JP2016080845A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
感光体や中間転写ベルトなどの像担持体の保護や低摩擦化のため、像担持体の表面に潤滑剤を供給し保護層を形成する保護層形成装置を備えた画像形成装置が知られている。上記保護層形成装置の構成として、固形潤滑剤と、固形潤滑剤を削り取って像担持体表面に供給する潤滑剤供給部材と、先端部を像担持体表面に当接させ像担持体上の潤滑剤を均して保護層を形成するブレード状の保護層形成部材とを有するものが知られている。 2. Description of the Related Art An image forming apparatus having a protective layer forming apparatus that supplies a lubricant to the surface of an image carrier to form a protective layer is known for protecting and reducing friction of an image carrier such as a photoreceptor and an intermediate transfer belt. Yes. The protective layer forming apparatus includes a solid lubricant, a lubricant supply member that scrapes off the solid lubricant and supplies the solid lubricant to the surface of the image carrier, and lubricates the image carrier with the tip in contact with the surface of the image carrier. A member having a blade-like protective layer forming member that forms a protective layer by leveling the agent is known.
特許文献1には、係る画像形成装置において、固形潤滑剤の表面に沿って空気が通り抜けるように、送風手段および風路を形成した画像形成装置が記載されている。これにより、潤滑剤の塗布量を不安定にする一因である固形潤滑剤の温度上昇を抑えることができるとしている。
特許文献1の構成では、保護層形成部材の固形潤滑剤に隣接した面には、固形潤滑剤の表面に沿って通り抜ける空気が供給されるが、この面の裏側の面には上記空気が十分には供給されない。したがって、保護層形成部材における上記裏側の面は十分には冷却されない。理由の詳細は不明であるが、保護層形成部材において上記裏側の面の冷却が十分ではないと、保護層形成部材が像担持体の表面を摺擦する際に異音が発生しやすくなることが本発明者らによる鋭意研究により分かった。
In the configuration of
上述した課題を解決するために、本発明は、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤供給部材と、先端部が前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の表面に塗布した潤滑剤を均して保護層を形成する保護層形成部材と、装置の内部を冷却するための気流を発生させる気流発生装置とを有する画像形成装置において、前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材における前記像担持体の回転方向上流側の面と下流側の面とを同時に冷却することができる流路を設けたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a lubricant supply member that applies a lubricant to the surface of an image carrier, and a tip portion that abuts on the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier. An image forming apparatus having a protective layer forming member that forms a protective layer by leveling the applied lubricant and an air flow generating device that generates an air flow for cooling the inside of the apparatus. A flow path is provided in which the airflow can simultaneously cool the upstream surface and the downstream surface of the protective layer forming member in the rotation direction of the image carrier.
本発明によれば、均しブレードが像担持体表面を摺擦する際に異音が発生することを抑制することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of abnormal noise when the leveling blade rubs the surface of the image carrier.
以下、本発明に係る現像装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機(以下、複写機500という。)の一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。
図1は、本実施形態における複写機500の概略構成図である。
複写機500は、画像形成装置の本体部としてのプリンタ部100の上方に、原稿読込部4及び原稿搬送部3を備え、プリンタ部100の下方に給紙部7を備える。原稿搬送部3は、原稿読込部4に原稿を搬送し、原稿読込部4は搬送されてきた原稿の画像情報を読み込む。給紙部7は、記録材である転写紙Pを収容する記録材収容部であり、転写紙Pが収容される給紙カセット26と、給紙カセット26内の転写紙Pをプリンタ部100に向けて送り出す給紙ローラ27とを備える。図1中の一点鎖線は、複写機500内での転写紙Pの搬送経路を示す。
Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as “
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
The
プリンタ部100の上部は、出力画像が形成された転写紙Pが積載される排紙トレイ30となっている。プリンタ部100は、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像を形成する作像部としての4つの作像ユニット6Y,6M,6C,6Kと、中間転写ユニット10とを備える。各作像ユニット6Y,6M,6C,6Kは、各色トナー像が形成される潜像担持体としてのドラム状の感光体1Y,1M,1C,1K、及び、各感光体の表面上に形成された静電潜像を現像する現像装置5Y,5M,5C,5Kを備える。
An upper portion of the
中間転写ユニット10は、中間転写ベルト8や一次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kを備える。中間転写ベルト8は、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面上に形成された各色トナー像が重ねて転写され、表面上でカラートナー像が形成される被転写体としての中間転写体である。また、一次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kは、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト8に転写する一次転写手段である。
The
プリンタ部100は、中間転写ベルト8上のカラートナー像を転写紙P上に転写するための二次転写バイアスローラ19を備える。また、給紙ローラ27によって送り出された転写紙Pの搬送を一度停止し、中間転写ベルト8と二次転写バイアスローラ19とが対向する二次転写ニップに搬送するタイミングを調整するレジストローラ対28を備える。さらに、プリンタ部100は、二次転写ニップの上方に転写紙P上の未定着トナー像を定着する定着装置20を備える。
The
また、プリンタ部100内の排紙トレイ30の下方、且つ、中間転写ユニット10の上方には、各色のトナー容器11Y,1M,1C,1Kが配置されている。各色のトナー容器11Y,1M,1C,1Kは、各現像装置5Y,5M,5C,5Kに供給する各色のトナーを収容する。
