JP5117777B2 - 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置が備える像担持体と潤滑剤の間に配置される潤滑剤塗布ローラを有する潤滑剤塗布装置と、これを用いたプロセスカートリッジ、転写ユニット、画像形成装置に関する。

従来、ステアリン酸亜鉛などが一般的に用いられる潤滑剤を、ブラシローラやスポンジローラなどの潤滑剤塗布用ローラ（本願特許請求の範囲、明細書の記載において、これらを塗布ローラと称する）で、像担持体である感光体や中間転写ベルトなどに塗布して、これらの感光体ドラムおよび中間転写ベルトのクリーニング性向上や、寿命向上、画像転写時の虫食い対策などの転写性向上を図るようにしているものがある。

すなわち、像担持体の像担持側表面に、その外周面が均一に接するように塗布ローラを回転可能に配置し、この塗布ローラを像担持体の回転に伴い、従動回転あるいは回転駆動させるとともに、この回転する塗布ローラに、固形状の潤滑剤を所定の圧力を確保して接するように構成した潤滑剤塗布装置が採用されている。この潤滑剤は、潤滑剤の自重、重りの自重あるいはスプリングの弾性力などを用いて押圧付勢され、所定圧を確保するようにしている。

ここで、潤滑剤は塗布ローラによって削られるため、経時的に加圧方向における高さが低くなっていく。潤滑剤の塗布ローラへの加圧を圧縮スプリングで行っている場合、潤滑剤の高さが低くなるに伴い、バネ高さは伸びていくことになる。バネが伸びると徐々にバネ圧が低下していくため、潤滑剤の塗布ローラへの押圧力も低下し、塗布ローラによる潤滑剤の消費量も少なくなり、潤滑剤の像担持体への塗布量も低下する。このように初期と経時で潤滑剤の像担持体への塗布量が変化してしまうと、上述した像担持体の寿命向上等の性能も経時的に低下してしまうため、望ましいことではない。そのため、圧縮スプリングを潤滑剤の加圧に用いる場合、バネ定数を低くして経時でのバネ圧の低下を低くする例がある（特許文献１、２参照）。

特開２００５−３０９４０６号公報 特開２００６−００３５３７号公報

しかしながら、バネ定数を低くしたスプリングの多くは、実際の使用時に必要な長さに比べて自由長が長く、スプリングの線径も細くなる。従って、このようなスプリングは潤滑剤の取付け時に座屈しやすくなるなど、組付性が悪いという欠点がある。

潤滑剤の保持部材や潤滑剤塗布装置本体を構成する枠体のどちらかに突起を設けておき、あらかじめスプリングを固定しておき、相手側にも突起やガイドを設けてスプリングをガイドする例もあるが、取り付けた際に潤滑剤保持部材と枠体の隙間は数ｍｍ程度であるため、突起やガイドの高さはあまり高くできない。そのため、スプリングを突起やガイドに合わせて正しく取り付けるのは容易ではない。また潤滑剤を取り付けた後、潤滑剤塗布装置の内部が見えず、スプリングが座屈したりせずに正しく取り付けられているかを確認することができない場合もある。

