(57)【要約】【課題】所定の回転体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置、およびその潤滑剤供給装置を備え、回転する像担持体ドラム表面にトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関し、所定の回転体表面に潤滑剤を均一に供給する。【解決手段】回転軸２１１に取り付けられて放射状に延在する毛部２１２を備え、毛部２１２の先端を回転体表面１１ａに接触させた状態で回転するブラシ２１と、ロール状であって周面に固形潤滑剤を備え、毛部２１２の先端にその周面を押付けた状態で回転自在に配備されたロール体２２と、ロール体２２の軸心を貫通する、固形潤滑剤の比重よりも大きな比重のシャフト２３とを備える。【選択図】        図６
2005090708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置において、
回転軸に取り付けられて放射状に延在する毛部を備え、該毛部の先端を前記回転体表面に接触させた状態で回転するブラシと、
ロール状であって周面に固形潤滑剤を備え、前記毛部の先端に前記周面を押付けた状態で回転自在に配備されたロール体と、
前記ロール体の軸心を貫通する、前記固形潤滑剤の比重よりも大きな比重のシャフトとを備えたことを特徴とする潤滑剤供給装置。
【請求項２】
前記ロール体が、０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で前記毛部の先端に前記周面を押付けたものであることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤供給装置。
【請求項３】
前記シャフトが、前記ブラシの回転軸よりも上方に配備されたものであって、
前記ロール体が、０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で前記毛部の先端に前記周面を押付けた状態で前記ブラシの上に回転自在に載置されたものであることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤供給装置。
【請求項４】
前記ロール体を前記ブラシに向けて付勢する弾性部材を備え、
前記シャフトが、前記ブラシの回転軸よりも下方に配備されたものであって、
前記ロール体が、前記弾性部材に付勢されて０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で前記毛部の先端に前記周面を押付けた状態で回転自在に配備されたものであることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤供給装置。
【請求項５】
前記ブラシは、１本当たりの先端力が３．０×１０-9Ｎ以上である複数の毛からなる毛部を有するものであることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤供給装置。
【請求項６】
回転する像担持体表面にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置が配備され、
前記潤滑剤供給装置が、
回転軸に取り付けられて放射状に延在する毛部を備え、該毛部の先端を前記回転体表面に接触させた状態で回転するブラシと、
ロール状であって周面に固形潤滑剤を備え、前記毛部の先端に前記周面を押付けた状態で回転自在に配備されたロール体と、
前記ロール体の軸心を貫通する、前記固形潤滑剤の比重よりも大きな比重のシャフトとを備えたものである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、所定の回転体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置、およびその潤滑剤供給装置を備え、回転する像担持体ドラム表面にトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここでは、電子写真プロセスを応用した複写機やプリンタなどの画像形成装置を例にあげて説明する。電子写真プロセスを応用した画像形成装置の多くは、回転するドラム状の感光体を備えており、その感光体表面にトナー像を形成する。トナー像の形成にあたっては、まず、感光体を帯電させ、続いて、帯電された感光体を像露光することにより、その感光体表面に静電潜像を形成し、次いで、静電潜像が形成された感光体表面にトナーを転移させることにより静電潜像を現像しトナー像を形成する。このようにして形成された感光体表面のトナー像は、中間転写体あるいは記録媒体に転写され、画像形成装置では、最終的に、トナー像を記録媒体上に定着することにより定着トナー像から画像を形成する。
