JP2018189887A - 潤滑剤塗布装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の位置により表面電位の極性が異なる場合でも、潤滑剤粉の塗布ムラを防止する潤滑剤塗布装置を提供する。
【解決手段】潤滑剤塗布装置７７は、固形潤滑剤７７１と、塗布部材７７２と、膜化部材７７４とを有する。塗布部材７７２は、固形潤滑剤７７１の材料に対して帯電列上で正極側に位置する材料により構成された第１の繊維と、負極側に位置する材料により構成された第２の繊維とを植毛され、固形潤滑剤７７１から掻き取った潤滑剤粉を、当接する像担持体７１に塗布する。膜化部材７７４は、像担持体７１に当接し、塗布部材７７２により塗布された潤滑剤粉を像担持体７１に押し当てることにより被膜化させる。第１の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量と、第２の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量とが、実質的に同一になるように設定される。
【選択図】図４

Description

本発明は、潤滑剤塗布装置および画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置では、感光体等の像担持体によるトナー像の転写後、像担持体に残留したトナー（残留トナー）を除去する方法として、クリーニングブレードにより残留トナーを掻き取る方法が提案されてきた。一方、近年では、高画質化等の観点から、トナー粒子の小粒化や球形化等が進められている。しかし、トナー粒子は、小粒化されると、像担持体に対する付着力が強くなり、球形化されると、像担持体およびクリーニングブレードの間に転がりやすくなる。このため、残留トナーの除去は、トナー粒子の小粒化や球形化に伴い、より困難になってきている。

そこで、近年では、クリーニングブレードにより残留トナーを除去しやすくするために、摩擦係数を低下させる潤滑剤粉を像担持体上に供給する種々の技術が提案されている。たとえば、特許文献１には、潤滑剤粉の供給前に潤滑剤粉を像担持体の帯電極性と逆極性に帯電させ、帯電させた潤滑剤粉を像担持体に静電的に供給しやすくする技術が開示されている。

特開２０１２−１８９７０９号公報

しかし、上記特許文献１に記載の発明では、像担持体の表面電位の極性が一様である場合のみを想定しており、像担持体の位置により表面電位の極性が異なる場合を想定していない。画像形成装置の転写工程では、像担持体の帯電極性と逆極性の電圧が印加されるため、トナーが付着していない（トナー像が形成されていない）像担持体の部分（以下「背景部」と呼ぶ）には、帯電極性と逆極性の電荷が過剰に注入され得る。このため、背景部の表面電位の極性は、帯電極性と逆極性になり得る。一方、トナーが付着している像担持体の部分（以下「画像部」と呼ぶ）の表面電位の極性は、帯電極性と同極性のままである。したがって、転写工程後の潤滑剤粉の塗布工程では、帯電極性と逆極性に帯電した潤滑剤粉は、画像部には静電的に引き付けられるが、背景部とは静電的に反発し、像担持体上で潤滑剤粉の塗布ムラが発生するという問題がある。

また、仮に、像担持体の帯電極性と逆極性に帯電させた潤滑剤粉と、同極性に帯電させた潤滑剤粉との両方を像担持体に供給する場合でも、各極性の潤滑剤粉の供給量が異なる場合には、像担持体上で潤滑剤粉の塗布ムラを防止しきれないという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、像担持体の位置により表面電位の極性が異なる場合でも、潤滑剤粉の塗布ムラを防止する潤滑剤塗布装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の上記の目的は、下記の手段によって達成される。

（１）固形潤滑剤と、前記固形潤滑剤の材料に対して帯電列上で正極側に位置する材料により構成された第１の繊維と、前記固形潤滑剤に対して帯電列上で負極側に位置する材料により構成された第２の繊維とを植毛され、前記固形潤滑剤から掻き取った潤滑剤粉を、当接する像担持体に塗布する塗布部材と、前記像担持体に当接し、前記塗布部材により塗布された前記潤滑剤粉を前記像担持体に押し当てることにより被膜化させる膜化部材と、を有し、前記第１の繊維による前記潤滑剤粉の掻き取り量と、前記第２の繊維による前記潤滑剤粉の掻き取り量とが、実質的に同一になるように設定される潤滑剤塗布装置。

前記第１の繊維は、ナイロン繊維であり、前記第２の繊維は、フッ素樹脂繊維である上記（１）に記載の潤滑剤塗布装置。

（３）前記フッ素樹脂繊維の剛性度は、前記ナイロン繊維の剛性度より大きい上記（２）に記載の潤滑剤塗布装置。

（４）前記フッ素樹脂繊維の繊度は、前記ナイロン繊維の繊度より大きい上記（３）に記載の潤滑剤塗布装置。

（５）前記フッ素樹脂繊維は、複数本ずつループ形状を有するように束ねられるとともに、撚りが追加された有撚束として前記塗布部材に植毛され、前記ナイロン繊維は、複数本ずつループ形状を有するように束ねられるとともに、撚りが追加されない無撚束として前記塗布部材に植毛される上記（３）または（４）に記載の潤滑剤塗布装置。

（６）前記フッ素樹脂繊維は、前記フッ素樹脂繊維のループ束が形成するループ面と前記塗布部材の回転方向とが形成する角度が、実質的に垂直になるように前記塗布部材に植毛され、前記ナイロン繊維は、前記ナイロン繊維のループ束が形成するループ面と前記塗布部材の回転方向とが形成する角度が、実質的に平行になるように前記塗布部材に植毛される上記（２）〜（５）のいずれか一つに記載の潤滑剤塗布装置。

