JP5533469B2 - 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、中間体クリーニングユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、中間体クリーニングユニット及び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、塗布ローラやスポンジローラなどの潤滑剤塗布用の塗布部材（以下、塗布ローラと称する）で、像担持体としての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。

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、重りの荷重あるいはスプリングの弾性力などを用いて潤滑剤塗布ローラに直線的に押圧付勢され、所定圧を確保することが既に知られている。

今までの潤滑剤塗布装置では、長尺な固形潤滑剤が挿嵌されている枠体内において摺動可能な状態を得るために、枠体の内面と固形潤滑剤の外側面との間にある程度の隙間が設けられている。そのため、潤滑剤塗布装置本体の振動など不意に該固形潤滑剤に長手方向の力が作用する際に固形潤滑剤が枠体内でずれ、塗布ローラの軸方向でもある上記長手方向へ移動する。

その結果、枠体の片側だけで潤滑剤との接触がおこる。片当たりすると、当たった側だけ摺動摩擦抵抗が増すため、押圧付勢力が塗布ローラの軸方向上で長手方向の一方と他方とでバランスを欠く状態となり、その結果、固形潤滑剤が正常な状態と比べて傾き、固形潤滑剤が塗布ローラに対してその長手方向で均等に接触せずに片当たりし、塗布量の不均一を生じてしまうという問題がある。

また、潤滑剤塗布装置の他の例として、長期にわたって長手方向に均一な量の潤滑剤を削り、像担持体上に塗布される潤滑剤量を均一にする目的で、固形潤滑剤を塗布ローラとしてのブラシローラに押圧付勢するよう該固形潤滑剤を支持する支持部材を加圧する加圧手段を設けたものがある。この加圧手段は、上記ブラシローラの軸と平行になるように固定された土台部材と、固形潤滑剤の上記支持部材を押圧するための弾性部材と、該土台部材と該支持部材とに、長手方向に関して互いに離れた複数個所に取り付けられた、同じ長さで同時に回動可能な複数の回動アーム、とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示の技術は、長期にわたり長手方向に均一量の潤滑剤を削り、像担持体上に塗布される潤滑剤量を均一にする点で本発明と似ている点がある。しかし、潤滑剤塗布装置本体の振動など不意に力が作用した場合に、枠体内で固形潤滑剤が該枠体の内壁に接触し傾く可能性があるという問題を解消できていない。

本発明は、上記の問題に鑑み、枠体と固形潤滑剤との接触を防止し、振動など不意に力が作用した場合にも固形潤滑剤が傾かないようにし、安定して潤滑剤塗布を行うことができる手段を提供することを課題とする。

本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）：固形潤滑剤と、回転しながら前記固形潤滑剤に当接することで該固形潤滑剤から粉体状の潤滑剤として削り取り、像担持体へ塗布を行う塗布ローラ（塗布部材）とを備えた潤滑剤塗布装置において、固形潤滑剤と固形潤滑剤を収容する枠体とに、それぞれが反発する向きに磁石を取り付けたこともしくは磁力を持たせた（請求項１）。
（２）：固形潤滑剤と、回転して前記潤滑剤を削り取り像担持体へ塗布を行う塗布ローラ（塗布部材）とを備えた潤滑剤塗布装置において、固形潤滑剤を保持する固形潤滑剤保持部材と固形潤滑剤を収容する枠体とに、それぞれが反発する向きに磁石を取り付けたこともしくは磁力を持たせた（請求項２）。
（３）：（２）記載の潤滑剤塗布装置において、固形潤滑剤は固形潤滑剤保持部材に固定されていることとした（請求項３）。
（４）：（１）乃至（３）の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤を塗布ローラ（塗布部材）へ押圧する部材は弾性体とした（請求項４）。
（５）：（１）乃至（４）の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、固形潤滑剤はステアリン酸亜鉛を含むこととした（請求項５）。
（６）：像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、前記像担持体に残留するトナーを回収するクリーニング手段のうちの少なくとも一つを備え、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されているプロセスカートリッジにおいて、（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の潤滑剤塗布装置を備えていることとした（請求項６）。
（７）：像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に露光して静電潜像を作成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給して静電潜像をトナーにより可視画像化する現像手段と、前記像担持体上に形成された可視画像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に転写後に残留するトナーを回収するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の潤滑剤塗布装置を備えることとした（請求項７）。
（８）：中間転写方式の画像形成装置に備えられ、トナーによる可視像を記録材に転写した後の中間転写体をクリーニングするクリーニング部材を備えた中間体クリーニングユニットにおいて、（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の潤滑剤塗布装置を備えていることとした（請求項８）。
（９）：中間転写方式の画像形成装置において、（６）記載のプロセスカートリッジおよび（８）記載の中間体クリーニングユニットのいずれか或いは両方を備えることとした（請求項９）。

