JP2014163988A - 潤滑剤塗布装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の寿命到来を確実に検知する潤滑剤塗布装置の提供。
【解決手段】ケース３２内に、感光体ドラム２の表面に回転接触して固形潤滑剤３３を塗布する塗布ローラ３０と、固形潤滑剤３３を保持した状態で塗布ローラ３０に対する接近離反方向に移動可能な潤滑剤保持部材３１を収容する。ケース３２の端部側壁に形成した開口部としての縦長孔３２ａから、潤滑剤保持部材３１の長手方向端部に形成された延長部３１ａを外側に突出させる。ケース３２の外側に配設された電気抵抗検知手段３５の可動接点３５ｂを、延長部３１ａで押して固定接点３５ａに接触させることにより、固形潤滑剤３３の消耗による寿命を検知する。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、潤滑剤塗布装置、当該潤滑剤塗布装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、ステアリン酸亜鉛等の固形潤滑剤を潤滑剤塗布ローラによって感光体や中間転写ベルト等に塗布し、これらの保護、低摩擦係数化、クリーニング性や転写性の向上、及び長寿命化などを図ることが行われている。例えば、感光体の表面に潤滑剤を塗布する塗布装置として、感光体と潤滑剤に当接したブラシローラ等を使用した、特許文献１（特開平８−３１４３４６号公報）や特許文献２（特許第３４０６０９９号公報）が知られている。

特許文献１（特開平８−３１４３４６号公報）の潤滑剤塗布装置は、図１０のように、導電性材料により潤滑剤保持部材１３１を構成し、当該潤滑剤保持部材１３１の前側に両面テープ等で潤滑剤１３３を固定し、後側に複数の加圧バネ１３７を左右均等に当接させている。そして加圧バネ１３７の付勢力で潤滑剤１３３をその手前側に配設される塗布ローラに接触させている。

潤滑剤保持部材１３１の両端は潤滑剤１３３よりも長く延ばされた延長部１３１ａを構成し、当該延長部１３１ａが、電極を兼ねた左右一対の固定配置の規制部材１３５に対する接点を構成している。潤滑剤１３３が残り少なくなると、左右の延長部１３１ａが左右の規制部材１３５に当接し、左右の規制部材１３５の間が導通状態となり、潤滑剤１３３が交換時期に達したことを検知回路１３８で検知し、画像形成装置の操作パネル等に表示回路１３９で表示するようにしている。

特許文献２（特許第３４０６０９９号公報）の潤滑剤塗布装置は、図１１Ａ、図１１Ｂのように、塗布ブレード５０の下流側に塗布ローラ２３０を有する潤滑剤塗布装置が配設されている。この潤滑剤塗布装置の潤滑剤２３３の後端部が、回動可能な保持部材２３４によって支持され、潤滑剤２３３の下面が自重で塗布ローラ２３０に当接している。

保持部材２３４から上方に延びた操作部２３４ａに、検知手段としてのプッシュスイッチ２３５のスイッチボタン２３５ａが当接している。そして潤滑剤２３３が消耗して寿命になると、図１１Ｂのように保持部材２３４が自重で時計方向に回動し、保持部材２３４の操作部２３４ａがスイッチボタン２３５ａから離れる。これによりプッシュスイッチ２３５が作動し、当該プッシュスイッチ２３５からの信号が画像形成装置本体のＣＰＵを介して表示手段２３６に送られる。当該表示手段２３６では、その表示窓２３６ａに、潤滑剤２３３が消耗して寿命になった段階で、ユーザーに「交換」を促す文字が表示される。同時に、作像動作に関わる感光体ドラム２等の駆動が停止される。

特許文献１（特開平８−３１４３４６号公報）の装置は、潤滑剤保持部材の両端の延長部と規制部材による検知手段が、塗布ローラと潤滑剤を収容したケース内に配設されている。また、特許文献２（特許第３４０６０９９号公報）の装置も、プッシュスイッチ２３５がケース内に配設されている。このため、引用文献１の延長部と規制部材との間の接点、特許文献２のプッシュスイッチのスイッチボタンの接点に潤滑剤の粉が付着すると、当該接点が閉じているにもかかわらず導通不良となり、潤滑剤の寿命到来（寿命に至る直前のいわゆる「ニア寿命」の到来を含む）を検知できないおそれがある。