（７）前記固形潤滑剤に対する前記フッ素樹脂繊維の押込量が、前記ナイロン繊維の押込量より大きい上記（２）〜（６）のいずれか一つに記載の潤滑剤塗布装置。

（８）前記フッ素樹脂繊維の繊維長は、前記ナイロン繊維の繊維長より長い上記（７）に記載の潤滑剤塗布装置。

（９）前記塗布部材における前記フッ素樹脂繊維の植毛密度は、前記ナイロン繊維の植毛密度より高い上記（２）〜（８）のいずれか一つに記載の潤滑剤塗布装置。

（１０）前記像担持体と、上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の潤滑剤塗布装置と、を含む画像形成部を有する画像形成装置。

本発明に係る潤滑剤塗布装置は、固形潤滑剤の材料に対して帯電列上で正極側に位置する材料により構成された繊維（第１の繊維）と、負極側に位置する材料により構成された繊維（第２の繊維）とが植毛された、塗布ブラシを有する。第１の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量と、第２の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量とは、実質的に同一になるように設定される。これにより、潤滑剤塗布装置において、正極性および負極性に帯電した潤滑剤粉の掻き取り量を、実質的に同一にできる。したがって、潤滑剤塗布装置は、感光体ドラムの画像部および背景部の表面電位の極性が異なる場合でも、正極性および負極性に帯電した潤滑剤粉を感光体ドラムに安定して供給でき、潤滑剤粉の塗布ムラを防止できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成部の概略構成を示す図である。 潤滑剤塗布装置の概略構成を示す図である。 塗布ブラシの概略構成を示す図である。 材料の帯電列の一例を示す図である。 繊維のループ面と塗布ブラシの回転方向との関係について説明するための図である。 実験で使用した縦帯チャートを示す図である。 実施例および比較例の比較結果を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。

まず、画像形成装置の概略構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、制御部１０、記憶部２０、通信部３０、操作パネル４０、給紙部５０、搬送部６０、画像形成部７０および定着部８０を備える。これらは、信号をやり取りするためのバスを介して、相互に接続されている。

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、プログラムに従い、上記各構成の制御や各種の演算処理を実行する。

記憶部２０は、予め各種プログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムや各種データを記憶するハードディスク等から構成される。

通信部３０は、ＬＡＮ等のネットワークを介して、ユーザーのＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の他の機器と通信するためのインターフェースである。通信部３０は、たとえば、ユーザーのＰＣから印刷ジョブを受信する。

操作パネル４０は、タッチパネル、テンキー、スタートボタン、ストップボタン等を備え、各種情報を表示し、各種指示の入力に使用される。

給紙部５０は、印刷に使用される記録材である用紙を収容する複数の給紙トレイを備え、給紙トレイに収容した用紙を一枚ずつ給紙する。

搬送部６０は、搬送路、搬送路に沿って配置された複数の搬送ローラー対、および、搬送ローラー対を駆動する駆動モーター（図示なし）を備え、給紙部５０から給紙された用紙を、画像形成部７０やその下流に位置する定着部８０に搬送する。

画像形成部７０は、帯電、露光、現像、転写の各工程を含む電子写真方式等の周知の作像プロセスを用いて、印刷ジョブに含まれる画像データに基づいて、用紙上に画像を形成する。画像形成部７０は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナーによる画像を形成する作像ユニットや、複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持された無端ベルトである中間転写体を備える。画像形成部７０の詳細については、図２を参照して後述する。

定着部８０は、加圧ローラーおよび加熱ローラーを備え、画像形成部７０により画像が形成された用紙を加圧および加熱することにより、画像を熱定着する。

次に、画像形成部７０の概略構成について説明する。上述したように、画像形成部７０は各色の作像ユニットを備えるが、各色の作像ユニットは略同様の構成を有するため、以下では、一つの作像ユニットに着目して説明する。

図２は、画像形成部の概略構成を示す図である。

画像形成部７０は、感光体ドラム７１、帯電装置７２、露光装置７３、現像装置７４、転写装置７５、中間転写体７６および潤滑剤塗布装置７７を備える。

感光体ドラム（像担持体）７１は、ドラム状の金属基体の外周に、有機光導電体を含有させた樹脂からなる感光層が形成された有機感光体からなる、ドラム状の像担持体である。感光体ドラム７１は、図２に示すように、矢印Ａの方向に所定の速度で回転する。感光層を構成する樹脂としては、たとえば、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

帯電装置７２は、帯電チャージャー等からなり、感光体ドラム７１の周囲に配置され、感光体ドラム７１の表面を一定の電位に一様に帯電させる。

露光装置７３は、帯電装置７２により帯電させられた感光体ドラム７１の表面をレーザー等により露光し、画像データに対応する静電潜像を感光体ドラム７１の表面に形成する。

現像装置７４は、露光装置７３により形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤を使用して可視像化する。現像装置７４は、感光体ドラム７１と現像領域を介して対向するように配置された現像スリーブを備える。現像スリーブには、たとえば、帯電装置７２の帯電極性と同極性の直流現像電圧、または、帯電装置７２の帯電極性と同極性の直流電圧が交流電圧に重畳された現像バイアスが印加される。現像装置７４は、静電潜像にトナーを付着させる反転現像を行い、感光体ドラム７１の表面にトナー像を形成する。

