JP2011237601A - Lubricant supply device, cleaning device, process cartridge, transfer device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置される潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、転写装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and a lubricant supply device, a cleaning device, a process cartridge, and a transfer device installed therein. It is.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物をクリーニング装置で確実に清掃するとともに、像担持体やクリーニングブレード等の磨耗を低減するために、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, deposits such as untransferred toner adhering to an image carrier such as a photosensitive drum, a photosensitive belt, an intermediate transfer belt, and an intermediate transfer drum are surely detected by a cleaning device In order to reduce the wear of the image carrier, the cleaning blade, etc., a technique using a lubricant supply device that supplies a lubricant onto the image carrier is known (see, for example, Patent Document 1). .)
詳しくは、転写工程後の感光体ドラム（像担持体）上に残留する未転写トナーは、感光体ドラムに当接するクリーニングブレード（クリーニング装置）によってすべて除去されるべきものである。しかし、クリーニングブレードが感光体ドラムとの当接によって経時劣化（磨耗）した場合には、未転写トナーが磨耗したクリーニングブレードと感光体ドラムとの隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
また、クリーニングブレードに劣化が生じていなくても、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、そのトナーがクリーニングブレードと感光体ドラムとの僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。
さらに、トナーやトナー中に含まれる外添剤や紙粉等の付着物がクリーニングブレードと感光体ドラムとの隙間をすり抜けると、それが感光体ドラム上に膜状に固着してフィルミングが生じることもあった。
Specifically, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum (image carrier) after the transfer process should be completely removed by a cleaning blade (cleaning device) in contact with the photosensitive drum. However, when the cleaning blade deteriorates with time due to contact with the photosensitive drum (wear), the cleaning blade may pass through the gap between the cleaning blade where the untransferred toner is worn and the photosensitive drum, resulting in poor cleaning.
Even when the cleaning blade is not deteriorated, when a small particle size toner or spherical toner is used, the toner enters a slight gap between the cleaning blade and the photosensitive drum and eventually passes through the gap. A cleaning failure sometimes occurred.
Furthermore, when toner or an attached material such as an external additive or paper powder contained in the toner slips through the gap between the cleaning blade and the photosensitive drum, it adheres to the film on the photosensitive drum and causes filming. There was also.
このような問題に対して、感光体ドラム上に潤滑剤を塗布することで、感光体ドラム上の摩擦係数が低下してクリーニングブレードや感光体ドラムの劣化が低減されるとともに、感光体ドラムに付着する未転写トナー等の付着物の離脱性が向上されるために、経時におけるクリーニング不良やフィルミングの発生を抑止することができる。 In response to such a problem, by applying a lubricant on the photoconductive drum, the friction coefficient on the photoconductive drum is reduced to reduce the deterioration of the cleaning blade and the photoconductive drum. Since the removability of the adhering matter such as the untransferred toner adhering is improved, it is possible to suppress the occurrence of poor cleaning and filming over time.
具体的に、特許文献１等において、潤滑剤塗布装置（潤滑剤供給装置）は、感光体ドラム（像担持体）に摺接するブラシローラ（ブラシ状回転部材）、ブラシローラに当接する固形潤滑剤、固形潤滑剤をブラシローラに向けて付勢する加圧スプリング（付勢部材）、等で構成される。そして、所定方向に回転するブラシローラによって固形潤滑剤から潤滑剤が徐々に削り取られて、ブラシローラによって削り取られた潤滑剤が像担持体の表面に塗布（供給）される。 Specifically, in Patent Document 1 and the like, the lubricant application device (lubricant supply device) includes a brush roller (brush-like rotating member) that slides on the photosensitive drum (image carrier), and a solid lubricant that contacts the brush roller. And a pressurizing spring (biasing member) that urges the solid lubricant toward the brush roller. Then, the lubricant is gradually scraped off from the solid lubricant by the brush roller rotating in a predetermined direction, and the lubricant scraped off by the brush roller is applied (supplied) to the surface of the image carrier.
一方、特許文献１等には、ブラシローラによる固形潤滑剤の削れ速度を経時的に適切な範囲内に維持することを目的として、固形潤滑剤を自重とスプリング力とによってブラシローラへ押圧する第１押圧状態から、スプリング力を用いずに自重によって固形潤滑剤をブラシローラへ押圧する第２押圧状態へ切り替える技術が開示されている。 On the other hand, in Patent Document 1, etc., the solid lubricant is pressed against the brush roller by its own weight and spring force for the purpose of maintaining the scraping speed of the solid lubricant by the brush roller within an appropriate range over time. There is disclosed a technique for switching from a first pressing state to a second pressing state in which a solid lubricant is pressed against a brush roller by its own weight without using a spring force.
従来の潤滑剤供給装置は、経時において固形潤滑剤の消耗にともない固形潤滑剤が小さくなってしまうと、固形潤滑剤をブラシローラ（ブラシ状回転部材）に向けて付勢するスプリング（付勢部材）の使用長さが長くなって、スプリングの付勢力が小さくなってしまっていた。そのため、経時において、ブラシローラへの固形潤滑剤の圧接力の低下にともない、ブラシローラによる固形潤滑剤の削り量が減少して、像担持体への潤滑剤の供給量が低下してしまっていた。 A conventional lubricant supply device is a spring (biasing member) that biases a solid lubricant toward a brush roller (brush-shaped rotating member) when the solid lubricant becomes small with time as the solid lubricant is consumed. ) Has become longer and the spring's urging force has become smaller. For this reason, over time, as the pressure of the solid lubricant on the brush roller decreases, the amount of solid lubricant scraped by the brush roller decreases, and the amount of lubricant supplied to the image carrier decreases. It was.
このような不具合を解消するために、固形潤滑剤を付勢するスプリングの使用長さ（付勢力）が経時においても一定になるように、スプリングの他端側を支持する部材を経時において固形潤滑剤の側に移動させる方策が考えられる。しかし、その場合、スプリングを支持する部材を移動させる機構や制御が複雑になってしまうため、装置が大型化・高コスト化してしまう可能性が高い。 In order to eliminate such problems, the member that supports the other end of the spring is solid lubricated over time so that the length of use (biasing force) of the spring that biases the solid lubricant remains constant over time. A measure to move to the side of the agent can be considered. However, in this case, the mechanism and control for moving the member that supports the spring becomes complicated, so that there is a high possibility that the apparatus will be increased in size and cost.
