(57)【要約】【課題】使用条件や環境条件に左右されることなく、像担持体表面の潤滑剤塗布状態が工場出荷時から製品部品寿命時まで安定し、かつ固形潤滑剤の偏摩耗がない潤滑剤塗布装置を提供する。【解決手段】像担持体１に潤滑剤を付与するための固形潤滑剤８２と、該固形潤滑剤８２を支持する潤滑剤支持部材８４と、固形潤滑剤８２から像担持体１に潤滑剤を搬送し像担持体上に潤滑剤を塗布するための塗布ブラシ８１と、塗布ブラシ８１と像担持体１とを当接させるスプリング８５とを備える潤滑剤塗布装置８において、潤滑剤の偏摩耗状態を検出する変位センサ８６と、スプリング８５によって付勢される固形潤滑剤８２と、塗布ブラシ８１との接触状態及び塗布ブラシ８１と像担持体１との接触状態を変更するためにスプリング８５による固形潤滑剤８２への付勢力を切り替えるカム８７と、変位センサ８６により検出した偏摩耗量に応じてカム８７を制御する制御手段８８とを設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に潤滑剤を付与するための固形潤滑剤と、該固形潤滑剤を支持する潤滑剤支持部材と、固形潤滑剤から像担持体に潤滑剤を搬送し像担持体上に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布部材と、潤滑剤塗布部材と像担持体とを当接させる加圧部材と、を備える潤滑剤塗布装置において、
潤滑剤の偏摩耗状態を検出する偏摩耗検出手段と、
前記加圧部材によって付勢される固形潤滑剤と、潤滑剤塗布部材との接触状態、及び潤滑剤塗布部材と像担持体との接触状態を変更するために、加圧手段による固形潤滑剤への付勢力を切り替える付勢力切替手段と、
前記偏摩耗検出手段により検出した偏摩耗量に応じて前記付勢力切替手段を制御する制御手段と、
を有している
ことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑剤塗布装置において、
前記潤滑剤塗布部材を設けずに、直接、固形潤滑剤が像担持体に当接している
ことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の潤滑剤塗布装置において、
前記加圧部材はスプリング又はゴムである
ことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項４】
画像形成装置本体に着脱され、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置と像担持体とを有する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載のプロセスカートリッジを有する
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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に搭載され、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置、並びにこれを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真の画像形成装置では、ドラム状あるいはベルト状の像担持体の表面に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像がトナー像にされて可視像化され、それを転写材又は中間転写体に転写することが行われている。次いで、トナーが像担持体に残留して付着しているので、クリーニングブラシやクリーニングブレードなどを備えたクリーニング装置によって像担持体表面がクリーニングされ、画像形成装置は次の作像に備える。画像形成装置が上記動作を繰り返し行うことで、複数枚の用紙に画像の印刷が行われる。
【０００３】
クリーニング装置は、クリーニングブラシやクリーニングブレードなどを用い、像担持体表面を掻き取る方式が一般的である。しかし、像担持体表面にはトナーが付着するだけでなく、トナー添加剤の凝集体や、バイアス印加時のオゾンや窒素酸化物など、固着しやすいものも付着する。この付着物を効果的に掻き取るためにクリーニングブラシやクリーニングブレードなどが像担持体に圧接されるが、この圧接力が過度になると、像担持体表面が傷つけられて異常画像の原因となる。また、クリーニングブレードの先端の変形、捲れ、及び巻込みなどによるブレードの破断の原因となる。
