JP7385176B2 - 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 - Google Patents
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Description
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、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、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等のシートPが収容される給紙装置、9はシートPの搬送タイミングを調整するレジストローラ(タイミングローラ)、10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ、を示す。
なお、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム12上でおこなわれる作像プロセスについては、図2をも参照することができる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5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。
書込み部2において、4つの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それぞれ射出される。各レーザ光は、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。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム12の表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ20が設置されている。そして、1次転写ローラ20の位置で、中間転写ベルト17上に、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム12上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
その後、感光体ドラム12の表面は、除電装置を通過して、感光体ドラム12における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング装置19の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置19に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、用紙などのシートPを収納する給紙装置7から、給紙ローラ8により給送されたシートPが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達したシートPは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
そして、定着工程後のシートPは、排紙ローラによって、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。
図2に示すように、プロセスカートリッジ10は、像担持体としての感光体ドラム12、感光体ドラム12を帯電する帯電装置14(帯電ローラ)、感光体ドラム12の表面に形成された潜像を現像する現像装置13(現像装置)、感光体ドラム12上の未転写トナーを除去するクリーニングブレード15(クリーニング装置)、感光体ドラム12の表面に潤滑剤を供給(塗布)する潤滑剤供給装置16、等で構成されている。プロセスカートリッジ10は、装置本体1に対して着脱可能(交換可能)に構成されている。
なお、各色のプロセスカートリッジは、ほぼ同一構造であるために、図2等にてプロセスカートリッジや感光体ドラムや現像装置は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
感光体ドラム12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12は、不図示のメインモータによって所定方向(図2の反時計方向である。)に回転駆動される。なお、本実施の形態では、後述する現像装置13や帯電装置14(帯電ローラ)や潤滑剤供給ローラ16aや搬送スクリュ16fも、それぞれ、メインモータからギア列を介した駆動力の伝達によってそれぞれ図2に示す矢印方向に回転駆動される。
そして、帯電装置14には、装置本体1に設置された電源部から所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム12の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、帯電装置14を感光体ドラム12に接触させているが、帯電装置14を感光体ドラム12に対して接触させずに微小ギャップをあけて対向させることもできる。
また、本実施の形態におけるクリーニングブレード15は、潤滑剤供給ローラ16aによって感光体ドラム12上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレードとしても機能する。
現像ローラ13aは、微小なギャップをあけて感光体ドラム12に対向するように配置されていて、感光体ドラム12との対向位置(現像ギャップ)には磁気ブラシが接触する現像領域(現像ニップ)が形成される。現像装置13内には、トナーTとキャリアCとからなる現像剤G(2成分現像剤)が収容されている。そして、現像装置13は、感光体ドラム12上に形成される静電潜像を現像する(トナー像を形成する。)。
なお、4つのトナーカートリッジ50Y、50M、50C、50BKは、装置本体1に着脱できるように構成されていて、トナーカートリッジ内のトナーがなくなると、新品のものに交換されることになる。
