JP3681380B2

JP3681380B2 - Process unit and image forming apparatus

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Publication number: JP3681380B2
Application number: JP2003169805A
Authority: JP
Inventors: 義明宮下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JP2003330318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセスユニットと画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【０００３】
図１は、プリンタとして構成されたカラー画像形成装置の内部構造を示す概略図である。ここに示した画像形成装置の本体１は、床面などの設置面に不動に載置される固定本体２と、この固定本体２に回動可能に枢支された回動本体３とから成り、この回動本体３に、複数のプロセス要素を一体的に組付けて成るプロセスユニット４が着脱可能に装着されている。図２はプロセスユニット４の内部を示す断面図である。
【０００４】
図１及び図２において、プロセスユニット４のユニットケース５に回転自在に支持されたローラ６，７には、像担持体の一例を構成する無端ベルト状の感光体８が巻き掛けられている。像担持体として、ドラム状の感光体や、誘電体ドラム又は誘電体ベルトなどを用いることもできる。またこの感光体８に対向した位置には帯電チャージャ９より成る帯電装置が配置され、この帯電チャージャ９もユニットケース５に支持されている。
【０００５】
一方、固定本体２には、レーザ書き込みユニット１０として構成された露光装置と、回転型のカラー現像ユニット１１と、ブラック現像ユニット１２とがそれぞれ支持され、両現像ユニット１１，１２によって現像装置が構成されている。レーザ書き込みユニット１０は、図示していないレーザ光源と、その光源からの光を感光体表面に走査する光学系を有している。
【０００６】
カラー現像ユニット１１は、イエロー現像器１１Ｙ，マゼンタ現像器１１Ｍ及びシアン現像器１１Ｃを一体的に組付けたユニットとして構成され、その全体が、固定本体２に回転可能に支持されている。イエロー現像器１１Ｙ、マゼンタ現像器１１Ｍ、シアン現像器１１Ｃ及びブラック現像ユニット１２には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像剤が収容されている。現像剤としては、トナーとキャリアを有する二成分系現像剤、又はキャリアを有さない一成分系現像剤のいずれを用いてもよい。また現像剤として液状のものを用いることもできるが、図示した例では粉体状の現像剤が用いられている。
【０００７】
画像形成動作時に、ローラ７が図示していない駆動装置によって回転駆動されることにより、感光体８は矢印Ａ方向に回転駆動される。このとき除電装置の一例である除電ランプ１３によって感光体表面が除電作用を受け、次いで帯電チャージャ９より成る帯電装置によって感光体表面が一様に帯電され、その帯電面が、レーザ書き込みユニット１０から出射する光変調されたレーザ光Ｌによって露光され、これによって感光体表面に第１の静電潜像が形成される。このとき、例えば、カラー現像ユニット１１のイエロー現像器１１Ｙが感光体８の表面に対向して位置し、このイエロー現像器１１Ｙによって上述の第１の静電潜像がイエロートナー像として可視像化される。このときブラック現像ユニット１２は感光体８の表面から離間し、現像動作を行うことはない。
【０００８】
一方、ユニットケース５には、互いに離間して配置された適数の、本例では２本のローラ１４，１５が回転自在に支持され、これらのローラ１４，１５には、中間転写体の一例である無端の中間転写ベルト１６が巻き掛けられ、一方のローラ１４が図示していない駆動装置によって駆動されることにより、中間転写ベルト１６が矢印Ｂ方向に回転駆動される。この中間転写ベルト１６と感光体８は、転写部１７の部位で互いに当接し、この部位における中間転写ベルト１６の裏面側には転写装置の一例である転写ブラシ１８の先端が当接し、かかる転写ブラシ１８もユニットケース５に支持されている。この転写装置として転写ローラやコロナ放電器などを用いることもできる。
【０００９】
前述のように感光体８の表面に形成されたイエロートナー像が転写部１７に至ったとき、転写ブラシ１８には、そのトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって感光体８表面のトナー像が中間転写ベルト１６の表面に転写される。このように、中間転写ベルト１６は、感光体の表面に形成されたトナー像を転写される転写材の一例を構成している。
【００１０】
トナー像を転写した後の感光体表面には、転写されずに残されたトナーが付着しており、かかる転写残トナーは、ユニットケース５に支持されて先端部を感光体８に圧接されたクリーニングブレード１９より成るクリーニング部材によって掻き取り除去される。このようにして感光体表面から除去された転写残トナーは、ユニットケース５に一体に組付けられたクリーニングケース２０内に落下する。クリーニング部材として、ファーブラシなどの他の適宜な手段を採用することもでき、また複数のクリーニング部材を併用することもできる。クリーニングブレード１９と、クリーニングケース２０と、後述するトナー搬送スクリュー３８とによって、感光体８用のクリーニング装置７０が構成される。
【００１１】
上述のようにして表面を清掃された感光体表面は再び除電ランプ１３により除電作用を受けた後、帯電チャージャ９によって一様に帯電され、次いでその帯電面にレーザ書き込みユニット１０から出射するレーザ光Ｌを照射され、感光体表面に第２の静電潜像が形成される。この静電潜像がカラー現像ユニット１１を通るとき、該ユニット１１の回転によって、例えばマゼンタ現像器１１Ｍが感光体８に対向しており、これによってその第２の静電潜像がマゼンタトナー像として可視像化される。このトナー像も、先に説明したところと全く同様に転写ブラシ１８の作用によって、先にイエロートナー像の転写された中間転写ベルト１６の表面に、当該イエロートナー像に重ね合されて転写される。マゼンタトナー像を転写した後の感光体８の表面に残留するトナーも、クリーニングブレード１９によって感光体表面から除去される。
【００１２】
上述したところと全く同様にして、感光体表面には、感光体表面に対向したシアン現像器１１Ｃとブラック現像ユニット１２によって、それぞれシアントナー像とブラックトナー像が順次形成され、これらが中間転写ベルト１６の表面に、先に転写されたトナー像に重ね合せられて順次転写される。感光体表面は、各トナー像の転写ごとに、クリーニングブレード１９によって転写残トナーを除去され、その表面が清掃される。このようにして、中間転写ベルト１６の表面には、フルカラートナー像が形成される。ブラックトナー像の形成時には、ブラック現像ユニット１２が感光体８の表面に近づけられ、所定の現像動作を実行する。
【００１３】
一方、固定本体２にセットされた給紙カセット２１には、紙又はプラスチックシートなどから成る記録媒体２２がスタックされ、給紙ローラ２３の回転によって、その記録媒体２２が１枚ずつ矢印Ｃ方向に給送される。このようにして給送された記録媒体２２は、回動本体３に回転自在に支持された搬送ローラ対２４とレジストローラ対２５によって搬送され、中間転写ベルト１６の表面に形成されたフルカラートナー像に整合するタイミングで中間転写ベルト１６と、これに対置された転写装置の一例である転写ローラ２６との間のニップ部に送り込まれる。このとき転写ローラ２６に印加された、トナーと逆極性の電圧によって、中間転写ベルト１６表面のフルカラートナー像が記録媒体２２の表面に転写される。転写装置の一例を構成する転写ローラ２６は、回動本体３に回転自在に支持されおり、かかる転写装置としても、コロナ放電器やブラシなどの適宜な手段を採用することができる。
【００１４】
フルカラートナー像を転写された記録媒体２２は、中間転写ベルト１６を離れた後、固定本体２に設けられた定着装置２７の定着ローラ２８と加圧ローラ２９との間を通り、このとき熱と圧力の作用によって、そのトナー像が記録媒体２２の表面に定着される。定着装置２７を出た記録媒体２２は、固定本体２に回転自在に支持された排紙ローラ対３０によって、固定本体上部の排紙スタック部３１に、画像面を下に向けて排出される。
【００１５】
一方、フルカラートナー像を記録媒体２２に転写した後に中間転写ベルト１６上に残留する転写残トナーは、中間転写ベルト１６の表面に先端部を圧接したクリーニングブレード３２によって掻き取られ、中間転写ベルト１６の表面が清掃される。クリーニングブレード３２は中間転写ベルト１６用のクリーニング部材の一例を構成するものであり、かかるクリーニングブレード３２は、ユニットケース５に揺動自在に支持されたアーム３３に固定され、クリーニングブレード３２によって中間転写ベルト１６から掻き取られた転写残トナーは、アーム３３に固定されたトナー受け３４に受け止められる。このクリーニング部材としても、ファーブラシなどの他の適宜な形態のクリーニング部材を採用することができる。
【００１６】
クリーニングブレード３２は、アーム３３の揺動によって中間転写ベルト表面に対して接離自在となっていて、中間転写ベルト１６の表面に各トナー像が転写されるとき、クリーニングブレード３２は中間転写ベルト表面から離間している。中間転写ベルト表面のフルカラートナー像を記録媒体２２に転写した後、その表面に残留するトナーを清掃するときだけ、アーム３３の揺動によってクリーニングブレード３２の先端部が中間転写ベルト表面に圧接し、その転写残トナーを掻き取り除去する。
【００１７】
クリーニングブレード３２は、中間転写ベルト１６の幅方向に長く延び、これに沿ってトナー受け３４が延びていて、クリーニングブレード３２によって中間転写ベルト表面から掻き取られた転写残トナーは、トナー搬送スクリュー３７によって図２の紙面に対して手前側に搬送される。次いで、このトナーは、ユニットケース５の手前側に配置されたトナー搬送ダクト３６を通してクリーニングケース２０に送り込まれる。
【００１８】
また、感光体８の表面に圧接するクリーニングブレード１９も、感光体８の幅方向に長く延び、これに沿ってクリーニングケース２０が長く延びていて、クリーニングブレード１９によって感光体８の表面から掻き落された転写残トナーと、トナー搬送ダクト３６を通してクリーニングケース２０に送られた転写残トナーは、クリーニングケース２０の底部に設けられたトナー搬送スクリュー３８により搬送された後、トナー排出口５０からトナー案内管５１に落下し、次いで廃トナー容器３５より成る廃トナー収容部に、その入口４０から送り込まれ、ここに収容される。このように、感光体８から除去されたトナー及び中間転写ベルト１６から除去されたトナーはクリーニングケース２０に送り込まれ、そのクリーニングケース２０から搬送された転写残トナーが廃トナー収容部に収容される。