【０００３】
ところで、転写を終えた感光体表面には、帯電する際に生じた放電生成物や転写されずに感光体表面に残ったトナー等が存在する。従来より、これらの放電生成物や残留トナー等を除去するため、ウレタンゴムなどからなるブレードを感光体に当接させ、このブレードによって付着物を掻き取るブレードクリーニング方式が用いられている（例えば、特許文献１等参照。）。
【０００４】
図１は、ブレードクリーニング方式の一例を示す図である。
【０００５】
図１には、時計回りに回転するドラム状の感光体７が示されており、６時の位置が転写領域Ｔである。また、転写領域Ｔよりも下流側に、先端が感光体表面７ａに接した、ウレタンゴムからなるブレード８も示されている。さらに、この図１には、転写領域Ｔとブレード８との間に、潤滑剤供給装置９が配備されている。この潤滑剤供給装置９は、感光体表面７ａにおいて残留トナーが滑りやすいように、また、ブレード８と感光体表面７ａとの摩擦を低減しブレードのカケやメクレを防止するとともにブレード鳴きを抑えるため、感光体表面７ａに潤滑剤を供給するものである。図１に示す潤滑剤供給装置９は、感光体表面７ａに先端が接した状態で回転するロールブラシ９１を有する。このロールブラシ９１は、紙面に対して垂直方向に延びる回転軸９１１に取り付けられて放射状に延在する毛部９１２を備えており、時計回りに回転するものである。また、図１に示す潤滑剤供給装置９は、ロールブラシ９１の１２時の位置に配備された固形潤滑剤９２と、紙面に対して垂直方向に延びる金属プレート９３も有する。固形潤滑剤９２は、金属プレート９３に沿った角柱状のものであって、金属プレート９３の重みで下面９２１がロールブラシ９１の毛部９１２の先端に押し付けられている。ロールブラシ９１が時計回りに回転すると、毛部９１２の、１２時の位置にきた先端が固形潤滑剤９２の下面９２１を掻き取り、その先端は、潤滑剤を担持したまま感光体表面７ａに接し、感光体表面７ａに潤滑剤が供給される。
【０００６】
図１に示す感光体表面７ａでは、ブレード８によって残留トナーが堰き止められ、堰き止められたトナーは、この図１では図示省略した受け皿に入り込み、感光体表面７ａから除去される。また、トナーには、外添剤の一つとして研磨剤が加えられており、この研磨剤が、ブレード８と感光体表面７ａとの僅かな隙間を通過することで、感光体表面７ａが研磨され、放電生成物等の付着物が除去される。
【０００７】
ところが、図１に示す潤滑剤供給装置９では、固形潤滑剤９２がロールブラシ９１の上に載置されているにすぎないことから、ロールブラシ９１の回転によって固形潤滑剤９２が暴れたり、固形潤滑剤９２の軸方向（紙面に対して垂直な方向）に片減りが生じてしまう。
【０００８】
図２は、図１に示す潤滑剤供給装置に配備され、ある程度使用された後の固形潤滑剤を示す図である。また、図３は、図２に示す固形潤滑剤の端部付近の断面図であり、図４は、図２に示す固形潤滑剤の中央部付近の断面図である。
【０００９】
図２では、図１に示す固形潤滑剤９２の向きを変え、その下面９２１が紙面手前にくるように示してある。また、図３および図４では、その下面９２１が上方にくるように示してある。
【００１０】
図２に示す固形潤滑剤９２の下面９２１には、ロールブラシ９１によって掻き取られた跡が見える。図３および図４には、比較のため、使用前の固形潤滑剤の下面を点線で示してあるが、両図を見比べると下面９２１の減り方が大きく異なり、固形潤滑剤９２の軸心方向における片減りを確認することができる。
【００１１】
固形潤滑剤９２の暴れや片減りが生じると、感光体表面７ａへの潤滑剤の、無駄を省いた供給や感光体７の回転軸方向に関する均一な供給ができなくなってしまうという問題がある。特に、潤滑剤の均一な供給が妨げられると、感光体表面の偏摩耗やブレードのカケやメクレが生じ、大きな問題になる。
【００１２】
そこで、固形潤滑剤を回転自在なものにすることで、固形潤滑剤９２の軸心方向に生じる片減りを防止しようとする提案がなされている（例えば、特許文献２参照。）。この提案では、ロール状の固形潤滑剤をブラシの上に載置することで、固形潤滑剤の自重によりブラシの毛部の先端に固形潤滑剤を押し付けており、固形潤滑剤の形状をロール状にしたことで、ブラシの回転に従って固形潤滑剤も回転する。