図2、図3を参照して、潤滑剤供給装置16は、感光体ドラム12に摺接するブラシ毛が周設されて感光体ドラム12上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ16a(潤滑剤供給回転体)、潤滑剤供給ローラ16a(ブラシ毛)に摺接する固形潤滑剤16b、潤滑剤供給ローラ16aに対して固形潤滑剤16bを付勢する付勢部材としての圧縮スプリング16c、潤滑剤供給ローラ16に付着したトナーなどの付着物を除去する掻取り部材16d(スクレーパ)、等が設置されている。
潤滑剤供給ローラ16aは、クリーニングブレード15に対して感光体ドラム12の回転方向上流側であって、1次転写ローラ20に対して感光体ドラム12の回転方向下流側に配置されている。
また、潤滑剤供給装置16には、クリーニングブレード15や潤滑剤供給ローラ16a(クリーニングローラ)によって装置内に回収された未転写トナーなどの付着物を装置外に向けて搬送する搬送部材としての搬送スクリュ16fが内設されている。
潤滑剤供給ローラ16aのブラシ毛としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、塩化ビニル等の樹脂繊維を用いることができ、必要に応じてカーボン等の導電付与剤が混入された導電繊維を用いることができる。また、ブラシ毛は、長さ(毛足)が0.2~20mm、ブラシ密度が2~10万F/inch2のものを用いることができる。
また、潤滑剤供給ローラ16aは、固形潤滑剤16bと感光体ドラム12とに摺接するように配置されていて、潤滑剤供給ローラ16aが回転することによって固形潤滑剤16bから潤滑剤を掻き取り、その潤滑剤を感光体ドラム12上に塗布する。
また、固形潤滑剤16b(潤滑剤保持部材16e)の後方部には、潤滑剤供給ローラ16aと固形潤滑剤16bとの接触ムラをなくすために圧縮スプリング16c(付勢部材)が配置されていて、固形潤滑剤16bを潤滑剤供給ローラ16aに向けて付勢している。
まお、掻取り部材16や搬送スクリュ16fについては、後でさらに詳しく説明する。
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12の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12の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12の表面を覆うことができる。そして、感光体ドラム12の表面を比較的均等に覆い帯電工程における電気的ストレスから良好に保護できることになる。
また、タルク、マイカ、窒化ホウ素のような板状構造を有する無機潤滑剤を使用することで、クリーニング装置(クリーニングブレード15)でのトナーや潤滑剤のすり抜けが生じにくくなり、帯電装置14を汚れにくくすることができる。
先に図3等を用いて説明したように、本実施の形態における潤滑剤供給装置16には、潤滑剤供給回転体としての潤滑剤供給ローラ16a、固形潤滑剤16b、掻取り部材16d、搬送部材としての搬送スクリュ16f、などが設置されている。
潤滑剤供給ローラ16aは、所定の回転方向に回転して、感光体ドラム12(像担持体)の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給回転体として機能する。
固形潤滑剤16bは、潤滑剤供給ローラ16a(潤滑剤供給回転体)に当接している。
掻取り部材16dは、感光体ドラム12(像担持体)に対して回転方向下流側(潤滑剤供給ローラ16aの回転方向の下流側である。)であって固形潤滑剤16bに対して回転方向上流側(潤滑剤供給ローラ16aの回転方向の上流側である。)の位置で潤滑剤供給ローラ16aに当接する自由端部16d3(当接部)が設けられている。
すなわち、掻取り部材16dは、固定端部16d4が装置ケースに固定されて、片持ち支持されている。そして、掻取り部材16dの自由端部16d3が潤滑剤供給ローラ16aのブラシ毛に摺接して、潤滑剤供給ローラ16aに付着していた付着物が掻取り部材16dによって機械的に掻き落とされることになる。
なお、上述したように掻取り部材16dによって掻き落とされる付着物には、感光体ドラム12から除去したトナーや紙粉や帯電生成物などの他に、感光体ドラム12に塗布することができなかった潤滑剤なども含まれることになるが、本願明細書等において、掻取り部材によって掻取られる「付着物」はそれらのすべてを含むものと定義する。
詳しくは、搬送スクリュ16fは、軸部に螺旋状にスクリュ部が形成されたスクリュ部材であって、図3の反時計方向に回転することでトナーなどの付着物(回収物)を廃トナーとして図4の左方から右方へ破線矢印方向に搬送する。搬送スクリュ16fによって図4の左方から右方に搬送された廃トナーは、排出口から排出されて廃トナー搬送経路40に流入されて、廃トナー搬送スクリュ10aによって廃トナー回収容器に向けて搬送される。なお、搬送スクリュ16fの軸方向(搬送方向)は、潤滑剤供給ローラ16aの軸方向に略一致している。搬送スクリュ16fの周囲は、掻取り部材16dと装置ケースとによって覆われていて、搬送スクリュ16fによる搬送経路となっている。
また、掻取り部材16dには、その開口16d1の下端から搬送スクリュ16f(搬送部材)に近づく方向に突出する突出部16d2が設けられている。この突出部16d2は、開口16d1から排出される付着物(回収物)を搬送スクリュ16fに向けて案内するガイド部として機能するものである。
なお、自由端部16d3の近傍は、幅方向(図3の紙面垂直方向である。)のほぼ全域にわたって、潤滑剤供給ローラ16aと固形潤滑剤16bとが設置された空間と、搬送スクリュ16fが設置された空間と、が連通している。これに対して、開口16d1は、図4に示すように、幅方向の全域ではなくて、幅方向の一部のみに形成されている。また、開口16d1は、幅方向(長手方向)に直交する短手方向の中央部に形成されている。