転写装置７５は、現像装置７４により形成され、感光体ドラム７１の回転により搬送されてきたトナー像を、中間転写体７６に転写する。転写装置７５は、感光体ドラム７１と転写領域を介して対向するように配置された転写ローラーを備える。転写ローラーには、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。転写装置７５は、感光体ドラム７１上のトナー像を、中間転写体７６に静電的に引き付けることにより転写する。

中間転写体７６は、転写装置７５により転写されたトナー像を、二次転写領域（図示なし）に搬送し、用紙に転写する。

潤滑剤塗布装置７７は、転写装置７５により中間転写体７６に転写されずに、感光体ドラム７１上の残留トナーを除去するとともに、潤滑剤粉を塗布する。すなわち、潤滑剤塗布装置７７は、クリーニング装置としても動作する。潤滑剤塗布装置７７の詳細については、図３を参照して後述する。

感光体ドラム７１は、潤滑剤塗布装置７７により、残留トナーを除去されるとともに潤滑剤粉を塗布された後、帯電装置７２により再度帯電させられ、露光装置７３により次の静電潜像を形成され、現像装置７４によりトナー像を形成される等を繰り返す。

続いて、潤滑剤塗布装置７７の概略構成について説明する。

図３は、潤滑剤塗布装置の概略構成を示す図である。図４は、塗布ブラシの概略構成を示す図である。

図３に示すように、潤滑剤塗布装置７７は、固形潤滑剤７７１、塗布ブラシ７７２、押圧部材７７３、膜化部材７７４、フリッカー部材７７５および回収スクリュー７７６を備える。

固形潤滑剤７７１は、金属石鹸の粉体を溶融成型したものである。固形潤滑剤７７１の材料としては、感光体ドラム７１の表面に塗布可能であり、その表面エネルギーを低下させ、感光体ドラム７１に対するトナーの付着力を低減できる材料が選択され得る。固形潤滑剤７７１の材料、すなわち潤滑剤としては、たとえば、脂肪酸金属塩、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独で、または２種類以上が混合されて使用されてもよい。脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、たとえば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄等が挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄等が好ましく、ステアリン酸亜鉛が最も好ましい。

塗布ブラシ（塗布部材）７７２は、金属製のシャフトの外周に、異なる二種類の材料により構成された繊維がブラシ毛として植毛された、ロール状のブラシ部材である。図４に示すように、基布ＣおよびＤは、各材料により構成された繊維をそれぞれ植毛された状態で、シャフトの外周に交互に巻き付けられる。基布ＣおよびＤが、塗布ブラシ７７２の軸方向において出現する周期は、各基布の幅や巻き角度等を変化させることにより、制御され得る。軸方向の任意の位置で、基布ＣおよびＤが少なくとも１回ずつ出現するように構成することが好ましい。また、各基布における繊維は、複数本ずつループ形状を有するように束ねられたループ束として植毛されてもよい。塗布ブラシ７７２のブラシ毛を構成する材料の詳細については、後述する。

塗布ブラシ７７２は、図３に示すように、感光体ドラム７１に当接し、固形潤滑剤７７１から掻き取った潤滑剤粉（図３における黒丸）を、感光体ドラム７１に搬送して塗布する。また、塗布ブラシ７７２は、感光体ドラム７１にブラシ毛を接触させながら回転することにより、潤滑剤粉を塗布するとともに、感光体ドラム７１から残留トナー（図３における白丸）を除去する。ただし、塗布ブラシ７７２は、感光体ドラム７１から残留トナーの一部しか除去できないため、残りの残留トナーは、後述する膜化部材７７４により除去される。塗布ブラシ７７２は、感光体ドラム７１から除去した残留トナーを、後述するフリッカー部材７７５の位置まで搬送する。

塗布ブラシ７７２は、たとえば図３に示すように、感光体ドラム７１の回転方向に対してカウンター方向（表面が逆方向に移動する方向）である矢印Ｂの方向に、所定の速度で回転する。塗布ブラシ７７２は、感光体ドラム７１の回転方向に対してウィズ方向（表面が同一方向に移動する方向）に回転してもよいが、できるだけ多くの残留トナーを感光体ドラム７１から除去するため、カウンター方向に回転することが好ましい。

押圧部材７７３は、固形潤滑剤７７１を保持し、塗布ブラシ７７２に押圧する。押圧部材７７３は、たとえば、固形潤滑剤７７１を保持する保持部材と、保持部材を介して固形潤滑剤７７１を塗布ブラシ７７２に押圧する圧縮バネ等の弾性部材とを備える。弾性部材の一端は、潤滑剤塗布装置７７の側壁（図示なし）等に固定される。

膜化部材７７４は、シート状に加工されたポリウレタンゴム等の弾性体からなり、感光体ドラム７１に当接し、塗布ブラシ７７２により塗布された潤滑剤粉を感光体ドラム７１に押し当てることにより、被膜化させる。また、膜化部材７７４は、潤滑剤粉を被膜化させるとともに、感光体ドラム７１から残留トナーを除去する。すなわち、膜化部材７７４は、残留トナーを除去するクリーニングブレードとしても機能する。なお、画像形成部７０は、潤滑剤粉を被膜化させる膜化部材と、残留トナーを除去するクリーニングブレードとを別々の部材として備えてもよい。この場合、感光体ドラム７１の移動方向において、クリーニングブレードを塗布ブラシ７７２の当接位置よりも上流側に配置することが好ましい。