In addition,
図2は、4つの作像ユニット6Y,6M,6C,6Kのうちの一つの拡大説明図である。
4つの作像ユニット6Y,6M,6C,6Kは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は、その構成・動作がほぼ同様であるので、以下の説明では、対応する色を示す符号Y、M、C、Kを適宜省略して説明する。
FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram of one of the four
The four
図2に示すように、作像ユニット6は、感光体1及び現像装置5を一体的に支持するプロセスカートリッジとなっており、このプロセスカートリッジは複写機500本体に対して着脱可能となっている。これにより、現像装置5を備えた複写機500本体での現像装置5の交換性が容易となり、複写機500のメンテナンス性が向上する。
As shown in FIG. 2, the
作像ユニット6は、感光体1の周囲に現像装置5以外に、感光体クリーニング装置2、保護層形成装置41、及び、帯電装置40を備える。本実施形態の作像ユニット6では、感光体クリーニング装置2は、クリーニングブレード2aによってクリーニングする構成であり、帯電装置40は帯電ローラ4aによって帯電する構成である。
The
以下、本実施形態の複写機500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、原稿搬送部3の原稿台に原稿がセットされた状態で、不図示のスタートボタンが押されると、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿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
First, when a start button (not shown) is pressed in a state where the document is set on the document table of the document conveyance unit 3, the document is conveyed from the document table by the conveyance roller of the document conveyance unit 3, and the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、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行い、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
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、不図示の書込み部に送信される。そして、書込み部からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Lが、それぞれ、対応する感光体1Y,1M,1C,1K上に向けて発せられる。 Then, image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to a writing unit (not shown). Then, laser light L based on the image information of each color is emitted from the writing unit toward the corresponding photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K.
一方、4つの感光体1Y,1M,1C,1Kは、それぞれ、図1及び図2中の時計回り方向に回転している。感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、まず、帯電装置40の帯電ローラ4aとの対向部で、一様に帯電される(帯電工程)。書込み部から4つの光源から画像信号に対応した各レーザ光Lが、帯電された各色の感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に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して、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に照射される(露光工程)。
On the other hand, the four photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K rotate in the clockwise direction in FIGS. 1 and 2, respectively. First, the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K are uniformly charged at a portion facing the charging
イエロー成分に対応したレーザ光Lは、図1中の紙面左側から一番目のイエロー用感光体1Yの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光Lは、高速回転するポリゴンミラーにより、イエロー用感光体1Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。このようにレーザ光Lが走査されることで、帯電装置40によって帯電された後のイエロー用感光体1Yの表面上には、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 yellow photoreceptor 1Y from the left side of the drawing in FIG. At this time, the yellow component laser light L is scanned in the rotational axis direction (main scanning direction) of the yellow photoconductor 1Y by a polygon mirror that rotates at high speed. By scanning the laser beam L in this manner, an electrostatic latent image corresponding to the yellow component is formed on the surface of the yellow photoreceptor 1Y after being charged by the charging
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光Lは、図1中の紙面左から二番目のマゼンタ用感光体1M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Lは、図1中の紙面左から三番目のシアン用感光体1C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Lは、図1中の紙面左から四番目のブラック用感光体1K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 light L corresponding to the magenta component is irradiated on the surface of the second magenta photosensitive member 1M from the left in FIG. 1, and an electrostatic latent image corresponding to the magenta component is formed. The cyan component laser light L is applied to the surface of the third cyan photoreceptor 1C from the left in FIG. 1 to form an electrostatic latent image of the cyan component. The black component laser beam L is applied to the surface of the black photoconductor 1K from the left in FIG. 1 to form a black component electrostatic latent image.
