(57)【要約】【課題】固形潤滑剤のホルダ変位を機械的又は光学的に検出するものに比べ、構造を簡略化するとともに、信頼性の高い検出を行う。【解決手段】二次転写ローラ１０９の表面に固形潤滑剤２０を塗布する潤滑剤塗布装置１が備えられた画像形成装置１００であって、潤滑剤塗布装置１は、絶縁性又は高抵抗導電性の固形潤滑剤２０と、固形潤滑剤２０を二次転写ローラ１０９の表面に圧接させる導電性の潤滑剤ホルダ３０と、固形潤滑剤２０を介し、二次転写ローラ１０９と潤滑剤ホルダ３０との間に流れる電流値を検出する電流値検出手段４０と、電流値検出手段４０が検出した電流値にもとづいて、固形潤滑剤２０の残量を判定する残量判定手段５０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の表面に固形潤滑剤を直接又は間接的に塗布する潤滑剤塗布装置が備えられた画像形成装置であって、
前記潤滑剤塗布装置は、
絶縁性又は高抵抗導電性の固形潤滑剤と、
前記固形潤滑剤を前記回転体の表面に圧接させる導電性の潤滑剤ホルダと、
前記固形潤滑剤を介し、前記回転体と前記潤滑剤ホルダとの間に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、
前記電流値検出手段が検出した電流値にもとづいて、前記固形潤滑剤の残量を判定する残量判定手段とを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転体は、中間転写体に形成されたトナー像を転写材に転写する二次転写ローラであり、
前記電流値検出手段は、前記固形潤滑剤を介し、前記二次転写ローラと前記潤滑剤ホルダとの間に流れる電流値を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電流値検出手段は、前記二次転写ローラに対する二次転写バイアスの印加に応じ、前記固形潤滑剤を介し、前記二次転写ローラと前記潤滑剤ホルダとの間に流れる電流値を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記固形潤滑剤と前記回転体との間に回転自在に配置され、前記固形潤滑剤の先端から削り取った潤滑剤粒子を前記回転体の表面に塗布する導電性の潤滑剤塗布部材を備え、
前記電流値検出手段は、前記固形潤滑剤を介し、前記回転体と前記潤滑剤塗布部材と前記潤滑剤ホルダの間に流れる電流値を検出する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記残量判定手段の判定結果にもとづいて、前記固形潤滑剤の交換時期を報知する交換時期報知手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潤滑剤ホルダは、前記固形潤滑剤を保持する導電性の弾性部材をもって当該固形潤滑剤を前記回転体の表面又は前記回転体の表面に当接する他の回転体に圧接させ、
前記電流値検出手段は、前記固形潤滑剤とこれを保持する前記弾性体を介し、前記回転体と潤滑剤ホルダとの間に流れる電流値を検出する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項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、電子写真方式で画像形成を行う複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置が普及している。電子写真方式は、像担持体上（感光体）にトナー像を形成する工程や、形成したトナー像を用紙などの転写材上に転写する工程などからなり、例えば、カラー画像を得る電子写真方式には、中間転写ベルトに沿って各色の感光体を配置し、中間転写ベルト上に各色の感光体から各色のトナー像を重ねて転写することでカラー画像を得るとともに、このカラー画像を二次転写ローラで転写材に転写する中間転写タンデム方式などが含まれる。
【０００３】
上記の方式では、画像形成の高速化及び高画質化を同時に達成するために、連続印字時における各画像形成の間（紙間）を利用して、キャリブレーション用カラーパッチを形成することにより、現像条件及び色重ね精度条件にフィードバックをかけるキャリブブレーションが行われている。従来では、紙間で二次転写ローラに逆バイアス（二次転写バイアスと逆極性のバイアス）を印加することにより、二次転写ローラへのトナー等の汚れの付着を防止していたが、高速化に伴い、逆バイアスでのクリーニングも時間的に難しくなってきており、その結果、紙間に形成されるキャリブレーション用カラーパッチにより二次転写ローラが汚れてしまうという問題が生じている。
