(57)【要約】【課題】トナー像が形成される像担持体の表面に先端を接触させたクリーニングブレードを備えた画像形成装置に関し、簡単な構造で、像担持体表面とブレード先端との密着性が高まってしまうことを抑えつつ像担持体表面に潤滑剤を塗布する工夫を施す。【解決手段】像担持体１０表面に、所定方向に間隔をあけてトナー像を形成するトナー像形成手段２０，３０，４０と、回転軸６２４１を中心して放射状に延びた毛６２４２を有し、毛６２４２に固形潤滑剤６２１の一部を担持して回転することで像担持体１０表面に潤滑剤を塗布する回転ブラシ６２４と、固形潤滑剤６２１を、回転ブラシ６２４の、像担持体１０表面においてトナー像が形成された現像領域に接する毛に接触させるとともに固形潤滑剤６２１を、回転ブラシ６２４の、像担持体１０表面における上記間隔に相当する非現像領域に接する毛から退避させる潤滑剤移動部材６２３とを備える。【選択図】        図１
2007003601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持して該表面が所定方向に循環移動する像担持体を備え、該像担持体表面に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に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、前記所定方向に間隔をあけてトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、該表面に先端を接触させたクリーニングブレードと、
固形潤滑剤と、
前記クリーニングブレードよりも前記所定方向上流側に配備された回転軸を中心にして放射状に延びた毛を有し、該毛に前記固形潤滑剤の一部を担持して回転することで前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する回転ブラシと、
前記固形潤滑剤を、前記回転ブラシの、前記像担持体表面においてトナー像が形成された現像領域に接する毛に接触させるとともに該固形潤滑剤を、該回転ブラシの、該像担持体表面における前記間隔に相当する非現像領域に接する毛から退避させる潤滑剤移動部材とを備え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、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、特には、トナー像が形成される像担持体の表面に先端を接触させたクリーニングブレードを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式では、回転する像担持体の表面を一様に帯電させ帯電後の像担持体表面に露光光を照射することによりその表面に静電潜像を得、その静電潜像をトナーによって現像することで像担持体表面にトナー像を形成し、像担持体表面に形成されたトナー像を、所定の被転写面（記録媒体や中間転写体）に転写し最終的に記録媒体上に定着する画像形成プロセスによって、定着トナー像からなる画像を形成する。
【０００３】
記録媒体や中間転写体に転写を終えた像担持体表面には、未転写のトナーや帯電の際に生じた放電生成物などの残留物が存在するため、これらの残留物を次の画像形成プロセスに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。
【０００４】
残留トナー等の残留物を除去するクリーニング方式としては、ウレタン等のゴム材料からなるクリーニングブレードの先端を像担持体表面に圧接させる方式が多く採用されている。この方式では、像担持体の表面に残留した残留物をクリーニングブレードの先端によって掻き取る。この際、像担持体表面とクリーニングブレード先端との間に摺擦が生じるが、その間を、粒径の小さなトナー粒子やトナー粒子に外添された外添剤粒子がすり抜けることで、その摺察が好適に保たれる。この摺察が好適に保たれないと、像担持体表面とブレード先端との摩擦力が高くなりすぎ、ブレード先端に摩耗やカケや捲れが発生し、長期にわたる良好なクリーニング特性を維持することが困難になる。そこで、好適な摺擦状態をより安定させるため、像担持体表面に固形潤滑剤を塗布し、像担持体表面に潤滑被膜を形成することが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載された技術について、複数枚の原稿に基づく画像形成を連続して行う場合について考えてみると、特許文献１に記載された技術によれば、像担持体が回転を開始してから最初の原稿に基づく画像形成プロセスを開始するまでの間や、画像形成プロセスを終えてから次の原稿に基づく画像形成プロセスを開始するまでの間や、最後の原稿に基づく画像形成プロセスを終えてから像担持体が停止するまでの間も、像担持体表面に固形潤滑剤が供給され続ける。像担持体表面に形成された潤滑被膜は、残留トナーがある程度存在する場合には、その残留トナーに含まれる粒径の小さなトナーやトナー粒子に外添された外添加剤粒子が、像担持体表面とクリーニングブレード先端との間をすり抜けることで、像担持体表面とブレード先端との摩擦抵抗を低下させる機能を発揮するが、残留トナーがほとんど存在しない場合には、ブレード先端との密着性を高めてしまい、却って、ブレード先端に捲れを引き起こす原因になることが報告されている。
