(57)【要約】【課題】ブラシ部材を回転させて像担持体への潤滑剤塗布を行う場合に、多くの潤滑剤は像担持体には塗布されずに装置内に飛散し、さらに、潤滑剤の像担持体への塗布量が少ないと潤滑性、保護性を得ることができないため、クリーニング不良の発生、像担持体の放電による劣化の問題が発生するのを防止すること。【解決手段】ブラシ部材３の像担持体１への接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に潤滑剤塗布補助部材５を設け、この潤滑剤塗布補助部材の一端側を前記ブラシ部材に接触させ、他端側を前記像担持体に近接するように配置した。【選択図】図１
2010048934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および前記像担持体に固形状潤滑剤を塗布するための回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置よりも像担持体回転方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を配置すると共に、前記像担持体と前記ブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に潤滑剤塗布補助部材を設け、この潤滑剤塗布補助部材の一端側を前記ブラシ部材に接触させ、他端側を前記像担持体に近接するように配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および前記像担持体に固形状潤滑剤を塗布するための回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置よりも前記像担持体回転方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を配置すると共に、前記像担持体と前記ブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に、前記ブラシ部材の回転とともに前記ニップ部外方に移動しようとする潤滑剤粒子を堰き止めて前記像担持体表面側に導く潤滑剤塗布補助部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および前記像担持体に固形状潤滑剤を塗布するための回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置よりも前記像担持体回転方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を配置すると共に、前記像担持体と前記ブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に、潤滑剤塗布補助部材を設け、この潤滑剤塗布補助部材の一端側を前記ブラシ部材に接触させ他端側を前記像担持体に近接するように配置して、前記ブラシ部材の回転とともに前記ニップ部外方に移動しようとする潤滑剤粒子を堰き止めて前記像担持体表面側に導くようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置において、
前記潤滑剤塗布補助部材は前記ブラシ部材と接触する短冊形状の部材であり、前記ブラシ部材に付着した付着物を除去する機能を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置において、
前記固形状潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の画像形成装置において、
前記像担持体の表層に架橋構造を有するバインダー樹脂を用いた保護層を設け、さらに、該バインダー樹脂の構造中に電荷輸送材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の像担持体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、潤滑剤塗布装置の構成要素のうち、少なくとも前記像担持体、前記クリーニング装置、前記潤滑剤塗布装置をプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、画像形成装置本体に対して着脱自在にしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を備えた、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成は、光導電現象を利用して像担持体上に静電的な電荷の像（静電潜像）を形成し、この静電潜像に着色した帯電微粒子（トナー）を静電力で付着させて可視像とするプロセスで行われる。
【０００３】
かかる電子写真方式の画像形成装置において、その主要部品である像担持体や中間転写ベルトに、各種ワックスやフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）や高級脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛等）を潤滑剤として塗布する技術がある。この潤滑剤塗布の技術は電子写真のクリーニングプロセス、すなわち、像担持体や中間転写ベルトに残留したトナーや不純物をクリーニングブラシやクリーニングブレードで掻き取るというプロセスで起こる不具合を解消するために用いられるものである。
【０００４】
潤滑剤塗布による上記不具合の解消は、像担持体表面からトナーを除去するクリーニング性の向上によってなされる。潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより、像担持体の表面の摩擦係数が減少し、像担持体の表面に付着した付着物を容易に除去することができるようになる。すなわち、紙等の最終的な記録材に転写しきれず像担持体や中間転写ベルト上に残留してしまったトナーを、容易に除去することができるようになる。
【０００５】
