JP6711091B2 - Lubricant applying device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑剤塗布装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a lubricant applying device and an image forming device.
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射(露光)することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム(像担持体)へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。 Generally, an image forming apparatus (printer, copier, facsimile, etc.) that uses electrophotographic process technology forms an electrostatic latent image by irradiating (exposing) a charged photoreceptor with laser light based on image data. Form. Then, by supplying toner from the developing device to the photosensitive drum (image carrier) on which the electrostatic latent image is formed, the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. Further, after the toner image is directly or indirectly transferred to the paper, the toner image is formed on the paper by heating and pressing at the fixing nip to fix the toner image.
一般的に画像形成装置には、感光体ドラムの表面に付着した転写残トナーを掻き取るためのクリーニングブレードが設けられる。しかし、クリーニングブレードの摩耗の進行や、感光体ドラムの表面が荒れることに伴ってクリーニングブレードにおけるクリーニング性能が悪化する。そのため、このような画像形成装置では、感光体ドラムに潤滑剤を塗布するために潤滑剤塗布装置が設けられる。潤滑剤塗布装置から感光体ドラムに潤滑剤が塗布されることにより感光体ドラムの表面が滑らかになり、ひいてはクリーニングブレードにおけるクリーニング性能の悪化が防止される。 Generally, an image forming apparatus is provided with a cleaning blade for scraping off the transfer residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum. However, the cleaning performance of the cleaning blade deteriorates as the cleaning blade wears and the surface of the photosensitive drum becomes rough. Therefore, in such an image forming apparatus, a lubricant applying device is provided to apply the lubricant to the photosensitive drum. By applying the lubricant to the photoconductor drum from the lubricant application device, the surface of the photoconductor drum becomes smooth, and deterioration of the cleaning performance of the cleaning blade is prevented.
ところで、感光体ドラムの回転方向においてクリーニングブレードの上流側に潤滑剤塗布装置を配置する構成の場合、クリーニングブレードに掻き取られる前の転写残トナーの上から潤滑剤が塗布される。転写残トナーの量は印字率等により一定ではなく、また、クリーニングブレードにより転写残トナーとともに当該転写残トナー上の潤滑剤が掻き取られるので、潤滑剤塗布装置における潤滑剤の塗布量にムラ(以下、「塗布ムラ」という)が発生しやすくなる。 By the way, in the case where the lubricant applying device is arranged on the upstream side of the cleaning blade in the rotation direction of the photosensitive drum, the lubricant is applied on the transfer residual toner before being scraped off by the cleaning blade. The amount of transfer residual toner is not constant depending on the printing rate and the like, and since the cleaning blade scrapes off the transfer residual toner and the lubricant on the transfer residual toner, the amount of lubricant applied in the lubricant applying device becomes uneven ( Hereinafter, “unevenness of coating”) is likely to occur.
潤滑剤塗布装置における塗布ムラの問題を抑制するには、例えば特許文献1に記載された構成のように、クリーニングブレードの下流側に潤滑剤塗布装置を配置した構成が考えられる。この構成によれば、クリーニングブレードにより転写残トナーが感光体ドラムからクリーニングされた後に潤滑剤が感光体ドラムに塗布されるので、ムラなく感光体ドラムに潤滑剤を塗布することができ、ひいては安定した画質を得ることが可能となっている。
In order to suppress the problem of coating unevenness in the lubricant coating device, a configuration in which the lubricant coating device is arranged on the downstream side of the cleaning blade as in the configuration described in
ところで、電子写真方式における高画質化の要求に伴い画像形成に用いられるトナーの小径化が進みつつある。その中で、トナーの流動性や転写性を確保するためにトナーに対して微少な大きさのシリカ等の外添剤を付加されたトナーが採用される場合がある。しかしながら、トナーに付加された外添剤は、クリーニングブレードと感光体ドラムの接触部分をすり抜けやすいので、潤滑剤塗布装置における潤滑剤の塗布部分に付着してしまい、ひいては塗布ムラが発生しやすくなる問題があった。 Incidentally, with the demand for higher image quality in the electrophotographic system, the diameter of the toner used for image formation is being reduced. Among them, there is a case where a toner is used in which an external additive such as silica having a small size is added to the toner in order to secure the fluidity and transferability of the toner. However, since the external additive added to the toner easily slips through the contact portion between the cleaning blade and the photoconductor drum, the external additive adheres to the lubricant application portion in the lubricant application device, and thus uneven coating is likely to occur. There was a problem.