そこで本発明は、潤滑剤の寿命到来を確実に検知することができる検知手段を有する潤滑剤塗布装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明は、塗布対象物の表面に回転接触して固形潤滑剤を塗布する塗布ローラと、前記塗布ローラと接触状態で配置される固形潤滑剤を保持した状態で前記塗布ローラに対する接近離反方向に移動可能に配設された潤滑剤保持部材と、前記塗布ローラ及び潤滑剤保持部材を収容したケースと、前記潤滑剤保持部材の長手方向端部に配設され、前記ケースに形成された開口部から当該ケースの外側に延びた延長部と、前記ケースの外側に配設され前記固形潤滑剤の消耗に伴う前記延長部の所定位置への移動を検知可能な検知手段と、を有する潤滑剤塗布装置である。

本発明は、潤滑剤保持部材の延長部をケースの外に延ばし、当該延長部の所定位置への移動を検知手段で検知するようにしたので、固形潤滑剤の粉が検知手段に付着して検知不能になるのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る潤滑剤塗布装置を使用した画像形成装置の概略図である。 本発明の実施形態に係る潤滑剤塗布装置を使用したプロセスユニットの概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る潤滑剤塗布装置の潤滑剤新品時の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る潤滑剤塗布装置の潤滑剤保持部材の端部の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る潤滑剤塗布装置の潤滑剤保持部材の端部及び検知手段の平面図である。 図３Ｃの検知手段をケース内に収容した変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る潤滑剤塗布装置の作動を示す潤滑剤新品時の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る潤滑剤塗布装置の作動を示す潤滑剤寿命交換時の側面図である。 本発明の第２実施形態に係る潤滑剤塗布装置の端部斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る潤滑剤塗布装置の端部平面図である。 本発明の第２実施形態に係る潤滑剤塗布装置の端部側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知タイミングを説明するための側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知タイミングを説明するための側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知タイミングを塗布ローラの走行距離との関係で説明する説明図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の潤滑剤の「ニア寿命」を判定するフローチャートである。検知タイミングを説明するための側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の潤滑剤の「寿命」を判定するフローチャートである。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の回路例を示す図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の別の回路例を示す図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の変形例（プッシュスイッチ）を示す潤滑剤新品時の側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の変形例（プッシュスイッチ）を示す潤滑剤寿命時の側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の変形例（フォトインタラプタ）を示す潤滑剤新品時の側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の変形例（フォトインタラプタ）を示す潤滑剤寿命時の側面図である。 本発明に係る潤滑剤塗布装置の検知手段の変形例（フォトインタラプタ）を示す平面図である。 従来の潤滑剤塗布装置に使用される潤滑剤保持部材を示す斜視図である。 従来の別の潤滑剤塗布装置の潤滑剤新品時の側面図である。 従来の別の潤滑剤塗布装置の潤滑剤寿命時の側面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の給紙装置の実施形態について説明する。なお、この実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。また、図面中でＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを添えた参照番号であっても、簡便のために以下の説明中で当該Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを省略して数字のみで説明することがある。

（画像形成装置の構成）

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体（潤滑剤の塗布対象物）としての感光体ドラム２と、当該感光体ドラム２の表面を帯電する帯電装置３を有する。また、感光体ドラム２上にトナー画像を形成する現像装置４と、感光体ドラム２の表面を清掃するクリーニング装置５を有する。さらに、感光体ドラム２の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置６を備えている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１０に対して一体的に着脱可能に構成されている。

なお、この装置で使用するトナーは、形状が球形で均一化した小粒径の重合トナーを使用するものとする。本発明は感光体表面に良好な潤滑剤塗布層を形成することができるため、クリーニングブレードの挙動安定化によるクリーニング性の向上が図れ、これによりクリーニングブレードをすり抜ける残トナーの割合を大幅に低減することができる。また、形状が球形で均一化した小粒径の重合トナーによる現像特性と転写性の向上で高画質の画像形成ができる。

画像形成装置本体１０の上部には、図示しないが、各色のトナーを充填したトナーボトルが設けてある。トナーボトル内の各色トナーは、図示しないトナー移送管を介して対応する現像装置４へ移送されるようになっている。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方には、各感光体ドラム２の表面を露光する露光装置８が配設されている。露光装置８からは、各感光体ドラム２へレーザ光又はＬＥＤ光が照射されるようになっている。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置９が配設されている。転写装置９は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１１を有する。中間転写ベルト１１は、複数の支持ローラ１２，１３，１４，１５によって張架されている。複数の支持ローラ１２〜１５のうちの１つ（この実施形態では右端の支持ローラ１３）が駆動ローラとなっており、当該ローラが回転することにより、中間転写ベルト１１は図の矢印方向に走行するようになっている。