近年、重合法により調整された球形状トナーが用いられ始めているが、これらは粒径分布が揃っており、かつ、小粒径化も効率良くおこなえることから、画質が向上することが明らかになっている一方で、像担持体上からのクリーニングが難しくなるという問題点もある。そのような技術的背景からも、潤滑剤を用いることによるクリーニング性の向上は、今後、更に重要な技術となると考えられる。
【０００６】
さらに、潤滑剤塗布による上記不具合の解消法としては、像担持体表面の放電による酸化劣化の防止を挙げることができる。像担持体に静電的な電荷の像（静電潜像）を形成するためには帯電手段によって像担持体表面を一様に帯電させる必要がある。具体的な帯電手段としては、近年では帯電ローラ部材に高電圧を印加して像担持体に直接放電させて帯電させる手段がある。
【０００７】
しかし、像担持体に対して直接放電して帯電させる方法では、像担持体表面が劣化するという問題が発生する。特に帯電ローラ部材を像担持体に接触させない、いわゆる非接触帯電ローラ方式においてはローラ部材に交流電圧を印加する必要があり、像担持体表面が劣化しやすいことが分かっている。劣化した像担持体表面は主にクリーニング部材であるクリーニングブラシやクリーニングブレードとの機械的摺擦により、摩耗しやすくなることが明らかになっている。
【０００８】
したがって、像担持体表面に潤滑剤を塗布する技術は放電による像担持体へのダメージを低減させるためにも重要な技術である。
【０００９】
一般的に、これらの潤滑剤は微量ずつ粉体の形態で像担持体表面に供給されるのであるが、その具体的な方法としては、ブロック状に固形成形された潤滑剤を、ブラシなどの塗布手段により削り取って粉体とし、ブラシに保持した粉体状の潤滑剤を像担持体に接触させて塗布する。
【００１０】
ブラシ部材による潤滑剤塗布はブラシ部材を回転させて塗布するため、固形成形された潤滑剤を像担持体にすべて塗布することが困難で、多くの潤滑剤は像担持体には塗布されずに装置内に飛散し画像形成装置内を汚染する。さらに、潤滑剤の像担持体への塗布量が少ないと潤滑性、保護性を得ることができないため、クリーニング不良の発生、像担持体の放電による劣化の問題が発生する。
【００１１】
（１）：これらの問題を解決するために、潤滑剤を供給する供給手段の下流側に飛散防止部材を設けている例がある（例えば、特許文献１の段落００２４、図４参照）。潤滑剤の供給手段は、回転するブラシで固形状潤滑剤を小さく削り取って粒子状にし、ベルト状をした中間転写体に供給するが、潤滑剤が小さい粒子であるために中間転写体に付着しなかった潤滑剤の粒子は飛散する。そこで、供給手段の下流側に潤滑剤の飛散防止部材を設けることにより、画像形成装置内部に拡散するのを防止することができるとしている。しかし、供給手段から飛散防止部材までの区間でブラシのまわりが開放されているこのような構成では、ブラシの回転により該区間でクリーニングユニット内には潤滑剤が飛散するので感光体ドラムへの塗布効率を上げる効果はなく潤滑剤の消費量が減少しない。特許文献１に記載されるようにブラシ部材（供給部材）から離れた位置でブラシの回転方向上で供給手段の下流側（中間転写体とのニップ部入り口側）に設けた飛散防止部材ではクリーニング装置内への飛散を防止することはできず有効に像担持体へ塗布されない。特許文献１の図４に示された構成によれば、ブラシの回転方向上で中間転写体とのニップ部出口側にはクリーニング手段を封止する板状部材がその先端部をブラシに近接させて設けているが、該板状部材の基端部は中間転写体の表面から離間する方向に傾斜しているため、塗布されずにブラシの回転と共にニップ部を通過しニップ部出口側から出される潤滑材粒子は、クリーニング手段外部へ飛散するおそれがある。
【００１２】
（２）：像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、像担持体に対して非接触で対向するとともに潤滑剤を担持する潤滑剤担持手段（ブラシ部材）と、潤滑剤担持手段に担持された潤滑剤を像担持体上に移行させる移行手段（電源、電極）を備えたものがある（例えば特許文献２参照）。特許文献２では、ブラシ部材は像担持体に非接触でありニップ部の概念がなく、ブラシを像担持体に接触させる本発明の方式とは相違する。ブラシ部材から放出、飛翔される潤滑剤をクリーニング装置内への飛散を防止して像担持体に導くような機械的な手段について開示がない。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２９５５０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１０３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、潤滑剤の飛散を防止すると共に粉状潤滑剤が像担持体に付着する効率を上げる手段を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
ブラシ部材による潤滑剤塗布メカニズムを解明すべく、本発明者が検討した結果、潤滑剤が像担持体に塗布される位置はブラシ部材のニップ部の出口側であり、ブラシ部材の回転方向ニップ部出口側で潤滑剤が飛翔して塗布されることがわかった。つまり、ブラシ部材が回転することより固形状潤滑剤を機械的に削り取り、粉状潤滑剤にしてブラシ部材に保持し、粉状の潤滑剤を像担持体に接触させて塗布する場合、像担持体とのニップ部で変形したブラシ部材が出口側で元の状態に戻る復元する反発力により粉状潤滑剤が飛翔して像担持体に塗布される。
【００１６】