また、このような問題は、感光体ドラムや感光体ベルトの表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に限定されることなく、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の中間転写体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置においても、共通するものである。 Further, such a problem is not limited to the lubricant supply device that supplies the lubricant to the surface of the photosensitive drum or the photosensitive belt, and the surface of the intermediate transfer member such as the intermediate transfer belt or the intermediate transfer drum is lubricated. This also applies to the lubricant supply device that supplies the agent.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡易な構成で、像担持体への潤滑剤の供給が経時においても確実に安定的におこなわれる、潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、転写装置、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a relatively simple configuration, and the lubricant supply to the image carrier is reliably and stably performed over time. An apparatus, a cleaning device, a process cartridge, a transfer device, and an image forming device are provided.
この発明の請求項１記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、トナー像が担持される像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、前記像担持体に摺接する回転部材と、前記回転部材に摺接する固形潤滑剤と、前記固形潤滑剤を前記回転部材に向けて付勢する付勢部材と、を備え、前記回転部材に対する前記固形潤滑剤の摺接位置が経時において前記回転部材の周方向に沿って上方に変位するように、前記付勢部材によって前記固形潤滑剤が前記回転部材に向けて付勢された状態のまま前記固形潤滑剤を回転移動させる移動手段をさらに備えたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a lubricant supply device for supplying a lubricant to the surface of an image carrier on which a toner image is carried, wherein the lubricant supply device rotates in sliding contact with the image carrier. A solid lubricant that is in sliding contact with the rotating member, and a biasing member that biases the solid lubricant toward the rotating member, and the sliding contact position of the solid lubricant with respect to the rotating member is Moving means for rotating and moving the solid lubricant while the solid lubricant is biased toward the rotating member by the biasing member so as to be displaced upward along the circumferential direction of the rotating member in FIG. Is further provided.
また、請求項２記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記移動手段は、前記固形潤滑剤を前記付勢部材とともに前記回転部材の回転軸を中心として回転させるものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the lubricant supply device according to the first aspect of the invention, wherein the moving means moves the solid lubricant together with the urging member around the rotating shaft of the rotating member. It is intended to rotate.
また、請求項３記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記固形潤滑剤と前記付勢部材とを保持するホルダを備え、前記移動手段は、前記ホルダを押動することで前記固形潤滑剤及び前記付勢部材を前記回転軸を中心として回転させるものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a lubricant supply device according to the second aspect of the present invention, further comprising a holder for holding the solid lubricant and the biasing member, and the moving means is the holder. The solid lubricant and the urging member are rotated about the rotation axis by pushing the.
また、請求項４記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記移動手段を、前記固形潤滑剤の重量の変化に応じて前記摺接位置が変位するように前記ホルダを押動する弾性部材としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lubricant supply device according to the third aspect of the invention, the sliding contact position of the moving means is displaced according to a change in the weight of the solid lubricant. An elastic member that pushes the holder is used.
また、請求項５記載の発明にかかる潤滑剤供給装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記固形潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛を含有するものである。 Moreover, the lubricant supply apparatus according to the invention of claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid lubricant contains zinc stearate.
また、請求項６記載の発明にかかるクリーニング装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と、前記像担持体に当接して前記像担持体上をクリーニングするとともに、前記潤滑剤供給装置によって前記像担持体に供給された潤滑剤を薄層化するクリーニングブレードと、を備えたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a cleaning device according to any one of the first to fifth aspects, and the lubricant supply device according to any one of the first to fifth aspects, and abutting on the image carrier to clean the image carrier. And a cleaning blade for thinning the lubricant supplied to the image carrier by the lubricant supply device.
また、請求項７記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と、前記像担持体と、を備えたものである。 A process cartridge according to a seventh aspect of the present invention is a process cartridge that is detachably installed on the main body of the image forming apparatus, and the lubricant supply device according to any one of the first to fifth aspects. And the image carrier.
また、請求項８記載の発明にかかる中間転写装置は、複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写体を具備した中間転写装置であって、前記像担持体は、前記中間転写体であって、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑剤供給装置を備えたものである。 An intermediate transfer apparatus according to an eighth aspect of the present invention is an intermediate transfer apparatus including an intermediate transfer body on which toner images of a plurality of colors are transferred in an overlapping manner, and the image carrier is the intermediate transfer body. Then, the lubricant supply device according to any one of claims 1 to 5 is provided.
また、この発明の請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と、前記像担持体と、を備えたものである。 An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention includes the lubricant supply device according to any one of the first to fifth aspects, and the image carrier.
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置（現像部）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置（クリーニング部）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。 In the present application, the “process cartridge” refers to a charging unit that charges the image carrier, a developing device (developing unit) that develops a latent image formed on the image carrier, and a cleaning on the image carrier. It is defined as a unit in which at least one of the cleaning devices (cleaning unit) and the image carrier are integrated and installed detachably with respect to the image forming apparatus main body.
本発明は、回転部材に対する固形潤滑剤の摺接位置が経時において回転部材の周方向に沿って上方に変位するように、付勢状態の固形潤滑剤を回転移動させているため、経時において固形潤滑剤に対する付勢力の低下分を相殺するように固形潤滑剤の自重分が加わって、回転部材に対する固形潤滑剤の圧接力の低下が抑止される。これにより、比較的簡易な構成で、像担持体への潤滑剤の供給が経時においても確実に安定的におこなわれる、潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、転写装置、及び、画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, since the solid lubricant in the biased state is rotated so that the sliding contact position of the solid lubricant with respect to the rotating member is displaced upward along the circumferential direction of the rotating member over time, the solid lubricant is The weight of the solid lubricant is added so as to offset the decrease in the urging force against the lubricant, and the decrease in the pressure of the solid lubricant against the rotating member is suppressed. As a result, the lubricant supply device, the cleaning device, the process cartridge, the transfer device, and the image forming device can be reliably and stably supplied over time with a relatively simple configuration. Can be provided.
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
Embodiment.