詳しくは、図5(A)を参照して、潤滑剤供給ローラ16aに付着した付着物は、掻取り部材161dによって積極的に掻取られるが、掻取られた後に自由端部の下方の領域Mで滞留してしまって潤滑剤供給ローラ16aに再付着してしまうものがある。そして、そのように潤滑剤供給ローラ16aに再付着した付着物は、固形潤滑剤16bとの接触部で再び潤滑剤供給ローラ16aから掻取られて、やがて固形潤滑剤16bと潤滑剤供給ローラ16aとの接触部の近傍(領域N)で滞留してしまう。そして、図5(A)に示す潤滑剤供給装置161のように、掻取り部材161dに開口が形成されていないものは、領域Nで滞留した付着物の逃げ場がないため、潤滑剤供給ローラ16aに再び付着してしまうことになる。このような場合、潤滑剤供給ローラ16aに再付着した付着物が固形潤滑剤16bと潤滑剤供給ローラ16aとの間に入り込んで、潤滑剤供給不良などの不具合が生じてしまう。
これに対して、図5(B)に示す潤滑剤供給装置162のように、掻取り部材162dに開口162d1が形成されたものは、領域Nで滞留した付着物を搬送スクリュ16fが設置された空間に排出可能であるため、図5(A)で説明した不具合が軽減される。しかし、図5(B)に示す潤滑剤供給装置162のように掻取り部材162に開口162d1を形成しても、付着物が開口16d1から搬送スクリュ16fに向けてスムーズに排出されなかったり、開口162d1から排出された付着物が開口162d1から逆流したりして、潤滑剤供給ローラ16aに再付着してしまうことがある。そして、そのように排出不良や逆流が生じてしまうと、図5(A)のものと同様に、潤滑剤供給ローラ16aに再付着した付着物が固形潤滑剤16bと潤滑剤供給ローラ16aとの間に入り込んで、潤滑剤供給不良などの不具合が生じてしまう。
したがって、潤滑剤供給ローラ16aに再付着した付着物が固形潤滑剤16bと潤滑剤供給ローラ16aとの間に入り込むことによる不具合も生じにくくなる。
すなわち、掻取り部材16は、突出部16d2がその他の部分に別部品として接合されているのではなくて、突出部16d2がその他の部分と一体的に形成されている。
これにより、突出部16d2が別部品として構成されている場合に比べて、部品点数が少なく、低コストで掻取り部材16を形成することができる。
なお、本実施の形態では、掻取り部材16dとして樹脂製シートを用いたが、掻取り部材16dとして金属板を用いることもできる。
詳しくは、突出部16d2(上面)の傾斜角は、付着物の多くを占めるトナーに対する安息角よりも大きく設定されている。
したがって、開口16d1から排出されたトナー(付着物)は、突出部16d2の上面を滞留することなく滑落して、搬送スクリュ16fの位置に落下することになる。そして、落下したトナー(付着物)は、搬送スクリュ16fによって搬送方向下流側(図4の右方である。)に向けて搬送されることになる。
そのため、搬送スクリュ16fと突出部16d2との隙間は極めて狭くなって、突出部16d2を滑落したトナー(付着物)が、搬送スクリュ16fと掻取り部材16dとの間の空間から自重落下してしまうようなことが生じにくくなる。そのため、搬送スクリュ16fと掻取り部材16dとの間の空間から自重落下したトナーが、領域Mから搬送スクリュ16fの位置に移動するトナーの動きを鈍らせてしまう不具合も生じにくくなる。
なお、突出部16d2と搬送スクリュ16fとの隙間がゼロであれば、上述したような不具合をさらに軽減することができるため、突出部16d2の先端部をマイラーなどの可撓性部材で形成して、搬送スクリュ16fに接触するように構成することもできる。
すなわち、突出部16d2の上面は、水平面なのではなく、搬送方向上流側から搬送方向下流側に下方に所定の傾斜角度θにて傾斜する傾斜面となっている。
したがって、開口16d1から排出されたトナー(付着物)は、突出部16d2の上面を、開口16d1の真下でも搬送方向上流側でもなく、主に開口16d1の搬送方向下流側に向けて滑落することになる。そのため、トナーが、突出部16d2の上面を、開口16d1の真下や搬送方向上流側に向けて滑落する場合に比べて、搬送スクリュ16fによる廃トナーの搬送を妨げることなく、突出部16d2から落下した後にスムーズに搬送スクリュ16fによって搬送方向下流側に搬送されることになる。
図6に示すように、変形例としての潤滑剤供給装置16も、掻取り部材16dに開口16d1と突出部16d2とが設けられている。
しかし、変形例では、開口16d1と突出部16d2とが、搬送方向(幅方向であって、図6の左右方向である。)の異なる位置に複数設けられている。
詳しくは、第1の開口16d1と突出部16d2とが幅方向中央位置よりも左側に設けられ、第2の開口16d1と突出部16d2とが幅方向中央位置よりも右側に設けられている。
このように、掻取り部材16dに複数の開口16d1及び突出部16d2を設けることで、開口16d1から搬送スクリュ16fに向けてのトナー(付着物)の排出性を高めることができる。
また、複数の突出部16d2は、それぞれ、搬送方向に傾斜する角度θ1、θ2が異なるように形成されている。具体的に、図6の左側に配置された第1の突出部16d2は、その搬送方向の傾斜角度θ1が、右側に配置された第2の突出部16d2の傾斜角度θ2に比べて大きくなるように形成されている(θ1>θ2)。
このように構成したのは、搬送方向下流側(図6の右側)の開口16d1から搬送スクリュ16fに向けて排出されるトナー量(付着物量)を、搬送方向上流側(図6の左側)の開口16d1から搬送スクリュ16fに向けて排出されるトナー量(付着物量)よりも少なくするためである。搬送スクリュ16fによる搬送経路では、搬送方向上流側に比べて搬送方向下流側の廃トナー量(領域Mから流入して搬送されるトナー(付着物)の量である。)が多くなるため、下流側の開口16d1からの排出量を上流側の開口16d1からの排出量よりも少なくなるようにすることで、搬送スクリュ16fによる搬送経路において局所的にトナー量が多くなってしまう不具合を軽減することができる。