本発明の目的は、像担持体への潤滑剤の塗布量にムラが発生することを抑制することが可能な潤滑剤塗布装置および画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a lubricant applying device and an image forming device capable of suppressing the occurrence of unevenness in the amount of lubricant applied to an image carrier.
本発明に係る潤滑剤塗布装置は、
ブラシを有し、前記ブラシにより固形潤滑剤から掻き取った潤滑剤を像担持体に塗布するブラシローラーを備え、
前記ブラシローラーの回転方向は、前記像担持体との接触位置における回転方向と同じであり、
前記ブラシは、前記ブラシローラーの回転方向に対して反対側に傾斜し、かつ、前記ブラシローラーの回転方向において、前記ブラシが前記像担持体に接触する最上流側の最上流接触位置で前記ブラシが前記像担持体から受ける力の方向と、前記ブラシローラーの回転中心と前記最上流接触位置とを結ぶ基準線とがなす第1角度が、前記基準線と、前記ブラシの先端とがなす第2角度に等しくなるように前記ブラシローラーに植設されている。
The lubricant applying device according to the present invention is
A brush roller is provided, and a brush roller that applies the lubricant scraped from the solid lubricant by the brush to the image carrier is provided.
The rotation direction of the brush roller is the same as the rotation direction at the contact position with the image carrier,
The brush is inclined to the opposite side to the rotation direction of the brush roller , and in the rotation direction of the brush roller, the brush is at the most upstream contact position on the most upstream side where the brush contacts the image carrier. The first angle formed by the direction of the force received from the image carrier and the reference line connecting the rotation center of the brush roller and the most upstream contact position is the first angle formed by the reference line and the tip of the brush. The brush roller is planted so as to be equal to two angles.
本発明に係る画像形成装置は、
上記した潤滑剤塗布装置を備える。
The image forming apparatus according to the present invention,
It is equipped with the above-mentioned lubricant application device.
本発明によれば、像担持体への潤滑剤の塗布量にムラが発生することを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress unevenness in the amount of lubricant applied to the image carrier.
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図2は、本実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an
図1、2に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Sに二次転写することにより、画像を形成する。
An
また、画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
Further, in the
画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60および制御部90を備える。
The
制御部90は、CPU(Central Processing Unit)91、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)93等を備える。CPU91は、ROM92から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM93に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
The
制御部90は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部90は、例えば、外部の装置から送信された画像データ(入力画像データ)を受信し、この画像データに基づいて用紙Sに画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
The
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
The
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
The
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
The document
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21および操作部22として機能する。表示部21は、制御部90から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部90に出力する。