フリッカー部材７７５は、たとえば、平板状に加工された金属等の剛体からなり、塗布ブラシ７７２の回転により搬送されてきた残留トナーを、塗布ブラシ７７２から除去する。フリッカー部材７７５は、塗布ブラシ７７２のブラシ毛と接触するように配置され、ブラシ毛を大きく変位させ、その後解放させる。これにより、フリッカー部材７７５は、ブラシ毛に復元力を発生させ、残留トナーを弾き飛ばさせることより、塗布ブラシ７７２から残留トナーを除去する。

回収スクリュー７７６は、膜化部材７７４により感光体ドラム７１から除去されたトナーや、フリッカー部材７７５により塗布ブラシ７７２のブラシ毛から除去されたトナーを回収し、潤滑剤塗布装置７７の外に排出する。回収スクリュー７７６は、膜化部材７７４およびフリッカー部材７７５の下方に位置し、自重により落下するトナーを回収する。回収スクリュー７７６は、たとえば、画像形成装置１の任意のスペースに配置される回収容器（図示なし）に、回収したトナーを搬送する。

（塗布ブラシのブラシ毛の材料）
続いて、塗布ブラシ７７２のブラシ毛を構成する材料について、図５を参照して説明する。

図５は、材料の帯電列の一例を示す図である。

本実施形態では、塗布ブラシ７７２のブラシ毛を構成する材料として、固形潤滑剤７７１から掻き取った潤滑剤粉を所望の極性に摩擦帯電させることができる材料が選択される。摩擦帯電とは、異なる二種類の材料が摩擦されることにより、材料間で電荷の移動が発生し、材料の一方が正極性に、他方が負極性に帯電する現象をいう。図５に示すような帯電列は、摩擦された材料が正極性または負極性のいずれに摩擦帯電しやすいかを示す序列である。帯電列において、より正極側に位置する材料は正極性に帯電しやすく、より負極側に位置する材料は負極性に帯電しやすい。たとえば、ナイロンおよびフッ素樹脂が摩擦されると、ナイロンが正極性に、フッ素樹脂が負極性に帯電し得る。また、帯電列上で互いに近くに位置する材料同士が摩擦されると、帯電量が比較的小さく、遠くに位置する材料同士が摩擦されると、帯電量が比較的大きい傾向がある。

本実施形態では、塗布ブラシ７７２は、固形潤滑剤７７１の材料に対して、帯電列上で正極側に位置する材料により構成された繊維（第１の繊維）と、帯電列上で負極側に位置する材料により構成された繊維（第２の繊維）とを、ブラシ毛として備える。潤滑剤粉は、固形潤滑剤７７１から掻き取られる際にブラシ毛と摩擦される。すなわち、潤滑剤粉は、固形潤滑剤７７１の材料に対して、帯電列上で正極側に位置する材料の繊維により掻き取られると負極性に帯電し、帯電列上で負極側に位置する材料の繊維により掻き取られると正極性に帯電する。

たとえば、固形潤滑剤７７１がステアリン酸亜鉛である場合、塗布ブラシ７７２は、ナイロンにより構成された繊維（以下「ナイロン繊維」）と、フッ素樹脂により構成された繊維（以下「フッ素樹脂繊維」）とを、ブラシ毛として備えてもよい。ナイロン繊維は、ステアリン酸亜鉛に対して帯電列上で正極側の遠くに位置し、フッ素樹脂繊維は、ステアリン酸亜鉛に対して帯電列上で負極側の遠くに位置する。この場合、塗布ブラシ７７２は、正極性および負極性に大きい帯電量で帯電した潤滑剤粉を、感光体ドラム７１に供給できる。しかし、塗布ブラシ７７２のブラシ毛を構成する材料は、これに限定されない。塗布ブラシ７７２は、たとえば、レーヨンにより構成された繊維と、ポリエチレンにより構成された繊維とを、ブラシ毛として備えてもよい。

（塗布ブラシによる潤滑剤粉の掻き取り量）
上述したように、本実施形態では、塗布ブラシ７７２は、潤滑剤粉を異なる極性に摩擦帯電させられるように、異なる二種類の材料により構成された繊維をブラシ毛として備える。異なる材料により構成された繊維は、固形潤滑剤７７１に対して異なる摩擦係数を有し、固形潤滑剤７７１から異なる量の潤滑剤粉を掻き取る。

たとえば、ナイロン繊維の摩擦係数は、フッ素樹脂繊維の摩擦係数より大きい。したがって、塗布ブラシ７７２が、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として備える場合、各繊維の剛性度等が同等であれば、ナイロン繊維一本あたりの潤滑剤粉の掻き取り量は、フッ素樹脂繊維一本あたりの潤滑剤粉の掻き取り量より多くなる。すなわち、ナイロン繊維に掻き取られて負極性に帯電した潤滑剤粉の供給量が、フッ素樹脂繊維に掻き取られて正極性に帯電した潤滑剤粉の供給量より多くなる。感光体ドラム７１上では、正極性に帯電した潤滑剤粉が画像部に静電的に引き付けられ、負極性に帯電した潤滑剤粉が背景部に静電的に引き付けられるため、各極性の潤滑剤粉の供給量が異なると、画像部および背景部の間で潤滑剤粉の塗布ムラが発生する。

そこで、潤滑剤粉の塗布ムラを防止するために、第１の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量と、第２の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量とが、実質的に同一になるように設定する必要がある。以下では、塗布ブラシ７７２が、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として備える場合を例として、各繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一にするための、いくつかの方法について説明する。

