(57)【要約】【課題】転写ムラに起因するトナー像の濃度ムラを抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体３に接触しながら回転するのに伴って、自らの表面に担持している粉末潤滑剤を感光体３の表面に塗布する塗布ローラ２４を設け、ブラシローラ２３を塗布ローラ２４に接触させてブラシローラ２３から塗布ローラ２４に粉末潤滑剤を供給させるようにし、且つ、塗布ローラ２４の表面に供給された粉末潤滑剤を塗布ローラ２４の表面上で均すように前記表面に当接する均しブレード２５を設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形潤滑剤と、回転可能なブラシローラとを有し、前記ブラシローラによって前記固形潤滑剤から掻き取って得た粉末潤滑剤を像担持体の表面に塗布する潤滑剤塗布装置において、
前記像担持体に接触しながら回転するのに伴って、自らの表面に担持している粉末潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布ローラを設け、
前記ブラシローラを前記塗布ローラに接触させて前記ブラシローラから前記塗布ローラに粉末潤滑剤を供給させるようにし、
且つ、前記塗布ローラの表面に供給された粉末潤滑剤を前記表面上で均すように前記表面に当接する均し部材を設けたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項２】
請求項１の潤滑剤塗布装置において、
弾性体からなる弾性ローラ部と、前記弾性ローラ部の表面上に被覆された表面保護層とを前記塗布ローラに設けたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項３】
請求項２の潤滑剤塗布装置において、
前記表面保護層として、前記弾性ローラ部よりも摩擦抵抗が低い材料からなるものを用いたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの潤滑剤塗布装置において、
前記均し部材として、弾性体からなるものを用い、且つ前記均し部材を片持ち支持してその自由端を前記塗布ローラの表面に当接させたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの潤滑剤塗布装置において、
前記ブラシローラと前記塗布ローラとの接触部で両者の表面を互いに逆方向に移動させるようにしたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項６】
像担持体の表面にトナー像を作像する作像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記像担持体上に残留している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段と、前記像担持体の表面に粉末潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備える画像形成装置において、
前記潤滑剤塗布手段として、請求項１乃至５の何れかの潤滑剤塗布装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電後の前記表面に静電潜像を書き込む潜像書込手段とを設けるとともに、
前記塗布ローラを、前記像担持体の表面の周方向における全域のうち、前記クリーニング手段との対向位置を通過した後、前記帯電手段との対向位置に進入する前の領域に接触させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７の画像形成装置において、
電荷輸送能を有する材料を含有し、且つ化学的な架橋構造を具備する樹脂からなる表面保護層を前記像担持体に設け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、回転可能なブラシローラによって固形潤滑剤から掻き取って得た粉末潤滑剤を像担持体の表面に塗布する潤滑剤塗布装置や、これを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体や中間転写ベルトなどの像担持体の表面に形成したトナー像を、像担持体の表面から記録紙などの転写体に転写する構成の画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置においては、近年のトナーの小粒径化に伴って、像担持体の表面のクリーニング不良による画質劣化を引き起こし易いという不具合があった。具体的には、近年、トナーとしては、粉砕法によるものに代えて、重合法によるものが好まれて使用されるようになってきている。重合法によるトナーは、粉砕法によるものに比べて球形に近く、小粒径で、且つ粒径分布が揃っていることから、よりドット再現性に優れた品質の良い画像を形成することができる。しかしながら、小粒径であるが故に、像担持体の表面に当接するクリーニング部材と、像担持体との間をすり抜け易いことから、転写残トナーのクリーニング不良を引き起こし易くなるのである。
