JP5310795B2 - 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、潤滑剤の飛散防止および高効率に潤滑剤塗布する潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

感光体に潤滑剤を塗布すること自体は、周知の技術である。この潤滑剤の塗布量が不足した場合には、感光体のフィルミングやクリーニングブレードの摩耗量大が発生する。重合トナー又はトナー粒径６μｍ以下のトナーでは、従来のブレードでのクリーニングは困難である。そこでブレードでのクリーニングを補助するために、トナーに大粒径（８０ｎｍ〜３５０ｎｍ）のシリカを含有させている。このシリカがブレードエッジ部に堆積されることによってトナーの擦り抜けを防止しているのだが、シリカによる副作用として、感光体フィルミング、クリーニングブレードの異常摩耗という問題もある。このシリカによる感光体フィルミング、クリーニングブレードの異常摩耗を防止するために、感光体への潤滑剤の塗布が必要となる。

潤滑剤の塗布方法としては、固形潤滑剤を回転するブラシローラを介して、感光体に塗布する方法が、コスト、部品点数などの点から最も一般的である。この方法の場合、回転するブラシローラの毛が固形潤滑剤を抜け起き上がる際と、同じく感光体を抜け起き上がる際に、ブラシローラに介在していた固形潤滑剤の削り粉が、周囲に飛散するという問題がある。

すなわち、図１３により潤滑剤塗布について説明すると、固形潤滑剤２はブラシローラ３に対して圧接しており、ブラシローラ３が回転することによって、粉体状の潤滑剤にして、粉体状になった潤滑剤を感光体１に塗布する。しかし、回転するブラシローラ３が固形潤滑剤２と接触する際、ブラシローラ３の毛が倒れ、固形潤滑剤２との接触を抜けると、倒れていた毛が起き上がる。その際、ブラシローラ３の毛に復元力が働き、図１４に示すように毛に付いていた潤滑剤が飛散して、ブラシローラ周りの画像形成装置を汚染する。同じく、回転するブラシローラ３が感光体１と接触する際、ブラシローラ３の毛が倒れ、感光体１との接触を抜けると、倒れていた毛が起き上がる。その際、ブラシローラ３の毛に復元力が働き、前記と同様に毛に付いていた潤滑剤が飛散して、ブラシローラ周りの画像形成装置を汚染する。

このような潤滑剤の飛散防止のために従来、いろいろな手段が講じられてきており、その一例として出願人の提案に係る特許文献１がある。しかしながら、特許文献１の場合はブラシローラに介在していた粉体をクリーニングしているが、クリーニング後で潤滑剤を供給・感光体に塗布しているため、回転するブラシローラの毛が、固形潤滑剤を抜け起き上がる際と、同じく感光体を抜け起き上がる際に、ブラシローラに介在していた固形潤滑剤の削り粉が周囲に飛散し、ブレードやフレーム内、より具体的にはプロセスカートリッジのケーシング内を汚染してしまうという問題がある。

そこでこの発明は、上記のような従来の問題を解決し、ブラシローラによって固形潤滑剤を削り、粉体状に成った潤滑剤を感光体に塗布する際に、その周囲、特にブラシローラ周りの画像形成装置やフレーム内へ粉末潤滑剤が飛散しないようにして、汚染を防止することができる潤滑剤塗布装置、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を目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体と、この像担持体に非接触で、且つ像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、像担持体の軸線を通る水平線より下方に配置された固形潤滑剤と、この固形潤滑剤と像担持体の両方に接触して回転可能に配置されたブラシ部材とを有する潤滑剤塗布装置において、前記ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向下流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材回転方向の上流側かつ該接触位置より下方に潤滑剤飛散防止部材を設け、この潤滑剤飛散防止部材を、前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆い、前記ブラシ部材と前記固形潤滑剤の接触位置側が低くなるよう傾斜した円弧形状としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤飛散防止部材の両端部は、シート状になっており、像担持体の軸線方向に平行で、且つブラシ部材より長く配置されており、像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、一方の端部は固形潤滑剤、他方の端部は像担持体に接触していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤飛散防止部材の像担持体との接触部における、像担持体との動摩擦係数が０．２０以下であり、かつ、潤滑剤飛散防止部材の固形潤滑剤との接触部における、固形潤滑剤との動摩擦係数が０．２０以下であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかの潤滑剤塗布装置において、潤滑剤飛散防止部材は、前記ブラシ部材の前記固形潤滑剤側に設けられ、前記像担持体表面と対向する側が開口した有底箱状部分を有するフレームと連接する側が他の部分より低くなるよう傾斜して取り付けられていること特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかの潤滑剤塗布装置において、ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置から、ブラシ部材回転方向の上流側であり、且つ像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材回転方向の下流側に第２の潤滑剤飛散防止部材を設け、この第２の潤滑剤飛散防止部材を、前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆う円弧形状としたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５の潤滑剤塗布装置において、第２の潤滑剤飛散防止部材の両端部はシート状になっており、像担持体の軸線方向に平行で、且つブラシ部材より長く配置されており、像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、一方の端部は固形潤滑剤、他方の端部は像担持体に接触していることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６の潤滑剤塗布装置において、第２の潤滑剤飛散防止部材の像担持体との接触部における、像担持体との動摩擦係数が０．２０以下であり、かつ、第２の潤滑剤飛散防止部材の固形潤滑剤との接触部における、固形潤滑剤との動摩擦係数が０．２０以下であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれかの潤滑剤塗布装置において、第２の潤滑剤飛散防止部材は、前記ブラシ部材の前記固形潤滑剤側に設けられ、前記像担持体表面と対向する側が開口した有底箱状部分を有するフレームと連接する側が他の部分より低くなるよう傾斜して取り付けられていること特徴とする。

