JP4450099B2 - 潤滑剤塗布装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、像担持体の表面にクリーニングプレードを圧接して像担持体に残留するトナーを掻き落とすことが広く行われている。この際の像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦を低減するために、像担持体および固形潤滑剤に接触しながら回転するブラシローラによって、固形潤滑剤を削り取って像担持体に塗布する潤滑剤塗布装置が公知である。

さらに、特許文献１および２には、潤滑剤塗布装置に、ブラシローラに当接するフリッカを設け、ブラシローラに付着した現像剤をブラシローラの回転力によって払い落とす技術思想が開示されている。

従来の潤滑剤塗布装置では、剛性のある樹脂性の毛を植毛したブラシローラを用いているが、固形潤滑剤を筋状に削り取って、潤滑剤を十分に供給できなくなりやすい。そこで、シャフトに起毛布を巻き付けたような、多数の柔らかい毛を有するブラシローラを適用することで、固形潤滑剤を均一に掻き取って潤滑性能を安定化させることが検討される。しかしながら、柔らかい毛にフリッカを使用すると、ブラシの毛が損傷して、適切な潤滑剤の掻き取りおよび塗布ができなくなってしまうという問題がある。
特開２００２−２７８４０３号公報 特開平９−５４５３１号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、固形潤滑剤を均等に削り取ることができ、且つ、フリッカによって現像剤を払い落とすことができ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課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による潤滑剤塗布装置は、像担持体および固形潤滑剤に接触しながら回転し、前記固形潤滑剤を削り取って前記像担持体に塗布するブラシローラと、前記ブラシローラに当接し、前記ブラシローラの回転によって前記ブラシローラに付着した現像剤を払い落とすフリッカとを備え、前記ブラシローラは、複数の繊維が互いに撚り合わされて無端のループ状に植毛されたループ毛と、複数の繊維が互いに撚り合わされることなく無端のループ状に植毛された補助ループ毛とが交互に配列され、前記ループ毛は、そのループを包含する平面と前記ブラシローラの基材表面とが交差する線が前記ブラシローラの回転軸方向に対して、３０°以上、６０°以下の傾斜を有し、前記補助ループ毛は、そのループを包含する平面と前記ブラシローラの基材表面とが交差する線が前記ループ毛と直交し、前記フリッカは、前記ブラシローラの回転方向上流側の接線方向と鋭角をなす接触面を有する部材であるものとする。

この構成によれば、ループ毛によって固形潤滑剤を均等に削り取ることができる。また、ループ毛は、先ず、接触面に当接するため、フリッカの先端エッジによって傷付けられない。

また、本発明の潤滑剤塗布装置において、前記ループ毛が前記ブラシローラの回転軸方向に対して３０°以上の傾斜を有しているので、フリッカによるループ毛へのダメージが低減できる。また、前記ループ毛の前記ブラシローラの回転軸方向に対する傾斜を６０°以下にすれば、十分に固形潤滑剤を削り取ることができる。

また、本発明の潤滑剤塗布装置において、前記ループ毛は、複数が互いに撚り合わされて植毛されているため、ループの束の剛性が高くなり、固形潤滑剤を適度に掻き取ることができる。

また、本発明の潤滑剤塗布装置において、前記ブラシローラは、互いに撚り合わされることなく無端のループ状に植毛された補助ループ毛が前記ループ毛と交互に配列されている。撚りのない補助ループ毛の束は、剛性が低いので、固形潤滑剤の掻き取り作用は小さいが、フリッカによるダメージも受けにくい。このような補助ループ毛を交互に植毛して、撚りのあるループ毛の隙間を埋めることで、ループ毛の姿勢を保つことができる。

また、本発明の潤滑剤塗布装置において、前記接触面と前記ブラシローラの回転方向との角度が５°以上であれば、ループ毛に付着した現像剤を十分に払い落とす効果があり、前記接触面と前記ブラシローラの回転方向との角度が７０°以下であれば、ループ毛のダメージを小さくできる。

また、本発明による画像形成装置は、前記潤滑剤塗布装置のいずれかを備えるものとする。

以上のように、本発明による潤滑剤塗布装置は、無端のループ状に植毛されたループ毛を有するブラシローラを用い、ブラシローラの回転方向上流側の接線方向と鋭角をなす接触面を有するフリッカ設けたことで、ブラシローラから現像剤を払い落としながらブラシローラの損傷を低減することに成功した。これにより、本発明の潤滑剤塗布装置は、固形潤滑剤の消費が均一で、ブラシローラも長寿命である。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックのマイナスの電荷を有するトナー（現像剤）によって画像を形成する４つの現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、転写ベルト３と、各現像ユニット２が形成したトナー画像を静電力で転写ベルト３にそれぞれ転写する１次転写ローラ４と、転写ベルト３に転写されたトナー画像を記録紙Ｓに静電力で転写する２次転写ローラ５と、記録紙Ｓを加熱してトナー画像を定着させる定着装置６と、各現像ユニット２にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックのトナーを供給する４つのトナーカートリッジ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋとを有している。