The
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部90の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
The
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
The
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、またはKを添えて示すこととする。図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
The
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光体ドラム413、帯電装置414、ドラムクリーニング装置415および潤滑剤塗布装置100等を備える。
The
感光体ドラム413は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。なお、感光体ドラム413としては、外径が例えば60mmのものを用いることができる。
The
帯電装置414は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。
The charging
露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
The
現像装置412は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置412は、現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム413に供給することによって感光体ドラム413の表面にトナー像を形成する。なお、トナーにはシリカ等の外添剤が付加されている。また、トナーとしては、粒径が例えば6μmのものを用いることができ、外添剤としては、粒径が例えば80nmのものを用いることができる。
The developing
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード415A等を有し、一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーを除去する。なお、ドラムクリーニングブレード415Aとしては、例えばウレタンゴム製のものを用いることができる。
The
潤滑剤塗布装置100は、感光体ドラム413の回転方向においてドラムクリーニング装置415の下流側に配置され、固形潤滑剤110と、ブラシローラー120とを有している。ブラシローラー120は、固形潤滑剤110と感光体ドラム413との間に配置され、固形潤滑剤110から掻き取った潤滑剤を感光体ドラム413に塗布する。なお、潤滑剤としては、例えばステアリン酸亜鉛からなるものを用いることができる。
The
ブラシローラー120は、芯金121と、芯金121に植設されるブラシ122とを有している(図6参照)。ブラシ122は、例えばアクリル製であり、密度が150kF/inch2であり、ヤング率が3000N/mm2である。
The
ブラシローラー120は、感光体ドラム413の回転方向に対してウィズ方向に回転する。ウィズ方向は、感光体ドラム413とブラシローラー120との接触部分における互いの回転方向が同方向となる方向である。ブラシローラー120の回転速度(例えば150mm/s)は、感光体ドラム413の回転方向(例えば300mm/s)よりも遅くなるように設定される。ブラシローラー120の詳細については後述する。
The
また、本実施の形態では、ブラシローラー120のトルクを検出するためのトルク検出部73が設けられている。トルク検出部73は、例えば、ブラシローラー120を駆動するための駆動電流を検出する。トルク検出部73は、検出した駆動電流値に応じたブラシローラー120のトルクを算出し、当該トルクを制御部90に出力する。
Further, in the present embodiment, a
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424およびベルトクリーニング装置426等を備える。
The
中間転写ベルト421は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト421はA方向に一定速度で走行する。
The
中間転写ベルト421は、導電性および弾性を有するベルトであり、制御部90からの制御信号によって回転駆動される。
The
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
The
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー423Bに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
The
ベルトクリーニング装置426は、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。
The
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側、つまり、一次転写ローラー422と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
When the
その後、用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙Sに二次転写される。具体的には、バックアップローラー423Bに二次転写バイアスを印加し、用紙Sの表面側、つまり、中間転写ベルト421と当接する側にトナーと同極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Sに静電的に転写される。
After that, when the sheet S passes through the secondary transfer nip, the toner image on the
定着部60は、用紙Sの定着面であるトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部60A、用紙Sの裏面である定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部60B等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Sを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