【０００４】
そこで、二次転写ローラにも、感光体や中間転写体と同様なクリーニング部が設けられるようになってきている。二次転写ローラのクリーニング方式としては、安価で性能の高いクリーニングブレード方式が広く用いられている。このクリーニングブレード方式では、ブレードと二次転写ローラの表面との間に適度な滑り性が求められるので、二次転写ローラの表面にステアリン酸亜鉛に代表される金属石鹸等の固形潤滑剤を塗布することが一般的になってきている。
【０００５】
二次転写ローラの表面に固形潤滑剤を塗布する方法としては、長尺板状の固形潤滑剤を潤滑剤塗布ブラシに圧接させ、ここで、固形潤滑剤を少しずつ削り取りながら、潤滑剤塗布ブラシを介して二次転写ローラの表面に潤滑剤粒子を塗布する方法や、固形潤滑剤を二次転写ローラの表面に直接圧接させる方法が知られている。
【０００６】
固形潤滑剤は、使用に伴って摩耗するので、完全になくなる前に交換する必要がある。そこで、特許文献１に示される画像形成装置では、固形潤滑剤の摩耗に伴うホルダの変位量を検出するとともに、ホルダの変位量が所定量になると、固形潤滑剤の交換時期を報知することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１４６８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示される画像形成装置では、ホルダの変位量をプッシュスイッチを用いて機械的に検出するので、可動部が多い複雑な構造となるだけでなく、誤検出の可能性も高くなってしまう。また、特許文献１には、ホルダの変位量を光学センサを用いて光学的に検出することも示されているが、光学センサを用いると、センサ自体がトナーにより汚れることによる誤検出のおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、固形潤滑剤を介して流れる電流値の変化にもとづいて、固形潤滑剤の交換時期や残量を判定することにより、固形潤滑剤のホルダ変位を機械的又は光学的に検出するものに比べ、構造を簡略化できるだけでなく、信頼性の高い固形潤滑剤の交換時期や残量の検出を行うことができる画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明の画像形成装置は、回転体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置が備えられた画像形成装置であって、前記潤滑剤塗布装置は、絶縁性又は高抵抗導電性の固形潤滑剤と、前記固形潤滑剤を前記回転体の表面に圧接させる導電性の潤滑剤ホルダと、前記固形潤滑剤を介し、前記回転体と前記潤滑剤ホルダとの間に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、前記電流値検出手段が検出した電流値にもとづいて、前記固形潤滑剤の残量を判定する残量判定手段とを備える構成としてある。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、固形潤滑剤の残量や交換時期を簡易に、かつ、正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部機構を表した構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置が備える潤滑剤塗布装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の構成を示す拡大側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の電流値検出原理を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の交換時期報知タイミングを示すグラフ図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の交換時期報知処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を表した構成図である。
この図に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００は、電子写真方式でカラー画像を形成するカラー複写機又はカラーレーザプリンタであり、中間転写体に沿って各色の感光体を配置し、中間転写体上に各色の感光体から各色のトナー像を重ねて転写することによりカラー画像を得るとともに、このカラー画像を二次転写部材の作用によって転写材に転写する中間転写タンデム方式が適用されている。