その後、各色の静電潜像が形成された感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、それぞれ、現像装置5との対向位置に達する。そして、各色トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を収容する現像装置5Y,5M,5C,5Kから感光体1Y,1M,1C,1Kの表面上に各色トナーが供給されて、感光体1Y,1M,1C,1K上の潜像が現像される(現像工程)。
Thereafter, the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K on which the electrostatic latent images of the respective colors are formed reach positions facing the developing
現像装置5との対向部(現像領域)を通過した後の感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、それぞれ、中間転写ベルト8との対向部(一次転写領域)に達する。ここで、それぞれの一次転写領域には、中間転写ベルト8の内周面に当接するように一次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kが設置されている。中間転写ベルト8を挟んで感光体1Y,1M,1C,1Kと一次転写バイアスローラ9Y,9M,9C,9Kとが対向することで、一次転写ニップを形成する。そして、この一次転写ニップで、各感光体1Y,1M,1C,1K上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に、順次重ねて転写される(一次転写工程)。
The surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K after passing through the portion facing the developing device 5 (development region) reach the portion facing the intermediate transfer belt 8 (primary transfer region). Here, in each primary transfer region, primary
一次転写ニップを通過した後の感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、それぞれ、感光体クリーニング装置2との対向位置に達する。そして、感光体クリーニング装置2との対向位置で、感光体上に残存する未転写トナーがクリーニングブレード2aによって掻き取られ、回収される(感光体クリーニング工程)。
The surfaces of the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K after passing through the primary transfer nip reach positions facing the
感光体クリーニング装置2との対向部を通過した感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、不図示の除電手段と対向する除電部を通過して残留電荷が除電され、感光体における一連の作像プロセスが終了し、次の作像動作に備える。
The surfaces of the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K that have passed through the portion facing the
4つの感光体1Y,1M,1C,1K上の各色トナー像が重ねて転写され、カラートナー像を担持する中間転写ベルト8は、図1中の反時計方向に表面移動して、二次転写バイアスローラ19との対向位置である二次転写ニップに達する。一方、転写紙Pを収容する給紙カセット26から、給紙ローラ27により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ対28に導かれ、レジストローラ対28に突き当たり、一度停止する。レジストローラ対28に突き当たった転写紙Pは、中間転写ベルト8上に形成されたカラートナー像が二次転写ニップに向かうタイミングに合わせて二次転写ニップに向けて搬送される。そして、二次転写ニップで中間転写ベルト8上に担持されたカラートナー像が転写紙P上に転写される(二次転写工程)。
The color toner images on the four photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K are superimposed and transferred, and the
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト8の表面は、不図示の中間転写ベルトクリーニング装置との対向部に達する。この対向部で、中間転写ベルト8上に付着した転写残トナーが不図示の中間転写ベルトクリーニング装置に回収されて、中間転写ベルト8における一連の転写プロセスが終了する。
The surface of the
二次転写ニップでカラートナー像が転写された転写紙Pは、定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ローラと加圧ローラとによって形成される定着ニップにて、熱と圧力とによってカラー画像が転写紙P上に定着される(定着工程)。定着装置20を通過した転写紙Pは、排紙ローラ対25によってプリンタ部100の外に出力画像として排出されて、排紙トレイ30上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
The transfer paper P on which the color toner image is transferred at the secondary transfer nip is guided to the fixing
図3は、保護層形成装置41の概略構成を示す図である。
図3に示すように、保護層形成装置41は、クリーニング装置2よりも感光体1の回転方向(図中矢印C)に対し下流側に配置される。保護層形成装置41は、潤滑剤塗布手段としての塗布ローラ41a、固定されたケースに収容された潤滑剤としての固形潤滑剤41b、潤滑剤均し部材としての均しブレード41dなどを備える。塗布ローラ41aは、固形潤滑剤41bから粉体状の潤滑剤を削り取り、感光体1の表面に塗布する。感光体1の表面に塗布された潤滑剤は、感光体1の表面を摺擦する均しブレード41dによって引き延ばされることで塗布ムラがおおまかに均される。これにより、感光体1の表面上の摩擦係数が低下してクリーニングブレード2aや感光体1の劣化が低減される。また、感光体1上に付着する未転写トナー等の付着物の離脱性も向上される。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the protective
As shown in FIG. 3, the protective
塗布ローラ41aとしては、ブラシローラ、発泡ローラなどを用いることができるが、発泡ローラを用いることが好ましい。塗布ローラ41aとしての発泡ローラは次のように製造する。まず、ポリウレタンフォーム原料から予め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、これを必要な形状に切り出して表面を研磨し芯材を挿入する。その後、芯材を挿入した発泡ポリウレタンを回転させ、表面に研磨刃を当て、研磨刃を軸方向に平行に移動させて所定の厚みになるよう切削する(トラバース研削)。発泡ローラの製造方法はこれに限らず、例えば、芯材を収納した発泡体ローラ成形型にポリウレタンフォーム原料を注入し、発泡硬化させるようにしてもよい。
As the
ポリウレタンフォーム原料としては、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。ポリウレタンフォーム原料は、通常、ポリイソシアネート以外の成分については予め混合しておき、成形直前でポリイソシアネート成分を混合するようにしている。 As the polyurethane foam raw material, those added with auxiliary agents such as polyol, polyisocyanate, catalyst, foaming agent, foam stabilizer and the like are used. In the polyurethane foam raw material, components other than the polyisocyanate are usually mixed in advance, and the polyisocyanate component is mixed immediately before molding.
ポリウレタンフォーム原料のポリオール成分としては、ポリエーテルポリオールが、加工が容易なこと、ポリウレタンフォームの硬度等の調整が容易なことなどから好ましいが、これに限るものではない。ポリエーテルポリオールについても、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。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は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ので、このようなものを選択すればよい。また、これらの材料は、単独で用いても二種以上を組み合せて用いてもよい。さらに、エチレンオキシドを5[mol%]以上端末に結合させたポリエーテルポリオールを使用することで、ポリウレタンフォームの成形性が良くなるとされている。 As the polyol component of the polyurethane foam raw material, polyether polyol is preferable because it is easy to process and the hardness of the polyurethane foam can be easily adjusted, but is not limited thereto. The polyether polyol can also be used by appropriately selecting from various polyether polyols. Since polyether polyether polyols, polyester polyether polyols, polymer polyether polyols, and the like are generally used in the production of flexible polyurethane foams, such a material may be selected. These materials may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it is said that the moldability of the polyurethane foam is improved by using a polyether polyol in which ethylene oxide is bonded to 5 [mol%] or more terminals.
