JP2015158656A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ、潤滑剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体と潤滑剤塗布ブレードとの接触圧を下げ、トルク上昇を抑制し、ブレード先端の巻き込み量を減らす。
【解決手段】感光体上に供給された潤滑剤をならすための潤滑剤塗布ブレード34と、潤滑剤塗布ブレード34を保持するためのホルダ35とを有し、潤滑剤塗布ブレード34の端部を感光体の回転方向に対向する向きに向けて感光体に接触させるようにした潤滑剤塗布装置において、潤滑剤塗布ブレード34の板厚tを0.5〜1.2mmの範囲内に設定し、ホルダ35の端部からの潤滑剤塗布ブレード34の突き出し長さLを2.5〜4mmの範囲内に設定する。
【選択図】図6

Description

この発明は、ファクシミリ、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置における潤滑剤塗布装置及びそれを含んだプロセスカートリッジに関する。

近年の画像形成装置においては、高耐久性、小型化、高信頼性（高画質化）、用紙対応力が求められてきている。小型化に関しては、装置全体の小型化、作像ユニットの小型化が実施されており、感光体の小径化も一つの手段となっている。用紙対応力に関しては、従来のＡ４横紙幅のみでなく、Ａ３ノビ紙等の要求もハイエンドの高速機だけでなく中低速機にも求められてきている。また、高耐久性、高信頼性を達成するために、感光体表面を保護する潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布機構を設け、帯電方式としては非接触の帯電ローラを用いる技術が開発されている。

潤滑剤塗布機構は、感光体と接するブラシローラに固形潤滑剤を押し付けて、ブラシローラによって感光体表面に潤滑剤を塗布するようになっている。そして、感光体の回転方向で見てブラシローラの下流側にブレードを接触させ、感光体表面に塗布した潤滑剤をならすようにしている。ブレードの接触のさせ方に関しては、トレーリング方式（図４（Ａ）参照）とカウンター方式（図４（Ｂ）参照）が知られている。このブレードは、その機能から、潤滑剤ならしブレード（特許文献１）、薄層化ブレード（特許文献２）などと呼ばれているが、以下、潤滑剤塗布ブレード又は単に塗布ブレードと呼ぶこととする。

特許文献１にはトレーリング方式の潤滑剤塗布ブレードが開示されている。すなわち、塗布ブレードを、その先端を感光体の回転方向の下流側に向けて（トレーリング方式）、腹当たり接触させることを提案している（例えば特許文献１の段落００２８、図９参照）。その目的は、塗布ブレードの摩耗による潤滑剤塗布性能劣化を防止し、色すじ画像や濃度むら画像の発生を防止することである。また、腹当たり接触とは、先端部を折り曲げた塗布ブレードを用い、塗布ブレードの先端エッジよりも手前の面を主として接触させることを意味する。このようにすることで、接触面圧を小さくして塗布ブレードの摩耗量を減らすことができるというものである。

特許文献２にはカウンター方式の潤滑剤塗布ブレードが記載されている。すなわち、塗布ブレードのエッジ部を感光体ドラムの回転方向に対向させて（カウンター方式）、接触させている（例えば特許文献２の段落００３６、図２参照）。

画像形成装置は、上述の高耐久性、高信頼性、小型化、用紙対応力といった要求に応えるため、小径化された感光体に潤滑剤塗布機構を含む多くの部材が接触した状態となっており、その結果、感光体が長手方向でたわみやすくなっている。感光体のたわみ量が大きくなると、感光体と帯電ローラとの間の微小すきま、すなわち帯電ギャップの長手方向偏差が大きくなる。非接触の帯電方式では感光体と帯電ローラとの間の微小すきまに対して電圧を印加し放電させるため、長手方向偏差は異常放電を引き起こし、それにより異常画像が発生してしまうという問題がある。

トレーリング方式の潤滑剤塗布ブレードは、カウンター方式のものに比べて、省スペース化を図るうえで有利である。しかし、潤滑剤塗布性能及びクリーニング性がカウンター方式のものよりも悪化し、帯電ローラ汚れや異常画像が発生するといった問題がある。とはいえ、カウンター方式の潤滑剤塗布ブレードを搭載すると、ブレード先端の巻き込み量が大きくなるため、しゅう動抵抗が大きくなり、トレーリング方式のものよりもトルクが大きくなる。接触箇所でのトルク上昇は感光体に対する圧力が増大し、感光体たわみ量が顕著に大きくなってしまう。その結果、帯電ギャップの長手方向偏差が大きくなり、異常放電、異常画像が発生するといった問題がある。

本発明は、感光体のたわみ量を抑制して高画質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供せんとするものであり、具体的には、接触圧を下げ、トルク上昇を抑制し、ブレード先端の巻き込み量を減らすことが課題となる。

本発明は、感光体上に供給された潤滑剤をならすための潤滑剤塗布ブレードと、前記潤滑剤塗布ブレードを保持するためのホルダとを有し、前記潤滑剤塗布ブレードの端部を前記感光体の回転方向に対向する向きに向けて前記感光体に接触させるようにした潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤塗布ブレードの板厚を０．５〜１．２ｍｍの範囲内に設定し、前記ホルダの端部からの前記潤滑剤塗布ブレードの突き出し長さを２．５〜４ｍｍの範囲内に設定したことを特徴とする。