そこで、像担持体表面に潤滑剤を塗布して像担持体表面での摩擦抵抗を下げ、付着物を取りやすくし、かつクリーニングブレードの変形を防止する技術に関する研究が多くなされている。
【０００４】
現在、高画質化ニーズとナノテク技術の進展によりトナーの小粒径化が進み、トナーへの外添加剤もさらなる小粒径が進んできている。画像の高画質化を図るために小粒径のトナーを使用すると、クリーニング装置で完全に残留トナーを除去することが容易でなく、そのまま放置すると、像担持体の表面にトナーのフィルミング層が形成されて、その除去は一層困難になる。また、トナーの流動性をよくするために、トナーに添加剤を加えることがあるが、この添加剤が像担持体の表面に付着すると、その除去が容易でなく、経時的に画像の品質に影響を与える。そこで、トナー、トナーフィルミング層及び添加剤などの異物の除去を容易にするために、像担持体の表面に潤滑剤を塗布し、潤滑剤の薄膜を形成することが行われている。この場合に使用する潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛系の金属塩から粉体や固形に形成された潤滑剤や、ワックスなどが使用されている。
上記のことから、現在、電子写真の画像形成装置では、クリーニング装置に加えて潤滑剤塗布装置が設けられている機種や、クリーニング装置内に潤滑剤塗布装置を兼ね備えている機種、が増えてきている。
【０００５】
このような潤滑剤塗布装置について、以下の技術が提案されている。
特許文献１では、塗布ブラシにより中間転写ベルト上に潤滑剤を塗布する潤滑剤供給装置において、固形潤滑剤の移動方向を規制する方向規制部材と、固形潤滑剤を移動させるための方向付勢手段と、を設けることで、固形潤滑剤と塗布ブラシとが安定して当接し、固形潤滑剤を塗布ブラシを介して均一に中間転写ベルト上に塗布することができる技術が提案されている。
また、特許文献２では、塗布ブラシのほかに、潤滑性付与剤を削る研削ローラと、塗布ブラシに付着したトナーを除去するバイアスローラと、を潤滑剤供給装置に設けることで、像担持体に傷を付けずに潤滑性付与剤を像担持体に塗布することができる技術が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３では、像担持体の表面に潤滑剤による皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成手段を設け、潤滑剤皮膜形成手段を塗布ローラとクリーニングブラシを介して潤滑剤を像担持体の表面に塗布するように構成し、潤滑剤と塗布ローラとを接離可能とする移動機構を設けることで、潤滑剤の長寿命化を図る技術が提案されている。
また、特許文献４では、中間転写方式の画像形成装置において、固形潤滑剤を複数箇所で加圧する固形潤滑剤加圧手段により転写ローラ表面に固形潤滑剤を加圧塗布することで安価な構成で均一な塗布を可能とする技術が提案されている。
また、特許文献５では、温度環境によって、像担持体に対する固形潤滑剤の加圧力を制御、又は、固形潤滑剤に接する塗布ブラシの回転速度を制御することで均一な塗布を可能とする技術が提案されている。
【０００７】
ところで、画像形成装置は、使用条件や周囲環境、画像出力パターンなどがユーザにより全く異なるため、画像形成装置の長期の使用により装置の状態が装置間によって大きく異なる場合がある。また、潤滑剤塗布装置の部品精度や組付精度も画像形成装置によって様々であり、工場出荷時では、同一品質で出荷されたとしても、ユーザによる実際の使われ方が様々であることから製品寿命までの間に、画像形成装置間の品質は相異する。したがって、像担持体上に塗布されている潤滑剤も同様の影響を受けることになり、上記特許文献の技術を持ってしても、下記に示すような問題が残されている。
【０００８】
製品市場における像担持体を含むプロセスカートリッジの交換率調査結果から、潤滑剤塗布機能が経時の使用で低下し、像担持体上の潤滑剤の塗布状態が不均一になりやすいことが分かった。また、経時的な潤滑剤塗布により、直方体状の固形潤滑剤の両端側が偏摩耗により片減りして像担持体への潤滑剤の塗布量が固形潤滑剤下面の位置によって異なり、像担持体上の潤滑剤層の厚さが不均一となることが分かった。像担持体上の潤滑剤層の厚さが不均一になると、像担持体の表面に帯電ムラが発生したり、像担持体表面へトナーフィルミング層が形成されたりするという問題が発生する。また、像担持体の表面への潤滑剤の塗布量が少ないと、塗布ムラが生じやすくなったり、トナーの外添剤等の異物が像担持体に付着したり、又はクリーニングブレード先端の巻込みが発生したりすることがある。一方、潤滑剤の塗布量が多すぎると、像担持体に接触して付着するトナーの量が増え、地肌汚れが発生し、画像品質の低下を招くこととなる。
