JP2014139646A - Lubricant supply device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置される潤滑剤供給装置と、プロセスカートリッジと、に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine thereof, a lubricant supply device installed therein, and a process cartridge.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置(潤滑剤塗布装置)を設置して、像担持体やクリーニングブレード等の磨耗を低減する技術が知られている(例えば、特許文献1等参照。)。 Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines and printers, a lubricant supply device (lubricant coating device) for supplying a lubricant is installed on the image carrier to reduce wear of the image carrier and cleaning blade. The technique which performs is known (for example, refer patent document 1 grade | etc.,).
詳しくは、転写工程後の像担持体上に残留する未転写トナーは、像担持体に当接するクリーニングブレード(クリーニング装置)によってすべて除去されるべきものである。しかし、クリーニングブレードが像担持体との当接によって経時劣化(磨耗)した場合には、未転写トナーが磨耗したクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。また、クリーニングブレードに劣化が生じていなくても、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、そのトナーがクリーニングブレードと像担持体との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。さらに、トナーやトナー中に含まれる外添剤や紙粉等の付着物がクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けると、それが像担持体上に膜状に固着してフィルミングが生じることもあった。 Specifically, the untransferred toner remaining on the image carrier after the transfer process should be completely removed by a cleaning blade (cleaning device) that contacts the image carrier. However, when the cleaning blade deteriorates with time due to contact with the image carrier (abrasion), cleaning failure may occur due to slipping through the gap between the cleaning blade where the untransferred toner is worn and the image carrier. Even when the cleaning blade is not deteriorated, when small toner or spherical toner is used, the toner enters a slight gap between the cleaning blade and the image carrier and eventually passes through the gap. A cleaning failure sometimes occurred. Furthermore, if toner or an external additive or paper dust contained in the toner slips through the gap between the cleaning blade and the image carrier, it adheres to the image carrier and forms a film. There was also.
このような問題に対して、像担持体上に潤滑剤を塗布することで、像担持体上の摩擦係数が低下してクリーニングブレードや像担持体の劣化が低減されるとともに、像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物の離脱性が向上されるために、経時におけるクリーニング不良やフィルミングの発生を抑止することができる。 In response to such a problem, by applying a lubricant on the image carrier, the friction coefficient on the image carrier is reduced, so that deterioration of the cleaning blade and the image carrier is reduced. Since the removability of deposits such as untransferred toner adhering to the toner is improved, it is possible to suppress the occurrence of poor cleaning and filming over time.
具体的に、特許文献1等において、潤滑剤供給装置(塗布装置)は、像担持体に摺接する潤滑剤供給回転体(発泡体ローラ)、潤滑剤供給回転体に当接する固形潤滑剤、固形潤滑剤を潤滑剤供給回転体に向けて付勢する付勢部材(押圧手段)、潤滑剤供給回転体の下流側であって像担持体に当接する薄層化ブレード(均し手段)、等で構成される。そして、所定方向に回転する潤滑剤供給回転体によって固形潤滑剤から潤滑剤が徐々に削り取られて、潤滑剤供給回転体によって削り取られた潤滑剤が像担持体の表面に塗布(供給)される。その後、像担持体上に供給された潤滑剤は、薄層化ブレードによって薄層化(均一化)される。
そして、特許文献1等には、像担持体上に潤滑剤の被膜を効率的に均一に形成することを目的として、潤滑剤供給装置に設置される潤滑剤供給回転体として、芯金上にブラシ毛が周設されたブラシローラを用いるのではなく、芯金上に発泡弾性層(発泡体)が形成された発泡体ローラを用いる技術が開示されている。
Specifically, in Patent Document 1 and the like, the lubricant supply device (coating device) includes a lubricant supply rotating body (foam roller) that is in sliding contact with the image carrier, a solid lubricant that is in contact with the lubricant supply rotating body, and a solid lubricant. An urging member (pressing means) for urging the lubricant toward the lubricant supply rotator, a thinning blade (equalizing means) that contacts the image carrier on the downstream side of the lubricant supply rotator, etc. Consists of. Then, the lubricant is gradually scraped off from the solid lubricant by the lubricant supply rotating body rotating in a predetermined direction, and the lubricant scraped off by the lubricant supplying rotating body is applied (supplied) to the surface of the image carrier. . Thereafter, the lubricant supplied onto the image carrier is thinned (homogenized) by a thinning blade.
In Patent Document 1, etc., for the purpose of efficiently and uniformly forming a lubricant film on an image carrier, a lubricant supply rotating body installed in a lubricant supply device is provided on a mandrel. A technique is disclosed that uses a foam roller in which a foamed elastic layer (foam) is formed on a cored bar, instead of using a brush roller in which brush bristles are provided.
特許文献1の技術は、潤滑剤供給装置に設置される潤滑剤供給回転体として発泡弾性層が外周面に形成された発泡体ローラを用いているため、潤滑剤供給回転体としてブラシローラを用いた場合に比べて、像担持体上に潤滑剤の被膜を効率的に均一に形成することができるとともに、潤滑剤の飛翔が少なく、潤滑剤供給回転体の耐久性が向上する効果が期待できる。
しかし、潤滑剤供給回転体によって固形潤滑剤から潤滑剤を削り取る動作と像担持体に潤滑剤を供給する動作とを繰り返しおこなうことによって、経時おいて潤滑剤供給回転体の発泡弾性層の表面や内部に潤滑剤が徐々に入り込んで、像担持体に供給されずに残留(目詰まり)してしまう不具合が生じてしまうことがあった。そして、このような不具合が生じてしまうと、固形潤滑剤から潤滑剤を削り取る潤滑剤供給回転体の能力が低下して、像担持体に供給される潤滑剤量が不足してクリーニング不良やフィルミングが発生してしまうことになる。
The technique of Patent Document 1 uses a foam roller having a foamed elastic layer formed on the outer peripheral surface as a lubricant supply rotating body installed in a lubricant supply device, and therefore uses a brush roller as a lubricant supply rotating body. Compared with the case where the lubricant is applied, it is possible to efficiently and uniformly form a lubricant film on the image bearing member, and it is possible to expect the effect of improving the durability of the lubricant supply rotating member with less flying of the lubricant. .
However, by repeating the operation of scraping off the lubricant from the solid lubricant by the lubricant supply rotating body and the operation of supplying the lubricant to the image carrier, the surface of the foamed elastic layer of the lubricant supply rotating body and In some cases, the lubricant gradually enters the inside and remains (clogged) without being supplied to the image carrier. If such a problem occurs, the ability of the lubricant supply rotating body to scrape the lubricant from the solid lubricant is reduced, and the amount of lubricant supplied to the image carrier is insufficient, resulting in poor cleaning and fill. Will occur.
また、このような問題は、潤滑剤供給回転体の発泡弾性層にトナー等の付着物が付着した場合にも生じうる。すなわち、経時おいて潤滑剤供給回転体の発泡弾性層の表面や内部にトナー等の付着物が徐々に入り込んで目詰まりして、固形潤滑剤から潤滑剤を削り取る潤滑剤供給回転体の能力が低下してしまうことがあった。 Such a problem may also occur when a deposit such as toner adheres to the foamed elastic layer of the lubricant supply rotating body. That is, the ability of the lubricant supply rotating body to scrape the lubricant from the solid lubricant is gradually clogged due to the adhering matter such as toner gradually entering the surface and inside of the foamed elastic layer of the lubricant supply rotating body. It sometimes declined.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発泡弾性層が形成された潤滑剤供給回転体を用いた場合であっても、経時において発泡弾性層に潤滑剤や付着物が目詰まりにくい、潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even when a lubricant supply rotating body having a foamed elastic layer formed thereon is used, the lubricant and attachment to the foamed elastic layer over time are used. An object of the present invention is to provide a lubricant supply device, a process cartridge, and an image forming apparatus in which a kimono is not easily clogged.