【特許文献１】特開平７−２１００５１号公報
【特許文献２】特開２００１−５１５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、固形潤滑剤の比重は小さく、このため、ブラシの回転に伴って固形潤滑剤が跳ね上がり、今度は、ドラム状の感光体表面の周方向に関する潤滑剤の均一な供給ができないという問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、所定の回転体表面に潤滑剤を均一に供給することができる潤滑剤供給装置、およびその潤滑剤供給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する本発明の潤滑剤供給装置は、所定の回転体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置において、
回転軸に取り付けられて放射状に延在する毛部を備え、その毛部の先端を上記回転体表面に接触させた状態で回転するブラシと、
ロール状であって周面に固形潤滑剤を備え、上記毛部の先端に上記周面を押付けた状態で回転自在に配備されたロール体と、
上記ロール体の軸心を貫通する、上記固形潤滑剤の比重よりも大きな比重のシャフトとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の潤滑剤供給装置によれば、上記ロール体が回転自在に配備されたものであることから、周面の固形潤滑剤は、上記ブラシの回転に伴って回転し、均一に無駄なく消費され、軸方向の片減りが防止される。また、上記シャフトの重さを調整することで上記固形潤滑剤を上記毛部の先端に所望の押付力によって押し付けることができ、上記ブラシの回転によって上記ロール体が跳ね上がることも防止される。したがって、本発明の潤滑剤供給装置によれば、所定の回転体表面に潤滑剤を均一に供給することができる。
【００１７】
また、本発明の潤滑剤供給装置において、上記ロール体は、０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で上記毛部の先端に上記周面を押付けたものであることが好ましく、より具体的には、
上記シャフトが、上記ブラシの回転軸よりも上方に配備されたものである場合には、
上記ロール体は、０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で上記毛部の先端に上記周面を押付けた状態で上記ブラシの上に回転自在に載置されたものであることが好ましく、
上記ロール体を上記ブラシに向けて付勢する弾性部材を備え、上記シャフトが、上記ブラシの回転軸よりも下方に配備されたものである場合には、
上記ロール体が、上記弾性部材に付勢されて０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で上記毛部の先端に上記周面を押付けた状態で回転自在に配備されたものであることが好ましい。
【００１８】
上記押付力が、０．４９Ｎを下回ると、上記回転体表面への潤滑剤の供給が不足し、１．４７Ｎを超えると、上記回転体表面への潤滑剤の供給が過剰になってしまう。また、上記シャフトが、上記ブラシの回転軸よりも下方に配備されたものである場合には、上記シャフトの重さを調整しても上記押付力を０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の範囲にすることができないが、上記弾性部材を配備することで上記押付力を上記範囲内に収めている。
【００１９】
また、本発明の潤滑剤供給装置において、上記ブラシは、１本当たりの先端力が３．０×１０-9Ｎ以上である複数の毛からなる毛部を有するものであることが好ましい。
【００２０】
ここにいう先端力とは、以下の式によって規定された力（ｇｆ）をＮ（ニュートン）の単位で表したものである。
先端力＝ＢＰＩ×Ｅ×０．２５×φ4×ＰＨ-3
ただし、式中の、ＢＰＩは上記毛の、上記回転体表面への干渉量（ｍｍ），Ｅは上記毛のヤング率（ｇｆ／ｍｍ2），φは上記毛の太さ（ｍｍ），ＰＨは上記毛の長さ（ｍｍ）をそれぞれ表す。なお、０．２５は係数である。
【００２１】