本発明は上記従来の問題点にかんがみてなしたもので、固形潤滑剤の潤滑剤塗布装置への組み付け時に、潤滑剤の加圧手段である圧縮スプリングが座屈したりせず、容易に組み付けられる潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、転写ユニット、画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の潤滑剤塗布装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、
画像形成装置が備える像担持体に対して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、
前記像担持体と前記潤滑剤の間に配置され、前記像担持体に対して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラと、
前記潤滑剤が固定される潤滑剤保持部材と、
該潤滑剤保持部材を取り付ける装置枠体と、
前記潤滑剤塗布ローラに前記潤滑剤を押圧付勢する加圧スプリングと、
を備え、
前記装置枠体の前記潤滑剤塗布ローラの軸方向の両端部それぞれに、前記加圧スプリングの内径内側および前記潤滑剤保持部材に設けられた開口あるいは切欠きを通るとともに前記潤滑剤の前記潤滑剤塗布ローラへの加圧方向に沿う方向へ伸びる突起を有することを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１に記載の潤滑剤塗布装置において、該潤滑剤塗布装置を前記像担持体を有する画像形成装置に組み付けた状態で、
Ｌ１：前記突起の高さ
Ｌ２：前記加圧スプリングを密着高さまで押し付けた状態において、前記加圧スプリングの装置本体への取り付け位置から、前記潤滑剤保持部材への前記潤滑剤の固定位置までの距離
Ｌ３：前記加圧スプリングの前記装置本体への取り付け位置から前記突起の延長線上の位置における前記潤滑剤塗布ローラの芯金外径までの距離
が、Ｌ２≦Ｌ１＜Ｌ３という関係を満たすことを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置において、前記突起は、前記像担持体を保持する前記画像形成装置本体あるいは前記潤滑剤を収める前記装置本体と一体化した部材として構成してなることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置において、前記突起は、前記像担持体を保持する前記画像形成装置本体あるいは前記潤滑剤を収める前記装置本体と別体として構成してなることを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛を含むことを特徴とする。

請求項６に係るプロセスカートリッジは、像担持体および請求項１から５のいずれに記載の潤滑剤塗布装置と、少なくとも帯電手段、クリーニング手段、現像手段の少なくとも１つを備えて前記画像形成装置本体に対して脱着可能なことを特徴とする。

請求項７に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を備えたことを特徴とする。

請求項８に係る画像形成装置は、請求項６のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。

本発明は、圧縮スプリングの座屈などによる組み付け不具合をなくし、潤滑剤加圧手段の組付を確実に行うことができ、組付性が向上する。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明の実施対象となるカラー画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。この画像形成装置は、イエロー（以下Ｙ）、シアン（以下Ｃ）、マゼンダ（以下Ｍ）、ブラック（以下Ｋ）の４色トナーから一画像を形成する装置である。この画像形成装置は、像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えており、それぞれ中間転写ベルト３１に接触しながら図中Ａの方向に回転駆動する。

図２は４つの作像ユニットのうちの１つの概略図で４色とも同一構成のため１つについて図示する。各作像ユニットは、各感光体１の周りに、感光体１表面に電荷を与える帯電装置２、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４、感光体１表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置３、トナー像転写後の感体光１表面のクリーニングをするクリーニング装置８がそれぞれ配置されている。

次にカラー画像を得る過程について説明する。図１において図中左からイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されたトナーを補給するトナーボトル１０から図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置４にトナーが補給される。転写紙２０が、給紙コロ２１でフィードされ２次転写ローラ３４と中間転写ベルト３１のニップに搬送される。なお、あらかじめ帯電ローラ２によって一様に帯電された感光体ドラム１は、書き込みユニット２５によってレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム１上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置４により現像され、これにより感光体ドラム１表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。次に転写ローラ３２に電圧が印加され各感光体ドラム１上のトナーが、中間転写ベルト３１上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト３１の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト３１上に形成された画像は、２次転写ローラ３４の位置まで搬送され転写紙２０に２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙２０は定着ユニット４０に搬送されて熱定着され排紙ローラ４１で排紙される。なお、感光体上ドラム１上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段８によって、また中間転写ベルト３１上の残留トナーは転写クリーニング手段３３によってクリーニングされ、これらの廃トナーは各クリーニングユニット内の廃トナー搬送スクリュにより、プロセスカートリッジから画像形成装置に設けられた図示しない廃トナーボトルに排出される。

次に潤滑剤塗布装置３について図３で詳細に説明する。潤滑剤塗布装置３は、固定された枠体３ｅ内に固形潤滑剤３ｂと、固形潤滑剤３ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシローラ３ａとを備える。固形潤滑剤３ｂは脂肪酸金属塩、フッ素系樹脂等からなるものが使用できるが、特に脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、スタエリン酸、アレイン酸等の直鎖状炭化水素の脂肪酸金属塩が挙げられ、金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム。亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チラン、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特にステアリン酸亜鉛が好ましい。上記のような脂肪酸金属塩を直方体状に成形した固形潤滑剤３ｂは、潤滑剤保持部材３ｃに両面テープあるいは接着剤などで固定されている。潤滑剤保持部材３ｃには固形潤滑剤３ｂをブラシローラ３ａ側に付勢する加圧部材３ｄが長手方向に対して複数配置されている。加圧部材３ｄとしては特に図３に示すように圧縮バネが多く用いられている。