４つの感光体ドラム２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１６が配設されている。各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム２とによって中間転写ベルト１１を挟み込んだ箇所には、一次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト１１の図の下側の外周面に、二次転写手段としての二次転写ローラ１７が当接している。この二次転写ローラ１７とこれに対向する支持ローラ１２とによって中間転写ベルト１１を挟み込んだ箇所には、二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１７の左側の中間転写ベルト１１の外周面に対向して、中間転写ベルト１１の表面を清掃するベルトクリーニング装置１８が配設されている。

画像形成装置本体１０の下部には、図示しないが、記録媒体としての記録用紙を収容した給紙トレイや、給紙トレイから記録用紙を搬出する給紙ローラ等が設けてある。また、画像形成装置本体１０内には、給紙トレイから上方へ記録用紙を案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラを配設した位置から二次転写ローラ１７を配設した位置に至る途中には、記録用紙の搬送タイミングを計るための一対のタイミングローラ２１が配設されている。

また、二次転写ローラ１７の配設位置の左方には、記録用紙上の画像を定着させるための定着装置２２が配設されている。さらに、定着装置２２のさらに左方には、画像形成装置本体１０の上面を凹ませて形成したストック部に記録用紙を排出するための一対の排紙ローラ２４が配設されている。

（画像形成装置の動作）
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体ドラム２が図示しない駆動装置によって図の反時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２の表面が帯電装置３によって所定の極性に一様に帯電される。

帯電された各感光体ドラム２の表面には、露光装置８からレーザ光又はＬＥＤ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として現像化（可視画像化）される。

中間転写ベルト１１を張架する支持ローラ１２〜１５のうちの一つ（支持ローラ１３）が回転駆動することにより、中間転写ベルト１１が図の矢印で示す方向（時計回り）に走行する。また、各一次転写ローラ１６に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。

これにより、各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上に順次重ね合わせて転写される。

かくして、中間転写ベルト１１はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、トナー画像の転写を終えた各感光体ドラム２の表面に、潤滑剤塗布装置６によって潤滑剤が塗布され、次いで、クリーニング装置５によって各感光体ドラム２の表面に残留するトナーが除去される。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラが回転を開始し、給紙トレイに収容された記録用紙が搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙は、タイミングローラ２１によって一旦停止される。その後、タイミングローラ２１の駆動が再開され、記録用紙が、上記中間転写ベルト１１上のトナー画像とタイミングを合わせて、二次転写ローラ１７と中間転写ベルト１１との間の二次転写ニップに送られる。

このとき二次転写ローラ１７には、中間転写ベルト１１上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、記録用紙と中間転写ベルト１１上のトナー画像とが二次転写ニップに到達した際、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上のトナー画像が記録用紙上に一括して転写される。

また、転写後の中間転写ベルト１１上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１８によって除去される。トナー画像が転写された記録用紙は定着装置２２へと搬送され、そこでトナー画像が記録用紙に定着される。その後、記録用紙は排紙ローラ２４によってストック部へと排出される。

以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作である。同様の動作は、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりする場合でも可能である。

（プロセスユニットの構成）
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの概略構成図である。図２に示すように、感光体ドラム２の上側に帯電装置３、左側に現像装置４、右側に潤滑剤塗布装置６、その下側にクリーニング装置５が配設されている。

帯電装置３は、感光体ドラム２に対向して配設された帯電部材としての接触式の帯電ローラ４５を有する。帯電ローラ４５は感光体ドラム２に対して接触式とすることでオゾンの発生を抑制することができる。帯電ローラ４５は感光体ドラム２に対して微小ギャップをもって対向させてもよく、これにより帯電ローラ４５の表面に対して感光体ドラム２からのトナー等の汚れが付着しにくくなり、帯電ローラ４５の汚れを抑制してその長寿命化が図ることができる。

帯電ローラ４５は、感光体ドラム２に対して直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を行う。ＡＣ帯電を行うことにより、帯電電流が十分に流れ、微小なギャップ変動に起因する帯電電位のバラツキなどの影響が抑制され、均一な帯電により像担持体帯電電位が安定して高画質な画像が得られる。

現像装置４は、現像剤を収容した現像ケース４０と、この現像ケース４０に回転自在に支持され、かつ該現像ケースに形成された開口を通して感光体ドラム２に対向して配置された現像ローラ４７を有する。また、現像ケース４０内の現像剤を現像ローラ４７に搬送する搬送スクリュー４３を有している。現像剤は、トナーとキャリアを有する二成分現像剤、又は、キャリアを有しない一成分磁性トナーあるいは一成分非磁性トナーを用いることができる。

