(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるプロセスユニットであって、表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体表面のトナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体にトナー像を転写した後の像担持体表面から除去された転写残トナー及び記録媒体にトナー像を転写した後の中間転写体表面から除去された転写残トナーが送り込まれるクリーニングケースと、該クリーニングケースから搬送されたトナーを収容する廃トナー収容部とを具備するプロセスユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスユニットを具備する画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプロセスユニットと、固定本体と、該固定本体に回動可能に枢支された回動本体を有し、前記プロセスユニットが前記回動本体に着脱可能に装着されていると共に、該回動本体を開放位置に回動させることにより、前記プロセスユニットを交換することができるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセスユニットと画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【０００３】
図１は、プリンタとして構成されたカラー画像形成装置の内部構造を示す概略図である。ここに示した画像形成装置の本体１は、床面などの設置面に不動に載置される固定本体２と、この固定本体２に回動可能に枢支された回動本体３とから成り、この回動本体３に、複数のプロセス要素を一体的に組付けて成るプロセスユニット４が着脱可能に装着されている。図２はプロセスユニット４の内部を示す断面図である。
【０００４】
図１及び図２において、プロセスユニット４のユニットケース５に回転自在に支持されたローラ６，７には、像担持体の一例を構成する無端ベルト状の感光体８が巻き掛けられている。像担持体として、ドラム状の感光体や、誘電体ドラム又は誘電体ベルトなどを用いることもできる。またこの感光体８に対向した位置には帯電チャージャ９より成る帯電装置が配置され、この帯電チャージャ９もユニットケース５に支持されている。
【０００５】
一方、固定本体２には、レーザ書き込みユニット１０として構成された露光装置と、回転型のカラー現像ユニット１１と、ブラック現像ユニット１２とがそれぞれ支持され、両現像ユニット１１，１２によって現像装置が構成されている。レーザ書き込みユニット１０は、図示していないレーザ光源と、その光源からの光を感光体表面に走査する光学系を有している。
【０００６】
カラー現像ユニット１１は、イエロー現像器１１Ｙ，マゼンタ現像器１１Ｍ及びシアン現像器１１Ｃを一体的に組付けたユニットとして構成され、その全体が、固定本体２に回転可能に支持されている。イエロー現像器１１Ｙ、マゼンタ現像器１１Ｍ、シアン現像器１１Ｃ及びブラック現像ユニット１２には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像剤が収容されている。現像剤としては、トナーとキャリアを有する二成分系現像剤、又はキャリアを有さない一成分系現像剤のいずれを用いてもよい。また現像剤として液状のものを用いることもできるが、図示した例では粉体状の現像剤が用いられている。
【０００７】
画像形成動作時に、ローラ７が図示していない駆動装置によって回転駆動されることにより、感光体８は矢印Ａ方向に回転駆動される。このとき除電装置の一例である除電ランプ１３によって感光体表面が除電作用を受け、次いで帯電チャージャ９より成る帯電装置によって感光体表面が一様に帯電され、その帯電面が、レーザ書き込みユニット１０から出射する光変調されたレーザ光Ｌによって露光され、これによって感光体表面に第１の静電潜像が形成される。このとき、例えば、カラー現像ユニット１１のイエロー現像器１１Ｙが感光体８の表面に対向して位置し、このイエロー現像器１１Ｙによって上述の第１の静電潜像がイエロートナー像として可視像化される。このときブラック現像ユニット１２は感光体８の表面から離間し、現像動作を行うことはない。
【０００８】
一方、ユニットケース５には、互いに離間して配置された適数の、本例では２本のローラ１４，１５が回転自在に支持され、これらのローラ１４，１５には、中間転写体の一例である無端の中間転写ベルト１６が巻き掛けられ、一方のローラ１４が図示していない駆動装置によって駆動されることにより、中間転写ベルト１６が矢印Ｂ方向に回転駆動される。この中間転写ベルト１６と感光体８は、転写部１７の部位で互いに当接し、この部位における中間転写ベルト１６の裏面側には転写装置の一例である転写ブラシ１８の先端が当接し、かかる転写ブラシ１８もユニットケース５に支持されている。この転写装置として転写ローラやコロナ放電器などを用いることもできる。
