JP5100106B2 - Lubricant supply device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト等の像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置とに関するものである。 The present invention relates to a lubricant supply device that supplies a lubricant onto an image carrier such as a photosensitive drum, a photosensitive belt, and an intermediate transfer belt, and a process cartridge and an image forming apparatus including the lubricant supply device.
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物をクリーニング装置で確実に清掃するとともに、像担持体やクリーニングブレード等の磨耗を低減するために、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を用いる技術が知られている(例えば、特許文献1等参照。)。 Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, the deposits such as untransferred toner adhered on an image carrier such as a photosensitive drum are cleaned. A technique is known that uses a lubricant supply device that supplies a lubricant onto the image carrier in order to reliably clean the device and reduce wear of the image carrier and the cleaning blade (for example, Patent Documents). 1 etc.).
詳しくは、転写工程後の像担持体上に残留する未転写トナーは、像担持体に当接するクリーニングブレード(クリーニング装置)によってすべて除去されるべきものである。しかし、クリーニングブレードが像担持体との当接によって経時劣化(磨耗)した場合には、未転写トナーが磨耗したクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。特に、像担持体を帯電する帯電部に交流電圧を印加している場合には、像担持体側の経時劣化(磨耗)も顕著になるために、クリーニング不良の程度が無視できないものになっていた。
また、クリーニングブレードに劣化が生じていなくても、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、そのトナーがクリーニングブレードと像担持体との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
さらに、トナーやトナー中に含まれる外添剤や紙粉等の付着物がクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けると、それが像担持体上に膜状に固着してフィルミングが生じることもあった。
Specifically, the untransferred toner remaining on the image carrier after the transfer process should be completely removed by a cleaning blade (cleaning device) that contacts the image carrier. However, when the cleaning blade deteriorates with time due to contact with the image carrier (abrasion), cleaning failure may occur due to slipping through the gap between the cleaning blade where the untransferred toner is worn and the image carrier. In particular, when an AC voltage is applied to the charging unit that charges the image carrier, the deterioration with time (wear) on the image carrier side becomes significant, and therefore the degree of cleaning failure cannot be ignored. .
Even when the cleaning blade is not deteriorated, when small toner or spherical toner is used, the toner enters a slight gap between the cleaning blade and the image carrier and eventually passes through the gap. A cleaning failure sometimes occurred.
Furthermore, if toner or an external additive or paper dust contained in the toner slips through the gap between the cleaning blade and the image carrier, it adheres to the image carrier and forms a film. There was also.
このような問題に対して、像担持体上に潤滑剤を塗布することで、像担持体上の摩擦係数が低下してクリーニングブレードや像担持体の劣化が低減されるとともに、像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物の離脱性が向上されるために、経時におけるクリーニング不良やフィルミングの発生を抑止することができる。 In response to such a problem, by applying a lubricant on the image carrier, the friction coefficient on the image carrier is reduced, so that deterioration of the cleaning blade and the image carrier is reduced. Since the removability of deposits such as untransferred toner adhering to the toner is improved, it is possible to suppress the occurrence of poor cleaning and filming over time.
具体的に、特許文献1等において、潤滑剤供給装置(潤滑剤塗布装置)は、像担持体(感光体)に摺接するブラシローラ、ブラシローラに当接する固形潤滑剤、固形潤滑剤をブラシローラに向けて付勢するスプリング、等で構成される。そして、所定方向に回転するブラシローラによって固形潤滑剤から潤滑剤が徐々に削り取られて、ブラシローラによって削り取られた潤滑剤が像担持体の表面に塗布(供給)される。 Specifically, in Patent Document 1 and the like, a lubricant supply device (lubricant coating device) includes a brush roller that is in sliding contact with an image carrier (photoconductor), a solid lubricant that is in contact with the brush roller, and a solid lubricant that is supplied as a brush roller. It consists of a spring that urges toward Then, the lubricant is gradually scraped off from the solid lubricant by the brush roller rotating in a predetermined direction, and the lubricant scraped off by the brush roller is applied (supplied) to the surface of the image carrier.
また、特許文献1等には、像担持体上に潤滑剤が過不足なく適量供給されることを目的として、像担持体に供給された潤滑剤を潤滑剤均しブレードによって薄層化する技術が開示されている。詳しくは、潤滑剤均しブレードは、ブラシローラに対して像担持体の回転方向下流側に配設されていて、像担持体に当接している。そして、ブラシローラによって供給された像担持体上の潤滑剤が、潤滑剤均しブレードによって薄層化(薄膜化)される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 and the like disclose a technique for thinning a lubricant supplied to an image carrier with a lubricant leveling blade for the purpose of supplying an appropriate amount of lubricant on the image carrier without excess or deficiency. Is disclosed. Specifically, the lubricant leveling blade is disposed downstream of the brush roller in the rotation direction of the image carrier and is in contact with the image carrier. Then, the lubricant on the image carrier supplied by the brush roller is thinned (thinned) by the lubricant leveling blade.
一方、特許文献2等には、像担持体に供給する潤滑剤を細粒径化することを目的として、固形潤滑剤から2つのブラシ潤滑剤塗布ブラシを介して像担持体に潤滑剤を供給する技術が開示されている。
また、特許文献3等には、回転ローラによる固形潤滑剤の掻取り性を向上させることを目的として、固形潤滑剤と回転ブラシとに摺接する回転ローラに対して規制ブレードを腹当てする技術が開示されている。
On the other hand, in
In addition, Patent Document 3 and the like have a technique in which a regulating blade is applied against a rotating roller that is in sliding contact with the solid lubricant and the rotating brush for the purpose of improving the scraping property of the solid lubricant by the rotating roller. It is disclosed.