潤滑剤塗布ブレードは板状の部材であって、ホルダの第一曲げ部に部分的に突き出た状態に貼り付けることにより、ホルダに保持させる。潤滑剤塗布ブレードの、ホルダの端部からの突き出し長さを自由長と呼ぶこととする。この潤滑剤塗布ブレードをカウンター方式で搭載する。すなわち、潤滑剤塗布ブレードの端部を感光体の回転方向に対向する向きに向けて感光体に接触させるようにし、かつ、板厚ｔ＝０．５〜１．２ｍｍ、自由長Ｌ＝２．５〜４ｍｍとすることで、潤滑剤塗布性能及びクリーニング性が向上する。
ここで、比較のために言及するならば、従来のカウンター方式の場合、潤滑剤塗布ブレードの板厚ｔは１．５ｍｍ程度、自由長Ｌは６ｍｍ程度である。

潤滑剤塗布ブレードの寸法範囲の技術的意義は次のとおりである。従来のカウンター方式の場合に比べて板厚ｔが薄く、かつ、自由長Ｌが短くなるため、省スペース化を図ることができる。また、自由長Ｌが短いことに加えて板厚ｔが薄いことにより、感光体との接触部の挙動が安定し、接触圧を下げることが可能となる。これにより、ブレード先端の巻き込み量が減少し、トルクが低下するため、感光体のたわみ量が減少し、帯電ギャップが長手方向で均一に保持される。したがって、帯電電位むらによる濃度むらが発生せず、高画質の画像が得られる。

本発明によれば、潤滑剤塗布性能及びクリーニング性がトレーリング方式よりもよく、同時に省スペース化も達成できる。また、感光体との接触部の挙動が安定し、接触圧を下げることができる。これにより、ブレード先端の巻き込み量が減り、トルク上昇が抑えられ、その結果、感光体のたわみ量を抑制することができる。したがって、従来のカウンター方式の潤滑剤塗布ブレードを搭載した場合と比較して、本発明の画像形成装置は高画質の画像を得ることができる。

この発明の実施の形態を説明するための画像形成装置の断面略図である。 図１の画像形成装置の側面カバーを開いた状態の斜視図である。 図１の画像形成装置の感光体まわりの拡大図である。 図３と類似の拡大図であって、（Ａ）はトレーリング方式、（Ｂ）は カウンター方式の潤滑剤塗布ブレードを示す。 本発明の実施例を示す図３と類似の拡大図である。 潤滑剤塗布ブレード及びホルダの正面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はホルダの加工工程図である。 （Ａ）は潤滑剤塗布ブレード及びホルダの正面図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ距離Ｌ₃を変化させた状態の正面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は潤滑剤塗布ブレードの部分拡大図である。

以下、添付図面に従って本発明の実施の形態を詳細に説明する。

まず、図１に示すカラープリンタを例にとって、画像形成装置の基本的構成について述べる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用することができることは言うまでもない。

図１に示すカラープリンタ１は、本体ケース２内に、プリンタエンジン３、光書き込み装置４、給紙カセット５、定着装置６、廃トナー回収容器７等が設けてある。

プリンタエンジン３は、画像形成機構、用紙搬送機構及びそれらの機構を制御する機能を有する装置であって、トナー画像を形成し、形成したトナー画像を記録媒体Ｐに転写する。より具体的に述べると、プリンタエンジン３は、感光体８、帯電ローラ９、現像装置１０、クリーニング装置１１、一次転写ローラ１２、中間転写ベルト１３、二次転写ローラ１４、クリーニング装置１５等により構成されている。

光書き込み装置４は、画像データに応じた光ビームを出射し、一様に帯電された感光体８の外周面を露光する。この露光により、感光体８の外周面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

感光体８は、光導電性をもち、画像（光情報像）を静電潜像として記録するもので、ドラム、シート又はベルトがあるが、ここではドラムの形態を示してある。すなわち、感光体８は円筒状に形成され、駆動モータ（図示せず）により駆動されて中心線回りに回転する。感光体８の外周面には静電潜像が形成される感光層が設けられている。

カラープリンタであることから４つの感光体８（８Ｙ、８Ｃ、８Ｍ、８Ｋ）がある。周知のとおり、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの添え字はそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を表し、感光体としての基本的構成はいずれも同一であるため、区別する必要がない限りこれらの添え字は省略する。

帯電ローラ９は、各感光体８の周囲に配置されて帯電装置を構成し、この帯電ローラ９に対して電源部（図示せず）から電圧印加することにより、感光体８の外周面を一様に帯電させる。

現像装置１０は、感光体８に対してトナーを供給し、供給されたトナーは感光体８の外周面に形成されている静電潜像に付着し、感光体８の外周面上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。

クリーニング装置１１は、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後の感光体８の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像が中間転写ベルト１３に転写された後に感光体８の外周面上に残留しているトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

一次転写ローラ１２は中間転写ベルト１３の内周面側（ループの内側）に配置されており、これらの一次転写ローラ１２に転写用電圧が印加されることによって各感光体８上のトナー画像が中間転写ベルト１３上に転写される。各感光体8上に形成されたトナー画像は中間転写ベルト１３上に順次転写されて重ね合わされ、中間転写ベルト１３上にカラーのトナー画像が形成される。