潤滑剤塗布装置６は、固形潤滑剤３３を潤滑剤塗布部材としての塗布ローラ３０で掻き取って感光体ドラム２に塗布するもので、ケース３２内にユニット化されている。塗布ローラ３０は、例えば回転軸の周りに細い繊維を放射状に植毛したブラシローラの形態や、スポンジローラの形態とすることができ、その回転軸の両端はケース３２に支持されている。

そして、塗布ローラ３０の回転により、固形潤滑剤３３から掻き取った潤滑剤の粉を、回転接触する感光体ドラム２の周面に付着させるようにしている。塗布ローラ３０の材料は、例えば、ナイロン、アクリル等の樹脂にカーボンブラック等の抵抗制御材料を添加して体積抵抗率１×１０³Ωｃｍ以上かつ１×１０⁸Ωｃｍ以下の範囲内に調整された材料を使用することができる。

潤滑剤塗布装置６は後述するように多様な構成が可能である。ここでは、潤滑剤塗布装置６を含むプロセスユニット１の基本動作を説明し、各潤滑剤塗布装置６の詳しい作動については後述することとする。

クリーニング装置５は、クリーニングブレード５２と廃トナー回収コイル５３とを有する。クリーニングブレード５２は、感光体ドラム２上の残留トナーを除去する機能を有する。廃トナー回収コイル５３は、除去されたトナーを図示していない廃トナーボトルに搬送する。

（プロセスユニットの動作）
次に、図２を参照して、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの動作について説明する。作像動作が開始されると、感光体ドラム２は図２の反時計回りに回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電ローラ４５によって感光体ドラム２が所定の極性に帯電される。

その後、露光装置８からの露光によって形成された感光体ドラム２上の静電潜像が現像ローラ４７との対向位置に移動し、そこで現像ローラ４７から静電潜像にトナーが供給される。

詳しくは、図２の時計回り回転する現像ローラ４７に担持された現像剤が、図示しない現像ブレードによって所定の厚さに規制された後、現像ローラ４７と感光体ドラム２との間の現像領域に運ばれる。ここで現像剤中のトナーが感光体ドラム２上の静電潜像に静電的に移行して、当該静電潜像がトナー画像として可視像化される。そして、感光体ドラム２上のトナー画像は、感光体ドラム２の下部位置に移動し、ここで中間転写ベルト１１に転写される。

上記トナー画像が転写された後、図２の時計回りに回転する塗布ローラ３０によって、感光体ドラム２の表面に潤滑剤の粉が塗布される。この潤滑剤の粉の層は、下流側の塗布ブレード５０によって均一な厚みに展延され、感光体ドラム２の表面に保護層を形成する。この保護層は非常に薄いため、帯電装置３による帯電を阻害することはない。これにより、帯電ローラ４５の汚れ等による異常画像が起こらず、消耗品の交換頻度が少なく、長期に渡って高画質画像を出力可能な画像形成装置を実現することができる。

（潤滑剤塗布装置）
潤滑剤塗布装置６は、詳しくは図３Ａ〜図３Ｄに示すように、ケース３２内に配設された棒状の潤滑剤保持部材３１と、同じく棒状の固形潤滑剤３３を有する。固形潤滑剤３３は潤滑剤保持部材３１よりやや短く、潤滑剤保持部材３１の上に両面テープ等の固定手段を介して保持されている。潤滑剤保持部材３１とその下方のケース３２の底板との間の空間に、固形潤滑剤３３を塗布ローラ３０側へ加圧する加圧手段としての加圧バネ３７が配設されている。また、当該加圧バネ３７の両端に連結されて、加圧バネ３７によって閉じる方向に付勢された左右一対の加圧アーム３４が配設されている。

左右の加圧アーム３４は、潤滑剤保持部材３１の長手方向中央に対して左右対称位置に配設され、支軸３４ａを中心として回動可能に潤滑剤保持部材３１に支持されている。加圧バネ３７は、左右の加圧アーム３４の間に伸ばされた状態で取り付けられている。この加圧バネ３７の引張力によって、左右の加圧アーム３４が潤滑剤保持部材３１を塗布ローラ３０側へ左右均等に加圧し、固形潤滑剤３３を塗布ローラ３０の外周面に所定の圧力で面接触させている。