（１）繊維の剛性度の設定
繊維は、その剛性度が高いほど、固形潤滑剤７７１に対する当接圧が高くなり摩擦力を大きくできるため、潤滑剤粉を多く掻き取ることができる。したがって、塗布ブラシ７７２において、フッ素樹脂繊維の剛性度を増加させることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一になるように設定できる。あるいは、ナイロン繊維の剛性度を減少させることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一になるように設定してもよい。

フッ素樹脂繊維の剛性度を増加させるためには、たとえば、フッ素樹脂繊維の繊度を増加させればよい。一方、ナイロン繊維の剛性度を減少させるためには、たとえば、ナイロン繊維の繊度を減少させればよい。繊度の単位は、たとえばデニール（ｄ）である。

また、フッ素樹脂繊維の剛性度を増加させるためには、たとえば、フッ素樹脂繊維のループ束を、当該ループ束に一回以上の撚り（捻じり）を追加した有撚束にしてもよい。有撚束にすることにより、複数の繊維が拘束されて変形しにくくなるため、繊維の剛性度が増加する。この場合、ナイロン繊維のループ束を、撚りを追加しない無撚束にすることが好ましい。なお、繊維の剛性度を制御する方法は、これらに限定されない。

（２）繊維のループ面の向きの設定
繊維のループ束が形成するループ面と、塗布ブラシ７７２の回転方向（軸方向に直交する方向）とが形成する角度が垂直に近いほど、繊維のループ束は、固形潤滑剤７７１に幅広く接触できるため、潤滑剤粉を多く掻き取ることができる。以下では、図６を参照して、繊維のループ面と塗布ブラシ７７２の回転方向との関係について説明する。

図６は、繊維のループ面と塗布ブラシの回転方向との関係について説明するための図である。

図６の（ａ）は、繊維のループ束が配列された塗布ブラシ７７２の一部を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図に対する下面図、すなわち（ａ）のループ束の断面図を示す。図６に示す例では、基布Ｃの繊維のループ面は、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して平行に配列され、基布Ｄの繊維のループ面は、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直に配列されている。この場合、基布Ｃの繊維は、固形潤滑剤７７１に対して線で接触するため、潤滑剤粉を多く掻き取ることができない。一方、基布Ｄの繊維は、固形潤滑剤７７１に対して面（ループ面）で接触するため、基布Ｃの繊維より潤滑剤粉を多く掻き取ることができる。なお、各基布における各繊維のループ束の数および配置は、図６に示す例に限定されない。

したがって、フッ素樹脂繊維を、図６の基布Ｄのように、繊維のループ面と塗布ブラシ７７２の回転方向とが形成する角度を垂直に近づけるように、塗布ブラシ７７２に植毛すればよい。また、ナイロン繊維を、図６の基布Ｃのように、繊維のループ面と塗布ブラシ７７２の回転方向とが形成する角度を垂直から遠ざける（平行に近づける）ように、塗布ブラシ７７２に植毛すればよい。これにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を、実質的に同一になるように設定できる。

（３）繊維の押込量の設定
繊維は、固形潤滑剤７７１に対して強く押し込まれるほど、潤滑剤粉を多く掻き取ることができる。したがって、塗布ブラシ７７２において、固形潤滑剤７７１に対するフッ素樹脂繊維の押込量を増加させることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一になるように設定できる。あるいは、固形潤滑剤７７１に対するナイロン繊維の押込量を減少させることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一になるように設定してもよい。

なお、「押込量」とは、設計図上において、塗布ブラシ７７２をそのブラシ毛が元の形状を保持した自由な状態で固形潤滑剤７７１の表面に接触する位置から、さらに固形潤滑剤７７１に近づける距離の量を意味する。あるいは、「押込量」とは、初期状態（未使用状態）の塗布ブラシ７７２が当該押込量となるときの弾性部材による当接荷重を意味する。以下では、「固形潤滑剤７７１に対する押込量」を単に「押込量」とも呼ぶ。

フッ素樹脂繊維の押込量を増加させるためには、たとえば、フッ素樹脂繊維の繊維長（パイル長）を増加させればよい。一方、ナイロン繊維の押込量を減少させるためには、たとえば、ナイロン繊維の繊維長を減少させればよい。

また、フッ素樹脂繊維の押込量を増加させるためには、たとえば、フッ素樹脂繊維の繊維長を変えずに、フッ素樹脂繊維を植毛する基布の厚さを増加させてもよい。一方、ナイロン繊維の押込量を減少させるためには、たとえば、ナイロン繊維の繊維長を変えずに、ナイロン繊維を植毛する基布の厚さを減少させてもよい。

また、フッ素樹脂繊維の押込量を増加させるためには、たとえば、フッ素樹脂繊維の繊維長を変えずに、フッ素樹脂繊維の基布を巻き付けるシャフトの部分のみ、シャフト径を増加させてもよい。一方、ナイロン繊維の押込量を減少させるためには、たとえば、ナイロン繊維の繊維長を変えずに、ナイロン繊維の基布を巻き付けるシャフトの部分のみ、シャフト径を減少させてもよい。なお、繊維の押込量を制御する方法は、これらに限定されない。

（４）繊維の植毛密度の設定
繊維は、その植毛密度が高いほど、繊維全体で潤滑剤粉を多く掻き取ることができる。したがって、塗布ブラシ７７２において、フッ素樹脂繊維の植毛密度を増加させることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一になるように設定できる。あるいは、ナイロン繊維の植毛密度を減少させることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一になるように設定してもよい。植毛密度の単位は、たとえば、１平方インチ当たりの繊維の本数を示すＦ／ｉｎｃｈ^２である。