中間転写ベルト１３は、ここでは樹脂フィルム又はゴムを基体として形成されたループ状のベルトの形態をしている。この中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１６と入口ローラ１７とテンションローラ１８の回りに巻回され、駆動モータ（図示せず）に連結された駆動ローラ１６が回転駆動されることにより矢印Ａ方向に回転する。入口ローラ１７とテンションローラ１８は、中間転写ベルト１３が矢印Ａ方向へ回転することにより中間転写ベルト１３との摩擦力によって従動回転する。

中間転写ベルト１３上に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト１３と二次転写ローラ１４とが接触する転写位置に記録媒体Ｐが送り込まれたタイミングで二次転写ローラ１４に転写用電圧が印加されることにより、記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、給紙カセット５内から給紙されて搬送ローラ１９やレジストローラ２０により搬送され、トナー画像を転写された後に定着装置６に送り込まれる。トナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置6内で熱と圧力とを加えられて定着処理され、この定着処理により溶融したトナー画像が記録媒体Ｐに定着される。

定着処理が終了した記録媒体Ｐは本体ケース２の上面部に形成されている排紙トレイ２１上に排紙される。

クリーニング装置１５は、カラーのトナー画像が記録媒体Ｐに転写された後の中間転写ベルト１３の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写後に中間転写ベルト１３の外周面上に残留したトナーや紙粉等が廃トナーとして回収される。

廃トナー回収容器７は、クリーニング装置１１、１５で回収された廃トナーがクリーニング装置１１、１５から投入され、投入された廃トナーを貯溜する部分である。廃トナー回収容器７は本体ケース２に対して着脱可能に取り付けてあり、廃トナー回収容器７内の廃トナーが満杯状態に近づいたときに本体ケース２から取り外して、空の廃トナー回収容器７と交換するようになっている。

プリンタエンジン３の構成部材である感光体８と、各感光体８の周囲に配置された現像装置１０とクリーニング装置１１とはユニット化してケース２２内に収納され、プロセスカートリッジ２３（２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋ）が形成されている。各プロセスカートリッジ２３は本体ケース２内に着脱可能に装着されている。感光体８と現像装置１０とクリーニング装置１１とがプロセスカートリッジ２３としてユニット化されることで、交換やメンテナンスの作業が容易になり、また、各部材間の位置精度を高く維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。

なお、本実施の形態では、感光体８と現像装置１０とクリーニング装置１１とをユニット化したプロセスカートリッジ２３を例に挙げて説明したが、ほかにもプロセスカートリッジの構成としては様々のものが知られている。例えば、帯電ローラ９、現像装置１０、クリーニング装置１１の少なくとも一つと感光体８とをケース内に収納してユニット化したものが挙げられる。

図２に、本体ケース２に設けた側面カバー２４を開放した状態を示す。側面カバー２４を開放することにより、プリンタエンジン３と廃トナー回収容器７とが現われ、プロセスカートリッジ２３や中間転写ベルト１３及び廃トナー回収容器７の交換等やその他のメンテナンスを行うことができる。なお、中間転写ベルト１３、駆動ローラ１６、入口ローラ１７、テンションローラ１８、クリーニング装置１５は、ベルトケース１３ａ内に収納されてユニット化されている。

次に、図３を参照して感光体回りの構成について述べる。

上では図１に関連して感光体８まわりの構成要素をユニット化したプロセスカートリッジ２３（２３Ｙ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｋ）について述べた。ここでは、感光体８と、帯電装置（９、２６）と、クリーニング装置１１と、潤滑剤塗布装置（３０〜３５）を直接又は間接にユニットフレームすなわち枠体２５に保持させてプロセスカートリッジを構成している。

帯電装置は、帯電ローラ９と、帯電クリーナローラ２６とで構成されている。帯電ローラ９は感光体8と、両端部の画像領域外でコロを介して接触しており、感光体８との間に微小なギャップを保っていて、帯電ローラ９に帯電バイアスを印加することで感光体８の表面を一様に帯電させる。帯電クリーナローラ２６は帯電ローラ９を清掃するためのものである。

クリーニング装置１１は、クリーニングブレード２７と、紛体搬送コイル２８と、飛散防止シート２９とで構成されている。クリーニングブレード２７は感光体８上に付着した転写残トナー等をかき取って除去し、粉体搬送コイル２８はクリーニングブレード２７で感光体８から除去した転写残トナー等を搬送する役割を果たす。飛散防止シート２９はクリーニングブレード２７でかき取った転写残トナー等の飛散を防止するためのものである。

潤滑剤塗布装置は、潤滑剤供給ローラ３０と、固形潤滑剤３１と、固形潤滑剤保持部材３２と、ばね３３と、潤滑剤塗布ブレード３４と、ホルダ３５とで構成されている。潤滑剤供給ローラ３０はブラシロールの形態をしており、一方で感光体８と接し、他方で固形潤滑剤３１と接している。固形潤滑剤３１は固形潤滑剤保持部材３２に保持され、その固形潤滑剤保持部材３２をばね３３で押すことにより、固形潤滑剤３１を潤滑剤供給ローラ３０に向けて押し付けている。