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置であれば、転写残トナーのクリーニング不良の発生を抑えることが可能である。この画像形成装置は、像担持体としての感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を備えている。そして、潤滑剤塗布装置は、回転可能なブラシローラと、ブラシローラに押し当てられるステアリン酸亜鉛からなる固形潤滑剤とを具備している。ブラシローラは、固形潤滑剤から掻き取って得た粉末潤滑剤を感光体の表面に塗布する。このようにな粉末潤滑剤の塗布によって感光体の表面の摩擦抵抗を低減することで、転写残トナーを感光体の表面から離脱させ易くしてクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ブラシローラによって像担持体の表面に塗布された粉末潤滑剤の膜には、ブラシ毛の摺擦による厚みムラが生じてしまう。そして、その厚みムラに起因する転写ムラにより、トナー像に濃度ムラを引き起こすおそれがあった。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、転写ムラに起因するトナー像の濃度ムラを抑えることができる潤滑剤塗布装置や画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、固形潤滑剤と、回転可能なブラシローラとを有し、前記ブラシローラによって前記固形潤滑剤から掻き取って得た粉末潤滑剤を像担持体の表面に塗布する潤滑剤塗布装置において、前記像担持体に接触しながら回転するのに伴って、自らの表面に担持している粉末潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布ローラを設け、前記ブラシローラを前記塗布ローラに接触させて前記ブラシローラから前記塗布ローラに粉末潤滑剤を供給させるようにし、且つ、前記塗布ローラの表面に供給された粉末潤滑剤を前記表面上で均すように前記表面に当接する均し部材を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、転写ムラに起因するトナー像の濃度ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタの感光体を部分的に示す拡大断面図。
【図３】同プリンタの潤滑剤塗布装置を感光体の一部とともに示す拡大構成図。
【図４】同潤滑剤塗布装置の固形潤滑剤、ブラシローラ、塗布ローラ、及び均しブレードを示す拡大模式図。
【図５】同潤滑剤塗布装置のブラシローラ、塗布ローラ、及び均しブレードと、感光体とを示す拡大模式図。
【図６】塗布ローラと均しブレードとを示す拡大構成図。
【図７】均しブレードと塗布ローラとの当接部を示す拡大模式図。
【図８】塗布ニップにおける感光体と塗布ローラとの表面移動を説明するための拡大模式図。
【図９】塗布ローラから感光体への粉末潤滑剤の塗布の様子を説明するための拡大模式図。
【図１０】感光体への粉末潤滑剤の塗布量と、初期時からの感光体の駆動時間との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真プロセスによってトナー像を形成するプリンタの一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、給紙カセット１、レジストローラ対２、感光体３、転写ローラ４、現像装置５、クリーニングブレード６、除電手段７、帯電手段８、潜像書込手段９、定着装置１０、排紙ローラ対１１、潤滑剤塗布装置２０などを備えている。
【００１０】
像担持体としてのドラム状の感光体３は、アルミニウム製の基体の外周面上に、有機感光層と、ポリカーボネートなどからなる表面保護層とが被覆されたものである。そして、図示しない駆動手段により、図中時計回り方向に回転駆動する。
【００１１】
感光体３の周囲には、帯電手段８、潜像書込手段９、現像装置５、転写手段たる転写ローラ４、クリーニング部材たるクリーニングブレード６、潤滑剤塗布装置２０、除電手段７などが配設されている。
【００１２】
帯電手段８は、感光体３の表面を所定の極性且つ電位に一様に帯電させるものである。実施形態に係るプリンタでは、帯電手段８として、感光体３の表面に対して微小間隙を介して対向する帯電ローラに帯電バイアスを印加することで、帯電ローラと感光体３との間に放電を生じせしめて、感光体３の表面を一様帯電させるものを用いている。かかる構成の帯電手段に代えて、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からなる帯電手段を用いてもよい。
【００１３】
帯電手段８によって一様に帯電せしめられた感光体３の表面は、感光体３の回転に伴って潜像書込手段９との対向位置に進入する。潜像書込手段９は、図示しないスキャナやパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに基づいて、一様帯電後の感光体３の表面に静電潜像を書き込む。実施形態に係るプリンタでは、潜像書込手段９として、発光素子たる複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を具備するＬＥＤアレイから発する光の照射により、感光体３の表面に静電潜像を書き込むものを用いてる。かかる構成の潜像書込手段９に代えて、レーザーダイオードから発した光をポリゴンミラーによって偏向せしめながら、感光体３の表面に対して光走査を行って静電潜像を書き込む構成のものを採用してもよい。
【００１４】