この発明の請求項1記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、トナー像が担持される像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、発泡材料からなる発泡弾性層を具備するとともに、所定方向に回転しながら前記像担持体に摺接する潤滑剤供給回転体と、前記潤滑剤供給回転体に摺接する固形潤滑剤と、前記潤滑剤供給回転体の前記発泡弾性層に付着した潤滑剤又は/及び付着物を除去する除去手段と、を備えたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a lubricant supply device for supplying a lubricant onto an image carrier on which a toner image is carried, comprising a foamed elastic layer made of a foam material. And a lubricant supply rotating body that is in sliding contact with the image carrier while rotating in a predetermined direction, a solid lubricant that is in sliding contact with the lubricant supply rotating body, and the foamed elastic layer of the lubricant supply rotating body. And a removing means for removing the adhered lubricant and / or deposits.
本発明は、発泡弾性層が形成された潤滑剤供給回転体を用いた場合であっても、その発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物を除去する除去手段を設けているため、経時において発泡弾性層に潤滑剤や付着物が目詰まりしにくい、潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。 The present invention is provided with a removing means for removing the lubricant and deposits attached to the foamed elastic layer even when using the lubricant supply rotating body on which the foamed elastic layer is formed. It is possible to provide a lubricant supply device, a process cartridge, and an image forming apparatus in which the foamed elastic layer is less likely to be clogged with a lubricant or a deposit.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は、実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。図2は、図1の画像形成装置1に設置されたイエロー用のプロセスカートリッジ10Yを示す断面図である。
なお、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)は、作像プロセスに用いられるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図2ではイエロー用のプロセスカートリッジ10Yのみを代表的に図示する。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a
Since the four
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ、16は各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト17上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のトナー像を記録媒体P上に転写するための2次転写バイアスローラ、19は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、20は記録媒体P上のトナー像(未定着画像)を定着する定着装置、を示す。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an apparatus main body of a tandem color copier as an image forming apparatus, 2 a writing unit that emits laser light based on input image information, and 3 an original conveying unit that conveys an original D to an original reading unit 4. 4 is a document reading unit that reads image information of the document D, 7 is a sheet feeding unit that accommodates a recording medium P such as transfer paper, and 9 is a registration roller that adjusts the conveyance timing of the recording medium P, 10Y, 10M, 10C. 10BK is a process cartridge on which toner images of each color (yellow, magenta, cyan, black) are formed, and 16 is a toner image formed on the photosensitive drum of each
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport rollers of the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the document reading unit 4 scans the image of the document D on the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11(像担持体)上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the writing unit 2. Then, the laser beam (exposure light) based on the image information of each color is directed from the writing unit 2 toward the corresponding photosensitive drum 11 (image carrier) of the
一方、4つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11(図2を参照できる。)は、それぞれ、矢印方向(反時計方向)に回転している。そして、まず、感光体ドラム11の表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11表面は、それぞれのレーザ光Lの照射位置に達する。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光Lが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Lは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the photosensitive drums 11 (see FIG. 2) of the four
In the writing unit 2, laser light L corresponding to the image signal is emitted from the four light sources corresponding to each color. Each laser beam L passes through a different optical path for each of the yellow, magenta, cyan, and black color components (this is an exposure process).
イエロー成分に対応したレーザ光Lは、紙面左側から1番目の感光体ドラム11(像担持体)表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
The laser beam L corresponding to the yellow component is applied to the surface of the first photosensitive drum 11 (image carrier) from the left side of the sheet. At this time, the yellow component laser light is scanned in the rotation axis direction (main scanning direction) of the
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ16が設置されている。そして、転写バイアスローラ16の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
そして、転写工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、クリーニング部14(クリーニング装置)との対向位置に達する。そして、この位置で、ブレード部材としてのクリーニングブレード14aによって感光体ドラム11上に残存する未転写トナーが機械的に除去されて、除去された未転写トナーが廃トナーとしてクリーニング部14内に回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、潤滑剤供給装置15、除電部(不図示である。)の位置を順次通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the
Thereafter, the surface of the
他方、感光体ドラム11上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部19の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部19に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
On the other hand, the
Thereafter, the surface of the
ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップである。)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9(タイミングローラ)に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
Here, the recording medium P transported between the
Specifically, the recording medium P fed by the
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像(トナー)が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Then, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by a paper discharge roller, and a series of image forming processes is completed.
次に、図2にて、プロセスカートリッジ10Yについて詳述する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ10Yは、像担持体としての感光体ドラム11と、帯電部12(帯電ローラ)と、現像部13(現像装置)と、クリーニング装置14(クリーニング部)と、潤滑剤供給装置15と、が一体的にユニットとして構成されている。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
ここで、像担持体としての感光体ドラム11は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、表面層(保護層)が順次積層されている。
特に、本実施の形態1では、感光体ドラム11(像担持体)の表面層に熱硬化性樹脂が含有されているため、感光体ドラム11に対する機械的ストレスに対する耐久性をさらに向上させることができる。
Here, the
Although not shown, the
In particular, in Embodiment 1, since the thermosetting resin is contained in the surface layer of the photosensitive drum 11 (image carrier), durability against mechanical stress on the
図2を参照して、帯電部12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。帯電ローラ12には不図示の電源部から所定の電圧(AC電圧とDC電圧とが重畳されたものである。)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
ここで、本実施の形態1では、帯電ローラ12が不図示の圧縮スプリングによって感光体ドラム11に対して圧接するように構成されているが、感光体ドラム11に対して帯電ローラ12を微小ギャップをあけて非接触で対向するように構成することもできる。
また、本実施の形態1では、帯電ローラ12の表面をクリーニングするためのクリーニングローラ40が、帯電ローラ12に圧接するように設置されている。
Referring to FIG. 2, the charging
Here, in the first embodiment, the charging
In the first embodiment, the cleaning
現像部13(現像装置)は、主として、感光体ドラム11に対向する現像ローラ13aと、現像ローラ13aに対向する第1搬送スクリュ13bと、仕切部材を介して第1搬送スクリュ13bに対向する第2搬送スクリュ13cと、現像ローラ13aに対向するドクターブレード13dと、で構成される。現像ローラ13aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ13a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ13a上に現像剤Gが担持されることになる。
The developing unit 13 (developing device) mainly includes a developing
現像部13内には、キャリアCとトナーTとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
なお、本実施の形態1では、画質向上のために、円形度が0.93以上であって、重量平均径D4と個数平均径D1との比(D4/D1)が1.00〜1.40となる球形トナーをトナーTとして使用している。
なお、トナーTの「円形度」は、粒子投影像の周囲長に対する粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長であって、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」(東亜医用電子社製)により計測した値に基いて求めることができる。
また、トナーTの「重量平均径」や「個数平均径」は、粒径測定器「SD2000」(ホソカワミクロン社製)により測定することができる。
In the developing
In the first embodiment, in order to improve the image quality, the circularity is 0.93 or more, and the ratio (D4 / D1) of the weight average diameter D4 to the number average diameter D1 (D4 / D1) is 1.00-1. A spherical toner of 40 is used as the toner T.