【００１９】
以上の説明は、記録媒体２２上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、カラー現像ユニット１１を構成する各現像器及びブラック現像ユニット１２のいずれか１つだけを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成することもできる。
【００２０】
また図示した画像形成装置においては、画像形成装置本体１の一部を構成する回動本体３が、固定本体２に対して、中間転写ベルト１６を巻き掛けた一方の回転ローラ１５の中心軸線のまわりに、図１における矢印Ｅ方向に回動可能に枢支されている。このように回動したときの回動本体３の一部の様子を、図１に鎖線で示してある。回動本体３をこのように開放位置に回動させると、廃トナー容器３５の上方が開放されるので、廃トナー容器３５内の廃トナーが満杯となったとき、この容器３５をユニットケース５から取り外し、廃トナー容器３５を交換することができる。また感光体８の劣化が進み、これが寿命となったようなときも、回動本体３を図１に鎖線で示した開放位置に回動させ、プロセスユニット４の全体を新たなものと交換することができる。
【００２１】
図１における左側の部位には、電装制御装置４１が設けられ、その上方にはファン４２が配置され、このファン４２によって機内を排風し、機内の温度過昇を防止することができる。また図１の右側の部位には、比較的小規模の給紙装置４３が備えられている。
【００２２】
以上のように、本例の画像形成装置は、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される感光体８として構成された像担持体と、そのトナー像を中間転写ベルト１６より成る転写材に転写する転写ブラシ１８として構成された転写装置と、トナー像の転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去して像担持体表面を清掃するクリーニングブレード１９として構成されたクリーニング部材とを具備している。
【００２３】
ここで、像担持体の一例である感光体８の表面に形成されたトナー像を、転写材の一例である中間転写ベルト１６の表面に転写するときの転写不良を抑え、完成した画像中に文字中抜けが発生することを防止するため、図示した画像形成装置には、図３にも示すように潤滑剤塗布部材６０が設けられている。
【００２４】
図に一例として示した潤滑剤塗布部材６０は、感光体８の幅方向、すなわちその軸方向に長く延びる中心軸６１と、その外周面に設けられた多数の毛よりなるブラシ６２とを有している。例えば、図示していない基布上にブラシ６２を植設し、その基布を中心軸６１の外周面に固定することにより潤滑剤塗布部材６０が構成される。ブラシ６２は、その先端部が感光体８の表面に、そのほぼ全幅に亘って接触する。また回転軸６１は、感光体表面から一定の間隔をあけて図１乃至図３の紙面に対して垂直な方向に延び、その支持部材の一例を構成するクリーニングケース２０の前後の側壁に回転自在に支持され、図示していない駆動装置によって適宜な方向、図の例では時計方向（矢印Ｄ方向）に回転駆動される。ブラシ６２と、感光体８より成る像担持体表面の接触部において、両者が互いに反対方向に移動する向きに潤滑剤塗布部材６０の回転方向が設定されているのである。
【００２５】
前述のように、本例の潤滑剤塗布部材６０はクリーニング装置７０のクリーニングケース２０の内部に設けられているが、そのクリーニングケース２０には、ピン６３を介して板状の潤滑剤保持部材６４の基端部が回動可能に枢着され、その潤滑剤保持部材６４の先端部には固形潤滑剤６５が保持され、図示していない加圧ばねより成る付勢部材によって、潤滑剤保持部材６４が図３における時計方向に付勢され、これによって固形潤滑剤６５がブラシ６２に圧接する。潤滑剤保持部材６４には、図４にも示すように開口６６が形成されているが、これについては後に詳しく説明する。
【００２６】
矢印Ｄ方向に回転する潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２が固形潤滑剤６５に接触することにより、その固形潤滑剤６５から潤滑剤を少量ずつ掻き取る。このようにしてブラシ６２に移行した潤滑剤が、ブラシ６２に接触しながら矢印Ａ方向に駆動される感光体８の表面に塗布される。これにより、感光体表面のトナーに対する摩擦係数が下げられ、感光体表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の表面に効率よく転写でき、転写不良に基づく中間転写ベルト表面のトナー像の文字中抜け現象の発生を効果的に抑制し、最終的な記録媒体２２に転写された画像の画質を高めることができる。
【００２７】
固形潤滑剤６５としては、例えば乾燥した固体疎水性潤滑剤が用いられ、その代表例としては、ステアリン酸亜鉛、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、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、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、及びリコリノレン酸カドミウムの如き比較的高次の脂肪酸などを挙げることができる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスを用いることもできる。
【００２８】
以上のように、本例の画像形成装置は、感光体８より成る像担持体の表面に接触するブラシ６２を有し、かつ回転駆動されながら、像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材６０を具備する。
【００２９】
ところで、上述の潤滑剤塗布部材６０によって感光体表面に塗布された潤滑剤の量、すなわち潤滑剤の塗布量が不均一となると、先にも説明したように、感光体表面に形成されるトナー像に濃度むらが発生する。特に、本例のようにブラシ６２がクリーニングブレード１９よりも上流側の感光体表面部分に接触していると、その感光体表面に付着した転写残トナーの一部がブラシ６２によっても掻き取られ、このときそのトナーと一緒にわずかな量の潤滑剤が感光体表面から除去される。これは、クリーニングブレード１９が感光体表面から転写残トナーを掻き取るときも同様であると考えられる。
【００３０】
このとき、転写残トナーは、感光体表面に均一量に分布して付着しているのではなく、転写前のトナー像が形成された部分に比較的多量の転写残トナーが付着し、その他の部分には実質的に転写残トナーは付着していない。またそのトナー像の画像濃度によっても、転写残トナーの量が相違する。このように転写残トナーの付着量が多いところからは、そのトナーと共に多量の潤滑剤がブラシ６２及びクリーニングブレード１９によって掻き取られ、これによって感光体表面に塗布された潤滑剤の量が不均一となるおそれがある。
【００３１】
感光体表面に塗布された潤滑剤は、その表面の摩擦係数を低下させるので、その塗布量が不均一となると、感光体表面に形成されるトナー像のトナー量も潤滑剤の塗布量のむらに対応して不均一となり、その画像濃度にむらが発生することになる。特に低濃度画像の場合に、その濃度むらが発生しやすくなる。
【００３２】
そこで、本発明者は、画像形成装置のコスト上昇を抑え、かつ感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できるようにするための対策を多数の実験を繰返しながら検討した。
【００３３】
その結果、感光体表面の潤滑剤の塗布むらを抑えるには、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の密度を高めることが重要であり、これによって潤滑剤塗布部材６０の回転数と感光体８に対するブラシ６２のくい込み量を極く小さく設定しても、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できることが明らかとなった。特に、その毛の密度が、１平方インチ（６４５．１６mm^２）当り２万本以上に設定すると、潤滑剤塗布部材の回転数とブラシのくい込み量を極く小さく設定しても、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できることが判明した。
【００３４】
本例の画像形成装置は、かかる知見に基づき、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の密度が２万本／６４５．１６mm^２以上に設定されている。この構成により、上述した作用効果を奏し得ることを明らかにするため、本発明者の行った実験例を紹介する。
【００３５】
この実験は全て、図１乃至図４に示した画像形成装置を使用し、現像装置としてはブラック現像ユニット１２のみを用い、紙より成る記録媒体２２上に黒色の単色画像を形成した。このときの記録媒体の面積に対する画像面積の比率は５％とした。
【００３６】
先ず、ブラシ６２の毛の密度が１平方インチ（６４５．１６mm^２）当り、０．５、１、２、３．５及び５万本の新品の潤滑剤塗布部材６０を用意し、そのそれぞれを図１乃至図４に示したように画像形成装置に順番に組付け、そのそれぞれによって常温常室にて、紙より成る記録媒体２２上に１０００枚ずつトナー像を形成し、そのプリント枚数が１枚、１００枚、２００枚及び１０００枚となる毎に、記録媒体２２上の画像の画質を評価した。その結果を表１に示す。
【００３７】
表１中の○は感光体８に対する潤滑剤の塗布むらが極めて少なく、得られた記録媒体上のトナー像の低濃度部にも濃度むらが見られなかったことを示し、△はその低濃度部に若干の濃度むらが見られたことを示し、×は濃度むらがはっきりと現われたことを示している。これは、後述する表２乃至表４においても同じとする。
【００３８】
表１に示す第１の実験では、潤滑剤塗布部材６０の回転数Ｒを１１０rpm、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の感光体表面へのくい込み量δを１mm、固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐを４００mN（ミリニュートン）、感光体８の表面の線速を９６mm／秒とした。表１中のブラシ密度は、ブラシの毛の密度を示し、単位は万本／６４５．１６mm^２である。また、固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐは、固形潤滑剤６５及び潤滑剤保持部材６４の自重と、固形潤滑剤６５をブラシ６２に対して加圧する前述の加圧ばねの力の合計の値である。
【００３９】
【表１】

