(57)【要約】【課題】  固形潤滑剤と、該固形潤滑剤から潤滑剤を削り取る潤滑剤削り取り部材と、固形潤滑剤を潤滑剤削り取り部材に圧接させる加圧手段とを有し、潤滑剤削り取り部材によって固形潤滑剤から削り取った潤滑剤を感光体表面に塗布する潤滑剤塗布装置において、感光体に塗布する潤滑剤の量を常に一定にする。【解決手段】  潤滑剤削り取り部材２６の下方に固形潤滑剤２５を配置し、その下方に加圧手段２７を配置して、固形潤滑剤２５が潤滑剤削り取り部材２６をその下方から加圧するようにする。【選択図】  図１
2005134848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形潤滑剤と、該固形潤滑剤から潤滑剤を削り取る潤滑剤削り取り部材と、固形潤滑剤を潤滑剤削り取り部材に圧接させる加圧手段とを有し、潤滑剤削り取り部材によって固形潤滑剤から削り取った潤滑剤を像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布装置において、前記加圧手段により付勢された固形潤滑剤が前記潤滑剤削り取り部材を該潤滑剤削り取り部材の下方から加圧するように、該固形潤滑剤と潤滑剤削り取り部材の位置を設定したことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項２】
前記固形潤滑剤の使用開始後の或る時点における当該固形潤滑剤の重量の初期重量からの減少量をＷ、その時点での固形潤滑剤の厚みの初期厚みからの減少量をＸ、前記加圧手段のばね定数をＫとしたとき、ＷがほぼＫＸに等しくなるように前記ばね定数Ｋが設定されている請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項３】
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カートリッジにおいて、請求項１又は２に記載の潤滑剤塗布装置と、トナー像が形成される像担持体とが一体的に組み付けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記像担持体が感光体より成ると共に、該感光体を帯電する帯電装置、感光体に形成された潜像をトナー像として可視像化する現像装置、及び該トナー像転写後の像担持体表面を清掃するクリーニング装置のうちの少なくとも１つを具備している請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記像担持体が、感光体からトナー像を転写される中間転写体より成る請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の潤滑剤塗布装置を具備する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形潤滑剤と、該固形潤滑剤から潤滑剤を削り取る潤滑剤削り取り部材と、固形潤滑剤を潤滑剤削り取り部材に圧接させる加圧手段とを有し、潤滑剤削り取り部材によって固形潤滑剤から削り取った潤滑剤を像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布装置と、その潤滑剤塗布装置を有するプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジないしは潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの複合機などとして構成される画像形成装置に、上記形式の潤滑剤塗布装置を設けて像担持体表面に潤滑剤を塗布し、該像担持体表面の摩擦係数を下げることは従来より周知である（例えば特許文献１参照）。このように像担持体表面の摩擦係数を下げることにより、像担持体表面のクリーニング性を高めたり、像担持体の寿命を伸ばすことが可能となる。
【０００３】
ところで、従来のこの種の潤滑剤塗布装置は、加圧手段による加圧力と固形潤滑剤の自重とによって、固形潤滑剤を潤滑剤削り取り部材に対して圧接させて固形潤滑剤から潤滑剤を削り取り、その削り取った潤滑剤を像担持体表面に塗布するように構成されているので、固形潤滑剤が徐々に消費され、その重量が減少するに従って、潤滑剤削り取り部材に対する固形潤滑剤の圧接力が弱まり、削り取られる潤滑剤の量が減少する。このため、像担持体表面に供給される潤滑剤の量が少なくなり、潤滑剤による像担持体表面の摩擦係数低減効果が不充分なものとなる。カムを用いて潤滑剤削り取り部材に対する固形潤滑剤の圧接力を制御する方法も提案されているが（特許文献２参照）、この構成によると、潤滑剤塗布装置の構造が複雑化し、そのコストが上昇する欠点を免れない。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３０４２５号公報