枠体と固形潤滑剤或いは枠体と固形潤滑剤保持部材との接触を防止することで潤滑剤塗布装置本体の振動など不意に力が作用した場合にも固形潤滑剤の塗布ローラ（塗布部材）に対する傾きをなくし、安定して潤滑剤塗布を行うことができる。

潤滑剤塗布装置の正面図である。 潤滑剤塗布装置を側面からみた断面図である。 従来の潤滑剤塗布装置の一つを比較例として示した正面図である。 従来の潤滑剤塗布装置の一つを比較例として示した正面図である。 プロセスカートリッジの概略正面図である。 画像形成装置の概略構成図である。

例１．枠体に対する固形潤滑剤保持部材、固形潤滑剤などの当接を回避する例
本発明の実施の形態を比較例と対比して説明する。
図１は本発明にかかる潤滑剤材塗布装置４４の例である。潤滑剤塗布装置４４は、固定された枠体３ｅ内に長尺な棒状、直方体の固形潤滑剤Ｊと、固形潤滑剤Ｊに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布する塗布ローラ３ａとを備える。塗布ローラ３ａとしては、塗布ブラシやスポンジローラなどが用いられるが、塗布ブラシの方がよく用いられている。

塗布ローラ３ａは像担持体としてのドラム状をした感光体１に対向圧接するように配置されて軸支され、また、該塗布ローラ３ａに対向して固形潤滑剤Ｊ及びその押圧手段などを収容する枠体３ｅが配置され、枠体３ｅにはこれら固形潤滑剤Ｊ及びその押圧手段などを収容するための凹状の収納スペース５が形成されている。図２は図１における潤滑剤塗布装置を塗布ローラ３ａの軸直角に切断した断面図である。

収納スペース５は塗布ローラ１との対向部が開口されている角型の凹状空間からなる。
収納スペース５には該収納スペース５に緩く嵌合する固形潤滑剤Ｊが、補強部材である板状の潤滑剤支持板３ｃに保持されている。潤滑剤支持板３ｃと収納スペース５の底部との間には、塗布ローラ１の軸方向での２箇所で伸長性の加圧用ばね３ｄが配置されている。このばね３ｄの弾性により、固形潤滑剤Ｊは塗布ローラ３ａ側に向けて矢印６で示すように押圧されている。ばね３ｄの弾性による固形潤滑剤Ｊの塗布ローラ３ａに向けた移動は、固形潤滑剤Ｊの表面部が塗布ローラ３ａと当接することにより阻止されている。固形潤滑剤Ｊの塗布ローラ３ａに対する押圧、固形潤滑剤Ｊの磨耗による送り出しのための動力には、ばね３ｄなど弾性体を用いている。格別の駆動力を用いず、安価な構成となっている。

固形潤滑剤Ｊは、ばね４の弾性により塗布ローラ３ａに押し付けられている。固形潤滑剤Ｊ及び潤滑剤支持板３ｃは収納スペース５に緩く嵌合し隙間を有することで収納スペース５内で塗布ローラ３ａに対して接離する方向（ばね４による押圧方向）に移動可能である。

感光体１に潤滑剤を塗布する場合、従来、感光体１及び塗布ローラ３ａが回転駆動され、固形潤滑剤Ｊが塗布ローラ３ａにより削られて感光体１に塗布されるが、画像形成装置本体の振動などで不意に力が作用した場合に、背景技術の欄で述べたように、固形潤滑剤Ｊが枠体３ｅに片当たりで接触し、傾く可能性があった。

そこで、本例では固形潤滑剤Ｊと枠体３ｅに、固形潤滑剤Ｊの長手方向上でそれぞれが反発する向きに磁力が作用するように磁石を取り付けた。図１に示すように、塗布ローラ３ａの軸方向上の一端側と他端側のそれぞれについて、より詳しくは、潤滑剤支持板３ｃと枠体３ｅとの対向する部位に間隔をあけて、磁石３ｆを反発力が作用するように取り付けている。

固形潤滑剤Ｊは潤滑剤支持板３ｃにしっかり固定保持されているものとする。潤滑剤支持板３ｃにより剛性が増すために、固形潤滑剤Ｊを塗布ローラ３ａに押し付けた際の潤滑剤自身の変形が少なくなり、塗布ローラ３ａに対して長手方向に均一に固形潤滑剤を塗布することができる。