上述した特許文献1等の技術は、像担持体に当接する潤滑剤均しブレードを設けているために、像担持体上に潤滑剤がムラなく供給される効果がある程度期待できる。
しかし、それでも像担持体上に供給される潤滑剤が充分に薄層化されない場合があった。すなわち、ブラシローラによって像担持体上に供給される潤滑剤は、粉状のものであって、潤滑剤均しブレードによって薄層化されずに、潤滑剤均しブレードと像担持体との間をすり抜けてしまうことがあった。このような場合には、像担持体への潤滑剤の供給量が過多になって、帯電部が潤滑剤で汚染されて帯電不良等の不具合が発生してしまうことになる。特に、潤滑剤均しブレードがクリーニングブレード(クリーニング部)を兼ねている場合には、潤滑剤均しブレードと像担持体との間に未転写トナーが入り込んで、潤滑剤の薄層化が妨げられる可能性が高くなる。
Since the technique disclosed in Patent Document 1 and the like described above is provided with a lubricant leveling blade that comes into contact with the image carrier, it can be expected to have some effect that the lubricant is evenly supplied onto the image carrier.
However, there are cases where the lubricant supplied onto the image carrier is not sufficiently thinned. That is, the lubricant supplied onto the image carrier by the brush roller is in the form of a powder and is not thinned by the lubricant leveling blade, but between the lubricant leveling blade and the image carrier. Sometimes slipped through. In such a case, the supply amount of the lubricant to the image carrier becomes excessive, and the charging portion is contaminated with the lubricant, causing problems such as charging failure. In particular, when the lubricant leveling blade also serves as a cleaning blade (cleaning part), untransferred toner enters between the lubricant leveling blade and the image carrier, preventing the thinning of the lubricant. Is likely to be.
また、潤滑剤均しブレードは像担持体に摺接するために、潤滑剤が像担持体に充分に供給されていないと、かえって、潤滑剤均しブレードによって像担持体の磨耗が加速させてしまう。特に、新品の像担持体が使用開始されるときには、このような現象が生じやすい。 Further, since the lubricant leveling blade is in sliding contact with the image carrier, if the lubricant is not sufficiently supplied to the image carrier, the wear of the image carrier is accelerated by the lubricant leveling blade. . In particular, such a phenomenon tends to occur when a new image carrier is started to be used.
一方、上述した特許文献2、特許文献3等の技術は、像担持体上に供給される潤滑剤を薄層化するものではなく、上述した潤滑剤による帯電部の汚染等の不具合を直接的に解決することができない。
On the other hand, the above-described technologies such as
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、像担持体上に適量の潤滑剤がムラなく薄層化されて供給される、潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a lubricant supply device, a process cartridge, and an appropriate amount of lubricant that are supplied in an evenly thin layer on an image carrier are provided. An object is to provide an image forming apparatus.
この発明の請求項1記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、固形潤滑剤に摺接するブラシ毛が周設されて、前記固形潤滑剤から供給された潤滑剤を担持するブラシ状回転部材と、弾性層と外周面を保護する保護層とを具備するとともに、前記像担持体と前記ブラシ状回転部材の前記ブラシ毛とに摺接して、前記ブラシ状回転部材から供給された潤滑剤を担持して前記像担持体上に供給するローラ部材と、前記ローラ部材に対して上方の位置で当接して、前記ローラ部材に担持された潤滑剤を薄層化するブレード状部材と、を備え、前記ローラ部材の回転方向が前記像担持体の回転方向と同方向になるように構成されたものである。 A lubricant supply device according to a first aspect of the present invention is a lubricant supply device that supplies a lubricant onto an image carrier , wherein brush bristles that are in sliding contact with a solid lubricant are provided around the lubricant supply device. A brush-like rotating member that carries a lubricant supplied from a solid lubricant, an elastic layer, and a protective layer that protects the outer peripheral surface; and the image carrier and the brush bristles of the brush-like rotating member. A roller member that is in sliding contact with the lubricant supplied from the brush-like rotating member and that supplies the lubricant onto the image carrier, abuts on the roller member at an upper position, and is carried by the roller member And a blade-like member for thinning the lubricant, and the rotation direction of the roller member is the same as the rotation direction of the image carrier .
また、請求項2記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記ブラシ状回転部材の回転方向が前記ローラ部材の回転方向と同方向になるように構成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, the lubricant supply device according to the first aspect of the present invention is configured such that the rotation direction of the brush-like rotation member is the same as the rotation direction of the roller member. It is a thing.
また、請求項3記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記固形潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛で形成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the lubricant supply device according to the first or second aspect, the solid lubricant is made of zinc stearate.
また、請求項4記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記像担持体上をクリーニングするクリーニング部に対して前記像担持体の回転方向下流側に配設されるとともに、前記像担持体を帯電する帯電部に対して前記像担持体の回転方向上流側に配設されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the lubricant supply device according to any one of the first to third aspects, wherein the image carrier is used with respect to a cleaning unit for cleaning the image carrier. Are disposed on the downstream side in the rotation direction of the image carrier, and are disposed on the upstream side in the rotation direction of the image carrier with respect to the charging unit that charges the image carrier.
また、請求項5記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
Further, the process cartridge according to the invention of
また、請求項6記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、前記請求項5に記載の発明において、前記像担持体は、架橋構造を有するとともに電荷輸送材を具備するバインダー樹脂で形成された保護層をその表面に備えたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the process cartridge according to the fifth aspect, the image carrier has a protective layer formed of a binder resin having a cross-linked structure and having a charge transport material. It is provided on the surface.
また、請求項7記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と前記像担持体とを備えたものである。 An image forming apparatus according to a seventh aspect of the invention includes the lubricant supply device according to any one of the first to fourth aspects and the image carrier.
また、請求項8記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項7に記載の発明において、前記像担持体は、架橋構造を有するとともに電荷輸送材を具備するバインダー樹脂で形成された保護層をその表面に備えたものである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the seventh aspect , wherein the image carrier has a crosslinked structure and is formed of a binder resin having a charge transport material. On the surface.
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部(クリーニング装置)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。 In the present application, the “process cartridge” refers to a charging unit that charges the image carrier, a developing unit (developing device) that develops a latent image formed on the image carrier, and a cleaning on the image carrier. It is defined as a unit in which at least one of the cleaning unit (cleaning device) and the image carrier are integrated and detachably installed on the image forming apparatus main body.