請求項９に記載の発明は、像担持体と、この像担持体に非接触で、且つ像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、像担持体の軸線を通る水平線より下方に配置された固形潤滑剤と、この固形潤滑剤と像担持体の両方に接触して回転可能に配置されたブラシ部材と、このブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向下流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材の回転方向の上流側かつ該接触位置より下方に配置された第１の潤滑剤飛散防止部材と、前記ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向上流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材の回転方向の下流側に配置された第２の潤滑剤飛散防止部材とを備え、これら第１及び第２の潤滑剤飛散防止部材を前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆う円弧形状とし、さらに前記固形潤滑剤及びブラシ部材の少なくともいずれか１つを設置するフレームと、第１及び第２の潤滑剤飛散防止部材と、を一体にしたことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９の潤滑剤塗布装置において、ブラシ部材と固形潤滑剤の両端部を像担持体の軸線方向に対してほぼ垂直にフレームで囲むことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０の潤滑剤塗布装置において、ブラシ部材と固形潤滑剤の両端部を囲むフレームの端部に弾性部材が設けられ、該弾性部材が像担持体に接触していることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、少なくとも像担持体と、請求項１ないし１１のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を有することを特徴としたプロセスカートリッジである。

請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置、又は請求項１２のプロセスカートリッジを具えたことを特徴とした画像形成装置である。

この発明は、前記のようであって、前記ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向下流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材回転方向の上流側かつ該接触位置の下方に潤滑剤飛散防止部材を設けたので、ブラシ部材が固形潤滑剤から接触していた状態から非接触になる際、倒れていたブラシ部材の毛が立つことによって、潤滑剤がブラシローラ周りの画像形成装置やフレーム内へ飛散するのを潤滑剤飛散防止部材で防止することができ、従来のように飛散した潤滑剤によって画像形成装置やフレーム内が汚染されるようなことがなくなるという優れた効果が期待できる。
それに加え、この潤滑剤飛散防止部材を、前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆い、前記ブラシ部材と前記固形潤滑剤の接触位置側が低くなるよう傾斜した円弧形状としたので、飛散した潤滑剤をブラシ部材または像担持体に付着し、無駄な潤滑剤を削減できるので固形潤滑剤の消費を抑制できる。

この発明の第１の実施の形態に係わる潤滑剤塗布装置を有するプロセスカートリッジの概略図である。 同上の要部拡大図である。 同上の潤滑剤飛散防止部材の角度を水平線との対比で示す説明図である。 潤滑剤飛散防止部材を円弧形状ではない形状とした例を示す部分図である。 潤滑剤飛散防止部材を飛散した潤滑剤を溜める形状とした例を示す部分図である。 潤滑剤飛散防止部材をシートだけで構成した例を示す部分図である。 従来装置と本発明を用いた装置での固形潤滑剤の消費量比較表である。 潤滑材塗布装置を有するプロセスカートリッジを具えたタンデム型フルカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。 第２の実施の形態に係わる潤滑剤塗布装置を示す概略図で、（Ａ）はその端部の斜視図、（Ｂ）は側面図である。 同上の感光体を外したケーシングの端部を示す斜視図である。 同上のケーシング内を示す断面図である。 図１１のシートの変形例である。 従来例を示す概略図である。 同上の作用説明用の部分図である。

この発明の実施の形態を、添付した図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、潤滑剤塗布装置を示す概略図、図２はその要部拡大図である。両図において１は像担持体としてのドラム状の感光体、２は固形潤滑剤、３はブラシ部材としてのブラシローラである。ブラシローラ３と固形潤滑剤２は、感光体１の軸線に垂直な断面で見た場合、感光体１の軸線を通る水平線より下方に配置されている。ブラシローラ３は、固形潤滑剤２と感光体１の両方に接触して回転可能に配置されている。ブラシローラ３と固形潤滑剤２の接触位置からブラシローラ３の回転方向下流側であって、且つ感光体１とブラシローラ３の接触位置よりブラシローラ３の回転方向の上流側には潤滑剤飛散防止部材５が配置されている。潤滑剤飛散防止部材５は、ブラシローラ３側が凹になった円弧状に形成されてフレームとしてのプロセスカートリッジのケーシング４と一体に設けられている。そして、その内面には摺動性のよい薄手のシート６が張設されており、感光体１の軸線方向に平行で、且つブラシローラ３より長く配置されている。感光体１の軸線に垂直な断面で見た場合、シート６は後記の開口部から突出した先端部６ａが感光体１に接触し、基端部６ｂが固形潤滑剤２に接触している。