【０００９】
前述のように感光体８の表面に形成されたイエロートナー像が転写部１７に至ったとき、転写ブラシ１８には、そのトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって感光体８表面のトナー像が中間転写ベルト１６の表面に転写される。このように、中間転写ベルト１６は、感光体の表面に形成されたトナー像を転写される転写材の一例を構成している。
【００１０】
トナー像を転写した後の感光体表面には、転写されずに残されたトナーが付着しており、かかる転写残トナーは、ユニットケース５に支持されて先端部を感光体８に圧接されたクリーニングブレード１９より成るクリーニング部材によって掻き取り除去される。このようにして感光体表面から除去された転写残トナーは、ユニットケース５に一体に組付けられたクリーニングケース２０内に落下する。クリーニング部材として、ファーブラシなどの他の適宜な手段を採用することもでき、また複数のクリーニング部材を併用することもできる。クリーニングブレード１９と、クリーニングケース２０と、後述するトナー搬送スクリュー３８とによって、感光体８用のクリーニング装置７０が構成される。
【００１１】
上述のようにして表面を清掃された感光体表面は再び除電ランプ１３により除電作用を受けた後、帯電チャージャ９によって一様に帯電され、次いでその帯電面にレーザ書き込みユニット１０から出射するレーザ光Ｌを照射され、感光体表面に第２の静電潜像が形成される。この静電潜像がカラー現像ユニット１１を通るとき、該ユニット１１の回転によって、例えばマゼンタ現像器１１Ｍが感光体８に対向しており、これによってその第２の静電潜像がマゼンタトナー像として可視像化される。このトナー像も、先に説明したところと全く同様に転写ブラシ１８の作用によって、先にイエロートナー像の転写された中間転写ベルト１６の表面に、当該イエロートナー像に重ね合されて転写される。マゼンタトナー像を転写した後の感光体８の表面に残留するトナーも、クリーニングブレード１９によって感光体表面から除去される。
【００１２】
上述したところと全く同様にして、感光体表面には、感光体表面に対向したシアン現像器１１Ｃとブラック現像ユニット１２によって、それぞれシアントナー像とブラックトナー像が順次形成され、これらが中間転写ベルト１６の表面に、先に転写されたトナー像に重ね合せられて順次転写される。感光体表面は、各トナー像の転写ごとに、クリーニングブレード１９によって転写残トナーを除去され、その表面が清掃される。このようにして、中間転写ベルト１６の表面には、フルカラートナー像が形成される。ブラックトナー像の形成時には、ブラック現像ユニット１２が感光体８の表面に近づけられ、所定の現像動作を実行する。
【００１３】
一方、固定本体２にセットされた給紙カセット２１には、紙又はプラスチックシートなどから成る記録媒体２２がスタックされ、給紙ローラ２３の回転によって、その記録媒体２２が１枚ずつ矢印Ｃ方向に給送される。このようにして給送された記録媒体２２は、回動本体３に回転自在に支持された搬送ローラ対２４とレジストローラ対２５によって搬送され、中間転写ベルト１６の表面に形成されたフルカラートナー像に整合するタイミングで中間転写ベルト１６と、これに対置された転写装置の一例である転写ローラ２６との間のニップ部に送り込まれる。このとき転写ローラ２６に印加された、トナーと逆極性の電圧によって、中間転写ベルト１６表面のフルカラートナー像が記録媒体２２の表面に転写される。転写装置の一例を構成する転写ローラ２６は、回動本体３に回転自在に支持されおり、かかる転写装置としても、コロナ放電器やブラシなどの適宜な手段を採用することができる。
【００１４】
フルカラートナー像を転写された記録媒体２２は、中間転写ベルト１６を離れた後、固定本体２に設けられた定着装置２７の定着ローラ２８と加圧ローラ２９との間を通り、このとき熱と圧力の作用によって、そのトナー像が記録媒体２２の表面に定着される。定着装置２７を出た記録媒体２２は、固定本体２に回転自在に支持された排紙ローラ対３０によって、固定本体上部の排紙スタック部３１に、画像面を下に向けて排出される。
【００１５】
一方、フルカラートナー像を記録媒体２２に転写した後に中間転写ベルト１６上に残留する転写残トナーは、中間転写ベルト１６の表面に先端部を圧接したクリーニングブレード３２によって掻き取られ、中間転写ベルト１６の表面が清掃される。クリーニングブレード３２は中間転写ベルト１６用のクリーニング部材の一例を構成するものであり、かかるクリーニングブレード３２は、ユニットケース５に揺動自在に支持されたアーム３３に固定され、クリーニングブレード３２によって中間転写ベルト１６から掻き取られた転写残トナーは、アーム３３に固定されたトナー受け３４に受け止められる。このクリーニング部材としても、ファーブラシなどの他の適宜な形態のクリーニング部材を採用することができる。