上記先端力が、３．０×１０-9Ｎ未満であると、上記ブラシによる上記固形潤滑剤の掻き取り量が少なくなりすぎ、上記回転体表面への潤滑剤の供給不足になってしまう。
【００２２】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、回転する像担持体表面にトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置が配備され、
上記潤滑剤供給装置が、
回転軸に取り付けられて放射状に延在する毛部を備え、その毛部の先端を上記回転体表面に接触させた状態で回転するブラシと、
ロール状であって周面に固形潤滑剤を備え、上記毛部の先端に上記周面を押付けた状態で回転自在に配備されたロール体と、
上記ロール体の軸心を貫通する、上記固形潤滑剤の比重よりも大きな比重のシャフトとを備えたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、所定の回転体表面に潤滑剤を均一に供給することができる潤滑剤供給装置、およびその潤滑剤供給装置を備えた画像形成装置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】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
図５は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００２６】
本実施形態の画像形成装置１は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーそれぞれに対応した、４つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせ（１次転写）、用紙に転写し、定着するものである。
【００２７】
図５に示された画像形成装置１は、４つの各トナー像形成ユニット１０、４つの一次転写ロール２０、２つの支持ロール３１に支持されて反時計回りの方向に循環移動する中間転写ベルト３０、バックアップロール４０、およびバックアップロール４０に対向するように設けられた二次転写ロール５０を備えている。互いに対向するバックアップロール４０と二次転写ロール５０との間には、記録媒体である不図示の用紙が送り込まれる。各トナー像形成ユニット１０で形成され、中間転写ベルト３０上に重ね合わされたトナー像は、送られてきた用紙上に一括転写される。その後不図示の定着装置により溶融定着される。
【００２８】
４つのトナー像形成ユニット１０は、中間転写ベルト３０の循環方向に並んで配置されている。各トナー像形成ユニット１０には、時計回りに回転する感光体ドラム１１が配備されており、各感光体ドラム１１の表面は、中間転写ベルト３０に接している。１次転写ロール２０は、中間転写ベルト３０を挟んで感光体ドラム１１と対向する位置に配備されており、感光体ドラム１１と中間転写ベルト３０とが接する部分が１次転写位置である。
【００２９】
また、各トナー像形成ユニット１０には、現像器１２、帯電器１３、光書き込みユニット１４、およびクリーニング装置１５が配備されている。現像器１２は、感光体ドラム１１の周囲の、１次転写位置の上流側に配備されている。帯電器１３は、その現像器１２よりもさらに上流側に配備されている。また、光書き込みユニット１４は、現像器１２と帯電器１３との間に配備されている。さらに、クリーニング装置１５は、感光体ドラム１１の周囲の、１次転写位置の下流側に配備されている。
【００３０】
感光体ドラム１１の表面は、帯電器１３によって一様に帯電される。光書き込みユニット１４には、図示省略したが、半導体レーザーとポリゴンミラーが内蔵されている。この光書き込みユニット１４は、帯電器１３により一様に帯電した感光体ドラム１１の表面にレーザ光を照射することで、感光体ドラム１１表面に静電潜像を形成する。現像器１２は、二成分現像方式を採用したものであり、この現像器１２には、磁性キャリアと一色の負側に帯電した非磁性トナーが収容されている。また、この現像器１２にはマグロール１２１が配備されている。マグロール１２１の周面には、トナーが付着した磁性キャリアがブラシ状となった現像剤層（いわゆる磁気ブラシ）が形成され、非磁性トナーは、この現像剤層から静電潜像を担持した感光体ドラム１１の表面に移行する。静電潜像は非磁性トナーの移行を受けて現像されトナー像となる。
【００３１】
図５には、クリーニング装置１５が、外側をケーシング１５ａにより覆われた状態で示されている。