潤滑剤保持部材３１の長手方向一端部は、図３Ａ〜図３Ｄのように、長手方向に延長された延長部３１ａを構成している。この延長部３１ａは、固形潤滑剤３３の下端支持面と同一平面を含み（高さ的に同レベル）、ケース３２の端部側壁に形成された開口部としての縦長孔３２ａを通して、ケース３２外に延びている。縦長孔３２ａと延長部３１ａの間の隙間は、固形潤滑剤３３の粉が外部に飛散しないように、潤滑剤保持部材３１の上昇移動に支障がない範囲で、できるだけ小さくする。

延長部３１ａは、縦長孔３２ａの上端部よりも上に移動することができないので、固形潤滑剤３３の交換時に、潤滑剤保持部材３１が加圧バネ３７の力で不測に外に飛び出して固形潤滑剤３３が破損するのを防止することができる。延長部３１ａと縦長孔３２ａの構成は部品点数が増えず、部品形状も簡単であることから低コスト化が可能である。

ケース３２の外側に、延長部３１ａの移動範囲と重なる位置に、延長部３１ａの所定位置への移動を検知可能な検知手段としての電気抵抗検知手段３５の固定接点３５ａと可動接点３５ｂが配設されている。固定接点３５ａと可動接点３５ｂは、ほぼ同じ大きさの導電性板バネで形成され、固定接点３５ａは縦長孔３２ａの上端部に近い高さで横向きに固定的に配設されている。これら固定接点３５ａと可動接点３５ｂは、電気抵抗検知手段３５のターミナルに配線により接続され、固定接点３５ａと可動接点３５ｂの間の電気抵抗の変化（導通又は非導通）が、当該電気抵抗検知手段３５によって検知されるようになっている。

可動接点３５ｂは、固定接点３５ａの下側にやや隙間をあけて、固定接点３５ａとほぼ平行に配設されている。可動接点３５ｂの基端部は、ケース３２等に固定され、先端部は上下方向（延長部３１ａの移動方向）に弾性的に可動とされている。

そして、固形潤滑剤３３の消耗に伴って潤滑剤保持部材３１が図４Ａの状態から図４Ｂの状態に上昇すると、その延長部３１ａが可動接点３５ｂの先端部を上に撓ませ、当該先端部を固定接点３５ａに当接させるように構成されている。前述のように、延長部３１ａの上面は固形潤滑剤３３の下端と同レベルであるため、固形潤滑剤３３の残り高さが所定高さ以下になる寿命到来を正確に検知することができる。

潤滑剤塗布装置６は以上のように構成され、図４Ａに示すように、固形潤滑剤３３が新品の時は、固形潤滑剤３３が十分な高さを有し、潤滑剤保持部材３１はケース３２内の低い位置にある。この状態では、可動接点３５ｂが固定接点３５ａから離間し、電気抵抗検知手段３５は両接点３５ａ、３５ｂの導通を検知していない。従って、この状態では電気抵抗検知手段３５に消費電力が発生せず、装置の省エネ化を図れる。

固形潤滑剤３３が消耗すると、図４Ｂのように加圧バネ３７の力で潤滑剤保持部材３１が押し上げられ、ケース３２内の高い位置に平行移動する。これにより、延長部３１ａによって可動接点３５ｂが上方に撓ませられ、可動接点３５ｂの先端部が固定接点３５ａに当接する。すなわち、可動接点３５ｂと固定接点３５ａの間が電気的に導通され、両接点間の電気抵抗の変化が電気抵抗検知手段３５によって検知される。当該検知により、固形潤滑剤３３の寿命が検知され、その検知信号が画像形成装置の制御装置のＣＰＵを通じて感光体ドラム２の駆動系に伝達される。そして、感光体ドラム２の回転が停止され、作像動作が停止される。

前記作像動作の停止と同時に、或いはその後一定時間をおいて、画像形成装置の操作パネルの液晶表示装置等に、ユーザーによる固形潤滑剤３３の交換を促す旨の表示を表示することができる。或いは、ウェブ等を利用した通信手段によって、当該画像形成装置のサービス担当者に固形潤滑剤３３の交換時期到来を通知することができる。

電気抵抗検知手段３５の固定接点３５ａと可動接点３５ｂは、ケース３２の外に配設されているので、当該接点が固形潤滑剤３３の粉で汚れるのを防止することができる。従って、当該汚れによる導通不良が発生するのを防止することができる。電気抵抗検知手段３５は、図３Ｄのように、延長部３１ａを挿通するための縦長孔３６ａを有する保護カバー３６で覆ってもよい。