【００４０】
表１から判るように、ブラシの毛の密度が０．５万本／６４５．１６mm^２と１万本／６４５．１６mm^２とでは、記録媒体２２上の画像に濃度むらが現われている。これに対し、ブラシ密度が２万本／６４５．１６mm^２以上となると、画像の濃度むらは急激になくなり、その画像品質が高められる。
【００４１】
上述のようにブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上に設定すると、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布でき、画像濃度のむらを防止できるが、このときの潤滑剤塗布部材６０の回転数Ｒは１１０rpm、またブラシのくい込み量δは１mmと、いずれも小さな値である。潤滑剤塗布部材６０の回転数を高め、しかもそのブラシ６２を感光体表面に大きな圧力で圧接させ、感光体表面に当接したブラシの先端部を感光体表面からの反力によって大きく曲げ変形させてブラシのくい込み量を大きくすると、画像形成装置の作動中、ブラシ６２に大きな荷重が常に作用し、ブラシ６２に過大な応力が発生することになり、当該ブラシ６２が早期に劣化し、その寿命が縮められる。ブラシの毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上に設定すると、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できると共に、ブラシのくい込み量を少なくし、かつ潤滑剤塗布部材６０の回転数を下げることができ、潤滑剤塗布部材の寿命を伸ばすことができるのである。
【００４２】
なお、ブラシ６２の毛の密度は２万本／６４５．１６mm^２以上であれば画像濃度むらの発生を抑えることができ、その上限値は特に定められるものではない。ただ、ブラシ６２の毛の密度が１０万本／６４５．１６mm^２を越えると、当該密度が高まりすぎるため、ブラシとしての機能が低下すると共に、１０万本／６４５．１６mm^２以上の密度のブラシを製造することは現在の製造技術では容易ではない。従って、このブラシの毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上で１０万本／６４５．１６mm^２以下に設定することが、実際上、最も好ましい。
【００４３】
ここで、ブラシ６２の感光体表面へのくい込み量について説明すると、先ず図７に示すように、ブラシ６２が撓むことのないようにフリー状態にし、そのブラシ先端を像担持体、この例では感光体８の表面に接触させたとき、潤滑剤塗布部材６０の回転中心Ｘからブラシ６２の先端が接触した像担持体表面までの距離をＤ_１とする。一方、図８は、図１乃至図４に示したように潤滑剤塗布部材６０を実際に画像形成装置に組み込み、ブラシ６２の先端部を感光体８より成る像担持体表面に圧接させ、そのブラシの先端部を撓ませたときの様子を示しているが、このときの潤滑剤塗布部材６０の回転中心Ｘからブラシ先端部が圧接した像担持体表面までの距離をＤ_２とする。そして、Ｄ_１−Ｄ_２で表わされるδが、ブラシ６２のくい込み量である。
【００４４】
次に、表２は固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐを変化させたときの第２の実験結果を示している。このときのブラシの毛の密度は２万本／６４５．１６mm^２、感光体表面へのブラシ６２のくい込み量δは１mm、潤滑剤塗布部材６０の回転数は１１０rpm、感光体表面の線速は９６mm／秒である。
【００４５】
【表２】

【００４６】
表２から判るように、固形潤滑剤加圧力Ｐが６００mN以上となると、記録媒体２２上の画像に濃度むらが現われており、従って、加圧力Ｐは４００mN以下であって、０mNより大きいことが好ましい。このように、ブラシの毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上に設定すると、固形潤滑剤６５がブラシ６２に接する圧力Ｐを小さくした方が感光体表面への潤滑剤の塗布むら発生を抑えることができる。圧力Ｐを大きくすると、感光体表面への潤滑剤の塗布量が増大するが、ブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上とすることにより、圧力Ｐの値を下げることができ、これによって潤滑剤の使用量を抑えることが可能となる。
【００４７】
表３は、ブラシ６２の感光体表面へのくい込み量δを変えたときの記録媒体上の画像の濃度むらの変化を調べた実験結果を示している。このときのブラシの毛の密度は２万本／６４５．１６mm^２、固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐは４００mN、潤滑剤塗布部材６０の回転数は１１０rpm、感光体表面の線速は９６mm／秒である。
【００４８】
【表３】

【００４９】
表３から判るように、ブラシ６２のくい込み量δは１mm以下、すなわち０mm＜δ≦１mmであると、画像の濃度むらが発生しないことを理解できる。このように、ブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上に設定すると、ブラシ６２のくい込み量δを小さくした方が感光体表面に潤滑剤を均一に塗布でき、これによって潤滑剤塗布部材の寿命を伸ばすことが可能となる。
【００５０】
次に、表４は潤滑剤塗布部材６０の回転数Ｒを変化させたときの記録媒体２２上の画像の濃度むらを調べた実験結果を示している。このときのブラシ６２の毛の密度は２万本／６４５．１６mm^２、固形潤滑剤６５がブラシ６２に圧接する圧力Ｐは４００mN、感光体表面に対するブラシ６２のくい込み量は１mm、感光体表面の線速は９６mm／秒である。
【００５１】
【表４】