【００３２】
図６は、図５に示すクリーニング装置のケーシングを取り外し、クリーニング装置の内部を側面側から模式的に示した図である。
【００３３】
この図６にも、時計回りに回転する感光体ドラム１１が示されている。図６に示すクリーニング装置１５は、先端が感光体ドラム１１の表面１１ａに接した、ウレタンゴムからなるブレード１５１を備えている。
【００３４】
また、このクリーニング装置１５は、このブレード１５１よりも上流側に潤滑剤供給装置２を備えている。この図６に示す潤滑剤供給装置２は、本発明のうちの潤滑剤供給装置の一実施形態に相当するものであり、ロールブラシ２１、固形潤滑剤２２、シャフト２３、及びガイド部材２４を備えている。
【００３５】
このロールブラシ２１は、紙面に対して垂直方向に延びる回転軸２１１に取り付けられて放射状に延在する毛部２１２を備えており、その毛部２１２の先端が感光体ドラム１１の表面１１ａに接した状態で不図示のモータにより時計回りに回転するものである。図６に示す毛部２１２を構成する各毛２１２１は、例えば、導電性ポリプロピレン、導電性ナイロン等の導電性繊維からなるものであって、その太さは２０デニール以下であり、長さは１〜１０ｍｍである。
【００３６】
固形潤滑剤２２は、ステアリン酸亜鉛を熱溶融又は圧縮整形することでロール状に固形化した、本発明にいうロール体の一例に相当するものであって、軸心に貫通孔を有する。なお、固形潤滑剤２２としては、ステアリン酸亜鉛以外の脂肪酸金属塩等であってもよく、例えば、この脂肪酸金属塩を構成する金属としては、亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、鉛、ニッケル等があげられ、脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等があげられる。
【００３７】
図７は、図６に示す固形潤滑剤を示す斜視図である。
【００３８】
図７に示すように、固形潤滑剤２２の貫通孔２２１には、シャフト２３が貫通している。すなわち、固形潤滑剤２２の両端からは、固形潤滑剤２２の中心を通ったシャフト２３の両端の部分２３１，２３２が突き出している。このシャフト２３は、ステンレス製の１本の丸棒であって、シャフト２３の材質であるステンレスの比重の方が、固形潤滑剤２２の材質であるステアリン酸亜鉛の比重よりも遙かに大きい。
【００３９】
ガイド部材２４は、図６に示すように、ロールブラシ２１よりも上方に位置しており、下縁２４１から上方向けて切り欠かれた上下方向に延びるＵ字状の切欠部２４２が設けられたものである。このガイド部材２４は、ロールブラシ２１の両脇に配備されており、シャフト２３の、固形潤滑剤２２の両端から突き出した部分２３１，２３２は、ガイド部材２４の切欠部２４２に挿入され、固形潤滑剤２２は、ロールブラシ２１の毛部２１２先端の１２時の位置の部分に接するようにロールブラシ２１の上に回転自在に載置されている。すなわち、図６に示す潤滑剤供給装置２では、シャフト２３が、ロールブラシ２１の回転軸２１１よりも上方に配備されている。
【００４０】
この図６では、シャフト２３と固形潤滑剤２２との比重からいって両者の重さの割合はシャフト２３の重さが支配的であり、固形潤滑剤２２は、このシャフト２３の重さによって、１．０Ｎ程度の押付力で毛部２１２へ押し付けられている。このため、ロールブラシ２１が回転すると、毛部２１２の、１２時の位置にきた先端が固形潤滑剤２２を掻き取り、その先端は、掻き取った潤滑剤を担持したたまま感光体ドラム１１の表面１１ａに接し、感光体ドラム表面１１ａに潤滑剤が供給される。また、固形潤滑剤２２は、ロールブラシ２１の回転に伴って回転し、均一に無駄なく消費され、軸方向の片減りが防止されている。固形潤滑剤２２は、シャフト２３の両端の部分２３１，２３２が、上下方向に延びる切欠部２４２に挿入されているため、この切欠部２４２によって上下方向の移動は規制されないが、図６の左右方向の移動は規制される。このため、固形潤滑剤２２は、ロールブラシ２１によって掻き取られ径が小さくなってくると、シャフト２３の重さによって自然と下方に下がり、１．０Ｎ程度の押付力が維持される。このように、図６に示す固形潤滑剤２２は、常に１．０Ｎ程度の押付力で毛部の先端に押し付けられているため、ロールブラシ２１の回転によって跳ね上がることも防止されている。したがって、図６に示す潤滑剤供給装置２によれば、感光体ドラム１１の回転軸方向にも周方向にも、その表面１１ａに潤滑剤を均一に供給し続けることができる。この結果、図５に示す画像形成装置１では、ブレード１５１との摩擦によって感光体ドラム１１が傷ついたり、ブレード１５１のカケやメクレが生じたりすることが防止されるとともにブレード鳴きも抑えられている。