【００１６】
クリーニングブレード３２は、アーム３３の揺動によって中間転写ベルト表面に対して接離自在となっていて、中間転写ベルト１６の表面に各トナー像が転写されるとき、クリーニングブレード３２は中間転写ベルト表面から離間している。中間転写ベルト表面のフルカラートナー像を記録媒体２２に転写した後、その表面に残留するトナーを清掃するときだけ、アーム３３の揺動によってクリーニングブレード３２の先端部が中間転写ベルト表面に圧接し、その転写残トナーを掻き取り除去する。
【００１７】
クリーニングブレード３２は、中間転写ベルト１６の幅方向に長く延び、これに沿ってトナー受け３４が延びていて、クリーニングブレード３２によって中間転写ベルト表面から掻き取られた転写残トナーは、トナー搬送スクリュー３７によって図２の紙面に対して手前側に搬送される。次いで、このトナーは、ユニットケース５の手前側に配置されたトナー搬送ダクト３６を通してクリーニングケース２０に送り込まれる。
【００１８】
また、感光体８の表面に圧接するクリーニングブレード１９も、感光体８の幅方向に長く延び、これに沿ってクリーニングケース２０が長く延びていて、クリーニングブレード１９によって感光体８の表面から掻き落された転写残トナーと、トナー搬送ダクト３６を通してクリーニングケース２０に送られた転写残トナーは、クリーニングケース２０の底部に設けられたトナー搬送スクリュー３８により搬送された後、トナー排出口５０からトナー案内管５１に落下し、次いで廃トナー容器３５より成る廃トナー収容部に、その入口４０から送り込まれ、ここに収容される。このように、感光体８から除去されたトナー及び中間転写ベルト１６から除去されたトナーはクリーニングケース２０に送り込まれ、そのクリーニングケース２０から搬送された転写残トナーが廃トナー収容部に収容される。
【００１９】
以上の説明は、記録媒体２２上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、カラー現像ユニット１１を構成する各現像器及びブラック現像ユニット１２のいずれか１つだけを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成することもできる。
【００２０】
また図示した画像形成装置においては、画像形成装置本体１の一部を構成する回動本体３が、固定本体２に対して、中間転写ベルト１６を巻き掛けた一方の回転ローラ１５の中心軸線のまわりに、図１における矢印Ｅ方向に回動可能に枢支されている。このように回動したときの回動本体３の一部の様子を、図１に鎖線で示してある。回動本体３をこのように開放位置に回動させると、廃トナー容器３５の上方が開放されるので、廃トナー容器３５内の廃トナーが満杯となったとき、この容器３５をユニットケース５から取り外し、廃トナー容器３５を交換することができる。また感光体８の劣化が進み、これが寿命となったようなときも、回動本体３を図１に鎖線で示した開放位置に回動させ、プロセスユニット４の全体を新たなものと交換することができる。
【００２１】
図１における左側の部位には、電装制御装置４１が設けられ、その上方にはファン４２が配置され、このファン４２によって機内を排風し、機内の温度過昇を防止することができる。また図１の右側の部位には、比較的小規模の給紙装置４３が備えられている。
【００２２】
以上のように、本例の画像形成装置は、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される感光体８として構成された像担持体と、そのトナー像を中間転写ベルト１６より成る転写材に転写する転写ブラシ１８として構成された転写装置と、トナー像の転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去して像担持体表面を清掃するクリーニングブレード１９として構成されたクリーニング部材とを具備している。
【００２３】
ここで、像担持体の一例である感光体８の表面に形成されたトナー像を、転写材の一例である中間転写ベルト１６の表面に転写するときの転写不良を抑え、完成した画像中に文字中抜けが発生することを防止するため、図示した画像形成装置には、図３にも示すように潤滑剤塗布部材６０が設けられている。
【００２４】
図に一例として示した潤滑剤塗布部材６０は、感光体８の幅方向、すなわちその軸方向に長く延びる中心軸６１と、その外周面に設けられた多数の毛よりなるブラシ６２とを有している。例えば、図示していない基布上にブラシ６２を植設し、その基布を中心軸６１の外周面に固定することにより潤滑剤塗布部材６０が構成される。ブラシ６２は、その先端部が感光体８の表面に、そのほぼ全幅に亘って接触する。また回転軸６１は、感光体表面から一定の間隔をあけて図１乃至図３の紙面に対して垂直な方向に延び、その支持部材の一例を構成するクリーニングケース２０の前後の側壁に回転自在に支持され、図示していない駆動装置によって適宜な方向、図の例では時計方向（矢印Ｄ方向）に回転駆動される。ブラシ６２と、感光体８より成る像担持体表面の接触部において、両者が互いに反対方向に移動する向きに潤滑剤塗布部材６０の回転方向が設定されているのである。