【００５２】
表４から、潤滑剤塗布部材６０の回転数が５５〜２２０rpmの範囲内にあるとき、画像の濃度むらを抑えることができることを理解できる。このように、ブラシ６２の毛の植設密度を２万本／６４５．１６mm^２以上に設定すると、潤滑剤塗布部材の回転数Ｒを低く設定しても潤滑剤の塗布むらを抑えることができ、潤滑剤塗布部材６０の寿命を伸ばすことが可能となる。
【００５３】
以上の実験結果から、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm^２以上に設定することにより、潤滑剤の使用量を抑え、かつ潤滑剤塗布部材の寿命を伸ばすことができることを理解できる。
【００５４】
より具体的に示すと、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の植設密度を２万本／６４５．１６mm^２以上とすると共に、潤滑剤塗布部材の回転数をＲ、潤滑剤塗布部材のブラシの像担持体表面へのくい込み量をδ、該ブラシが接触する固形潤滑剤を当該ブラシに当接させる圧力をＰとしたとき、５５rpm≦Ｒ≦２２０rpm、０mm＜δ≦１mm、０mN＜Ｐ≦４００mNをそれぞれ満たすように、その各値を設定するのである。
【００５５】
ところで、図示した画像形成装置においては、感光体８より成る像担持体の回転方向に関し、転写ブラシ１８より成る転写装置によって、トナー像を、中間転写ベルト１６より成る転写材に転写する転写部１７よりも下流側であって、クリーニングブレード１９より成るクリーニング部材によって像担持体表面を清掃するクリーニング部よりも上流側の像担持体表面に、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２を接触させている。潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２が感光体の表面に当接させる位置は、感光体表面のトナー像を乱すことのない位置であれば、上述した位置以外の適宜な位置に設定でき、例えば、感光体８の回転方向に関してクリーニングブレード１９よりも下流側の感光体表面部分にブラシ６２を接触させても潤滑剤をその表面に塗布することができる。
【００５６】
このように、感光体表面に潤滑剤を塗布するという点だけを考えれば、ブラシを感光体表面に当接させる位置は適宜設定できるのであるが、本例の画像形成装置のように潤滑剤塗布部材６０の位置を定めると、ブラシ６２が感光体表面の転写残トナーを一部掻き取る働きもなし、感光体表面に対するクリーニング効率を高めることができる、という副次的な効果を奏することができる。
【００５７】
ところが、この構成によると、常に感光体表面の転写残トナーがブラシ６２に掻き取られ、そのブラシ６２が固形潤滑剤６５に接触するとき、ブラシ６２に付着した一部の転写残トナーがブラシ６２から掻き取られる。このとき、図示した画像形成装置は、そのブラシ６２が接触する固形潤滑剤６５を保持する潤滑剤保持部材６４を有しているので、ブラシ６２から掻き取られた転写残トナーが、潤滑剤保持部材にブロックされて固形潤滑剤６５の上端面６５ａ（図３）に堆積し、かかる堆積トナーが、トナーの粉圧によって、経時的に固形潤滑剤６５の上端面６５ａやブラシ自体に固着したり、そのトナーが再び飛散し、これによって感光体表面への潤滑剤の塗布むらが生じるおそれがある。
【００５８】
そこで、本例の画像形成装置においては、図３及び図４に示すように、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２によって、感光体８より成る像担持体表面から掻き取られた転写残トナーが、潤滑剤保持部材６４を通過する開口６６が、その潤滑剤保持部材６４に形成されている。ブラシ６２に付着した転写残トナーは、ブラシ６２が固形潤滑剤６５に当ることによりブラシ６２から掻き取られるが、このトナーは、図３に矢印Ｆで示すように、潤滑剤保持部材６４に形成された開口６６を通して、固形潤滑剤６５が保持された面と反対の潤滑剤保持部材６４面の側へ逃げることができ、転写残トナーが固形潤滑剤６５の上端面６５ａに堆積することを防止できる。これにより、画像形成装置を長期に亘って使用したときも、前述の不具合が発生することを防止でき、感光体表面に、より一層均一に潤滑剤を塗布することが可能となる。
【００５９】
また、以上説明した画像形成装置において、図５及び図６に示すように、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２に当接する板状のブラシ当接部材６７を固定配置し、そのブラシ当接部材６７の先端部を、潤滑剤塗布部材６０の長手方向全体に亘ってブラシ６２に当接させると、ブラシ６２に付着した転写残トナーを、このブラシ当接部材６７によって掻き落すことができる。このため、転写残トナーの付着量が極く少なく、或いは実質的にトナーの付着していないブラシ６２の部分を感光体表面に接触させることができる。これによってブラシ６２による感光体表面のクリーニング性を向上させることができ、しかも感光体表面にトナーがフィルミング状に固定するフィルミング現象の発生を抑え、感光体表面に形成されるトナー像の画質を一層高めることが可能となる。
【００６０】
また、感光体表面には転写残トナーが均一に付着していないことは先にも説明したが、これによってブラシ６２に付着した転写残トナーもブラシ６２の全長に亘って均一とならず、従って、このようなブラシ６２が感光体表面に再び接触したとき、感光体表面への潤滑剤の塗布量が不均一となるおそれがある。ところが、上述のようにブラシ当接部材６７を設けると、ブラシ６２に付着した転写残トナーを潤滑剤塗布部材６０の長手方向に均一に分散させることができるので、ブラシ６２によって感光体表面に潤滑剤をより一層均一に塗布することが可能となる。
【００６１】
その際、図５及び図６に示すように潤滑剤塗布部材６０の回転方向に関し、該潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２が感光体８より成る像担持体の表面に接触する部分よりも下流側であって、該ブラシ６２が固形潤滑剤６５に接触する部分よりも上流側のブラシ部分に、ブラシ当接部材６７を当接させると、転写残トナーが比較的多量に付着しているブラシ部分にブラシ当接部材６７が当るので、ブラシ６２に付着したトナーを均一に分散させる効果を高めることができる。
【００６２】
また、図５及び図６に示した例では、ブラシ当接部材６７が潤滑剤保持部材６４と一体に形成されており、これによって部品点数を減少させ、画像形成装置のコストの低減を達成できる。ところが、この構成を採用した場合、ブラシ当接部材６７によってブラシ６２から掻き取られた転写残トナーの一部が、そのブラシ当接部材６７に堆積し、これが経時的に固着し、またこれが飛散し、これによって感光体表面の潤滑剤の塗布むらが発生するおそれがある。
【００６３】
そこで、図５及び図６に示した例では、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２によって、感光体８より成る像担持体の表面から掻き取られた転写残トナーが通過する開口６８が、そのブラシ当接部材６７に形成されている。かかる構成により、ブラシ６２から掻き取られたトナーは、その開口６８を通してブラシ当接部材６７を通過するので、そのブラシ当接部材６７に転写残トナーが堆積することを抑え、上述した不具合の発生を防止することができる。
【００６４】
以上、感光体より成る像担持体の表面に潤滑剤を塗布する例を説明したが、例えば図１及び図２に示した中間転写ベルト１６より成る中間転写体の表面に潤滑剤を塗布する画像形成装置にも本発明を適用できる。この場合には、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体が、例えば中間転写ベルト１６より成る中間転写体によって構成され、そのトナー像を転写される転写材は、記録媒体２２より成る。またそのトナー像を転写材に転写する転写装置は、例えば図１に示した転写ローラ２６によって構成され、トナー像の転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去して、その像担持体表面を清掃するクリーニング部材は、例えば図１に示したクリーニングブレード３２により構成される。かかる画像形成装置において、その像担持体表面に接触するブラシを有し、かつ回転駆動されなから、その像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材が、図１乃至図６に例示した潤滑剤塗布部材６０と同様にして設けられる。そして、かかる潤滑剤塗布部材が、先に潤滑剤塗布部材６０に関連して説明したところと全く同様にして構成されるのである。
【００６５】
但し、先に説明したように、中間転写ベルト上に互いに色の異なるトナー像を順次重ね転写する場合には、その各トナー像が潤滑剤塗布部材の部位を通過する際、潤滑剤塗布部材を中間転写ベルトから離間させ、トナー像が乱されないようにする必要がある。トナー像が乱されるおそれのないタイミングで潤滑剤塗布部材のブラシを中間転写ベルト表面に当接させ、その表面に潤滑剤を塗布するのである。このように、本発明を、カラー画像形成装置の中間転写体に潤滑剤を塗布する構成に採用したときは、潤滑剤塗布部材を中間転写体に対して接離させる接離手段を設ける必要がある。
【００６６】
中間転写体としては、最終転写材である記録媒体をクランプする転写ドラムを用いることもでき、かかる転写ドラムに巻き付けられた記録媒体表面に感光体からトナー像が転写される。
【００６７】
また本発明は、感光体と中間転写体の両方の表面にそれぞれ潤滑剤を塗布する画像形成装置にも支障なく適用でき、さらには電子複写機、ファクシミリ又はその複合機などから成る画像形成装置にも本発明を広く適用できるものである。また、カラー画像形成装置以外の画像形成装置、中間転写体がなく、感光体から直に最終転写材である記録媒体にトナー像を転写する画像形成装置などにも、本発明を広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す断面正面図である。
【図２】プロセスユニットの内部構造を示す断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３に示した潤滑剤保持部材と固形潤滑剤を、潤滑剤塗布部材の側から見た図である。
【図５】ブラシ当接部材を設けた例を示す、図３と同様な図である。
【図６】図５に示したブラシ当接部材を、図５の矢印VI方向に見た図である。
【図７】ブラシのくい込み量を説明する図である。
【図８】ブラシのくい込み量を説明する図である。
【符号の説明】
１画像形成装置本体
２固定本体
３回動本体
４プロセスユニット
２０クリーニングケース [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a process unit and an image forming apparatus.
[0002]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0003]
  FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of a color image forming apparatus configured as a printer. A main body 1 of the image forming apparatus shown here includes a fixed main body 2 that is fixedly mounted on an installation surface such as a floor surface, and a rotary main body 3 that is pivotally supported by the fixed main body 2. A process unit 4 formed by integrally assembling a plurality of process elements is detachably mounted on the rotating body 3. FIG. 2 is a sectional view showing the inside of the process unit 4.
[0004]
  1 and 2, an endless belt-like photoconductor 8 constituting an example of an image carrier is wound around rollers 6 and 7 that are rotatably supported by a unit case 5 of the process unit 4. As the image carrier, a drum-shaped photosensitive member, a dielectric drum, a dielectric belt, or the like can be used. Further, a charging device including a charging charger 9 is disposed at a position facing the photoconductor 8, and the charging charger 9 is also supported by the unit case 5.
[0005]
  On the other hand, the fixed body 2 supports an exposure device configured as a laser writing unit 10, a rotary color developing unit 11, and a black developing unit 12, respectively, and the developing device is configured by both the developing units 11 and 12. Has been. The laser writing unit 10 has a laser light source (not shown) and an optical system that scans light from the light source onto the surface of the photoreceptor.
[0006]
  The color developing unit 11 is configured as a unit in which a yellow developing unit 11Y, a magenta developing unit 11M, and a cyan developing unit 11C are integrally assembled, and the entire unit is rotatably supported by the fixed main body 2. The yellow developing unit 11Y, the magenta developing unit 11M, the cyan developing unit 11C, and the black developing unit 12 contain developers of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. As the developer, either a two-component developer having a toner and a carrier or a one-component developer not having a carrier may be used. In addition, a liquid developer can be used as the developer, but a powdery developer is used in the illustrated example.
[0007]
  During the image forming operation, the roller 7 is rotationally driven by a driving device (not shown), so that the photosensitive member 8 is rotationally driven in the direction of arrow A. At this time, the surface of the photoreceptor is neutralized by a neutralizing lamp 13 which is an example of a neutralizing device, and then the surface of the photosensitive member is uniformly charged by a charging device comprising a charging charger 9, and the charged surface is transferred from the laser writing unit 10. Exposure is performed by the emitted light-modulated laser beam L, whereby a first electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor. At this time, for example, the yellow developing unit 11Y of the color developing unit 11 is positioned to face the surface of the photoconductor 8, and the yellow electrostatic image is displayed as a yellow toner image by the yellow developing unit 11Y. It becomes. At this time, the black developing unit 12 is separated from the surface of the photoreceptor 8 and does not perform a developing operation.
[0008]
  On the other hand, the unit case 5 supports an appropriate number of two