【００４１】
ここで、ロールブラシ２１による固形潤滑剤２２の掻き取り量は、ロールブラシ２１の毛部２１２を構成する各毛の先端力と、固形潤滑剤２２の押付力とによって決まる。
【００４２】
ロールブラシ２１の毛部２１２を構成する各毛２１２１の１本当たりの先端力Ｆとは、以下の式（１）によって表される力（ｇｆ）をＮ（ニュートン）の単位で表したものであって、毛の剛性に関するパラメータである。
先端力＝ＢＰＩ×Ｅ×０．２５×φ4×ＰＨ-3      式（１）
ただし、式（１）中の、ＢＰＩは毛の、感光体ドラム表面への干渉量（ｍｍ），Ｅは毛のヤング率（ｇｆ／ｍｍ2），φは毛の太さ（ｍｍ），ＰＨは毛の長さ（ｍｍ）をそれぞれ表す。なお、０．２５は、毛の断面２次モーメントから発生する係数である。
【００４３】
以下、富士ゼロックス社製の画像形成装置（ＤｏｃｕＣｏｌｏｒ１２５０ＣＰ）を改造し、低温低湿度（温度１０℃，湿度１５％）および高温高湿度（温度２８℃，湿度８５％）の環境下で実験を行ったので説明する。
【００４４】
ここでの実験に用いた画像形成装置は、直径８４ｍｍの感光体ドラムを備えたものであった。また、画像形成装置には、図６に示すクリーニング装置１５と同じ構成を有し、固形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛からなる鉛筆硬度がＨＢであって直径が１１．５ｍｍであるロール状の潤滑剤が配備された潤滑剤供給装置を備えたクリーニング装置を搭載させた。
【００４５】
まず、固形潤滑剤の押付力を段階的に変えて画像形成を行った実験について説明する。
【００４６】
図８は、固形潤滑剤の押付力を段階的に変えて固形潤滑剤の消費量を測定した結果を表すグラフである。
【００４７】
図８に示すグラフの横軸は固形潤滑剤の、ロールブラシの毛部への押付力（Ｎ）を示す。また、その縦軸は、感光体ドラムの１０００回転当たりの固形潤滑剤２２の消費量（ｍｇ／ｋｃｙ；ｋｃｙは感光体ドラム１０００回転を意味する）を示し、この図８に示す測定結果は、感光体ドラムを２５万回回転させたときの、１０００回転当たりの固形潤滑剤の消費量である。
【００４８】
図８に示すグラフから、押付力が大きくなればなるほど固形潤滑剤の消費量、すなわちロールブラシによる固形潤滑剤の掻き取り量も大きくなることがわかる。
【００４９】
ところで、図５に示す画像形成装置１では、図６に示すブレード１５１によって感光体ドラム表面１１ａ上の残留トナーが堰き止められ、堰き止められたトナーは、図示省略した受け皿に入り込み、感光体ドラム表面１１ａから除去される。また、トナーには、外添剤の一つとして研磨剤が加えられており、この研磨剤が、ブレード１５１と感光体ドラム表面１１ａとの僅かな隙間を通過することで、感光体ドラム表面１１ａが研磨され、放電生成物等の付着物が除去される。
【００５０】
固形潤滑剤の、感光体ドラム表面１１ａへの供給が少なくなると、図６に示すブレード１５１と感光体ドラム表面１１ａとの摩擦力が高くなり、感光体ドラム表面１１ａが傷ついたり、ブレード１５１にカケやメクレが生じ、感光体ドラム表面１１ａが偏摩耗したり、あるいはブレード１５１によって残留トナーを堰き止めることができず残留トナーを除去することができなくなってしまう。このような固形潤滑剤の供給不足による不都合は、低温低湿下であっても高温高湿下であっても、固形潤滑剤の押付力が０．４９Ｎを下回ると生じる。
【００５１】
一方、固形潤滑剤の、感光体ドラム表面１１ａへの供給が多くなると、感光体ドラム表面１１ａに分厚い固形潤滑剤の膜ができ、トナーに添加された研磨剤で感光体ドラム表面１１ａを研磨することが、この分厚い膜に邪魔されてできなくなり、放電生成物等の付着物を除去できなくなってしまう。感光体ドラム表面１１ａに放電生成物等の付着物が付着したままトナー像が形成されると、定着画像にボケが生じる。このような固形潤滑剤の過剰供給による画像のボケは、特に、高温高湿下で生じやすく、固形潤滑剤の押付力が１．
４７Ｎを上回ると生じる。
【００５２】