The “circularity” of the toner T is the circumference of a circle having the same area as the particle projection area with respect to the circumference of the particle projection image. The flow type particle image analyzer “FPIA-2000” (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.) ) Based on the measured value.
Further, the “weight average diameter” and “number average diameter” of the toner T can be measured by a particle size measuring instrument “SD2000” (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
クリーニング装置14には、感光体ドラム11に当接して感光体ドラム11表面をクリーニングするブレード部材としてのクリーニングブレード14aが設置されている。
クリーニングブレード14aは、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料からなる板状のブレード本体が保持板14b(図3を参照できる。)に保持されたものであって、感光体ドラム11表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム11上に付着する未転写トナー(記録媒体Pから生じる紙粉、帯電部12による放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等の付着物も含むものとする。)が機械的に掻き取られてクリーニング装置14内に回収されることになる。なお、本実施の形態1において、クリーニングブレード14aは、感光体ドラム11の走行方向(回転方向)に対してカウンタ方向にて感光体ドラム11に当接している。
In the
The
図2及び図3を参照して、潤滑剤供給装置15は、感光体ドラム11に摺接する発泡弾性層(表面層)が外周面に周設されて感光体ドラム11上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給回転体としての潤滑剤供給ローラ15a、潤滑剤供給ローラ15a(発泡弾性層)に摺接する固形潤滑剤15b、固形潤滑剤15bを潤滑剤供給ローラ15aに向けて付勢する付勢部材としての圧縮スプリング15c、感光体ドラム11に当接して感光体ドラム11上に供給された潤滑剤を薄層化(均一化)するブレード部材としての薄層化ブレード15d(均しブレード)、固形潤滑剤15bを保持する保持部材15e、圧縮スプリング15cによって付勢されて保持部材15eに保持された固形潤滑剤15bをガイドするガイド部材15f(ホルダ)、潤滑剤供給ローラ15a(発泡弾性層)に付着した潤滑剤や付着物をクリーニングする除去手段(清掃手段)としての当接部材15g、等で構成される。
潤滑剤供給装置15は、クリーニング装置14(クリーニングブレード14a)に対して感光体ドラム11の回転方向下流側(走行方向下流側)であって、帯電部12に対して感光体ドラム11の回転方向上流側に配設されている。また、薄層化ブレード部材は、潤滑剤供給ローラ15aに対して感光体ドラム11の回転方向下流側に配設されている。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
The
潤滑剤供給回転体としての潤滑剤供給ローラ15aは、芯金上に発泡ポリウレタン(ウレタンフォーム)からなる発泡弾性層が形成されたローラ部材であって、その発泡弾性層が感光体ドラム11表面に当接した状態で図2の反時計方向に回転する。これにより、固形潤滑剤15bから潤滑剤供給ローラ15aを介して感光体ドラム11上に潤滑剤が供給される。
The
ここで、潤滑剤供給ローラ15aは、ポリウレタンフォームの原料から予め発泡弾性層となるポリウレタンフォームをブロック状に形成して、必要な形状に切り出して表面を研磨して、芯金(芯材)を挿入した後に、発泡ポリウレタンを回転させながら、研磨刃を当てて軸方向に平行に刃を移動させて、所定のスポンジ厚まで切削(トラバース研削)する方法で製造されている。挿入する芯金には、発泡弾性層との接着性を高めるために、予め接着材を塗布しておいてもよい。また、トラバース研削をおこなうときに発泡ポリウレタンの回転速度や移動させる速度を変化させることで、発泡弾性層の表面に不規則な凹凸を形成することができる。
なお、潤滑剤供給ローラ15aの製造方法は、これに限定されることなく、例えば、別の製造方法として、芯金を収納した成形型にポリウレタンフォームの原料を注入して、発泡硬化させる方法を用いることもできる。
Here, the
The manufacturing method of the
ポリウレタンフォームの原料としては、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒及び発泡剤、整泡剤等の助剤を加えたものが用いられる。また、ポリイソシアネート以外の成分は予め混合して、成形の直前にポリイソシアネート成分と混合して用いられる。 ポリオール成分としては、加工性、ポリウレタンフォーム層の硬度等の調整が容易なことから、ポリエーテルポリオールといわれるポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールとしても、公知の各種ポリエーテルポリオールの中から適宜選択して使用することができる。また、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテルポリオールとして知られるポリエーテルポリエーテルポリオール、ポリエステルポリエーテルポリオール、ポリマーポリエーテルポリオール等から適宜選択すればよく、一種又は二種以上を組み合せて用いても良い。また、エチレンオキシドを5モル%以上端末に結合したポリエーテルポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良くなる。
また、発泡弾性層の製造に用いるポリイソシアネートとしては、公知の各種ポリイソシアネートの中から適宜選択して使用することができ、例えば、2、4?及び2、6?トリレンジイソシアネート(TDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、4、4′?ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及びカーボジイミド変成MDI、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等があげられ、これらは単独で、又は二種以上を組み合せて用いても良い。
発泡弾性層の製造に用いる触媒としては、公知のウレタン化反応に使用される触媒の中から適宜選択して使用することができ、例えば、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、ビス(ジメチルアミノ)エチルエーテル等のアミン系触媒、例えば、ジオクチルスズ、ジステアリルスズジブチレート等の有機金属系触媒、これらの変性触媒等があげられる。また、自身に活性水素を有するジメチルアミノエタノール等の反応性触媒であってもよい。触媒を適宜選択して、その使用量をコントロールすることで、ポリウレタンフォーム層のセル壁幅、開口セル径、硬度や通気量等を調整することができる。
また、発泡弾性層の製造に用いる整泡剤としては、一般的にポリウレタンフォーム製造に使用されるものであればいずれでも使用できるが、シリコーン系界面活性剤が好ましく用いられる。
発泡弾性層の製造に用いる発泡剤としては、特に制限は無く、水、低沸点物、ガス体等の公知の各種発泡剤の中から、単独で、又は複数種を組み合せて使用することができるが、環境の観点から水を発泡剤として用いることが好ましい。また、他の発泡剤を併用することもできる。発泡剤の使用量や条件を変えることにより、ポリウレタンフォーム層のセル壁幅、セル径、硬度や通気量等をコントロールすることができる。
上述したポリウレタンフォーム層の原料には、ポリウレタンフォーム層のセルの独立気泡性、連続気泡性をコントロールするように架橋剤、破泡剤等が配合されていてよく、また、所望の導電性を付与するための導電剤、帯電防止剤等が添加されていてもよい。架橋剤としては、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等の公知のものが挙げられる。その他添加剤として、導電剤、難燃剤、減粘剤、顔料、安定剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤等については、公知の物を必要に応じて配合することができる。
As the raw material of the polyurethane foam, those added with an auxiliary such as polyol, polyisocyanate, catalyst, foaming agent, foam stabilizer and the like are used. In addition, components other than polyisocyanate are mixed in advance and mixed with the polyisocyanate component immediately before molding. As the polyol component, a polyol called a polyether polyol is preferable because it is easy to adjust processability, hardness of the polyurethane foam layer, and the like. As the polyether polyol, it can be appropriately selected from known various polyether polyols. Moreover, what is necessary is just to select suitably from polyether polyether polyol known as polyether polyol generally used for manufacture of a flexible polyurethane foam, polyester polyether polyol, polymer polyether polyol, etc., combining 1 type, or 2 or more types. It may be used. Further, when a polyether polyether polyol having 5 mol% or more of ethylene oxide bonded to a terminal is used, the moldability is improved.