The fixing
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Sを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Sにトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。また、定着器Fには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材または裏面側支持部材から用紙Sを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。
The fixing
上側定着部60Aは、定着面側部材である無端状の定着ベルト61、加熱ローラー62および定着ローラー63を有する。
The
下側定着部60Bは、裏面側支持部材である加圧ローラー64を有する。加圧ローラー64は、定着ベルト61との間で用紙Sを挟持して搬送する定着ニップを形成している。
The
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、および搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類毎に収容される。
The
搬送経路部53は、レジストローラー対53a等の複数の搬送ローラー対、用紙Sを画像形成部40および定着部60を通過させ、機外に排出する通常搬送路53bと、定着部60を通った用紙Sの表裏を反転させた後、画像形成部40の上流で再び通常搬送路53bに合流させる反転搬送路53cとを有する。両面印刷時には、最初に通常搬送路53bを通る際に用紙Sの表面にトナー像が形成され、反転搬送路53cを通過した後、再び通常搬送路53bを通る際に用紙Sの裏面にトナー像が形成されるようになっている。
The
給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。このとき、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Sの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
The sheets S stored in the sheet feeding
ところで、電子写真方式における高画質化の要求に伴い画像形成に用いられるトナーの小径化が進みつつある。その中で、トナーの流動性や転写性を確保するためにトナーに対して微少な大きさのシリカ等の外添剤を付加されたトナーが採用される場合がある。トナーに付加された外添剤は、ドラムクリーニング装置415におけるクリーニングブレード415Aと感光体ドラム413の接触部分をすり抜けやすいので、潤滑剤塗布装置100におけるブラシローラー120に付着してしまい、ひいては塗布ムラが発生しやすくなる問題があった。その具体例を、ブラシローラー120の回転方向がカウンター方向の場合とウィズ方向の場合とに分けて説明する。カウンター方向は、感光体ドラム413とブラシローラー120との接触部分における互いの回転方向が逆方向となる方向である。
Incidentally, with the demand for higher image quality in the electrophotographic system, the diameter of the toner used for image formation is being reduced. Among them, there is a case where a toner is used in which an external additive such as silica having a small size is added to the toner in order to secure the fluidity and transferability of the toner. The external additive added to the toner easily slips through the contact portion between the
図3〜図5は、従来のブラシローラー120における潤滑剤の塗布動作を示す図である。なお、図3〜図5においては、芯金121の外径が6mmである。ブラシ122は、直毛状態で芯金121に植設されており、長さが3mmである。ブラシローラー120は回転することで外径12mmの円弧を描くように設定される。また、感光体ドラム413とブラシローラー120の軸間距離は35mmであり、ブラシ122の感光体ドラム413に対する食い込み量は1mmである。また、ブラシローラー120が感光体ドラム413に接触するときにブラシ122に働く摩擦力の摩擦係数は0.2〜0.4である。また、ブラシ122の固形潤滑剤110に対する食い込み量は0.5mmである。
3 to 5 are views showing a lubricant applying operation in the
まず、カウンター方向にブラシローラー120および感光体ドラム413の回転方向が設定される場合について説明する。図3に示すように、ブラシローラー120のブラシ122は、固形潤滑剤110から潤滑剤Gを掻き取って保持し、感光体ドラム413に接触することで感光体ドラム413に潤滑剤を塗布する。この際、感光体ドラム413の表面に外添剤Jが付着している場合、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面に外添剤Jが付着する。ブラシ122の潤滑剤Gの保持面に外添剤Jが付着すると、当該ブラシ122により再度固形潤滑剤110から潤滑剤Gを掻き取る際におけるブラシ122の潤滑剤Gの保持面における潤滑剤Gの保持量が変動してしまう。また、固形潤滑剤110の表面にもブラシ122を介して外添剤Jが付着してしまい、当該表面を別のブラシ122で掻き取る際における潤滑剤Gの保持量が変動してしまう。これにより、ブラシローラー120における塗布ムラが発生する。なお、感光体ドラム413の回転速度は例えば300mm/sに設定され、ブラシローラー120の回転速度は例えば150mm/sに設定される。
First, the case where the rotation directions of the