【特許文献２】特開２０００−２３１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、固形潤滑剤が消費されて、その重量が減少したときも、潤滑剤削り取り部材に対する固形潤滑剤の圧接力が大きく変化することがなく、固形潤滑剤から削り取られる潤滑剤の量を従来よりも一定に保つことの可能な潤滑剤塗布装置と、その潤滑剤塗布装置を有するプロセスカートリッジと、そのプロセスカートリッジないしは潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の潤滑剤塗布装置において、前記加圧手段により付勢された固形潤滑剤が前記潤滑剤削り取り部材を該潤滑剤削り取り部材の下方から加圧するように、該固形潤滑剤と潤滑剤削り取り部材の位置を設定したことを特徴とする潤滑剤塗布装置を提案する（請求項１）。
【０００７】
また、上記請求項１に記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の使用開始後の或る時点における当該固形潤滑剤の重量の初期重量からの減少量をＷ、その時点での固形潤滑剤の厚みの初期厚みからの減少量をＸ、前記加圧手段のばね定数をＫとしたとき、ＷがほぼＫＸに等しくなるように前記ばね定数Ｋが設定されていると有利である（請求項２）。
【０００８】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、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カートリッジにおいて、請求項１又は２に記載の潤滑剤塗布装置と、トナー像が形成される像担持体とが一体的に組み付けられていることを特徴とするプロセスカートリッジを提案する（請求項３）。
【０００９】
また、上記請求項３に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体が感光体より成ると共に、該感光体を帯電する帯電装置、感光体に形成された潜像をトナー像として可視像化する現像装置、及び該トナー像転写後の像担持体表面を清掃するクリーニング装置のうちの少なくとも１つを具備していると有利である（請求項４）。
【００１０】
さらに、上記請求項３に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体が、感光体からトナー像を転写される中間転写体より成ると有利である（請求項５）。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項３乃至５のいずれかに記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置を提案する（請求項６）。
【００１２】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１又は２に記載の潤滑剤塗布装置を具備する画像形成装置を提案する（請求項７）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、新たな固形潤滑剤の使用開始時と、その開始後の時点において、潤滑剤削り取り部材に対する固形潤滑剤の圧接力が大きく変ることはなく、常に安定した状態で潤滑剤を像担持体表面に塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態例を説明すると共に、前述の従来の欠点を図面に即してより具体的に明らかにする。
【００１５】
図１は画像形成装置の概略を示す部分断面図である。ここに示した画像形成装置は、ドラム状の感光体３により構成された像担持体を有し、この感光体３は、図１における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置９によって感光体３が所定の極性に帯電される。図１に例示した帯電装置９は、感光体３の表面に加圧されて回転する帯電ローラにより構成されているが、他の適宜な形態の帯電装置を用いることもできる。かかる帯電装置９により帯電された感光体３の表面には、露光装置１０から出射する書き込み光（図の例では光変調されたレーザ光Ｌ）が照射され、これによって感光体３に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１１によって、例えば黒色のトナー像として可視像化される。図示した現像装置１１は、像担持体の帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加される現像ローラ８を有し、この現像ローラ８に担持されて搬送される乾式現像剤によって静電潜像が反転現像される。