ブラシローラ３と固形潤滑剤２の接触位置からブラシローラ３の回転方向の上流側であって、且つ感光体１とブラシローラ３の接触位置よりブラシローラ３の回転方向の下流側には潤滑剤飛散防止部材１０が配置されている。潤滑剤飛散防止部材１０は、ブラシローラ３側が凹になった円弧状に形成され、前記と同様、ケーシング４と一体に設けられている。そして、潤滑剤飛散防止部材５と同様、その内面には摺動性のよい薄手のシート１１が張設されており、感光体１の軸線方向に平行で、且つブラシローラ３より長く配置されている。感光体１の軸線に垂直な断面で見た場合、シート１１は後記の開口部から突出した先端部１１ａが感光体１に接触し、基端部１１ｂが固形潤滑剤２に接触している。

固形潤滑剤２が配置されるケーシング４の構造について更に詳しく説明すると、ケーシング４は、潤滑剤飛散防止部材５，１０となって、感光体１と対向する側が開口した開口部に形成された円弧状の部分と、該部分の開口部と反対側に一体に連接した箱状の部分とからなり、これらはブラシローラ３の軸方向に延出して該ローラの両端面を覆う端面部（図示せず）を有し、前記開口部以外は開口しない構造となっている。ブラシローラ３は、円弧状の部分に同心状に配置され、その両端軸は端面部で支持されている。これにより円弧状の部分とブラシローラ３との間には環状の隙間である空間２２が形成される。また、箱状の部分の底部には固形潤滑剤２をブラシローラ３に接触するように付勢する潤滑剤加圧ばね１３が設けられている。

シート６，１１の基端部６ｂ，１１ｂは、固形潤滑剤２とケーシング４の箱状の部分が摺動する箇所の最下部より下になるように配置するのが望ましく、そのような配置であれば基端部６ｂ，１１ｂ同士が箱状の部分の底部近くで離れていても、あるいは該底部の内面まで張られて一体になっていてもどちらでもよい。シート６，１１の基端部６ｂ，１１ｂを固形潤滑剤２の側面上に配置したり、固形潤滑剤２のブラシローラ側の表面上に配置すると、固形潤滑剤２のケーシングに対する摺動性が悪くなったり、ブラシローラの潤滑剤を飛散させるので、前記のような配置にしている。また、シート６，１１を一体にして１枚ものとすると、潤滑剤の飛散防止だけでなく、固形潤滑剤２とケーシング４の箱状の部分の摺動性がよくなる。また、取り付け作業の効率化、部品数の削減が図れて、低コスト化も可能となる。

図１において、７は中間転写体としての中間転写ベルト、１４，１５は前記潤滑剤塗布装置における感光体１の回転方向前後のケーシング４内に配設されたクリーニングブレードと潤滑剤塗布ブレード、１６は帯電ローラ、１７はその加圧ばね、１８は帯電ローラクリーナ（クリーニングローラ）、１９はその加圧ばね、２０は廃トナー回収コイル、２１は詳細を図示省略した現像手段である。

潤滑剤飛散防止部材５は、図３に示すように感光体１の軸線に垂直な断面で見た場合、固形潤滑剤２に接する部分の角度αが、潤滑剤飛散防止部材５の接線方向が水平線からブラシローラ３の回転方向に４５度から９０度となっているのが望ましい。図示省略したが、潤滑剤飛散防止部材１０も同様であって、固形潤滑剤２に接する部分の角度αが、潤滑剤飛散防止部材の接線方向が水平線からブラシローラ３の回転と逆方向に４５度から９０度となっているのが望ましい。また、潤滑剤飛散防止部材５における感光体１及び固形潤滑剤２の接触部は、感光体並びに固形潤滑剤との摩擦係数が０．２０以下であることが望ましい。潤滑剤飛散防止部材１０も同様であって、その感光体１及び固形潤滑剤２の接触部は、感光体並びに固形潤滑剤との摩擦係数が０．２０以下であることが望ましい。

ここではシート６，１１は潤滑剤飛散防止部材５及び潤滑剤飛散防止部材１０のそれぞれ内面全面にわたり設けているが、必ずしも全面に張る必要はなく、中間部は省略して先端部と基端部だけにしてもよい。また、シート６，１１は潤滑剤飛散防止部材５及び潤滑剤飛散防止部材１０と別体になっているが、これらを一体構成にしてもよい。

前記においては、固形潤滑剤２と回転するブラシローラ３が接触後に潤滑剤が飛散するが、この飛散潤滑剤は潤滑剤飛散防止部材５で飛散が防止され、潤滑剤飛散防止部材５と感光体１、ブラシローラ３、固形潤滑剤２に囲まれた空間２２に飛散した潤滑剤はブラシローラ３の回転で発生する気流によってブラシローラ３または感光体１に付着する。もしくは、飛散した潤滑剤は潤滑剤飛散防止部材５を伝って重力によって固形潤滑剤２上に戻る。そして飛散した後に戻ってきた潤滑剤は再度ブラシローラ３で供給され、感光体１に潤滑剤を塗布する。