【０００６】
一方、潤滑剤を担持して回転する回転ブラシを像担持体に対して接離自在に設け、その回転ブラシを接離することで、固形潤滑剤を、像担持体表面においてトナー像が形成され残留トナーがある程度存在する現像領域には塗布し、残留トナーがほとんど存在しない非現像領域には塗布しない技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−５８００９号公報（第１７頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−３２５９２３号公報（第１９頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載された技術によれば、回転ブラシに固形潤滑剤を常時接触させ、回転ブラシに固形潤滑剤を常時掻き取らせている。すなわち、像担持体から離間した状態で回転する回転ブラシにも固形潤滑剤を掻き取らせているため、回転ブラシが像担持体に次に接触する時には、必要以上の固形潤滑剤が回転ブラシに担持されており、像担持体表面に必要以上の厚さの潤滑被膜が形成されてしまう。現像領域とはいっても必要以上の厚さの潤滑被膜が形成されると、残留トナーは潤滑被膜によって覆い隠され、結局、非現像領域と同じ状態になり、像担持体表面とブレード先端との密着性が高まってしまう。また、回転する回転ブラシを接離させる機構は装置の複雑化を招く。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、簡単な構造で、像担持体表面とブレード先端との密着性が高まってしまうことを抑えつつ像担持体表面に潤滑剤を塗布する工夫が施された画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、表面にトナー像を担持して該表面が所定方向に循環移動する像担持体を備え、該像担持体表面に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に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、上記所定方向に間隔をあけてトナー像を形成するトナー像形成手段と、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、その表面に先端を接触させたクリーニングブレードと、
固形潤滑剤と、
上記クリーニングブレードよりも上記所定方向上流側に配備された回転軸を中心して放射状に延びた毛を有し、その毛に上記固形潤滑剤の一部を担持して回転することで上記像担持体表面に潤滑剤を塗布する回転ブラシと、
上記固形潤滑剤を、上記回転ブラシの、上記像担持体表面においてトナー像が形成された現像領域に接する毛に接触させるとともにその固形潤滑剤を、その回転ブラシの、その像担持体表面における上記間隔に相当する非現像領域に接する毛から退避させる潤滑剤移動部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
ここにいう被転写面とは、中間転写体の、上記像担持体表面に接する面であってもよいし、あるいは記録媒体の記録面であってもよい。
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、固形潤滑剤が回転ブラシに接触することで、トナー像担持体表面における現像領域に潤滑剤の塗布が行われ、固形潤滑剤が回転ブラシから退避することで、トナー像担持体表面における非現像領域に固形潤滑剤の供給が停止される。このため、必要以上の厚さの潤滑剤被膜が形成されてしまうことが抑えられる。その結果、像担持体表面とブレード先端との密着性が高まってしまうことが抑えられる。また、固形潤滑剤を接離させるため簡単な構造で済む。
【００１２】
ここで、上記固形潤滑剤が、ステアリン酸金属塩を主成分とするものであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構造で、像担持体表面とブレード先端との密着性が高まってしまうことを抑えつつ像担持体表面に潤滑剤を塗布する工夫が施され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】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１の概略構成を示す図である。
図１に示す画像形成装置１は、回転軸１０ａを中心にして時計回りに回転するドラム状の感光体１０を備え、この感光体１０の周囲には、帯電器２０、露光器３０、現像器４０、転写ロール５０、クリーニング装置６０、および除電ランプ７０が備えられている。
【００１６】