感光体３の表面に書き込まれた静電潜像は、感光体３の回転に伴って現像装置５との対向位置に進入する。現像装置５は、回転する現像スリーブを具備する現像ロール５ａを具備している。現像ロール５ａの現像スリーブの内側には、磁界発生手段としての図示しないマグネットローラがスリーブに連れ回らないように固定配設されている。現像装置５のケーシング内には、磁性キャリアとトナーとを含有する現像剤を循環搬送する現像剤搬送部が形成されている。現像剤搬送部の現像剤は、現像ロール５ａの回転する現像スリーブによって汲み上げられて、現像ロール５ａと感光体３とが対向する現像領域に搬送される。現像領域の付近では、現像スリーブの表面上では、マグネットローラの磁力により、スリーブ表面上の現像剤中の磁性キャリアが穂立ちして磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは、現像領域において現像スリーブの回転に伴って感光体３の表面に接触しながら移動する。
【００１５】
現像ロール５ａの現像スリーブには、図示しない現像電源から出力される現像バイアスが印加されている。そして、現像領域においては、現像スリーブと感光体３の表面の地肌部との間に、トナーを地肌部側から現像スリーブ側に静電移動させる非現像電界が形成される。この一方で、現像スリーブと感光体３の表面の静電潜像との間に、トナーを現像スリーブ側から静電潜像側に静電移動させる現像電界が形成される。この現像電界の作用により、磁気ブラシ中のトナーが磁性キャリア表面から離脱して静電潜像上に転移して、静電潜像がトナー像に現像される。
【００１６】
現像装置５としては、現像剤として、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いるものの代わりに、トナーだけからなる一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
【００１７】
トナーとしては、円形度が０．９８以上である球形トナー粒子からなるものを用いている。円形度は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）によって計測される個々のトナー粒子の円形度の平均値である。かかる円形度については、次のようにして測定する。即ち、予め不純固形物を除去した１００〜１５０（ｍｌ）の水に、分散剤として界面活性剤好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜０．５（ｍｌ）加える。更に、測定対象となるトナーを０．１〜０．５（ｇ）程度加える。その後、容器を振って水中のトナーを分散せしめることで、懸濁液を得る。この懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間ほど分散処理した後、分散液濃度が３０００〜１（万個／μｌ）となるようにトナー濃度を調整したものをフロー式粒子像分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。
【００１８】
図２は、感光体３を部分的に示す拡大断面図である。感光体３においては、基層としての導電性支持体３ａの上に、絶縁層である下引き層３ｂ、感光層としての電荷発生層３ｃ、感光層としての電荷輸送層３ｄ、表面保護層３ｅが順に積層されている。導電性支持体３ａは、体積抵抗が１０１０［Ω・ｃｍ］以下である導電性部材からなる。感光層は、単層構造のものでも積層構造のものでもよいが、実施形態に係るプリンタでは、電荷発生層３ｃと電荷輸送層３ｄとからなる積層構造のものを採用している。
【００１９】
電荷発生層３ｃは、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層３ｃには、例えば次に列記するような公知の電荷発生物質を用いることが可能である。即ち、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である。これらの電荷発生物質を、単独で用いても、２種類以上混合して用いてもよい。電荷発生層３ｃは、例えば次のようにして形成される。即ち、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投入し、ボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などの手段によって溶剤中に分散させる。この分散液を下引き層３ｂ上に塗布し、乾燥することにより電荷発生層３ｃを形成する。
【００２０】
前記分散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３ｃ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。
【００２１】
電荷輸送層３ｄ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て分散液をつくり、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することによって形成されたものである。分散液には、必要に応じて単独あるいは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。下限値の適正値は、使用するシステム（特に帯電電位等）によって異なるが、５［μｍ］以上が好ましい。
【００２２】