【００１５】
具体的に説明すると、画像形成装置１００は、複数のローラに架橋支持された中間転写ベルト１０１を中間転写体に用いており、この中間転写ベルト１０１の外表面に接して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のアモルファスシリコン感光体ドラム１０２を並べるとともに、個々のアモルファスシリコン感光体ドラム１０２の周りに、露光器１０３、現像器１０４、ドラムクリーニングブレード１０５、除電器１０６及び帯電器１０７を有している。
【００１６】
帯電器１０７により一様に帯電させたアモルファスシリコン感光体ドラム１０２上に、所望する画像データに応じた露光を露光器１０３により行って潜像を形成した後、現像器１０４により可視化したトナー画像を形成する。各色のアモルファスシリコン感光体ドラム１０２上に形成された各色のトナー画像は、定電流制御により制御された一次転写バイアスを各色の一次転写ローラ１０８に印加することにより、中間転写ベルト１０１上に順次積層状に一次転写され、中間転写ベルト１０１上にフルカラー画像を形成する。一次転写後、アモルファスシリコン感光体ドラム１０２は、ドラムクリーニングブレード１０５により一次転写残トナーが除去されるとともに、除電器１０６による除電でリフレッシュされる。
【００１７】
中間転写ベルト１０１上に形成したフルカラー画像は、定電圧制御により制御された二次転写バイアスを二次転写ローラ１０９に印加することにより、レジストローラ対１１０により中間転写ベルト１０１上におけるトナー画像の形成とタイミングを合わせて送り出された転写材１１１上に転写される。
【００１８】
なお、本実施形態では、一次転写ローラ１０８及び二次転写ローラ１０９として、ＮＢＲゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、エピクロルヒドリンゴム、或いは、それらの混合ゴムなどからなるゴム材料に導電剤を付与し、抵抗値を１０５〜１０８Ω程度とした発泡ゴム層を芯金上に形成し、さらにその上に、チューブ或いはスキン層を形成した二層以上の層構成を有するローラが用いられている。
【００１９】
また、二次転写ローラ１０９は、その表面をクリーニングする二次転写部材クリーニング手段として、二次転写クリーニングブレード１１２を備えている。さらに、二次転写ローラ１０９の近傍には、二次転写クリーニングブレード１１２の鳴き及びめくれを防止するために、二次転写ローラ１０９の表面に適度な滑り性を付与する潤滑剤塗布装置１が設けられている。
【００２０】
二次転写ローラ１０９によりフルカラー画像が二次転写された転写材１１１は、搬送ベルト１１３により定着器１１４に搬送され、ここで、二次転写されたフルカラー画像が転写材１１１上に定着される。
【００２１】
中間転写ベルト１０１上の二次転写残留トナーは、中間転写クリーニング部１１５によりクリーニングされる。中間転写クリーニング部１１５は、クリーニングファーブラシ１１６と、回収ローラ１１７と、クリーニングブレード１１８とから構成されている。ファーブラシ１１６は、中間転写ベルト１０１に対して逆方向に回転しており（ファーブラシ１１６と中間転写ベルト１０１の接触位置ではファーブラシ１１６と中間転写ベルト１０１は同方向に移動する）、回収ローラ１１７は、ファーブラシ１１６と同方向に回転している（回収ローラ１１７とファーブラシ１１６の接触位置ではファーブラシ１１６と中間転写ベルト１０１は逆方向に移動する）。ファーブラシ１１６を介して回収ローラ１１７上に回収された二次転写残留トナーは、クリーニングブレード１１８により掻き取られ、非図示のトナー廃棄ボックスへと非図示の廃棄トナースクリューによって運搬される。
【００２２】
なお、ファーブラシ１１６の繊維材料としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル等を用い、カーボンを分散させることにより、１０４〜１０９Ω程度の抵抗値を持たせているものがふさわしい。ファーブラシ１１６には、回収ローラ１１７を介して、トナーと逆極性のバイアスが印加されており、このバイアスによりトナーが静電的にファーブラシ１１６に回収される。
【００２３】
