(57)【要約】【課題】像担持体の駆動時間（プリント枚数）が長くなっても、像担持体上の潤滑剤の量を適正に保つことができる潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置を提供すること。【解決手段】第１の潤滑剤と、第１の潤滑剤より硬度が低い第２の潤滑剤を層状に積載された潤滑剤を用いることにより、潤滑剤を押圧する押圧部材の変位量が少なくなっても像担持体に適切な潤滑量を長期間供給することができ、収納体積を大きくすることなく潤滑剤の交換ライフを伸ばすことができる。【選択図】図１
2010204437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段と、
前記クリーニング手段に対して前記像担持体の回転方向上流側に配置され、前記像担持体に当接しながら回転する回転部材と、
前記回転部材に当接するように配置された潤滑剤と、
前記潤滑剤を前記回転部材に押圧する押圧部材と、を有し、
前記押圧部材によって前記回転部材に押圧されて付着した前記潤滑剤が、前記回転部材を介して前記像担持体の表面に塗布される画像形成装置であって、
前記潤滑剤は、少なくとも、第１の潤滑剤と、当該第１の潤滑剤より硬度が低い第２の潤滑剤と、により層状に形成されており、
前記押圧部材による押圧方向において、前記第２の潤滑剤より前記第１の潤滑剤の方が前記回転部材に当接するように前記第１の潤滑剤と前記第２の潤滑剤が配置されて、前記潤滑剤が前記回転部材に押圧されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転部材の回転速度は、前記像担持体の回転速度より遅いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、帯電装置を使用して感光体の表面を均一に帯電させ、その上に画像を露光して画像潜像を形成する。そして形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写し、或いは中間転写体の上に転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して画像形成が行われる。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体や中間転写体（以下、像担持体という）の上に形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、像担持体上に残留するトナーを除去し清掃するクリーニング装置が設けられている。
【０００４】
クリーニング装置には、クリーニングブレードを像担持体の表面に接触させて残留トナーを掻き取るものが広く使用されている。しかしこの構成では、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力が大きいとクリーニングブレードの摩耗や像担持体表面の感光膜の削れの原因になり、クリーニングブレード等の部材の寿命を短縮させる原因となっていた。この対策として、トナーにワックス剤を含有させて潤滑効果を持たせる方式や、像担持体表面に潤滑剤を塗布して像担持体表面の摩擦係数を低下させ、上記不都合を解消しようとする技術が知られている。
【０００５】
しかし、高出力のカラー複写機ではトナー粒子に付着するワックスだけでは不十分なため、像担持体表面に潤滑剤を塗布する方式が広く使われている。
【０００６】
像担持体表面に潤滑剤を塗布する手段としては、像担持体の表面に当接し回転する塗布ブラシと、塗布ブラシに潤滑剤をバネなどの弾性部材を利用して押圧することによって塗布する手段が使われている。
【０００７】
このような、バネの押圧力を使用した構成の潤滑剤塗布装置では、長時間の使用により固形潤滑剤が次第に消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下する。その結果、像担持体への潤滑剤塗布量が減少して像担持体表面の潤滑剤量が少なくなり、像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合が発生する。
【０００８】
この対策として、塗布する潤滑剤の量を常に適正に制御する各種の手段が提案されている。即ち、像担持体の総駆動時間（総プリント枚数）や、画像データのドット数（画像の白黒比率）などを計数してその計数値に基づいて潤滑剤の塗布量を決定し、決定された塗布量から固形潤滑剤を塗布する塗布ブラシの押し込み量や塗布ブラシの回転数を調整するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００９】
また、像担持体表面の潤滑剤量を検知する検知装置を備え、検知した潤滑剤量に基づいて塗布装置を制御し、塗布量を所定の量に維持するものがある（特許文献２参照）。
【００１０】