クリーニングブレード２７によるクリーニング後の感光体8の表面に潤滑剤供給ローラ３０で潤滑剤を供給することにより、転写残トナー等の異物の影響なく潤滑剤をむらなく供給することができる。これにより、ユーザの使用条件の中で転写残トナーが最も多くなる高画像面積の連続出力の条件においても感光体８の表面に潤滑剤を安定して供給することができる。したがって、クリーニングブレード２７の機能が損なわれず、クリーニング不良による通紙方向のすじ状汚れ画像の発生を抑えることが可能となる（クリーニングの高機能、高信頼化）。また、感光体８にむらなく潤滑剤を塗布することで、同時にクリーニングブレード２７の長寿命化にもつながる（クリーニングの長寿命化）。

ここでは固形潤滑剤３１を用いる例を示したが、固形潤滑剤に限定する必要はなく、例えば粉末の潤滑剤や、固形と粉末の潤滑剤を併用するものを採用することも可能であり、その場合でも同様の効果が得られる。
また、潤滑剤には次に例示する脂肪酸金属塩（Ａ）や無機潤滑剤（Ｂ）などを使用することで、クリーニング性の高耐久、高信頼、長寿命化を達成できる。

脂肪酸金属塩（Ａ）の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。中でもステアリン酸亜鉛が特に感光体への成膜性に優れることから、最も好ましく用いられる。

無機潤滑剤（Ｂ）とは、自身が劈開して潤滑する、あるいは内部滑りを起こす無機化合物のことを指す。具体的な物質例としては、タルク、マイカ、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、カオリン、スメクタイト、ハイドロタルサイト化合物、フッ化カルシウム、グラファイト、板状アルミナ、セリサイト、合成マイカなどがあるが、これらに限るものではない。中でも窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が広い間隔で重なり、層間に働く力は弱いファンデルワールス力のみであるため、容易に劈開、潤滑することから、最も好ましく用いられる。

これらの無機潤滑剤は疎水性付与等の目的で、必要に応じて表面処理がなされていてもよい。
また、脂肪酸金属塩（Ａ）と無機潤滑剤（Ｂ）の両方を塗布又は付着させる工程を経ることで、クリーニングに関してさらに大きな効果が得られる。
また、固形潤滑剤として、上記脂肪酸基に少なくとも窒化ホウ素を混合して形成されたものを用いることで、クリーニングに関してさらに大きな効果が得られる。

潤滑剤塗布ブレード３４は、感光体８の回転方向から見て潤滑剤供給ローラ３０よりも下流側に位置し、感光体８上に供給された潤滑剤をならして均一な薄層にする。
潤滑剤塗布ブレード３４は、図示するようにカウンター方式で搭載することにより、潤滑剤塗布性能及びクリーニング性能を上げることができる。

潤滑剤塗布装置における潤滑剤塗布ブレード３４に関して、図４（Ａ）にトレーリング方式を、図４（Ｂ）にカウンター方式を示す。なお、図４は、トレーリング方式とカウンター方式を説明するために、図３を基にして便宜的に作図した説明用の図である。

これらの図を対比すれば明らかなように、カウンター方式に比べてトレーリング方式は、省スペース化を図れる一方で、潤滑剤塗布性能やクリーニング性能が劣ることが分かっている。これは、カウンター方式の場合、感光体と接触するブレード先端が巻き込み形状となり、ニップ部を有することにより、トナーや潤滑剤のせき止め力が大きくなるからである。トレーリング方式の場合、ブレード先端が巻き込み形状とならず、トナーや潤滑剤のせき止め力が小さくなってしまう。トレーリング方式の潤滑剤塗布ブレードによる潤滑剤塗布性能やクリーニング性能が悪化すると、トナーや潤滑剤がすり抜け、潤滑剤塗布ブレードの下流側にある帯電ローラが汚れてしまい、異常画像が発生するおそれがある。

カウンター方式にすることで、潤滑剤塗布性能やクリーニング性能は向上する。一方、カウンター方式は、トレーリング方式に比べて、ブレード先端の巻き込み量が大きいことから、しゅう動抵抗が大きくなりトルクが上昇してしまう。高耐久性及び高信頼性を達成するために、多くの部材が感光体に接触しており、また、感光体小径化に伴い感光体の剛性が下がり、カウンター方式によるトルク上昇が加わって感光体のたわみ量が顕著に大きくなるという問題が発生する。そのため、帯電ギャップの長手方向偏差が大きくなり、異常放電や異常画像の発生という問題が発生する。さらに、カウンター方式による潤滑剤塗布ブレードを搭載した場合、トレーリング方式に比べて、ユニットが大型化してしまうという問題もある。

このように、カウンター方式の潤滑剤塗布ブレードを搭載すると、トルクが上昇してしまうため、接触圧を下げ、トルクを下げる工夫が必要である。また、同時にユニットの省スペース化も図る必要がある。

接触圧を下げる方法として、潤滑剤塗布ブレードの板厚を小さくすることと、ホルダに保持された潤滑剤塗布ブレードの自由長を長くすることが考えられる。しかし、自由長を長くするとさらにユニットが大型化してしまう。そこで、自由長を短くし、板厚をさらに薄くすることで、感光体との接触部の挙動を安定させることが可能となり、これにより、接触圧を下げ、トルク上昇を抑制し、同時に省スペース化を図ることができる。