次に、ウィズ方向にブラシローラー120および感光体ドラム413の回転方向が設定される場合について説明する。図4に示すように、ブラシローラー120の回転速度(例えば450mm/s)が感光体ドラム413の回転速度(例えば300mm/s)より速い場合、図3と同様にブラシローラー120のブラシ122の保持面が感光体ドラム413の表面に接触する。この場合も、図3と同様にブラシローラー120のブラシ122の保持面に外添剤Jが付着し、ひいては塗布ムラが発生する。
Next, a case where the rotation directions of the
次に、本実施の形態と同様にブラシローラー120の回転速度(例えば、150mm/s)が感光体ドラム413の回転速度(例えば、300mm/s)より遅い場合について説明する。図5に示すように、従来のブラシローラーの場合だと、ブラシ122が感光体ドラム413に接触する際、ブラシ122と感光体ドラム413との間に働く摩擦力(後述する)の影響により、ブラシ122の先端が感光体ドラム413の回転方向に引っ張られてしまう。このようになると、ブラシ122が反転し、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面とは反対側の面が感光体ドラム413に接触する。そのため、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面から潤滑剤Gが塗布されにくくなるので、ブラシローラー120における潤滑剤Gの塗布効率が悪化してしまい、ひいては塗布ムラが発生する。
Next, a case where the rotation speed of the brush roller 120 (for example, 150 mm/s) is slower than the rotation speed of the photosensitive drum 413 (for example, 300 mm/s) as in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 5, in the case of the conventional brush roller, when the
しかし、本実施の形態では、図6に示すように、ブラシ122を、直毛状態ではなく、芯金121に対して傾斜した状態で植設することでブラシ122の保持面に外添剤Jが付着するのを抑制し、ひいては塗布ムラを抑制する。具体的には、ブラシ122は、第1角度αと第2角度βが同じになるようにブラシローラー120の回転方向に対して先端122Aが上流側に傾斜した状態で芯金121に植設されている。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the external additive J is attached to the holding surface of the
第1角度αは、ブラシローラー120の回転方向において、ブラシ122が感光体ドラム413に接触する最上流側の最上流接触位置で感光体ドラム413から受ける力である応力Fの方向と、当該最上流接触位置と芯金121の中心121A、つまり、ブラシローラー120の回転中心とを結ぶ基準線Lとがなす角度である。第2角度βは、基準線Lとブラシ122の先端122Aがなす角度である。
The first angle α is the direction of the stress F, which is the force received from the
ここで、応力Fについて説明する。ブラシ122は、最上流接触位置において、図示における右斜め上方向に第1力f1を感光体ドラム413に付与する。これにより、第1力f1の反力となる第2力f2が第1力f1とは反対の左斜め下方向に発生する。また、ブラシ122と感光体ドラム413の接触部分では摩擦力f3が働く。本実施の形態では、感光体ドラム413の回転速度の方がブラシローラー120の回転速度よりも速い、つまり、ブラシ122が感光体ドラム413に対して相対的に図示における左側に移動するので、第2反力f2よりも大きな摩擦力f3が図示における右斜め下方向に発生する。この摩擦力f3および第2力f2により応力Fが右斜め下方向に発生する。
Here, the stress F will be described. The
このように発生する応力Fに対して、ブラシ122を第1角度αと第2角度βとが同じになるように芯金121に植設することで、ブラシ122は、感光体ドラム413に接触する際において先端122Aが図5に示す構成のように感光体ドラム413の回転に引っ張られることがない。図5の構成の場合、ブラシローラー120のブラシ122が直毛状態であるので、図6における基準線Lとブラシ122が重なった状態となる。つまり、第1角度αと第2角度βが同じとならない。このため、ブラシ122は応力Fにより引っ張られてしまうので、ブラシ122が裏返されてしまう。しかし、本実施の形態では、応力Fがブラシ122と重なるので、ブラシ122が応力Fにより図示右側に引っ張られない。これにより、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面を感光体ドラム413の表面に当てることが可能となり、潤滑剤Gの塗布効率を向上させることが可能となる。
By arranging the
また、図6および図7に示すように、ウィズ方向にブラシローラー120の回転方向が設定されているので、ブラシ122の先端122Aの先端面A1が、ブラシローラー120の回転方向の上流側を向いた状態となる。感光体ドラム413の回転速度がブラシローラー120の回転速度よりも速い、つまり、感光体ドラム413がブラシローラー120に対して相対的に図示右方向に進行するので、感光体ドラム413の表面に付着した外添剤Jがブラシ122の先端面A1に衝突する、その結果、外添剤Jがブラシ122の先端面A1により感光体ドラム413の表面から削られる。そして、先端面A1により外添剤Jを削られた後の感光体ドラム413の表面に、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面から潤滑剤Gが塗布される。これにより、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面に外添剤Jが付着するのが抑制され、ひいては塗布ムラを抑制することが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, since the rotation direction of the