感光体１０は、円筒上の導電性支持体（不図示）の上に、電荷発生層と電荷輸送層を含む感光層１０１および保護層１０２を積層してなるものである。保護層１０２は、この感光体１０の最表層になる層である。ここで、保護層１０２は、必要に応じて設けられるもので、さらに、電荷発生層と導電性支持体の間に下引層を設けてもよい。
【００１７】
図１では、記録用紙Ｐが図の右から左に向かって搬送されており、記録用紙Ｐは、感光体１０と転写ロール５０の間に送り込まれる。図１に示す画像形成装置１では、感光体１０と転写ロール５０によって挟み込まれた領域が転写領域Ｔになる。
【００１８】
図１に示す画像形成装置１には、非接触帯電方式が採用されており、図１に示す帯電装置２０はコロトロン帯電器である。このコロトロン帯電器は、コロナ放電を利用する帯電器の一種である。なお、接触帯電方式を採用し、コロトロン帯電器に代えてロール状の帯電部材や、ブレード状の帯電部材、ベルト状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材、磁気ブラシ状の帯電部材などを配備してもよい。
【００１９】
露光器３０は、感光体１０の表面に向けて、画像情報に基づくレーザ光を照射し、露光を行うものである。この画像情報は、画像読み取り装置３１にて読み取った情報を画像処理部３２で処理することにより得られたものである。画像処理部３２では、露光開始のタイミングを表す露光開始信号や露光終了のタイミングを表す露光終了信号が生成される。
【００２０】
現像器４０は、トナー粒子およびトナー粒子よりも微粒子の外添剤を含む現像剤を収容した現像剤収容体４１と、現像剤収容体４１中のトナー粒子を担持して感光体１０の表面に対向した状態で回転する現像ロール４２を有する。感光体表面には、この現像器４０によってトナー像が形成される。
【００２１】
図１に示す画像形成装置１において画像形成が行われる際には、まず、感光体表面にトナー像を形成するトナー像形成サイクルが実行される。このトナー像形成サイクルでは、感光体表面が、帯電器２０によって一様に帯電された後、露光器３０によって画像情報に基づくレーザー光が照射され、感光体表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器４０によって現像され、感光体表面にはトナー像が形成され、トナー像形成サイクルが終了する。トナー像形成サイクルは、トナー像が、感光体表面に感光体１０の回転方向に間隔をあけて形成されるように、連続して実行される場合や、１回のトナー像形成サイクルが実行された後、しばらくたってから２回目のトナー像形成サイクルが実行される場合がある。後者の場合であっても、トナー像が感光体表面に感光体回転方向に間隔をあけて形成されることに変わりはない。以降、感光体表面においてトナー像が形成された領域を現像領域と称し、感光体表面における上記間隔に相当する領域を非現像領域と称する。なお、帯電器２０、露光器３０、および現像器４０を合わせたものが本発明にいうトナー像形成手段の一例に相当する。
【００２２】
トナー像形成サイクルによって感光体表面に形成されたトナー像は、転写領域Ｔにおいて、感光体表面から記録用紙Ｐの表面に転写される。
【００２３】
一方、感光体１０の、転写領域Ｔを通過した保護層１０２には、転写領域Ｔにおいて記録用紙Ｐの表面へ移行することができなかった残留トナーや、その残留トナーに付着していた外添剤粒子や、帯電の際に生じた放電生成物が残留している。
【００２４】
図１に示すクリーニング装置６０は、これらの残留物を除去するための装置であって、転写領域Ｔよりも感光体１０の回転方向下流側であって帯電器２０よりも感光体回転方向上流側の位置に配備されたものである。このクリーニング装置６０は、クリーニングブレード６１と潤滑剤供給装置６２を備えている。
【００２５】
クリーニングブレード６１は、感光体１０の回転軸１０ａの延在方向に延びる板状のものであって、その先端の縁である先端エッジ部６１１が、感光体１０の、記録用紙Ｐにトナー像が転写された後の保護層１０２に圧接している。このクリーニングブレード６１は、感光体１０が回転することで、感光体１０の保護層１０２に残留した残留物を掻き取る。
【００２６】
潤滑剤供給装置６２は、固形潤滑剤６２１、支持アーム６２２、潤滑剤移動部材６２３、回転ブラシ６２４、およびフリッキング部材６２５を有する。固形潤滑剤６２１は、感光体１０の回転軸１０ａの延在方向が長手方向になる角柱状のものである。この固形潤滑剤６２１の主成分はステアリン酸亜鉛である。また、固形潤滑剤６２１は、支持アーム６２２によって回動自在に支持されている。
【００２７】
支持アーム６２２の先端側には、固形潤滑剤６２１が取り付けられている。また、支持アーム６２２の後端側には、回動中心になる回動軸６２２１が設けられている。この回動軸６２２１は、回動自在に軸受け６２２２に軸支されている。
【００２８】