（実施例）
本実施形態に係る塗布ブラシ７７２の、潤滑剤粉の塗布ムラに対する効果を確認するために、繊維の設定に関する実験を行った。以下では、実験の内容および結果について説明する。

実験機として、コニカミノルタ社製デジタル印刷システム「ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ Ｃ１０７０」を、以下のように設定して使用した。室温１０℃、相対湿度１５％の環境下で実験を行った。

（１）感光体ドラム７１
感光体ドラム７１として、ドラム状のアルミニウムからなる金属基体の外周に、ポリカーボネート樹脂からなる厚さ２５μｍの感光層が形成された有機感光体を使用した。感光体ドラム７１を、４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させた。

（２）現像装置７４
現像装置７４として、線速度６００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される現像スリーブを備え、二成分現像剤により反転現像を行う装置を使用した。二成分現像剤として、乳化重合法により製造され、体積平均粒径が６．５μｍであり、シリカまたはチタニアの微粒子を外添処理したトナー粒子からなり、負帯電性を有するトナーを含む現像剤を使用した。また、現像スリーブには、感光体ドラム７１の帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加した。

（３）中間転写体７６
中間転写体７６として、導電性を付与したポリイミド樹脂からなる無端ベルトを使用した。

（４）固形潤滑剤７７１
固形潤滑剤７７１として、ステアリン酸亜鉛を使用した。

（５）塗布ブラシ７７２
塗布ブラシ７７２として、シャフト径が１４ｍｍであり、以下に説明する比較例１および２ならびに実施例１〜５の繊維がブラシ毛として植毛されたブラシを使用した。塗布ブラシ７７２を、感光体ドラム７１の回転方向と同方向に、感光体ドラム７１に対して線速度比１．３５の速度で回転させた。

（比較例１）
ナイロン繊維のみをブラシ毛として使用した。ナイロン繊維の繊度を３ｄとし、ナイロン繊維のループ束を不撚束とした。ナイロン繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。ナイロン繊維の押込量を１．０ｍｍとし、ナイロン繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。

（比較例２）
ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用した。各繊維の繊度を３ｄとし、各繊維のループ束を不撚束とした。各繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。各繊維の押込量を１．０ｍｍとし、各繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。

（実施例１）
ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用した。ナイロン繊維の繊度を３ｄ、フッ素樹脂繊維の繊度を１０ｄとした。各繊維のループ束を不撚束とした。各繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。各繊維の押込量を１．０ｍｍとし、各繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。

（実施例２）
ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用した。各繊維の繊度を３ｄとした。ナイロン繊維のループ束を不撚束、フッ素樹脂繊維のループ束を有撚束とした。各繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。各繊維の押込量を１．０ｍｍとし、各繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。

（実施例３）
ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用した。各繊維の繊度を３ｄとし、各繊維のループ束を不撚束とした。ナイロン繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して平行になるように、フッ素樹脂繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。各繊維の押込量を１．０ｍｍとし、各繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。ここで、「垂直」とは「実質的に垂直」であることを意味し、完全な垂直に対して±１０°の範囲内の角度とした。また、「平行」とは、「実質的に平行」であることを意味し、完全な平行に対して±１０°の範囲内の角度とした。

（実施例４）
ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用した。各繊維の繊度を３ｄとし、各繊維のループ束を不撚束とした。各繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。ナイロン繊維の押込量を１．０ｍｍ、フッ素樹脂繊維の押込量を１．３ｍｍとした。各繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。

（実施例５）
ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用した。各繊維の繊度を３ｄとし、各繊維のループ束を不撚束とした。各繊維のループ面が、塗布ブラシ７７２の回転方向に対して垂直になるように設定した。各繊維の押込量を１．０ｍｍとした。ナイロン繊維の植毛密度を１８０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２、フッ素樹脂繊維の植毛密度を２２５ｋＦ／ｉｎｃｈ^２とした。

（６）膜化部材７７４
膜化部材７７４として、ウレタンゴムからなり、２５℃環境下での反発弾性率が５０％、ＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のタイプＡデュロメータにより測定された硬さが７０、厚さが２ｍｍ、自由長が１０ｍｍ、幅が３２４ｍｍのものを使用した。膜化部材７７４の感光体ドラム７１に対する当接荷重を２０Ｎ／ｍ、当接角を１５°に設定した。

図７は、実験で使用した縦帯チャートを示す図である。

図７に示すような縦帯チャートを、Ａ４横置きの用紙上に、比較例１および２ならびに実施例１〜５の塗布ブラシ７７２のいずれか一つを備える実験機により、連続して印刷させた。１０００枚および３０００枚の用紙に縦帯チャートを印刷させた後、感光体ドラム７１の画像部および背景部の潤滑剤量を測定した。潤滑剤量を、Ｘ線光電子分光分析装置により検出される感光体ドラム上の亜鉛の原子組成百分率で代用し、画像部および背景部の亜鉛の原子組成百分率の差（以下、単に「亜鉛の比率差」とも呼ぶ）が、所定の閾値である０．７ａｔ．％未満であるか否かを判断した。

画像部および背景部の亜鉛の比率差が０．７ａｔ．％未満である場合、潤滑剤粉の塗布ムラが発生していないと判断した。また、この場合、画像部および背景部に対する潤滑剤粉の供給量が実質的に同一であり、すなわち、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一であったと判断した。