ポリウレタンフォーム原料のポリイソシアネート成分としては、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る。例えば、2、4−トリレンジイソシアネート(TDI)、2、6−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−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4′−MDI、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挙げられる。これらの材料は、単独で用いても二種以上を組み合せて用いてもよい。 As the polyisocyanate component of the polyurethane foam raw material, various polyisocyanates can be appropriately selected and used. For example, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-TDI, tolidine diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4'- MDI, carbodiimide modified MDI, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, polymeric polyisocyanate and the like can be mentioned. These materials may be used alone or in combination of two or more.
ポリウレタンフォーム原料の触媒としては、ウレタン化反応に一般的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る。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、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、またはこれらの変性触媒等が挙げられる。活性水素を含む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。用いる触媒の種類、その使用量を調整することにより、ポリウレタンフォームのセル壁幅、開口セル径、硬度や通気量等をコントロールすることができる。 The catalyst for the polyurethane foam raw material can be appropriately selected from catalysts generally used for the urethanization reaction. Examples thereof include amine catalysts such as triethylenediamine, dimethylethanolamine and bis (dimethylamino) ethyl ether, organometallic catalysts such as dioctyltin and distearyltin dibutyrate, and modified catalysts thereof. A reactive catalyst such as dimethylaminoethanol containing active hydrogen may be used. By adjusting the type of catalyst used and the amount of catalyst used, the cell wall width, open cell diameter, hardness, air flow rate, etc. of the polyurethane foam can be controlled.
ポリウレタンフォーム原料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の製造に用いられてい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い。また、発泡剤としては、水、低沸点物、ガス体等の公知の発泡剤を用いることができるが、取り扱いが容易な水を発泡剤として用いることが好ましい。これらの材料は、単独でまたは二種以上を組み合せて用いてもよい。発泡剤の使用量や条件を調整することにより、ポリウレタンフォームのセル壁幅、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。 As the foam stabilizer used for the polyurethane foam raw material, any of those generally used for the production of polyurethane foam can be used, but a silicone surfactant is preferred. Moreover, as a foaming agent, although well-known foaming agents, such as water, a low boiling point thing, and a gas body, can be used, It is preferable to use water with easy handling as a foaming agent. These materials may be used alone or in combination of two or more. By adjusting 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 can be controlled.
ポリウレタンフォーム原料には、ポリウレタンフォーム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従来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。 The polyurethane foam raw material may be blended with a crosslinking agent, a foam breaker and the like so as to control the closed cell and open cell properties of the cells of the polyurethane foam, and the conductive agent for imparting desired conductivity. Further, an antistatic agent or the like may be added. Examples of the crosslinking agent include conventionally 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.
発泡体ローラは比較的小粒径でかつ均一な保護剤粒子を感光体1へと供給する必要がある。このため、発泡体層において、セル数は20〜300個/25mm(特に40〜100個/25mm)、硬度は40〜430N(特に100〜350N)にするのが好ましい。また、保護剤としてブロック状の成形体を使用する場合、発泡体層のセル数および硬度を調整することによって、感光体表面に供給される保護剤粒子の粒径を制御できる。例えば、セル数を多くしたり、硬度を低減したりすると、保護剤粒子の粒径は小さくなり、より均一な保護層を形成できる。上記発泡体層の硬度は、発泡体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。
The foam roller needs to supply a uniform protective agent particle having a relatively small particle diameter to the
発泡体層のセル数は、以下の方法によって測定された値の平均値を用いる。
図4は、塗布ローラ41aにおける発泡体層のセル数について説明する図である。
まず、図4(a)に示すように、発泡体層表面の両端部と中央部において、軸方向に平行な線上に3箇所、測定箇所を選択する(図中、R、Tが両端部の測定箇所、Sが中央部の測定箇所)。このような3箇所の測定箇所が選択された軸方向に平行な線を、周方向に対して等間隔に3本選択する。つまり、測定箇所は合計で9箇所になる。
As the number of cells in the foam layer, an average value of values measured by the following method is used.
FIG. 4 is a diagram illustrating the number of cells in the foam layer in the
First, as shown in FIG. 4A, at the both ends and the center of the surface of the foam layer, three measurement points are selected on a line parallel to the axial direction (in the figure, R and T are the ends of the ends). Measurement location, S is the measurement location in the center). Three lines parallel to the axial direction in which such three measurement points are selected are selected at equal intervals in the circumferential direction. That is, there are nine measurement points in total.
次に、マイクロスコープを用い、各測定箇所の写真画面を観察する。そして、それぞれの測定箇所において、図4(b)に示すように、写真画面の中心部に実寸1[inch](約25[mm])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する。たとえわずかでも25mmの線に接触したセルは1つとしてカウントする。それぞれの測定箇所でカウントしたセルの個数の平均値をセル数とする。例えば、図3(b)では、セル数は12個である。 Next, the photograph screen of each measurement location is observed using a microscope. At each measurement point, as shown in FIG. 4B, a line having a length corresponding to the actual size 1 [inch] (about 25 [mm]) is drawn at the center of the photographic screen, and the line is within the line. Count how many cells there are. A cell that touches even a 25 mm line is counted as one. The average value of the number of cells counted at each measurement location is taken as the number of cells. For example, in FIG. 3B, the number of cells is twelve.