以上のことから、固形潤滑剤２２の、毛部２１２への押付力は０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の範囲に設定することが好ましく、図６に示す潤滑剤供給装置２では、シャフト２３の、太さや長さあるいは材質（比重）を調整することで押付力を上記範囲に設定することができる。
【００５３】
次に、ロールブラシの毛部を構成する各毛の１本当たりの先端力Ｆを段階的に変えて画像形成を行った実験について説明する。
【００５４】
ここでの実験では、２.９×１０-7Ｎの先端力Ｆを有する毛のロールブラシ、４.９×１０-7Ｎの先端力Ｆを有する毛のロールブラシ、４.９×１０-6Ｎの先端力Ｆを有する毛のロールブラシ、および１．５×１０-5Ｎの先端力Ｆを有する毛のロールブラシをそれぞれ用意し、各ロールブラシを用いて潤滑剤を感光体ドラムに供給した。また、比較のため、固形潤滑剤の押付力も段階的に変えて実験を行った。
【００５５】
まず、表１に横一列ずつ、ここで用いたロールブラシそれぞれの、毛の、感光体ドラム表面への干渉量（ＢＰＩ），毛の長さ（ＰＨ），毛の太さ，毛のヤング率，繊維径を示す。また、表１の左端には、これらの値を用いて上述の式（１）から求められたロールブラシの先端力を示す。なお、式（１）中のφ（毛の太さ）については、繊維径の値を用いた。
【００５６】
【表１】
2005090708.tif 000003
【００５７】
次に、実験結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
2005090708.tif 000004
【００５９】
上記表２では、上から順に、固形潤滑剤の軸心を貫通するシャフトを省略しロール状の固形潤滑剤を用いた場合の実験結果，同じくシャフトを省略し角柱状の固形潤滑剤を用いた場合の実験結果，図６に示すクリーニング装置１５と同じ構成を有するクリーニング装置で固形潤滑剤の押付力を０．５１Ｎにした場合の実験結果，その押付力を０．９８Ｎにした場合の実験結果，その押付力を１．４７Ｎにした場合の実験結果を示す。なお、固形潤滑剤は、シャフトの重さによって毛部へ押付けられているため、この表２では、シャフトを省略した上２つの実験結果の項目には、押付力は０と記してある。
【００６０】
表２の上２つのシャフトを省略した場合の実験結果に示されるように、シャフトを省略すると、感光体ドラム表面に傷が発生した。すなわち、シャフトを省略し、先端力Ｆを４．９×１０-7Ｎ以下にした場合には、ロールブラシが固形潤滑剤を十分に掻き取ることができず、感光体ドラム表面への供給量が不足し感光体ドラム表面１１ａが全体的に傷ついてしまった。また、シャフトを省略し、先端力Ｆを４．９×１０-6Ｎ以上にした場合には、固形潤滑剤の押付力はないもののロールブラシの毛部の剛性によって固形潤滑剤はそれなりに掻き取られたが、押付力がないために固形潤滑剤がロールブラシの回転によって跳ね上がり、感光体ドラム表面１１ａに周方向の傷が発生した。
【００６１】
これに対して、表２の下３つに示すように、シャフトを備えた場合には感光体ドラム表面に傷は見当たらなかった。これは、シャフトを備えたことで固形潤滑剤の押付力が確保され、潤滑剤が感光体ドラム表面に均一に供給されたことによるものと考えられる。また、固形潤滑剤の押付力を１．４７Ｎまでに抑えておけば、ロールブラシの先端力Ｆを１．５×１０-5Ｎまで高めても、固形潤滑剤の過剰供給には陥らず、定着画像にボケが生じなかった。
【００６２】
図８および表２を用いて説明したように、図６に示す潤滑剤供給装置２によれば、ロールブラシ２１による固形潤滑剤２２の掻き取り量を、ロールブラシ２１の毛部２１２を構成する各毛の先端力と、固形潤滑剤２２の押付力との２つのパラメータを用いることによって緻密に調整することができ、その掻き取り量を最適なものに設定することができる。
【００６３】
続いて、図６に示すクリーニング装置の変形例について説明する。
【００６４】
図９は、図６に示すクリーニング装置の変形例であるクリーニング装置の内部を側面側から模式的に示した図である。
【００６５】
この図９に示すクリーニング装置も、図６に示すクリーニング装置と同じく、ブレードと潤滑剤供給装置を備えている。ここでは、図６に示すクリーニング装置の説明で用いた符号を使用して、この図９に示すクリーニング装置の全体的な説明は省略し特徴的な部分についてのみ説明する。
【００６６】