本発明は、固形潤滑剤から第1潤滑剤担持体に潤滑剤が供給され、第1潤滑剤担持体から第2潤滑剤担持体に潤滑剤が供給され、第2潤滑剤担持体に担持された潤滑剤が薄層化された後に像担持体上に供給される。これにより、像担持体上に適量の潤滑剤がムラなく薄層化されて供給される、潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, the lubricant is supplied from the solid lubricant to the first lubricant carrier, the lubricant is supplied from the first lubricant carrier to the second lubricant carrier, and is carried on the second lubricant carrier. After the lubricant is thinned, the lubricant is supplied onto the image carrier. Thus, it is possible to provide a lubricant supply device, a process cartridge, and an image forming apparatus in which an appropriate amount of lubricant is supplied on an image carrier in a thin layer without unevenness.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部(露光部)、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、21は各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、22は感光体ドラム21を帯電する帯電部、23Y、23M、23C、23BKは感光体ドラム21上に形成される静電潜像を現像する現像装置(現像部)、24は感光体ドラム21上に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する転写バイアスローラ、25は感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング装置(クリーニング部)、を示す。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is an apparatus main body of a color copying machine as an image forming apparatus, 2 is a writing section (exposure section) that emits laser light based on input image information, and 20Y, 20M, 20C, and 20BK are colors (yellow, magenta). , Cyan, black), 21 is a photosensitive drum as an image carrier accommodated in each of the
また、27は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、28は中間転写ベルト27上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する第2転写バイアスローラ、29は中間転写ベルト27上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、30は4色カラーのトナー像が転写された記録媒体Pを搬送する搬送ベルト、32Y、32M、32C、32BKは各現像装置23Y、23M、23C、23BKに各色のトナーを補給するトナー補給部、51は原稿Dを原稿読込部55に搬送する原稿搬送部、55は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、61は転写紙等の記録媒体Pが収納される給紙部、66は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着部、を示す。
In addition, 27 is an intermediate transfer belt on which toner images of a plurality of colors are transferred in an overlapping manner, 28 is a second transfer bias roller for transferring the toner image formed on the
ここで、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、それぞれ、感光体ドラム21、帯電部22、クリーニング装置25、潤滑剤供給装置45が一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、装置本体1に対して所定の交換サイクルにて交換される。同様に、各現像装置23Y、23M、23C、23BKも、装置本体1に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成がおこなわれる。
Here, each of the
Image formation of each color (yellow, magenta, cyan, black) is performed on the
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。そして、原稿読込部55で、コンタクトガラス53上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport roller of the
詳しくは、原稿読込部55は、コンタクトガラス53上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、4つの感光体ドラム21は、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム21上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム21表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー6〜8で反射された後に、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ20Yの感光体ドラム21表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー3により、感光体ドラム21の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部22にて帯電された後の感光体ドラム21上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
The laser beam corresponding to the yellow component is reflected by the mirrors 6 to 8 and then irradiated onto the surface of the
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー9〜11で反射された後に、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー12〜14で反射された後に、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム212表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー15で反射された後に、紙面左から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is reflected by the mirrors 9 to 11 and then irradiated to the surface of the
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム21表面は、それぞれ、現像装置23Y、23M、23C、23BKとの対向位置に達する。そして、各現像装置23Y、23M、23C、23BKから感光体ドラム21上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム21上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、フォトセンサ41(図2を参照できる。)との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト27との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。そして、転写バイアスローラ24の位置で、中間転写ベルト27上に、感光体ドラム21上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
そして、第1転写工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、クリーニング装置25との対向位置に達する。そして、クリーニング装置25で、感光体ドラム21上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム21表面は、潤滑剤供給装置45の位置と除電部(不図示である。)の位置とを順次通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the
Thereafter, the surface of the
他方、感光体ドラム21上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト27表面は、図中の矢印方向に走行して、第2転写バイアスローラ28の位置に達する。そして、第2転写バイアスローラ28の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト27上のフルカラーの画像が2次転写される(第2転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト27表面は、中間転写ベルトクリーニング部29の位置に達する。そして、中間転写ベルト27上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部29に回収されて、中間転写ベルト27上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
Thereafter, the surface of the
ここで、第2転写バイアスローラ28位置の記録媒体Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された転写紙Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。レジストローラ64に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P at the position of the second
Specifically, the transfer paper P fed by the
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルト30により、定着部66に導かれる。定着部66では、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69によって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing process is discharged as an output image by the
次に、図2にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図2は作像部を示す断面図である。なお、装置本体1に設置される4つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ20には、像担持体としての感光体ドラム21と、帯電部22と、クリーニング装置25と、潤滑剤供給装置45と、が、ケースに一体的に収納されている。
Next, the image forming unit of the image forming apparatus will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the image forming unit. The four image forming units installed in the apparatus main body 1 have substantially the same structure except that the color of the toner T used in the image forming process is different. Therefore, the alphabet of reference numerals in the process cartridge, the developing device, and the toner replenishing unit. (Y, M, C, BK) is omitted for illustration.
As shown in FIG. 2, the
ここで、像担持体としての感光体ドラム21は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム21は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。
感光体ドラム21の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
Here, the
Although not shown, the
As the conductive support (base layer) of the
感光体ドラム21の感光層は、積層構造とすることもできるし、単層構造とすることもできる。
まず、感光層を電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層構造とした場合について説明する。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることができる。具体的には、電荷発生物質として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等を用いることができる。これらの電荷発生物質は単独でも、2種以上混合して用いることもできる。
電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散して、これを導電性支持体上(又は、下引き層上)に塗布して、乾燥することにより形成される。塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当である(さらに、好ましくは0.1〜2μm程度である。)。
The photosensitive layer of the
First, a case where the photosensitive layer has a laminated structure including a charge generation layer and a charge transport layer will be described.
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material. A known charge generation material can be used for the charge generation layer. Specifically, as a charge generating substance, monoazo pigment, disazo pigment, trisazo pigment, perylene pigment, perinone pigment, quinacridone pigment, quinone condensed polycyclic compound, squalic acid dye, other phthalocyanine pigment, na A phthalocyanine pigment, an azulenium salt dye, or the like can be used. These charge generation materials can be used alone or in combination of two or more.