同様に、感光体１とブラシローラ３が接触後にも潤滑剤が飛散するが、この飛散潤滑剤は潤滑剤飛散防止部材１０で飛散が防止され、潤滑剤飛散防止部材１０と感光体１、ブラシローラ３、固形潤滑剤２に囲まれた空間２２に飛散した潤滑剤はブラシローラ３の回転で発生する気流によってブラシローラ３に供給または固形潤滑剤２上に戻る。もしくは、飛散した潤滑剤は潤滑剤飛散防止部材５を伝って重力によって固形潤滑剤２上に戻る。そして飛散した後に戻ってきた潤滑剤は再度ブラシローラ３で供給され、感光体１に潤滑剤を塗布する。

このように従来はブレード１４，１５あるいはケーシング４内に飛散してしまっていて感光体１に塗布されていなかった潤滑剤でも塗布することになるため、ブラシローラ３で固形潤滑剤２を切削する量を削減でき、固形潤滑剤２の寿命を向上することができる。換言すると、潤滑剤飛散防止部材５，１０とケーシング４を一体にすることで、ブラシローラ３と固形潤滑剤２が接触する位置のブラシローラ回転方向の上下流側で潤滑剤が空間２２から外側のケーシング４内へ飛散するのを防止する。

例えば、図４は潤滑剤飛散防止部材５'を円弧でない直線状の形状であって、ブラシローラ３と近接していない形状にしたものであるが、このように潤滑剤飛散防止部材５'が円弧形状でない状態で、且つブラシローラ３と近接していない形状の場合には、飛散した潤滑剤はブラシローラ３並びに感光体１に付着するのが減ってしまい、図１，２のものより固形潤滑剤２の消費量が多くなってしまう。また図５のように、潤滑剤飛散防止部材５''は感光体１の軸線に垂直な断面で見た場合、固形潤滑剤２に接する部分が、潤滑剤飛散防止部材５''の接線方向が水平線に対してマイナスの角度を持つ場合には、飛散した潤滑剤をその凹み部で溜めることになり、再び潤滑剤をブラシローラ３並びに固形潤滑剤２上に戻すことができなくなる。そのため、従来の固形潤滑剤の消費量を要することになってしまう。さらに図６のように、潤滑剤飛散防止部材５'''，１０'''の全体がシート状の部材で構成されている場合には、機能・効果は変わらないが、シート状の部材では変形してしまい、潤滑剤飛散防止部材５'''，１０'''がブラシローラ３に接触してしまい、ねらいとする潤滑剤塗布量にするのは困難となる。そのため、シート部材の変形を抑える変形しないもので補う必要がある。

この実施の形態の場合には、前記のように２つの潤滑剤飛散防止部材５，１０を設置することで感光体１と固形潤滑剤２とブラシローラ３にある空間２２で潤滑剤が飛散するのを防止することが可能となる。また、固形潤滑剤２の消費量を低減し、固形潤滑剤の寿命を延ばすことが可能となる。

すなわち、潤滑剤飛散防止部材５を設置することで、回転するブラシローラ３が固形潤滑剤２を抜けた後に飛散する潤滑剤を潤滑剤飛散防止部材５と感光体１、ブラシローラ３、固形潤滑剤２に囲まれた空間２２に飛散させ、前記開口部からは飛散させないようにすることにより、ケーシング４内が汚染するのを防止する。潤滑剤飛散防止部材５を円弧形状にし、且つブラシローラ３と潤滑剤飛散防止部材５の隙間を０．５ｍｍ〜５ｍｍにすることで、ブラシローラ３の回転で発生する気流を利用して、ブラシローラ３または感光体１に潤滑剤を付着させる。もしくは、重力落下によって飛散した潤滑剤を固形潤滑剤２に付着させる。

また、潤滑剤飛散防止部材１０を設置することで、回転するブラシローラ３が感光体１を抜けた後に飛散する潤滑剤を潤滑剤飛散防止部材１０と感光体１、ブラシローラ３、固形潤滑剤２に囲まれた空間２２に飛散させ、前記開口部からは飛散させないようにすることにより、ケーシング４内が汚染するのを防止する。潤滑剤飛散防止部材１０を円弧形状にし、且つブラシローラ３と潤滑剤飛散防止部材１０の隙間を０．５ｍｍ〜５ｍｍにすることで、ブラシローラ３の回転で発生する気流を利用してブラシローラ３または固形潤滑剤２に付着、もしくは重力落下によって飛散した潤滑剤を固形潤滑剤２に付着させる。そのため、従来は飛散してしまっていて感光体１に塗布されていなかった潤滑剤も感光体に塗布でき、ブラシローラ３で固形潤滑剤２を切削する量を削減でき、固形潤滑剤の寿命を向上することができる。

前記の潤滑剤飛散防止部材５，１０を用いて、実通紙評価を行った。比較したのは、従来の飛散防止部材を設置していない画像形成装置と本発明の飛散防止部材を設置した画像形成装置である。
通紙条件は、下記の通りである。評価は、通紙が終了した後、潤滑剤の消費量とブラシ周りの潤滑剤飛散による汚染状態で判定を行った。
機械：リコーＩｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ３０００改造機
環境：実験室環境
通紙画像：５％チャート
ジョブ間隔：１００枚連続通紙
通紙総枚数：１０,０００枚
評価結果： 図７に示すように固形潤滑剤の消費量を従来に比べ、３割の削減ができた。また、表１に示すようにブラシ周りの潤滑剤飛散による汚染状態判定結果では本発明では従来品に比べて飛散防止の効果があることが分かった。