図５Ａは、潤滑剤塗布装置の第２実施形態を示すもので、潤滑剤保持部材３１の一端部の延長部３１ａの根元部分が、細く括れた括れ部３１ｂとされている。そして、この括れ部３１ｂがケース３２の縦長孔３２ａに挿通されている。この縦長孔３２ａは、延長部３１ａの先端側に対して、図５Ｂのように位置をずらして形成されている。

すなわち、塗布ローラ３０に対する潤滑剤保持部材３１の接近離反方向（図５Ｂの紙面に垂直な方向）に直角な方向に、位置をずらして形成されている。このため、縦長孔３２ａから固形潤滑剤３３の粉が漏れることがあっても、当該粉が可動接点３５ｂや固定接点３５ａに届きにくい構成である。従って、可動接点３５ｂや固定接点３５ａの汚れで導通不良が発生するのをより効果的に防止することができる。

（塗布ローラの走行距離を考慮した潤滑剤の寿命検知）
図６Ａ〜図６Ｃは、塗布ローラの走行距離を図示しない第２の検知手段により検知し、当該走行距離を考慮して固形潤滑剤の寿命を検知する例を説明するものである。また、同図を参照して、前記電気抵抗検知手段３５の可動接点３５ｂと固定接点３５ａが閉じるタイミングの設定の仕方も併せて説明する。

前述した固形潤滑剤３３の寿命検知は、寿命検知時の固形潤滑剤３３の残量が少ないほど無駄がない。しかし、電気抵抗検知手段３５の誤作動等で当該寿命検知が常に正常に作動するとは限らない。そこで、前述した固形潤滑剤３３の寿命検知に加えて、感光体ドラム２上の塗布ローラ３０の走行距離等、潤滑剤塗布装置６の使用状況に基づいた従来の寿命判断も考慮して、固形潤滑剤３３の寿命ないし交換時期を判断するとよい。

一方、潤滑剤塗布装置６は、必要な量の潤滑剤を安定的に感光体ドラム２に塗布することが要求される。塗布量が多いと感光体ドラム２表面の摩擦係数が低くなりすぎる。そうすると感光体ドラム２上に担持されるトナーの量が減少し、虫食い画像等といわれる異常画像が形成される。塗布量が少ないと摩擦係数の上昇とそれに起因する感光体ドラム２保護作用の不足により、感光体フィルミング等の不具合が生じる。

通常、潤滑剤の塗布量は、加圧バネ３７の圧力等により、オフィス用の通常画像である画像面積率が３％〜１０％程度の画像を作像する場合に適量となるよう設定されている（潤滑剤の塗布量の調整を塗布ローラの回転数や剛性により行う場合もある）。ここで、[画像面積率]＝[画像面積]／[走行面積] である。[画像面積]＝[カウント画素数]×[一画素の面積] である。[走行面積]＝[走行距離]×[作像幅] である。[走行距離]＝[感光体ドラムのカウント回転数]×[感光体ドラムの周長]または[走行距離]＝[感光体ドラムのカウント回転時間]×[感光体ドラムの線速]）である。従って、前記第２の検知手段は、例えば感光体ドラムのカウント回転数を検知する画像形成装置本体の制御装置の一部で容易に構成することができる。

塗布ローラ３０と感光体ドラム表面の接触面積が大きいと、固形潤滑剤の塗布量が多くなり、帯電ローラの汚れが促進される。一方、塗布ローラと感光体ドラム表面の接触面積が小さいと、固形潤滑剤塗布不足となり、感光体保護作用不足による感光体フィルミング等が発生する（特開２０１２−１７７８６６号公報より）。

しかし、画像形成装置の所定の使用条件に対応して潤滑剤塗布量を設定しても、当該装置のユーザーごとに実際の使用条件が異なる。このため、画像形成装置間のバラ付きも考慮して、潤滑剤塗布量を、最悪条件側（消費量が多い条件側）に設定することが多い。この場合、従来のように、塗布ローラ３０の走行距離に基づいて固形潤滑剤３３の寿命を判断すると、低画像面積率等の使用条件で装置を使用するユーザーにとっては、潤滑剤塗布ユニットの交換時期が必要以上に早まる。これでは装置に搭載した固形潤滑剤３３を十分に使い切らないうちに潤滑剤塗布ユニットの交換等を実施することとなり、近年の省資源化等の要請に反することになる。