rollers

14 and 15 that are spaced apart from each other and are rotatably supported in the present example. These

rollers

14 and 15 are examples of intermediate transfer members. The endless intermediate transfer belt 16 is wound and one roller 14 is driven by a driving device (not shown), so that the intermediate transfer belt 16 is rotationally driven in the direction of arrow B. The intermediate transfer belt 16 and the photosensitive member 8 are in contact with each other at the transfer portion 17, and the tip of a transfer brush 18, which is an example of a transfer device, is in contact with the back side of the intermediate transfer belt 16 at this portion. The brush 18 is also supported by the unit case 5. As this transfer device, a transfer roller, a corona discharger, or the like can be used.
[0009]
  As described above, when the yellow toner image formed on the surface of the photoconductor 8 reaches the transfer portion 17, a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer brush 18, thereby the toner on the surface of the photoconductor 8. The image is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 16. As described above, the intermediate transfer belt 16 constitutes an example of a transfer material to which a toner image formed on the surface of the photoreceptor is transferred.
[0010]
  The toner remaining without being transferred adheres to the surface of the photoconductor after the toner image is transferred, and the transfer residual toner is supported by the unit case 5 and pressed to the photoconductor 8 at the tip. It is scraped off and removed by a cleaning member comprising a cleaning blade 19. The transfer residual toner removed from the surface of the photosensitive member in this way falls into the cleaning case 20 assembled integrally with the unit case 5. As the cleaning member, other appropriate means such as a fur brush can be adopted, and a plurality of cleaning members can be used in combination. A cleaning device 70 for the photosensitive member 8 is configured by the cleaning blade 19, the cleaning case 20, and a toner conveying screw 38 described later.
[0011]
  The surface of the photosensitive member whose surface has been cleaned as described above is subjected to a discharging operation again by the discharging lamp 13, and then uniformly charged by the charging charger 9, and then the laser beam emitted from the laser writing unit 10 to the charging surface. L is irradiated, and a second electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor. When this electrostatic latent image passes through the color developing unit 11, for example, the magenta developing device 11 </ b> M faces the photoconductor 8 due to the rotation of the unit 11, whereby the second electrostatic latent image becomes a magenta toner image. As a visible image. This toner image is also transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 16 onto which the yellow toner image has been previously transferred by being superimposed on the yellow toner image by the action of the transfer brush 18 in the same manner as described above. . The toner remaining on the surface of the photoconductor 8 after the magenta toner image is transferred is also removed from the surface of the photoconductor by the cleaning blade 19.
[0012]
  In exactly the same manner as described above, a cyan toner image and a black toner image are sequentially formed on the surface of the photosensitive member by the cyan developing unit 11C and the black developing unit 12 facing the surface of the photosensitive member, respectively. The toner image previously transferred onto the surface 16 is superimposed and sequentially transferred. The surface of the photosensitive member is cleaned by removing the transfer residual toner by the cleaning blade 19 every time each toner image is transferred. In this way, a full color toner image is formed on the surface of the intermediate transfer belt 16. At the time of forming a black toner image, the black developing unit 12 is brought close to the surface of the photoconductor 8, and a predetermined developing operation is executed.
[0013]
  On the other hand, a recording medium 22 made of paper or a plastic sheet is stacked on the paper feeding cassette 21 set in the fixed main body 2, and the recording medium 22 is moved one by one in the direction of arrow C by the rotation of the paper feeding roller 23. Be fed. The recording medium 22 fed in this way is conveyed by a pair of conveying rollers 24 and a pair of registration rollers 25 that are rotatably supported by the rotating body 3, and a full-color toner image formed on the surface of the intermediate transfer belt 16. Are transferred to a nip portion between the intermediate transfer belt 16 and a transfer roller 26 which is an example of a transfer device disposed opposite thereto. At this time, the full-color toner image on the surface of the intermediate transfer belt 16 is transferred to the surface of the recording medium 22 by a voltage having a polarity opposite to that of the toner applied to the transfer roller 26. The transfer roller 26 that constitutes an example of the transfer device is rotatably supported by the rotating body 3, and appropriate means such as a corona discharger and a brush can be adopted as the transfer device.
[0014]
  The recording medium 22 to which the full color toner image has been transferred leaves the intermediate transfer belt 16 and then passes between the fixing roller 28 and the pressure roller 29 of the fixing device 27 provided in the fixed main body 2. The toner image is fixed on the surface of the recording medium 22 by the action of pressure. The recording medium 22 that has exited the fixing device 27 is discharged by the paper discharge roller pair 30 that is rotatably supported by the fixed main body 2 to the paper discharge stack portion 31 at the top of the fixed main body with the image surface facing downward.
[0015]
  On the other hand, the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 16 after the full-color toner image is transferred to the recording medium 22 is scraped off by the cleaning blade 32 whose tip is pressed against the surface of the intermediate transfer belt 16. The surface of is cleaned. The cleaning blade 32 constitutes an example of a cleaning member for the intermediate transfer belt 16. The cleaning blade 32 is fixed to an arm 33 that is swingably supported by the unit case 5, and the intermediate transfer is performed by the cleaning blade 32. The transfer residual toner scraped off from the belt 16 is received by a toner receiver 34 fixed to the arm 33. As this cleaning member, it is possible to employ another appropriate form of cleaning member such as a fur brush.
[0016]
  The cleaning blade 32 is movable toward and away from the surface of the intermediate transfer belt by the swing of the arm 33. When each toner image is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 16, the cleaning blade 32 is moved to the surface of the intermediate transfer belt. It is away from. After the full-color toner image on the surface of the intermediate transfer belt is transferred to the recording medium 22, the tip of the cleaning blade 32 is pressed against the surface of the intermediate transfer belt by the swing of the arm 33 only when the toner remaining on the surface is cleaned. The transfer residual toner is scraped off and removed.
[0017]
  The cleaning blade 32 extends in the width direction of the intermediate transfer belt 16, and the toner receiver 34 extends along the cleaning blade 32. The transfer residual toner scraped off from the surface of the intermediate transfer belt by the cleaning blade 32 is transferred to the toner conveying screw 37. Thus, the sheet is conveyed to the near side with respect to the paper surface of FIG. Next, the toner is supplied to the toner transport duct 3 disposed on the front side of the unit case 5.6And sent to the cleaning case 20.
[0018]
  In addition, the cleaning blade 19 that is in pressure contact with the surface of the photoconductor 8 also extends long in the width direction of the photoconductor 8, and the cleaning case 20 extends along this length, and is scraped off from the surface of the photoconductor 8 by the cleaning blade 19. The transferred residual toner and the transferred residual toner sent to the cleaning case 20 through the toner conveying duct 36 are conveyed by a toner conveying screw 38 provided at the bottom of the cleaning case 20 and then are guided from the toner discharge port 50 to the toner guide. It falls into the pipe 51 and is then fed from the inlet 40 into the waste toner storage portion comprising the waste toner container 35 and stored therein.As described above, the toner removed from the photoreceptor 8 and the toner removed from the intermediate transfer belt 16 are sent to the cleaning case 20, and the transfer residual toner conveyed from the cleaning case 20 is accommodated in the waste toner accommodating portion. .
[0019]
  The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on the recording medium 22, but only one of the developing units constituting the color developing unit 11 and the black developing unit 12 is used for a single color. An image can be formed, and a two-color or three-color image can also be formed.
[0020]
  In the illustrated image forming apparatus, the rotating main body 3 constituting a part of the image forming apparatus main body 1 has a central axis of one rotating roller 15 around which the intermediate transfer belt 16 is wound around the fixed main body 2. 1 is pivotally supported in the direction of arrow E in FIG. A state of a part of the rotating main body 3 when rotating in this way is indicated by a chain line in FIG. When the rotating main body 3 is thus rotated to the open position, the upper portion of the waste toner container 35 is opened. Therefore, when the waste toner in the waste toner container 35 becomes full, the container 35 is moved to the unit case 5. And the waste toner container 35 can be replaced. Further, when the deterioration of the photosensitive member 8 progresses and the life of the photosensitive member 8 reaches the end of its life, the rotating main body 3 is rotated to the open position shown by the chain line in FIG. 1, and the entire process unit 4 is replaced with a new one. be able to.
[0021]
  In the left part of FIG. 1, an electrical control device 41 is provided, and a fan 42 is disposed above the electrical control device 41. By this fan 42, the inside of the machine can be exhausted and the temperature inside the machine can be prevented from rising excessively. In addition, a relatively small-sized sheet feeding device 43 is provided in the right part of FIG.