なお、感光層として、単層構造のものを用いる場合の構成の一例について補足説明しておく。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、これを下引き層３ｂ上に塗布、乾燥することにより、単層構造の感光層を形成することができる。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、必要に応じて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。
【００２３】
結着樹脂としては、先に電荷輸送層３ｄで挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層３ｃ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。
【００２４】
感光層の前駆体となる塗工液については、次のようにして作成することができる。即ち、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させることで、塗工液を得ることができる。この塗工液を、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下引き層３ｂ上に塗工する。感光層の膜厚は、５〜２５［μｍ］程度が適当である。
【００２５】
下引き層３ｂは、一般には樹脂を主成分とするが、その樹脂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などを例示することができる。また、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でもよい。
【００２６】
下引き層３ｂ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。下引き層３ｂ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。
【００２７】
下引き層３ｂの材料の１つとして、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、下引き層３ｂの材料には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものを用いることもできる。また、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。下引き層３ｂの膜厚としては、０〜５［μｍ］が適当である。
【００２８】
実施形態に係るプリンタでは、感光体３における最外層として、表面保護層３ｅを被覆してる。表面保護層３ｅの材料となる樹脂としては、化学的な架橋構造を具備するものが用いられている。架橋構造としては、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生起せしめて、３次元の網目構造を形成したものを例示することができる。かかる架橋構造では、前述の網目構造が高い耐摩耗性を発揮する。
【００２９】
上述した反応性モノマーとしては、電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するものを用いている。このような反応性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、表面保護層３ｅの耐摩耗性を向上させることができる。
【００３０】
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などを例示することができる。また、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などでもよい。これら反応性基を有する反応性モノマーを、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００３１】
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を用いることが望ましい。
【００３２】
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等の機能付与など目的で、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。
【００３３】
熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合反応または架橋反応を行う場合には、熱エネルギーのみで重合反応が進行するケースや、重合開始剤を必要とするケースがある。何れのケースにおいても、より低い温度で効率よく反応を進行させるために、開始剤を添加することが好ましい。
【００３４】
光を用いて重合反応を行う場合は、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、上述した熱重合開始剤や光重合開始剤を併用することも可能である。
【００３５】
網目構造を有する電荷輸送層３ｄは、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、過剰に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、表面保護層３ｅ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良い。表層に非常に硬い保護層を設けた感光体３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、クリーニングブレード６による感光体膜削れを防止することができる。