前記のような潤滑剤飛散防止装置によれば、固形潤滑剤２はブラシローラ３に対して圧接しており、ブラシローラ３が回転することによって、粉体状の潤滑剤にして、粉体状になった潤滑剤を感光体１に塗布する。回転するブラシローラ３が固形潤滑剤２と接触する際、ブラシローラ３の毛が倒れ、固形潤滑剤２との接触を抜けると倒れていた毛が起き上がる。その際、ブラシローラ３の毛に復元力が働き、毛に付いていた潤滑剤が飛散して、ブラシローラ周りのケーシング４内を汚染する。同じく、回転するブラシローラ３が感光体１と接触する際、ブラシローラ３の毛が倒れ、感光体１との接触を抜けると倒れていた毛が起き上がる。その際、ブラシローラ３の毛に復元力が働き、潤滑剤が飛散して、ブラシローラ周りのケーシング４内を汚染するが、これら飛散する潤滑剤は潤滑剤飛散防止部材５，１０によって空間２２内に留め置かれ、空間２２から前記開口部を経て飛散することが防止される。

前記に示したプロセスカートリッジ（ＰＣＵ）においては、帯電ローラ１６によって、感光体１上を均一に帯電する。帯電装置としては、ワイヤーによる帯電であるスコロトロン方式、コロトロン方式、中抵抗ゴムローラを用いる接触ローラ帯電方式、非接触ローラ帯電方式があるが、ここでは非接触ローラ帯電方式を採用している。

接触式ローラ帯電方式、非接触ローラ帯電方式ともに、直流に対して交流を重畳する方法と、直流のみを印加する方法がある。接触式ローラ帯電方式では直流に交流を重畳する場合には、直流のみに比べて高画質を得ることができるが、感光体のフィルミングという問題に注意が必要となる。また、交流を定電流制御することによって、環境変化による帯電ローラの抵抗値変動によって、表面電位に影響を与えないという利点がある反面、高圧電源のコストが高くなるし、交流高周波の音が問題としてある。直流のみを印加する場合には、環境変化による帯電ローラの抵抗値変動によって、環境変化に対して、表面電位に影響を与えるため、何らかの印加電圧の補正手段が必要となる。

非接触ローラ帯電方式では、非接触の場合は、交流を定電流制御すると、感光体１と帯電ローラ１６のギャップ変動の影響で、画像にむらが出てしまうために、直流のみを印加した場合と同様に、印加電圧を補正する手段が必要となる。但し、非接触であるため、帯電ローラ１６の汚れに対しては、接触式より余裕がある。補正の方法としては、帯電ローラ近傍の温度を検知し印加電圧を切り替える方法、感光体上の地汚れを定期的に検知し印加電圧を切り替える方法、フィードバック電流値によって印加電圧を決定する方法などがある。これらの方法を取ることによって、感光体表面を約−５００Ｖ〜−７００Ｖ程度に帯電させる。駆動方式としては、感光体に圧接させ、摩擦力で連れ廻りさせる方法と、感光体ギヤ等から駆動力をもらう方法がある。低速機では、前者の方法が取られる場合が多いが、高速、高画質を要求される機械では、後者の場合が多い。

クリーニングローラでは帯電ローラ表面が汚れた場合には、汚れの付着した部分の、帯電能力が落ち、感光体を狙いの電位に帯電させることができなくなる。それによって帯電不良の異常画像となって現れる。それを防止するために、帯電ローラクリーナ（クリーニングローラ）１８を当接させている。この帯電ローラクリーナ１８は、金属軸に繊維を静電植毛した、植毛ローラや、金属軸の回りにメラミン樹脂をローラ上に配したメラミンローラ等があるが、現状は長寿命を達成するためにメラミンローラを使用する場合がほとんどである。クリーニングローラ１８と帯電ローラ１６間で、スリップが発生すると、汚れを帯電ローラ表面に擦りつけてしまい、汚れによる異常画像の発生を加速させてしまうことになる。帯電ローラクリーナ１８に対しては、特に駆動を与えずに帯電ローラ１６に連れ廻りすることで、帯電ローラ表面の汚れを落とす。駆動を与えた場合には、帯電ローラ径の公差、帯電ローラクリーナの径の公差から必ずスリップする状態となってしまい、寿命を短くすることになってしまう。理想的には、帯電ローラ１６とクリーニングローラ１８の接触部分では、その表面移動速度は同一であることが望ましい（スリップなし）。

クリーニングブレード１４と廃トナー搬送経路について説明すると、クリーニングブレード１４はウレタンゴムをカウンター方向に感光体１の表面に当接させ、そのエッジ部で転写後の残トナーを掻き取る方法であるクリーニングブレード方式が最も一般的に用いられている方法である。廃トナー搬送経路はクリーニングブレード１４にて掻き取ったトナーを、廃トナー回収コイル２０にて搬送し、廃トナータンクに収容する（収容された廃トナーは再使用しない）。