各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、回転するドラム状の感光体（像担持体）８と、感光体８を帯電させる帯電器９と、帯電した感光体８を選択的に露光して静電潜像を形成する露光器１０と、静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像器１１と、感光体９の表面に潤滑剤を塗布する本発明に係る潤滑剤塗布装置１２と、感光体９の表面のトナーを掻き落とすクリーニングブレード１３とを有している。

転写ベルト３は、回転駆動される駆動ローラ１４と、従動ローラ１５と、張力を与えるテンションローラ１６とに掛け渡されて、駆動ローラ１４によって矢印方向に回動させられる。また、画像形成装置１は、転写ベルト３の表面に残留するトナーを掻き落とすクリーナユニット１７を有している。

記録紙Ｓは、給紙部１８に供給され、供給ローラ１９で１枚ずつ送り出され、搬送ローラ２０で２次転写ローラ５に搬送され、定着装置６を通って排紙ローラ２１によって排紙部２２に排出される。

図２に、感光体８および潤滑剤塗布装置１２の詳細を示す。潤滑剤塗布装置１２は、回転するブラシローラ２３と、例えばステアリン酸亜鉛を固形化した固形潤滑剤２４と、固形潤滑剤２４をブラシローラ２３に所定の力（例えば１〜４Ｎ／ｍ）で押圧する付勢部材２５と、ブラシローラ２３に当接するフリッカ２６とからなる。

感光体８は、ＳｉＯ_２微粒子が分散されたオーバーコート層を有し、矢印Ｒｐ方向に回転する。感光体８と潤滑剤塗布装置１２とは、感光体８がブラシローラ２３に約０．５ｍｍ食い込むように、位置決めされている。ブラシローラ２３は、感光体８と連れ周りするように矢印Ｒｂ方向に回転する。

ブラシローラ２３は、例えば、外径６ｍｍの金属製のシャフトに、厚さ０．５ｍｍの基布に導電性ポリエステル繊維の束を高さ２．５ｍｍのループ状に織り込んで植毛したものを巻き付けてなる。この繊維は、４８本を１束として植毛され、図３に示すように、互いに撚り合わされた繊維からなるループ毛２７と、撚りのない繊維からなる補助ループ毛２８とが互いに直交するように交互に配列されて植毛されている。この基布は、撚りのあるループ毛２７のループの方向がブラシローラ２３の回転軸方向（回転方向Ｒｐに直角な方向）、つまりフリッカの延伸方向に対して角度Φを有するように、シャフトに巻き付けられている。基布に植毛された繊維の密度は、全体として約１０万本／平方インチであり、各繊維の束は約２１０デシテックス（繊維４８本当たり）である。

フリッカ２６は、金属板を折り曲げてなり、ブラシローラ２３の外周部における回転方向上流側と角度θをなす接触面２９を有し、先端のエッジがブラシローラ２３に約０．３ｍｍ、すなわちループ毛の高さの約１２％の深さまで食い込むように保持されている。

潤滑剤塗布装置１２において、ブラシローラ２３は、回転することによって、付勢部材２５により押圧されている固形潤滑剤２４の表面を削り取り、削り取った潤滑剤を、感光体８の表面に塗布する。このとき、ブラシローラ２３は、無端状のループ毛２７を有するので、ループ毛２７がある程度の長さに亘って固形潤滑剤２４の表面に当接し、それぞれのループ毛２７が固形潤滑剤２４を幅広く掻き取り、感光体８に掻き取った固形潤滑剤を塗布する。このため、ブラシローラ２３は、従来の直毛ブラシのように、固形潤滑剤２４を溝状に削り取ることがなく、潤滑剤の塗布量が変化しない。一方、補助ループ毛２８の束は、撚りがないために剛性が低いので、固形潤滑剤２４を掻き取る作用が弱い。しかしながら、補助ループ毛２８は、ループ毛２７の隙間を埋めてループ毛２７の大きな変形を防止して姿勢を保持させる役目を果たす。

このようにして感光体８の表面に塗布された潤滑剤は、感光体８の回転に伴って、クリーニングブレード１３と感光体８との間のニップを通り抜け、クリーニングブレード１３と感光体８との間の摩擦を低減する。潤滑剤より大きいトナーは、クリーニングブレード１３と感光体８との間のニップを通り抜けることができず、クリーニングブレード１３によって感光体８から掻き落とされる。