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態における画像形成装置１は、複数の作像部としてのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫが中間転写ベルト１７に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus 1 according to the present embodiment is a tandem color image forming apparatus in which
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、３は原稿を原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、６は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト（中間転写体）、１８は中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する２次転写ローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、２８は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの現像装置に各色のトナーを補給するためのトナー容器、を示す。
In FIG. 1, 1 is an apparatus main body of a color copying machine as an image forming apparatus, 3 is a document conveying unit that conveys a document to a document reading unit 4, 4 is a document reading unit that reads image information of a document, and 6 is input image information. A writing unit (exposure unit) that emits laser light based on the above, 7 is a paper feeding unit that accommodates a recording medium P such as transfer paper, and 10Y, 10M, 10C, and 10BK are colors (yellow, magenta, cyan, and black). A corresponding process cartridge as an image forming unit, 17 is an intermediate transfer belt (intermediate transfer member) on which toner images of a plurality of colors are transferred, and 18 is a toner image formed on the
ここで、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（作像部）は、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３（現像部）、クリーニング装置１５（クリーニング部）、潤滑剤供給装置１６（潤滑剤供給部）が一体化されたものである（図２を参照できる。）。そして、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおける感光体ドラム１１（像担持体）上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。
Here, each of the
A toner image of each color (yellow, magenta, cyan, black) is formed on the photosensitive drum 11 (image carrier) in each of the
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document is transported from the document table by the transport rollers of the
Specifically, the document reading unit 4 scans an image of a document on the contact glass while irradiating light emitted from an illumination lamp. Then, the light reflected from the original is imaged on the color sensor via the mirror group and the lens. The color image information of the original is read for each color separation light of RGB (red, green, blue) by the color sensor, and then converted into an electrical image signal. Further, an image processing unit (not shown) performs color conversion processing, color correction processing, spatial frequency correction processing, and the like on the basis of RGB color separation image signals, so that yellow, magenta, cyan, and black are processed. Get color image information.
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部６に送信される。そして、書込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１上に向けて照射される。
Then, image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、４つの感光体ドラム１１は、それぞれ、図の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電部１２の帯電ローラ１２ａ（図２を参照できる。）との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部６において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー（不図示である。）により、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電ローラ１２ａにて帯電された後の感光体ドラム１１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated onto the surface of the
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ１０Ｃの感光体ドラム１１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ１０Ｍの感光体ドラム１１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目（中間転写ベルト１７の走行方向に対して最も下流側である。）のプロセスカートリッジ１０ＢＫ（黒色用作像部）の感光体ドラム１１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the cyan component laser light is applied to the surface of the
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１表面は、それぞれ、現像装置１３（図２を参照できる。）との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、中間転写体ろしての中間転写ベルト１７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように1次転写ローラ１４が設置されている。そして、１次転写ローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
そして、第１転写工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、クリーニング装置１５（潤滑剤供給装置１６が内設されたものであって、図２を参照できる。）との対向位置に達する。そして、クリーニング装置１５で、感光体ドラム１１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１表面は、除電部（不図示である。）の位置を通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the
Thereafter, the surface of the
他方、感光体ドラム１１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト１７表面は、図中の矢印方向に走行して、２次転写ローラ１８の位置に達する。そして、２次転写ローラ１８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング装置９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置９に回収されて、中間転写ベルト１７上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
Thereafter, the surface of the
ここで、２次転写ローラ１８位置の記録媒体Ｐは、給紙部７から搬送ガイド、レジストローラ１９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ１９に導かれる。レジストローラ１９に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像とタイミングを合わせて、２次転写ローラ１８の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P at the position of the
Specifically, the transfer paper P fed by the
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０に導かれる。定着部２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ２９によって装置本体１外に出力画像として排出された後に、排紙部５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
The recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by the
次に、図２にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図２は、黒色用のプロセスカートリッジ１０ＢＫを示す構成図である。その他の３つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ１０ＢＫとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明を省略する。
Next, the image forming unit of the image forming apparatus will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram showing the black process cartridge 10BK. The other three
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０ＢＫには、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電部１２と、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する現像装置１３と、感光体ドラム１１上の未転写トナーを回収するクリーニング装置１５と、感光体ドラム１１の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置１６と、が、ケースに一体的に収納されている。また、潤滑剤供給装置１６は、クリーニング装置１５に内設されている。
As shown in FIG. 2, the process cartridge 10BK contains a
ここで、像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム１１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。
感光体ドラム１１の導電性支持体（基層）としては、体積抵抗が１０10Ωｃｍ以下の導電性材料を用いることができる。
Here, the
Although not shown, the
As the conductive support (base layer) of the
感光体ドラム１１の感光層は、積層構造とすることもできるし、単層構造とすることもできる。
まず、感光層を電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層構造とした場合について説明する。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることができる。具体的には、電荷発生物質として、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を用いることができる。これらの電荷発生物質は単独でも、２種以上混合して用いることもできる。
電荷発生層は、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ボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散して、これを導電性支持体上（又は、下引き層上）に塗布して、乾燥することにより形成される。塗布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。電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当である（さらに、好ましくは０．１〜２μｍ程度である。）。
The photosensitive layer of the
First, a case where the photosensitive layer has a laminated structure including a charge generation layer and a charge transport layer will be described.
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material. A known charge generation material can be used for the charge generation layer. Specifically, as the charge generation material, monoazo pigment, disazo pigment, trisazo pigment, perylene pigment, perinone pigment, quinacridone pigment, quinone condensed polycyclic compound, squalic acid dye, other phthalocyanine pigment, na A phthalocyanine pigment, an azulenium salt dye, or the like can be used. These charge generation materials can be used alone or in combination of two or more.
In the charge generation layer, the charge generation material is dispersed in a suitable solvent together with a binder resin as necessary using a ball mill, attritor, sand mill, ultrasonic wave, etc., and this is dispersed on the conductive support (or below). It is formed by applying on the pulling layer and drying. As a coating method for the coating solution, a dip coating method, spray coating, beat coating, nozzle coating, spinner coating, ring coating, or the like can be used. The thickness of the charge generation layer is suitably about 0.01 to 5 μm (more preferably about 0.1 to 2 μm).