なお、従来のカウンター方式の潤滑剤塗布ブレードは、板厚ｔ＝１．５ｍｍ、自由長Ｌ＝６ｍｍ程度である。

ここで、下の表１に示すように、従来のカウンター方式と水準ａ〜ｃの計４つの供試品を用意して、表２に示す３項目（すり抜け、トルク、省スペース性）について評価を行い確認した。従来のカウンター方式の場合、自由長Ｌ＝６ｍｍ、板厚ｔ＝１．５ｍｍであった。これに対して、水準ａはＬ＝６ｍｍ、ｔ＝０．４、水準ｂはＬ＝３ｍｍ、ｔ＝０．９、水準ｃはＬ＝３ｍｍ、ｔ＝１．３ｍｍであった。潤滑剤塗布ブレードのヤング率は５［ＭＰａ］とした。表２に示す評価の結果において、○は満足、×は不満足、△は中間を意味する。なお、潤滑剤塗布性能／クリーニング性能に関しては、潤滑剤塗布ブレードからのすり抜けのレベルで判断した。表２では、比較のため、従来のトレーリング方式についての評価結果も記載してある。

水準ａに関しては、従来のカウンター方式と比較して、板厚ｔを３分の１以下に減少させた点で相違しているが、それにより接触圧を下げることができ、トルク上昇を抑制することができた。しかし、接触圧が小さすぎ、すり抜けに関しては、従来のカウンター方式よりも劣る結果となった。また、自由長Ｌが従来のカウンター方式と同じであり、省スペース化が図れていない。

水準ｂに関しては、従来のカウンター方式と比較して、自由長Ｌを半分にし、板厚ｔを７５％まで減少させた点で相違しており、それにより、すり抜け、トルク、省スペース性のすべてにおいて、満足できる結果となった。

水準ｃに関しては、従来のカウンター方式と比較して、自由長Ｌを半分にし、板厚ｔを８７％程度まで減少させたものである。自由長Ｌを短くすることで省スペース化は図れるが、板厚ｔの減少がトルクを低減させるには不十分であり、従来のトレーリング方式よりも劣る結果となった。

図５は、実施の形態の潤滑剤塗布ブレードまわりを実線で示し、従来のカウンター方式の潤滑剤塗布ブレードを搭載した場合を破線で示したもので、実施の形態によれば大幅に省スペース化が図れることが分かる。

追加評価を行うことで、カウンター方式を採用し、潤滑剤塗布ブレードの板厚ｔと自由長Ｌを次の範囲に設定することにより、クリーニング性及び潤滑剤塗布性能が従来のトレーリング方式よりもよく、同時に省スペース化も可能となることが分かった。すなわち、板厚ｔに関しては、０．４ｍｍを超え１．３ｍｍ未満、好ましくは０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の範囲、自由長Ｌに関しては、３ｍｍを超え６ｍｍ未満、好ましくは２．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲とする。また、潤滑剤塗布ブレードの寸法／形状をこのような設定とすることで、接触圧を下げることができ、ブレード先端の巻き込み量が減り、感光体のたわみ量を抑制することができて、高画質な画像を提供することができることが分かった。

図６に潤滑剤塗布ブレード３４の詳細を示す。

同図に示すように、塗布ブレード３４は保持部材すなわちホルダ３５に保持されている。塗布ブレード３４はウレタンゴム製で、感光体８と同程度の長さ（図６の紙面に垂直な方向の寸法）をもった長尺体である。ホルダ３５は金属製の板材で形成され、塗布ブレード３４と同程度の長尺体であるが、横断面（図６）で見ると、平板部３６と、平板部３６の幅方向両端から互いに反対側に曲がった２つの曲げ部３７、３８とを有する。平板部３６と第一曲げ部３７とが成す角度を第一曲げ角θ₁と呼び、平板部３６と第二曲げ部３８とが成す角度を第二曲げ角θ₂と呼ぶこととする。

平板部３６はホルダ３５を固定するための部分であって、平板部３６の長手方向（図６の紙面に垂直な方向）の両端部をねじ（図示省略）を用いて枠体２５（図５参照）に締結して固定する。
図６で平板部３６の上端に位置している第一曲げ部３７はブレード支持部であって、塗布ブレード３４を第一曲げ部３７の表面に接着材により固定する。ここで、第一曲げ部３７の表面とは、第一曲げ角θ₁の補角をなす側の面を意味する。
図６で平板部３６の下端に位置している第二曲げ部３８は省スペース化及び補強用の部分である。

省スペース化のためには、ホルダ固定部となる平板部３６とブレード支持部となる第一曲げ部３７とを一直線にすることは困難である。塗布ブレード３４は感光体８に対して斜めに当てる必要があるため、平板部３６と第一曲げ部３７とが一直線をなしていると、塗布ブレード３４の延長線上に第一曲げ部３７と平板部３６が存在することになり、余分なスペースが必要となる。
また、塗布ブレード３４の機能を維持するためには、ブレード先端位置を感光体８に対して高精度で位置決めする必要がある。このためには、平板部３６に対する第一曲げ部３７の角度や位置関係が高精度でなければならない。
また、省スペース化のためには、第一曲げ部３７の長さＬ₀（図７（Ａ））をできる限り短くしたほうが有利である。