【００２５】
前述のように、本例の潤滑剤塗布部材６０はクリーニング装置７０のクリーニングケース２０の内部に設けられているが、そのクリーニングケース２０には、ピン６３を介して板状の潤滑剤保持部材６４の基端部が回動可能に枢着され、その潤滑剤保持部材６４の先端部には固形潤滑剤６５が保持され、図示していない加圧ばねより成る付勢部材によって、潤滑剤保持部材６４が図３における時計方向に付勢され、これによって固形潤滑剤６５がブラシ６２に圧接する。潤滑剤保持部材６４には、図４にも示すように開口６６が形成されているが、これについては後に詳しく説明する。
【００２６】
矢印Ｄ方向に回転する潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２が固形潤滑剤６５に接触することにより、その固形潤滑剤６５から潤滑剤を少量ずつ掻き取る。このようにしてブラシ６２に移行した潤滑剤が、ブラシ６２に接触しながら矢印Ａ方向に駆動される感光体８の表面に塗布される。これにより、感光体表面のトナーに対する摩擦係数が下げられ、感光体表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の表面に効率よく転写でき、転写不良に基づく中間転写ベルト表面のトナー像の文字中抜け現象の発生を効果的に抑制し、最終的な記録媒体２２に転写された画像の画質を高めることができる。
【００２７】
固形潤滑剤６５としては、例えば乾燥した固体疎水性潤滑剤が用いられ、その代表例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、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ウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウムの如き比較的高次の脂肪酸などを挙げることができる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスを用いることもできる。
【００２８】
以上のように、本例の画像形成装置は、感光体８より成る像担持体の表面に接触するブラシ６２を有し、かつ回転駆動されながら、像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材６０を具備する。
【００２９】
ところで、上述の潤滑剤塗布部材６０によって感光体表面に塗布された潤滑剤の量、すなわち潤滑剤の塗布量が不均一となると、先にも説明したように、感光体表面に形成されるトナー像に濃度むらが発生する。特に、本例のようにブラシ６２がクリーニングブレード１９よりも上流側の感光体表面部分に接触していると、その感光体表面に付着した転写残トナーの一部がブラシ６２によっても掻き取られ、このときそのトナーと一緒にわずかな量の潤滑剤が感光体表面から除去される。これは、クリーニングブレード１９が感光体表面から転写残トナーを掻き取るときも同様であると考えられる。
【００３０】
このとき、転写残トナーは、感光体表面に均一量に分布して付着しているのではなく、転写前のトナー像が形成された部分に比較的多量の転写残トナーが付着し、その他の部分には実質的に転写残トナーは付着していない。またそのトナー像の画像濃度によっても、転写残トナーの量が相違する。このように転写残トナーの付着量が多いところからは、そのトナーと共に多量の潤滑剤がブラシ６２及びクリーニングブレード１９によって掻き取られ、これによって感光体表面に塗布された潤滑剤の量が不均一となるおそれがある。
【００３１】
感光体表面に塗布された潤滑剤は、その表面の摩擦係数を低下させるので、その塗布量が不均一となると、感光体表面に形成されるトナー像のトナー量も潤滑剤の塗布量のむらに対応して不均一となり、その画像濃度にむらが発生することになる。特に低濃度画像の場合に、その濃度むらが発生しやすくなる。
【００３２】
そこで、本発明者は、画像形成装置のコスト上昇を抑え、かつ感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できるようにするための対策を多数の実験を繰返しながら検討した。
【００３３】