また、製品市場では、ユーザサイトにおいて、経時的な劣化により製品の寿命まで持たずに潤滑剤塗布装置を含むユニットを交換するケースが多く発生している。
そこで、このような問題を解決するために、潤滑剤塗布装置の像担持体表面への潤滑剤塗布状態が工場出荷時から製品部品寿命時まで安定することや、固形潤滑剤の偏摩耗が発生しないことが、望まれる。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１７２１１８号公報
【特許文献２】特開平９−８１００５号公報
【特許文献３】特許第３３４２６１３号公報
【特許文献４】特開２００２−１７４９６０号公報
【特許文献５】特開平９−６２１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、使用条件や環境条件に左右されることなく、像担持体表面の潤滑剤塗布状態が工場出荷時から製品部品寿命時まで安定し、かつ固形潤滑剤の偏摩耗がない潤滑剤塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の潤滑剤塗布装置は、像担持体に潤滑剤を付与するための固形潤滑剤と、該固形潤滑剤を支持する潤滑剤支持部材と、固形潤滑剤から像担持体に潤滑剤を搬送し像担持体上に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布部材と、潤滑剤塗布部材と像担持体とを当接させる加圧部材と、を備える潤滑剤塗布装置において、潤滑剤の偏摩耗状態を検出する偏摩耗検出手段と、前記加圧部材によって付勢される固形潤滑剤と、潤滑剤塗布部材との接触状態、及び潤滑剤塗布部材と像担持体との接触状態を変更するために、加圧手段による固形潤滑剤への付勢力を切り替える付勢力切替手段と、前記偏摩耗検出手段により検出した偏摩耗量に応じて前記付勢力切替手段を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【００１２】
また、本発明の潤滑剤塗布装置は、さらに、前記潤滑剤塗布部材を設けずに、直接、固形潤滑剤が像担持体に当接していることを特徴とする。
また、本発明の潤滑剤塗布装置は、さらに、前記加圧部材はスプリング又はゴムであることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱され、上記に記載の潤滑剤塗布装置と像担持体とを有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記に記載の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記解決する手段としての潤滑剤塗布装置並びにこれを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置では、使用条件や環境条件に左右されることなく、像担持体表面の潤滑剤塗布状態が工場出荷時から製品部品寿命時まで安定する上、固形潤滑剤の偏摩耗がないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明の潤滑剤塗布装置の一実施形態を備える画像形成装置を示している。この画像形成装置は、像担持体１を有しており、像担持体１の周囲には像担持体１の表面に電荷を与えるための帯電装置２が設けられている。この帯電装置２は、接触帯電方式、非接触帯電方式、又はコロナ帯電方式のうちいずれの帯電方式を用いてもよい。また、像担持体１の周囲には、原稿用紙をＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子で読みとり、帯電後の像担持体１に静電潜像である静電コントラストを形成するための露光装置３が設けられている。この露光装置３の光源には、例えば、ＬＥＤ素子やＬＥＤアレイを用いることができる。さらに、像担持体１の周囲には、静電潜像を現像するための１成分現像剤である磁性トナー、又は２成分現像剤であるトナーとキャリアとからなる現像剤が、投入された磁気ブラシ方式の現像装置４が設けられている。
【００１６】