一方、画像部および背景部の亜鉛の比率差が０．７ａｔ．％以上である場合、潤滑剤粉の塗布ムラが発生していると判断した。また、この場合、画像部および背景部に対する潤滑剤粉の供給量が実質的に同一でなく、すなわち、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一でなかったと判断した。

１０００枚および３０００枚の用紙に縦帯チャートを印刷させた後、上述したように亜鉛の比率差を判断するとともに、別の用紙にハーフトーンの画像を印刷させた。そして、印刷されたハーフトーンの画像において、画像部および背景部に対応する部分の濃度差（以下「画像濃度差」と呼ぶ）が、許容範囲を超えて発生しているか否かを判断した。

なお、上述した比較例２および実施例１〜５では、各繊維をそれぞれ植毛された基布が、同一の幅を有し、当該幅が縦帯チャートの幅の約４分の１以下になるように設定した。

図８は、実施例および比較例の比較結果を示す図である。

比較例１の塗布ブラシ７７２は、ナイロン繊維のみをブラシ毛として使用し、負極性に帯電した潤滑剤粉を背景部に供給するが、正極性に帯電した潤滑剤粉を画像部に供給できない。このため、図８に示すように、比較例１では、１０００枚印刷時点という早い段階において、亜鉛の比率差が塗布ムラを示す０．７ａｔ．％以上となった。また、潤滑剤粉の塗布ムラが、感光体ドラム７１の現像性や転写性にも影響し、画像濃度差も許容範囲を超えた。

比較例２の塗布ブラシ７７２は、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維をブラシ毛として使用し、正極性および負極性に帯電した潤滑剤粉を画像部および背景部に供給できる。このため、比較例２では、１０００枚印刷時点において潤滑剤粉の塗布ムラは発生せず、画像濃度差も許容範囲内であった。しかし、各繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が異なるため、３０００枚まで印刷すると、掻き取り性の違いによる影響が大きくなり、潤滑剤粉の塗布ムラが発生し、画像濃度差が許容範囲を超えた。

一方、実施例１〜５では、３０００枚印刷時点でも潤滑剤粉の塗布ムラは発生せず、画像濃度差も許容範囲内であった。

実施例１の塗布ブラシ７７２は、比較例２に対し、フッ素樹脂繊維の繊度を増加させた。これにより、フッ素樹脂繊維の剛性度が増加し、潤滑剤粉の掻き取り量が増加したため、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一になり、塗布ムラおよび画像濃度差が改善した。

実施例２の塗布ブラシ７７２は、比較例２に対し、フッ素樹脂繊維のループ束を有撚束にした。これにより、フッ素樹脂繊維の剛性度が増加し、潤滑剤粉の掻き取り量が増加したため、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一になり、塗布ムラおよび画像濃度差が改善した。

実施例３の塗布ブラシ７７２は、比較例２に対し、ナイロン繊維のループ面を塗布ブラシ７７２の回転方向に対して平行にした。これにより、ナイロン素樹脂繊維の潤滑剤粉の掻き取り量が減少したため、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一になり、塗布ムラおよび画像濃度差が改善した。

実施例４の塗布ブラシ７７２は、比較例２に対し、フッ素樹脂繊維の繊維長を増加させた。これにより、フッ素樹脂繊維の押込量が増加し、潤滑剤粉の掻き取り量が増加したため、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一になり、塗布ムラおよび画像濃度差が改善した。

実施例５の塗布ブラシ７７２は、比較例２に対し、フッ素樹脂繊維の植毛密度を増加させた。これにより、フッ素樹脂繊維の潤滑剤粉の掻き取り量が増加したため、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量が実質的に同一になり、塗布ムラおよび画像濃度差が改善した。

以上のように、潤滑剤塗布装置７７は、固形潤滑剤７７１の材料に対して帯電列上で正極側に位置する材料により構成された繊維（第１の繊維）と、負極側に位置する材料により構成された繊維（第２の繊維）とが植毛された、塗布ブラシ７７２を有する。第１の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量と、第２の繊維による潤滑剤粉の掻き取り量とは、実質的に同一になるように設定される。これにより、潤滑剤塗布装置７７において、正極性および負極性に帯電した潤滑剤粉の掻き取り量を、実質的に同一にできる。したがって、潤滑剤塗布装置７７は、感光体ドラム７１の画像部および背景部の表面電位の極性が異なる場合でも、正極性および負極性に帯電した潤滑剤粉を感光体ドラム７１に安定して供給でき、潤滑剤粉の塗布ムラを防止できる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、第１の繊維はナイロン繊維であり、第２の繊維はフッ素樹脂繊維であり得る。固形潤滑剤７７１であるステアリン酸亜鉛に対して、ナイロン繊維は帯電列上で正極側の遠くに位置し、フッ素樹脂繊維は帯電列上で負極側の遠くに位置する。したがって、潤滑剤塗布装置７７は、正極性および負極性に大きい帯電量で帯電した潤滑剤粉を感光体ドラム７１に供給できる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維の剛性度をナイロン繊維の剛性度より大きくすることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一にできる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維の繊度をナイロン繊維の繊度より大きくすることにより、フッ素樹脂繊維の剛性度をナイロン繊維の剛性度より大きくできる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維のループ束を有撚束にし、ナイロン繊維のループ束を無撚束にすることにより、フッ素樹脂繊維の剛性度をナイロン繊維の剛性度より大きくできる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維のループ束が形成するループ面と塗布ブラシ７７２の回転方向とが形成する角度を実質的に垂直にする。さらに、ナイロン繊維のループ束が形成するループ面と塗布ブラシ７７２の回転方向とが形成する角度を実質的に平行にする。これにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一にできる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維の押込量をナイロン繊維の押込量より大きくすることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一にできる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維の繊維長をナイロン繊維の繊維長より長くすることにより、フッ素樹脂繊維の押込量をナイロン繊維の押込量より大きくできる。