Moreover, as polyisocyanate used for manufacture of a foaming elastic layer, it can select suitably from well-known various polyisocyanate, for example, 2, 4? And 2, 6? Tolylene diisocyanate (TDI), Tolidine diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and carbodiimide modified MDI, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, polymeric polyisocyanate, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
The catalyst used for the production of the foamed elastic layer can be appropriately selected from catalysts used for known urethanization reactions, such as triethylenediamine, dimethylethanolamine, bis (dimethylamino) ethyl ether. Examples thereof include amine-based catalysts such as dioctyltin, organometallic catalysts such as distearyltin dibutyrate, and modified catalysts thereof. Further, it may be a reactive catalyst such as dimethylaminoethanol having active hydrogen in itself. By appropriately selecting the catalyst and controlling the amount used, the cell wall width, open cell diameter, hardness, air flow rate, etc. of the polyurethane foam layer can be adjusted.
Moreover, as a foam stabilizer used for manufacture of a foaming elastic layer, although it can generally be used if it is generally used for polyurethane foam manufacture, a silicone type surfactant is used preferably.
There is no restriction | limiting in particular as a foaming agent used for manufacture of a foaming elastic layer, It can be used individually or in combination of multiple types from well-known various foaming agents, such as water, a low boiling point thing, and a gas body. However, it is preferable to use water as a foaming agent from the viewpoint of the environment. Also, other foaming agents can be used in combination. By changing the use amount and conditions of the foaming agent, the cell wall width, cell diameter, hardness, air flow rate and the like of the polyurethane foam layer can be controlled.
The raw material of the polyurethane foam layer described above may contain a crosslinking agent, a foam breaker, etc. so as to control the closed-cell property and open-cell property of the cells of the polyurethane foam layer, and give desired conductivity. In order to do so, a conductive agent, an antistatic agent, or the like may be added. Examples of the crosslinking agent include known ones such as triethanolamine and diethanolamine. Other additives such as conductive agents, flame retardants, thickeners, pigments, stabilizers, colorants, anti-aging agents, UV absorbers, antioxidants, antioxidants, etc. Can be blended.
発泡弾性層のセル数pは以下の方法によって測定された値の平均値を用いる。発泡弾性層の表面において軸方向の両端部と中央部とで測定箇所を任意に3点選択する。次いで、各測定箇所において周方向にさらに2点ずつ選択して、合計9点の測定箇所を決定する。次に、マイクロスコープを用いて、それぞれの測定箇所の写真画面を観察する。そして、写真画面の中心部に実寸1インチ(25.4mm)に対応する長さの線を引き、その線内に何個のセルがあるかをカウントし、9点の平均値を求める。たとえわずかでも25.4mmの線に接触したセルは1つとしてカウントする。
発泡弾性層のセル数pは40〜100個/インチの範囲が望ましい。これは、セル数が少なすぎると、線速差を大きくしても効率的な塗布はおこなえないためである。また、一般的に、セル数が増加すると硬度が上昇する。本実施の形態1では、感光体ドラム11と潤滑剤供給ローラ15aとに線速差を設けており、硬度が大きいと、それぞれの駆動トルクが上昇してしまうため、セル数pは100個/インチ以下が望ましい。
発泡弾性層の硬度は、発泡弾性層表面における任意の数点においてJIS K 6400に基づいて測定された値の平均値である。発泡弾性層の硬度は、比較的小粒径の潤滑剤を削りとり潤滑剤粒子を感光体ドラム11へ供給する観点から、10〜430N(特に15〜100N)が好ましい。
The average value of the values measured by the following method is used for the number of cells p of the foamed elastic layer. Three measurement points are arbitrarily selected at both ends and the center in the axial direction on the surface of the foamed elastic layer. Next, two more points are selected in the circumferential direction at each measurement point, and a total of nine measurement points are determined. Next, the photograph screen of each measurement location is observed using a microscope. Then, a line having a length corresponding to an actual size of 1 inch (25.4 mm) is drawn at the center of the photo screen, the number of cells in the line is counted, and an average value of 9 points is obtained. A cell that touches even a 25.4 mm line is counted as one.
The number of cells p of the foamed elastic layer is preferably in the range of 40 to 100 cells / inch. This is because if the number of cells is too small, efficient application cannot be performed even if the linear velocity difference is increased. In general, the hardness increases as the number of cells increases. In the first embodiment, a linear velocity difference is provided between the
The hardness of the foamed elastic layer is an average value of values measured based on JIS K 6400 at arbitrary points on the surface of the foamed elastic layer. The hardness of the foamed elastic layer is preferably 10 to 430 N (particularly 15 to 100 N) from the viewpoint of scraping off a relatively small particle size lubricant and supplying the lubricant particles to the
また、潤滑剤供給ローラ15aの芯金は、鉄、アルミ、ステンレスなどの金属や樹脂などの非金属からなる円筒体であって、予めその表面上に接着層を設けておくこともできる。
また、上述した芯金を収納した成形型を用いる製造方法では、成形型内の表面に、フッ素樹脂コーティング剤、離型剤等の離型層を設けておくことが好ましく、複雑な加工を必要とせず、好適な開口性を有する発泡弾性層を容易に形成することができる。
The metal core of the
Moreover, in the manufacturing method using the mold containing the cored bar described above, it is preferable to provide a release layer such as a fluororesin coating agent or a mold release agent on the surface of the mold, which requires complicated processing. However, a foamed elastic layer having a suitable opening property can be easily formed.