電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により単独又は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重量部に対して、２０〜３００重量部（好ましくは、４０〜１５０重量部である。）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２５μｍ以下にすることが好ましい。下限値に関しては、作像プロセス（特に、帯電電位等である。）によって異なるが、５μｍ以上が好ましい。 The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing the charge transport material and the binder resin in a suitable solvent, and applying and drying the solution on the charge generation layer. If necessary, one or more plasticizers, leveling agents, antioxidants and the like can be added. The amount of the charge transport material is suitably 20 to 300 parts by weight (preferably 40 to 150 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The thickness of the charge transport layer is preferably 25 μm or less from the viewpoint of resolution and responsiveness. The lower limit varies depending on the image forming process (particularly, charging potential), but is preferably 5 μm or more.
次に、感光層を単層構造とした場合について説明する。
単層構造の感光層は、上述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解又は分散して、これを導電性支持体上（又は、下引き層上）に塗布、乾燥することによって形成できる。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、必要により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。
結着樹脂としては上述の電荷輸送層の形成時に用いる結着樹脂の他に、上述の電荷発生層の形成時に用いる結着樹脂を混合して用いてもよい。さらには、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重量部が好ましい（さらに好ましくは５０〜１５０重量部である。）。
単層構造の感光層は、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した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコート等で塗工して形成できる。感光層の膜厚は、５〜２５μｍ程度が適当である。
Next, a case where the photosensitive layer has a single layer structure will be described.
The photosensitive layer having a single-layer structure is obtained by dissolving or dispersing the above-described charge generating substance, charge transporting substance, binder resin, etc. in an appropriate solvent and coating it on a conductive support (or undercoat layer). It can be formed by drying. You may comprise from a charge generation material and binder resin, without containing a charge transport material. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
As the binder resin, in addition to the binder resin used when the charge transport layer is formed, a binder resin used when the charge generation layer is formed may be mixed and used. Furthermore, polymer charge transport materials can also be used favorably. The amount of the charge generating material is preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and the amount of the charge transporting material is preferably 0 to 190 parts by weight (more preferably 50 to 150 parts by weight).
The photosensitive layer with a single-layer structure is a dip coating method or spray coating method in which a coating solution in which a charge generating material and a binder resin are dispersed together with a charge transporting material using a solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, dichloroethane, and cyclohexane by a dispersing machine. It can be formed by coating with bead coat, ring coat or the like. The film thickness of the photosensitive layer is suitably about 5 to 25 μm.
感光体ドラム１１の下引き層は、一般には樹脂を主成分とするが、これら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、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が挙げられる。下引き層には、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、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。また、これらの下引き層は、上述した感光層と同様に、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。下引き層の膜厚は、０〜５μｍ程度が適当である。
The undercoat layer of the
感光体ドラム１１の保護層は、感光体ドラム１１表面における機械的磨耗を軽減するためのものである。
本実施の形態における保護層は、架橋構造を有するバインダー樹脂で形成されている。架橋構造は、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て、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を生じさせることで形成される３次元の網目構造である。この網目構造を有するバインダー樹脂は、高い耐摩耗性を発揮することになる。電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述の反応性モノマーとして、全部又は一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することもできる。このような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て、保護層としての機能も充分に発揮される。
The protective layer of the
The protective layer in the present embodiment is formed of a binder resin having a crosslinked structure. The crosslinked structure is a three-dimensional network structure formed by using a reactive monomer having a plurality of crosslinking functional groups in one molecule and causing a crosslinking reaction using light or thermal energy. The binder resin having this network structure exhibits high wear resistance. From the viewpoint of electrical stability, printing durability, and life, a monomer having a charge transporting ability can be used in whole or in part as the reactive monomer. By using such a monomer, a charge transport site is formed in the network structure, and the function as a protective layer is sufficiently exhibited.
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それぞれ少なくとも１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、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等を用いることができる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
また、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もできる。
さらに、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のために、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もできる。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。
Examples of the reactive monomer having charge transporting ability include a compound containing at least one charge transporting component and a silicon atom having a hydrolyzable substituent in the same molecule, and a charge transporting component in the same molecule. A compound containing a hydroxyl group, a compound containing a charge transporting component and a carboxyl group in the same molecule, a compound containing a charge transporting component and an epoxy group in the same molecule, a charge transporting component in the same molecule And a compound containing an isocyanate group can be used. These charge transport materials having a reactive group may be used alone or in combination of two or more.
A reactive monomer having a triarylamine structure can also be used as the monomer having a charge transporting ability because of its high electrical and chemical stability and high carrier mobility.
In addition, monofunctional and bifunctional polymerizable monomers and polymerizable oligomers are used in combination for viscosity adjustment during coating, stress relaxation of the cross-linked charge transport layer, low surface energy, friction coefficient reduction, and other functions. You can also. As these polymerizable monomers and oligomers, known ones can be used.
保護層は、熱又は光を用いて正孔輸送性化合物の重合又は架橋をおこなって形成される。熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合とがあるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。光により重合させる場合は、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、主には波長４００ｎｍ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て、重合を開始させるものである。なお、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。 The protective layer is formed by polymerizing or crosslinking the hole transporting compound using heat or light. When performing the polymerization reaction by heat, there are cases where the polymerization reaction proceeds only with thermal energy and a polymerization initiator is required, but in order to advance the reaction efficiently at a lower temperature, the initiator Is preferably added. In the case of polymerization by light, it is preferable to use ultraviolet light as light, but the reaction rarely proceeds only by light energy, and a photopolymerization initiator is generally used in combination. The polymerization initiator in this case mainly absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less, generates active species such as radicals and ions, and initiates polymerization. In addition, it is also possible to use together the heat | fever and photoinitiator mentioned above.
このように形成した網目構造を有する保護層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり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、保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーからなる保護層を形成して、上層（表面側）には架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
以上述べたように、本実施の形態では、感光体ドラム１１の表面に、架橋構造を有するとともに電荷輸送材を具備するバインダー樹脂で形成された硬い保護層を設けているために、感光体ドラム１１としての機能を損なわずに、クリーニングブレード１５ａによる感光体ドラム１１の膜削れを防止することができる。
The protective layer having a network structure formed in this manner has high wear resistance, but has a large volume shrinkage during the crosslinking reaction, and may become cracked if it is too thick. In such a case, the protective layer has a laminated structure, a protective layer made of a low molecular weight dispersion polymer is formed on the lower layer (photosensitive layer side), and a protective layer having a crosslinked structure is formed on the upper layer (surface side). You may do it.