なお、複数の開口16d1の形状や高さ位置や、複数の突出部16d2の傾斜角度θ1、θ2は、搬送スクリュ16fによる搬送経路における廃トナー量の搬送方向の偏りの状態に応じて最適化することが好ましい。
これにより、固形潤滑剤16bと潤滑剤供給ローラ16aとの接触部の近傍で滞留した付着物が潤滑剤供給ローラ16aに再付着する不具合を軽減することができる。
これに対して、これらの構成部材を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、それぞれ単体で画像形成装置本体1に対して着脱可能に設置されるように構成することもできる。特に、潤滑剤供給装置16が単体で画像形成装置本体1に着脱可能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、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
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装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、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可能に設置されるユニットと定義する。
また、本実施の形態では、潤滑剤供給ローラ16aに対して固形潤滑剤16bを付勢する付勢部材として圧縮スプリング16cを用いたが、付勢部材の構成はこれに限定されることなく、種々の形態のものを用いることもできる。
また、本実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム12の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置16に対して本発明を適用したが、像担持体としての中間転写ベルト17の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても本発明を適用することもできる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。
10 プロセスカートリッジ、
12 感光体ドラム(像担持体)、
15 クリーニングブレード、
16 潤滑剤供給装置、
16a 潤滑剤供給ローラ(潤滑剤供給回転体)、
16b 固形潤滑剤、
16c 圧縮スプリング(付勢部材)、
16d 掻取り部材(スクレーパ)、
16d1 排出口(開口)、
16d2 突出部(ガイド部)、
16d3 自由端部、
16d4 固定端部、
16f 搬送スクリュ(搬送部材)。
Claims (10)
- 所定の回転方向に回転して、像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給回転体と、
前記潤滑剤供給回転体に当接する固形潤滑剤と、
前記像担持体に対して前記回転方向の下流側であって前記固形潤滑剤に対して前記回転方向の上流側の位置で前記潤滑剤供給回転体に当接する自由端部を具備した掻取り部材と、
前記潤滑剤供給回転体に対して前記掻取り部材を介して対向して、前記掻取り部材によって掻取られた付着物を所定の搬送方向に搬送する搬送部材と、
を備え、
前記掻取り部材は、前記自由端部と固定端部との間に開口が形成されて、前記開口の下端から前記搬送部材に近づく方向に突出する突出部を具備したことを特徴とする潤滑剤供給装置。 - 前記掻取り部材は、前記自由端部の近傍と前記開口とを除いて、前記潤滑剤供給回転体と前記固形潤滑剤とが設置された空間と、前記搬送部材が設置された空間と、を隔絶するように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記突出部は、その上面が、前記開口の側から前記搬送部材の側に向けて下方に傾斜することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の潤滑剤供給装置。
- 前記突出部は、その上面が、前記搬送方向の上流側から下流側に向けて下方に傾斜することを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記突出部は、その先端部が、前記搬送部材に近接することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記開口と前記突出部とが、前記搬送方向の異なる位置に複数設けられたことを特徴とする請求項1~請求項5のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 前記複数の開口は、それぞれ、形状と高さ位置とのうち少なくとも一方が異なり、
前記複数の突出部は、それぞれ、前記搬送方向に傾斜する角度が異なることを特徴とする請求項6に記載の潤滑剤供給装置。 - 前記掻取り部材は、前記開口と前記突出部とが切り曲げ加工を施して形成されたものであって、前記潤滑剤供給回転体に対してカウンタ方向に当接することを特徴とする請求項1~請求項7のいずれかに記載の潤滑剤供給装置。
- 画像形成装置本体に対して着脱可能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8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ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1~請求項8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ことを特徴とする画像形成装置。
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-
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