このように構成された潤滑剤供給ローラ15aは、図2の反時計方向に回転する感光体ドラム11に対してカウンタ方向(逆方向)で摺接するように回転駆動される(図2の反時計方向の回転である。)。すなわち、潤滑剤供給ローラ15aの回転方向は、感光体ドラム11との摺接位置において、感光体ドラム11の回転方向(走行方向)と逆方向になるように構成されている。
また、潤滑剤供給ローラ15aは、固形潤滑剤15bと感光体ドラム11とに摺接するように配置されていて、潤滑剤供給ローラ15aが回転することによって固形潤滑剤15bから潤滑剤を掻き取り、その潤滑剤を感光体ドラム11上に塗布する。
また、固形潤滑剤15b(保持部材15e)の後方部には、潤滑剤供給ローラ15aと固形潤滑剤45との接触ムラをなくすために圧縮スプリング15cが配置されていて、固形潤滑剤15bを潤滑剤供給ローラ15aに付勢している。
The
The
In addition, a
ここで、固形潤滑剤15bは、脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有させて形成したものである。また、脂肪酸金属亜鉛としては、少なくともステアリン酸亜鉛を含んだものが好ましい。また、無機潤滑剤としては、タルク、マイカ、窒化ホウ素のうち少なくとも1つを用いることができて、特に、窒化ホウ素が好適である。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム11表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム11表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム11表面を覆うことができる。そして、感光体ドラム11表面を比較的均等に覆い帯電工程における電気的ストレスから良好に保護できることになる。
また、窒化ホウ素のような板状構造を有する無機潤滑剤を使用することで、クリーニング部14(クリーニングブレード14a)でのトナーや潤滑剤のすり抜けが生じにくくなり、帯電ローラ12を汚れにくくすることができる。
Here, the
Zinc stearate is a typical lamellar crystal powder. A lamellar crystal has a layered structure in which amphiphilic molecules are self-organized, and when a shearing force is applied, the crystal breaks along the layers and is slippery. Therefore, the surface of the
Further, by using an inorganic lubricant having a plate-like structure such as boron nitride, it is difficult for the toner and lubricant to slip through the cleaning unit 14 (
また、本実施の形態1における固形潤滑剤15bは、原料となる粉を溶かしたものを型に流し込んで圧縮して固形化して略長方体状に形成されたものである。このような製造方法にて形成された固形潤滑剤15bは、製造設備を簡略化することができて部品コストを低くすることができる。
なお、本実施の形態1では、固形潤滑剤15bとして脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有させて形成したものを用いたが、固形潤滑剤15bとして、無機潤滑剤を含有させずに脂肪酸金属亜鉛のみで形成したものを用いることもできる。
The
In the first embodiment, the
ブレード部材としての薄層化ブレード15dは、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料からなる板状部材が保持板に保持されたものであって、感光体ドラム11表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。薄層化ブレード15dは、クリーニングブレード14aに対して、感光体ドラム11の回転方向下流側(走行方向下流側)に配設されている。そして、潤滑剤供給ローラ15aによって感光体ドラム11上に供給された潤滑剤は、薄層化ブレード15dによって、感光体ドラム11上に均一かつ適量に薄層化される。
固形潤滑剤15bを潤滑剤供給ローラ15aを介して感光体ドラム11表面に塗布すると、感光体ドラム11表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は充分に発揮されないため、薄層化ブレード15dが潤滑剤を薄層化・均一化する部材として機能することになる。薄層化ブレード15dにより、感光体ドラム11上での潤滑剤の被膜化がおこなわれて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。特に、本実施の形態1では、発泡弾性層が形成された潤滑剤供給ローラ15aを用いているため、感光体ドラム11に対する薄層化ブレード15dの当接圧をそれほど大きく設定しなくても、感光体ドラム11上に潤滑剤の被膜を良好に形成することができる。
The thinned
When the
本実施の形態1において、薄層化ブレード15dは、感光体ドラム11の走行方向(回転方向)に対してカウンタ方向にて感光体ドラム11に当接している。そして、その当接圧は10〜60g/cm程度、当接角θは75〜90度程度に設定されている。薄層化ブレード15dをカウンタ方向に当接させることで、感光体ドラム11上への潤滑剤の薄層化を効率的におこなうことができる。
なお、「当接角θ」は、薄層化ブレード15dが感光体ドラム11に当接した状態(薄層化ブレード15dが撓んだ状態である。)で、そのエッジ部を通る仮想線と、当接位置における接線(法線に直交する線である。)と、がなす角度である。
In the first embodiment, the thinning
The “contact angle θ” is an imaginary line passing through the edge portion in a state where the thinning
このように、本実施の形態1では、クリーニングブレード14aと薄層化ブレード15dとの2つのブレード部材を別々に設けているために、クリーニング性と潤滑剤塗布性とを良好に維持することができるとともに、感光体ドラム11への潤滑剤供給によって双方のブレード部材14a、15dの磨耗・劣化を軽減することができる。
ここで、本実施の形態1では、クリーニングブレード14a及び薄層化ブレード15dの表面(感光体ドラム11に当接する部分である。)に、それぞれ、耐摩耗性コーティング処理(例えば、フッ素樹脂コーティング処理等である。)が施されている。これにより、クリーニングブレード14a及び薄層化ブレード15dの摩擦劣化を軽減することができる(耐久性を向上させることができる)。
As described above, in the first embodiment, since the two blade members of the
Here, in the first embodiment, each of the surfaces of the
図3を参照して、保持部材15eは、固形潤滑剤15bを保持するための板状部材であって、一方の表面に固形潤滑剤15bが貼着されている。
ガイド部材15f(ホルダ)は、固形潤滑剤15bの一部と保持部材15eと圧縮スプリング15cとを内部に収納するように配設された略箱状の部材であって、その内壁面に保持部材15eが摺接するように構成されている。また、ガイド部材15fの内底面には圧縮スプリング15cの一端側が接続され、圧縮スプリング15cの他端側は保持部材15eに接続されている。このような構成によって、固形潤滑剤15bが消耗すると、保持部材15eが圧縮スプリング15cに付勢されてガイド部材15fに案内されながらスライド移動することで、固形潤滑剤15bが潤滑剤供給ローラ15aに押圧されることになる。
Referring to FIG. 3, holding
The
このように、本実施の形態1では、表面層として発泡弾性層が形成された潤滑剤供給ローラ15aを用いているため、潤滑剤供給ローラとしてブラシローラを用いた場合に比べて、感光体ドラム11上に潤滑剤の被膜を効率的に均一に形成することができるとともに、潤滑剤の飛翔が少なく、潤滑剤供給ローラ15aの耐久性が向上することになる。
なお、本実施の形態1では、潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層に摺接するようにブラシ状の当接部材15g(除去手段)が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。
Thus, in the first embodiment, since the
In the first embodiment, the brush-
図2にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向に回転している。現像部13内の現像剤Gは、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b及び第2搬送スクリュ13cの矢印方向の回転によって、トナー補給部30からトナー補給口を介して補給されたトナーTとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
The image forming process described above will be described in more detail with reference to FIG.