In the charge generation layer, the charge generation material is dispersed in a suitable solvent together with a binder resin as necessary using a ball mill, attritor, sand mill, ultrasonic wave, etc., and this is dispersed on the conductive support (or below). It is formed by applying on the pulling layer and drying. As a coating method for the coating solution, a dip coating method, spray coating, beat coating, nozzle coating, spinner coating, ring coating, or the like can be used. The thickness of the charge generation layer is suitably about 0.01 to 5 μm (more preferably about 0.1 to 2 μm).
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により単独又は2種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。電荷輸送物質の量は、結着樹脂100重量部に対して、20〜300重量部(好ましくは、40〜150重量部である。)が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から25μm以下にすることが好ましい。下限値に関しては、作像プロセス(特に、帯電電位等である。)によって異なるが、5μm以上が好ましい。 The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing the charge transport material and the binder resin in a suitable solvent, and applying and drying the solution on the charge generation layer. If necessary, one or more plasticizers, leveling agents, antioxidants and the like can be added. The amount of the charge transport material is suitably 20 to 300 parts by weight (preferably 40 to 150 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The thickness of the charge transport layer is preferably 25 μm or less from the viewpoint of resolution and responsiveness. The lower limit varies depending on the image forming process (particularly, charging potential), but is preferably 5 μm or more.
次に、感光層を単層構造とした場合について説明する。
単層構造の感光層は、上述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを導電性支持体上(又は、下引き層上)に塗布、乾燥することによって形成できる。電荷輸送物質を含有させずに、電荷発生物質と結着樹脂とから構成してもよい。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては上述の電荷輸送層の形成時に用いる結着樹脂の他に、上述の電荷発生層の形成時に用いる結着樹脂を混合して用いてもよい。さらには、高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましい(さらに好ましくは50〜150重量部である。)。
単層構造の感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート等で塗工して形成できる。感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
Next, a case where the photosensitive layer has a single layer structure will be described.
The photosensitive layer having a single-layer structure is obtained by dissolving or dispersing the above-described charge generating substance, charge transporting substance, binder resin, etc. in an appropriate solvent and coating it on a conductive support (or undercoat layer). It can be formed by drying. You may comprise from a charge generation material and binder resin, without containing a charge transport material. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
As the binder resin, in addition to the binder resin used when the charge transport layer is formed, a binder resin used when the charge generation layer is formed may be mixed and used. Furthermore, polymer charge transport materials can also be used favorably. The amount of the charge generating material is preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and the amount of the charge transporting material is preferably 0 to 190 parts by weight (more preferably 50 to 150 parts by weight).
The photosensitive layer with a single-layer structure is a dip coating method or spray coating method in which a coating solution in which a charge generating material and a binder resin are dispersed together with a charge transporting material using a solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, dichloroethane, and cyclohexane by a dispersing machine. It can be formed by coating with bead coat, ring coat or the like. The film thickness of the photosensitive layer is suitably about 5 to 25 μm.
感光体ドラム21の下引き層は、一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂の上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。また、これらの下引き層は、上述した感光層と同様に、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。下引き層の膜厚は、0〜5μm程度が適当である。
The undercoat layer of the
感光体ドラム21の保護層は、感光体ドラム21表面における機械的磨耗を軽減するためのものである。
本実施の形態1における保護層は、架橋構造を有するバインダー樹脂で形成されている。架橋構造は、1分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用して、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を生じさせることで形成される3次元の網目構造である。この網目構造を有するバインダー樹脂は、高い耐摩耗性を発揮することになる。電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述の反応性モノマーとして、全部又は一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することもできる。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成されて、保護層としての機能も充分に発揮される。
The protective layer of the
The protective layer in the first embodiment is formed of a binder resin having a crosslinked structure. The crosslinked structure is a three-dimensional network structure formed by using a reactive monomer having a plurality of crosslinking functional groups in one molecule and causing a crosslinking reaction using light or thermal energy. The binder resin having this network structure exhibits high wear resistance. From the viewpoint of electrical stability, printing durability, and life, a monomer having a charge transporting ability can be used in whole or in part as the reactive monomer. By using such a monomer, a charge transport site is formed in the network structure, and the function as a protective layer is sufficiently exhibited.
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とをそれぞれ少なくとも1つ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等を用いることができる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
また、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーを用いることもできる。
さらに、塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減等の機能付与のために、1官能及び2官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することもできる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
Examples of the reactive monomer having charge transporting ability include a compound containing at least one charge transporting component and a silicon atom having a hydrolyzable substituent in the same molecule, and a charge transporting component in the same molecule. A compound containing a hydroxyl group, a compound containing a charge transporting component and a carboxyl group in the same molecule, a compound containing a charge transporting component and an epoxy group in the same molecule, a charge transporting component in the same molecule And a compound containing an isocyanate group can be used. These charge transport materials having a reactive group may be used alone or in combination of two or more.
A reactive monomer having a triarylamine structure can also be used as the monomer having a charge transporting ability because of its high electrical and chemical stability and high carrier mobility.
In addition, monofunctional and bifunctional polymerizable monomers and polymerizable oligomers are used in combination for viscosity adjustment during coating, stress relaxation of the cross-linked charge transport layer, low surface energy, friction coefficient reduction, and other functions. You can also. As these polymerizable monomers and oligomers, known ones can be used.
保護層は、熱又は光を用いて正孔輸送性化合物の重合又は架橋をおこなって形成される。熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合とがあるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主には波長400nm以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成して、重合を開始させるものである。なお、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。 The protective layer is formed by polymerizing or crosslinking the hole transporting compound using heat or light. When performing the polymerization reaction by heat, there are cases where the polymerization reaction proceeds only with thermal energy and a polymerization initiator is required, but in order to advance the reaction efficiently at a lower temperature, the initiator Is preferably added. In the case of polymerization by light, it is preferable to use ultraviolet light as light, but the reaction rarely proceeds only by light energy, and a photopolymerization initiator is generally used in combination. The polymerization initiator in this case mainly absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less, generates active species such as radicals and ions, and initiates polymerization. In addition, it is also possible to use together the heat | fever and photoinitiator mentioned above.