この図９に示すクリーニング装置１５の特徴は、潤滑剤供給装置２が有する固形潤滑剤２２の配置方式にある。図９に示すロール状の固形潤滑剤２２は、ロールブラシ２１の、毛部２１２先端の６時の位置の部分に接するように回転自在に配備されており、固形潤滑剤２２の軸心を貫通するシャフト２３が、ロールブラシ２１の回転軸２１１よりも下方に位置している。また、図９に示す潤滑剤供給装置２は、バネ部材２５も備えており、このバネ部材２５の一端は、図９に示すクリーニング装置１５のフレーム１５０に取り付けられており、他端は、ガイド部材２４に取り付けられている。バネ部材２５は、固形潤滑剤２２をロールブラシ２１に向けて付勢するものである。本実施形態の潤滑剤供給装置２では、シャフト２３が、ロールブラシ２１の回転軸２１１よりも下方に位置しているため、シャフトの重さを調整しても固形潤滑剤２２の押付力Ｐを０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の範囲にすることができない。このため、図９に示すバネ部材２５の付勢力ｆを調整することで押付力Ｐを上記範囲に収めている。すなわち、固形潤滑剤２２とシャフト２３との総重量をｗとすると、押付力Ｐと付勢力ｆとは以下の式（２）で示す関係にある。
押付力Ｐ＝付勢力ｆ−総重量ｗ        式（２）
ここでは、この式（２）に示す関係に基づいて、押付力Ｐが上記範囲内の値になるように、バネ部材２５の付勢力ｆを調整している。したがって、固形潤滑剤２２は、ロールブラシ２１の毛部２１１に０．４９Ｎ以上１．４７Ｎ以下の押付力で押し付けられている。
【００６７】
以上説明したように、この図９に示す潤滑剤供給装置２でも、固形潤滑剤２２が回転自在に配備されていることから、固形潤滑剤２２は、ロールブラシ２１の回転に伴って回転し、均一に無駄なく消費され、軸方向の片減りが防止される。また、シャフト２３がロールブラシ２１の回転軸２１１よりも下方に配備されているもののバネ部材２５により固形潤滑剤２２はロールブラシ２１の毛部２１１に押し付けられているため、ロールブラシ２１の回転によって固形潤滑剤２２が跳ね上がることも防止される。したがって、感光体ドラム１１の表面１１ａに潤滑剤を均一に供給し続けることができる。
【００６８】
なおここでは、画像形成装置としてフルカラータンデム方式を採用したものを用いて説明を行ったが、本発明の画像形成装置はこの方式を採用したものに限られることはない。また、潤滑剤供給装置２における固形潤滑剤２２の配置位置は、ロールブラシ２１の１２時や６時の位置に限られることもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ブレードクリーニング方式の一例を示す図である。
【図２】図１に示す潤滑剤供給装置に配備され、ある程度使用された後の固形潤滑剤を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す固形潤滑剤の端部付近の断面図である。
【図４】図４は、図２に示す固形潤滑剤の中央部付近の断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図６】図６は、図５に示すクリーニング装置のケーシングを取り外し、クリーニング装置の内部を側面側から模式的に示した図である。
【図７】図７は、図６に示す固形潤滑剤を示す斜視図である。
【図８】図８は、固形潤滑剤の押付力を段階的に変えて固形潤滑剤の消費量を測定した結果を表すグラフである。
【図９】図９は、図６に示すクリーニング装置の変形例であるクリーニング装置の内部を側面側から模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    画像形成装置
１１    感光体ドラム
１５    クリーニング装置
２    潤滑剤供給装置
２１    ロールブラシ
２１１    回転軸
２１２    毛部
２１２１  毛
２２    固形潤滑剤
２３    シャフト
２４    ガイド部材
２５    バネ部材
【図１】
2005090708.tif 000005
【図２】
2005090708.tif 000006
【図３】
2005090708.tif 000007
【図４】
2005090708.tif 000008
【図５】
2005090708.tif 000009
【図６】
2005090708.tif 000010
【図７】
2005090708.tif 000011
【図８】
2005090708.tif 000012
【図９】
2005090708.tif 000013