本発明は、潤滑剤の飛散防止、粉状潤滑剤が像担持体に付着する効率を上げるため、トナー像を担持して表面移動する像担持体と、像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、トナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および像担持体に固形状潤滑剤を塗布する回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、潤滑剤塗布装置をクリーニング装置よりも像担持体回転方向上流側に配置させ、像担持体とブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に潤滑剤塗布補助部材を配置することを提案する。潤滑剤塗布補助部材により、飛翔した粉状の潤滑剤がクリーニング装置内部を汚染することを防止する。また、飛散する粉状の潤滑剤がなくなるので潤滑剤を像担持体に供給する効率が上がり、像担持体に対する潤滑剤の塗布が有効になされる。
前記課題を達成するため請求項１に係る発明は、トナー像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および前記像担持体に固形状潤滑剤を塗布するための回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、前記クリーニング装置よりも前記像担持体回転方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を配置すると共に、前記像担持体と前記ブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に潤滑剤塗布補助部材を設け、この潤滑剤塗布補助部材の一端側を前記ブラシ部材に接触させ、他端側を前記像担持体に近接するように配置した。
請求項２に係る発明は、トナー像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および前記像担持体に固形状潤滑剤を塗布するための回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、前記クリーニング装置よりも前記像担持体回転方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を配置すると共に、前記像担持体と前記ブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に、前記ブラシ部材の回転とともに前記ニップ部外方に移動しようとする潤滑剤粒子を堰き止めて前記像担持体表面側に導く潤滑剤塗布補助部材を設けた。
請求項３に係る発明は、トナー像を担持して表面移動する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング装置と、固形状潤滑剤および前記像担持体に固形状潤滑剤を塗布するための回転するブラシ部材を備えた潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置において、前記クリーニング装置よりも前記像担持体回転方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を配置すると共に、前記像担持体と前記ブラシ部材の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に、潤滑剤塗布補助部材を設け、この潤滑剤塗布補助部材の一端側を前記ブラシ部材に接触させ他端側を前記像担持体に近接するように配置して、前記ブラシ部材の回転とともに前記ニップ部外方に移動しようとする潤滑剤粒子を堰き止めて前記像担持体表面側に導くようにした。
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布補助部材は前記ブラシ部材と接触する短冊形状の部材であり、前記ブラシ部材に付着した付着物を除去する機能を有することとした。
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の画像形成装置において、前記固形状潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛とした。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像形成装置において、前記像担持体の表層に架橋構造を有するバインダー樹脂を用いた保護層を設け、さらに、該バインダー樹脂の構造中に電荷輸送材を有することとした。
請求項１乃至６の何れかに記載の像担持体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、潤滑剤塗布装置の構成要素のうち、少なくとも前記像担持体、前記クリーニング装置、前記潤滑剤塗布装置をプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、画像形成装置本体に対して着脱自在にした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、潤滑剤の飛散を防止すると共に粉状潤滑剤が像担持体に付着する効率を上げる手段を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
１．［比較例］
本発明の前提として潤滑剤塗布補助部材を有しない画像形成装置について比較例として説明する。
【００１９】
（画像形成装置の構成）：
図７は比較例として従来の潤滑剤を塗布する画像形成装置の構成を示している。図７において、従来の画像形成装置は、図中矢印Ａ方向に回転して表面移動する像担持体としての感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１は、アルミニウム基体の外周面に有機感光体からなる感光層を形成したものを用い、そのドラム表層がポリカーボネート製のものである。
【００２０】