その結果、感光体表面の潤滑剤の塗布むらを抑えるには、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の密度を高めることが重要であり、これによって潤滑剤塗布部材６０の回転数と感光体８に対するブラシ６２のくい込み量を極く小さく設定しても、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できることが明らかとなった。特に、その毛の密度が、１平方インチ（６４５．１６mm２）当り２万本以上に設定すると、潤滑剤塗布部材の回転数とブラシのくい込み量を極く小さく設定しても、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できることが判明した。
【００３４】
本例の画像形成装置は、かかる知見に基づき、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の密度が２万本／６４５．１６mm２以上に設定されている。この構成により、上述した作用効果を奏し得ることを明らかにするため、本発明者の行った実験例を紹介する。
【００３５】
この実験は全て、図１乃至図４に示した画像形成装置を使用し、現像装置としてはブラック現像ユニット１２のみを用い、紙より成る記録媒体２２上に黒色の単色画像を形成した。このときの記録媒体の面積に対する画像面積の比率は５％とした。
【００３６】
先ず、ブラシ６２の毛の密度が１平方インチ（６４５．１６mm２）当り、０．５、１、２、３．５及び５万本の新品の潤滑剤塗布部材６０を用意し、そのそれぞれを図１乃至図４に示したように画像形成装置に順番に組付け、そのそれぞれによって常温常室にて、紙より成る記録媒体２２上に１０００枚ずつトナー像を形成し、そのプリント枚数が１枚、１００枚、２００枚及び１０００枚となる毎に、記録媒体２２上の画像の画質を評価した。その結果を表１に示す。
【００３７】
表１中の○は感光体８に対する潤滑剤の塗布むらが極めて少なく、得られた記録媒体上のトナー像の低濃度部にも濃度むらが見られなかったことを示し、△はその低濃度部に若干の濃度むらが見られたことを示し、×は濃度むらがはっきりと現われたことを示している。これは、後述する表２乃至表４においても同じとする。
【００３８】
表１に示す第１の実験では、潤滑剤塗布部材６０の回転数Ｒを１１０rpm、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の感光体表面へのくい込み量δを１mm、固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐを４００mN（ミリニュートン）、感光体８の表面の線速を９６mm／秒とした。表１中のブラシ密度は、ブラシの毛の密度を示し、単位は万本／６４５．１６mm２である。また、固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐは、固形潤滑剤６５及び潤滑剤保持部材６４の自重と、固形潤滑剤６５をブラシ６２に対して加圧する前述の加圧ばねの力の合計の値である。
【００３９】
【表１】
0003681380.tif 000002
【００４０】
表１から判るように、ブラシの毛の密度が０．５万本／６４５．１６mm２と１万本／６４５．１６mm２とでは、記録媒体２２上の画像に濃度むらが現われている。これに対し、ブラシ密度が２万本／６４５．１６mm２以上となると、画像の濃度むらは急激になくなり、その画像品質が高められる。
【００４１】
上述のようにブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上に設定すると、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布でき、画像濃度のむらを防止できるが、このときの潤滑剤塗布部材６０の回転数Ｒは１１０rpm、またブラシのくい込み量δは１mmと、いずれも小さな値である。潤滑剤塗布部材６０の回転数を高め、しかもそのブラシ６２を感光体表面に大きな圧力で圧接させ、感光体表面に当接したブラシの先端部を感光体表面からの反力によって大きく曲げ変形させてブラシのくい込み量を大きくすると、画像形成装置の作動中、ブラシ６２に大きな荷重が常に作用し、ブラシ６２に過大な応力が発生することになり、当該ブラシ６２が早期に劣化し、その寿命が縮められる。ブラシの毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上に設定すると、感光体表面に潤滑剤を均一に塗布できると共に、ブラシのくい込み量を少なくし、かつ潤滑剤塗布部材６０の回転数を下げることができ、潤滑剤塗布部材の寿命を伸ばすことができるのである。
【００４２】
なお、ブラシ６２の毛の密度は２万本／６４５．１６mm２以上であれば画像濃度むらの発生を抑えることができ、その上限値は特に定められるものではない。ただ、ブラシ６２の毛の密度が１０万本／６４５．１６mm２を越えると、当該密度が高まりすぎるため、ブラシとしての機能が低下すると共に、１０万本／６４５．１６mm２以上の密度のブラシを製造することは現在の製造技術では容易ではない。従って、このブラシの毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上で１０万本／６４５．１６mm２以下に設定することが、実際上、最も好ましい。