次に従来の例における、固形潤滑剤３ｂの潤滑剤塗布装置枠体３ｅへの取り付け方法の一例として、潤滑剤加圧スプリング３ｄが潤滑剤保持部材３ｃの図示しないボスなどにあらかじめ固定された固形潤滑剤３ｂを、潤滑剤塗布装置枠体３ｅに取り付ける例を図４に示す。既に述べたように、潤滑剤加圧スプリング３ｄは座屈しやすいものが多く、潤滑剤３ｂを枠体３ｅに取り付ける際に加圧スプリング３ｄが座屈して正しくセットできない場合がある（図５）。枠体３ｅの加圧スプリング３ｄ取り付け位置にボスやガイドを設けることもできるが、潤滑剤を取付けた初期状態では、枠体３ｅと潤滑剤保持部材３ｃの隙間は数ｍｍ程度となるため、長いボスやガイドは設けられない。従来例のように、加圧スプリング３ｄの加圧位置が潤滑剤３ｂ長手方向において外形の中にあると、潤滑剤３ｂを枠体３ｅにセットする際に、加圧スプリング３ｄの状態が潤滑剤３ｂ側から見えないため、きちんとセットされているか確認できない（図６：矢印Ｙ）。また、座屈しないまでも狙いの位置からずれて加圧スプリング３ｄが枠体にセットされた場合、潤滑剤の加圧が適正になされないなどの不具合も発生する可能性がある。

これに対し本発明の実施例を図７に示す。潤滑剤を収める枠体３ｅに潤滑剤３ｂの加圧方向中心と一致あるいは平行に突起３ｆが設けられている。突起３ｆは潤滑剤３ｂの長手方向外形よりも外側に設けられている。潤滑剤保持部材３ｃは潤滑剤３ｂの長手方向外側の両側に図８のような開口３ｋ（穴あるいは切欠き、など）が設けられており、突起３ｆは加圧スプリング３ｄの内径と潤滑剤保持部材３ｃの開口３ｋを通る。このような構成にすることで、加圧スプリング３ｄは突起３ｆに案内されてセットされるので座屈することはなく容易にセットできる。また枠体３ｅに加圧スプリング３ｄ、潤滑剤３ｂと潤滑剤保持部材３ｃをセットした際に、正しくセットされていれば突起３ｆが潤滑剤保持部材３ｃから飛び出しているのが目視でも確認できるため（図中に矢印Ｘで示す）、組付け間違いがない（図９）。

突起３ｆの長さをＬ１とすると、Ｌ１は次の範囲にあるのが望ましい（図１０）。
Ｌ２≦Ｌ１＜Ｌ３
Ｌ２：加圧スプリングを密着高さまで押し付けた状態において、加圧スプリングの潤滑剤塗布装置枠体上の取付け位置から、潤滑剤保持部材の潤滑剤固定位置までの距離
Ｌ３：潤滑剤保持部材加圧手段の潤滑剤塗布装置枠体への取付け位置から、前記突起の延長線上の位置における塗布ローラ芯金外径までの距離

また突起３ｆは枠体３ｅに設ける以外にも、像担持体１を保持する枠体に設けることや、潤滑剤３ｂを枠体３ｅにセットした後に、加圧スプリング３ｄを取付けた小型の蓋３ｈに設けてももちろん問題はない。
像担持体１を保持する枠体に設ける場合は、塗布ブラシ３ａをあらかじめ取付けた象担持体１を保持する枠体に潤滑剤３ｂ、加圧スプリング３ｄの順にセットした後、蓋３ｇを取り付ける。この場合でも蓋３ｇを取り付ける前に、突起３ｆが潤滑剤保持部材３ｃと加圧スプリング３ｄを通っているのが確認できる（図１１）。