さらに、像担持体の表面に潤滑剤（固形）を５〜４０Ｎ／ｍの押圧力で押圧して潤滑剤を塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を所定値に制御する潤滑剤塗布装置が知られている（特許文献３参照）。
【００１１】
このほか、固形潤滑剤を塗布する塗布ブラシの繊維太さと繊維密度、及び固形潤滑剤の固さと固形潤滑剤に対する塗布ブラシの押圧力を所定値以下に規定した潤滑剤塗布装置が知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−２４４４８６号公報
【特許文献２】特開平７−３１１５３１号公報
【特許文献３】特開２０００−２７６００１号公報
【特許文献４】特開２００３−５７９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
先に説明したように、従来のバネの押圧力を使用した潤滑剤塗布装置では、固形潤滑剤が消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下し、結果として像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合のほか、以下のような不都合がある。
【００１４】
即ち、従来の潤滑剤塗布装置では、像担持体上の残留トナーの量が多い場合や、長時間の使用により塗布ブラシの内部にトナーが堆積すると、像担持体への潤滑剤塗布量が減少してしまうという欠点があった。
【００１５】
また、像担持体表面の潤滑剤量を検出する装置を設けて検出された潤滑剤量を制御するものでは、像担持体表面の潤滑剤の塗布量を検出する手段や、塗布ブラシの回転制御手段を必要とするなど、構成を複雑にし、製作コストを上昇させていた。
【００１６】
また塗布ブラシの繊維太さや繊維密度、及び固形潤滑剤の固さと固形潤滑剤に対する塗布ブラシの押圧力を所定値以下に規定するなどの方策では、摩擦係数をある範囲内で制御することは可能であるが、像担持体の総駆動時間（総プリント枚数）が長くなると摩擦係数が変化し所定範囲内に制御できないという欠点があった。
【００１７】
本発明の目的は、像担持体の駆動時間（プリント枚数）が長くなっても、像担持体上の潤滑剤の量を適正に保つことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、下記構成により達成できる。すなわち、
１．像担持体上に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段と、
前記クリーニング手段に対して前記像担持体の回転方向上流側に配置され、前記像担持体に当接しながら回転する回転部材と、
前記回転部材に当接するように配置された潤滑剤と、
前記潤滑剤を前記回転部材に押圧する押圧部材と、を有し、
前記押圧部材によって前記回転部材に押圧されて付着した前記潤滑剤が、前記回転部材を介して前記像担持体の表面に塗布される画像形成装置であって、
前記潤滑剤は、少なくとも、第１の潤滑剤と、当該第１の潤滑剤より硬度が低い第２の潤滑剤と、により層状に形成されており、
前記押圧部材による押圧方向において、前記第２の潤滑剤より前記第１の潤滑剤の方が前記回転部材に当接するように前記第１の潤滑剤と前記第２の潤滑剤が配置されて、前記潤滑剤が前記回転部材に押圧されていることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
２．前記回転部材の回転速度は、前記像担持体の回転速度より遅いことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
硬度が高い第１の潤滑剤と、硬度が低い第２の潤滑剤が層状に積載された潤滑剤を用いることにより、潤滑剤を押圧する押圧部材の変位量が少なくなっても像担持体に適切な潤滑量を長期間供給することができ、収納体積を大きくすることなく潤滑剤の交換ライフを伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の中間転写ベルトを使用する画像形成装置の要部の構成の概略を説明する図である。
【図２】図２（ａ）は従来方式による１種類の潤滑剤を用いた潤滑剤塗布装置、図２（ｂ）は本発明の複数の潤滑剤を用いた潤滑剤塗布装置を示す図である。
【図３】プリント枚数と、回転部材に塗布される単位当たりの固形潤滑剤の塗布量の関係を示すグラフである。