このように形成した網目構造を有する保護層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、下層(感光層側)には低分子分散ポリマーからなる保護層を形成して、上層(表面側)には架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
以上述べたように、本実施の形態1では、感光体ドラム21の表面に、架橋構造を有するとともに電荷輸送材を具備するバインダー樹脂で形成された硬い保護層を設けているために、感光体ドラム21としての機能を損なわずに、クリーニングブレード25aによる感光体ドラム21の膜削れを防止することができる。
The protective layer having a network structure formed in this manner has high wear resistance, but has a large volume shrinkage during the crosslinking reaction, and may become cracked if it is too thick. In such a case, the protective layer has a laminated structure, a protective layer made of a low molecular weight dispersion polymer is formed on the lower layer (photosensitive layer side), and a protective layer having a crosslinked structure is formed on the upper layer (surface side). You may do it.
As described above, in the first embodiment, the surface of the
図2を参照して、帯電部22は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。帯電ローラ22には不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム21の表面を一様に帯電する。なお、帯電ローラ22は、感光体ドラム21に対して、接触させてもよいし、所定のギャップを設けて配設してもよい。また、本実施の形態1では、帯電部22として帯電ローラを用いたが、帯電部22としてスコロトロン帯電器を用いることもできる。
Referring to FIG. 2, the charging
現像装置(現像部)23は、主として、感光体ドラム21に対向する現像ローラ23aと、現像ローラ23aに対向する第1搬送スクリュ23bと、仕切部材23eを介して第1搬送スクリュ23bに対向する第2搬送スクリュ23cと、現像ローラ23aに対向するドクターブレード23dと、で構成される。現像ローラ23aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ23a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ23a上に現像剤Gが担持されることになる。
The developing device (developing unit) 23 mainly faces the first conveying
現像装置23内には、キャリアCとトナーTとからなる2成分現像剤Gが収容されている。
トナーTは、画質向上のために、円形度が0.98以上の球形トナーを使用している。「円形度」は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」(東亜医用電子社製)により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に、分散剤として界面活性剤(好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩である。)を0.1〜0.5ml加えて、さらに測定試料(トナー)を0.1〜0.5g程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約1〜3分間分散処理して、分散液濃度が3000〜10000個/μlとなるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。
In the developing
As the toner T, a spherical toner having a circularity of 0.98 or more is used to improve the image quality. The “circularity” is an average circularity measured by a flow type particle image analyzer “FPIA-2000” (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant (preferably an alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance. Further, about 0.1 to 0.5 g of a measurement sample (toner) is added. Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the dispersion liquid concentration is set to 3000 to 10000 / μl in the above-described analyzer. Then, the shape and distribution of the toner are measured.
球形トナーとしては、従来から広く用いられている粉砕法によって形状が歪な異形のトナー(粉砕トナー)を加熱処理等して球形化したものや、重合法により製造されたもの等を用いることができる。
このような球形トナーを用いる場合、従来は、クリーニングブレード25aと感光体ドラム21との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。しかし、本実施の形態1では、潤滑剤供給装置45によって潤滑剤を感光体ドラム21表面に塗布して、感光体ドラ21上におけるトナー剥離性(除去性)を向上させるために、クリーニング不良の発生が抑止される。
As the spherical toner, it is possible to use an irregularly shaped toner (pulverized toner) whose shape is distorted by a pulverization method that has been widely used so far, which is spheroidized by heat treatment or the like, or a toner manufactured by a polymerization method. it can.
When such a spherical toner is used, conventionally, there is a case where a slight gap between the
クリーニング装置25には、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25aが設置されている。クリーニングブレード25aは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム21表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム21上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング装置25内に回収されることになる。ここで、感光体ドラム21上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電部22による放電時に感光体ドラム21上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。
The
潤滑剤供給装置45は、固形潤滑剤46、感光体ドラム21に当接する第2潤滑剤担持体としてのローラ部材48、ローラ部材48に当接する薄層化手段としてのブレード状部材49、固形潤滑剤46及びローラ部材48に当接する第1潤滑剤担持体としてのブラシ状回転部材47、固形潤滑剤46をブラシ状回転部材47に向けて付勢する圧縮スプリング50、等で構成される。潤滑剤供給装置45によって感光体ドラム21上に薄層化された潤滑剤が供給される。なお、潤滑剤供給装置45の構成・動作については、後で詳しく説明する。
The
図2にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ23aは、図2中の矢印方向に回転している。現像装置23内の現像剤Gは、間に仕切部材23eを介在するように配設された第1搬送スクリュ23b及び第2搬送スクリュ23cの矢印方向の回転によって、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して補給されたトナーTとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
The image forming process described above will be described in more detail with reference to FIG.