The developing
そして、摩擦帯電してキャリアCに吸着したトナーTは、キャリアCとともに現像ローラ13a上に担持される。現像ローラ13a上に担持された現像剤Gは、その後にドクターブレード13dの位置に達する。そして、現像ローラ13a上の現像剤Gは、ドクターブレード13dの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム11との対向位置(現像領域である。)に達する。
The toner T that is frictionally charged and adsorbed on the carrier C is carried on the developing
その後、現像領域において、現像剤G中のトナーTが、感光体ドラム11表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ13aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
Thereafter, in the developing region, the toner T in the developer G adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the
その後、現像工程にて感光体ドラム11に付着したトナーTは、そのほとんどが中間転写ベルト17上に転写される。そして、感光体ドラム11上に残存した未転写のトナーTが、クリーニングブレード14aによってクリーニング装置14内に回収される。その後、クリーニング工程後の感光体ドラム11表面は、潤滑剤供給装置15、除電部(不図示である。)を順次通過して、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, most of the toner T adhering to the
ここで、装置本体1に設けられたトナー補給部30は、交換可能に構成されたトナーボトル31と、トナーボトル31を保持・回転駆動するとともに現像部13に新品トナーTを補給するトナーホッパ部32と、で構成されている。また、トナーボトル31内には、新品のトナーT(図2では、イエローのトナーである。)が収容されている。また、トナーボトル31の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
Here, the
なお、トナーボトル31内の新品トナーTは、現像部13内のトナーT(既設のトナーである。)の消費にともない、トナー補給口から現像部13内に適宜に補給されるものである。現像部13内のトナーTの消費は、感光体ドラム11に対向する反射型フォトセンサと、現像部13の第2搬送スクリュ13cの下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。
The new toner T in the
以下、本実施の形態1において特徴的な、潤滑剤供給装置15の構成・動作について説明する。
先に図2及び図3を用いて説明したように、潤滑剤供給装置15は、その外周面に発泡材料からなる発泡弾性層が形成された潤滑剤供給ローラ15a(潤滑剤供給回転体)、潤滑剤供給ローラ15a(発泡弾性層)に摺接する固形潤滑剤15b、圧縮スプリング15c、薄層化ブレード15d、保持部材15e、ガイド部材15f、除去手段(清掃手段)としての当接部材15g、等で構成される。
ここで、当接部材15g(除去手段)は、潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物(感光体ドラム11から移動して付着したトナー等である。)を除去するためのものである。
Hereinafter, the configuration and operation of the
As described above with reference to FIGS. 2 and 3, the
Here, the
詳しくは、図3を参照して、除去手段としての当接部材15gは、感光体ドラム11との摺接位置に対して潤滑剤供給ローラ15aの回転方向下流側の位置であって、固形潤滑剤15bとの摺接位置に対して前記潤滑剤供給ローラ15aの回転方向上流側の位置で、潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層(表面層)に当接するように配設されている。
本実施の形態1では、当接部材15g(除去手段)として、非回転で潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層に当接するブラシ状部材を用いている。具体的に、当接部材15g(ブラシ状部材)は、ブラシ毛が基布上に植毛されたものをクリーニングブレード14aの保持板14b上に貼着したものであって、そのブラシ毛が潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層に摺接する。ブラシ毛としては、アクリル、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、ビニロン、塩化ビニル等の可撓性を有する樹脂繊維を1種類又は2種類以上選択したものなどの公知の材料を用いることができ、必要に応じてカーボン等の導電付与剤が混入された導電繊維を用いることができる。なお、本実施の形態1では、当接部材15g(ブラシ状部材)のブラシ毛として、太さが6デニール(d)、密度が50F/inch2(微粒子メント:k)のものを用いて、ブラシ毛が発泡弾性層に1mm程度食い込むように設定している。
ここで、本実施の形態1では、設置スペースを有効的に活用するために、潤滑剤供給ローラ15aに近設された保持板14b上に当接部材15gを設置したが、当接部材15gの設置位置はこれに限定されることなく、例えば、プロセスカートリッジ10Yのケース上やガイド部材15f上に設置することもできる。
Specifically, referring to FIG. 3, the
In the first embodiment, the
Here, in the first embodiment, in order to effectively use the installation space, the
このように、除去手段としての当接部材15g(ブラシ状部材)を設置することで、潤滑剤供給ローラ15aによって固形潤滑剤15bから潤滑剤を削り取る動作と感光体ドラム11に潤滑剤を供給する動作とを繰り返しおこなっても、感光体ドラム11との摺接位置を通過した後の発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物が当接部材15gによってクリーニングされて、クリーニングされた状態の発泡弾性層によって固形潤滑剤15bから潤滑剤が削り取られることになるため、発泡弾性層に潤滑剤や付着物が目詰まり(残留)してしまう不具合が確実に軽減されることになる。したがって、固形潤滑剤15bから潤滑剤を削り取る潤滑剤供給ローラ15aの能力が低下して、感光体ドラム11に供給される潤滑剤量が不足してクリーニング不良やフィルミングが発生してしまう不具合も確実に軽減される。
特に、本実施の形態1では、当接部材15g(除去手段)としてブラシ状部材を用いていて、発泡弾性層における周方向の広範囲において発泡弾性層の目に柔軟なブラシ毛が入り込むように設置しているために、発泡弾性層の目に入り込んだ潤滑剤や付着物を除去する能力を高めることができる。なお、このような特性をさらに生かすために、非回転のブラシ状部材によって発泡弾性層における周方向の一部を覆うように(発泡弾性層の外周の曲率に沿うように)、当接部材15gを設置することもできる。
In this way, by installing the
In particular, in the first embodiment, a brush-like member is used as the
なお、本実施の形態1では、当接部材15g(除去手段)としてブラシ状部材を用いたが、当接部材15g(除去手段)の形態はこれに限定されることなく、例えば、図4(A)〜(D)に示すように種々の形態のものを用いることができる。
詳しくは、図4(A)に示すように、当接部材15g(除去手段)として略三角柱状のフリッカーを用いることもできる。フリッカーとしては、PET等の樹脂材料で形成されたものであって、発泡弾性層に食い込む部分の先端がR0.5mm程度のR形状であって、食い込み量が0.5mm程度のものを用いることができる。なお、フリッカーとして、略三角柱状のものの他に、板厚が0.3mm程度のPET等の樹脂材料で形成された板状のものであって、発泡弾性層に対する食い込み量が0.3mm程度のものを用いることもできる。
また、図4(B)に示すように、当接部材15g(除去手段)として略板状のブレードを用いることもできる。ブレードとしては、板厚が1mm程度のウレタンゴム等のゴム材料で形成された板状のものであって、発泡弾性層に対する食い込み量が1mm程度のものを用いることもできる。
また、図4(C)に示すように、当接部材15g(除去手段)としてローラ部材を用いることもできる。ローラ部材としては、芯金上にブラシ毛が巻装されたブラシローラや、表面に細かい凹凸が形成されたローラ部材などを用いることができる。また、ローラ部材は、図に示すように潤滑剤供給ローラ15aとともに連れ回るように構成することもできるし、駆動源からの駆動力によって潤滑剤供給ローラ15aの回転方向に対してカウンタ方向に回転駆動させるように構成してもよい。
また、図4(D)に示すように、当接部材15g(除去手段)として可動式シートを用いることもできる。可動式シートとしては、図に示すように、保持ローラに巻装されたシートが巻取りローラによって巻き取られることにより、潤滑剤供給ローラ15aと対向ローラとの間に介在されるシートが可動するように構成されたものを用いることができる。シート自体の材料としては、その表面が比較的粗くて発泡弾性層の目に入り込むようなものが好適である。
In the first embodiment, a brush-like member is used as the
Specifically, as shown in FIG. 4A, a substantially triangular prism flicker can be used as the