この感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１を帯電する帯電手段としての帯電装置７と、帯電された感光体ドラム１に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置８と、感光体ドラム１上の静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段としての現像装置９と、感光体ドラム１上のトナー像をシート状媒体からなる記録材に転写する転写手段としての転写装置１０と、感光体ドラム１表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置１１及び感光体ドラム１表面の残留電荷を除電する手段としての除電装置１２が配置されている。また、転写装置１０により転写が行われる転写領域６０に対して、紙などの記録材Ｐが搬送される記録材搬送方向（図中矢印Ｅの方向）の下流側には、記録材Ｐ上のトナー像を定着させる定着手段としての定着装置（図示省略）が配置されている。
【００２１】
感光体ドラム１に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布装置として、固定潤滑剤２、ブラシ部材３、ブラシ部材３に付着した付着物を除去するフリッカ４等がひとつのまとまりとして、感光体ドラム１の回転方向上、クリーニング装置１１の上流に配置されている。
【００２２】
帯電装置７は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電するものである。この帯電装置７は、帯電部材を感光体ドラム１の表面に接触させ、又は感光体ドラム１の表面と微小な空隙を空けて配置し、これに帯電バイアスを印加することによって感光体ドラム１表面を所望の極性及び所望の電位に一様に帯電する。この帯電部材としては、例えば弾性体からなる帯電ローラや、ワイヤー電極とグリッド電極を用いたスコロトロン帯電器などを用いることができる。
【００２３】
露光装置８は、帯電装置７によって帯電された感光体ドラム１の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成するものである。この露光装置８は、例えば、発光素子としてＬＤ（Laser Diode）あるいはＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用し、一様に帯電された感光体ドラム１の表面に対して画像データに基づく光を照射することにより、その感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。なお、露光装置８としては、このような構成に限らず、広く公知のものを利用することができる。
【００２４】
現像装置９は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行うものである。この現像装置９は、固定配置された磁界発生手段としてのマグネットローラを内部に有する現像剤担持体としての現像ローラ９ａを備えている。この現像ローラ９ａは、表面に現像剤を担持しながら回転することによって、現像剤を感光体ドラム１と対向する現像領域へ搬送する。本実施形態では、現像剤としてトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用い、マグネットローラの磁力により現像領域でキャリアを穂立ちさせてブラシ状にして現像を行う磁気ブラシ現像方式を採用している。
【００２５】
現像剤としては、前記二成分現像剤のようにキャリアを用いることなくトナーのみからなる一成分現像剤を用いてもよい。現像ローラ９ａには、現像バイアス電源から現像バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム１と現像ローラ９ａとの対向領域で構成される現像領域９０において、現像ローラ９０の表面電位と感光体ドラム1表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が生じ、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、現像剤中のトナーが静電潜像へ付着する。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像がトナー像になる。なお、現像装置９としては、このような構成に限らず、広く公知のものを利用することができる。
【００２６】
転写装置１０は、感光体ドラム１上のトナー像を、図中矢印Ｅの方向に搬送されてくる記録材Ｐ上へ転写するものである。この転写装置１０は、転写ローラ等の転写部材を感光体ドラム１の表面に所定の押圧力で接触させ、その転写部材と感光体ドラム１との間の転写領域６０で転写ニップを形成する。
【００２７】
この転写ニップで記録材Ｐを挟み込んだ状態で、転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスを転写部材に印加することによって形成される転写電界により、感光体ドラム１表面上のトナー像を記録材Ｐ上へ転写させる。なお、転写部材としては、例えば弾性体からなる転写ローラや転写ベルトを用いることができる。さらに、直接、記録材Ｐに転写せず、複数のトナー像を重ねてから記録材Ｐに転写を行う中間転写ベルトを用いることができる。このようにしてトナー像が転写された記録材Ｐは、前記不図示の定着装置へ搬送され、ここでトナー像が定着された後、機外へ排出される。
【００２８】
クリーニング装置１１は、転写されずに感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーを感光体ドラム１の表面から除去するものである。クリーニング装置１１としては、感光体ドラム１表面上の転写残トナーを掻き取って除去するためのクリーニングブレード部材を用いている。
【００２９】
クリーニングブレード部材はポリウレタンのブレード部材を金属支持体に貼り付けたものを用い、感光体ドラム１との当接方法は感光体ドラム１の回転方向を示す矢印Ａに対してカウンタ方向に接触させている。クリーニングブレード部材に関しては感光体ドラム１からのトナー除去のみならず、記録材Ｐとして紙を使用したときの紙粉、帯電装置７によって感光体ドラム１を放電により帯電するときの放電生成物、トナーに添加されている添加剤などの不純物を感光体ドラム１から除去する機能も有している。