【００４３】
ここで、ブラシ６２の感光体表面へのくい込み量について説明すると、先ず図７に示すように、ブラシ６２が撓むことのないようにフリー状態にし、そのブラシ先端を像担持体、この例では感光体８の表面に接触させたとき、潤滑剤塗布部材６０の回転中心Ｘからブラシ６２の先端が接触した像担持体表面までの距離をＤ１とする。一方、図８は、図１乃至図４に示したように潤滑剤塗布部材６０を実際に画像形成装置に組み込み、ブラシ６２の先端部を感光体８より成る像担持体表面に圧接させ、そのブラシの先端部を撓ませたときの様子を示しているが、このときの潤滑剤塗布部材６０の回転中心Ｘからブラシ先端部が圧接した像担持体表面までの距離をＤ２とする。そして、Ｄ１−Ｄ２で表わされるδが、ブラシ６２のくい込み量である。
【００４４】
次に、表２は固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐを変化させたときの第２の実験結果を示している。このときのブラシの毛の密度は２万本／６４５．１６mm２、感光体表面へのブラシ６２のくい込み量δは１mm、潤滑剤塗布部材６０の回転数は１１０rpm、感光体表面の線速は９６mm／秒である。
【００４５】
【表２】
0003681380.tif 000003
【００４６】
表２から判るように、固形潤滑剤加圧力Ｐが６００mN以上となると、記録媒体２２上の画像に濃度むらが現われており、従って、加圧力Ｐは４００mN以下であって、０mNより大きいことが好ましい。このように、ブラシの毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上に設定すると、固形潤滑剤６５がブラシ６２に接する圧力Ｐを小さくした方が感光体表面への潤滑剤の塗布むら発生を抑えることができる。圧力Ｐを大きくすると、感光体表面への潤滑剤の塗布量が増大するが、ブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上とすることにより、圧力Ｐの値を下げることができ、これによって潤滑剤の使用量を抑えることが可能となる。
【００４７】
表３は、ブラシ６２の感光体表面へのくい込み量δを変えたときの記録媒体上の画像の濃度むらの変化を調べた実験結果を示している。このときのブラシの毛の密度は２万本／６４５．１６mm２、固形潤滑剤６５がブラシ６２に当接する圧力Ｐは４００mN、潤滑剤塗布部材６０の回転数は１１０rpm、感光体表面の線速は９６mm／秒である。
【００４８】
【表３】
0003681380.tif 000004
【００４９】
表３から判るように、ブラシ６２のくい込み量δは１mm以下、すなわち０mm＜δ≦１mmであると、画像の濃度むらが発生しないことを理解できる。このように、ブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上に設定すると、ブラシ６２のくい込み量δを小さくした方が感光体表面に潤滑剤を均一に塗布でき、これによって潤滑剤塗布部材の寿命を伸ばすことが可能となる。
【００５０】
次に、表４は潤滑剤塗布部材６０の回転数Ｒを変化させたときの記録媒体２２上の画像の濃度むらを調べた実験結果を示している。このときのブラシ６２の毛の密度は２万本／６４５．１６mm２、固形潤滑剤６５がブラシ６２に圧接する圧力Ｐは４００mN、感光体表面に対するブラシ６２のくい込み量は１mm、感光体表面の線速は９６mm／秒である。
【００５１】
【表４】
0003681380.tif 000005
【００５２】
表４から、潤滑剤塗布部材６０の回転数が５５〜２２０rpmの範囲内にあるとき、画像の濃度むらを抑えることができることを理解できる。このように、ブラシ６２の毛の植設密度を２万本／６４５．１６mm２以上に設定すると、潤滑剤塗布部材の回転数Ｒを低く設定しても潤滑剤の塗布むらを抑えることができ、潤滑剤塗布部材６０の寿命を伸ばすことが可能となる。
【００５３】
以上の実験結果から、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の密度を２万本／６４５．１６mm２以上に設定することにより、潤滑剤の使用量を抑え、かつ潤滑剤塗布部材の寿命を伸ばすことができることを理解できる。
【００５４】
より具体的に示すと、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２の毛の植設密度を２万本／６４５．１６mm２以上とすると共に、潤滑剤塗布部材の回転数をＲ、潤滑剤塗布部材のブラシの像担持体表面へのくい込み量をδ、該ブラシが接触する固形潤滑剤を当該ブラシに当接させる圧力をＰとしたとき、５５rpm≦Ｒ≦２２０rpm、０mm＜δ≦１mm、０mN＜Ｐ≦４００mNをそれぞれ満たすように、その各値を設定するのである。