【図４】第１の固形潤滑剤と第２の固形潤滑剤が回転部材に当接するように積層された潤滑剤の塗布量とプリント枚数の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態の中間転写ベルトを使用する画像形成装置の要部の構成の概略を説明する図である。中間転写ベルトに転写されたトナー像を２次転写部で記録媒体に転写し、定着処理する構成部分は図示を省略した。このような画像形成装置そのものは、公知の電子写真方式の画像形成装置であるから、詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１において、画像形成装置１０の要部は、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に一定速度で回転する像担持体である感光体１１の周囲に、メインチャージャ１２、露光装置１３、現像装置１４、１次転写装置１５、クリーニングブレード１６、及び後述する潤滑剤塗布装置２０が配置されている。
【００２４】
感光体１１には、感光体１１の周速度と同一速度で同一方向である矢印ｂ方向に移動する中間転写ベルト１７が接触配置されており、１次転写装置１５は感光体１１と対向する位置に中間転写ベルト１７を挟んで配置されている。
【００２５】
潤滑剤塗布装置２０は、１次転写装置１５より下流側に配置されており、感光体１１に接触して感光体１１に固形潤滑剤Ｑを塗布する回転部材２１を備えている。固形潤滑剤Ｑはバネ２３により回転部材２１に押圧されており、回転部材２１は不図示の駆動手段により、矢印ａで示す感光体１１の回転方向と同じ方向（矢印ｃ）に回転する。つまり、回転部材２１は、感光体１１との当接箇所において、感光体１１の表面の移動方向と逆方向に回転部材２１の表面が移動するよう、回転する（いわゆるカウンター方式）
潤滑剤塗布装置２０の下流側に配置されたクリーニングブレード１６は、その先端部が感光体１１の表面に接触して、感光体表面に残留した残留トナーを掻き落とす。
【００２６】
画像形成装置による画像形成動作を簡単に説明する。まず、メインチャージャ１２により感光体１１の表面が均一に帯電される。図示しない原稿台上の原稿画像が走査光学系により読み取られて出力された画像信号、或いは図示しないパソコン等から出力された画像信号により、露光装置１３のレーザ装置から放射されるレーザ光が変調され、変調されたレーザ光が感光体１１の表面に投射されて、画像潜像が形成される。
【００２７】
感光体１１の表面に形成された画像潜像は、現像装置１４に装填されている現像剤で現像され、トナー像が形成される。感光体１１の矢印ａ方向の回転により、その表面に形成されたトナー像が１次転写位置に到達すると、１次転写装置１５の作用によりトナー像は中間転写ベルト１７に転写される。
【００２８】
この後、図示されていないが、中間転写ベルト１７上のトナー像が２次転写位置に到達すると、２次転写装置の作用によりトナー像は給紙装置から搬送された記録媒体に転写され、さらに定着装置により定着処理されて、画像形成処理が終了する。
【００２９】
（潤滑剤塗布装置）
次に潤滑剤塗布装置２０について図２を用いて説明する。図２（ａ）は従来方式による１種類の潤滑剤を用いた潤滑剤塗布装置、図２（ｂ）は本発明の複数の潤滑剤を用いた潤滑剤塗布装置を示す図である。
【００３０】
回転部材２１は、矢印ｃ方向に回転するが、そのときの回転部材２１の回転速度は感光体１１の回転速度に対して遅くなるように設定している。これは線速を遅くすることにより多くの潤滑剤が感光体１１に塗布できるようにするためであり、実験により最適な減速率を求めた。本実施の形態では、最適な減速率は４／１０であり、感光体１１の線速３００ｍｍ／秒に対して回転部材２１の線速を１２０ｍｍ／秒とした。なお、感光体１１との当接箇所において、感光体１１の表面の移動方向と同じ方向に回転部材２１の表面が移動するとしても両者の線速に差があれば潤滑剤の塗布は可能である。
【００３１】
回転部材２１には、ブラシを植毛した塗布ブラシ、ウレタンゴム、シリコンゴムその他のゴムを発泡させたローラ、或いはソリッドタイプのローラ、回転ブラシなどが使用できるが、本実施の形態では塗布ブラシを使用した。
【００３２】
潤滑剤はジェル状のものと、固形状のものがあるが、取り扱いの容易性や、長寿命性等を考慮して本実施の形態では固形タイプのものを使用した。
【００３３】
固形潤滑剤Ｑを回転部材２１に押圧する手段として、圧縮バネが使用されるが、バネの押圧力を使用した構成の潤滑剤塗布装置では、長時間の使用により固形潤滑剤Ｑが次第に消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下する。そして像担持体への潤滑剤塗布量が減少して像担持体表面の潤滑剤量が少なくなり、像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合が発生する。
【００３４】
この不都合を解消するために、本発明では図２（ｂ）に示すように硬度が異なる複数の固形潤滑剤Ｑを積層して使用している。具体的には第１の固形潤滑剤Ｑ１と、第１の固形潤滑剤Ｑ１より硬度が低い第２の固形潤滑剤Ｑ２が層状に積載され、第１の固形潤滑剤Ｑ１が先に回転部材２１に当接し、その後第２の固形潤滑剤Ｑ２が回転部材２１に当接するように配置されている。
【００３５】