第一曲げ部３７の長さＬ₀を変えて、塗布ブレード３４とホルダ３５の接着剤ブレード剥がれ性、加工性、省スペース性を検証した結果を表３及び表４に示す。

表３に示すように、第一曲げ部３７（表３ではブレード貼付面）の長さＬ₀の値を２ｍｍから４ｍｍまで０．５ｍｍ間隔で長くした５個の供試品を用意した。そして、表４に示すように、加工性、省スペース性、ブレード剥がれ性、総合の４つの項目について、評価結果を記号◎、○、△、×で表した。この結果に照らし、ホルダ３５の第一曲げ部３７の長さＬ₀は２．５〜３．５ｍｍの範囲にするのが省スペース化には最もよい。また、ホルダ３５の板厚ｔ₀（図７（Ａ）参照）は、本実験では１．６ｍｍとしたが、加工性の観点からは１．６ｍｍ以下、ホルダ強度の観点からは１．２ｍｍ以上とするのがよい。

さらに、図７（Ａ）に示すように、第一曲げ部３７の曲げ加工時に支持面となる面の長さＬ₁は、第一曲げ部３７の長さＬ₀よりも十分に大きければ高精度な曲げ加工が可能である。その一方で、長さＬ₁は、第一曲げ部３７の曲げ加工を終えた後はそれほど長くなくてもよく、むしろ長さＬ₁の値が大きいほど省スペース化には不利である。そこで、図７（Ｂ）に示すように、第一曲げ部３７とは反対側の端部を曲げて第二曲げ部３８とする（図７（Ｃ））。これにより、ホルダ３５の幅方向の寸法が短くなり、省スペース化が可能となる。

しかも、曲げ角θ₁に加えて曲げ角θ₂を持たせることでホルダ３５の剛性が高まる。第二曲げ部３８は平板部３６に対して高精度である必要はないため、第二曲げ部３８の曲げ加工の支持面長さＬ₂は、第一曲げ部３７の曲げ加工の支持面長さＬ₁より短くても問題ない。このように、ホルダ３５に曲げ角が２つあることで、ホルダ固定面（平板部３６）とブレード支持面（第一曲げ部３７）との角度や位置関係の高精度化が可能であり、塗布ブレード３４の機能を維持しつつ、省スペース化を達成することができる。

図８にブレード貼り付け部の詳細を示す。
図８（Ａ）に示すように、塗布ブレード３４はホルダ３５の第一曲げ部３７の表面に貼り付ける。符号Ｌ₂は貼り付けしろを表し、符号Ｌ₃は、第一曲げ部３７のストレート部の端部から塗布ブレード３４の端部までの距離を表している。

図８（Ｂ）に示すように、塗布ブレード３４は感光体８と接する先端部で力ｆを受け、その結果、塗布ブレード３４と接触しているホルダ３５は力Ｆを受ける。距離Ｌ₃が大きくなると、ホルダ３５の第一曲げ部３７のストレート部端部から力Ｆを受ける作用点までの距離も大きくなる。このことを図解するため、距離Ｌ₃が小のときと大のときを別々に図示してある。すなわち、図８（Ｂ）の左側の図では距離Ｌ₃₁が、右側の図では距離Ｌ₃₂が、それぞれ図８（Ａ）の距離Ｌ₃に対応しており、Ｌ₃₁＜Ｌ₃₂の関係にある。同様に、力の作用点までの距離Ｌ₄₁、Ｌ₄₂もＬ₄₁＜Ｌ₄₂の関係にある。

このように、距離Ｌ₃が長くなると、ホルダ３５に作用するモーメント（Ｌ₄₁×Ｆ、Ｌ₄₂×Ｆ）が大きくなり、ホルダ３５が変形しやすくなる。低コスト化、省スペース化を図るためにホルダ３５の板厚ｔ₀を小さくすると、このホルダ変形に対する影響の度合いが顕著になる。ホルダ変形が発生すると、塗布ブレード３４の感光体８に対する接触圧の長手方向ばらつきが大きくなり、クリーニング性が悪化して異常画像を発生させる原因となる。したがって、距離Ｌ₃はできるだけ小さくする必要がある。

また、図８（Ｃ）に示すように、Ｌ₃の値を大きくする場合、ユニットが大きくなることやブレード剥がれが懸念されるため、このことからも距離Ｌ₃は小さい方がよい。なお、Ｌ₃の値を大きくする場合の例として、図８（Ｃ）の左上の図と右上の図は、Ｌ₃₁からＬ₃₂に延長し、Ｌ₂₁は変えない場合であり、左上の図と右下の図は、Ｌ₃₁をＬ₃₂に延長し（Ｌ₃₁＜Ｌ₃₂）、Ｌ₂₁をＬ₂₂に短縮した場合（Ｌ₂₁＞Ｌ₂₂）を示している。

ホルダ３５の第一曲げ部３７のストレート部の端部から塗布ブレード３４の端部までの距離Ｌ₃を変えて、ホルダ強度（接触圧ばらつきによる異常画像発生）に関して検証した結果を表５及び表６に示す。なお、本実験でのホルダ板厚ｔ₀は１．２ｍｍとした。なお、図８（Ｃ）におけるＬ₂₁、Ｌ₂₂は図８（Ａ）におけるＬ₂に対応している。