固形潤滑剤41bは、直方体状に形成されており、後述する押し当て機構3cにより塗布ローラ41a側に押圧されている。固形潤滑剤41bの潤滑剤としては、少なくとも脂肪酸金属塩を含有する潤滑剤を用いる。脂肪酸金属塩としては、例えば、フッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどのラメラ結晶構造を持つ脂肪酸金属塩を使用することができる。また、ラウロイルリジン、モノセチルリン酸エステルナトリウム亜鉛塩、ラウロイルタウリンカルシウムなどの物質を使用することができる。これらの脂肪酸金属塩のうち、特にステアリン酸亜鉛を用いることが好ましい。これは、ステアリン酸亜鉛が、感光体1表面上での伸展性が非常によく、しかも吸湿性が低く、さらに湿度が変化しても潤滑性が損なわれ難い特性を有しているためである。
The
よって、環境変化に影響されにくく感光体表面を保護する能力の高い皮膜化された潤滑剤の保護層を形成することができ、良好に感光体表面を保護できる。また、潤滑性が損なわれ難い特性を有していることで、クリーニング不良の低減効果を良好に得ることができる。また、これらの脂肪酸金属塩の他に、シリコーンオイルやフッ素系オイル、天然ワックスなどの液状の材料、ガス状にした材料を外添法として添加することもできる。 Therefore, it is possible to form a coating layer of a lubricant having a high ability to protect the surface of the photoconductor which is not easily affected by environmental changes, and the surface of the photoconductor can be well protected. Moreover, since it has the characteristic that lubricity is hard to be impaired, the effect of reducing cleaning defects can be obtained satisfactorily. In addition to these fatty acid metal salts, liquid materials such as silicone oil, fluorine oil, and natural wax, and gaseous materials can be added as an external addition method.
また、固形潤滑剤41bの潤滑剤は、無機潤滑剤である窒化ホウ素を含むことが好ましい。窒化ホウ素の結晶構造としては、六方晶系の低圧相のもの(h−BN)や、立方晶系の高圧相(c−BN)等を挙げることができる。これらの構造の窒化ホウ素のうち、六方晶系の低圧相の窒化ホウ素の結晶は層状の構造を有しており、容易に劈開する物質である。よって、摩擦係数は400°C近くまで約0.2以下を維持でき、放電により特性が変化し難く、放電を受けても他の潤滑剤に比べて潤滑性が失われることがない。
The lubricant of the
このような窒化ホウ素を添加することで、感光体1表面に供給されて薄膜化された潤滑剤が、帯電装置40や一次転写バイアスローラ9の作動時に発生する放電によって早期に劣化することはない。窒化ホウ素は、放電により特性が変化し難く、放電を受けても、他の潤滑剤に比べて潤滑性が失われることがない。しかも、感光体1の感光体層が放電により酸化、蒸発してしまうことを防止することもできる。また、窒化ホウ素は、わずかな添加量でも、その潤滑性を発揮できるので、帯電ローラ4aなどへの潤滑剤付着による不具合や、クリーニングブレード2aのブレード鳴きに対して有効である。
By adding such boron nitride, the lubricant supplied to the surface of the
本実施形態の固形潤滑剤41bは、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素とを含有した潤滑剤原料を圧縮成型したものを用いた。なお、固形潤滑剤41bの成型方法は、これに限定されることはなく、溶融成型などの他の成型方法を採用してもよい。これにより、上述したステアリン酸亜鉛の効果と上述した窒化ホウ素窒の効果とを得ることができる。
As the
固形潤滑剤41bは塗布ローラ41aによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、押し当て機構41cにより押圧されているために常時塗布ローラ3aに当接している。塗布ローラ41aは、回転しながら削り取った潤滑剤を感光体表面に塗布する。その後、感光体1の表面とクリーニングブレード2aとの接触により、塗布された潤滑剤が押し広げられて薄膜状になる。これにより、感光体1の表面の摩擦係数が低下する。なお、感光体1の表面に付着した潤滑剤の膜は非常に薄いため、帯電ローラ4aによる帯電を阻害することはない。
The
発泡体ローラにおける芯金については、例えば、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るがこれに限るものではない。芯材上には、あらかじめ接着層を設けておくこともできる。上述した、芯材を収納した発泡体ローラの成形型を用いる製造方法では、成形型内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い。このようにすることで、開口性を有するポリウレタンフォーム層を容易に形成することができる。 The core metal in the foam roller is, for example, a cylindrical body made of a metal such as iron, aluminum, stainless steel, or a non-metal such as resin, but is not limited thereto. An adhesive layer may be provided in advance on the core material. In the above-described manufacturing method using the molding die of the foam roller containing the core material, it is preferable to provide a release layer such as a fluororesin coating agent or a release agent on the inner surface of the molding die. By doing in this way, the polyurethane foam layer which has openability can be formed easily.