As shown in FIG. 4B, a substantially plate-like blade can also be used as the
Further, as shown in FIG. 4C, a roller member can be used as the
Further, as shown in FIG. 4D, a movable sheet can be used as the
また、本実施の形態1において、当接部材15gにおいて少なくとも発泡弾性層に当接する部分を導電性材料で形成して、当接部材15gに所定の電圧を印加することで発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物を除去することもできる。
具体的には、図5を参照して、当接部材15gとしてのブラシ状部材におけるブラシ毛を導電性材料で形成して、そのブラシ毛に第2電源部52から潤滑剤等の帯電極性と異なる極性のDC電圧(又は、AC電圧を重畳してもよい)を印加する。
これにより、当接部材15gによって発泡弾性層に付着した潤滑剤等が、機械的に除去されるのに加えて、静電気的にも除去されることになるため、上述した本実施の形態1における効果がさらに確実に発揮されることになる。
In the first embodiment, at least a portion of the
Specifically, referring to FIG. 5, the bristle in the brush-like member as the
As a result, the lubricant or the like attached to the foamed elastic layer by the
さらに、本実施の形態1において、非画像形成時に潤滑剤供給ローラ15aを空駆動する「空駆動モード(リフレッシュモード)」を実行することもできる。
具体的に、図5を参照して、非画像形成時(例えば、通紙枚数が1000枚に達するごとであって、通常の作像プロセスがおこなわれた後のタイミングである。)に、駆動モータ60によって潤滑剤供給ローラ15aを回転駆動する「空駆動モード」を30秒程度おこなう。これにより、当接部材15gによって発泡弾性層に付着した潤滑剤等が、画像形成時に加えて、空駆動モード時にも積極的に除去されることになるため、上述した本実施の形態1における効果がさらに確実に発揮されることになる。
Further, in the first embodiment, it is possible to execute an “idle driving mode (refresh mode)” in which the
Specifically, referring to FIG. 5, driving is performed during non-image formation (for example, every time the number of sheets passed reaches 1000 and is a timing after a normal image forming process is performed). The “idle drive mode” in which the
また、このように「空駆動モード」が実行されるときに、第1電源部51から潤滑剤供給ローラ15aに所定の電圧(潤滑剤等の帯電極性と同じ極性のDC電圧(又は、AC電圧を重畳してもよい))を印加することで、発泡弾性層に付着した潤滑剤等が静電気的にも除去されることになるため、上述した本実施の形態1における効果をさらに高めることができる。
なお、ここでは、当接部材15gが設置された潤滑剤供給装置15において、「空駆動モード」が実行されるときに、第1電源部51から潤滑剤供給ローラ15aに所定の電圧を印加することで、発泡弾性層に付着した潤滑剤等を機械的にかつ静電気的に除去した。これに対して、当接部材15gが設置されていない潤滑剤供給装置15に対して、「空駆動モード」が実行されるときに、第1電源部51から潤滑剤供給ローラ15aに所定の電圧を印加することもできる。このような場合であっても、発泡弾性層に付着した潤滑剤等を静電気的に除去することができる。すなわち、除去手段として、非画像形成時に潤滑剤供給回転体を空駆動しながら前記潤滑剤供給回転体に電圧を印加して発泡弾性層に付着した潤滑剤又は/及び付着物を除去する手段を用いることもできる。
Further, when the “idle drive mode” is executed as described above, a predetermined voltage (a DC voltage (or an AC voltage having the same polarity as the charging polarity of the lubricant or the like) is applied from the first
Here, in the
最後に、図6を用いて、本発明の効果を確認するために本願発明者がおこなった実験(実施例1〜5、比較例1)について説明する。
実験は、本実施の形態1における潤滑剤供給装置15における構成・動作条件を変えて、(1)A4サイズの記録媒体Pに対して画像面積率5%のカラー画像を形成する画像形成動作を2000枚連続通紙しておこなったときの、潤滑剤の消費率(=固形潤滑剤の消費量/感光体ドラムの走行距離)、(2)さらに上述の画像形成動作を2400枚までおこなって、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの潤滑剤供給装置15における潤滑剤の消費率のバラツキ(消費率が最大のものと最小のものとの差分)、をそれぞれ測定して比較した。なお、固形潤滑剤10bとしてはステアリン酸亜鉛に窒化ホウ素を含有したものを用いた。
また、実施例1では、当接部材15g(除去部材)としてブラシ状部材(図3に示すものであって、太さが6d(デニール)、密度が50k(微粒子メント)のブラシ毛を有するものである。)を用いている。実施例2では、当接部材15gとしてブラシ状部材(図3に示すものであって、太さが4d、密度が40kのブラシ毛を有するものである。)を用いている。実施例3では、実施例1のものに対して、先に図5を用いて説明した「空駆動モード」(電源部51、52からの電圧印加はしていない。)を実行している。実施例4では、当接部材15gとしてフリッカー(図4(A)の「なお書き」で説明したものであって、板状のものである。)を用いている。実施例5では、当接部材15gとしてブレード(図4(B)で説明したものである。)を用いている。さらに、比較例1では、当接部材15g(除去部材)を設置していない。
また、図6において、「潤滑剤消費率の低下」は上述した実験の(1)の結果を示すものであって、「潤滑剤消費率のバラツキ」は上述した実験の(2)の結果を示すものである。また、これらの実験結果において「◎」は問題がまったく生じないレベルであって、「○」は問題が生じない許容レベルであって、「×」は問題が生じうるレベルである。
図6の実験結果から、当接部材15gを設置することで、当接部材15gの形態にかかわらず、経時における潤滑剤消費率の低下(発泡弾性層への潤滑剤等の目詰まり)を抑止する効果があることがわかる。また、当接部材15gとしてブラシ状部材を用いることで、経時における潤滑剤消費率のバラツキを小さくして、発泡弾性層への潤滑剤等の目詰まりを安定的に抑止する効果があることがわかる。特に、「空駆動モード」を実行した場合には、これらの効果がさらに向上することがわかる。
Finally, experiments (Examples 1 to 5 and Comparative Example 1) conducted by the present inventor in order to confirm the effects of the present invention will be described with reference to FIG.
In the experiment, (1) an image forming operation for forming a color image with an image area ratio of 5% on an A4 size recording medium P by changing the configuration and operating conditions of the
Further, in Example 1, the
In FIG. 6, “decrease in lubricant consumption rate” indicates the result of the above-described experiment (1), and “variation in lubricant consumption rate” indicates the result of the above-described experiment (2). It is shown. In these experimental results, “◎” is a level at which no problem occurs, “◯” is an acceptable level at which no problem occurs, and “x” is a level at which a problem can occur.
From the experimental results shown in FIG. 6, by installing the
以上説明したように、本実施の形態1によれば、発泡弾性層が形成された潤滑剤供給ローラ15a(潤滑剤供給回転体)を用いた場合であっても、その発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物を除去する当接部材15g(除去手段)を設けているため、経時において発泡弾性層に潤滑剤や付着物が目詰まりする不具合を軽減することができる。
As described above, according to the first embodiment, even when the
実施の形態2.