The developing
そして、摩擦帯電してキャリアCに吸着したトナーTは、キャリアCとともに現像ローラ23a上に担持される。現像ローラ23a上に担持された現像剤Gは、その後にドクターブレード23dの位置に達する。そして、現像ローラ23a上の現像剤Gは、ドクターブレード23dの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム21との対向位置(現像領域である。)に達する。
Then, the toner T that is frictionally charged and adsorbed on the carrier C is carried on the developing
その後、現像領域において、現像剤G中のトナーTが、感光体ドラム21表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ23aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーTが潜像に付着する。
Thereafter, in the development area, the toner T in the developer G adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the
その後、現像工程にて感光体ドラム21に付着したトナーTは、そのほとんどが中間転写ベルト27上に転写される。そして、感光体ドラム21上に残存した未転写のトナーTが、クリーニングブレード25aによってクリーニング装置25内に回収される。
Thereafter, most of the toner T adhering to the
ここで、装置本体1に設けられたトナー補給部32は、交換自在に構成されたトナーボトル33と、トナーボトル33を保持・回転駆動するとともに現像装置23に新品トナーTを補給するトナーホッパ部34と、で構成されている。また、トナーボトル33内には、新品のトナーT(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収容されている。また、トナーボトル33の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
Here, a
なお、トナーボトル33内の新品トナーTは、現像装置23内のトナーT(既設のトナーである。)の消費にともない、トナー補給口23fから現像装置23内に適宜に補給されるものである。現像装置23内のトナーTの消費は、感光体ドラム21に対向する反射型フォトセンサ41と、現像装置23の第2搬送スクリュ23cの下方に設置された磁気センサ40と、によって間接的又は直接的に検知される。
The new toner T in the
ここで、本実施の形態1では、トナー濃度(TC)が所定の範囲内になるように制御されている。具体的には、磁気センサ40や反射型フォトセンサ41の検知結果が上述したトナー濃度(現像剤G中のトナーTの割合である。)の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して現像装置23にトナーが補給される。
Here, in the first embodiment, the toner density (TC) is controlled to be within a predetermined range. Specifically, toner replenishment is performed so that the detection results of the
以下、本実施の形態1において特徴的な、潤滑剤供給装置45の構成・動作について詳しく説明する。
図3に示すように、潤滑剤供給装置45は、ブラシ毛が周設された第1潤滑剤担持体としてのブラシ状回転部材47、ブラシ状回転部材47に当接する固形潤滑剤46、固形潤滑剤46をブラシ状回転部材47に向けて付勢する圧縮スプリング50、ブラシ状回転部材47及び感光体ドラム21に当接する第2潤滑剤担持体としてのローラ部材48、ローラ部材48に当接する薄層化手段としてのブレード状部材49、等で構成される。
Hereinafter, the configuration and operation of the
As shown in FIG. 3, the
第1潤滑剤担持体としてのブラシ状回転部材47は、長さ(毛足)が0.2〜20mm(好ましくは、0.5〜10mm)の範囲のブラシ毛が基布上に植毛されたものを芯金上にスパイラル状に巻き付けたものである。
ブラシ毛の長さが20mmを超えると、経時におけるローラ部材48との繰り返し摺擦によって、ブラシ毛が所定方向に倒毛して、固形潤滑剤46の掻取性やローラ部材48への潤滑剤供給性が低下してしまう。これに対して、ブラシ毛の長さが0.2mm未満であると、固形潤滑剤46やローラ部材48に対する物理的な当接力が不足してしまう。したがって、ブラシ毛の長さは上述の範囲であることが好ましい。
また、ブラシ状回転部材47のブラシ毛としては、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩化ビニル等の樹脂繊維を用いることができる。また、必要に応じて、樹脂繊維からなるブラシ毛にカーボン等の導電付与剤を添加することもできる。
In the brush-like rotating
When the length of the brush hair exceeds 20 mm, the brush hair falls down in a predetermined direction due to repeated rubbing with the
Further, as the bristles of the brush-like rotating
ブラシ状回転部材47は、図2の時計方向に回転するローラ部材48に対してカウンタ方向で接触するように回転する(図2の時計方向の回転である。)。また、ブラシ状回転部材47は、固形潤滑剤46とローラ部材48とに摺接するように配置されていて、ブラシ状回転部材47が回転することによって固形潤滑剤46から潤滑剤を少量ずつ徐々に掻き取り担持する。そして、担持した潤滑剤をローラ部材48上に塗布する。
固形潤滑剤46の後方部には,ブラシ状回転部材47と固形潤滑剤46との接触ムラをなくすために圧縮スプリング50が配置されていて、固形潤滑剤46をブラシ状回転部材47に付勢している。
The brush-like rotating
A
本実施の形態1では、固形潤滑剤46をステアリン酸亜鉛で形成している。詳しくは、固形潤滑剤46は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解したもので、塗りすぎによる副作用がなく、充分な潤滑性があるものが好適である。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム21表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム21表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム21表面を覆うことができる。
In the first embodiment, the
Zinc stearate is a typical lamellar crystal powder. A lamellar crystal has a layered structure in which amphiphilic molecules are self-organized, and when a shearing force is applied, the crystal breaks along the layers and is slippery. Therefore, the surface of the
なお、固形潤滑剤46としては、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、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ュウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸基を有するものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸バリウム、オレイン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様の化合物や、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様の化合物を使用して良い。他にも、脂肪酸基として、カプリル酸、リノレン酸、コリノレン酸等を使用することができる。さらに、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリン等のワックスを使用することもできる。これらは有機系の固形潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良い。
As the
第2潤滑剤担持体としてのローラ部材48は、芯金上48aに、弾性層48b、保護層48cを順次積層したものである。弾性層48bとしては、ウレタンゴム、発泡ウレタン等のゴム材料を用いることができる。保護層48cとしては、潤滑剤に対して高い離型性を有するとともに、ブレード状部材49との摺接による磨耗が少ない材料を用いることが好ましい。具体的に、保護層48cの材料として、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、PTFE(4フッ化エチレン樹脂)等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂等が積層されたものを用いることができる。
The
ローラ部材48は、図2の時計方向に回転する感光体ドラム21に対してカウンタ方向で接触するように回転する(図2の時計方向の回転である。)。そして、ローラ部材48が回転することによって、その表面に担持した潤滑剤を感光体ドラム21上に塗布する。
ここで、ローラ部材48の表面には、薄層化手段としてのブレード状部材49が所定量喰い込んで当接してニップを形成している。ブレード状部材49は、ローラ部材48の回転方向に対して、ブラシ状回転部材47との当接位置の下流側であって、感光体ドラム21との当接位置の上流側に配設されている。ブレード状部材49としては、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等のゴム材料を用いることができる。また、ブレード状部材49は、その弾性率が20〜80%、板厚が1〜6mm程度であることが好ましい。
The
Here, on the surface of the