次に潤滑剤について説明する。感光体１の表面の摩擦係数を低いレベルで安定させるために、感光体表面に潤滑剤を塗布する。これは、感光体フィルミングの防止のために実施している。潤滑剤は潤滑剤塗布ブラシローラに対して圧接しており、潤滑剤塗布ブラシローラ３が回転することによって、徐々に削られ、その削られた潤滑剤は感光体表面に塗布されていく。潤滑剤塗布ブラシローラ３によって、感光体表面に塗布された潤滑剤は、潤滑剤塗布ブレード１５によって、均一な厚さになって感光体表面に定着する。潤滑剤として用いられるものは、ＺｎＳｔ（ステアリン酸亜鉛）が最も一般的である。ブラシローラ３としては、絶縁ＰＥＴ、導電ＰＥＴ、アクリル繊維などが用いられている。

図８は前記のような潤滑材塗布装置を有するプロセスカートリッジ（ＰＣＵ）を具えたタンデム型フルカラー画像形成装置の一例を示すものである。ここでは、感光体を用いたプロセスカートリッジの例を示した。しかし、中間転写及び２次転写を含む像担持体で使用可能である。

図中、１００は画像形成装置本体、２００はその画像形成装置本体１００上に取り付ける画像読取装置である。画像形成装置本体１００内にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つの作像ステーション１１０ｃ，１１０ｍ，１１０ｙ，１１０ｂをタンデム式に並べて設けている。各作像ステーションでは、それぞれ像担持体としてドラム状の感光体１を備え、その図中時計まわりの回転にともない、まず帯電ローラを含む各帯電装置でバイアス電圧を印加して裏面を一様に帯電する。次いで、画像読取装置２００による読取信号に基づき共通の書き込み装置１１３から、それぞれレーザ光を照射することにより書き込みを行い、感光体１上に静電潜像を形成する。その後、各現像装置で、粉体であるトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、感光体１上に各々各色単色画像を形成する。

そして、感光体に接触して無端ベルト状の中間転写ベルト７を図中反時計まわりに走行し、各１次転写装置により感光体１上の各色単色画像をシアンから順に中間転写体７上に１次転写し、転写画像を重ね合わせて中間転写ベルト７上にフルカラー画像を形成する。

一方、適宜タイミングで給送ローラ１２０の１つを選択的に回転し、画像形成装置本体１００内の、対応する給紙カセット１２１から記録媒体Ｐを繰り出し、記録媒体搬送路１２３を通して搬送して一対のレジストローラ１２４間に突き当てて止める。そして、中間転写体７上のフルカラー画像にタイミングを合わせて１対のレジストローラ１２４を回転し、２次転写装置１２５によりそのフルカラー画像を記録媒体Ｐに２次転写する。その後、フルカラー画像転写後の記録媒体Ｐを、記録媒体搬送路１２３を通してそのまま上方へと搬送し、定着装置１２２の定着ニップを通過するとき未定着転写トナーを記録媒体Ｐに定着し、排出ローラ１２６で排出して画像形成装置本体１００上の排紙スタック装置１２７上にスタックする。

［第２の実施の形態］
図９は、潤滑剤塗布装置を示す概略図で、（Ａ）はその部分斜視図、（Ｂ）は側面図であり、図１０は、図９から感光体を外したケーシング等の端部の斜視図、図１１は、ケーシング内を示す断面図である。この実施の形態では、大部分が前記実施の形態と同様となっているので、同様の部分には同一の符号を付して説明を省き、以下には異なる部分のみ説明する。前記に説明した第１の実施の形態の潤滑剤塗布装置においても、次のような課題があった。すなわち、潤滑剤飛散防止部材５，１０の開口部をシート６，１１で囲っているが、シートだけでは、その両端部の隙間を塞ぐことができず、ブラシローラ３と固形潤滑剤２の両端部の隙間から潤滑剤が飛散することがある。そこで、潤滑剤塗布装置のフレーム内の密閉性を上げて潤滑剤の飛散を防止することができるようにするため、図９以降に示す実施の形態を創出した。

すなわち、この実施の形態では、ブラシローラ３と固形潤滑剤２の両端部を感光体１の軸線方向に対してほぼ垂直にフレームとしてのケーシング３４で囲むことによって、固形潤滑剤２とブラシローラ３が接触する両端部の隙間から潤滑剤が飛散するのを防止している。ケーシング３４の円弧状の部分の端面部には弾性部材３６が配設されている。この弾性部材３６は上面がケーシング３４の円弧状の部分の開口部から突出したシート６，１１の先端部６ａ，１１ａとともに感光体１の表面に接触するようになっている。この場合も、図１１に示すようにシート６，１１の基端部６ｂ，１１ｂは、固形潤滑剤２とケーシング３４の箱状の部分が摺動する箇所の最下部より下になるように配置するのが望ましい。ここでは基端部６ｂ，１１ｂ同士が箱状の部分の底部近くで離れている例を示したが、図１２に示すように箱状の部分の底部の内面まで張られて一体になるようにしてもよい。このようなシート６，１１を一体にして１枚ものとすると、潤滑剤の飛散防止だけでなく、固形潤滑剤２とケーシング３４の箱状の部分の摺動性がよくなる。また、取り付け作業の効率化、部品数の削減が図れて、低コスト化も可能となる。ここではケーシング３４がプロセスカートリッジ化されていないが、第１の実施の形態と同じようにプロセスカートリッジ化してもよいことは言うまでもない。