[0022]
  As described above, the image forming apparatus of the present example is an image carrier configured as a photoreceptor 8 on which a toner image is formed while being rotated, and the toner image is transferred to a transfer material including the intermediate transfer belt 16. A transfer device configured as a transfer brush 18 for transferring, and a cleaning member configured as a cleaning blade 19 for removing the transfer residual toner adhering to the surface of the image carrier after the transfer of the toner image and cleaning the surface of the image carrier. It has.
[0023]
  Here, the transfer failure when transferring the toner image formed on the surface of the photoreceptor 8 which is an example of the image carrier onto the surface of the intermediate transfer belt 16 which is an example of the transfer material is suppressed in the completed image. In order to prevent the occurrence of missing characters, the illustrated image forming apparatus is provided with a lubricant application member 60 as shown in FIG.
[0024]
  The lubricant application member 60 shown as an example in the figure has a central shaft 61 extending long in the width direction of the photosensitive member 8, that is, the axial direction thereof, and a brush 62 made of a large number of hairs provided on the outer peripheral surface thereof. ing. For example, the lubricant application member 60 is configured by implanting the brush 62 on a base cloth (not shown) and fixing the base cloth to the outer peripheral surface of the central shaft 61. The tip of the brush 62 contacts the surface of the photoconductor 8 over almost the entire width. The rotating shaft 61 extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIGS. 1 to 3 at a certain interval from the surface of the photosensitive member, and is freely rotatable on the front and rear side walls of the cleaning case 20 constituting an example of the support member. And is driven to rotate in an appropriate direction, in the example shown in the figure, in the clockwise direction (arrow D direction) by a driving device (not shown). In the contact portion between the brush 62 and the image carrier surface composed of the photoconductor 8, the rotation direction of the lubricant application member 60 is set in such a direction that the brush 62 and the image carrier surface move in opposite directions.
[0025]
  As described above, the lubricant application member 60 of this example is provided inside the cleaning case 20 of the cleaning device 70, and the cleaning case 20 has a plate-like lubricant holding member 64 via the pin 63. The base end portion of the lubricant is pivotably mounted, and the solid lubricant 65 is held at the tip end portion of the lubricant holding member 64, and the lubricant holding member is formed by a biasing member made of a pressure spring (not shown). 64 is urged clockwise in FIG. 3, whereby the solid lubricant 65 is pressed against the brush 62. The lubricant holding member 64 is formed with an opening 66 as shown in FIG. 4, which will be described in detail later.
[0026]
  When the brush 62 of the lubricant application member 60 rotating in the direction of arrow D contacts the solid lubricant 65, the lubricant is scraped off from the solid lubricant 65 little by little. The lubricant thus transferred to the brush 62 is applied to the surface of the photoreceptor 8 that is driven in the direction of arrow A while being in contact with the brush 62. As a result, the coefficient of friction with respect to the toner on the surface of the photosensitive member is reduced, and the toner image formed on the surface of the photosensitive member can be efficiently transferred to the surface of the intermediate transfer belt 16. It is possible to effectively suppress the occurrence of the hollowing out phenomenon and improve the image quality of the image transferred to the final recording medium 22.
[0027]
  As the solid lubricant 65, for example, a dry solid hydrophobic lubricant is used, and typical examples thereof include zinc stearate, barium stearate, lead stearate, iron stearate, nickel stearate, cobalt stearate, stearin. Copper oxide, strontium stearate, calcium stearate, cadmium stearate, magnesium stearate, zinc oleate, manganese oleate, iron oleate, cobalt oleate, lead oleate, magnesium oleate, copper oleate, copper palmitate, zinc Cobalt palmitate, copper palmitate, magnesium palmitate, aluminum palmitate, calcium palmitate, lead caprylate, lead caproate, zinc linolenate, cobalt linolenate, calcium linolenate, and lithium Such relatively higher fatty acid such as linoleic acid cadmium and the like. Natural waxes such as carnauba wax can also be used.
[0028]
  As described above, the image forming apparatus of the present example has the brush 62 that comes into contact with the surface of the image carrier made of the photoconductor 8, and the lubricant that applies the lubricant to the surface of the image carrier while being driven to rotate. An application member 60 is provided.
[0029]
  By the way, as described above, when the amount of lubricant applied to the surface of the photoreceptor by the lubricant application member 60, that is, the amount of lubricant applied becomes non-uniform, as described above, the toner formed on the surface of the photoreceptor. Density unevenness occurs in the image. In particular, when the brush 62 is in contact with the surface of the photoreceptor surface upstream of the cleaning blade 19 as in this example, a part of the transfer residual toner adhering to the surface of the photoreceptor is scraped off by the brush 62 as well. At this time, a small amount of lubricant is removed from the photoreceptor surface together with the toner. This is considered to be the same when the cleaning blade 19 scrapes off the transfer residual toner from the surface of the photoreceptor.
[0030]
  At this time, the transfer residual toner does not adhere to the surface of the photosensitive member in a uniform distribution, but a relatively large amount of transfer residual toner adheres to the portion where the toner image before transfer is formed. The transfer residual toner is not substantially attached to the portion. Further, the amount of residual toner varies depending on the image density of the toner image. Thus, since the transfer residual toner is attached in a large amount, a large amount of lubricant is scraped off by the brush 62 and the cleaning blade 19 together with the toner, and the amount of lubricant applied to the surface of the photoreceptor is uneven. There is a risk of becoming.
[0031]
  The lubricant applied to the surface of the photoconductor reduces the coefficient of friction of the surface, so if the amount of application becomes uneven, the toner amount of the toner image formed on the surface of the photoconductor also becomes uneven in the amount of lubricant applied. Correspondingly, the image becomes non-uniform and the image density becomes uneven. In particular, in the case of a low density image, uneven density tends to occur.
[0032]
  In view of this, the present inventor has studied a countermeasure for suppressing the increase in the cost of the image forming apparatus and allowing the lubricant to be uniformly applied to the surface of the photosensitive member while repeating many experiments.
[0033]
  As a result, in order to suppress uneven application of the lubricant on the surface of the photoreceptor, it is important to increase the density of the bristles of the brush 62 of the lubricant application member 60, and thereby the rotational speed of the lubricant application member 60 and the photoreceptor. It was found that even when the amount of biting of the brush 62 with respect to 8 was set to be extremely small, the lubricant could be uniformly applied to the surface of the photoreceptor. In particular, the hair density is 1 square inch (645.16 mm).²It has been found that if the number of rotations of the lubricant application member and the brush biting amount are set to be extremely small, the lubricant can be uniformly applied to the surface of the photoreceptor.
[0034]
  Based on this knowledge, the image forming apparatus of this example has a density of bristles of the brush 62 of the lubricant application member 60 of 20,000 / 645.16 mm.²It is set above. In order to clarify that the above-described effects can be achieved by this configuration, an experimental example conducted by the present inventor is introduced.
[0035]
  In all of these experiments, the image forming apparatus shown in FIGS. 1 to 4 was used, and only the black developing unit 12 was used as the developing device, and a black single color image was formed on the recording medium 22 made of paper. The ratio of the image area to the area of the recording medium at this time was 5%.
[0036]
  First, the brush 62 has a bristle density of 1 square inch (645.16 mm).²) 0.5, 1, 2, 3.5 and 50,000 new lubricant application members 60 are prepared, and each of them is assembled in the image forming apparatus in order as shown in FIGS. In each case, 1000 toner images are formed on the recording medium 22 made of paper in a normal temperature normal room, and each time the number of prints becomes 1, 100, 200 and 1000, the recording medium The image quality of 22 images was evaluated. The results are shown in Table 1.
[0037]
  In Table 1, ◯ indicates that the uneven application of the lubricant to the photoconductor 8 is extremely small, and no unevenness in density is observed in the low density portion of the toner image on the obtained recording medium, and Δ indicates the low density. This indicates that some density unevenness was observed in the part, and x indicates that density unevenness appeared clearly. The same applies to Tables 2 to 4 described later.
[0038]
  In the first experiment shown in Table 1, the rotational speed R of the lubricant application member 60 is 110 rpm, the amount of biting δ of the lubricant application member 60 into the photoreceptor surface of the brush 62 is 1 mm, and the solid lubricant 65 is applied to the brush 62. The contact pressure P was set to 400 mN (millinewton), and the linear velocity of the surface of the photosensitive member 8 was set to 96 mm / second. The brush density in Table 1 indicates the density of the brush hair, and the unit is 10,000 / 645.16 mm.²It is. The pressure P at which the solid lubricant 65 abuts on the brush 62 is the weight of the solid lubricant 65 and the lubricant holding member 64 and the force of the aforementioned pressure spring that pressurizes the solid lubricant 65 against the brush 62. This is the total value.
[0039]
[Table 1]