また、中間転写ベルト１０１上には、トナー濃度検知センサ１１９として、発光部と受光部からなる光反射型のセンサを配置しており、このセンサによって、中間転写ベルト１０１の外周表面に転写された制御用画像（キャリブレーション用カラーパッチ）を読み取ることができる。読み取られた制御用画像の値により、現像条件及び転写条件及び露光タイミングを最適化することにより、最適な画像形成及び最適な色重ね条件をフィードバックすることができる。また、この制御用画像は、連続印字時の紙間にて行われ、連続印字動作を停止することなく、常に最適画像形成条件を見出すことが可能になっている。
【００２４】
つぎに、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００が備える潤滑剤塗布装置１について、図２〜図６を参照しつつ説明する。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の構成を示す拡大側面図である。
図４は、本発明の一実施形態に係る潤滑剤塗布装置の電流値検出原理を示す回路図である。
【００２６】
図２及び図３に示すように、潤滑剤塗布装置１は、潤滑剤塗布部材１０と、固形潤滑剤２０と、潤滑剤ホルダ３０と、電流値検出手段４０と、残量判定手段５０と、交換時期報知手段６０とを備えている。
【００２７】
潤滑剤塗布部材１０（請求項記載の他の回転体の一例）としては、例えば、導電性ファーブラシを用いる。ファーブラシの繊維材料としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル等を用い、カーボンを分散させることにより、１０３〜１０５Ω程度の抵抗値としたものがふさわしい。そして、潤滑剤塗布部材１０は、潤滑剤ホルダ３０に取り付けられた固形潤滑剤２０を徐々に削りながら二次転写ローラ１０９（回転体の一例）の表面に塗布する。
【００２８】
潤滑剤ホルダ３０は、導電性の部材で構成される。例えば、金属性のホルダを用いる。本実施形態の潤滑剤ホルダ３０は、断面形状がコの字型になっており、その開口部に固形潤滑剤２０が組み込まれている。潤滑剤ホルダ３０内には、導電性のバネ（弾性部材）３１が組み込まれており、このバネ３１の付勢力で固形潤滑剤２０の先端を潤滑剤塗布部材１０の表面に圧接させている。また、潤滑剤ホルダ３０は、接地されており、潤滑剤ホルダ３０と接地点との間に電流値検知手段４０を備えている。
【００２９】
固形潤滑剤２０としては、例えば、ステアリン酸亜鉛を主成分とするものを溶融後、冷却固化して長板状に成形し、これを金属板２１上に接着したものを用いる。固形潤滑剤２０は、絶縁性又は高抵抗導電性を有しており、電流値検知手段４０は、二次転写ローラ１０９に対する二次転写バイアスの印加に応じて生ずる電流値を、二次転写ローラ１０９、潤滑剤塗布部材１０、固形潤滑剤２０及び潤滑剤ホルダ３０を介して検出する。
【００３０】
すなわち、図４に示すように、固形潤滑剤２０を絶縁性又は高抵抗導電性とした場合、固形潤滑剤２０が存在している状態においては、二次転写ローラ１０９、中間転写ベルト１０１、二次転写対向ローラ１２０という経路の二次転写部抵抗Ｒｔに比べ、二次転写ローラ１０９、潤滑剤塗布部材１０、固形潤滑剤２０、潤滑剤ホルダ３０という経路の固形潤滑剤抵抗Ｒｓは十分大きく、電流値検出手段４０によって検出された電流値Ｉｓは十分に低い状態であるが、固形潤滑剤２０が使用によって削れていき、固形潤滑剤２０の厚みが小さくなってくると、絶縁成分が減少して固形潤滑剤抵抗Ｒｓが低くなる。このような状態になると、電流値検出手段４０によって検出された電流値Ｉｓが大きくなるので、この電流値Ｉｓにもとづいて、固形潤滑剤２０の交換時期や残量を判定することが可能になる。
【００３１】
残量判定手段５０は、電流値検出手段４０が検出した電流値Ｉｓにもとづいて、固形潤滑剤２０の残量や交換時期を判定する。
ここで、固形潤滑剤の抵抗Ｒｓ［Ω］は、次式で表される。
Ｒｓ＝ρｖ・ｄ／Ｓ
（但し、ρｖ［Ω・ｃｍ］は潤滑剤抵抗、ｄ［ｃｍ］は潤滑剤厚み、Ｓ［ｃｍ２］は潤滑剤面積とする。）
上記の式に示すように、潤滑剤抵抗は、潤滑剤面積が一定の場合、固形潤滑剤の厚みが少なくなるに連れて小さくなり、これに応じて、電流値Ｉｓは大きくなる。
【００３２】
図５は、固形潤滑剤の残量と電流値検出手段４０により検出される電流値との関係を表したグラフ図である。
図５（ａ）は、横軸を固形潤滑剤の残量ｄ［ｍｍ］、縦軸を検知電流Ｉｓ［μＡ］としたグラフ図、同図（ｂ）は、図５（ａ）において固形潤滑剤の残量ｄの範囲を絞り込んで拡大したグラフ図である。
図５（ａ）に示すように、電流値検出手段４０により検出される電流値Ｉｓは、固形潤滑剤２０がある程度残存している場合には０又はこれに近似する値をとる。
