが有する画像面積率の情報を用いて制御手段６６によりブラシローラ１の回転速度を変化させることとしている。制御手段６６は、画像面積率と、画像面積率に対応した適切な回転速度の実験等のデータテーブルを有し、適正な回転速度となるように制御を行う。例えば、画像面積率が高い場合は固形状潤滑剤Ｊからの塗布量を増やし、低い場合は固形状潤滑剤Ｊからの塗布量を少なくする等のため、ブラシローラ１の回転速度を制御することとした。

例８．ブラシローラの回転速度を使用環境の温湿度に応じて変更可能とした例である。
潤滑剤塗布装置４４は使用環境の温湿度によって潤滑剤状態やブラシでの削り量が変化し、潤滑剤の塗布量が変化してしまう。そこで、本発明の潤滑剤塗布装置においても、画像形成装置の設置環境に温湿度検知センサ６７を設け、検知した温湿度情報を制御手段６６で入力して、温湿度情報の大小に応じてブラシローラの回転速度を変化させる。制御手段６６は、温湿度と、温湿度に対応した適切な回転速度の実験等のデータテーブルを有し、温湿度情報が高い場合は固形状潤滑剤が削られやすくなるので低速傾向、低い場合は固形状潤滑剤が固く削られ難くなるので高速傾向とするなど、適正な回転速度となるように制御を行う。ブラシローラの回転速度を温湿度によって変化させることで、より最適化を図ることができる。また、温湿度検知センサ６７からの温湿度情報と、画像パターン判定手段６６ａからの画像面積率の両者を勘案した適切な回転速度情報をデータテーブルから求め、駆動装置１７を制御するようにすることもできる。

ブラシローラ１、１０、１００
１ａ心金
収納スペース２
保持台３
側壁面３ａ
ばね４
矢印Ａ、Ｂ、５、６、８、４６
７ 楕円マーク
１０ａ 右端部
１３、１４ スクリュー
１５ 画像形成装置本体
１６ ユニットケース
１７ 駆動装置
１８ 露光装置
２３ 現像ローラ
２４ ドクターブレード
３１ 潤滑剤収容ホルダ
４０、４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０ＢＫ 感光体
４１ 帯電手段
４２ 現像手段
４３ クリーニング手段
４３ａ クリーニングブレード
４４、４４Ｘ 潤滑剤塗布装置
４５、４５Ｙ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５ＢＫ プロセスカートリッジ
４６ 給紙カセット
４７ 給紙ローラ
４８ 給紙装置
４９ 転写ローラ
５４、５５、５６ 支持ローラ
５７ クリーニングケース
５８ ブレードホルダ
５９ トナー搬送スクリュー
６３ 記録媒体搬送ベルト
６６ 制御手段
６６ａ 画像パターン判定手段
６７ 温湿度検知センサ
Ｄ 現像剤
Ｊ 固形状潤滑剤
Ｋ 螺旋条
Ｌ レーザ光
Ｐ 記録媒体

特開２０１０−１４５８７７号公報

Claims (9)

1. 固形状潤滑剤と、回転しながら前記固形状潤滑剤に当接することで該固形状潤滑剤から粉体状の潤滑剤として削り取り、被塗布体に塗布する潤滑剤塗布用のブラシローラと、前記当接のための力を与えるため前記ブラシローラに前記固形状潤滑剤を押し当てる加圧手段とを有し、
   前記ブラシローラは軸となる心金の上にブラシ繊維を植毛したシートを螺旋状に巻きつけた構成であり、前記ブラシローラ外径についてその軸方向の形状を、ブラシ繊維の巻き方向および前記ブラシローラの回転方向に応じて前記固形状潤滑剤が受ける前記ブラシローラの軸方向での搬送力の方向で上流側の一端側に対して下流側の他端側を大径としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 請求項１記載の潤滑剤塗布装置において、
   前記ブラシローラ外径の軸方向の形状を、前記搬送力の方向で上流側の一端側から下流側の他端側へ徐々に外径が大きくなるテーパ形状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
3. 請求項１記載の潤滑剤塗布装置において、
   前記ブラシローラ外径の軸方向の形状を、前記搬送力の方向で下流側の他端部のみ大径の形状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、
   前記ブラシローラの外径方向の形状を、前記ブラシローラの心金の径を変えることにより形成したことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
5. 像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、前記像担持体に残留するトナーを回収するクリーニング手段のうちの少なくとも一つを備え、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されているプロセスカートリッジにおいて、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に露光して静電潜像を作成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給して静電潜像をトナーにより可視画像化する現像手段と、前記像担持体上に形成された可視画像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に転写後に残留するトナーを回収するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記ブラシローラを回転させる駆動手段と、前記駆動手段による回転速度を変化させる制御手段とを有し、前記制御手段により前記ブラシローラの回転速度を変更可能としたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項7に記載の画像形成装置において、
   前記像担持体上に形成される画像パターンを読み取る画像パターン判定手段を有し、前記画像パターン判定手段により読み取られた画像パターンに応じて、前記制御手段により前記ブラシローラの回転速度を変化させることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項7または８の何れかに記載の画像形成装置において、
   使用環境の温湿度を検出する温湿度検出手段を有し、前記制御手段は前記温湿度検出手段の値に応じて、ブラシローラの回転速度を変化させることを特徴とする画像形成装置。

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