表５に示すように、ホルダ３５のストレート部の端部から塗布ブレード３４の端部までの距離Ｌ₃を０．５ｍｍ間隔で延長した水準ｉから水準ｍまで５個の供試品を用意した。評価の結果は表６に示すとおりであり、○は満足、×は不満足、△はその中間を表している。この結果から、Ｌ₃の値は０〜１ｍｍの範囲内に設定するのが最もよいことが分かる。

表７及び表８は、図６に示すブレード構成において、ホルダ３５の平板部３６を固定して第一曲げ角θ₁に関して水準を評価した結果を示す。

表７に示すように、第一曲げ角θ₁を９０°から１００°までと１２０°から１３０°まで５°間隔で大きくした６個に１１０°のものを加えて計７個の供試品を用意した。そして、表８に示すように、省スペースとクリーニング性の２つの項目について評価し、結果を○、△、×の記号で示した。なお、第一曲げ角θ₁を９０°とした水準ｎは、周囲の部品と接触（干渉）し、省スペースに関してもクリーニング性に関しても採用不可と判断した。

このように、第一曲げ角θ₁が９０°に近づくと、ホルダ３５の、平板部３６に対して垂直な方向の所要スペースが大きくなって省スペース化が困難になるだけでなく、そもそも他部材との関係から配置すら不可となる。逆に、第一曲げ角θ₁が１８０°側に近づくと、平板部３６に対して垂直な方向の所要スペースは小さくなるが、クリーニング性が悪化する。したがって、省スペースとクリーニング機能の両立のためには、第一曲げ角θ₁は、９５°を超え１２５°未満、好ましくは１００°以上１２０°以下の範囲内に設定するのが良好である。

次に、潤滑剤塗布ブレード３４の先端部分を拡大して示す図９を参照して、感光体８（図５参照）と接触する塗布ブレード３４の先端部分の形状について述べる。図９（Ａ）は、塗布ブレード３４の先端角度α１を直角とした例であり、図９（Ｂ）と図９（Ｃ）は、破線で示す部分をカットして塗布ブレード３４の先端角度α２、α３を鈍角とした例である。図９（Ｂ）と図９（Ｃ）とは、前者が塗布ブレード３４の板厚方向に一部だけカットしてあるのに対し、後者は塗布ブレード３４の板厚方向に全面的にカットしてある点で相違し、カット部の辺の長さは後者の方が長い。なお、図９は、図６と同様、塗布ブレード３４の長手方向（図９の紙面に垂直な方向）に対して垂直な平面における形状を示している。感光体８と接触する塗布ブレード３４の先端角度は、潤滑剤塗布効率、トルク上昇抑制、ブレード先端欠け防止の観点から、図９（Ａ）のように直角とするよりも、図９（Ｂ）や図９（Ｃ）のように鈍角とした方が、有利である。

上に述べたところから明らかなとおり、実施の形態の構成を採用することにより、感光体の小型化を達成しながら、高画質性、高耐久性、用紙対応力の向上した画像形成装置を提供することができる。

上述の実施の形態の効果を要約して列記すると次のとおりである。

実施の形態の潤滑剤塗布装置は、感光体８上に供給された潤滑剤をならすための潤滑剤塗布ブレード３４と、潤滑剤塗布ブレード３４を保持するためのホルダ３５とを有し、潤滑剤塗布ブレード３４の端部を感光体８の回転方向に対向する向きに向けて感光体８に接触させるようにした潤滑剤塗布装置において、潤滑剤塗布ブレード３４の板厚ｔを０．５〜１．２ｍｍの範囲内に設定し、ホルダ３５の端部からの潤滑剤塗布ブレード３４の突き出し長さすなわち自由長Ｌを２．５〜４ｍｍの範囲内に設定したものである。

上記構成を採用したことにより、クリーニング性、潤滑剤塗布性能が従来のトレーリング方式よりもよく、同時に省スペース化も図ることができる。また、感光体８と接触する潤滑剤塗布ブレード３４の挙動が安定し、これにより、接触圧が下がり、ブレード先端の巻き込み量が減るため、感光体８のたわみが抑制され、高画質の画像が得られる。

ホルダ３５は金属製の板状部材であり、横断面で見て、平板部３６と、平板部３６に対して曲げ角θ₁を成す第一曲げ部３７を有し、第一曲げ部３７は平板部３６よりも短く、その差は２．５〜３．５ｍｍの範囲である。この第一曲げ部３７に潤滑剤塗布ブレード３６を部分的に突き出た状態に貼り付ける。このような構成を採用することにより、少スペース化に寄与する。

ホルダ３５は、平板部３６に対して曲げ角θ₂を成す第二曲げ部３８を有し、第一曲げ部３７と第二曲げ部３８は平板部３６から互いに反対側に突出している。このように、平板部３６の幅方向の両端に、互いに反対側に曲がった第一曲げ部３７及び第二曲げ部３８を有するホルダ３５の横断面形状により、ホルダ３５の剛性が高まる。その結果、ホルダ３５自体の小型化、コンパクト化が可能となるばかりでなく、長手方向のたわみが少なく、潤滑剤塗布ブレード３４を安定した姿勢に保持することができる。したがって、また、潤滑剤塗布ブレード３４の薄肉化を可能とする。