均しブレード41dは、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を単独、または複数組み合わせた弾性体材料によって板状に形成される。均しブレード41dの別の形成法としては、バネ板等の弾性金属ブレード表面に樹脂、ゴム、エラストマー等の層をコーティング、ディッピング等の方法で形成し、その後熱硬化等の処理をするものであってもよい。弾性金属ブレード表面には、必要に応じてカップリング剤やプライマー成分等の下地を設けてもよい。また、熱効果処理の後、必要に応じて表面研摩等を施してもよい。
The
均しブレード41dは、先端部が感光体1の表面に押圧当接されるように、接着や融着等の任意の方法によりブレード支持体に固定される。均しブレード41dが感光体1の表面を押圧する力(押圧力)は、像担持体保護剤が延展し保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として5[gf/cm]以上80[gf/cm]以下であることが好ましく、10[gf/cm]以上60[gf/cm]以下であることがより好ましい。
The
均しブレード41dの厚みについては、上記押圧力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね0.5〜5[mm]程度であれば好ましく、1〜3[mm]程度であればより好ましい。また、均しブレード41dに上記弾性金属ブレードを用いる場合、上記弾性金属ブレードの厚みは0.05〜3[mm]程度であれば好ましく、0.1〜1[mm]程度であればより好ましい。均しブレード41dのブレード支持体からの突き出し長さ(自由長)についても、上記押圧力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね1〜15[mm]程度であれば好ましく、2〜10[mm]程度であればさらに好ましい。また、弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。
The thickness of the
均しブレード41dにおける感光体1との接点部分は、低摩擦係数の材料によりコーティングしたり、含浸処理を施したりしてもよい。上記弾性体材料には、硬度調整のための無機・有機フィラーなどの充填剤を分散させるようにしてもよい。表面層を形成する材料としては、PFA、PTFE、FEP、PVdF等のフッ素樹脂や、フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマー等を、必要により充填剤と共に、用いることができるが、これに限定されるものではない。
The contact portion of the
図3に示したように、均しブレード41dに対して感光体1の回転方向の、上流側には塗布ローラ41aが、下流側には帯電ローラ4aが配置されている。均しブレード41dと塗布ローラ41aとの間の空間P、および均しブレード41dと帯電ローラ4aとの間の空間Qは比較的狭いので、画像形成時に感光体1と均しブレード41dとの摺擦によって発生した熱がこれらの空間内に残留しやすい。この熱によって均しブレード41dの温度が一旦上昇すると、均しブレード41dが感光体1の表面上を摺擦する際に異音が発生しやすくなる。
As shown in FIG. 3, an
ここで、本発明の特徴部分である均しブレード41dを冷却する気流経路について説明する。
図5は、均しブレード41dを冷却する気流経路の一例について示す概略構成図である。画像形成装置において、装置内の温度が上昇すると現像装置内部の現像剤が固着して画像品質の低下を招くおそれがあるため、装置内の冷却用として複数の気流発生装置(ファン)を設置するのが一般的である。本実施形態においては、これらのファンによっておこされる気流を均しブレード41dの冷却に利用している。
Here, the air flow path for cooling the
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an air flow path for cooling the
画像形成装置において、モーターの駆動熱やギヤ同士の摺擦熱といった駆動部で発生する熱が装置内の温度を上昇させる大きな要因となっている。使用者の利便性を考慮し、熱を発生する駆動部は使用者が操作する側(正面側)と反対側(背面側)に配置されるのが一般的である。駆動部のある装置の背面側から外気を流入させると、外気が駆動部からの発熱により熱せられてしまうので、冷却効率が低下する。このため、図5(a)に示すように、複写機500の正面側の吸気口50に設けられた吸気ファン51によっておこされる気流が、均しブレード41dへと導かれ、複写機500の背面側の排気口52から排出されるように流路を構成するのが望ましい。
In an image forming apparatus, heat generated in a driving unit such as motor driving heat and frictional heat between gears is a major factor that raises the temperature in the apparatus. In consideration of the convenience of the user, the drive unit that generates heat is generally arranged on the side (front side) opposite to the side operated by the user (back side). When outside air is allowed to flow in from the back side of the device having the drive unit, the outside air is heated by the heat generated from the drive unit, and cooling efficiency decreases. Therefore, as shown in FIG. 5A, the airflow generated by the
図5(b)は、均しブレード41dへの気流の流入を示す斜視図である。図5(c)は、図5(b)の点線Vで示す領域を拡大した図である。図5(c)に示すように、均しブレード41dの長手方向の一端には、流入口60,61が設けられている。流入口60,61は、それぞれ図5(a)に示した気流通路と連通している。図中矢印Aで示す気流が流入口60から均しブレード41dと塗布ローラ41aとの間の空間Pに、図中矢印Bで示す気流が流入口61から均しブレード41dと帯電ローラ4aとの間の空間Qにそれぞれ流入する。
FIG. 5B is a perspective view showing the inflow of airflow into the
図5(d)は、図5(b)のD−D断面における断面図である。図5(d)に示すように、流入口60,61と反対側の均しブレード41dの端部には、流出口62,63が設けられている。流出口62,63は、図5(a)に示した気流通路と連通している。流入口60から流入した気流(図中矢印A)は、均しブレード41dの表面に沿うようにして流出口62へと流れていく。また、流入口61から流入した気流(図中矢印B)は、均しブレード41dの表面に沿うようにして流出口63へと流れていく。これにより、均しブレード41dの空間Pと接する面と、および空間Qと接する面とを同時に冷却することができる。均しブレード41dの空間Pと接する面と、および空間Qと接する面とを同時に冷却すると、均しブレード41dが十分に冷却される。これにより、均しブレード41dの冷却が不十分なときに生じる異音を防止することができる。