【００３６】
図１において、現像装置５によって現像されたトナー像は、感光体３の回転に伴って、感光体３と転写ローラ４との当接による転写ニップに進入する。
【００３７】
一方、転写ローラ４の下方には、給紙カセット１が配設されてる。給紙カセット１は、転写体としての記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容しており、一番上の記録紙Ｐに給紙ローラ１ａを押し当てている。そして、給紙ローラ１ａの回転により、一番上の記録紙Ｐを給紙路に向けて送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路を通って、給紙路の末端付近に配設されたレジストローラ対２のレジストニップに突き当てられる。レジストローラ対２は、記録紙Ｐを感光体３上のトナー像に重ね合わせるタイミングで転写ニップに向けて送り出す。
【００３８】
転写ニップでは、ニップ内に挟み込まれた記録紙Ｐが感光体３上のトナー像に密着する。転写ローラ４には転写バイアスが印加されており、これにより、転写ニップ内の記録紙Ｐと感光体３との間に、トナーを感光体３側から記録紙Ｐ側に静電移動させる転写電界が形成される。感光体３上のトナー像は、ニップ圧や転写電界の作用によって記録紙Ｐの表面上に転写される。なお、転写部材として、転写ローラの代わりに、転写ベルトを用いてもよい。
【００３９】
転写ニップを通過した記録紙Ｐは、定着装置１０に送られる。定着装置１０は、ハロゲンランプとの発熱源を内包する定着ローラ１０ａと、これに向けて押圧される加圧ローラ１０ｂとの当接によって定着ニップを形成してる。定着装置１０内に進入した記録紙Ｐは、定着ニップに挟み込まれる。そして、ニップ圧や加熱の作用により、その表面にトナー像が定着せしめられる。
【００４０】
定着装置１０を通過した記録紙Ｐは、排紙ローラ対１１を経て機外へと排出される。一方、転写ニップを通過した後の感光体３の表面は、感光体３の回転に伴って、感光体３とクリーニングブレード６との当接によるクリーニング部に移動する。そして、このクリーング部において、転写残トナーが掻き取られる。クリーニングブレード６はポリウレタンなどの弾性体からなり、金属支持体によって片持ち支持されてる。そして、その自由端を感光体３の表面に対してカウンター方向に当接させている。転写残トナーだけではなく、紙粉や、帯電手段８の付近で発生した放電生成物、トナー中に含まれている添加剤なども感光体３の表面から掻き取ることができる。
【００４１】
クリーニング部を通過した感光体３の表面には、潤滑剤塗布装置２０によって粉末潤滑剤が塗布される。その後、感光体３の表面は、除電手段７によって残留電荷が除電された後、帯電手段８によって再び一様に帯電せしめられる。
【００４２】
球形トナー粒子からなるトナーとしては、従来から広く用いられている粉砕法により形状が歪な異形のトナー（粉砕トナー）を加熱処理等して球形化したものや、重合法により製造されたトナーなどを用いることができ、その製造方法は特に限定されない。球形トナー粒子からなるトナーは、感光体３の表面から掻き落とし難い。このため、転写残トナーのクリーニング不良の発生を抑えるために、潤滑剤塗布装置２０によって感光体３の表面に粉末潤滑剤を塗布することが有効である。
【００４３】
除電手段７としては、ＬＥＤなどの光源から発した光の照射によって感光体３の表面を除電する方式のものが採用されてる。かかる方式のものに代えて、ＡＣ放電によって除電する方式など、他の方式のものを採用してもよい。
【００４４】
粉末潤滑剤を感光体３に塗布する潤滑剤塗布装置の従来構成においては、ブラシローラによって固形潤滑剤から粉末潤滑剤を掻き取りながら感光体３の表面に塗布していた。しかしながら、かかる従来構成では、ブラシローラによって感光体３の表面に塗布された粉末潤滑剤の膜には、ブラシの毛による厚みムラが生じてしまう。そして、その厚みムラに起因する転写ムラにより、トナー像に濃度ムラを引き起こすおそれがあった。
【００４５】
実施形態に係るプリンタでは、感光体３の表面上のトナー像を感光体３から記録紙Ｐに直接転写するようになっているが、感光体３から中間転写体を介して記録紙Ｐに転写する中間転写方式も知られている。そして、中間転写方式において、像担持体としての中間転写体の表面に粉末潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けた画像形成装置も知られている。かかる構成においても、中間転写体の表面に塗布された粉末潤滑剤の膜に厚みムラが生ずることにより、トナー像に濃度ムラを引き起こすおそれがあった。
【００４６】
また、実施形態に係るプリンタのように、潤滑剤塗布装置２０によって像担持体としての感光体３の表面に粉末潤滑剤を塗布する構成では、トナー像の濃度ムラの他に、感光体３の劣化を早めるおそれもあった。具体的には、感光体３の表面は、帯電手段８との間の放電によって劣化する。感光体３の表面に塗布された粉末潤滑剤は、放電による感光体３表面の劣化を抑える役割も果たしている。しかしながら、粉末潤滑剤の膜に厚みムラがあると、厚みの薄い箇所で感光体３表面の劣化を十分に抑えることができずに、感光体３の劣化を早めてしまうおそれがある。