As described above, in this embodiment, since the surface of the
帯電部１２は、帯電ローラ１２ａ、クリーニングローラ１２ｂ等で構成されている。帯電ローラ１２ａは、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材であって、潤滑剤供給装置１６に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。また、帯電ローラ１２ａは、潤滑剤供給装置１６によって感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤が付着しないように、感光体ドラム１１に対して非接触で対向するように配設されている。また、クリーニングローラ１２ｂは、帯電ローラ１２ａ上の汚れを除去するためのもので、帯電ローラ１２ａに接触するように配設されている。
そして、このように構成された帯電部１２において、帯電ローラ１２ａには不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
The charging unit 12 includes a charging
In the charging unit 12 configured as described above, a predetermined voltage is applied to the charging
現像装置１３（現像部）は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂ１と、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂ１に対向する第２搬送スクリュ１３ｂ２と、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｃと、で構成される。現像ローラ１３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤が担持されることになる。
The developing device 13 (developing unit) mainly includes a developing
現像装置１３内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。
トナーは、画質向上のために、円形度が０．９８以上の球形トナーを使用している。「円形度」は、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（東亜医用電子社製）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に、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である。）を０．１〜０．５ｍｌ加えて、さらに測定試料（トナー）を０．１〜０．５ｇ程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理して、分散液濃度が３０００〜１００００個／μｌとなるようにしたものを上述の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。
In the developing
As the toner, spherical toner having a circularity of 0.98 or more is used to improve the image quality. The “circularity” is an average circularity measured by a flow type particle image analyzer “FPIA-2000” (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant (preferably an alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance. Further, about 0.1 to 0.5 g of a measurement sample (toner) is added. Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the dispersion liquid concentration is set to 3000 to 10000 / μl in the above-described analyzer. Then, the shape and distribution of the toner are measured.
球形トナーとしては、従来から広く用いられている粉砕法によって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もの等を用いることができる。
このような球形トナーを用いる場合、従来は、クリーニングブレード１５ａと感光体ドラム１１との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。しかし、本実施の形態では、潤滑剤供給装置１６によって潤滑剤を感光体ドラム１１表面に塗布して、感光体ドラム１１上におけるトナー剥離性（除去性）を向上させるために、クリーニング不良の発生が抑止される。
As the spherical toner, it is possible to use an irregularly shaped toner (pulverized toner) whose shape is distorted by a pulverization method that has been widely used so far, which is spheroidized by heat treatment or the like, or a toner manufactured by a polymerization method. it can.
When such a spherical toner is used, conventionally, there is a case in which a slight gap between the
クリーニング装置１５には、潤滑剤供給装置１６の他に、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１５ａ、クリーニング装置１５内に回収されたトナーを廃トナーとして廃トナー回収容器（不図示である。）に向けて搬送する搬送コイル１５ｂ、等が設置されている。クリーニングブレード１５ａは、潤滑剤供給装置１６に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。クリーニングブレード１５ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング装置１５内に回収されることになる。さらに、クリーニングブレード１５ａは、ブラシ状回転部材１６ａ（回転部材）によって感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤を薄層化する部材としても機能する。これにより、感光体ドラム１１の表面全域にわたって潤滑剤が適量にムラなく塗布されることになる。
なお、感光体ドラム１１上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体Ｐ（用紙）から生じる紙粉、帯電ローラ１２ａによる放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。
In addition to the
In addition to the untransferred toner, the adhering substances adhering to the
潤滑剤供給装置１６は、固形潤滑剤１６ｂ、感光体ドラム１１と固形潤滑剤１６ｂとに摺接する回転部材（潤滑剤供給部材）としてのブラシ状回転部材１６ａ、固形潤滑剤１６ｂをブラシ状回転部材１６ａに向けて付勢する付勢部材としての圧縮スプリング１６ｃ、保持部１６ｄ、ホルダ１６ｅ、トーションスプリング１６ｆ（移動手段、弾性部材）、等で構成される（図３をも参照できる。）。
なお、潤滑剤供給装置１６の構成・動作については、後でさらに詳しく説明する。
The
The configuration and operation of the
図２にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ１３ａは、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転している。現像装置１３内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第１搬送スクリュ１３ｂ１及び第２搬送スクリュ１３ｂ２の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器２８から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図２の紙面垂直方向である。）。
The image forming process described above will be described in more detail with reference to FIG.
The developing
そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ１３ａ上に担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤は、ドクターブレード１３ｃの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）に達する。
The toner that is frictionally charged and adsorbed on the carrier is carried on the developing
その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム１１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ１３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーが潜像に付着する（トナー像が形成される）。
Thereafter, in the developing region, the toner in the developer adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the
その後、現像工程にて感光体ドラム１１に付着したトナーは、そのほとんどが中間転写ベルト１７上に転写される。そして、感光体ドラム１１上に残存した未転写トナーが、クリーニングブレード１５ａによってクリーニング装置１５内に回収される（ブラシ状回転部材１６ａによっても未転写トナーが回収される。）。
Thereafter, most of the toner adhering to the
ここで、図示は省略するが、装置本体１に設けられたトナー補給部は、交換自在に構成されたボトル状のトナー容器２８と、トナー容器２８を保持・回転駆動するとともに現像装置１３に新品トナーを補給するトナーホッパ部と、で構成されている。また、トナー容器２８内には、新品のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナー容器２８（トナーボトル）の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
Here, although not shown in the figure, a toner replenishing section provided in the apparatus main body 1 holds a bottle-shaped
なお、トナー容器２８内の新品トナーは、現像装置１３内のトナー（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口から現像装置１３内に適宜に補給されるものである。図示は省略するが、現像装置１３内のトナーの消費は、感光体ドラム１１に対向する反射型フォトセンサと、現像装置１３の第２搬送スクリュ２３ｂ２の下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。
The new toner in the
以下、本実施の形態における、潤滑剤供給装置１６（潤滑剤供給部）の構成・動作について詳しく説明する。
図３は初期における潤滑剤供給装置１６の状態を示す拡大図であり、図４は経時における潤滑剤供給装置の状態を示す拡大図である。
図３、図４に示すように、潤滑剤供給装置１６は、固形潤滑剤１６ｂ、感光体ドラム１１と固形潤滑剤１６ｂとに摺接する回転部材としてのブラシ状回転部材１６ａ（ブラシ状ローラ）、固形潤滑剤１６ｂをブラシ状回転部材１６ａに向けて付勢する付勢手段としての圧縮スプリング１６ｃ、固形潤滑剤１６ｂを保持する保持部１６ｄ、固形潤滑剤１６ｂと圧縮スプリング１６ｃと保持部１６ｄとを保持するホルダ１６ｅ、移動手段としてのトーションスプリング１６ｆ（弾性部材）、等で構成される。
Hereinafter, the configuration and operation of the lubricant supply device 16 (lubricant supply unit) in the present embodiment will be described in detail.