このような構成により、図4を参照して、ブラシ状回転部材47によってローラ部材48上に供給された潤滑剤Sは、薄層ブレード49によって薄層化(薄膜化)された潤滑剤SHとなってローラ部材48上に担持されることになる。
詳しくは、粉状の潤滑剤Sは、ブレード状部材49とローラ部材48との接触位置(ニップN)に滞留して、ブレード状部材49による圧力によってローラ部材48表面に薄膜化された潤滑剤SHとなって通過する。ブラシ状回転部材47によって塗布される潤滑剤Sが微粉であるほど、ブレード状部材49によりローラ部材48表面上に分子膜レベルで薄膜化された潤滑剤SHを形成することができる。このように薄層化(皮膜化)された潤滑剤SHは、粉状のままの潤滑剤に比べて、高い潤滑性を発揮する。
With such a configuration, referring to FIG. 4, the lubricant S supplied onto the
Specifically, the powdery lubricant S stays at the contact position (nip N) between the blade-
なお、本実施の形態1では、ローラ部材48の回転方向に対してブレード状回転部材49がカウンタ方向で接触するように配置している。これにより、ブレード状部材49とローラ部材48との間に形成されるニップNで、潤滑剤に均一な圧力が加わり、潤滑剤がローラ部材48表面に確実に薄膜状態となって付着することになる。
In the first embodiment, the blade-like rotating
また、本実施の形態1では、図3を参照して、ブレード状部材49がローラ部材48の上方であって、ブラシ状回転部材47とローラ部材48との当接位置に比較的近い位置に配設されている。これにより、ブレード状部材49のニップNに潤滑剤が大量に滞留してしまった場合であっても、余剰の潤滑剤はブラシ状回転部材47とローラ部材48との当接位置に落下して、ローラ部材48上に再度供給されることになる。したがって、ニップNにおいて大量に滞留した潤滑剤が、どこかに落下して装置が汚れる不具合や、ニップNをすり抜けて潤滑剤の薄層化を妨げる不具合が抑止される。
In the first embodiment, referring to FIG. 3, the blade-
また、本実施の形態1では、図5を参照して、ブラシ状回転部材47の回転方向がローラ部材48の回転方向と同方向になるように構成している。このような構成により、潤滑剤がブラシ状回転部材47からローラ部材48にムラなく供給されることになる。
詳しくは、ブラシ状回転部材47のブラシ毛は、ローラ部材48に対して一定の喰い込み量で接触していて、双方の部材間に所定のニップ部が形成されている。このニップ部において、ブラシ毛はブラシ状回転部材47の回転方向とは異なる方向に倒れる。ニップ部で倒れたブラシ毛は、ブラシ状回転部材47の回転にともない、やがてニップ部出口側で開放されて元の状態に戻ろうとする。すなわち、ブラシ毛は復元力により激しく白矢印方向(回転方向)に変位する。このときに発生するブラシ毛の反発力によって、ブラシ状回転部材に担持されていた粉状の潤滑剤Sは、ブラシ状回転部材47から離れて飛翔する(破線で囲む潤滑剤SMである。)。そして、飛翔した潤滑剤SMが、ローラ部材48に付着する(塗布される)。その後、ローラ部材48に塗布された潤滑剤は、ローラ部材48とブラシ状回転部材47とのニップ部に再度進入する。これによって、ローラ部材48に塗布された潤滑剤は、ブラシ状回転部材47による均し効果によって、ローラ部材48上にムラなく塗布される。
In the first embodiment, referring to FIG. 5, the rotation direction of the brush-
Specifically, the brush bristles of the brush-like rotating
その後、薄層ブレード49によって薄層化されたローラ部材48上の潤滑剤SHは、感光体ドラム21との当接位置で、薄層化された潤滑剤として感光体ドラム21上に塗布されることになる。
このように、本実施の形態1では、固形潤滑剤46からブラシ状回転部材47に潤滑剤が供給され、ブラシ状回転部材47からローラ部材48に潤滑剤が供給され、ローラ部材48に担持された潤滑剤がブレード状部材49によって薄層化された後に感光体ドラム21上に供給される。そのため、感光体ドラム21上には、常に薄層化された状態の潤滑剤が供給されることになる。したがって、粉状の潤滑剤を感光体ドラム21に塗布した後に潤滑剤均しブレードによって薄層化する従来の装置で生じていた、潤滑剤均しブレードからのすり抜けによる感光体ドラムへの潤滑剤の供給量過多や、潤滑剤均しブレードによる感光体ドラムの磨耗等の不具合が抑止される。なお、本実施の形態1においても、ローラ部材48が感光体ドラム21に摺接しているものの、双方の部材の間には初期状態から潤滑剤が介在されているために、双方の接触による感光体ドラムの磨耗はほとんど生じない。
Thereafter, the lubricant SH on the
As described above, in the first embodiment, the lubricant is supplied from the
図6は、ローラ部材48から感光体ドラム21に薄層化された潤滑剤SHが供給される状態を示す模式図である。図6(A)を参照して、感光体ドラム21との当接位置に達する直前のローラ部材48表面は、膜状になったステアリン酸亜鉛分子膜SHによりコーティングされている。そして、この分子膜でコーティングされたローラ部材48表面が、感光体ドラム21との所定幅のニップ部に達することになる。ここで、ステアリン酸亜鉛は、膜状になるとラメラ結晶構造を形成する。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、剪断力が加わると、その層間に沿って結晶が割れて滑りやすくなる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which the thinned lubricant SH is supplied from the
本実施の形態1では、ローラ部材48の回転方向が感光体ドラム21の回転方向と同方向になるように構成している。したがって、図6(B)を参照して、感光体ドラム21とのニップ部に達したローラ部材48上の薄膜化された潤滑剤SHは、剪断力を受けてその層間に沿って結晶が分割される。そして、分割後の潤滑剤SH(ステアリン酸亜鉛分子膜)が感光体ドラム21上に分子膜レベルで転移して付着する。
このようにして感光体ドラム21表面に付着したステアリン酸亜鉛膜SHは、少量であっても剪断力を受けて低摩擦係数化を達成することができる。したがって、クリーニングブレード25aや感光体ドラム21の劣化が確実に低減されるとともに、経時におけるクリーニング不良やフィルミングの発生を確実に抑止することができる。
In the first embodiment, the rotation direction of the
Thus, even if the zinc stearate film SH adhering to the surface of the
さらに、本実施の形態1では、図2を参照して、潤滑剤供給装置45が、クリーニング装置25に対して感光体ドラム21の回転方向下流側であって、帯電部22に対して感光体ドラム21の回転方向上流側に配設されている。すなわち、クリーニング装置25と帯電部22との間に潤滑剤供給装置45が配設されている。さらに換言すると、感光体ドラム21上でおこなわれる作像プロセスにおいて、クリーニング工程後に潤滑剤供給工程がおこなわれて、その後に帯電工程がおこなわれることになる。
これにより、潤滑剤供給装置45による潤滑剤供給工程が未転写トナーの影響を受けずにおこなわれて、感光体ドラム21上に均一に安定して潤滑剤を塗布することができる。
Further, in the first embodiment, referring to FIG. 2, the
Accordingly, the lubricant supply process by the
以上説明したように、本実施の形態1によれば、固形潤滑剤46からブラシ状回転部材47(第1潤滑剤担持体)に潤滑剤が供給され、ブラシ状回転部材47からローラ部材48(第2潤滑剤担持体)に潤滑剤が供給され、ローラ部材48に担持された潤滑剤がブレード状部材49(薄層化手段)によって薄層化された後に感光体ドラム21(像担持体)上に供給される。これにより、感光体ドラム21上に適量の潤滑剤をムラなく薄層化して供給することができる。
As described above, according to the first embodiment, the lubricant is supplied from the
なお、本実施の形態1では、潤滑剤供給装置45を、感光体ドラム21、帯電部22、クリーニング部25と一体化してプロセスカートリッジ20を構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。このように、コンパクト化されたプロセスカートリッジにおいては、本実施の形態1のように部品点数が少なく構成が簡易な潤滑剤供給装置が特に有用になる。
なお、潤滑剤供給装置45を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体1に交換自在に設置されるように構成することもできる。このような場合にも、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態1では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置23が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像装置23が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態1では、像担持体としての感光体ドラム21に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置45に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルトや中間転写ベルトに潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
In the first embodiment, the
Note that the
In the first embodiment, the present invention is applied to the image forming apparatus equipped with the two-component developing
Further, in the first embodiment, the present invention is applied to the
実施の形態2.