FIG.5 (d) is sectional drawing in the DD cross section of FIG.5 (b). As shown in FIG. 5 (d),
複写機500では、装置の内部で発生した飛散トナーが外部に放出されないように排気口などにフィルタを設置するのが一般的である。
図6は、気流経路におけるフィルタ53の挿入位置を示す模式図である。
図6(a)は、排気口52にのみフィルタ53を挿入した例である。図6(b)は、排気口52と流出口62にフィルタ53を挿入した例である。空間Pは塗布ローラ41aの近くにあり、塗布ローラ41aが固形潤滑剤41bを削り取る際に、粉末状の潤滑剤が空間Pに飛散する。飛散した固形潤滑剤をトラップするため、流出口62にフィルタ53を挿入している。
In the copying
FIG. 6 is a schematic diagram showing the insertion position of the
FIG. 6A shows an example in which the
フィルタ53は、図6(b)のように流出口62にフィルタ53を挿入すると、フィルタ53による圧力損失により気流の流速が低下する。気流の流速が低下すると、均しブレード41dを冷却する効率が低下する。気流の流速低下を抑制するため、フィルタ53の材質には、比較的目の粗い繊維フィルタなど、粉体が通過しない範囲で圧力損失の少ないものを選択するようにする。また、図6(c)に示すように、排気ファン54を設けるようにしてもよい。
When the
[変形例]
次に、本実施形態における均しブレード41dを冷却する気流経路の変形例について説明する。
図7は、均しブレード41dを冷却する気流経路の変形例の概略構成を示す図である。図7に示すように、帯電ローラ4aの軸端部に羽根車55,塗布ローラ41aの軸端部に羽根車56を設置している。軸の回転と共に羽根車55,56が回転すると羽根車55,56の前後において圧力差が生じる。これにより空間P,Qを通過する気流(図中矢印A,B)が発生する。この構成では、羽根車55,56を回転させるための駆動モータや配線などを別途設ける必要がないので、比較的少ないスペースでの設置が可能である。なお、本変形例では羽根車55,56を気流の上流側に設けたが、気流の下流側に設けるようにしてもよい。
[Modification]
Next, a modified example of the air flow path for cooling the
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a modified example of the air flow path for cooling the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体1などの像担持体の表面に固形潤滑剤41bなどの潤滑剤を塗布する塗布ローラ41aなどの潤滑剤供給部材と、先端部が前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の表面に塗布した潤滑剤を均して保護層を形成する均しブレード41dなどの保護層形成部材と、装置の内部を冷却するための気流を発生させる吸気ファン51などの気流発生装置とを有する画像形成装置において、前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材における前記像担持体の回転方向上流側の面と下流側の面とを同時に冷却することができる流路を設けた。
上記流路を用いることで、上記気流発生装置からの気流により上記保護層形成部材の両面を同時に冷却することができる。これにより、上記保護層形成部材の片面の冷却が十分ではないときに、保護層形成部材が像担持体の表面を摺擦する際に発生する異音を抑制することが可能になる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A lubricant supply member such as an
By using the flow path, both surfaces of the protective layer forming member can be simultaneously cooled by the air flow from the air flow generation device. As a result, it is possible to suppress abnormal noise generated when the protective layer forming member rubs the surface of the image carrier when cooling of one surface of the protective layer forming member is not sufficient.
(態様B)
態様Aにおいて、前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材の前記像担持体との当接部が延在する方向に流れるように前記流路を形成した。
(Aspect B)
In the aspect A, the flow path is formed so that the air flow generated by the air flow generation device flows in a direction in which a contact portion of the protective layer forming member with the image carrier extends.
(態様C)
態様AまたはBにおいて、前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材を冷却した後に画像形成動作のための駆動源を通過するように前記流路を形成した。
発熱体である駆動源を通過した後の気流は温度が上昇している。温度が上昇した後の気流では、上記保護層形成部材の冷却を十分に行うことができない。上記保護層形成部材を冷却した後に駆動源を通過させるように流路を形成することで、上記保護層形成部材を十分に冷却することが可能になる。
(Aspect C)
In the aspect A or B, the flow path is formed so that the airflow generated by the airflow generation device passes through a drive source for an image forming operation after the protective layer forming member is cooled.
The temperature of the airflow after passing through the drive source which is a heating element is rising. The airflow after the temperature rise cannot sufficiently cool the protective layer forming member. By forming the flow path so as to allow the drive source to pass after cooling the protective layer forming member, the protective layer forming member can be sufficiently cooled.