【００１６】
上述のようにして、感光体３の表面にトナー像が形成されるが、このトナー像は、感光体３に対して矢印で示すように給送された記録媒体Ｐに、転写装置１３の作用によって転写される。記録媒体Ｐに転写されずに感光体表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置１４によって感光体表面から除去される。また、記録媒体Ｐとしては、例えば転写紙又は樹脂フィルムなどが使用され、かかる記録媒体Ｐは、感光体３を離れた後、図１には示していない定着装置を通り、このとき熱と圧力の作用によって、記録媒体Ｐに転写されたトナー像が記録媒体上に定着される。定着装置を通過した記録媒体は、画像形成装置本体外に排出される。
【００１７】
本例のクリーニング装置１４は、クリーニング部材の一例であるクリーニングブレード２１と、クリーニングブレード２１の基端部を固定支持するクリーニングケース２３を有している。クリーニングブレード２１は例えばウレタンゴムなどの弾性体より成り、かかるクリーニングブレード２１は、その先端エッジ部が感光体３の表面に圧接して感光体表面に付着する転写残トナーを掻き取り除去する。感光体３から除去された転写残トナーは、図示していない廃トナー貯蔵部に搬送される。
【００１８】
上述のように、本例の画像形成装置においては、感光体３上のトナー像を記録媒体Ｐに転写した後に感光体上に付着する転写残トナーをクリーニング装置１４のクリーニングブレード２１によって除去しているが、クリーニングブレード２１に対する感光体表面の摩擦係数が大きいと、クリーニングブレード２１による感光体３のクリーニング性が低下し、またクリーニングブレード２１が巻き込まれるおそれもある。また、初期時には、このような現象が発生しなくとも、経時的に感光体表面にトナーが固着し、その表面にトナーフィルミングが形成されると、その表面の摩擦係数が大きくなり、同様の不具合が発生する。
【００１９】
そこで、本例の画像形成装置には、潤滑剤塗布装置２４が設けられている。この潤滑剤塗布装置２４は、例えばステアリン酸亜鉛から成る固形潤滑剤２５と、この固形潤滑剤２５から潤滑剤を削り取る潤滑剤削り取り部材２６と、固形潤滑剤２５を潤滑剤削り取り部材２６に圧接させる加圧手段２７とを有している。図１に示した潤滑剤塗布装置２４においては、その潤滑剤削り取り部材２６が、芯軸２８と、その芯軸２８に基端部が固定された多数の毛（繊維）２９を有するブラシローラ３０により構成されている。毛２９は感光体３の表面に接触し、芯軸２８は、クリーニング装置１４のクリーニングケース２３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回転駆動され、これによって毛２９が感光体表面に摺擦する。また、加圧手段２７としては、圧縮ばね３１が使用され、かかる圧縮ばね３１が固形潤滑剤２５とクリーニングケース２３の底壁との間に圧装されている。かかる圧縮ばね３１は、塊状の固形潤滑剤２５を加圧し、その固形潤滑剤２５を潤滑剤削り取り部材２６に圧接させる。
【００２０】
ブラシローラ３０より成る潤滑剤削り取り部材２６が、図１における反時計方向に回転駆動されるとき、固形潤滑剤２５は潤滑剤削り取り部材２６に圧接しているので、潤滑剤削り取り部材２６は固形潤滑剤２５から潤滑剤を削り取る。このようにして固形潤滑剤２５から削り取った微粒子状の潤滑剤を感光体３より成る像担持体の表面に塗布するのである。このように、潤滑剤塗布装置２４によって感光体表面に粉体状の潤滑剤を塗布することにより、クリーニングブレード２１に対する感光体表面の摩擦係数が下げられ、感光体表面のクリーニング性が低下する不具合を阻止できる。また、感光体表面がクリーニングブレード２１によって早期に削り取られる不具合を阻止でき、感光体３の寿命を伸ばすことも可能である。また図１に示したブラシローラ３０は、クリーニングブラシとしての用もなす。
【００２１】
ところで、図５は従来の潤滑剤塗布装置２４Ａの一例を示している。ここに示した潤滑剤塗布装置２４Ａも、感光体３の表面に当接しながら反時計方向に回転駆動される潤滑剤削り取り部材２６Ａと、固形潤滑剤２５Ａと、圧縮ばね３１Ａとを有し、その圧縮ばね３１Ａによる加圧力と固形潤滑剤２５Ａの自重とによって、固形潤滑剤２５Ａが潤滑剤削り取り部材２６Ａに圧接する。潤滑剤削り取り部材２６Ａの回転により、固形潤滑剤２５Ａから潤滑剤が削り取られ、その削り取られた粉体状の潤滑剤が感光体３に塗布される。
【００２２】
