JP4478469B2 - 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いる複写機、プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に関し、とくに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と、そのトナー像を転写材に転写する転写装置と、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部材と、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がら像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材とを具備する画像形成装置に関するものである。

従来から、電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は周知である（例えば特許文献１参照）
特開昭５６−１５４７７８号公報

斯かる形式の画像形成装置によると、その像担持体表面に潤滑剤が塗布されるので、像担持体表面のトナーに対する摩擦係数を低下させることができ、これによって像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するときの転写不良の発生を抑え、転写されたトナー像の画質を高めることができる。
とくに、文字画像中の一部が虫くい状に欠ける文字部中抜け現象の発生を抑え、その画質を向上させることが可能である。また、像担持体表面におけるトナーフィルミングの防止や表面層の削れを抑制する効果があり、ハード面の像担持体寿命にも貢献している。
また、近年の小粒径・狭粒径分布トナーは、粉砕製法では製造が困難であり、通常重合製法がとられているが、この重合製法によりトナーは球形化（真球化）されることで像担持体から転写材への転写効率は格段に向上している。
一方で、転写残となってしまった像担持体上のトナーは剥がれ難く、像担持体表面摩擦係数の効率的な低減手段は像担持体クリーニング工程の性能を保つことなどに非常に効果的でもある。
ところが、像担持体表面に潤滑剤を塗布すると、その表面のトナーに対する摩擦係数が低下するので、像担持体表面への潤滑剤の塗布量が不均一となると、その塗布むらによって、像担持体表面に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一となる。
かくして、トナー像に濃度むらが発生してその画質が劣化する。すなわち、潤滑剤の塗布量が多い像担持体表面部分にはトナーの付着量が少なくなり、逆に潤滑剤の塗布量の少ない部分にはトナーが多量に付着し、これによってトナー像に濃度むらが発生するのである。
とくに低濃度のトナー像に濃度むらが発生し易い。詳細には、像担持体の静止摩擦係数が低くなり過ぎると、像担持体上に形成した画像に画像抜け（ドット、文字、ラインなどの一部が抜ける）が発生する。
接触現像法では、トナーを像担持体に接触させ、電界や像担持体表面への付着力により、像担持体表面に移動させている。このとき、１成分現像であればローラ、２成分現像であればキャリアを直接像担持体に接触させるため、像担持体表面の静止摩擦係数をあまり低くし過ぎると、像担持体上に形成されたトナー像がローラおよびキャリアによってかき落とされ易くなってしまうのである。
そこで、従来から像担持体表面への潤滑剤の塗布量の制御や均一性を確保するための各種構成が提案され、または潤滑剤塗布ブラシの材質検討も行われてきたが、画像面積の違いや、転写材サイズの違いにより像担持体表面の潤滑剤塗布量は不均一になってしまっていた。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、像担持体表面への潤滑剤塗布量を均一にすることによって、画像ムラ等の異常画像を防止し、画像面積や転写紙サイズの依存度を低下し、像担持体表面に塗布された潤滑剤の塗布量の制御や均一性を確保することのできる、潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回動してトナー像を転写紙に転写する像担持体と前記像担持体に対して接触配置され、前記像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能なブラシローラを有するクリーニング装置を備え、かつ、前記潤滑剤が前記ブラシローラと接離可能な潤滑剤塗布手段を有する潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤は前記ブラシローラの軸方向に複数個配置され、各潤滑剤は前記ブラシローラの回転方向において互いに異なる位置であって、かつ、各潤滑剤の端部が互いに重なり合う位置にそれぞれ配置され、各潤滑剤は転写紙のサイズに応じて前記ブラシローラに対し個別に接離可能に構成されることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の潤滑剤塗布装置において前記潤滑剤は前記ブラシローラの中央部に配置された、小サイズ転写紙に対応する潤滑剤と、該潤滑剤の両側にそれぞれ配置された、大サイズ転写紙に対応する潤滑剤とからなることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置を備え、少なくとも前記潤滑剤塗布装置および前記像担持体の前記クリーニング装置が一体に構成されているプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３記載のプロセスカートリッジを備えている画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項３記載のプロセスカートリッジおよび請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置を備えている画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記プロセスカートリッジに含まれる現像手段で用いられるトナーが、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にある請求項５記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記現像手段で用いられるトナーが、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある請求項６記載の画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、画像面積や転写材サイズにより潤滑剤をブラシローラに接触させる領域を変えて、像担持体表面に塗布する潤滑剤量を制御することによって、潤滑剤の塗り過ぎを防止でき、良好な画像を提供できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置の実施の形態を示す概略図である。図１に示した画像形成装置は、ドラム状の感光体として構成された像担持体１を有し、画像形成動作の開始に伴って、像担持体１は矢印Ａ方向に回転駆動される。
このとき、像担持体１の表面に対向配置された帯電ローラ２が、図示していない駆動装置により、または像担持体１の表面の移動に従動して矢印Ｂ方向に回転する。
帯電ローラ２は芯金と、そのまわりに固定された弾性体より成り、かかる帯電ローラ２が上述のように回転するとき、その芯金に所定極性の帯電電圧が印加され、これによって像担持体１の表面が所定の極性に帯電される。
帯電された像担持体１の表面には、露光装置の１例であるレーザ書き込みユニット（図示せず）から出射する光変調されたレーザビームＬＢが照射され、これによって像担持体１の表面に静電潜像が形成される。
この静電潜像は図示しない現像装置によりトナー像として可視像化される。ここでの現像装置は、粉体状の現像剤を収容した現像ケースと、現像剤を担持して搬送する現像ローラを有し、回転駆動される現像ローラの周面に担持された現像剤のトナーが像担持体１に形成された静電潜像に静電的に移行し、前記静電潜像がトナー像として可視像化される。
像担持体１には、矢印Ｅ方向に駆動される転写ベルト８が対向配置され、図示していない給紙部から給送された転写材ＰまたはＱは、この転写ベルト８に担持されて搬送される。
転写材ＰまたはＱが像担持体１と転写ベルト８の間の転写領域を通るとき、転写ベルト８を挟んで像担持体１に対向配置された転写ローラ９に転写電圧が印加され、これによって像担持体１の表面に形成されたトナー像が転写材ＰまたはＱ上に静電的に転写される。
トナー像転写後の像担持体１の表面に付着する転写残トナーは、像担持体１の表面に圧接したクリーニングブラシ１０とクリーニングブレード１１のクリーニング装置によって掻き取り除去される。
一方、トナー像を転写された転写材ＰまたはＱは、図示していない定着装置を通り、このとき熱と圧力の作用によって、そのトナー像が転写材ＰまたはＱ上に定着される。