そこで、前述した特許文献１、２のように潤滑剤の残りが少なくなったことを検知する検知手段を有する潤滑剤塗布装置が提案された。潤滑剤の実際の残量を検知することにより、ユーザーの使用条件が異なっていても、潤滑剤残量がある一定量以下となった場合に確実に潤滑剤塗布ユニットの交換を実施することができる。これにより、ユニットの早期交換などによる潤滑剤の無駄を無くすことができ、同時に、潤滑剤枯渇等による不具合の発生も防止することができる。

再び図６Ａ〜図６Ｃに戻って、電気抵抗検知手段３５の検知タイミングを説明する。固形潤滑剤３３が新品の状態が図６Ａである。この状態で潤滑剤の高さがＡ０とする。また、図６Ｂのようにニア寿命時の高さがＡ１とする。この場合、図６Ｃのように、通常使用条件では、Ａ０からＡ１まで、感光体ドラム２の周面における塗布ローラ３０の走行距離に逆比例する形で、固形潤滑剤３３の高さが直線的に減少する。

前述の潤滑剤寿命検知装置は、図６Ａ、図６Ｂのように、潤滑剤の高さ（Ａ０）がある一定以下の高さ（Ａ１）になった場合に、電気抵抗検知手段３５により潤滑剤残量がニア寿命の状態であることを検知する。そして当該検知により、作像動作を停止したり、固形潤滑剤３３の寿命と交換をユーザーやサービス担当者に通知したりする。しかし、この検知方法では、潤滑剤がある一定以下の高さ（Ａ１）になるまでは、固形潤滑剤３３の残量をまったく推測することができない。

低画像面積率など、感光体ドラム２上での潤滑剤必要量が少ない使用条件の場合、潤滑剤高さの減少の推移は少なくなる（図６Ｃの右下がり傾斜が緩やかになる方向）。このような使用条件では、削り取られた潤滑剤の粉の一部が感光体ドラム２に塗布されずに、ケース３２内に堆積しやすい。また、塗布ローラ３０自体に潤滑剤が堆積して塗布ローラ３０が潤滑剤で覆われた形になり、塗布ローラ３０による潤滑剤掻き取り量も低下する。そしてケース３２内に堆積した固形潤滑剤３３の粉が電気抵抗検知手段３５の接点に付着すると、導通不良を起こすおそれがあり、固形潤滑剤３３の枯渇に気付かないまま装置を駆動し続ける事態が発生し得る。そこで、このように事態の発生を防止するため、電気抵抗検知手段３５と併用する形で、塗布ローラ３０の走行距離を計数するのが望ましい。

図６Ｃで、Ｂ１は低画像面積率で使用した場合の塗布ローラ３０の走行距離の閾値である。当該閾値に至るまでは固形潤滑剤３３が使用可能である。計数された走行距離が当該閾値を超えた段階で、電気抵抗検知手段３５がまだ作動していない場合、電気抵抗検知手段３５が誤作動を起こしている可能性がある。そこで、このような場合に、例えばユーザーに対して固形潤滑剤３３の残量確認を求める旨の警告を出すことが考えられる。また、前記計数した走行距離から、固形潤滑剤３３の交換時期が接近していることを、数日前から段階的に表示することもできる。

ニア寿命時の前記走行距離Ｂ１後は、Ｂ１を起点とする所定の走行距離等の閾値（Ｂｔ）を限界として、ある一定期間の画像形成動作を行った後、最終寿命として感光体ドラム２の駆動等の機械動作を不能にする。ニア寿命時から、最終寿命時までの塗布ローラ３０の走行距離Ｂｔは、感光体ドラム２の回転数等から比較的正確に算出することができる。

図６Ｄと図６Ｅは、「ニア寿命」と「寿命」を判定するフローチャートを示す。図６ＤのステップＳ１で、前述した電気抵抗検知手段３５が導通を検知したかどうか判定される。電気抵抗検知手段３５が導通を検知していない場合に、ステップＳ２で塗布ローラ３０の走行距離がＢ１以上か否かが判定される。Ｂ１以上のとき、ステップＳ３で潤滑剤がニア寿命であるとユーザーに通知する。その後は、図６Ｅのフローに移る。Ｂ１未満の場合は、Ｂ１以上と判定されるまでステップＳ１とＳ２の判定を周期的に繰り返す。電気抵抗検知手段３５が導通を検知している場合は、直ちにステップＳ３に移動し前記の処理を行う。