ホルダ３５の第一曲げ部３７のストレート部の端部から潤滑剤塗布ブレード３４の端部までの距離Ｌ₃を０〜１ｍｍの範囲とすることにより、ホルダ３５の変形防止に寄与する。ここで、当該数値範囲の下限すなわちＬ₃＝０の場合とは、第一曲げ部３７のストレート部の全体にわたって潤滑剤塗布ブレード３４を張り付けることを意味する。したがって、発明の範囲が不明確となることはない。

ホルダ３５の平板部３６と第一曲げ部３７の成す曲げ角θ₁を、１００°を超え１２０°未満の範囲内とすることにより、省スペース化とクリーニング機能向上の双方に寄与する。

ホルダ３５の平板部３６を枠体２５に固定することによって潤滑剤塗布ブレード３４が枠体２５に固定されることになるため、省スペース化（図５参照）が図れるだけでなく、ホルダ３５の、ひいては潤滑剤塗布ブレード３４の、高剛性化、高精度化が図れる。

感光体８と接触する潤滑剤塗布ブレード３４の先端角度を鈍角にすることで、潤滑剤塗布効率の向上、トルク上昇の抑制、ブレード先端欠け防止が図れる。

潤滑剤塗布装置は、感光体８に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給ローラ３０をさらに有し、潤滑剤塗布ブレード３４は、この潤滑剤供給ローラ３０によって感光体８上に供給された潤滑剤をならして均一な薄層にする役割を果たす。

感光体８と、潤滑剤塗布装置（３０〜３５）と、感光体８をクリーニングするためのクリーニング装置１１とを備えたプロセスカートリッジ２３は、感光体８の保護、クリーニング不良低減効果が大きい。

上記プロセスカートリッジ２３を用いた画像形成装置１は、各プロセスカートリッジが奏する効果に加えて、メンテナンス部品を一度の作業で交換できるためメンテナンスが容易になる。

以上、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施をするに当たり、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは言うまでもない。

１ カラープリンタ
２ 本体ケース
３ プリンタエンジン
４ 光書き込み装置
５ 給紙カセット
６ 定着装置
７ 廃トナー回収容器
８ 感光体
９ 帯電ローラ
１０ 現像装置
１１ クリーニング装置
１２ 一次転写ローラ
１３ 中間転写ベルト
１４ 二次転写ローラ
１５ クリーニング装置
１６ 駆動ローラ
１７ 入口ローラ
１８ テンションローラ
１９ 搬送ローラ
２０ レジストローラ
２１ 排紙トレイ
２２ ケース
２３ プロセスカートリッジ
２４ 側面カバー
２５ 枠体
２７ クリーニングブレード
２８ 粉体搬送コイル
２９ 飛散防止シート
３０ 潤滑剤供給ローラ
３１ 固形潤滑剤
３２ 潤滑剤保持部材
３３ ばね
２６ 帯電クリーナローラ
３４ 潤滑剤塗布ブレード
３５ ホルダ
３６ 平板部（ホルダ固定部）
３７ 第一曲げ部（ブレード支持部）
３８ 第二曲げ部

特開２０１１−１９１７３２号公報 特開２０１３−１４８６９２号公報

Claims (10)

1. 感光体上に供給された潤滑剤をならすための潤滑剤塗布ブレードと、前記潤滑剤塗布ブレードを保持するためのホルダとを有し、前記潤滑剤塗布ブレードの端部を前記感光体の回転方向に対向する向きに向けて前記感光体に接触させるようにした潤滑剤塗布装置において、
   前記潤滑剤塗布ブレードの板厚を０．５〜１．２ｍｍの範囲内に設定し、前記ホルダの端部からの前記潤滑剤塗布ブレードの突き出し長さを２．５〜４ｍｍの範囲内に設定したことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 前記ホルダは金属製の板状部材であり、横断面で見て、平板部と、前記平板部に対して曲げ角を成す第一曲げ部を有し、前記第一曲げ部は前記平板部よりも短く、その差は２．５〜３．５ｍｍの範囲であり、前記第一曲げ部に前記潤滑剤塗布ブレードを部分的に突き出た状態に貼り付けた請求項１の潤滑剤塗布装置。
3. 前記ホルダは、前記平板部に対して曲げ角を成す第二曲げ部を有し、前記第一曲げ部と前記第二曲げ角度は前記平板部から互いに反対側に突出している請求項２の潤滑剤塗布装置。
4. 前記ホルダの第一曲げ部のストレート部の端部から前記潤滑剤塗布ブレードの端部までの距離が０〜１ｍｍの範囲である請求項２又は３の潤滑剤塗布装置。
5. 前記平板部と前記第一曲げ部とが成す曲げ角は１００°を超え１２０°未満である請求項２又は３の潤滑剤塗布装置。
6. 前記平板部を枠体に固定する請求項２から５のいずれか１項の潤滑剤塗布装置。
7. 前記感光体と接触する前記潤滑剤塗布ブレードの先端角度が鈍角である請求項１から６のいずれか１項の潤滑剤塗布装置。
8. 前記感光体に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給ローラをさらに有する請求項１から７のいずれか１項の潤滑剤塗布装置。
9. 前記感光体と、請求項１から８のいずれか１項の潤滑剤塗布装置と、前記感光体をクリーニングするためのクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジ。
10. 請求項９のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。