図１に示した画像形成装置においては、像担持体１、帯電ローラ２、クリーニングブラシ１０がユニットケースに回転自在に組み付けられ、しかもクリーニングブレード１１の基端部がユニットケースに固定される。
また、後述される潤滑剤４、５がユニットケース内に収納され、これらの要素によって一体的なユニットが構成されている。このユニットを、画像形成装置本体に固定されたガイドレールに沿って手前側に引き出し、または奥側に押し込んで、当該ユニットを所定の位置に装填することができる。
ブラシローラ１０の上方には潤滑剤４、５が配置してあり、通常はブラシローラ１０に接触しない方向にばね等の付勢手段によって付勢されている。画像形成装置本体に設けられた押し付け部材６、７はソレノイド等の駆動手段によって矢印Ｘ、Ｙの方向に移動する。
この押し付け部材６、７の移動に応じて、潤滑剤４、５がブラシローラ１０に接離可能となっている。潤滑剤４あるいは５がブラシローラ１０に接しているときは、ブラシローラ１０が潤滑剤を削り取り、削り取った潤滑剤をブラシローラ１０に保持した状態で回転し、感光体ドラム（像担持体）１と接触したときにこの感光体ドラム１に潤滑材を塗布する。
感光体ドラム１上に塗布された潤滑剤はクリーニングブレード１１によって周方向に延ばされ、感光体ドラム１に馴染む。ただし、感光体ドラム１上に塗布された潤滑剤も転写材ＰまたはＱと感光体ドラム１が接触する際や、クリーニングブレード１１と感光体ドラム１との間に転写残トナーが入ってきた際に徐々に感光体ドラム１から削り落とされていく。
逆にいえば、転写材が無い領域や画像が無く転写残トナーが無い領域に潤滑剤を塗布し続けると、塗布量過多になってしまう可能性がある。これにより、感光体ドラム１表面の長手方向で潤滑剤の均一化が崩れ、画像ムラ等の不具合が発生する。