潤滑剤移動部材６２３は、ソレノイド６２３１、ガイド部材６２３２、および制御部６２３３を備えている。ソレノイド６２３１は、このソレノイド６２３１がオンすることで進出しオフすることで後退するシリンダ６２３１ａを有する。ガイド部材６２３２の一端は、このシリンダ６２３１ａの先端部分に回動自在に取り付けられており、ガイド部材６２３３の他端は、支持アーム６２２の先端部分に回動自在に取り付けられている。ソレノイド６２３１がオンすることでシリンダ６２３１ａが進出すると、支持アーム６２２が下方へ向けて回動し、固形潤滑剤６２１が回転ブラシ６２４に接触する。一方、ソレノイド６２３１がオフすることでシリンダ６２３１ａが後退すると、支持アーム６２２が上方へ向けて回動し、固形潤滑剤６２１が回転ブラシ６２４から退避する。本実施形態における潤滑剤供給装置６２では、回転ブラシ６２４に対して、固形潤滑剤６２１といった非回転なものを接離させるため、構造が簡単である。
【００２９】
制御部６２３３には、画像処理部３２から、露光開始タイミングを表す露光開始信号や、露光終了タイミングを表す露光終了信号が送られてくる。この制御部６２３３は、送られてきたこられらの信号に基づいて、ソレノイド６２３１をオン／オフする制御を行うものであるが、詳しい説明は後述する。
【００３０】
回転ブラシ６２４は、転写領域Ｔよりも感光体回転方向下流側であってクリーニングブレード６１よりも感光体回転方向上流側の位置に配備されたものである。この回転ブラシ６２４は、感光体１０の回転軸１０ａに対して平行に延びた回転軸６２４１を有するものである。回転軸６２４１には、この回転軸６２４１を中心にして放射状に延びた毛６２４２が植え付けられている。回転ブラシ６２４は、これらの毛６２４２の先端が、感光体１０の、記録用紙Ｐにトナー像が転写された後の保護層１０２に僅かに食い込んだ状態で不図示のモータにより、回転軸６２４１を中心にして回転する。回転する回転ブラシ６２４の毛６２４２が固形潤滑剤６２１に接することで、回転ブラシ６２４は、その毛６２４２で固形潤滑剤６２１を掻き取り、固形潤滑剤を担持して感光体１０の表面に接触する。これにより、感光体１０の表面に潤滑剤が塗布され、感光体表面には潤滑被膜が形成される。
【００３１】
フリッキング部材６２５は、回転ブラシ６２４の毛６２２４に所定量食い込むように配備されたものである。感光体表面に接触した回転ブラシ６２４の毛６２４２は、その表面に存在する残留物を掻き取り、掻き取られた残留物はこの毛６２４２に付着する。回転ブラシ６２４が回転することにより、毛６２４２に付着した残留物はフリッキング部材６２５によって叩き落とされ、毛６２４２に残留物が堆積することが防止される。
【００３２】
クリーニング装置６０によって、クリーニングされた感光体１０は、除電ランプ７０によって除電され、次のトナー像形成サイクルが実行される。
【００３３】
続いて、制御部６２３３で実行されるソレノイド６２３１のオン／オフ処理について詳述する。
【００３４】
図２は、制御部で実行されるソレノイドのオン／オフ処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００３５】
この図２に示すソレノイド６２３１のオン／オフ処理ルーチンは、画像処理部３２から露光開始信号や露光終了信号が送られてくる度に起動する。
【００３６】
ステップＳ１では、送られてきた信号が、露光開始信号か露光終了信号であるかの判定を行う。
【００３７】
ステップＳ１において露光開始信号であると判定された場合には、次のステップＳ２に進む。
【００３８】
ステップＳ２では、制御部６２３３は、回転している感光体上の現像領域に接する毛に固形潤滑剤が接触するように、回転ブラシの６２４の回転速度と感光体１０の回転速度との２つの回転速度に基づいてソレノイド６２３１をオンするタイミングを算出し、そのタイミングでソレノイド６２３１をオンする。
【００３９】
ソレノイド６２３１がオンされるとシリンダ６２３１ａが進出し、支持アーム６２２が下方に向けて回動することで、固形潤滑剤６２１が回転ブラシ６２４に接触する。そして、この処理ルーチンは終了する。
【００４０】
ステップＳ２が実行されることで、現像領域には、潤滑剤が適度に塗布され潤滑被膜が形成される。現像領域には残留トナーがある程度存在し、ステップＳ２を実行することで形成された潤滑被膜は、この残留トナーを覆い隠さない程度の好適な厚みである。そのため、残留トナーが、感光体表面とクリーニングブレード６１の先端エッジ部６１１との間をすり抜け、感光体表面と先端エッジ部６１１との摩擦抵抗が低下し、さらに潤滑被膜によってその摩擦抵抗は一段と低下する。
【００４１】
一方、ステップＳ１において、露光終了信号であると判定された場合には、ステップＳ３に進む。
【００４２】
ステップＳ３では、制御部６２３３は、回転している感光体上の非現像領域に接する毛が固形潤滑剤から退避するように、回転ブラシの６２４の回転速度と感光体１０の回転速度との２つの回転速度に基づいてソレノイド６２３１をオフするタイミングを算出し、そのタイミングでソレノイド６２３１をオフする。
【００４３】