[0040]
  As can be seen from Table 1, the density of the brush bristles is 55,000 / 645.16 mm.²And 10,000 pieces / 645.16mm²Then, density unevenness appears in the image on the recording medium 22. In contrast, the brush density is 20,000 / 645.16 mm.²If it becomes above, the density unevenness of an image will disappear rapidly, and the image quality will be improved.
[0041]
  As described above, the density of the hair of the brush 62 is 20,000 / 645.16 mm.²With the above settings, the lubricant can be uniformly applied to the surface of the photoreceptor, and unevenness in image density can be prevented. At this time, the rotation speed R of the lubricant application member 60 is 110 rpm, and the brush biting amount δ is 1 mm. Both are small values. The rotational speed of the lubricant application member 60 is increased, and the brush 62 is brought into pressure contact with the surface of the photosensitive member with a large pressure, and the tip of the brush contacting the surface of the photosensitive member is greatly bent and deformed by a reaction force from the surface of the photosensitive member. If the brush bite amount is increased, a large load always acts on the brush 62 during the operation of the image forming apparatus, and an excessive stress is generated on the brush 62. The brush 62 deteriorates early, and its life is shortened. Is shrunk. The density of the brush hair is 20,000 / 645.16mm²With the above settings, the lubricant can be uniformly applied to the surface of the photoreceptor, the amount of brush penetration can be reduced, and the number of revolutions of the lubricant application member 60 can be reduced, thereby extending the life of the lubricant application member. Can do it.
[0042]
  The brush 62 has a hair density of 20,000 / 645.16 mm.²If it is above, generation | occurrence | production of image density nonuniformity can be suppressed and the upper limit is not specifically defined. However, the density of the hair of the brush 62 is 100,000 / 645.16 mm.²If it exceeds 1, the density will increase too much, so the function as a brush will be reduced and 100,000 / 645.16 mm²It is not easy to manufacture a brush having the above density with the current manufacturing technology. Therefore, the density of the hair of this brush is 20,000 / 645.16 mm.²This is 100,000 pieces / 645.16mm²The following setting is most preferable in practice.
[0043]
  Here, the amount of biting of the brush 62 into the surface of the photosensitive member will be described. First, as shown in FIG. 7, the brush 62 is brought into a free state so as not to bend, and the tip of the brush is an image carrier, in this example. The distance from the rotation center X of the lubricant application member 60 to the surface of the image carrier where the tip of the brush 62 is in contact with the surface of the photoconductor 8 is D.₁And On the other hand, FIG. 8 shows that the lubricant application member 60 is actually incorporated into the image forming apparatus as shown in FIGS. 1 to 4, and the tip of the brush 62 is brought into pressure contact with the surface of the image carrier made of the photosensitive member 8. The state when the tip of the brush is bent is shown. The distance from the rotation center X of the lubricant application member 60 to the surface of the image carrier where the tip of the brush is pressed is D.₂And And D₁-D₂Is the amount of biting of the brush 62.
[0044]
  Next, Table 2 shows a second experimental result when the pressure P at which the solid lubricant 65 contacts the brush 62 is changed. The density of the brush hair at this time is 20,000 / 645.16 mm.²The amount of penetration of the brush 62 into the surface of the photoconductor is 1 mm, the rotational speed of the lubricant application member 60 is 110 rpm, and the linear velocity on the surface of the photoconductor is 96 mm / sec.
[0045]
[Table 2]

[0046]
As can be seen from Table 2, when the solid lubricant pressure P is 600 mN or more, density unevenness appears in the image on the recording medium 22, and therefore the pressure P is 400 mN or less and greater than 0 mN. preferable. In this way, the density of the brush hair is 20,000 / 645.16 mm.²With the above setting, the occurrence of uneven application of the lubricant to the surface of the photoreceptor can be suppressed when the pressure P at which the solid lubricant 65 contacts the brush 62 is reduced. Increasing the pressure P increases the amount of lubricant applied to the surface of the photoreceptor, but the density of the bristles of the brush 62 is 20,000 / 645.16 mm.²By setting it as the above, the value of the pressure P can be lowered | hung and it becomes possible to suppress the usage-amount of a lubricant agent by this.
[0047]
Table 3 shows the experimental results of examining the change in the density unevenness of the image on the recording medium when the biting amount δ of the brush 62 on the surface of the photoreceptor is changed. The density of the brush hair at this time is 20,000 / 645.16 mm.²The pressure P at which the solid lubricant 65 abuts on the brush 62 is 400 mN, the rotational speed of the lubricant application member 60 is 110 rpm, and the linear velocity on the surface of the photoreceptor is 96 mm / second.
[0048]
[Table 3]

[0049]
As can be seen from Table 3, it can be understood that the density unevenness of the image does not occur when the biting amount δ of the brush 62 is 1 mm or less, that is, 0 mm <δ ≦ 1 mm. In this way, the density of the hair of the brush 62 is 20,000 / 645.16 mm.²With the above setting, the lubricant can be evenly applied to the surface of the photosensitive member by reducing the biting amount δ of the brush 62, thereby extending the life of the lubricant application member.
[0050]
Next, Table 4 shows the experimental results of examining the density unevenness of the image on the recording medium 22 when the rotational speed R of the lubricant application member 60 is changed. At this time, the density of the hair of the brush 62 is 20,000 / 645.16 mm.²The pressure P at which the solid lubricant 65 is pressed against the brush 62 is 400 mN, the amount of penetration of the brush 62 with respect to the surface of the photoconductor is 1 mm, and the linear velocity on the surface of the photoconductor is 96 mm / sec.
[0051]
[Table 4]