前記においては感光体１の表面に接触するシート６，１１及び弾性部材３６を設けることで、感光体１とケーシング３４の両端部の隙間を塞いで密閉し、ブラシローラ３と固形潤滑剤２の両端部の隙間から潤滑剤が飛散するのをほぼ完全に防止することができる。

この実施の形態の潤滑材塗布装置も、第１の実施の形態と同様に、図８に示す画像形成装置に設置して用いることができる。

画像形成装置としては、第１の実施の形態のようなＰＣＵを有した例だけではなく、ＰＣＵが設置されているのではなく、そこから独立した潤滑材塗布装置のみを有する第２の実施の形態のようなものとしてもよい。また、図１，２に示したＰＣＵのケーシングの構造や該ケーシングと一体に構成された潤滑剤飛散防止部材５及び潤滑剤飛散防止部材１０の形状も好ましい一例を示したにすぎず、これと異なるものを排除するものではないし、潤滑剤飛散防止部材１０のない、潤滑剤飛散防止部材５だけのものでもよい等、実施に際しては、種々の変形にも対応が可能である。

次に、特許請求の範囲の請求項２以下に記載した発明の特有な効果について説明する。
請求項２に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、潤滑剤飛散防止部材の一方の端部を固形潤滑剤に、他方の端部を像担持体にそれぞれ接触させることで、潤滑剤の飛散を確実に防止できる。請求項３に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、固形潤滑剤はブラシ部材に一定圧で接触させるために固形潤滑剤の摺動性をよくする必要があるが、摩擦抵抗の少ないシール部材を用いることで、現状と同等の摺動性が維持できる。また、像担持体の摩耗を抑制できる。

請求項４に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、飛散した潤滑剤をブラシ部材の回転で発生する気流もしくは重力落下によってブラシ部材もしくは固形潤滑剤に付着することで、飛散した潤滑剤を感光体に付着できる。そのため、固形潤滑剤の消費量を低減でき、固形潤滑剤の寿命が向上する。請求項５に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、ブラシ部材が像担持体から接触していた状態から非接触になる際、倒れていたブラシ部材の毛が立つことによって、潤滑剤が飛散するのを第２の潤滑剤飛散防止部材で潤滑剤の飛散を防止できる。また、飛散した潤滑剤をブラシ部材または固形潤滑剤に付着し、無駄な潤滑剤を削減できるので固形潤滑剤の消費を抑制できる。

請求項６に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、第２の潤滑剤飛散防止部材の一方の端部を固形潤滑剤に、他方の端部を像担持体にそれぞれ接触させることで、潤滑剤漏れを確実に防止できる。請求項７に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、固形潤滑剤はブラシ部材に一定圧で接触させるために固形潤滑剤の摺動性をよくする必要があるが、摩擦抵抗の少ないシール部材を用いることで、現状と同等の摺動性が維持できる。また、像担持体の摩耗を抑制できる。請求項８に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、飛散した潤滑剤をブラシ部材の回転で発生する気流もしくは重力落下によってブラシ部材もしくは固形潤滑剤に付着することで、飛散した潤滑剤を感光体に付着できる。そのため、固形潤滑剤の消費量を低減でき、固形潤滑剤の寿命が向上する。

請求項９に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、請求項１に記載の潤滑剤塗布装置の発明と同様に潤滑剤の飛散防止をすることができるのに加え、固形潤滑剤とブラシ部材、像担持体とブラシ部材の両端部の隙間から像担持体の軸線方向に飛散する潤滑剤を、像担持体とフレームにある隙間を密閉することにより、飛散を防止することができる。また、第１及び第２潤滑剤飛散防止部材とフレームを一体にすることで、部品数を削減し、且つ取り付け作業を省略し、低コスト化ができるとともに、従来例より密閉性を上げることができる。

請求項１０に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、ブラシ部材と固形潤滑剤の両端部で像担持体の軸線方向に対して潤滑剤の飛散を防止することができる。請求項１１に記載の潤滑剤塗布装置の発明によれば、固形潤滑剤とブラシローラ、像担持体とブラシローラの両端部から像担持体の軸線方向に飛散する潤滑剤を、像担持体とフレームにある隙間を密閉し、飛散を防止することができる。

請求項１２に記載のプロセスカートカートリッジの発明によれば、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置の発明を活用することによって、安価で長寿命なプロセスカートカートリッジを提供することができる。請求項１３に記載の画像形成装置の発明によれば、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置、又は請求項１２のプロセスカートリッジの発明を活用することによって、安価で長寿命な画像形成装置を提供することができる。