潤滑剤を枠体３ｅにセットした後に、加圧スプリング３ｄを取り付けた突起３ｆを設けた小型の蓋３ｈを取り付ける場合は、取り付け後に突起を目視はできないが、蓋３ｈが正しくセットされていれば、突起３ｆは潤滑剤保持部材３ｃと加圧スプリング３ｄを通っているのは確実なため、組付け間違いはない（図１２）。

すなわち本発明の構成は、像担持体と潤滑剤の間に配置された潤滑剤塗布ローラと、保持部材に固定された潤滑剤と、潤滑剤塗布ローラに潤滑剤を押圧付勢する加圧スプリング（圧縮スプリング）を備えた像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置において、潤滑剤長手方向の外側の少なくとも両側１箇所ずつ以上に、潤滑剤加圧スプリングスプリング内径および潤滑剤保持部材に設けられた開口あるいは切欠きを通る、潤滑剤の塗布ブラシへの加圧方向と一致あるいは平行な突起を有する。すなわち潤滑剤の加圧スプリング内径および潤滑剤保持部材に設けられた開口部を通る突起を潤滑剤塗布装置内に設けた。これにより潤滑剤加圧スプリングの潤滑剤塗布装置への組付けが容易ではないという従来の問題を解決し、潤滑剤加圧スプリングの組付性が従来よりも向上する。これは、潤滑剤加圧スプリングの内径と潤滑剤保持部材の開口を通る突起を設けることにより、圧縮スプリングの座屈などによる組付不具合をなくし、潤滑剤加圧手段の組付を確実に行うことができるからである。

突起の高さＬ１を、潤滑剤塗布装置を組付けた状態で潤滑剤塗布装置内において、Ｌ２≦Ｌ１＜Ｌ３（Ｌ２：加圧スプリングを密着高さまで押し付けた状態において、加圧手段の潤滑剤塗布装置枠体上の取付け位置から、潤滑剤保持部材の潤滑剤固定位置までの距離、Ｌ３：潤滑剤保持部材加圧手段の潤滑剤塗布装置枠体への取付け位置から、前記突起の延長線上の位置における塗布ローラ芯金外径までの距離）とし、すなわち突起の長さＬ１を最小値Ｌ２よりも長くすることで、潤滑剤と加圧スプリングを潤滑剤塗布装置に取付ける際に、突起が潤滑剤保持部材と加圧スプリングを共に通ったことを確認できる最小長さを確保できる。

また本発明の突起は、像担持体を保持する枠体あるいは潤滑剤を収める枠体と一体化した部材として構成されている。すなわち突起を潤滑剤塗布装置の枠体と一体しているので、部品の少数化、低コスト化を図れる。突起を追加しても、部品点数が以前のまま維持され、潤滑剤塗布装置を少数の部品で構成でき、このような少数部品化による信頼性の向上が図れる。また製造コストや組立でコストの削減も図れる。

また本発明は、突起を像担持体を保持する枠体あるいは潤滑剤を収める枠体と別体としたので、各色ユニットで寿命や性能の違いから潤滑剤の加圧力以外は共通にできる場合、ユニットや潤滑剤塗布装置を組み上げた後に加圧スプリングを取り付けることができるので、ユニットの組分けなど、組立の自由度が上がる。

さらに本発明の潤滑剤はステアリン酸亜鉛を含むので、像担持体に塗布する潤滑剤として適している。

さらに本発明は、像担持体および前記いずれかの潤滑剤塗布装置と、少なくとも帯電、クリーニング、現像の少なくとも１つを一体とし、画像形成装置本体から脱着可能なプロセスカートリッジとしたので、消耗品であるプロセスカートリッジとして展開できる。

またさらに本発明の転写ユニットを潤滑剤塗布装置に備えることで、潤滑剤塗布装置を備えた転写ユニットに対して展開できる。

また本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジと転写ユニットのいずれかあるいは両方を備えることで、この種の画像形成装置に対して展開できる。