図２は図１の画像形成装置の上面図である。本発明では、図２のように、転写材がＰのように小サイズの場合、潤滑剤４のみをブラシローラ１０に当接させ、潤滑剤５―１、５―２はブラシローラ１０から離間させておく。これにより、転写紙Ｐより外側の部分の感光体ドラム１の表面が塗布量過多になる心配が無い。
一方、転写材Ｑのように大サイズの場合は、潤滑剤４、５―１、５―２全てをブラシローラ１０に当接させる。潤滑剤をさらに細かく分割して配置することによって、複数の紙サイズに対応できる。
画像面積や転写材サイズにより潤滑剤をブラシローラ１０に接触させる領域を変えて、像担持体（感光体ドラム）１表面への潤滑剤塗布量を均一にするように、像担持体１の表面に塗布する潤滑剤量を制御することによって、潤滑剤の塗り過ぎを防止でき、画像ムラ等の異常画像を防止でき、良好な画像を提供することできる。
プロセスカートリッジは、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、少なくとも１つと電子写真感光体とを一体に構成して装置本体に対して着脱可能にしたユニットである。
プロセスカートリッジの場合、その中に構成される部品の１つに異常が発生した場合には、カートリッジ全体を交換する必要があり、まだ寿命内の部品も破棄してしまい、経済的でない。
しかし、本発明の構成にすることにより、像担持体１表面への潤滑剤塗布量を均一にすることによって、画像ムラ等の異常画像を防止でき、低コスト化を図り、プロセスカートリッジの利点（良好な作業性）を生かすことができる。
プロセスカートリッジに本発明による潤滑剤塗布装置を搭載すると、メンテナンスの面で有利であり、上記した部品または装置に起因した故障を起こした場合に、プロセスカートリッジを交換するだけで、早期に原状回復が可能となり、そのためサービス時間の短縮が可能である。
また、プロセスカートリッジの高寿命化には、電子写真感光体のクリーニング性や潤滑効果を良好にすることが大きく寄与する。
プロセスカートリッジに本発明の潤滑剤塗布装置を適用した場合、プロセスカートリッジに含まれる現像手段で用いられるトナーとして、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるものを用いたとしても、転写残が発生しにくく、発生した場合にも剥離し易くすることができる。
また、上記小粒径・狭粒径分布のトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるものを使用した場合の同様の効果を得ることができる。

本発明による画像形成装置の実施の形態を示す概略図。 図１の画像形成装置の上面図。

符号の説明

１ 像担持体（感光体ドラム）
４ 潤滑剤
５ 潤滑剤
１０ ブラシローラ（潤滑剤塗布装置）
１１ クリーニングブレード（クリーニング装置）

Claims (7)

1. 回動してトナー像を転写紙に転写する像担持体に対して接触配置され、前記像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能なブラシローラを有するクリーニング装置を備え、かつ、前記潤滑剤が前記ブラシローラと接離可能な潤滑剤塗布手段を有する潤滑剤塗布装置において、
   前記潤滑剤は前記ブラシローラの軸方向に複数個配置され、各潤滑剤は前記ブラシローラの回転方向において互いに異なる位置であって、かつ、各潤滑剤の端部が互いに重なり合う位置にそれぞれ配置され、各潤滑剤は転写紙のサイズに応じて前記ブラシローラに対し個別に接離可能に構成されることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 前記潤滑剤は前記ブラシローラの中央部に配置された、小サイズ転写紙に対応する潤滑剤と、該潤滑剤の両側にそれぞれ配置された、大サイズ転写紙に対応する潤滑剤とからなることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤塗布装置。
3. 請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置を備え、少なくとも前記潤滑剤塗布装置および前記像担持体の前記クリーニング装置が一体に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 請求項３記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３記載のプロセスカートリッジおよび請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記プロセスカートリッジに含まれる現像手段で用いられるトナーが、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎが１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記現像手段で用いられるトナーが、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。

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