硬度が高い第１の固形潤滑剤Ｑ１としてはステアリン酸カルシウム（ＳＴ−Ｃａ）が、硬度が低い第２の固形潤滑剤Ｑ２としてはステアリン酸亜鉛（ＳＴ−Ｚｎ）を使用している。
【００３６】
図３はプリント枚数と、回転部材２１に塗布される単位当たりの固形潤滑剤Ｑの塗布量の関係を示すグラフである。プリント枚数が多くなると弾性部材としての圧縮バネ２３が伸長し押圧力が低下する。圧縮バネ２３の押圧力は、初期（プリント枚数０枚）のとき１０Ｎ／ｍ、３０万プリント後の押圧力を２Ｎ／ｍとなるように設定した。
【００３７】
直線ｍは硬度が高い第１の固形潤滑剤Ｑ１の塗布量とプリント枚数の関係を示す。また破線で示す直線ｎは硬度が低い第２の固形潤滑剤Ｑ２の塗布量とプリント枚数の関係を示す。直線ｐは、クリーニングブレードが感光体表面の摩耗や像担持体表面の感光膜の膜削れを発生させない塗布量の下限を示すラインである。
【００３８】
直線ｍ、ｎの傾き係数は固形潤滑剤が消費される消費速度を表しているといえる。すなわち、傾き係数の大きい第２の固形潤滑剤Ｑ２は初期には多くの塗布量を供給するが、すぐに消費されてしまう。これに対して傾き係数が小さい第１の固形潤滑剤Ｑ１は初期の塗布量は少ないが、その消費速度が遅く、比較的長く潤滑剤を供給している。
【００３９】
直線と下限ラインとの交点Ｐを潤滑剤の交換ライフとすれば、実験の結果、直線ｎと直線ｐの交点ｐ１は約１５万プリント、直線ｍと直線ｐとの交点Ｐ２は２０万プリントであった。
【００４０】
次に、さらに交換ライフを延長するために、第１の固形潤滑剤Ｑ１と、第２の固形潤滑剤Ｑ２を層状に積載してその塗布量とプリント枚数の関係を実験により求めた。なお固形潤滑剤を設ける部分の体積は限定されているので、使用する第１の固形潤滑剤Ｑ１と第２の固形潤滑剤Ｑ２の体積は、１種類の固形潤滑剤を使用した場合に比べてそれぞれ１／２とした。
【００４１】
図４は、第１の固形潤滑剤Ｑ１と第２の固形潤滑剤Ｑ２が回転部材２１に当接するように積層された潤滑剤の塗布量とプリント枚数の関係を示す図である。
【００４２】
第１の固形潤滑剤Ｑ１が先に回転部材２１に当接し、その後第２の固形潤滑剤Ｑ２が回転部材２１に当接するように積層された潤滑剤を使用したときの塗布量とプリント枚数の関係を説明する。
【００４３】
第１の固形潤滑剤Ｑ１が消費される消費速度は直線ｍと同じであるが、体積が半分なので直線ｍの半分の点ｐ３で潤滑剤が消費され、次に第２の固形潤滑剤Ｑ２に切りかわる。点ｐ３の位置では圧縮バネの押圧力が減少しているので、第２の固形潤滑剤Ｑ２の塗布量は点ｐ４の位置になる。点ｐ４を通る直線ｎ１は直線ｎの傾き係数と同じである。直線ｎ１と直線ｐとの交点をｐ５とすると、ｐ５でのプリント枚数が第１の固形潤滑剤Ｑ１と第２の固形潤滑剤Ｑ２が積層された潤滑剤の交換ライフとなる。
【００４４】
次に、第２の固形潤滑剤Ｑ２が先に回転部材２１に当接し、その後第１の固形潤滑剤Ｑ１が回転部材２１に当接するよう積層された潤滑剤の塗布量とプリント枚数の関係を説明する。
【００４５】
第２の固形潤滑剤Ｑ２は、直線ｎの半分の点ｐ６で潤滑剤が消費され、次に第１の固定潤滑剤に切りかわる。点ｐ６の位置では圧縮バネの押圧力が減少しているが、同じ当接圧では塗布量は硬度が高いと塗布量は少ないので、第１の固形潤滑剤Ｑ１の塗布量は点ｐ７の位置になる。点ｐ７を通る直線ｍ１は直線ｍの傾き係数と同じである。直線ｍ１と直線ｐとの交点をｐ８とすると、ｐ８でのプリント枚数が第２の固形潤滑剤Ｑ２と第１の固形潤滑剤Ｑ１が積層された潤滑剤交換ライフとなる。
【００４６】
実験ではｐ５は３０万プリント、ｐ８は約１８万プリントであった。すなわち、第１の固形潤滑剤Ｑ１が先に回転部材２１に当接し、その後第２の固形潤滑剤Ｑ２が回転部材２１に当接するように積層されて配置された固形潤滑剤方式が交換ライフを伸ばす手段として優れている。
【００４７】
以上より、第１の固形潤滑剤Ｑ１と、第１の固形潤滑剤Ｑ１より硬度が低い第２の固形潤滑剤Ｑ２が層状に積載され、第１の固形潤滑剤Ｑ１が先に回転部材２１に当接し、その後第２の固形潤滑剤Ｑ２が回転部材２１に当接するような潤滑剤を設けることにより、潤滑剤を押圧する押圧部材である押圧バネの当接圧が低くなっても、像担持体に適切な潤滑量を長期間供給することができる。また潤滑剤を収納する体積は１種類の潤滑剤を収納する体積と同じであるので、収納体積を大きくすることなく潤滑剤の交換ライフを伸ばすことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  画像形成装置
１１  像担持体（感光体）
１２  メインチャージャ
１３  露光装置
１４  現像装置
２０  潤滑剤塗布装置
２１  回転部材
２３  バネ
Ｑ１  第１の固形潤滑剤
Ｑ２  第２の固形潤滑剤
【図１】
2010204437.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010204437.tif 000006