【００４７】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図３は、潤滑剤塗布装置２０を感光体３の一部とともに示す拡大構成図である。潤滑剤塗布装置２０は、ステアリン酸亜鉛等からなる固形潤滑剤２１、コイルバネ２２、ブラシローラ２３、塗布ローラ２４、均しブレード２５、ブラシモータ２６などを有している。
【００４８】
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からなり、十分な潤滑性を発揮する固形潤滑剤２１は、コイルバネ２２によって一定の圧力でブラシローラ２３に押し当てられている。
【００４９】
ブラシローラ２３は、芯金と、その表面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシ部とを具備している。より詳しくは、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たものである。そして、固形潤滑剤２１や塗布ローラ２４に接触しながら、図中時計回り方向に回転駆動される。この回転に伴い、ブラシ毛の先端部のエッジによって固形潤滑剤２１から掻き取る。このとき、粉状になった粉末潤滑剤はブラシローラ２３のブラシ繊維表面に付着して保持される。そして、ブラシローラ２３と塗布ローラ２４との当接部で、塗布ローラ２４の表面に塗布される。
【００５０】
ブラシローラ２３のブラシ繊維の材料としては、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩ビ等を例示することができる。必要に応じて、前述の材料にカーボン等の導電性付与剤を混ぜて導電性繊維にしてもよい。
【００５１】
ブラシ毛の長さが２０（ｍｍ）以上では、潤滑剤供給部材３の稼動時間とともに固形潤滑剤２および潤滑剤塗布部材２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、固形潤滑剤４のかき取り性、潤滑剤塗布部材２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、固形潤滑剤４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。
【００５２】
ブラシローラ２３と塗布ローラ２４とは、図示のように互いに同じ方向（図中時計回り方向）に回転する。これにより、図４に示されるように、ブラシローラ２３と塗布ローラ２４との接触部では、互いに表面が逆方向に移動する。ブラシローラ２３のブラシは、塗布ローラ２４に対して、一定の間隔（食い込み量）で食い込むように接触してる。この食い込みにより、ブラシとローラとのニップ部が形成されている。このニップ部では、ブラシ毛がブラシローラ２３の回転方向とは逆方向に倒れる。ニップ部で倒れたブラシ毛は、ニップ部の出口で塗布ローラ２４表面から離れると、急激に元の真っ直ぐな状態に戻ろうとする。このときのブラシ毛のフリッカー動作により、ブラシ内に保持されていた粉末潤滑剤９１がブラシ内から飛翔して、塗布ローラ２４表面におけるニップ部よりも上流側の領域に付着する。付着した粉末潤滑剤９１は、塗布ローラ２４の回転に伴ってニップ部に再び進入して、ニップ部内において、ブラシ毛先端によって均される。これにより、粉末潤滑剤９１の膜の厚みムラが低減されるが、毛による引っ掻きにより、どうしてもある程度の厚みムラが残ってしまう。
【００５３】
塗布ローラ２４は、図５に示されるように、ブラシローラ２３、均しブレード２５、及び感光体３に接触しながら、図中時計回り方向に回転する。板状の均しブレード２５は図示しない支持部材によって片持ち支持された状態で、自由端を塗布ローラ２４に対してカウンター方向に当接させている。ブラシローラ２３によって塗布ローラ２４の表面に塗布された粉末潤滑剤９１の膜は、塗布ローラ２４と均しブレード２５との当接部で均されて一様な厚みになる。
【００５４】
図６は、塗布ローラ２４と均しブレード２５とを示す拡大構成図である。塗布ローラ２４は、芯金２４ａと、これの上に被覆された弾性ゴム部材からなる弾性ローラ部２４ｂと、これの表面に被覆された表面保護層２４ｃとを具備している。表面保護層２４ｃは、コーティング、あるいはチューブ被覆によって形成されたものである。表面保護層２４ｃの材料としては、弾性ローラ部２４ｂよりも摩擦抵抗の低いものを用いている。ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等を例示することができる。
【００５５】
図７は、均しブレード２５と塗布ローラ２４との当接部を示す拡大模式図である。均しブレード２５は、短冊形状の弾性体であるゴム部材からなる。ゴム部材からなることで、塗布ローラ２４との当接部を変形させてニップ部を形成している。ゴム部材としては、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の公知のゴム材料からなるものを例示することができる。その弾性率は、２０〜８０［％］、厚さは１〜６［ｍｍ］程度が良い。
【００５６】