そしてまた本発明の画像形成装置は、前記潤滑剤塗布装置を備えることで、この種の画像形成装置に対して展開できる。

本発明の実施対象となるカラー画像形成装置の構成を概略的に示す断面図 作像ユニットのうちの１つの概略図 固形潤滑剤塗布機構の概略図 従来の固形潤滑剤の取り付け方法を示す概略図 従来の例での固形潤滑剤の取り付け方法を示す概略図 従来の例での潤滑剤組付け後の様子を示す概略図 本発明の実施例を用いた潤滑剤塗布装置の取り付け方法の概略図 本発明の実施例を用いた潤滑剤塗布装置の潤滑剤保持部材の形状を示す斜視図 本発明の実施例での潤滑剤組付け後の様子を示す概略図 本発明の実施例での突起長さの説明図 本発明の実施例２を用いた潤滑剤塗布装置の例を示す概略図 本発明の実施例３を用いた潤滑剤塗布装置の例を示す概略図

符号の説明

１：感光体（像担持体）
２：帯電装置
２ａ：帯電ローラ（帯電部材）
２ｂ：帯電クリーニング部材
３：潤滑剤塗布装置
３ａ：ブラシローラ
３ｂ：固形潤滑剤
３ｃ：固形潤滑剤保持部材
３ｄ：加圧部材（圧縮スプリング）
３ｅ：潤滑剤塗布装置枠体
３ｆ：突起
３ｇ：潤滑剤塗布装置の蓋
３ｈ：潤滑剤加圧スプリング取付け用の小型の蓋
３ｋ：開口
４：現像装置
８：クリーニング装置
８ａ：クリーニングブレード
８ｂ：クリーニングブレード保持部材
８ｃ：廃トナー回収コイル
８ｄ：加圧部材
１０：トナーボトル
２０：転写紙
２１：レジストローラ
３１：中間転写ベルト
３２：１次転写ローラ
３３：転写ベルトクリーニング装置
３４：２次転写ローラ
４０：定着装置
４１：排紙コロ

Claims (8)

1. 画像形成装置が備える像担持体に対して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、
   前記像担持体と前記潤滑剤の間に配置され、前記像担持体に対して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラと、
   前記潤滑剤が固定される潤滑剤保持部材と、
   該潤滑剤保持部材を取り付ける装置枠体と、
   前記潤滑剤塗布ローラに前記潤滑剤を押圧付勢する加圧スプリングと、
   を備え、
   前記装置枠体の前記潤滑剤塗布ローラの軸方向の両端部それぞれに、前記加圧スプリングの内径内側および前記潤滑剤保持部材に設けられた開口あるいは切欠きを通るとともに前記潤滑剤の前記潤滑剤塗布ローラへの加圧方向に沿う方向へ伸びる突起を有することを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 請求項１に記載の潤滑剤塗布装置において、該潤滑剤塗布装置を前記像担持体を有する画像形成装置に組み付けた状態で、
   Ｌ１：前記突起の高さ
   Ｌ２：前記加圧スプリングを密着高さまで押し付けた状態において、前記加圧スプリングの装置本体への取り付け位置から、前記潤滑剤保持部材への前記潤滑剤の固定位置までの距離
   Ｌ３：前記加圧スプリングの前記装置本体への取り付け位置から前記突起の延長線上の位置における前記潤滑剤塗布ローラの芯金外径までの距離
   が、Ｌ２≦Ｌ１＜Ｌ３という関係を満たすことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
   
3. 請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置において、前記突起は、前記像担持体を保持する前記画像形成装置本体あるいは前記潤滑剤を収める前記装置本体と一体化した部材として構成してなることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
4. 請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置において、前記突起は、前記像担持体を保持する前記画像形成装置本体あるいは前記潤滑剤を収める前記装置本体と別体として構成してなることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛を含むことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
6. 像担持体および請求項１から５のいずれに記載の潤滑剤塗布装置と、少なくとも帯電手段、クリーニング手段、現像手段の少なくとも１つを備えて前記画像形成装置本体に対して脱着可能なことを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。