FIG. 3 is an enlarged view showing the state of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
回転部材としてのブラシ状回転部材１６ａ（潤滑剤供給ローラ）は、長さ（毛足）が０．２〜２０ｍｍ（好ましくは、０．５〜１０ｍｍ）の範囲のブラシ毛が基布上に植毛されたものを芯金上にスパイラル状に巻き付けたものである。
ブラシ毛の長さが２０ｍｍを超えると、経時における感光体ドラム１１との繰り返し摺擦によって、ブラシ毛が所定方向に倒毛して、固形潤滑剤１６ｂの掻取性や感光体ドラム１１からのトナー除去性が低下してしまう。これに対して、ブラシ毛の長さが０．２ｍｍ未満であると、固形潤滑剤１６ｂや感光体ドラム１１に対する物理的な当接力が不足してしまう。したがって、ブラシ毛の長さは上述の範囲であることが好ましい。
The brush-like
When the length of the bristle exceeds 20 mm, the bristle falls in a predetermined direction due to repeated rubbing with the
ブラシ状回転部材１６ａ（回転部材）は、図３、図４の時計方向に回転する感光体ドラム１１に対して順方向で接触するように回転する（図３、図４の反時計方向の回転である。）。また、ブラシ状回転部材１６ａは、固形潤滑剤１６ｂと感光体ドラム１１とに摺接するように配置されていて、ブラシ状回転部材１６ａが回転することによって固形潤滑剤１６ｂから潤滑剤を掻き取り、その潤滑剤を感光体ドラム１１上に塗布する。
固形潤滑剤１６ｂの後方部には，ブラシ状回転部材１６ａと固形潤滑剤１６ｂとの接触ムラをなくすために圧縮スプリング１６ｃが保持部１６ｄを介して配置されていて、固形潤滑剤１６ｂをブラシ状回転部材１６ａに付勢している。
The brush-like
In order to eliminate uneven contact between the brush-like
本実施の形態では、固形潤滑剤１６ｂを主としてステアリン酸亜鉛で形成している。詳しくは、固形潤滑剤１６ｂは、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で、塗りすぎによる副作用がなく、充分な潤滑性があるものが好適である。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。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いて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム１１表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム１１表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム１１表面を覆うことができる。
In the present embodiment, the
Zinc stearate is a typical lamellar crystal powder. A lamellar crystal has a layered structure in which amphiphilic molecules are self-organized, and when a shearing force is applied, the crystal breaks along the layers and is slippery. Therefore, the surface of the
なお、固形潤滑剤１６ｂとしては、ステアリン酸亜鉛の他にも、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、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有するものを用いることができる。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、以下、ステアリン酸と同様の化合物や、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、以下、ステアリン酸と同様の化合物を使用して良い。他にも、脂肪酸基として、カプリル酸、リノレン酸、コリノレン酸等を使用することができる。さらに、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリン等のワックスを使用することもできる。これらは有機系の固形潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良い。
As the
固形潤滑剤１６ｂをブラシ状回転部材１６ａを介して感光体ドラム１１表面に塗布すると、感光体ドラム１１表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は充分に発揮されないため、クリーニングブレード１５ａ（薄層化ブレード）が潤滑剤を均一化する部材として機能することになる。クリーニングブレード１５ａにより、感光体ドラム１１上での潤滑剤の皮膜化がおこなわれて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。
このとき、ブラシ状回転部材１６ａにより塗布する粉体状の潤滑剤は微粉であるほど、クリーニングブレード１５ａにより感光体ドラム１１上に分子膜レベルで薄膜化される。
When the
At this time, the finer the powdery lubricant applied by the brush-like
以下、本実施の形態における潤滑剤供給装置１６において特徴的な構成について詳述する。
図３及び図４を参照して、本実施の形態における潤滑剤供給装置１６には、ブラシ状回転部材１６ａ（回転部材）に対する固形潤滑剤１６ｂの摺接位置が経時においてブラシ状回転部材１６ａの周方向に沿って上方に変位するように、圧縮スプリング１６ｃによって固形潤滑剤１６ｂがブラシ状回転部材１６ａに向けて付勢された状態のまま固形潤滑剤１６ｂを回転移動させる移動手段としてのトーションスプリング１６ｆが設置されている。