ソレノイド６２３１がオフされるとシリンダ６２３１ａが後退し、支持アーム６２２が上方へ向けて回動することで、固形潤滑剤６２１が回転ブラシ６２４から退避する。そして、この処理ルーチンは終了する。
【００４４】
ステップＳ３が実行されることで、非現像領域には、潤滑剤が塗布されず潤滑被膜も形成されない。このため、感光体表面と先端エッジ部６１１との密着性が高まることはなく、先端エッジ部６１１が捲れてしまうことが防止される。
（実施例）
次に、本発明の一実施形態である画像形成装置１で印字走行を行った実験について比較例と併せて説明する。
【００４５】
先ず、富士ゼロックス(株)製Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  ７０５を改造して、図１に示す画像形成装置１を実現させた。ここで、図１に示す、画像読み取り装置３１、画像処理部３２、帯電器２０、現像器４０、感光体１０、転写ロール５０、回転ブラシ６２４、クリーニングブレード６１、および除電器７０は、Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  ７０５仕様のものを用いた。また、現像剤も同様に、Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  ７０５仕様のものを用いた。なお、画像処理部３２は、制御部６２３３に露光開始信号及び露光終了信号を通知できるようにした。
【００４６】
実験条件として、感光体に対する回転ブラシの周速比は１．１倍、感光体１０に対する回転ブラシ６２４の食い込み量は１．１ｍｍとした。また、回転ブラシ６２４に接触する固形潤滑剤６２１としてステアリン酸亜鉛を用いて、回転ブラシ６２４に対して２０ｇの荷重が加わるようにした。画像密度５％の原稿を使用して、Ａ４用紙横送りの設定で連続５枚の印字走行を計１０万枚まで繰り返し行なった。
【００４７】
この実施例の印字走行の実験では、現像領域には潤滑被膜を形成し、非現像領域には潤滑被膜を形成しなかった。すなわち、固形潤滑剤６２１を回転ブラシ６２４に接触させてページ領域である現像領域には、潤滑剤を塗布した。一方、感光体１０が回転を開始してから最初の原稿に基づくトナー像形成サイクルを開始するまでの間の非現像領域や、トナー像形成サイクルを終えてから次の原稿に基づくトナー像形成サイクルを開始するまでの間のページ間領域である非現像領域や、最後の原稿に基づくトナー像形成プロセスを終えてから感光体１０が停止するまでの間の非現像領域には、潤滑剤を塗布しなかった。
【００４８】
また、比較例の実験として、固形潤滑剤６２１を定常的に回転ブラシ６２４に接触させ続けた場合の実験を行った。なお、固形潤滑剤６２１を定常的に回転ブラシ６２４に接触させることを除いて、他の実験条件は実施例と同様とした。
【００４９】
下記に示す表１に、本実施例および比較例の実験結果を示す。
【００５０】
【表１】
2007003601.tif 000003
【００５１】
表１に示されるように、本実施例の実験では、連続５枚の印字走行を計１０万枚まで繰り返した結果、クリーニングブレード６１の捲れは発生しなかった。一方、比較例の実験では、連続５枚の印字走行を計２千枚まで繰り返す間に、クリーニングブレード６１の捲れが３回発生した。
【００５２】
実施例の実験結果と比較例の実験結果とを対比すると、非現像領域に潤滑被膜を形成しないことで、クリーニングブレード６１の先端エッジ部６１１が捲れてしまうことを防止することができることがわかる。また、実施例では、現像領域に形成された潤滑被膜が残留トナーを覆い隠さない程度の好適な厚みであったことから、先端エッジ部６１１が捲れてしまうことを防止することができたとも言える。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１によれば、感光体表面に一度に多量の潤滑剤が供給されることを防止するとともに、簡単な構成の潤滑剤供給手段を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】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２】制御部で実行されるソレノイドのオン／オフ処理ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１    画像形成装置
１０  感光体
１０ａ  回転軸
２０  帯電器
３０  露光器
３１  画像読み取り装置
４０  現像器
４１  現像剤収容体
４２  現像ロール
５０  転写ロール
６０  クリーニング装置
６１  クリーニングブレード
６１１  先端エッジ部
６２  潤滑剤供給装置
６２１  固形潤滑剤
６２２  支持アーム
６２３  潤滑剤移動部材
６２３１  ソレノイド
６２３１ａ  シリンダ
６２３２  ガイド部材
６２３３  制御部
６２４  回転ブラシ
６２４１  回転軸
６２４２  毛
６２５  フリッキング部材
７０  除電ランプ
【図１】
2007003601.tif 000004
【図２】
2007003601.tif 000005