【００５５】
ところで、図示した画像形成装置においては、感光体８より成る像担持体の回転方向に関し、転写ブラシ１８より成る転写装置によって、トナー像を、中間転写ベルト１６より成る転写材に転写する転写部１７よりも下流側であって、クリーニングブレード１９より成るクリーニング部材によって像担持体表面を清掃するクリーニング部よりも上流側の像担持体表面に、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２を接触させている。潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２が感光体の表面に当接させる位置は、感光体表面のトナー像を乱すことのない位置であれば、上述した位置以外の適宜な位置に設定でき、例えば、感光体８の回転方向に関してクリーニングブレード１９よりも下流側の感光体表面部分にブラシ６２を接触させても潤滑剤をその表面に塗布することができる。
【００５６】
このように、感光体表面に潤滑剤を塗布するという点だけを考えれば、ブラシを感光体表面に当接させる位置は適宜設定できるのであるが、本例の画像形成装置のように潤滑剤塗布部材６０の位置を定めると、ブラシ６２が感光体表面の転写残トナーを一部掻き取る働きもなし、感光体表面に対するクリーニング効率を高めることができる、という副次的な効果を奏することができる。
【００５７】
ところが、この構成によると、常に感光体表面の転写残トナーがブラシ６２に掻き取られ、そのブラシ６２が固形潤滑剤６５に接触するとき、ブラシ６２に付着した一部の転写残トナーがブラシ６２から掻き取られる。このとき、図示した画像形成装置は、そのブラシ６２が接触する固形潤滑剤６５を保持する潤滑剤保持部材６４を有しているので、ブラシ６２から掻き取られた転写残トナーが、潤滑剤保持部材にブロックされて固形潤滑剤６５の上端面６５ａ（図３）に堆積し、かかる堆積トナーが、トナーの粉圧によって、経時的に固形潤滑剤６５の上端面６５ａやブラシ自体に固着したり、そのトナーが再び飛散し、これによって感光体表面への潤滑剤の塗布むらが生じるおそれがある。
【００５８】
そこで、本例の画像形成装置においては、図３及び図４に示すように、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２によって、感光体８より成る像担持体表面から掻き取られた転写残トナーが、潤滑剤保持部材６４を通過する開口６６が、その潤滑剤保持部材６４に形成されている。ブラシ６２に付着した転写残トナーは、ブラシ６２が固形潤滑剤６５に当ることによりブラシ６２から掻き取られるが、このトナーは、図３に矢印Ｆで示すように、潤滑剤保持部材６４に形成された開口６６を通して、固形潤滑剤６５が保持された面と反対の潤滑剤保持部材６４面の側へ逃げることができ、転写残トナーが固形潤滑剤６５の上端面６５ａに堆積することを防止できる。これにより、画像形成装置を長期に亘って使用したときも、前述の不具合が発生することを防止でき、感光体表面に、より一層均一に潤滑剤を塗布することが可能となる。
【００５９】
また、以上説明した画像形成装置において、図５及び図６に示すように、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２に当接する板状のブラシ当接部材６７を固定配置し、そのブラシ当接部材６７の先端部を、潤滑剤塗布部材６０の長手方向全体に亘ってブラシ６２に当接させると、ブラシ６２に付着した転写残トナーを、このブラシ当接部材６７によって掻き落すことができる。このため、転写残トナーの付着量が極く少なく、或いは実質的にトナーの付着していないブラシ６２の部分を感光体表面に接触させることができる。これによってブラシ６２による感光体表面のクリーニング性を向上させることができ、しかも感光体表面にトナーがフィルミング状に固定するフィルミング現象の発生を抑え、感光体表面に形成されるトナー像の画質を一層高めることが可能となる。
【００６０】
また、感光体表面には転写残トナーが均一に付着していないことは先にも説明したが、これによってブラシ６２に付着した転写残トナーもブラシ６２の全長に亘って均一とならず、従って、このようなブラシ６２が感光体表面に再び接触したとき、感光体表面への潤滑剤の塗布量が不均一となるおそれがある。ところが、上述のようにブラシ当接部材６７を設けると、ブラシ６２に付着した転写残トナーを潤滑剤塗布部材６０の長手方向に均一に分散させることができるので、ブラシ６２によって感光体表面に潤滑剤をより一層均一に塗布することが可能となる。
【００６１】