Hereinafter, a characteristic configuration of the
3 and 4, in the
詳しくは、移動手段としてのトーションスプリング１６ｆは、固形潤滑剤１６ｂの重量の変化に応じて摺接位置（ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの摺接位置である。）が変位するようにホルダ１６ｅを押動する弾性部材である。そして、トーションスプリング１６ｆは、コイル部１６ｆ１を中心にして、その一端側がクリーニング装置１５のケースに固定され、その他端側がホルダ１６ｅに固定されている。また、図示は省略するが、固形潤滑剤１６ｂ等を保持するホルダ１６ｅは、装置１６のフレームに対して、ブラシ状回転部材１６ａの回転軸を中心にして回動自在に保持されている。
このような構成によって、トーションスプリング１６ｆ（移動手段）は、ホルダ１６ｅを押動することで固形潤滑剤１６ｂ及び圧縮スプリング１６ｃ（及び、保持部１６ｄ）を、ブラシ状回転部材１６ａの回転軸を中心として回転させることになる（図４の破線矢印方向の回転である。）。
Specifically, the
With such a configuration, the
具体的に、図３に示すように、初期（新品時）には、固形潤滑剤１６ｂが消耗していないため、固形潤滑剤１６ｂの重量が最大になり、スプリング１６ｃや保持部１６ｄをも内設したホルダ１６ｅの全重量と、トーションスプリング１６ｆの付勢力と、のバランス（ホルダ１６ｅの全重量が、トーションスプリング１６ｆの付勢力より大きくなる。）によって、ホルダ１６ｅ（固形潤滑剤１６ｂ）の回転方向の位置が図３の位置に定められる。そして、この状態で、固形潤滑剤１６ｂは、圧縮スプリング１６ｃのスプリング力（付勢力）によってブラシ状回転部材１６ａに向けて水平方向に付勢されて、所定の圧接力でブラシ状回転部材１６ａに圧接することになる。このとき、圧縮スプリング１６ｃの使用長さ（スプリング力）は最小となる。また、固形潤滑剤１６ｂはブラシ状回転部材１６ａに向けて水平方向に付勢されているため、固形潤滑剤１６ｂ（及び、保持部１６ｄ、ホルダ１６ｅ、圧縮スプリング１６ｃ）の自重はブラシ状回転部材１６ａに対する圧接力に関与しないことになる。
Specifically, as shown in FIG. 3, since the
これに対して、図４に示すように、経時において、ブラシ状回転部材１６ａとの摺接によって固形潤滑剤１６ｂが徐々に消耗して、固形潤滑剤１６ｂの重量が徐々に低下していくと、スプリング１６ｃや保持部１６ｄをも内設したホルダ１６ｅの全重量と、トーションスプリング１６ｆの付勢力と、のバランス（ホルダ１６ｅの全重量が、トーションスプリング１６ｆの付勢力に比べて徐々に小さくなる。）によって、ホルダ１６ｅ（固形潤滑剤１６ｂ）がブラシ状回転部材１６ａの回転軸を中心にして徐々に回転していく（押し上げられていく）。そして、この状態で、固形潤滑剤１６ｂは、圧縮スプリング１６ｃのスプリング力（付勢力）によってブラシ状回転部材１６ａに向けて斜め上方から付勢されて、所定の圧接力でブラシ状回転部材１６ａに圧接することになる。
このとき、圧縮スプリング１６ｃの使用長さは初期に比べて大きくなる（自由長に近くなっていく）。すなわち、圧縮スプリング１６ｃのスプリング力（付勢力）は初期に比べて小さくなる。
また、固形潤滑剤１６ｂはブラシ状回転部材１６ａに向けて斜め上方から付勢されているため、固形潤滑剤１６ｂ（及び、保持部１６ｄ、ホルダ１６ｅ、圧縮スプリング１６ｃ）の自重（自重に対する圧接方向の成分である。）がブラシ状回転部材１６ａに対する圧接力に関与することになる。そのため、経時において固形潤滑剤１６ｂに対する圧縮スプリング１６ｃのスプリング力が低下しても、その低下分を相殺するように固形潤滑剤１６ｂの自重分が加わるため、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接力の低下が抑止されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the
At this time, the use length of the
Further, since the
詳しくは、図４において、固形潤滑剤１６ｂ（及び、保持部１６ｄ、ホルダ１６ｅ、圧縮スプリング１６ｃ）の重量をＷとして、経時における圧縮スプリング１６ｃによるスプリング力をＦ１として、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接方向が重力方向に対してなす角度をθとすると、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接力Ｐ１は、
Ｐ１＝Ｆ１＋Ｗ×ｃｏｓθ …（１）
となる。
また、図３において、初期における圧縮スプリング１６ｃによるスプリング力をＦ０とすると、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接力Ｐ０は、
Ｐ０＝Ｆ０ …（２）
となる。
そして、（１）式と（２）式とにおいて、Ｐ０≒Ｐ１となるように、構成部品の種々の設定（主として、トーションスプリング１６ｆのスプリング力の設定である。）をおこなう。これにより、経時において、固形潤滑剤１６ｂの消耗にともない固形潤滑剤１６ｂが小さくなってしまい、固形潤滑剤１６ｂをブラシ状回転部材１６ａに向けて付勢する圧縮スプリング１６ｃの使用長さが長くなって、スプリング力が小さくなってしまっても、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接力が一定になって、ブラシ状回転部材１６ａによる固形潤滑剤１６ｂの削り量（単位時間当りの削り量である。）も一定になる。したがって、ブラシ状回転部材１６ａによって感光体ドラム１１の表面に供給される潤滑剤の供給量（単位時間当りの供給量である。）も一定になる。
Specifically, in FIG. 4, the
P1 = F1 + W × cos θ (1)
It becomes.
In FIG. 3, if the spring force by the
P0 = F0 (2)
It becomes.