また、像担持体１の周囲には、像担持体上のトナー像を原稿用紙に転写するために、トナーとは逆極性の電圧を印加された転写装置５が設けられている。さらに、像担持体１の周囲には、像担持体１と原稿用紙を静電的に引き離すための分離装置６が設けられている。また、像担持体１の周囲には、像担持体上の残留粉体を清掃するためのクリーニングブレード７２と、直毛状又はループ状のクリーニングブラシ７１とを備えるクリーニング装置７が設けられている。クリーニングブレード７２とクリーニングブラシ７１とはどちらか一方設けるだけでもクリーニング装置としての機能を発揮することができる。さらに、像担持体１の周囲には、固形潤滑剤８２と、固形潤滑剤８２を削り取り像担持体１に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布部材である塗布ブラシ８１と、この塗布ブラシ８１で像担持体表面上に塗布された潤滑剤を均一に引き伸ばす塗布ブレード８３と、を備える潤滑剤塗布装置８が設けられている。塗布ブラシ８１のブラシ部は、直毛状であってもループ状であってもよく、その形態は限定されるものではない。そして、像担持体１の周囲には、トナー像を原稿用紙Ｐにハードコピー化するためのヒータを有する定着装置９が設けられている。
【００１７】
プロセスカートリッジとしては、像担持体１、帯電装置２、クリーニング装置７、及び潤滑剤塗布装置８より構成されるプロセスカートリッジ、又は像担持体１、帯電装置２、クリーニング装置７、潤滑剤塗布装置８、及び現像装置４より構成されるプロセスカートリッジの形態が周知である。プロセスカートリッジは画像形成装置に着脱自在にされている。像担持体１、帯電装置２、クリーニング装置７、及び現像装置４等を組み合わせて、プロセスカートリッジ化するメリットは、例えば、メンテナンス性が良好である点にあり、上記部品又は装置に起因した故障が発生した場合、プロセスカートリッジを交換するだけで、早期に原状回復させることができる。
【００１８】
図２は、本発明の潤滑剤塗布装置の一実施形態を含む像担持体回りの構造を示している。像担持体１の周りにはクリーニング装置７が設けられている。このクリーニング装置７には、像担持体上の残留トナー粉体を清掃するためのクリーニングブレード７２と、直毛状又はループ状のクリーニングブラシ７１とが設けられている。この図のように、この２つの部材を併用して用いるのが好ましいが、クリーニングブレード７２とクリーニングブラシ７１とのどちらか一方を設置すればクリーニングを行うことができる。
また、クリーニング装置７と帯電装置２との間に潤滑剤塗布装置８が設置されている。潤滑剤塗布装置８は、固形潤滑剤８２と、固形潤滑剤８２を削り取り像担持体１に塗布する塗布ブラシ８１と、この塗布ブラシ８１で像担持体表面上に塗布された潤滑剤を均一に引き伸ばす塗布ブレード８３と、で構成されている。この構成は周知のものである。
【００１９】
図３は、潤滑剤塗布装置８による像担持体１への固体潤滑剤塗布機構を示している。この潤滑剤塗布装置８は、像担持体１に潤滑剤を付与するための固形潤滑剤８２と、該固形潤滑剤８２を支持する潤滑剤支持部材８４と、固形潤滑剤８２から像担持体１に潤滑剤を搬送し像担持体上に潤滑剤を塗布するための塗布ブラシ８１と、この塗布ブラシ８１と像担持体１とを当接させる加圧部材であるスプリング８５と、を備えている。図に示す状態から像担持体１が回転駆動すると、塗布ブラシ８１も連動して回転し、塗布ブラシ８１のブラシ部の先端が固形潤滑剤８２を削り取り、次いで、このブラシ部の先端は像担持体１で削り取った潤滑剤を搬送する。そして、ブラシ部の先端は像担持体１に接触すると、ブラシの毛が撓み、像担持体表面に潤滑剤を擦り付けることになる。
【００２０】
スプリング８５の一端には、固形潤滑剤８２に加わる付勢力を切り替える付勢力切替手段としてカム８７が設けられている。このカム８７の近傍には、変位センサ８６が設けられている。このカム８７と変位センサ８６とは、プレート８９に取り付けられている。また、このプレート８９には、変位センサ８６により検出した偏摩耗量に応じてカム８７を制御する制御部８８が設けられている。変位センサ８６はプレート８９の左右２箇所に設けられているので、この変位センサ８６によって潤滑剤支持部材８４までの距離を測定することで、固形潤滑剤８２の偏摩耗量を光学的に測定することができる。すなわち、変位センサ８６は、偏摩耗検出手段として機能する。この偏摩耗検出手段である変位センサ８６により検出した偏摩耗量に応じてカム８７を制御し、カム８７を回転させ、固形潤滑剤８２の像担持体１への傾きを変えると、偏摩耗を修正することが行われる。カム８７や変位センサ８６を制御する制御手段８８としては、例えば、カム８７を回転させるためのステッピングモータやＣＰＵを含む公知の制御手段を用いることができる。なお、付勢力切替手段として、カム８７の変わりに、ソレノイドを用いてもよい。