図５に示した従来の潤滑剤塗布装置２４Ａにおいては、新品の固形潤滑剤２５Ａを組み付けて使用し始めた時点から、その使用時間が経過するに従って、感光体３へ供給される潤滑剤の量が徐々に減少する。すなわち、固形潤滑剤２５Ａが消費されるに従って、その厚さＴＡは小さくなるので、その固形潤滑剤２５Ａの重量は小さくなる。しかも圧縮ばね３１Ａもその自然長からの圧縮量が減少し、その加圧力が小さくなる。このようにして、潤滑剤削り取り部材２６Ａに対する固形潤滑剤２５Ａの圧接力が弱まり、これによって固形潤滑剤２５Ａから削り取られる潤滑剤の量が減少し、感光体３に供給される潤滑剤の量が少なくなる。このようになれば、感光体表面の摩擦係数を下げる効果が不充分なものとなる。
【００２３】
そこで、図１に示した潤滑剤塗布装置２４においては、ブラシローラ３０より成る潤滑剤削り取り部材２６の下方に固形潤滑剤２５が位置し、その下方に圧縮ばね３１より成る加圧手段２７が位置している。加圧手段２７により上方に向けて付勢された固形潤滑剤２５が、潤滑剤削り取り部材２６をその潤滑剤削り取り部材２６の下方から上方に向けて加圧するように、固形潤滑剤２５と潤滑剤削り取り部材２６の位置が設定されているのである。
【００２４】
図２の（ａ）は新品の固形潤滑剤２５を使用し始めた時点の様子を示し、図２の（ｂ）は固形潤滑剤２５を或る時間使用した後の状態を示している。これらの図から判るように、固形潤滑剤２５を使用し始めてから或る時間経過すると、固形潤滑剤２５の体積が減少するので、その自重が小さくなる。しかも、圧縮ばね３１の自然長からの圧縮量も小さくなり、その圧縮ばね３１が固形潤滑剤２５を加圧する力も弱くなる。このように、固形潤滑剤２５を或る時間使用すると、その初期状態に比べて、固形潤滑剤２５の重量は小さくなり、かつ圧縮ばね３１の加圧力が弱くなり、これらの力は互いに逆方向に作用するので、固形潤滑剤２５が潤滑剤削り取り部材２６を加圧する力自体は、固形潤滑剤２５の使用開始時の初期状態と大きく変ることはない。固形潤滑剤２５の重量の減少量と、圧縮ばね３１の加圧力の低減量をバランスさせれば、固形潤滑剤２５を潤滑剤削り取り部材２６に常に同一の圧力で当接させることができ、固形潤滑剤２５から削り取られる潤滑剤の量を常に一定にし、感光体３の表面に常に一定量の潤滑剤を供給して塗布することが可能となる。これらの点をより具体的に説明すると以下のとおりである。
【００２５】
先ず、固形潤滑剤２５の初期状態の重量をＷ０、固形潤滑剤２５が経時で減少した重量をＷ、圧縮ばね３１の初期取り付け時の圧縮長さをＸ０、その圧縮ばね３１の圧縮量の経時での減少量（すなわち、固形潤滑剤２５の厚みの減少分）をＸとし、圧縮ばね３１のばね定数をＫとすると、初期状態の潤滑剤削り取り部材２６に対する固形潤滑剤２５の加圧力はＫＸ０−Ｗ０となる。これが固形潤滑剤２５の使用開始後の或る時点では、固形潤滑剤２５が減少するため、その自重と圧縮ばねの加圧力が変化し、Ｋ（Ｘ０−Ｘ）−（Ｗ０−Ｗ）となる。これらが時間に対して一定であれば、感光体３に対する潤滑剤の塗布量を一定に保つことができる。すなわち、
ＫＸ０−Ｗ０＝Ｋ（Ｘ０−Ｘ）−（Ｗ０−Ｗ）
であればよいわけで、上式を整理すると、
ＫＸ＝Ｗ
となる。この式が成立するばね定数の圧縮ばね３１を用いることによって、経時での感光体３への潤滑剤の塗布量の減少を防ぐことができる。
【００２６】
上述したところから判るように、固形潤滑剤２５の使用開始後の或る時点における当該固形潤滑剤２５の重量の初期重量からの減少量をＷ、その時点での固形潤滑剤２５の厚みの初期厚みからの減少量をＸ、加圧手段２７のばね定数をＫとしたとき、ＷがほぼＫＸに等しくなるようにばね定数Ｋが設定されていれば、感光体３に対して、常に、ほぼ一定量の潤滑剤を塗布することが可能である。固形潤滑剤２５の厚みとは、加圧手段２７が固形潤滑剤２５を加圧する方向における固形潤滑剤２５の厚みである。
【００２７】
図１に示した潤滑剤塗布装置２４は、潤滑剤削り取り部材２６が感光体３の表面に接触して、その感光体３の表面に潤滑剤を塗布しているが、図３に示すように、潤滑剤削り取り部材２６を感光体３に接触させず、この潤滑剤削り取り部材２６を、感光体３の表面に接触しながら回転駆動される潤滑剤塗布部材３２に接触させ、固形潤滑剤２５から削り取られた潤滑剤を潤滑剤塗布部材３２を介して感光体表面に塗布するように構成した場合も、前述の各構成をそのまま採用することができる。この場合には、潤滑剤削り取り部材２６を、例えば、表面を微小に荒らした金属ローラにより構成し、潤滑剤塗布部材３２を、例えばクリーニングケース２３に回転自在に支持されたブラシローラにより構成することができる。
【００２８】