対向する潤滑剤支持板３ｃと枠体３ｅの各部位に設ける各磁石３ｆは互いが反発する向きに磁力が作用するように磁極の向きを定めて取り付けられているため、磁気的な反発力により潤滑剤支持板３ｃと枠体３ｅは塗布ローラ３ａの軸方向上の一端側と他端側とのそれぞれで、潤滑剤支持板３ｃと枠体３ｅとが非接触状態となり、潤滑剤支持板３ｃと枠体３ｅが塗布ローラ３ａの軸方向上の一端側と他端側とのいずれか一方で片当たりするという不具合を生じなくなり、感光体１に対する潤滑剤の均一な塗布がなされ、また、固形潤滑剤は均一な磨耗状態となる。

図に示した例では、枠体３ｅと潤滑剤支持板３ｃに磁石３ｆを取り付けた構成となっているが、もちろん、潤滑剤支持板３ｃに代えて、固形潤滑剤Ｊに磁石を取り付けてもよい。固形潤滑剤Ｊに磁石を取り付ける場合には、固形潤滑剤Ｊが減少しても機能を果たすように基端側（潤滑剤支持板３ｃ側）に埋め込むとよい。枠体３ｅについては、図１のように枠体と別個に磁石３ｆを固定してもよいが、別の方法として、枠体３ｅの全部または必要な一部を磁性材でつくり、磁化させて磁力をもたせてもよい。

［比較例］
例１で説明したように、枠体３ｅと潤滑剤支持板３ｃに磁石３ｆを取り付けない場合を比較例として図３、図４に示す。
枠体３ｅと潤滑剤支持板３ｃに磁石３ｆを取り付けない場合には、画像形成装置本体の振動など不意に力が作用しない状態のもとでは、図３に示すように、潤滑剤支持板３ｃに保持された固形潤滑剤Ｊは、ばね３ｄの弾性により塗布ローラ３ａに均一に当接している。

しかし、画像形成装置本体の振動など不意に塗布ローラ３ａの長手方向に力が作用した場合、背景技術の欄でも述べたように、潤滑剤支持板３ｃおよびこれに保持された固形潤滑剤Ｊは枠体３ｅ内でずれ、塗布ローラ３ａの軸方向へ移動して枠体３ｅにぶつかり、接触による摺動抵抗が増すため、図４に示すように傾き、固形潤滑剤Ｊの塗布ローラ３ａに対する片当たりが生じて軸長手方向での潤滑剤塗布量の不均一を招いてしまう。

例１で述べた本発明によれば、潤滑剤支持板３ｃ（或いは固形潤滑剤Ｊ）が枠体３ｅにぶつかる片当たりの事態が回避されるので、従来、片当たりを起こすことにより固形潤滑剤Ｊの長手方向で生じた偏磨耗が起きず、結果として感光体１における潤滑剤塗布量の不均一も生じない。

例２．固形潤滑剤はステアリン酸亜鉛を含む例
固形潤滑剤Ｊ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Ｊは、潤滑剤支持板３ｃに両面テープあるいは接着剤などで固定されている。

例３．潤滑剤塗布装置をプロセスカートリッジに組み込んだ例である。
図５に、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジ４５の断面図を示す。
プロセスカートリッジ４５は、像担持体としての感光体１の周りに、感光体１を帯電させる帯電手段４１、感光体１にトナーを供給する現像手段４２、本発明の潤滑剤塗布装置４４、感光体１に残留するトナーを回収するクリーニング手段４３等を有した構成で一体としている。なお、帯電手段４１と現像手段４２との間は露光用のレーザ光が照射される領域である。

画像形成装置では、一般的にその構成が複雑であり、構成する各手段を容易に交換したりすることが困難である場合が多いが、本形態のように一体化したプロセスカートリッジ４５とすることで、交換時の操作性やメンテナンス性を向上させることができる。

図５では、潤滑剤塗布装置４４を、矢印４６で示す感光体１の回転方向に対してクリーニングブレード４３ａの上流側に配置した構成としている。プロセスカートリッジ４５は、潤滑剤塗布装置４４の他に、感光体１、帯電手段４１、現像手段４２、クリーニング手段４３等、全てを備えているが、これに限らず、感光体１、帯電手段４１、現像手段４２、クリーニング手段４３のうちの少なくとも一つと潤滑剤塗布装置４４とを備えていれば足る。

例４．本発明の潤滑剤塗布装置を画像形成装置に組み込んだ例である。
図６はカラー画像形成装置構成図の一例である。画像形成装置はイエロー（以下Y）、シアン（以下C）、マゼンタ（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矢印Aの方向に回転駆動する。

次に、図５、図６を参照しつつ、カラー画像を得る過程について説明する。図６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手段４２にトナーが補給される。転写紙２０が、給紙コロ２１により送り出されて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。