表１に、フリッカ２６の接触面２９とブラシローラ２３の回転方向上流側との角度θを変更し、それぞれの角度で画像形成装置１の耐久試験を行った結果を示す。尚、ループ毛２７のループの方向の、ブラシローラ２３の回転軸方向に対する角度Φを４５°として実験した。この耐久試験では、Ａ４サイズの記録紙に６５枚／分の速度で、６００ｄｐｉの画像を６０万枚印字した後、ブラシローラ２３のループ毛２７および補助ループ毛２８の損傷状態を目視によって確認し、ブラシローラ２３の重量を測定することで、ブラシローラ２３からのトナーの除去能力を評価した。

尚、ブラシローラ２３の損傷状態は、表面の色合いの変化として確認でき、色合いの変化がない場合は◎、色合いの変化が僅かに確認できる場合は○、色合いの変化が大きい場合は△、そして、ループ毛２７の断裂が確認できる場合は×と評価した。また、トナーの除去能力は、ブラシローラ２３の重量増加が２ｇ以下で◎、４ｇ以下で○、４ｇ超で×として評価した。

この結果から、フリッカ２６の接触面２９と、ブラシローラ２３の回転方向上流側の接線方向との角度θが９０°未満の鋭角になるようにすることで、ブラシローラ２３のループ毛２７（および補助ループ毛２８）の損傷を実用可能なレベルまで低減でき、７０°以下となるようにすれば、ループ毛２７のダメージをより安全なレベルまで低減でき、さらに４５°以下とすれば、ループ毛２７の損傷を殆どなくせることを確認した。

また、フリッカ２６の接触面２９と、ブラシローラ２３の回転方向上流側の接線方向との角度θが５°以上であれば、フリッカ２６によってブラシローラ２３に付着したトナーを十分に払い落とすことができ、角度θが２５°以上であれば、フリッカ２６によってブラシローラ２３に付着したトナーをより確実に払い落とせることも確認された。

続いて、表２に、ループ毛２７のブラシローラ２３の回転軸方向に対する角度Φを変えて、同様の耐久試験を行った結果を示す。尚、フリッカ２６の接触面２９と、ブラシローラ２３の接線方向との角度θは、４５°に固定して実験した。この実験では、潤滑剤の塗布能力を潤滑剤の消費量を評価基準として評価した。具体的には、初期重量１８ｇの固形潤滑剤２４の耐久試験後の残存重量が５ｇ以下であれば○、１０ｇ以下であれば△、１０超であれば×と評価した。

この結果から、ループ毛２７のブラシローラ２３の回転軸方向に対する角度、つまり、フリッカ２６に対する当接角度Φが３０°を超えればループ毛２７の損傷が十分に抑えられ、ループ毛２７の当接角度Φが７０°未満であれば十分な量の潤滑剤を感光体８に塗布できることが確認された。

本発明の１つの実施形態の画像形成装置の概略図。 図１の潤滑剤塗布装置の概略図。 図２の潤滑剤塗布装置のループブラシの詳細図。

符号の説明

１…画像形成装置
８…感光体
１２…潤滑剤塗布装置
１３…クリーニングブレード
２３…ロールブラシ
２４…固形潤滑剤
２５…付勢部材
２６…フリッカ
２７…ループ毛
２８…補助ループ毛
２９…接触面

Claims (3)

1. 像担持体および固形潤滑剤に接触しながら回転し、前記固形潤滑剤を削り取って前記像担持体に塗布するブラシローラと、前記ブラシローラに当接し、前記ブラシローラの回転によって前記ブラシローラに付着した現像剤を払い落とすフリッカとを備え、
   前記ブラシローラは、複数の繊維が互いに撚り合わされて無端のループ状に植毛されたループ毛と、複数の繊維が互いに撚り合わされることなく無端のループ状に植毛された補助ループ毛とが交互に配列され、
   前記ループ毛は、そのループを包含する平面と前記ブラシローラの基材表面とが交差する線が前記ブラシローラの回転軸方向に対して、３０°以上、６０°以下の傾斜を有し、
   前記補助ループ毛は、そのループを包含する平面と前記ブラシローラの基材表面とが交差する線が前記ループ毛と直交し、
   前記フリッカは、前記ブラシローラの回転方向上流側の接線方向と鋭角をなす接触面を有することを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 前記接触面と前記ブラシローラの回転方向との角度は、５°以上、７０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
3. 請求項１または２に記載の潤滑剤塗布装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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