【００３０】
さらに、ブラシ部材３により塗布された粉状潤滑剤を膜状にする機能も有している。ブラシ部材３により塗布された潤滑剤は粉状の状態であるため感光体ドラム１上の潤滑性は十分に発揮されない。潤滑剤を発揮させるためには、感光体ドラム１表面に潤滑剤を膜状にする必要があるためである。
【００３１】
除電装置１２は、感光体ドラム１表面の残留電荷を除去するものである。残留電荷が除去された感光体ドラム１の表面は、次の画像形成に寄与することになる。なお、この除電装置７は、ＬＥＤなどを用いた光除電方式を採用しているが、これに限られるものではない。
【００３２】
ブラシ部材３は回転するローラ形状で、固形状潤滑剤２と接触するように設置され、ブラシ部材３が回転することにより固形状潤滑剤２を削り取る。このとき、粉体となった潤滑剤はブラシ部材３を構成するブラシ繊維毛表面に付着保持される。固形状潤滑剤２のブラシ対向面と反対側にはブラシ部材３と固形状潤滑剤２との接触ムラをなくすためにバネ部材６１が配置され、固形状潤滑剤２をブラシ部材３に押し付ける構成となっている。
【００３３】
ブラシ部材３としては、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩ビ等の樹脂繊維からなっており、必要に応じては前述の樹脂繊維にカーボン等の導電付与剤を混ぜた導電繊維を使用してもよい。ブラシ部材３は、金属からなる芯金に長さ０．２〜２０(ｍｍ)、好ましくは０．５〜１０(ｍｍ)の範囲のブラシ毛が基布上に植毛されたブラシをスパイラル上に巻き付けて構成している。
【００３４】
ブラシ毛の長さが２０(ｍｍ)以上では、ブラシ部材３の稼動時間とともに固形状潤滑剤２および感光体ドラム１との繰り返し摺擦により、ブラシ体の逆方向の傾斜角が減少して倒毛し、固形状潤滑剤２のかき取り性、感光体ドラム１への潤滑剤塗布性が低下する。ブラシの毛の長さが、0.2(ｍｍ)以下では、固形状潤滑剤２に対する物理的な力が不足する。したがって、０．２〜２０(ｍｍ)好ましくは０．５〜１０(ｍｍ)の範囲にすることが好ましい。
【００３５】
ブラシ毛は、ブラシ密度１〜５０(万本／ｉｎｃｈ２)、ブラシ抵抗１０−２  〜 １０１２  (Ω・ｃｍ)が好ましく、本実施の形態では、ブラシ長３(ｍｍ)、ブラシ密度１０(万本／ｉｎｃｈ２)、ブラシ抵抗１０５ (Ω・ｃｍ)のものを用いている。
【００３６】
本例の画像形成装置は、感光体ドラム１に潤滑剤を塗布するための固形状潤滑剤２と固形状潤滑剤２を削り取り、感光体ドラム１に塗布するためのブラシ部材３と潤滑剤塗布補助部材５を有している。
【００３７】
本例ではブラシ部材３は感光体ドラム１と異なる方向となる矢印Ｂ方向に回転する。したがって、塗布方向としては順方向塗布になる。したがって、潤滑剤塗布補助部材５は感光体ドラム１の回転方向上、クリーニング装置１１の上流側（ブラシ部材３の感光体ドラム１に対するニップ部出口側）に配置している。
【００３８】
（感光体ドラムに対する潤滑剤塗布のメカニズム）：
ブラシ部材３から感光体ドラム１に粉状の潤滑剤が塗布されるメカニズムについて説明する。固形状潤滑剤２とブラシ部材３と感光体ドラム１の配置を拡大して示した図８において、ブラシ部材３は感光体ドラム１に対して、一定の間隔（食い込み量）で接触させるため感光体ドラム１とブラシ部材３にはニップが形成される。
【００３９】
このニップ部では、ブラシ部材３のブラシ毛はブラシ部材３の回転方向を示す矢印Ｂとは異なる方向に倒れる。ニップ部で倒れたブラシ毛はブラシ部材３が回転していることから、やがてニップ部出口側で開放されることになり、ブラシ毛は元の状態に戻ろうとする。このときブラシ毛は復元力により激しく矢印Ｃ方向（ブラシ回転方向）に反発力で移動する。この反発力による移動でブラシ部材３に保持していた粉状の潤滑剤がブラシ部材３から離れ、飛翔して感光体ドラム１に塗布される。
【００４０】
このようにブラシ部材３の感光体ドラム１とのニップ部出口側で粉状の潤滑剤が飛翔して感光体ドラム１に付着するが、ブラシ部材３による固形状潤滑剤２のかき取り力が大きくなって、ブラシ部材３内での粉状潤滑剤の保持量が多くなった時や、ブラシ部材３と感光体ドラム１とのニップ部においてブラシ毛が倒れすぎて、反発力が大きくなった時には飛翔する潤滑剤の量が多くなってしまうことがある。
【００４１】
図９はブラシ部材３内での粉状潤滑剤の保持量が多くなり、必要以上の潤滑剤が飛翔して飛散する様子を示したものである。このように潤滑剤が飛散すると感光体ドラム１へ付着しないものが発生し、感光体ドラム１に塗布するのに必要な固形状潤滑剤の量が不足したり、他の部材を汚したり様々な不具合が発生してしまう。
【００４２】
２．［本発明の例］
潤滑剤塗布補助部材を有する潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置について説明する。
【００４３】
（画像形成装置の構成）：
図１は本発明に係る画像形成装置の概略構成を示したもので、感光体ドラム１に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布装置として、固形状潤滑剤２、バネ部材６１、ブラシ部材３、潤滑剤塗布補助部材５、これらを覆うケース等がひとつのまとまりとして、感光体ドラム１の回転方向上、クリーニング装置１１の上流に配置されている。前記図７で説明した比較例との相違点は、図７で示したフリッカ４が無く、潤滑剤塗布補助部材５が設けられている点である。その他の構成は図７に即して説明した内容と同じである。また、感光体ドラムに対する潤滑剤塗布のメカニズムについても、前記比較例で述べた内容と基本的には同じである。
【００４４】
（潤滑材塗布補助部材の構成）（請求項１〜３対応）：
図２は本発明の特徴である、クリーニング装置１１よりも感光体ドラム回転方向上流側であって感光体ドラム１とブラシ部材３の接触ニップ部のブラシ回転方向ニップ部出口側近傍に潤滑剤塗布補助部材５を配置した実施例図である。潤滑剤塗布補助部材５は、その一端側をブラシ部材３に接触させ、他端側を感光体ドラム１の円周面に近接するように配置している。潤滑剤塗布補助部材５は板状をしていて、ブラシ部材３および感光体ドラム１の軸方向（長手方向：図２の紙面を貫く方向）に長く、これらブラシ部材３や感光体ドラム１に沿って略同じ長さで配置されている。