また、ブラシ122が最上流接触位置で感光体ドラム413に接触したときにおいて、最上流接触位置よりも下流側に位置する外添剤Jは、当該ブラシ122に対して図示右側に離れていくので、当該ブラシ122の潤滑剤Gの保持面に付着することはない。この外添剤Jは、当該ブラシ122よりも下流側に位置するブラシ122の先端面A1により感光体ドラム413から削られる。
Further, when the
なお、図4の構成では、ブラシローラー120の回転速度が感光体ドラム413の回転速度よりも速い、つまり、ブラシ122が感光体ドラム413に対して相対的に図示右方向に進行する。そのため、外添剤Jに対してブラシ122の先端面A1が離れていくので、ブラシ122の先端面A1により感光体ドラム413の表面に付着した外添剤Jを掻き取ることができず、塗布ムラの問題を解決することができない。また、この構成の場合、ブラシ122が感光体ドラム413に対して相対的に図示右方向に進行するので、摩擦力f3よりも第2力f2の方が大きくなる。そのため、摩擦力f3および第2力f2により発生する応力Fの方向が略下方向となるので、第1角度αと第2角度βとが等しくならない。
In the configuration of FIG. 4, the rotation speed of the
なお、図3の構成では、ブラシ122の先端面A1が感光体ドラム413の回転方向の下流側、つまり、ブラシ122に対して移動する潤滑剤Jとは逆側を向くので、潤滑剤Jを掻き取ることができず、塗布ムラの問題を解決することができない。また、この構成の場合、ブラシ122が感光体ドラム413に接触する方向である左斜め上方向に第1力f1が発生するのに伴い、第2力f2がその逆方向の右斜め下方向となる。そのため、摩擦力f3と第2力f2により発生する応力Fの方向が略右方向となるので、第1角度αと第2角度βと等しくならない。
In the configuration of FIG. 3, since the tip end surface A1 of the
なお、第1角度αおよび第2角度βは例えば10°である。ブラシ122は、長さが4mmである。また、芯金121の半径は3mmである。また、ブラシローラー120は、回転することでブラシ122の先端122Aが半径6mmの円弧Cを描くように設定される。
The first angle α and the second angle β are, for example, 10°. The
ところで、印刷枚数が増えてくると、耐久の影響で感光体ドラム413の表面が荒れてくる、また、ブラシローラー120のブラシ122が劣化してくる。その結果、ブラシローラー120と感光体ドラム413との間に働く摩擦力f3の動摩擦係数が大きくなる。具体的には、動摩擦係数は初期状態を0.2とすると印刷枚数が所定枚数(例えば、30万枚)まで達した場合、0.4まで上昇する。つまり、図6に示す摩擦力f3が大きくなり、ブラシ122を感光体ドラム413の回転方向に引っ張る力が大きくなる。図8は、印刷枚数に対する第2角度βを示す図である。
By the way, as the number of printed sheets increases, the surface of the
この場合、図8に示すように、例えば実線D1のように第2角度βは初期状態の10°から印刷枚数が増えるほど上昇していき、印刷枚数が所定枚数まで達した場合、30°に上昇してしまう。こうなると、ブラシ122の先端122Aが感光体ドラム413に引っ張られることで、ブラシ122が裏返されてしまい、ひいては潤滑剤Gの塗布効率が悪化する。
In this case, as shown in FIG. 8, for example, as indicated by the solid line D1, the second angle β increases from 10° in the initial state as the number of printed sheets increases, and reaches 30° when the number of printed sheets reaches a predetermined number. Will rise. In this case, the
そこで、本実施の形態では、制御部90がトルク検出部73により検出されたブラシローラー120のトルクに応じて第1角度αと第2角度βとが等しくなるように制御する。具体的には、制御部90は、ブラシローラー120のトルクが大きくなるほどブラシローラー120における潤滑剤Gの塗布量を大きくする。このようにすることで、潤滑剤Gが多く感光体ドラム413に塗布されることで、感光体ドラム413の表面が滑らかになる。そのため、摩擦力f3が大きくなることを抑制することが可能となり、ひいては破線D2のように第2角度βを一定、つまり、第1角度αと第2角度βと等しくすることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the
潤滑剤Gの塗布量の制御としては、例えば固形潤滑剤110に対するブラシローラー120の食い込み量を変化させることで潤滑剤Gの塗布量を制御することができる。具体的に、制御部90は、印刷枚数が増えるほど固形潤滑剤110とブラシローラー120の相対位置が近くなるように固形潤滑剤110を上方に移動させることで、固形潤滑剤110に対するブラシローラー120の食い込み量を大きくする。例えば、図9に示すように、制御部90は、ブラシローラー120の食い込み量を初期状態の0.5mmから印刷枚数が増えるにつれ徐々に増加させ、所定枚数まで達するときに0.7mmまで増加させる。また、ブラシローラー120の回転速度を変化させることで潤滑剤Gの塗布量を制御しても良い。
As the control of the application amount of the lubricant G, for example, the application amount of the lubricant G can be controlled by changing the bite amount of the
以上のように構成された本実施の形態に係る潤滑剤塗布装置100によれば、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面で感光体ドラム413に付着した外添剤Jに接触しないので、当該保持面に外添剤Jが付着することを抑制することができ、ひいては塗布ムラが発生することを抑制することができる。