(態様D)
態様A〜Cにおいて、前記保護層形成部材における前記像担持体の回転方向上流側の面を冷却するための気流が通過する流路の下流側にフィルタ53などのフィルタを設置した。
上記上流側の面に塗布ローラ41aが隣接している場合、塗布ローラ41aが固形潤滑剤41bを削り取る際に粉末状の潤滑剤が飛散する。面を冷却するための気流が通過する流路の下流側に挿入したフィルタにより、この飛散した潤滑剤を捕捉することができる。
(Aspect D)
In Aspects A to C, a filter such as the
When the
(態様E)
態様A〜Dにおいて、前記フィルタの気流流出側の近傍に排気ファン54などの補助気流発生装置を配置した。
上記上流側の面を冷却するための気流が通過する流路の下流側にフィルタを挿入すると、フィルタの圧力損失により気流の流速が低下して上記保護層形成部材の冷却効率が低下する。前記フィルタの気流流出側の近傍に上記補助気流発生装置を配置することで、気流の流速が低下を抑制することができる。
(Aspect E)
In aspects A to D, an auxiliary air flow generation device such as an
If a filter is inserted in the downstream side of the flow path through which the airflow for cooling the upstream surface passes, the flow velocity of the airflow is reduced due to the pressure loss of the filter, and the cooling efficiency of the protective layer forming member is reduced. By arranging the auxiliary airflow generation device in the vicinity of the airflow outflow side of the filter, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity of the airflow.
(態様F)
態様A〜Eにおいて、前記像担持体を帯電するための帯電部材および前記潤滑剤供給部材は回転駆動し、前記帯電部材および前記潤滑剤供給部材の回転軸の端部に羽根車55,56などの羽根車を設けた。
画像形成装置において、上記保護層形成部材の一方の面には帯電部材、他方の面には潤滑剤供給部材が隣接する構成が一般的である。このような画像形成装置において、上記帯電部材および上記潤滑剤供給部材の軸端部に羽根車を設けることで、比較的少ないスペースで上記保護層形成部材の両面を同時に冷却するための機構を構成することができる。
(Aspect F)
In Aspects A to E, the charging member for charging the image carrier and the lubricant supply member are driven to rotate, and
In an image forming apparatus, the protective layer forming member generally has a structure in which a charging member is adjacent to one surface and a lubricant supply member is adjacent to the other surface. In such an image forming apparatus, an impeller is provided at the shaft end portions of the charging member and the lubricant supply member, thereby constituting a mechanism for simultaneously cooling both surfaces of the protective layer forming member in a relatively small space. can do.
1 感光体
41a 塗布ローラ
41b 固形潤滑剤
41d 均しブレード
51 吸気ファン
1
Claims (6)
先端部が前記像担持体の表面に当接し、前記像担持体の表面に塗布した潤滑剤を均して保護層を形成する保護層形成部材と、
装置の内部を冷却するための気流を発生させる気流発生装置とを有する画像形成装置において、
前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材における前記像担持体の回転方向上流側の面と下流側の面とを同時に冷却することができる流路を設けたことを特徴とする画像形成装置。 A lubricant supply member for applying a lubricant to the surface of the image carrier;
A protective layer forming member that abuts on the surface of the image carrier and forms a protective layer by leveling the lubricant applied to the surface of the image carrier;
In an image forming apparatus having an airflow generating device that generates an airflow for cooling the inside of the device,
The airflow generated by the airflow generator is provided with a flow path capable of simultaneously cooling the upstream surface and the downstream surface of the protective layer forming member in the rotation direction of the image carrier. Image forming apparatus.
前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材の前記像担持体との当接部が延在する方向に流れるように前記流路を形成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus, wherein the flow path is formed such that an air flow generated by the air flow generating device flows in a direction in which a contact portion of the protective layer forming member with the image carrier extends.
前記気流発生装置の発生させた気流が、前記保護層形成部材を冷却した後に画像形成動作のための駆動源を通過するように前記流路を形成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
An image forming apparatus, wherein the flow path is formed so that an air flow generated by the air flow generating apparatus passes through a driving source for an image forming operation after cooling the protective layer forming member.
前記保護層形成部材における前記像担持体の回転方向上流側の面を冷却するための気流が通過する流路の下流側にフィルタを設置したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An image forming apparatus, wherein a filter is installed on the downstream side of a flow path through which an airflow for cooling the surface on the upstream side in the rotation direction of the image carrier in the protective layer forming member passes.
前記フィルタの気流流出側の近傍に補助気流発生装置を配置したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus, wherein an auxiliary airflow generation device is disposed in the vicinity of the airflow outflow side of the filter.
前記像担持体を帯電するための帯電部材および前記潤滑剤供給部材は回転駆動し、前記帯電部材および前記潤滑剤供給部材の回転軸の端部に羽根車を設けたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus characterized in that a charging member for charging the image carrier and the lubricant supply member are rotationally driven, and an impeller is provided at an end of a rotating shaft of the charging member and the lubricant supply member. apparatus.
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Cited By (1)
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JP7419862B2 (en) | 2020-02-14 | 2024-01-23 | 株式会社リコー | Lubricant supply device, process cartridge, and image forming device |
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- 2014-10-16 JP JP2014211472A patent/JP2016080845A/en active Pending
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