【００４５】
潤滑剤塗布補助部材５は、ブラシ部材３の回転とともに前記ニップ部外方に移動しようとする潤滑剤粒子を堰き止めて感光体ドラム１の表面側（円周面側）に導き、塗布する。
【００４６】
このように必要以上の潤滑剤が飛翔して飛散することを潤滑剤塗布補助部材５により閉じ込めることができ、必要以上の潤滑剤が飛翔して飛散しようとしても、潤滑剤塗布補助部材５により感光体ドラム１へ付着するようになり潤滑剤の塗付効率が大きく改善されるとともに、装置内の潤滑剤による汚れを防止することができる。
【００４７】
上記のとおり、潤滑剤塗布補助防止部材５はその一端側をブラシ部材３と接触している構成となっている。図３は潤滑剤塗布補助部材５とブラシ部材３の接触部を拡大して示している。前記比較例で、図１に即した説明で述べたように、従来の潤滑剤塗布装置では、ブラシ部材３に付着した付着物を除去するためにフリッカ４などの手段をブラシ部材３に接触させ、付着物を除去する構成としている。この場合、部品の数が多くなりコストアップや、スペースの確保が課題となる場合がある。この点、本発明では潤滑剤塗布補助部材５にフリッカ機能を持たせるために、潤滑剤塗布補助部材５の一端側を、ブラシ部材３と接触させている。
【００４８】
図３において、潤滑剤塗布補助部材５が回転するブラシ部材３に接触することによりブラシ毛が矢印Ｂ方向とは異なる方向に倒れ、潤滑剤塗布補助部材５から離れたときのブラシ毛の復元力によりブラシ部材３に付着しているトナー及び塗布しきれなかった粉状潤滑剤を除去することができる。
【００４９】
以上のとおり、本例では、粉状潤滑剤の飛散を防止する。また、粉状潤滑剤が感光体ドラム１に付着する効率が上がる。すなわち、ブラシ部材３が回転することより固形状潤滑剤２を機械的に削り取り、粉状潤滑剤にしてブラシ部材３に保持し、粉状の潤滑剤を感光体ドラム１に接触させて塗布する場合、感光体ドラム１とのニップ部で変形したブラシ部材３がニップ出口側で元の状態に戻る復元する反発力により粉状潤滑剤が飛翔して感光体ドラム１に塗布される。このとき、従来は、感光体ドラム１に付着しない粉状の潤滑剤が多数飛散し、画像形成装置内が汚染されるが、本発明では潤滑剤飛散防止部材５を設けることにより、飛翔した粉状の潤滑剤が装置内部を汚染することを防止することができる。また、飛散する粉状潤滑剤量が減るので潤滑剤を像担持体に供給する効率が上がる。さらに、潤滑剤塗布装置をクリーニング装置の像担持体回転方向上流側に配置させることにより、クリーニング装置としてブレード部材を用いた場合、粉状潤滑剤の像担持体への潤滑機能発現のための分子膜化を効率よく行える。
【００５０】
（請求項４対応）：
潤滑剤塗布補助部材５は短冊状（長板状）である。ゴム部材や樹脂部材を用いることができる。或いは、薄い金属板を用いても良い。ブラシ部材３にある量食込ませて（押し込んで）接触させたとき、ブラシ部材３が回転方向と異なる方向に倒れる強度があるものならばブラシ部材に付着した付着物を除去する機能を発揮するのでよい。
【００５１】
本例は、ブラシ部材による固形状潤滑剤の研磨効果の向上を図るため、ブラシ部材３は感光体ドラム１に接触し回転しているため、感光体ドラム１の転写残トナーや不純物をブラシ部材３に保持している。したがって、従来は、通常これらを除去するためのフリッカーなどの除去部材をブラシ部材に接触させてブラシ部材を清掃していた。本発明では、請求項１の潤滑剤飛散防止部材をブラシ部材３の清掃用部材としても使用することで、装置を小型化、コストを低減することができる。
【００５２】
（請求項５対応）：
本実施例で用いている固形状潤滑剤２としては、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解したもので、塗りすぎによる副作用がなく、十分な潤滑性があるものを用いる。
【００５３】
ステアリン酸亜鉛のようなラメラ結晶紛体を使用することは好適である。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おり、剪断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすくなる。この作用が低摩擦係数化につながり、剪断力を受けて均一に感光体ドラム１表面を覆っていくラメラ結晶の特性は少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム１表面を覆うことが出来る。この低摩擦係数化によって、クリーニング装置としてのブレード部材がそのクリーニング性能を発揮することができる。
【００５４】
ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチュウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸基を持つものを使用することが出来る。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸バリウム、オレイン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様や、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛、以下、ステアリン酸と同様を使用して良い。他にも、脂肪酸基として、カプリル酸、リノレン酸、コリノレン酸なども使用出来る。更に、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリンなどのワックスも使用出来る。これらは有機系の固形状潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良いため使い易い。
【００５５】