その際、図５及び図６に示すように潤滑剤塗布部材６０の回転方向に関し、該潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２が感光体８より成る像担持体の表面に接触する部分よりも下流側であって、該ブラシ６２が固形潤滑剤６５に接触する部分よりも上流側のブラシ部分に、ブラシ当接部材６７を当接させると、転写残トナーが比較的多量に付着しているブラシ部分にブラシ当接部材６７が当るので、ブラシ６２に付着したトナーを均一に分散させる効果を高めることができる。
【００６２】
また、図５及び図６に示した例では、ブラシ当接部材６７が潤滑剤保持部材６４と一体に形成されており、これによって部品点数を減少させ、画像形成装置のコストの低減を達成できる。ところが、この構成を採用した場合、ブラシ当接部材６７によってブラシ６２から掻き取られた転写残トナーの一部が、そのブラシ当接部材６７に堆積し、これが経時的に固着し、またこれが飛散し、これによって感光体表面の潤滑剤の塗布むらが発生するおそれがある。
【００６３】
そこで、図５及び図６に示した例では、潤滑剤塗布部材６０のブラシ６２によって、感光体８より成る像担持体の表面から掻き取られた転写残トナーが通過する開口６８が、そのブラシ当接部材６７に形成されている。かかる構成により、ブラシ６２から掻き取られたトナーは、その開口６８を通してブラシ当接部材６７を通過するので、そのブラシ当接部材６７に転写残トナーが堆積することを抑え、上述した不具合の発生を防止することができる。
【００６４】
以上、感光体より成る像担持体の表面に潤滑剤を塗布する例を説明したが、例えば図１及び図２に示した中間転写ベルト１６より成る中間転写体の表面に潤滑剤を塗布する画像形成装置にも本発明を適用できる。この場合には、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体が、例えば中間転写ベルト１６より成る中間転写体によって構成され、そのトナー像を転写される転写材は、記録媒体２２より成る。またそのトナー像を転写材に転写する転写装置は、例えば図１に示した転写ローラ２６によって構成され、トナー像の転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去して、その像担持体表面を清掃するクリーニング部材は、例えば図１に示したクリーニングブレード３２により構成される。かかる画像形成装置において、その像担持体表面に接触するブラシを有し、かつ回転駆動されなから、その像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材が、図１乃至図６に例示した潤滑剤塗布部材６０と同様にして設けられる。そして、かかる潤滑剤塗布部材が、先に潤滑剤塗布部材６０に関連して説明したところと全く同様にして構成されるのである。
【００６５】
但し、先に説明したように、中間転写ベルト上に互いに色の異なるトナー像を順次重ね転写する場合には、その各トナー像が潤滑剤塗布部材の部位を通過する際、潤滑剤塗布部材を中間転写ベルトから離間させ、トナー像が乱されないようにする必要がある。トナー像が乱されるおそれのないタイミングで潤滑剤塗布部材のブラシを中間転写ベルト表面に当接させ、その表面に潤滑剤を塗布するのである。このように、本発明を、カラー画像形成装置の中間転写体に潤滑剤を塗布する構成に採用したときは、潤滑剤塗布部材を中間転写体に対して接離させる接離手段を設ける必要がある。
【００６６】
中間転写体としては、最終転写材である記録媒体をクランプする転写ドラムを用いることもでき、かかる転写ドラムに巻き付けられた記録媒体表面に感光体からトナー像が転写される。
【００６７】
また本発明は、感光体と中間転写体の両方の表面にそれぞれ潤滑剤を塗布する画像形成装置にも支障なく適用でき、さらには電子複写機、ファクシミリ又はその複合機などから成る画像形成装置にも本発明を広く適用できるものである。また、カラー画像形成装置以外の画像形成装置、中間転写体がなく、感光体から直に最終転写材である記録媒体にトナー像を転写する画像形成装置などにも、本発明を広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  画像形成装置の一例を示す断面正面図である。
【図２】  プロセスユニットの内部構造を示す断面図である。
【図３】  図２の部分拡大図である。
【図４】  図３に示した潤滑剤保持部材と固形潤滑剤を、潤滑剤塗布部材の側から見た図である。
【図５】  ブラシ当接部材を設けた例を示す、図３と同様な図である。
【図６】  図５に示したブラシ当接部材を、図５の矢印VI方向に見た図である。
【図７】  ブラシのくい込み量を説明する図である。
【図８】  ブラシのくい込み量を説明する図である。
【符号の説明】
１  画像形成装置本体
２  固定本体
３  回動本体
４  プロセスユニット
２０  クリーニングケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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