【００２１】
カム８７の外周面の下端位置が変わると、スプリング８５の圧縮状態が変わり、固形潤滑剤８２と像担持体１との接触状態が変わる。そのため、像担持体表面への固形潤滑剤８２の塗布量を変えるには、カム８７を回転させて圧縮スプリング８５の圧縮状態を変え、固形潤滑剤８２に加わる付勢力を変え、塗布ブラシ８１とより強く、あるいはより弱く接触させることにより塗布ブラシ８１を介して像担持体表面に塗布される潤滑剤量を変化させることができる。この塗布量の変更については、変位センサ８６により検出した潤滑剤支持部材８４の位置を参考にして行うとよい。なお、像担持体１は図３では、ドラム状のものが示されているが、中間転写ベルトなどのベルト状のものであってもよい。
【００２２】
この図３に示す潤滑剤塗布装置８では、上述したように、固形潤滑剤８２の偏摩耗状態を捉えるための２個の変位センサ８６によって、潤滑剤支持部材８４の位置及び傾きが測定され、この測定結果に基づいて、固形潤滑剤８２の偏摩耗量が検出され、固形潤滑剤８２への付勢力が変更される。そして、固形潤滑剤８２の偏摩耗量に対応して、塗布ブラシ８１の表面に接触させる固形潤滑剤８２の傾きが変更されるので、固形潤滑剤８２の偏摩耗がなくなり、像担持体１の表面に均一に固形潤滑剤８２が塗布されるようになる。そして、像担持体１には常に所定量の潤滑剤が所定厚みで均一に塗布されるようになり、塗布量不足による塗布ムラに基づくクリーニングブレード７２の巻込み、像担持体上のトナーフィルミングによる画質の低下、及び過剰塗布による地肌汚れに基づく画質の低下、を防止することができる。したがって、工場出荷時から製品の部品寿命まで、固形潤滑剤８２の偏摩耗がなく、左右均一に像担持体１に固形潤滑剤８２が塗布される潤滑剤塗布装置８が構成され、常に高品質の画像形成が可能となる。
【００２３】
なお、上述した実施形態では、潤滑剤塗布部材として塗布ブラシ８１を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ブラシの付いていないクリーニングローラを用いることも可能である。例えば、ローラ表面にローレット加工を施すとよい。
また、上述した実施形態では、加圧部材としてスプリング８５を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ゴムなどのダンパ部材を用いてもよい。
【００２４】
図４は、図３の潤滑剤塗布装置８の変形例を示している。図４は、図３と比べて潤滑剤塗布部材である塗布ブラシ８１が設けられていない点で異なる。すなわち、固形潤滑剤８２から直接像担持体１に潤滑剤を付与する構成にされている。このように、塗布ブラシ８１を省略しても、偏摩耗制御が行われるので、比較的簡易な構成で像担持体１に安定して潤滑剤を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の潤滑剤塗布装置の一実施形態を備える画像形成装置を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の像担持体周りの構成を示す説明図である。
【図３】図３は、図１の潤滑剤塗布装置の一実施形態を示す説明図である。
【図４】図４は、潤滑剤塗布装置の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  像担持体
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
５  転写装置
６  分離装置
７  クリーニング装置
７１  クリーニングブラシ
７２  クリーニングブレード
８  潤滑剤塗布装置
８１  塗布ブラシ
８２  固形潤滑剤
８３  塗布ブレード
８４  潤滑剤支持部材
８５  スプリング
８６  変位センサ
８７  カム
８８  制御手段
８９  プレート
９  定着装置
Ｐ  原稿用紙
【図１】
2009175412.tif 000003
【図２】
2009175412.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009175412.tif 000006