According to the
また、ブラシ122の先端面A1で外添剤Jを感光体ドラム413から除去しつつ、ブラシ122の潤滑剤Gの保持面より感光体ドラム413に潤滑剤Gを塗布するので、感光体ドラム413の表面に潤滑剤Gの塗布効率を向上させることができる。
Further, since the external additive J is removed from the
また、ブラシローラー120のトルクに応じて第1角度αと第2角度βとが等しくなるように制御するので、耐久が進んでも塗布ムラが発生することを抑制することができる。
Further, since the first angle α and the second angle β are controlled to be equal to each other according to the torque of the
なお、上記実施の形態では、潤滑剤Gの塗布量を制御することで第1角度αと第2角度βを等しくしていたが、本発明はこれに限定されず、例えば第2角度βを変動させる制御をしても良い。 In the above embodiment, the first angle α and the second angle β are made equal by controlling the application amount of the lubricant G, but the present invention is not limited to this, and for example, the second angle β is The control may be changed.
第2角度βを変動させる態様としては、例えば、図10に示すように、固形潤滑剤110の位置をブラシローラー120の横側に配置する構成が考えられる。具体的には、固形潤滑剤110は、ブラシローラー120の回転方向において、ブラシ122が感光体ドラム413に接触する最上流側の位置よりも上流側であって、一部が芯金121の中心121Aに対して感光体ドラム413側に位置するように配置されている。
As a mode for changing the second angle β, for example, as shown in FIG. 10, a configuration in which the position of the
ここで、例えば、初期状態における第1応力F1の場合よりも、第1角度αが大きい第2応力F2がブラシ122にかかった場合について説明する。制御部90は、トルク検出部73により検出された検出結果に応じて、第1応力F1から第2応力F2に変動したと判断した場合、固形潤滑剤110を上方、つまり、感光体ドラム413側に移動させる(図11参照)。このようにすることで固形潤滑剤110を削るために弾性変形したブラシ122の形状が戻りきる前に感光体ドラム413に接触する。そのため、基準線Lとブラシ122の先端122Aとがなす第2角度βを変動させることができる。第2角度βは、例えば、初期状態の10°から30°の範囲に変動させることができる。
Here, for example, a case where the second stress F2 having a larger first angle α than the first stress F1 in the initial state is applied to the
また、図12に示すように、ブラシローラー120と感光体ドラム413の相対位置が近くなるようにブラシローラー120を移動させることで第2角度βを変動させても良い。具体的には、制御部90は、トルク検出部73により検出された検出結果に応じて、初期状態の二点鎖線位置から実線位置にブラシローラー120を移動させる。このようにすることで、第2角度βを変動させることができる。
Further, as shown in FIG. 12, the second angle β may be changed by moving the
また、上記実施の形態では、像担持体として感光体ドラム413を例示したが、本発明はこれに限定されず、ベルト部材であっても良いし、ローラー部材であっても良い。
Further, in the above embodiment, the
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of the embodiment in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be limitedly interpreted by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.
本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。 The present invention can be applied to an image forming system including a plurality of units including an image forming apparatus. The plurality of units include external devices such as a post-processing device and a network-connected control device.
1 画像形成装置
90 制御部
100 潤滑剤塗布装置
110 固形潤滑剤
120 ブラシローラー
121 芯金
122 ブラシ
413 感光体ドラム
1
Claims (10)
前記ブラシローラーの回転方向は、前記像担持体との接触位置における回転方向と同じであり、
前記ブラシは、前記ブラシローラーの回転方向に対して反対側に傾斜し、かつ、前記ブラシローラーの回転方向において、前記ブラシが前記像担持体に接触する最上流側の最上流接触位置で前記ブラシが前記像担持体から受ける力の方向と、前記ブラシローラーの回転中心と前記最上流接触位置とを結ぶ基準線とがなす第1角度が、前記基準線と、前記ブラシの先端とがなす第2角度に等しくなるように前記ブラシローラーに植設されている、
潤滑剤塗布装置。 A brush roller is provided, and a brush roller that applies the lubricant scraped from the solid lubricant by the brush to the image carrier is provided.