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おり、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。この作用が低摩擦係数化に効果があり、せん断力を受けて均一に像担持体表面を覆っていくラメラ結晶の特性は少量の潤滑剤によって効果的に像担持体表面を覆うことが出来、少量の潤滑剤によって効果的に像担持体表面を覆い潤滑性を発揮させることができた。
【００５６】
（請求項６対応）：
本発明の感光体ドラム１について説明する。本実施形態に用いられる像担時体としての感光体ドラム１は負帯電性の有機感光体であり、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
【００５７】
図４は、本実施形態に用いた感光体ドラム１の一部を切り出して示した断面図である。基層としての導電性支持体５０上に、絶縁層である下引き層５１が設けられている。そして、その上に感光層としての電荷発生層５２、電荷輸送層５３が設けられている。さらにその上に表面保護層５４が積層されている。
【００５８】
導電性支持体５０としては、体積抵抗１０１０（Ω・ｃｍ）以下の導電性を示すものを用いることができる。感光層は単層でも積層でもよいが、説明の都合上、先ず電荷発生層５２と電荷輸送層５３とからなる積層構成の場合から述べる。電荷発生層５２は、電荷発生物質を主成分とする層である。
【００５９】
電荷発生層５２には公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ、これらは有用に用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、２種以上混合して用いることも可能である。
【００６０】
電荷発生層５２は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上、あるいは下引き層上に塗布し、乾燥することにより形成される。塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。電荷発生層５２の膜厚は、０．０１〜５（μｍ）程度が適当であり、好ましくは０．１〜２（μｍ)である。
【００６１】
電荷輸送層５３は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により単独あるいは２種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。電荷輸送物質の量は結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から、２５（μｍ）以下とすることが好ましい。下限値に関しては、使用するシステム（特に帯電電位等）に異なるが、５（μｍ）以上が好ましい。
【００６２】
次に感光層が単層構成の場合について述べる。感光層は、前述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを導電性支持体５０上ないし、下引き層５１上に塗布、乾燥することによって形成できる。電荷輸送物質を含有させずに、電荷発生物質と結着樹脂とから構成してもよい。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００６３】
結着樹脂としては先に電荷輸送層５３で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層５２で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂１００重量部に対する電荷発生物質の量は５〜４０重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は０〜１９０重量部が好ましく、さらに５０〜１５０重量部であればより好ましい。
【００６４】
感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコートなどで塗工して形成できる。感光層の膜厚は、５〜２５（μｍ）程度が適当である。
【００６５】
下引き層５１は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。また、これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。
【００６６】
更に本発明の下引き層５１、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2 等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は０〜５（μｍ）が適当である。
【００６７】
本発明では最表面層に機械的磨耗を防止するために保護層５４を有している。保護層５４のバインダー構成として、架橋構造からなる保護層54も有効に使用される。架橋構造の形成に関しては、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。
【００６８】
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層54としての機能を十分に発現することが可能となる。
【００６９】
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００７０】
さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
【００７１】
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で1官能及び2官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
【００７２】