図7及び図8にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
図7は、実施の形態2における潤滑剤供給装置15の要部を示す構成図であって、前記実施の形態1における図3などに相当する。また、図8は、その変形例としての、潤滑剤供給装置15の要部を示す概略図である。
本実施の形態2における潤滑剤供給装置15は、当接部材15gを発熱させている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a main part of the
The
図7に示すように、本実施の形態2における潤滑剤供給装置15も、前記実施の形態1のものと同様に、発泡弾性層が形成された潤滑剤供給ローラ15a(潤滑剤供給回転体)、潤滑剤供給ローラ15a(発泡弾性層)に摺接する固形潤滑剤15b、圧縮スプリング15c、薄層化ブレード15d、保持部材15e、ガイド部材15f、除去手段(清掃手段)としての当接部材15g、等で構成される。
ここで、本実施の形態2において、当接部材15g(除去手段)は、芯金上に、ブラシ毛が巻装されたブラシローラ(ブラシ状部材)である(図4(C)をも参照できる。)。当接部材15g(ブラシローラ)は、図7に示すように潤滑剤供給ローラ15aとともに連れ回るように構成することもできるし、駆動源からの駆動力によって潤滑剤供給ローラ15aの回転方向に対してカウンタ方向に回転駆動させるように構成してもよい。
As shown in FIG. 7, the
Here, in the second embodiment, the
そして、本実施の形態2では、当接部材15g(ブラシローラ)のブラシ毛が発熱手段によって発熱されるように構成されている。
詳しくは、当接部材15g(ブラシローラ)のブラシ毛は、線抵抗率(ブラシ繊維1本の1cm当りの抵抗率である。)が10-5〜105Ω・cm程度の導電性繊維(例えば、ポリエステル樹脂にカーボンナノチューブをコーティングしたものである。)で形成されている。また、当接部材15g(ブラシローラ)は、ブラシ毛がアース板54(接地されている。)に接触するように構成され、電源部53から芯金に所定の電圧が印加されるように構成されている。
In the second embodiment, the bristles of the
Specifically, the bristle of the
このような構成により、電源部53から当接部材15g(ブラシローラ)の芯金に電圧が印加されると、ブラシ毛に電流が流れて電気抵抗によってブラシ毛が発熱することになる。すなわち、電源部53やアース板54が、ブラシ部材(ブラシ毛)を発熱させる発熱手段として機能することになる。
当接部材15g(ブラシローラ)のブラシ毛は、その温度が低くなってしまうと柔軟性などの特性が変化して、潤滑剤供給ローラ15aに付着した潤滑剤や付着物を除去する能力が低下してしまうため、その除去能力を安定化するために当接部材15g(ブラシローラ)のブラシ毛を発熱手段53、54によって発熱させることが有用になる。
また、潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層は、その温度が低くなってしまうと硬度が大きくなって、固形潤滑剤15bから潤滑剤を削り取る能力や、感光体ドラム11に潤滑剤を供給する能力が低下してしまう。これに対して、本実施の形態2では、当接部材15g(ブラシローラ)のブラシ毛を発熱手段53、54によって発熱させているため、発熱したブラシ毛によって潤滑剤供給ローラ15aの発泡弾性層の温度低下が軽減されて、そのような問題の発生を低減することができる。
With such a configuration, when a voltage is applied from the
As the temperature of the brush bristles of the
Further, the foamed elastic layer of the
また、本実施の形態2では、低温環境下において上述したようなブラシ毛や発泡弾性層の温度が低下してしまったときの問題を確実に防止するために、当接部材15g(ブラシ状部材)又はその近傍の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ56を設置して、その温度センサ56(温度検知手段)の検知結果に基いて当接部材15gのブラシ毛を発熱手段によって発熱させている。
具体的には、温度センサ56によって検知される検知温度が所定値以下になった場合に、電源部53から当接部材15gに所定の電圧を印加して当接部材15g(ブラシ毛)を発熱させるように制御することができる。
また、電源部53から当接部材15gに印加する電圧の大きさを可変することで、当接部材15g(ブラシ毛)の発熱量を可変することができるため、温度センサ56によって検知される検知温度の大きさに応じて、当接部材15gに印加する電圧の大きさを可変して、当接部材15g(ブラシ毛)の温度が常に一定になるように制御することもできる。すなわち、温度センサ56の検知温度が小さいときには、温度センサ56の検知温度が大きいときに比べて、当接部材15gに印加する電圧を大きくすることになる。
In the second embodiment, the
Specifically, when the detected temperature detected by the
Further, since the amount of heat generated by the
また、本実施の形態2では、ブラシ部材(ブラシ毛)を発熱させる発熱手段として電源部53やアース板54を用いたが、発熱手段の構成はこれに限定されることなく、例えば、図8に示すように、当接部材15g(ブラシ状部材)のブラシ毛に当接する面状ヒータ55を発熱手段として用いることもできる。
また、そのような場合においても、本実施の形態2のものと同様に、温度センサ56(温度検知手段)の検知結果に基いて面状ヒータ55によって当接部材15g(ブラシ毛)を発熱させることができる。
In the second embodiment, the
Even in such a case, the
以上説明したように、本実施の形態2によれば、前記実施の形態1と同様に、発泡弾性層が形成された潤滑剤供給ローラ15a(潤滑剤供給回転体)を用いた場合であっても、その発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物を除去する当接部材15g(除去手段)を設けているため、経時において発泡弾性層に潤滑剤や付着物が目詰まりする不具合を軽減することができる。
As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the
なお、前記各実施の形態では、クリーニング装置14及び潤滑剤供給装置15を、感光体ドラム11及び帯電部12及び現像部13と一体化してプロセスカートリッジ10を構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
これに対して、クリーニング装置14や潤滑剤供給装置15を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、それぞれ単体で装置本体1に交換可能に設置されるように構成することもできる。このような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部(クリーニング装置)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
In each of the above embodiments, the
On the other hand, the
In the present application, the “process cartridge” refers to a charging unit that charges the image carrier, a developing unit (developing device) that develops a latent image formed on the image carrier, and a cleaning on the image carrier. It is defined as a unit in which at least one of the cleaning unit (cleaning device) and the image carrier are integrated and installed detachably with respect to the image forming apparatus main body.
また、前記各実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、前記各実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム11に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置15に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルトに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。さらには、前記各実施の形態における像担持体としての中間転写ベルト17や中間転写ドラムに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the image forming apparatus in which the developing
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the
また、前記各実施の形態では、潤滑剤供給装置15とは別にクリーニング装置14を設置したが、潤滑剤供給装置15をクリーニング装置14に内設するように構成することもできる。その場合、図2におけるクリーニングブレード14aは取り外されて、薄層化ブレード15dがクリーニングブレードとしても機能することになる。
そして、そのような場合であっても、前記各実施の形態と同様に潤滑剤供給回転体の発泡弾性層に付着した潤滑剤や付着物を除去する除去手段を設けることで、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the
Even in such a case, each of the above embodiments can be provided by providing a removing means for removing the lubricant and deposits attached to the foamed elastic layer of the lubricant supply rotating body as in the above embodiments. The same effect as that of the embodiment can be obtained.
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ、
11 感光体ドラム(像担持体)、 12 帯電部、
13 現像部(現像装置)、
14 クリーニング部(クリーニング装置)、
14a クリーニングブレード(ブレード部材)、
15 潤滑剤供給装置、
15a 潤滑剤供給ローラ(潤滑剤供給回転体)、
15b 固形潤滑剤(保護剤)、
15c 圧縮スプリング(付勢部材)、
15d 薄層化ブレード(ブレード部材)、
15g 当接部材(除去手段)。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
10Y, 10M, 10C, 10BK process cartridge,
11 Photosensitive drum (image carrier), 12 Charging unit,
13 Developing section (developing device),
14 Cleaning section (cleaning device),
14a Cleaning blade (blade member),
15 Lubricant supply device,
15a Lubricant supply roller (lubricant supply rotating body),
15b solid lubricant (protective agent),
15c compression spring (biasing member),
15d Thinning blade (blade member),
15g Contact member (removing means).
Claims (12)
発泡材料からなる発泡弾性層を具備するとともに、所定方向に回転しながら前記像担持体に摺接する潤滑剤供給回転体と、
前記潤滑剤供給回転体に摺接する固形潤滑剤と、
前記潤滑剤供給回転体の前記発泡弾性層に付着した潤滑剤又は/及び付着物を除去する除去手段と、
を備えたことを特徴とする潤滑剤供給装置。 A lubricant supply device for supplying a lubricant onto an image carrier on which a toner image is carried,
A lubricant supply rotator that has a foamed elastic layer made of a foam material and is in sliding contact with the image carrier while rotating in a predetermined direction;
A solid lubricant in sliding contact with the lubricant supply rotating body;
Removing means for removing the lubricant or / and deposits adhered to the foamed elastic layer of the lubricant supply rotating body;
A lubricant supply device comprising:
前記発熱手段は、前記温度検知手段の検知結果に基いて前記ブラシ状部材を発熱させることを特徴とする請求項4に記載の潤滑剤供給装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the brush-like member or the vicinity thereof,
The lubricant supply device according to claim 4, wherein the heat generation unit generates heat from the brush-like member based on a detection result of the temperature detection unit.
請求項1〜請求項10のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge that is detachably attached to the image forming apparatus main body,
11. A process cartridge comprising the lubricant supply device according to claim 1 and the image carrier.
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