[0052]
  From Table 4, it can be understood that when the rotational speed of the lubricant application member 60 is within the range of 55 to 220 rpm, unevenness in the density of the image can be suppressed. Thus, the planting density of the brush 62 is 20,000 / 645.16 mm.²With the above setting, even if the rotation speed R of the lubricant application member is set low, uneven application of the lubricant can be suppressed, and the life of the lubricant application member 60 can be extended.
[0053]
  From the above experimental results, the density of the hair of the brush 62 of the lubricant application member 60 is 20,000 / 645.16 mm.²It can be understood that the amount used of the lubricant can be suppressed and the life of the lubricant application member can be extended by setting as described above.
[0054]
  More specifically, the planting density of the brush 62 of the lubricant application member 60 is 20,000 / 645.16 mm.²In addition to the above, the rotation speed of the lubricant application member is R, the amount of penetration of the lubricant application member into the image carrier surface of the brush is δ, and the pressure at which the solid lubricant contacted by the brush is brought into contact with the brush When P is set, the respective values are set so as to satisfy 55 rpm ≦ R ≦ 220 rpm, 0 mm <δ ≦ 1 mm, and 0 mN <P ≦ 400 mN.
[0055]
  In the illustrated image forming apparatus, the transfer unit 17 transfers the toner image to the transfer material formed of the intermediate transfer belt 16 by the transfer device formed of the transfer brush 18 with respect to the rotation direction of the image carrier formed of the photoconductor 8. The brush 62 of the lubricant application member 60 is brought into contact with the surface of the image carrier that is further downstream than the cleaning unit that cleans the surface of the image carrier with the cleaning member that includes the cleaning blade 19. The position where the brush 62 of the lubricant application member 60 abuts on the surface of the photoreceptor can be set to an appropriate position other than the above position as long as it does not disturb the toner image on the surface of the photoreceptor. Even if the brush 62 is brought into contact with the surface of the photoconductor downstream of the cleaning blade 19 with respect to the rotation direction of the photoconductor 8, the lubricant can be applied to the surface.
[0056]
  Thus, considering only the point that the lubricant is applied to the surface of the photoconductor, the position where the brush is brought into contact with the surface of the photoconductor can be appropriately set. However, as in the image forming apparatus of this example, the lubricant is applied. When the position of the member 60 is determined, the brush 62 also has a function of scraping off a part of the transfer residual toner on the surface of the photoconductor, so that a secondary effect that the cleaning efficiency for the surface of the photoconductor can be improved can be achieved. .
[0057]
  However, according to this configuration, the transfer residual toner on the surface of the photoreceptor is always scraped off by the brush 62, and when the brush 62 comes into contact with the solid lubricant 65, a part of the transfer residual toner attached to the brush 62 is removed. Is scraped off. At this time, since the illustrated image forming apparatus has the lubricant holding member 64 that holds the solid lubricant 65 with which the brush 62 contacts, the transfer residual toner scraped off from the brush 62 holds the lubricant. Blocked by the member and deposited on the upper end surface 65a (FIG. 3) of the solid lubricant 65, the deposited toner adheres to the upper end surface 65a of the solid lubricant 65 and the brush itself over time by the powder pressure of the toner. Then, the toner is scattered again, which may cause uneven application of the lubricant to the surface of the photoreceptor.
[0058]
  Therefore, in the image forming apparatus of this example, as shown in FIGS. 3 and 4, the transfer residual toner scraped from the surface of the image carrier made of the photoreceptor 8 by the brush 62 of the lubricant application member 60 is An opening 66 that passes through the lubricant holding member 64 is formed in the lubricant holding member 64. The transfer residual toner adhering to the brush 62 is scraped off from the brush 62 when the brush 62 hits the solid lubricant 65, and this toner is formed on the lubricant holding member 64 as shown by an arrow F in FIG. Through the formed opening 66, it is possible to escape to the surface of the lubricant holding member 64 opposite to the surface where the solid lubricant 65 is held, thereby preventing transfer residual toner from accumulating on the upper end surface 65a of the solid lubricant 65. it can. As a result, even when the image forming apparatus is used for a long period of time, it is possible to prevent the above-described problems from occurring and to apply the lubricant to the surface of the photoreceptor more evenly.
[0059]
  Further, in the image forming apparatus described above, as shown in FIGS. 5 and 6, a plate-like brush contact member 67 that contacts the brush 62 of the lubricant application member 60 is fixedly disposed, and the brush contact member 67. When the tip of the toner is brought into contact with the brush 62 over the entire longitudinal direction of the lubricant application member 60, the transfer residual toner attached to the brush 62 can be scraped off by the brush contact member 67. For this reason, the amount of the transfer residual toner attached is extremely small, or the portion of the brush 62 where the toner is not substantially attached can be brought into contact with the surface of the photoreceptor. As a result, the cleaning performance of the surface of the photoconductor by the brush 62 can be improved, and the occurrence of a filming phenomenon in which the toner is fixed in a filming state on the surface of the photoconductor is suppressed, and the image quality of the toner image formed on the surface of the photoconductor is suppressed. Can be further increased.
[0060]
  Further, as described above, the transfer residual toner does not uniformly adhere to the surface of the photosensitive member. However, the transfer residual toner attached to the brush 62 does not become uniform over the entire length of the brush 62. When such a brush 62 comes into contact with the surface of the photoreceptor again, there is a possibility that the amount of lubricant applied to the surface of the photoreceptor becomes non-uniform. However, if the brush contact member 67 is provided as described above, the transfer residual toner adhering to the brush 62 can be uniformly dispersed in the longitudinal direction of the lubricant application member 60. Therefore, the brush 62 lubricates the surface of the photoreceptor. It becomes possible to apply the agent even more uniformly.
[0061]
  At this time, as shown in FIGS. 5 and 6, the brush 62 of the lubricant application member 60 is downstream of the portion where the brush 62 of the lubricant application member 60 contacts the surface of the image carrier, as shown in FIGS. When the brush contact member 67 is brought into contact with the brush portion upstream of the portion where the brush 62 is in contact with the solid lubricant 65, a relatively large amount of transfer residual toner adheres. Therefore, the effect of uniformly dispersing the toner adhering to the brush 62 can be enhanced.
[0062]
  Further, in the example shown in FIGS. 5 and 6, the brush contact member 67 is formed integrally with the lubricant holding member 64, thereby reducing the number of parts and reducing the cost of the image forming apparatus. . However, when this configuration is adopted, a part of the transfer residual toner scraped off from the brush 62 by the brush contact member 67 accumulates on the brush contact member 67 and adheres with time and is scattered. This may cause uneven application of the lubricant on the surface of the photoreceptor.
[0063]
  Therefore, in the example shown in FIGS. 5 and 6, the opening 68 through which the transfer residual toner scraped from the surface of the image carrier made of the photosensitive member 8 by the brush 62 of the lubricant applying member 60 passes is the brush. The contact member 67 is formed. With this configuration, the toner scraped off from the brush 62 passes through the brush abutting member 67 through the opening 68, so that the transfer residual toner is prevented from accumulating on the brush abutting member 67, and the above-described problems occur. Can be prevented.
[0064]
  The example in which the lubricant is applied to the surface of the image carrier made of the photosensitive member has been described above. For example, an image in which the lubricant is applied to the surface of the intermediate transfer member made of the intermediate transfer belt 16 shown in FIGS. The present invention can also be applied to a forming apparatus. In this case, an image carrier on which a toner image is formed on the surface while being rotated is constituted by an intermediate transfer member made of, for example, an intermediate transfer belt 16, and the transfer material onto which the toner image is transferred is the recording medium 22. Consists of. The transfer device for transferring the toner image to the transfer material is constituted by, for example, the transfer roller 26 shown in FIG. 1, and removes the transfer residual toner adhering to the surface of the image carrier after the toner image is transferred, and the image carrier. The cleaning member for cleaning the body surface is constituted by, for example, the cleaning blade 32 shown in FIG. In such an image forming apparatus, a lubricant application member that has a brush that contacts the surface of the image carrier and is not rotationally driven, and applies a lubricant to the surface of the image carrier is illustrated in FIGS. 1 to 6. The lubricant application member 60 is provided in the same manner. The lubricant application member is configured in exactly the same manner as described above with reference to the lubricant application member 60.
[0065]
  However, as described above, when sequentially transferring toner images of different colors onto the intermediate transfer belt, when the toner images pass through the portion of the lubricant application member, the lubricant application member The toner image needs to be separated from the intermediate transfer belt so that the toner image is not disturbed. The brush of the lubricant application member is brought into contact with the surface of the intermediate transfer belt at a timing at which the toner image is not disturbed, and the lubricant is applied to the surface. As described above, when the present invention is applied to the configuration in which the lubricant is applied to the intermediate transfer body of the color image forming apparatus, it is necessary to provide contact / separation means for bringing the lubricant application member into and out of contact with the intermediate transfer body. is there.
[0066]
  As the intermediate transfer member, a transfer drum that clamps a recording medium that is a final transfer material can be used, and a toner image is transferred from the photosensitive member to the surface of the recording medium wound around the transfer drum.
[0067]
  The present invention can also be applied to an image forming apparatus in which a lubricant is applied to the surfaces of both the photosensitive member and the intermediate transfer member without any trouble. Further, the present invention is applied to an image forming apparatus including an electronic copying machine, a facsimile, or a complex machine thereof. Also, the present invention can be widely applied. The present invention can also be widely applied to image forming apparatuses other than color image forming apparatuses, image forming apparatuses that do not have an intermediate transfer member, and transfer a toner image directly from a photosensitive member to a recording medium that is a final transfer material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view illustrating an example of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of a process unit.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;
4 is a view of the lubricant holding member and the solid lubricant shown in FIG. 3 as viewed from the lubricant application member side. FIG.
FIG. 5 is a view similar to FIG. 3, showing an example in which a brush contact member is provided.
6 is a view of the brush contact member shown in FIG. 5 as viewed in the direction of arrow VI in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram illustrating the amount of brush biting.
FIG. 8 is a diagram illustrating the amount of brush biting.
[Explanation of symbols]
  1 Image forming device
  2 Fixed body
  3 Rotating body
  4 process units
  20 Cleaning case

Claims

Met the process unit detachably attached to the image forming apparatus main body, an image bearing member on which a toner image is formed on the surface, and the intermediate transfer member the toner image of the image bearing member surface is transferred, the and cleaning case where the transfer residual toner removed from the intermediate transfer member surface after the toner image has been transferred to the transfer residual toner and the recording medium is removed from the image bearing member surface after the toner image has been transferred to the intermediate transfer member is fed And a waste toner storage unit for storing the toner conveyed from the cleaning case.

An image forming apparatus comprising the process unit according to claim 1.

A process unit according to claim 1, a fixed main body, and a rotary main body pivotally supported by the fixed main body, wherein the process unit is detachably mounted on the rotary main body. An image forming apparatus characterized in that the process unit can be replaced by rotating the rotating body to an open position.