また本発明においては、熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合があるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
【００７３】
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主には波長４００（ｎｍ）以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
【００７４】
このように形成した網目構造を有する電荷輸送層５３は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層５４を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する保護層を形成してもよい。
【００７５】
上述した表層に非常に硬い保護層を設けた像担持体としての感光体ドラム１を用いることにより、感光層としての機能が損なわれないようにしたまま本発明の画像形成装置のクリーニング部材、ブラシ部材３による所謂、感光体の膜削れ現象を防止することができる。
【００７６】
感光体ドラム１の表層に非常に硬い保護層を設けることにより、ブレード部材３およびブラシ部材３により感光体ドラム１が削れることを防止できた。また、バインダー樹脂の構造中に電荷輸送材を分散させることにより、感光層としての機能が損なわれないようにすることができ、感光体ドラム１の耐磨耗性向上を図ることができた。
【００７７】
（請求項７対応）：
図５は、感光体ドラム１、帯電装置としての帯電ローラ２１、現像装置２２、クリーニング装置２３、潤滑剤塗布装置（固形状潤滑剤２、ブラシ部材３、潤滑剤塗布補助部材５、バネ部材６１）を共通の支持体９５に取り付けたプロセスカ−トリッジ１００として一体に結合して構成し、画像形成装置本体に対して着脱自在にした概略構成を示す断面図である。すなわち、像担持体としての感光体ドラム１と感光体ドラム１を帯電するための帯電ローラ２１と感光体ドラム１にトナーで現像する現像装置２２と感光体ドラム１に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置２３と本発明の特徴である潤滑剤塗布装置（固形状潤滑剤２、ブラシ部材３、潤滑剤塗布補助部材５、バネ部材６１）共通の支持部材で保持した構成である。なお、プロセスカートリッジとしては、少なくとも感光体ドラム１、クリーニング装置２３、潤滑剤塗布装置を含む構成であればよい。
【００７８】
本例ではプロセスカートリッジに潤滑剤塗布装置を搭載しているが、潤滑剤が飛散しない。また、一般に、このような電子写真方式の画像形成装置は、その構成が複雑で、これを構成する各装置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、本実施形態のように交換等が必要な装置について一体に支持したプロセスカートリッジとすることで、その交換等が容易となり、メンテナンス性が向上し、利便性が向上する。
【００７９】
潤滑剤塗布補助部材５を配置した潤滑剤塗布装置を備えた本発明の画像形成装置と従来の画像形成装置の比較を行うために、RICOH製IPSiO SP C411で実験を行った。
【００８０】
本発明の画像形成装置の構成はその一部が図５の例のようなプロセスカートリッジとし、従来のデータはIPSiO SP C411のプロセスカートリッジをそのまま使用した。図６は、固形状潤滑剤の消費量と感光体ドラム１に塗布された潤滑剤の重量の関係を示したデータである。破線Ｌ３は理想の直線を示している。つまり、固形状潤滑剤がすべて感光体ドラムに塗布された状態を示している。従来の構成では細線Ｌ１で示すように、約４０（％）の固形状潤滑剤しか感光体ドラムに塗布されなかったデータに対して、本発明の構成では太い実線Ｌ２で示すように、理想のデータまでには至っていないが、約８０（％）の固形状潤滑剤が感光体ドラム１に塗布された結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示した部構成を示した正面図である。
【図２】ブラシまわりの潤滑剤粒子の様子を説明した図である。
【図３】潤滑剤固定部材による感光体ドラムへの潤滑剤の塗布機能、ブラシからの潤滑剤除去機能を説明した図である。
【図４】感光体ドラムの断面図である。
【図５】プロセスカートリッジ及びその構成部材を示した概略正面図である。
【図６】固形状潤滑剤の消費量と感光体ドラムに塗布された潤滑剤の量の関係を示したデータである。
【図７】従来の画像形成装置の概略構成を示した正面図である。
【図８】感光体ドラムへの潤滑材の塗布の様子を説明した図である。
【図９】感光体ドラムへの潤滑材が塗布されずに飛散する様子を説明した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  （像担持体としての）感光体ドラム
２  固形状潤滑剤
３  ブラシ部材
５  潤滑剤塗布補助部材
７  帯電装置
８  露光装置
９  現像装置
１０  転写装置
１１、２３  クリーニング装置
１２  除電装置
２１  帯電ローラ
２２  現像装置
５０  導電性支持体
５１  下引き層
５２  電荷発生層
５３  電荷輸送層
５４  表面保護層
６０  転写領域
６１  バネ部材
９０  現像領域
９５  支持体
１００  プロセスカートリッジ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ  矢印
Ｐ  記録材
【図１】
2010048934.tif 000003
【図２】
2010048934.tif 000004
【図３】
2010048934.tif 000005
【図４】
2010048934.tif 000006
【図５】
2010048934.tif 000007
【図６】
2010048934.tif 000008
【図７】
2010048934.tif 000009
【図８】
2010048934.tif 000010
【図９】
2010048934.tif 000011