一方、あらかじめ帯電ローラ４１によって一様に帯電された感光体１は、書き込みユニット２５からのレーザ光Ｌにて露光走査され、感光体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手段４２により現像され、これにより感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ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はトナー像を担持する像担持体からなる。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、給紙コロ２１から送り出され、レジストローラから再スタートした転写紙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１上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段４３によって、また中間転写ベルト３１上の残留トナーは中間体クリーニング手段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手段に設けた廃トナー搬送スクリュにより画像形成装置に設けられた廃トナー収容器に排出される。

本例のカラー画像形成装置において、４つの各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋまわりの構成は、図５で説明したプロセスカートリッジを配置した構成とすることもできるし、或いは、プロセスカートリッジとせずに、プロセスカートリッジの各要素である帯電手段４１、現像手段４２、クリーニング手段４３（クリーニングブレード４３ａ、潤滑剤塗布装置４４を含む）を個々に画像形成装置本体に組み付ける構成でもよい。

また、本例のように中間転写方式のカラー画像形成装置でなく、直接転写方式の画像形成装置においても、その感光体のクリーニング手段において同じように適用することができる。所謂タンデム方式、直接転写方式のカラー画像形成装置でも同様に適用できる。

本例において、中間転写ベルト３１は像担持体からなり、中間体クリーニング手段３３は、該中間転写ベルト３１の表面を保護するため、感光体１におけるクリーニング手段４３と同様の構成を有している。中間体クリーニング手段３３は、図６に示すように、中間転写ベルト３１を支持する支持ローラ４７に対向して配置されている。支持ローラ４７上の中間転写ベルト３１に対向して、クリーニングブレード４３ａに対応するクリーニングブレード３３ａと、該クリーニングブレード３３ａよりも中間転写ベルト３１の回転方向上流側に、潤滑剤塗布装置４４に対応する潤滑剤塗布装置４８を有している。この潤滑剤塗布装置４８についても、前記本発明にかかる潤滑剤塗布装置４４における特徴を全て具備させることができる。

１ 像担持体（感光体）
３ａ 塗布ローラ
３ｃ 潤滑剤支持板
３ｄ ばね
３ｅ 枠体
３ｆ 磁石
５ 収納スペース
１０ トナーボトル
２０ 転写紙
２１ 給紙コロ
３１ 中間転写ベルト
３２ 転写ローラ
３４ ２次転写ローラ
４０ 定着ユニット
４１ 帯電手段
４２ 現像手段
３３、４３ クリーニング手段
４３ａ クリーニングブレード
４４、４８ 潤滑剤塗布装置
４５ プロセスカートリッジ
４７ 支持ローラ
３１ 中間転写ベルト
Ａ、４６ 矢印
Ｊ 固形潤滑剤
Ｌ レーザ光

特開２００７−１４０３７７号公報

Claims (9)

1. 固形潤滑剤と、回転しながら前記固形潤滑剤に当接することで該固形潤滑剤から粉体状の潤滑剤として削り取り、像担持体へ塗布を行う塗布部材とを備えた潤滑剤塗布装置において、固形潤滑剤と固形潤滑剤を収容する枠体とに、それぞれが反発する向きに磁石を取り付けたこともしくは磁力を持たせたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 固形潤滑剤と、回転して前記潤滑剤を削り取り像担持体へ塗布を行う塗布部材とを備えた潤滑剤塗布装置において、
   固形潤滑剤を保持する固形潤滑剤保持部材と固形潤滑剤を収容する枠体とに、それぞれが反発する向きに磁石を取り付けたこともしくは磁力を持たせたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
3. 請求項２記載の潤滑剤塗布装置において、
   固形潤滑剤は固形潤滑剤保持部材に固定されていることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、
   潤滑剤を塗布部材へ押圧する部材は弾性体であることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、固形潤滑剤は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. 像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体にトナーを供給する現像手段と、前記像担持体に残留するトナーを回収するクリーニング手段のうちの少なくとも一つを備え、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されているプロセスカートリッジにおいて、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に露光して静電潜像を作成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給して静電潜像をトナーにより可視画像化する現像手段と、前記像担持体上に形成された可視画像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体に転写後に残留するトナーを回収するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
   請求項１乃至５のいずれか１項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. 中間転写方式の画像形成装置に備えられ、トナーによる可視像を記録材に転写した後の中間転写体をクリーニングするクリーニング部材を備えた中間体クリーニングユニットにおいて、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を備えていることを特徴とする中間体クリーニングユニット。
9. 中間転写方式の画像形成装置において、請求項６記載のプロセスカートリッジおよび請求項８記載の中間体クリーニングユニットの何れか或いは両方を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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