図7にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は、実施の形態2における潤滑剤供給装置を示す構成図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。本実施の形態2は、ブラシ状回転部材47の回転方向がローラ部材48の回転方向に対して逆方向になっている点が、前記実施の形態1のものと相違する。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating the lubricant supply device according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 3 according to the first embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the rotation direction of the brush-
図7を参照して、本実施の形態2における潤滑剤供給装置45も、前記実施の形態1のものと同様に、固形潤滑剤46、第1潤滑剤担持体としてのブラシ状回転部材47、第2潤滑剤担持体としてのローラ部材48、薄層化手段としてのブレード状部材49、圧縮スプリング50、等で構成される。
Referring to FIG. 7, the
ここで、本実施の形態2における潤滑剤供給装置45は、前記実施の形態1のものとは異なり、ブラシ状回転部材47が、図7の時計方向に回転するローラ部材48に対して順方向で接触するように回転する(図7の反時計方向の回転である。)。
したがって、ブラシ状回転部材に担持されていた粉状の潤滑剤は、ブラシ状回転部材47とローラ部材48とのニップ部を通過したときのブラシ毛の反発力によってブラシ状回転部材47から飛翔して、その後にローラ部材48に付着する(塗布される)。すなわち、ブラシ状回転部材47とローラ部材48とのニップ部の回転方向下流側でブラシ状回転部材47から飛翔した潤滑剤がローラ部材48に供給されて、そのローラ部材48上の潤滑剤がブレード状部材49によって薄層化される。
これにより、ブラシ状回転部材47からローラ部材48への潤滑剤の供給効率(供給量)を向上させることができる。
Here, the
Accordingly, the powdery lubricant carried on the brush-like rotating member flies from the brush-like rotating
Thereby, the supply efficiency (supply amount) of the lubricant from the brush-like rotating
以上説明したように、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、固形潤滑剤46からブラシ状回転部材47に潤滑剤が供給され、ブラシ状回転部材47からローラ部材48に潤滑剤が供給され、ローラ部材48に担持された潤滑剤がブレード状部材49によって薄層化された後に感光体ドラム21上に供給される。これにより、感光体ドラム21上に適量の潤滑剤をムラなく薄層化して供給することができる。
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the lubricant is supplied from the
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
20、20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ、
21 感光体ドラム(像担持体)、 22 帯電部、
23、23Y、23M、23C、23BK 現像装置(現像部)、
25 クリーニング装置(クリーニング部)、
25a クリーニングブレード、
45 潤滑剤供給装置、
46 固形潤滑剤、
47 ブラシ状回転部材(第1潤滑剤担持体)、
48 ローラ部材(第2潤滑剤担持体)、
49 ブレード状部材(薄層化手段)、
50 圧縮スプリング、 S 潤滑剤。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20, 20Y, 20M, 20C, 20BK Process cartridge,
21 photosensitive drum (image carrier), 22 charging unit,
23, 23Y, 23M, 23C, 23BK Developing device (developing unit),
25 Cleaning device (cleaning part),
25a Cleaning blade,
45 Lubricant supply device,
46 solid lubricant,
47 brush-like rotating member (first lubricant carrier),
48 roller member (second lubricant carrier),
49 Blade-like member (thinning means),
50 Compression spring, S Lubricant.
Claims (8)
固形潤滑剤に摺接するブラシ毛が周設されて、前記固形潤滑剤から供給された潤滑剤を担持するブラシ状回転部材と、
弾性層と外周面を保護する保護層とを具備するとともに、前記像担持体と前記ブラシ状回転部材の前記ブラシ毛とに摺接して、前記ブラシ状回転部材から供給された潤滑剤を担持して前記像担持体上に供給するローラ部材と、
前記ローラ部材に対して上方の位置で当接して、前記ローラ部材に担持された潤滑剤を薄層化するブレード状部材と、
を備え、
前記ローラ部材の回転方向が前記像担持体の回転方向と同方向になるように構成されたことを特徴とする潤滑剤供給装置。 A lubricant supply device for supplying a lubricant onto an image carrier,
Brush bristles that slide around the solid lubricant are provided around the brush , and carry a lubricant supplied from the solid lubricant.
An elastic layer and a protective layer for protecting the outer peripheral surface, and slidably contact the image carrier and the brush bristles of the brush-like rotating member to carry the lubricant supplied from the brush-like rotating member. A roller member to be supplied onto the image carrier,
A blade-like member that makes contact with the roller member at an upper position and thins the lubricant carried on the roller member ;
Equipped with a,
A lubricant supply device, wherein the rotation direction of the roller member is the same as the rotation direction of the image carrier .
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。5. A process cartridge in which the lubricant supply device according to claim 1 and the image carrier are integrated.
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