しかしながら、固形潤滑剤の残量が所定量を下回ると検知電流が検出され、さらにその残量の減少に伴い検知電流の電流値は上昇することが同図からも読み取ることができる。
詳しくは、図５（ｂ）に示すように、固形潤滑剤残量ｄの値が０〜０．１ｍｍの範囲の検知電流Ｉｓの変化量と、固形潤滑剤残量ｄの値が０．１ｍｍ以上における検知電流Ｉｓの変化量とは明らかに異なることが、同図から判断できる。
このため、（固形潤滑剤の残量ｄが０．１ｍｍに対応する）検知電流Ｉｓが１［μＡ］に達したときが固形潤滑剤２０の交換時期であるとして、これを交換時期報知手段６０（後述）の閾値に設定することができる。
【００３３】
交換時期報知手段６０は、残量判定手段５０の判定結果にもとづいて、固形潤滑剤２０の交換時期を報知する。
図６は、本実施形態に係る潤滑剤の交換時期報知処理手順を示すフローチャートである
まず、二次転写バイアスが印加中に（Ｓ１：ＹＥＳ）、電流値検出手段４０が検出電流値Ｉｓを取得する（Ｓ２）。
ここで、交換時期報知手段６０は、取得した検出電流値Ｉｓが閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ３）。
この結果、検出電流値Ｉｓが閾値を超えていると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、交換時期報知手段６０は、所定の報知動作（例えば、固形潤滑剤を交換すべき旨の表示、通知等）を行う（Ｓ４）。
【００３４】
なお、ステップＳ１において、二次転写バイアスが印加中でなければ（Ｓ１：ＮＯ）、二次転写ローラ等には、電流は流れないので、次に、二次転写バイアスが印加されるまでステップＳ２〜Ｓ４の処理は行わない。
また、ステップＳ３において、取得した電流値Ｉｓが、閾値を超えていない場合（Ｓ３：ＮＯ）、同様に、二次転写バイアスが印加されるまでステップＳ２〜Ｓ４の処理は行わない。
【００３５】
以上のように構成された本実施形態によれば、固形潤滑剤２０の枯渇を簡易にかつ正確に知ることができる。
特に、固形潤滑剤２０のホルダ変位を機械的又は光学的に検出するものに比べ、構造を簡略化でき、また、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態の電流値検出手段４０は、二次転写ローラ１０９に印加される二次転写バイアスを、固形潤滑剤２０を介して検出するので、二次転写バイアスの印加回路を利用して、固形潤滑剤２０の交換時期や残量を検出することが可能になり、その結果、専用の印加回路を設ける場合に比べ、回路構成を簡略化してコストダウンが図れる。
【００３７】
また、本実施形態では、残量判定手段５０の判定結果にもとづいて、固形潤滑剤２０の交換時期を報知する交換時期報知手段６０を備えるので、交換時期報知手段６０の報知にもとづいて、固形潤滑剤２０の交換時期を認識することができる。また、残量判定手段５０の閾値を変更すれば、機械的な調整なしで交換時期の報知タイミングを容易に変更できる。
【００３８】
以上、本発明の画像形成装置について、実施形態を示して説明したが、本発明に係る画像形成装置は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、前記実施形態では、潤滑剤塗布部材を介して、二次転写ローラに間接的に固形潤滑剤を塗布する例を示したが、本発明は、潤滑剤塗布部材を介さずに、二次転写ローラに直接固形潤滑剤を塗布する場合も有効である。
また、前記実施形態では、二次転写ローラに固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を例として示したが、感光体や中間転写体に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置として実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、電子写真方式で画像形成を行う複写機、プリンタなどの画像形成装置に適用される。
【符号の説明】
【００４０】
１  潤滑剤塗布装置
１０  潤滑剤塗布部材
２０  固形潤滑剤
３０  潤滑剤ホルダ
３１  バネ（弾性部材）
４０  電流値検出手段
５０  残量判定手段
６０  交換時期報知手段
１００  画像形成装置
１０１  中間転写ベルト
１０９  二次転写ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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