１ 感光体（像担持体）
２ 固形潤滑剤
３ ブラシローラ（ブラシ部材）
４ ケーシング（フレーム）
５ 潤滑剤飛散防止部材（第１の潤滑剤飛散防止部材）
６，１１ シート
６ａ，１１ａ 先端部
６ｂ，１１ｂ 基端部
７ 中間転写ベルト（中間転写体）
１０ 潤滑剤飛散防止部材（第２の潤滑剤飛散防止部材）
１３ 潤滑剤加圧ばね
１４ クリーニングブレード
１５ 潤滑剤塗布ブレード
２２ 空間
３６ 弾性部材
１００ 画像形成装置本体
１１０ｃ，１１０ｍ，１１０ｙ，１１０ｂ 作像ステーション
２００ 画像読取装置

特開２００１−３３７５５８号公報

Claims (13)

1. 像担持体と、この像担持体に非接触で、且つ像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、像担持体の軸線を通る水平線より下方に配置された固形潤滑剤と、この固形潤滑剤と像担持体の両方に接触して回転可能に配置されたブラシ部材とを有する潤滑剤塗布装置において、
   前記ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向下流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材回転方向の上流側かつ該接触位置より下方に潤滑剤飛散防止部材を設け、この潤滑剤飛散防止部材を、前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆い、前記ブラシ部材と前記固形潤滑剤の接触位置側が低くなるよう傾斜した円弧形状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 請求項１の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤飛散防止部材の両端部は、シート状になっており、像担持体の軸線方向に平行で、且つブラシ部材より長く配置されており、像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、一方の端部は固形潤滑剤、他方の端部は像担持体に接触していることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
3. 請求項２の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤飛散防止部材の像担持体との接触部における、像担持体との動摩擦係数が０．２０以下であり、かつ、潤滑剤飛散防止部材の固形潤滑剤との接触部における、固形潤滑剤との動摩擦係数が０．２０以下であることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかの潤滑剤塗布装置において、潤滑剤飛散防止部材は、前記ブラシ部材の前記固形潤滑剤側に設けられ、前記像担持体表面と対向する側が開口した有底箱状部分を有するフレームと連接する側が他の部分より低くなるよう傾斜して取り付けられていること特徴とする潤滑剤塗布装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかの潤滑剤塗布装置において、ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置から、ブラシ部材回転方向の上流側であり、且つ像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材回転方向の下流側に第２の潤滑剤飛散防止部材を設け、この第２の潤滑剤飛散防止部材を、前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆う円弧形状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
6. 請求項５の潤滑剤塗布装置において、第２の潤滑剤飛散防止部材の両端部はシート状になっており、像担持体の軸線方向に平行で、且つブラシ部材より長く配置されており、像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、一方の端部は固形潤滑剤、他方の端部は像担持体に接触していることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
7. 請求項５又は６の潤滑剤塗布装置において、第２の潤滑剤飛散防止部材の像担持体との接触部における、像担持体との動摩擦係数が０．２０以下であり、かつ、第２の潤滑剤飛散防止部材の固形潤滑剤との接触部における、固形潤滑剤との動摩擦係数が０．２０以下であることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
8. 請求項５ないし７のいずれかの潤滑剤塗布装置において、第２の潤滑剤飛散防止部材は、前記ブラシ部材の前記固形潤滑剤側に設けられ、前記像担持体表面と対向する側が開口した有底箱状部分を有するフレームと連接する側が他の部分より低くなるよう傾斜して取り付けられていること特徴とする潤滑剤塗布装置。
9. 像担持体と、この像担持体に非接触で、且つ像担持体の軸線に垂直な断面で見た場合、像担持体の軸線を通る水平線より下方に配置された固形潤滑剤と、この固形潤滑剤と像担持体の両方に接触して回転可能に配置されたブラシ部材と、このブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向下流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材の回転方向の上流側かつ該接触位置より下方に配置された第１の潤滑剤飛散防止部材と、前記ブラシ部材と固形潤滑剤の接触位置からブラシ部材の回転方向上流側であって、像担持体とブラシ部材の接触位置よりブラシ部材の回転方向の下流側に配置された第２の潤滑剤飛散防止部材とを備え、これら第１及び第２の潤滑剤飛散防止部材を前記像担持体の軸線と直交する断面で見た場合、前記ブラシ部材と所定の隙間だけ離れて前記ブラシ部材を覆う円弧形状とし、さらに前記固形潤滑剤及びブラシ部材の少なくともいずれか１つを設置するフレームと、第１及び第２の潤滑剤飛散防止部材と、を一体にしたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
10. 請求項９の潤滑剤塗布装置において、ブラシ部材と固形潤滑剤の両端部を像担持体の軸線方向に対してほぼ垂直にフレームで囲むことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
11. 請求項１０の潤滑剤塗布装置において、ブラシ部材と固形潤滑剤の両端部を囲むフレームの端部に弾性部材が設けられ、該弾性部材が像担持体に接触していることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
12. 少なくとも像担持体と、請求項１ないし１１のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を有することを特徴としたプロセスカートリッジ。
13. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置、又は請求項１２のプロセスカートリッジを具えたことを特徴とした画像形成装置。

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