当接部よりも上流側では、塗布ローラ２４上の粉末潤滑剤９１の膜が、図示のように厚みムラのあるものになっている。塗布ローラ２４の回転に伴って粉末潤滑剤９１の膜が当接部を通過すると、図示のように、粉末潤滑剤からなる薄膜９２が塗布ローラ２４の表面に形成される。この薄膜９２は、均一な厚みになっている。感光体３の表面に対しては、このような均一な厚みの薄膜９２が塗布される。
【００５７】
均しブレード２５は、塗布ローラ２４の回転方向に対してカウンタ方向になるように塗布ローラ２４表面に当接している。カウンタ方向で当接することにより、順方向で当接する場合に比べてニップ部で均一に圧力が加わるようになり、薄膜９２の厚みをより均一にすることができる。
【００５８】
このようにして均一な厚みに薄層化した薄膜９２が、塗布ローラ２４と感光体３との当接部で、感光体３の表面に塗布される。ステアリン酸亜鉛は膜状になるとラメラ結晶構造を形成する。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。ここで、図８に示されるように、塗布ローラ２４と感光体３との当接部では、両者の表面が互いに逆方向に移動することから、両者間に挟まれている薄膜９２に対してせん断力が働く。このせん断力により、図９に示されるように、薄膜９２を構成してる粉末潤滑剤が分子膜レベルで感光体３の表面に転移する。これにより、感光体３の表面には、粉末潤滑剤による均一な薄層が形成される。このように、感光体３の表面に均一な薄層を形成することで、上述した転写ニップにおいて、感光体３の表面上のトナー像の全域を記録紙Ｐに良好に転写する。これにより、トナー像の濃度ムラを抑えることができる。更には、均一な厚みの薄膜９２が、帯電手段８との対向位置で放電による感光体３表面のダメージを抑えることで、感光体３の劣化を抑えることもできる。
【００５９】
固形潤滑剤２１の材料としては、ステアリン酸亜鉛の他に、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などを例示することができる。また、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などでもよい。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、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛などでもよい。
【００６０】
ブラシローラ２３による粉末潤滑剤の掻き取り量は、使用環境によって変動する。低温低湿環境下ではブラシ毛が硬くなることから掻き取り量が増加する。これにより、ブラシローラ２３から塗布ローラ２４への粉末潤滑剤の供給量が増加する。一方、高温高湿環境下ではブラシ毛が柔らかくなることから掻き取り量が低下する。これにより、ブラシローラ２３から塗布ローラ２４への粉末潤滑剤の供給量が低下する。また、初期運転時には、通常よりも掻き取り量が増加する。
【００６１】
図１０は、感光体３への粉末潤滑剤の塗布量と、初期時からの感光体の駆動時間との関係を示すグラフである。図示のように、初期の駆動期間ｔ１には、粉末潤滑剤の塗布量が通常よりも多くなる。同図において、低温低湿運転期間ｔ２では、通常よりも環境が低温低湿化している（温度１０℃、湿度１５％）。このような低温低湿環境では、図示のように、粉末潤滑剤の塗布量が通常よりも増加する。なお、初期の駆動期間ｔ１（塗布量が徐々に低下していく期間）は、固形潤滑剤２１の種類、形状、ブラシの材質、ブラシ毛の太さ、密度などによって変化することがわかっている。
【００６２】
このように塗布量が変動すると、種々の不具合を引き起こすおそれがある。具体的には、塗布量が非常に少なくなると、感光体３上における均一な厚みの粉末潤滑剤の薄層は、非常に薄くなることから、十分な潤滑性を発揮することができずにクリーニング不良を引き起こすおそれがある。逆に、塗布量が非常に多くなると、均しブレード２５と塗布ローラ２４との当接部を粉末潤滑剤の塊がすり抜けるようになって、感光体３の表面に付着する。そして、その塊により、感光体３の帯電ムラを引き起こしてしまう。
【００６３】
そこで、本プリンタでは、図示しない温度センサー及び湿度センサーを搭載してる。そして、制御部が、それらの検知結果の組合せに応じて、ブラシモータの回転速度を調整することで、ブラシローラ２３の回転速度を調整する。より詳しくは、環境が低温低湿化するにつれて、ブラシローラ２３の回転速度を低下させる。これにより、環境にかかわらず、塗布量を一定にして、クリーニング不良や帯電ムラの発生を抑えることができる。
【００６４】
また、制御部は、初期の駆動期間ｔ１には、ブラシローラ２３の回転速度を経時的に増加させる制御を実施する。これにより、初期の駆動期間ｔ１においても、塗布量を一定にして、クリーニング不良や帯電ムラの発生を抑えることができる。
【００６５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、固形潤滑剤（例えば固形潤滑剤２１）と、回転可能なブラシローラ（例えばブラシローラ２３）とを有し、前記ブラシローラによって前記固形潤滑剤から掻き取って得た粉末潤滑剤を像担持体（例えば感光体３）の表面に塗布する潤滑剤塗布装置（例えば潤滑剤塗布装置２０）において、前記像担持体に接触しながら回転するのに伴って、自らの表面に担持している粉末潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布ローラ（例えば塗布ローラ２４）を設け、前記ブラシローラを前記塗布ローラに接触させて前記ブラシローラから前記塗布ローラに粉末潤滑剤を供給させるようにし、且つ、前記塗布ローラの表面に供給された粉末潤滑剤を前記表面上で均すように前記表面に当接する均し部材（例えば均しブレード２５）を設けたことを特徴とするものである。