Then, in the equations (1) and (2), various settings of components (mainly, setting of the spring force of the
ここで、本実施の形態では、トーションスプリング１６ｆ（移動手段）が、固形潤滑剤１６ｂを圧縮スプリング１６ｃ（付勢部材）とともにブラシ状回転部材１６ａの回転軸を中心として回転させるように構成されているため、初期から経時にかけてブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの接触面積を定量化することができる。したがって、ブラシ状回転部材１６ａによる固形潤滑剤１６ｂの削り量も一定になって、ブラシ状回転部材１６ａによって感光体ドラム１１の表面に供給される潤滑剤の供給量も一定になる。
Here, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、トーションスプリング１６ｆ（移動手段）が固形潤滑剤１６ｂに当接して固形潤滑剤１６ｂを回転移動させるのではなく、トーションスプリング１６ｆ（移動手段）がホルダ１６ｅに当接して固形潤滑剤１６ｂを回転移動させているので、トーションスプリング１６ｆとの直接的な接触による磨耗によって固形潤滑剤１６ｂにダメージを与える不具合を抑止することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、ホルダ１６ｅと保持部１６ｄとを別々の部材として構成したが、ホルダ１６ｅと保持部１６ｄとを一体化した１つの部材として構成することもできる。
Further, in the present embodiment, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、ブラシ状回転部材１６ａ（回転部材）に対する固形潤滑剤１６ｂの摺接位置が経時においてブラシ状回転部材１６ａの周方向に沿って上方に変位するように、付勢状態の固形潤滑剤１６ｂを回転移動させているため、経時において固形潤滑剤１６ｂに対する付勢力の低下分を相殺するように固形潤滑剤１６ｂの自重分が加わって、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接力の低下が抑止される。これにより、比較的簡易な構成で、感光体ドラム１１（像担持体）への潤滑剤の供給を経時においても確実に安定的におこなうことができる。
As described above, according to the present embodiment, the sliding contact position of the
なお、本実施の形態では、作像部における各部（感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３、クリーニング装置１５、潤滑剤供給装置１６である。）を一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
これに対して、潤滑剤供給装置１６をプロセスカートリッジやクリーニング装置の構成部材とせずに、単体で装置本体１に交換自在に設置されるように構成することもできる。また、潤滑剤供給装置１６をクリーニング装置１５の構成部材として、装置本体１に交換自在に設置されるように構成することもできる。そして、このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、２成分現像剤を用いる２成分現像方式の現像装置１３が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、１成分現像剤を用いる１成分現像方式の現像装置１３が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
In the present embodiment, the
On the other hand, the
In the present embodiment, the present invention is applied to the image forming apparatus equipped with the two-component developing
また、本実施の形態では、感光体ドラム１１の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置１６に対して本発明を適用した。これに対して、感光体ベルトの表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。また、中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対しても、本発明を適用することができる。例えば、図１に示す中間転写ベルトクリーニング装置９を、図２に示すクリーニング装置１５（潤滑剤供給装置１６が内設されたものである。）と同様に構成することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
また、本実施の形態では、初期においてブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接方向が水平方向になり、経時においてブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの圧接方向が斜め上方からのものになるように構成した。しかし、ブラシ状回転部材１６ａに対する固形潤滑剤１６ｂの摺接位置が経時においてブラシ状回転部材１６ａの周方向に沿って上方に変位するように構成されていれば、初期及び経時における固形潤滑剤１６ｂの圧接方向が本実施の形態のものでなくても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the pressure contact direction of the
また、本実施の形態では、感光体ドラム１１に摺接して潤滑剤を供給する回転部材としてブラシ状回転部材１６ａを用いたが、感光体ドラム１１に摺接して潤滑剤を供給する回転部材の形態はこれに限定されることなく、例えば、固形潤滑剤１６ｂから潤滑剤を削り取れる程度に目の粗い表面からなる弾性ローラを回転部材として用いることもできる。そして、そのような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the brush-like
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the present embodiment. is there. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the present embodiment, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.
１ 画像形成装置本体（装置本体）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ（作像部）、
１１ 感光体ドラム（像担持体）、
１５ クリーニング装置、
１５ａ クリーニングブレード，
１６ 潤滑剤供給装置、
１６ａ ブラシ状回転部材（回転部材）、
１６ｂ 固形潤滑剤、
１６ｃ 圧縮スプリング（付勢部材）、
１６ｄ 保持部、
１６ｅ ホルダ、
１６ｆ トーションスプリング（移動手段、弾性部材）。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
10Y, 10M, 10C, 10BK process cartridge (imaging part),
11 Photosensitive drum (image carrier),
15 Cleaning device,
15a cleaning blade,
16 Lubricant supply device,
16a Brush-like rotating member (rotating member),
16b solid lubricant,
16c compression spring (biasing member),
16d holding part,
16e holder,
16f Torsion spring (moving means, elastic member).
Claims (9)
前記像担持体に摺接する回転部材と、
前記回転部材に摺接する固形潤滑剤と、
前記固形潤滑剤を前記回転部材に向けて付勢する付勢部材と、
を備え、
前記回転部材に対する前記固形潤滑剤の摺接位置が経時において前記回転部材の周方向に沿って上方に変位するように、前記付勢部材によって前記固形潤滑剤が前記回転部材に向けて付勢された状態のまま前記固形潤滑剤を回転移動させる移動手段をさらに備えたことを特徴とする潤滑剤供給装置。 A lubricant supply device for supplying a lubricant to the surface of an image carrier on which a toner image is carried,
A rotating member in sliding contact with the image carrier;
A solid lubricant in sliding contact with the rotating member;
A biasing member that biases the solid lubricant toward the rotating member;
With
The solid lubricant is biased toward the rotating member by the biasing member so that the sliding contact position of the solid lubricant with respect to the rotating member is displaced upward along the circumferential direction of the rotating member over time. A lubricant supply device further comprising a moving means for rotating and moving the solid lubricant in a wet state.
前記移動手段は、前記ホルダを押動することで前記固形潤滑剤及び前記付勢部材を前記回転軸を中心として回転させることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤供給装置。 A holder for holding the solid lubricant and the biasing member;
The lubricant supply device according to claim 2, wherein the moving unit rotates the solid lubricant and the urging member around the rotation shaft by pushing the holder.
前記像担持体に当接して前記像担持体上をクリーニングするとともに、前記潤滑剤供給装置によって前記像担持体に供給された潤滑剤を薄層化するクリーニングブレードと、
を備えたことを特徴とするクリーニング装置。 The lubricant supply device according to any one of claims 1 to 5,
A cleaning blade that contacts the image carrier and cleans the image carrier, and thins the lubricant supplied to the image carrier by the lubricant supply device;
A cleaning device comprising:
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑剤供給装置と、前記像担持体と、を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge that is detachably attached to the image forming apparatus main body,
6. A process cartridge comprising the lubricant supply device according to claim 1 and the image carrier.
前記像担持体は、前記中間転写体であって、
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の潤滑剤供給装置を備えたことを特徴とする中間転写装置。 An intermediate transfer device including an intermediate transfer body on which toner images of a plurality of colors are transferred in an overlapping manner,
The image carrier is the intermediate transfer member,
An intermediate transfer device comprising the lubricant supply device according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010108991A JP2011237601A (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Lubricant supply device, cleaning device, process cartridge, transfer device and image forming apparatus |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014238437A (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus |
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2010
- 2010-05-11 JP JP2010108991A patent/JP2011237601A/en active Pending
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