また、潤滑剤塗布装置７７において、フッ素樹脂繊維の植毛密度をナイロン繊維の植毛密度より大きくすることにより、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一にできる。

また、画像形成装置１は、潤滑剤塗布装置７７を備える。これにより、画像形成装置１は、感光体の位置により表面電位の極性が異なる場合でも、潤滑剤粉の塗布ムラを防止し、残留トナーを除去しやすくできる。したがって、画像形成装置１は、トナーのクリーニング不良による画像ノイズ等の発生を防止できる。

以上に説明した潤滑剤塗布装置７７および画像形成装置１の構成は、上記の実施形態および実施例の特徴を説明するにあたり主要構成を説明したものであり、上記の構成に限られない。また、一般的な潤滑剤塗布装置および画像形成装置が備える構成を排除するものではない。

たとえば、潤滑剤塗布装置７７の塗布ブラシ７７２は、実施例１〜５の二つ以上を任意に組み合わせた繊維をブラシ毛として備えてもよい。すなわち、塗布ブラシ７７２は、繊度を増加させた上で（実施例１）、ループ束を有撚束とした（実施例２）フッ素樹脂繊維をブラシ毛として備えてもよい。あるいは、塗布ブラシ７７２は、ループ面を塗布ブラシ７７２の回転方向に対して平行にしたナイロン繊維（実施例３）と、繊維長および植毛密度を増加させたフッ素樹脂繊維（実施例４および５）とを、ブラシ毛として備えてもよい。これにより、塗布ブラシ７７２は、ブラシ毛の設計上の制限を受けにくくでき、ナイロン繊維およびフッ素樹脂繊維による潤滑剤粉の掻き取り量を実質的に同一にできる。

１ 画像形成装置、
１０ 制御部、
２０ 記憶部、
３０ 通信部、
４０ 操作パネル、
５０ 給紙部、
６０ 搬送部、
７０ 画像形成部、
７１ 感光体ドラム、
７２ 帯電装置、
７３ 露光装置、
７４ 現像装置、
７５ 転写装置、
７６ 中間転写体、
７７ 潤滑剤塗布装置（クリーニング装置）、
７７１ 固形潤滑剤、
７７２ 塗布ブラシ、
７７３ 押圧部材、
７７４ 膜化部材（クリーニングブレード）、
７７５ フリッカー部材、
７７６ 回収スクリュー、
８０ 定着部。

Claims (10)

1. 固形潤滑剤と、
   前記固形潤滑剤の材料に対して帯電列上で正極側に位置する材料により構成された第１の繊維と、前記固形潤滑剤に対して帯電列上で負極側に位置する材料により構成された第２の繊維とを植毛され、前記固形潤滑剤から掻き取った潤滑剤粉を、当接する像担持体に塗布する塗布部材と、
   前記像担持体に当接し、前記塗布部材により塗布された前記潤滑剤粉を前記像担持体に押し当てることにより被膜化させる膜化部材と、
   を有し、
   前記第１の繊維による前記潤滑剤粉の掻き取り量と、前記第２の繊維による前記潤滑剤粉の掻き取り量とが、実質的に同一になるように設定される潤滑剤塗布装置。
2. 前記第１の繊維は、ナイロン繊維であり、
   前記第２の繊維は、フッ素樹脂繊維である請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
3. 前記フッ素樹脂繊維の剛性度は、前記ナイロン繊維の剛性度より大きい請求項２に記載の潤滑剤塗布装置。
4. 前記フッ素樹脂繊維の繊度は、前記ナイロン繊維の繊度より大きい請求項３に記載の潤滑剤塗布装置。
5. 前記フッ素樹脂繊維は、複数本ずつループ形状を有するように束ねられるとともに、撚りが追加された有撚束として前記塗布部材に植毛され、前記ナイロン繊維は、複数本ずつループ形状を有するように束ねられるとともに、撚りが追加されない無撚束として前記塗布部材に植毛される請求項３または４に記載の潤滑剤塗布装置。
6. 前記フッ素樹脂繊維は、前記フッ素樹脂繊維のループ束が形成するループ面と前記塗布部材の回転方向とが形成する角度が、実質的に垂直になるように前記塗布部材に植毛され、前記ナイロン繊維は、前記ナイロン繊維のループ束が形成するループ面と前記塗布部材の回転方向とが形成する角度が、実質的に平行になるように前記塗布部材に植毛される請求項２〜５のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置。
7. 前記固形潤滑剤に対する前記フッ素樹脂繊維の押込量が、前記ナイロン繊維の押込量より大きい請求項２〜６のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置。
8. 前記フッ素樹脂繊維の繊維長は、前記ナイロン繊維の繊維長より長い請求項７に記載の潤滑剤塗布装置。
9. 前記塗布部材における前記フッ素樹脂繊維の植毛密度は、前記ナイロン繊維の植毛密度より高い請求項２〜８のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置。
10. 前記像担持体と、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置と、を含む画像形成部を有する画像形成装置。