【００６６】
かかる構成では、ブラシローラから塗布ローラに供給された粉末潤滑剤は、塗布ローラ表面上において、ブラシ毛の摺擦による厚みムラのある膜を形成する。この膜は、塗布ローラと均し部材との当接部をすり抜ける際に一様に均された後、塗布ローラから像担持体の表面に均一な厚みで塗布される。このように、像担持体の表面に対して粉末潤滑剤を均一な厚みで塗布することで、トナー像を像担持体から転写体にムラ無く転写して、転写ムラに起因するトナー像の濃度ムラを抑えることができる。
【００６７】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、弾性体からなる弾性ローラ部（例えば弾性ローラ部２４ｂ）と、前記弾性ローラ部の表面上に被覆された表面保護層（例えば表面保護層２４ｃ）とを前記塗布ローラに設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、表面保護層によって塗布ローラの耐久性を向上させることができる。
【００６８】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記表面保護層として、前記弾性ローラ部よりも摩擦抵抗が低い材料からなるものを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、摩擦抵抗の低い表面保護層により、像担持体への粉末潤滑剤の塗布効率を向上させることができる。
【００６９】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃにおいて、前記均し部材として、弾性体からなるものを用い、且つ前記均し部材を片持ち支持してその自由端を前記塗布ローラの表面に当接させたことを特徴とするものである。かかる構成では、弾性体からなる均し部材の変形により、均し部材と塗布ローラとの当接部にニップを形成して、塗布ローラ上の粉末潤滑剤の膜厚を効率良く均一化することができる。
【００７０】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａ〜Ｄにおいて、前記ブラシローラと前記塗布ローラとの接触部で両者の表面を互いに逆方向に移動させるようにしたことを特徴とするものである。かかる構成であ、順方向に移動させる場合に比べて、ブラシローラによる粉末潤滑剤の供給厚ムラを低減することができる。
【００７１】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、像担持体の表面にトナー像を作像する作像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記像担持体上に残留している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段と、前記像担持体の表面に粉末潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを備える画像形成装置において、前記潤滑剤塗布手段として、態様Ａ〜Ｅの潤滑剤塗布装置を用いたことを特徴とするものである。
【００７２】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｇにおいて、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段（例えば帯電手段８）と、帯電後の前記表面に静電潜像を書き込む潜像書込手段（例えば潜像書込手段９）とを設けるとともに、前記塗布ローラを、前記像担持体の表面の周方向における全域のうち、前記クリーニング手段との対向位置を通過した後、前記帯電手段との対向位置に進入する前の領域に接触させたことを特徴とするものである。
【００７３】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｆ又はＧにおいて、電荷輸送能を有する材料を含有し、且つ化学的な架橋構造を具備する樹脂からなる表面保護層を前記像担持体に設けたことを特徴とするものである。
【符号の説明】
【００７４】
３：感光体（像担持体）
５：現像装置（作像手段の一部）
８：帯電手段（作像手段の一部）
９：潜像書込手段（作像手段の一部）
２１：固形潤滑剤
２３：ブラシローラ
２４：塗布ローラ
２４ｂ：弾性ローラ部
２４ｃ：表面保護層
２５：均しブレード（均し部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２０１２−９３４４８号公報
【図１】
2015031828.tif 000003
【図２】
2015031828.tif 000004
【図３】
2015031828.tif 000005
【図４】
2015031828.tif 000006
【図５】
2015031828.tif 000007
【図６】
2015031828.tif 000008
【図７】
2015031828.tif 000009
【図８】
2015031828.tif 000010
【図９】
2015031828.tif 000011
【図１０】
2015031828.tif 000012