図４に示した画像形成装置は、複数の感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３ＢＫを有し、その感光体まわりには、図１に示した画像形成装置と同じプロセス機器が配置され、かつ潤滑剤塗布装置が設けられている。各感光体３Ｙ乃至３ＢＫの表面には、図１に示した画像形成装置の場合と同様にして、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、しかも図１に示した潤滑剤塗布装置と同じく構成された潤滑剤塗布装置によって潤滑剤が塗布される。
【００２９】
図４に示した画像形成装置の場合には、各感光体３Ｙ乃至３ＢＫに対向して、無端ベルトより成る中間転写体４が配置され、各感光体３Ｙ乃至３ＢＫに形成された各トナー像は、矢印Ａ方向に走行駆動される中間転写体４の表面に順次重ねて転写される。この重ねトナー像は、給紙部１５から給送された記録媒体Ｐに、二次転写装置１８によって転写され、その記録媒体が定着装置２を通るとき、当該トナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置２を通った記録媒体は、排紙部１７に排出される。中間転写体４上の転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１６によって除去される。
【００３０】
以上説明した例においては、潤滑剤が塗布される像担持体が感光体より成るが、像担持体が、感光体からトナー像を転写される中間転写体より成るときも、前述の潤滑剤塗布装置２４の各構成を適用できる。すなわち、図４に示した画像形成装置においても、その中間転写体４に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置１２４が設けられている。この潤滑剤塗布装置１２４も、固形潤滑剤１２５と、該固形潤滑剤１２５から潤滑剤を削り取る潤滑剤削り取り部材１２６と、固形潤滑剤１２５を潤滑剤削り取り部材１２６に圧接させる加圧手段１２７を有しており、かかる潤滑剤塗布装置１２４を前述の潤滑剤塗布装置２４と同様に構成し、中間転写体より成る像担持体の表面に常にほぼ一定量の潤滑剤を供給して塗布することができる。この場合の潤滑剤削り取り部材１２６は、中間転写体４上のトナー像がこの潤滑剤塗布装置１２４を通過するとき中間転写体表面から離間し、トナー像を乱すおそれのない時期に中間転写体表面に当接する。
【００３１】
また、図１及び図４に示した画像形成装置において、前述の潤滑剤塗布装置２４，１２４と、トナー像の形成される像担持体（感光体又は中間転写体）とを一体的に組み付けてプロセスカートリッジを構成し、そのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能に装着して使用できるように構成することもできる。
【００３２】
その際、像担持体が感光体より成る場合、プロセスカートリッジが、感光体を帯電する帯電装置、感光体に形成された潜像をトナー像として可視像化する現像装置、及び該トナー像転写後の像担持体表面を清掃するクリーニング装置のうちの少なくとも１つを具備している。
【００３３】
また、像担持体が、感光体からトナー像を転写される中間転写体４より成るときは、プロセスカートリッジは、かかる中間転写体４と潤滑剤塗布装置１２４とが一体的に組み付けられたユニットとして構成される。
【００３４】
画像形成装置が上述の如きプロセスカートリッジ又は潤滑剤塗布装置２４，１２４を具備しているのである。
【００３５】
上述のようにプロセスカートリッジを構成すると、その構成要素が故障を起こしたような場合、プロセスカートリッジを交換するだけで、早期に原状回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。
【図２】潤滑剤塗布装置の作用を説明する図である。
【図３】潤滑剤塗布装置の他の例を示す断面図である。
【図４】画像形成装置の他の例を示す部分断面概略図である。
【図５】従来の潤滑剤塗布装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
４  中間転写体
９  帯電装置
１１  現像装置
１４  クリーニング装置
２４，１２４  潤滑剤塗布装置
２５，１２５  固形潤滑剤
２６，１２６  潤滑剤削り取り部材
２７，１２７  加圧手段
【図１】
2005134848.tif 000003
【図２】
2005134848.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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