The rotation direction of the brush roller is the same as the rotation direction at the contact position with the image carrier,
The brush is inclined to the opposite side to the rotation direction of the brush roller , and in the rotation direction of the brush roller, the brush is at the most upstream contact position on the most upstream side where the brush contacts the image carrier. The first angle formed by the direction of the force received from the image carrier and the reference line connecting the rotation center of the brush roller and the most upstream contact position is the first angle formed by the reference line and the tip of the brush. Planted in the brush roller so as to be equal to two angles,
Lubricant application device.
請求項1に記載の潤滑剤塗布装置。The lubricant application device according to claim 1.
前記ブラシは、前記ブラシローラーの回転方向において、前記ブラシが前記像担持体に接触する最上流側の最上流接触位置で前記ブラシが前記像担持体から受ける力の方向と、前記ブラシローラーの回転中心と前記最上流接触位置とを結ぶ基準線とがなす第1角度が、前記基準線と、前記ブラシの先端とがなす第2角度に等しくなるように前記ブラシローラーに植設されており、
前記ブラシが前記像担持体から受ける力は、前記最上流接触位置において前記ブラシが前記像担持体に付与する力の反力と、前記ブラシと前記像担持体の接触部分で働く摩擦力とを合わせた応力である、
潤滑剤塗布装置。 A brush roller is provided, and a brush roller that applies the lubricant scraped from the solid lubricant by the brush to the image carrier is provided.
In the rotation direction of the brush roller, the brush has a direction in which the brush receives a force from the image carrier at the most upstream contact position on the most upstream side where the brush contacts the image carrier, and the rotation of the brush roller. A first angle formed by a reference line connecting the center and the most upstream contact position is planted in the brush roller so as to be equal to a second angle formed by the reference line and the tip of the brush .
The force that the brush receives from the image carrier is the reaction force of the force that the brush applies to the image carrier at the most upstream contact position, and the frictional force that acts at the contact portion between the brush and the image carrier. Is the combined stress,
Lubricant application device.
請求項1〜3の何れか1項に記載の潤滑剤塗布装置。 Rotational speed before Symbol brush roller is slower than the rotational speed of the image bearing member,
The lubricant application device according to any one of claims 1 to 3 .
前記トルク検出部により検出された前記ブラシローラーのトルクに応じて前記第1角度と前記第2角度とが等しくなるように前記ブラシローラーにおける前記潤滑剤の塗布量を制御する制御部と、
を備える、
請求項1〜4の何れか1項に記載の潤滑剤塗布装置。 A torque detector for detecting the torque of the brush roller,
A control unit that controls the amount of the lubricant applied to the brush roller so that the first angle and the second angle are equal in accordance with the torque of the brush roller detected by the torque detection unit;
With
The lubricant application device according to any one of claims 1 to 4 .
請求項5に記載の潤滑剤塗布装置。 The control unit moves the solid lubricant so that the relative positions of the solid lubricant and the brush roller are close to each other, thereby changing the bite amount of the brush roller with respect to the solid lubricant,
The lubricant application device according to claim 5 .
請求項5または請求項6に記載の潤滑剤塗布装置。 The control unit changes the rotation speed of the brush roller,
The lubricant application device according to claim 5 or 6 .
請求項5に記載の潤滑剤塗布装置。 The control unit moves the solid lubricant in the rotation direction of the brush roller,
The lubricant application device according to claim 5 .
請求項5に記載の潤滑剤塗布装置。 The control unit changes the amount of biting of the brush roller with respect to the image carrier by moving the brush roller so that the relative positions of the brush roller and the image carrier are close to each other,
The lubricant application device according to claim 5 .
画像形成装置。 Comprising a lubricant coating apparatus according to any one of claim 1 to 9
Image forming apparatus.
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