図６ＥのステップＳ４で、ニア寿命後の塗布ローラ３０の走行距離がＢｔ以上か否かが判定される。Ｂｔ以上である場合、ステップＳ５で潤滑剤が寿命であるとユーザーに通知し、同時に以後の機械動作を禁止するように画像形成装置の制御装置のＣＰＵに信号を送る。Ｂｔ未満の場合は、Ｂｔ以上と判定されるまでステップＳ４の判定を周期的に繰り返す。

電気抵抗検知手段３５は、このＢｔの期間よりも塗布ローラ３０の所定走行距離だけ早めに作動するように設定するのがよい。これにより、前記のように電気抵抗検知手段３５が誤作動を起こした場合でも、走行距離に基づいて確実に潤滑剤の「ニア寿命」と「寿命」を検知することができ、潤滑剤の枯渇を防止することができる。電気抵抗検知手段３５がＢｔの期間内に作動しても、Ｂｔの期間を延長することなく前記のように機械動作を不能にする。

ニア寿命検知は、塗布ローラ３０の走行距離以外にも、塗布ローラ３０の回転時間等の計数によっても検知可能である。ただし、画像形成装置の周囲温度等の環境変動等に応じて塗布ローラ３０の回転数を変化させる制御を行うこともあるので、精度よく寿命予測をするには、塗布ローラ３０の走行距離を計数するのが望ましい。

（検知手段の回路構成）
図７Ａは、潤滑剤保持部材３１の両側に設けた接点３５ａ、３５ｂを、１つの電気抵抗検知手段３５に並列に接続した回路構成である。この回路構成では、左右の接点３５ａ、３５ｂを区別せずに検知する。

また、図７Ｂは、潤滑剤保持部材３１の両側に設けた接点３５ａ、３５ｂを、各１つの電気抵抗検知手段３５で独立的に検知するようにしたものである。固形潤滑剤３３は使用により左右方向で偏って消耗することがあるので、固形潤滑剤３３の左右いずれか一方の端部の潤滑剤高さがニア寿命に達していても、反対側端部では潤滑剤がニア寿命に到達していない場合がある。図７Ｂの回路構成は、このような場合に、ユーザーに対して固形潤滑剤３３の偏った消耗状態を知らせることができる。偏って消耗した固形潤滑剤３３は、左右を入れ換えて使用することにより、その寿命を延長するような使用方法も可能である。

本発明で使用する電気抵抗検知手段３５は、固定接点３５ａと可動接点３５ｂによる導通検知タイプに限定されない。例えば、電気抵抗検知手段３５は図８Ａ、図８Ｂのように、延長部３１ａで押圧可能な作動子５５ａを有するプッシュスイッチ５５に置き換えてもよい。プッシュスイッチ５５は、防塵タイプのものを使用することができ、潤滑剤の粉体による誤作動をより効果的に防止することができる。

また、図９Ａ、図９Ｂのように、電気抵抗検知手段３５はフォトインタラプタ６５に置き換えてもよい。フォトインタラプタ６５は、図９Ｃのように粉体が付着しにくい垂直面に配設することができる。延長部３１ａがフィラーとして機能し、当該延長部３１ａによる遮光で固形潤滑剤３３の寿命を確実に検知することができる。

前記固形潤滑剤３３としては、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、ハルミチン酸亜鉛、ハルミチン酸銅、リノレイン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類を用いることができる。また、固形潤滑剤３３は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等を固形成形体に塗り込んだものを用いることもできる。

固形潤滑剤３３は、少なくとも脂肪酸金属塩を含み、特にステアリン酸亜鉛を含むものにすることで、特に像担持体の保護、クリーニング不良低減効果を大きくすることができる。固形潤滑剤３３は、少なくとも無機潤滑剤を含み、特に窒化ホウ素を含むのとすることで、特にクリーニングブレードの経時劣化低減効果、帯電ローラの経時劣化低減効果、クリーニング不良低減効果を増大させることができる。固形潤滑剤３３は、脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の両方を含む潤滑剤とすることで、像担持体と像担持体周辺部品の経時劣化を合わせて改善することができ、像担持体を含む周辺部品の寿命向上に大きな効果が得られる。

固形潤滑剤３３は一般に柔らかく、それ自体では長手方向の形状を維持するのが困難である。従って、固形潤滑剤３３と潤滑剤保持部材３１との間に、必要に応じて所定の剛性を有する補強部材を介在させたり、潤滑剤保持部材３１自体の剛性を高め、潤滑剤保持部材３１を補強部材として機能させたりしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、以上の説明では加圧バネ３７で固形潤滑剤３３を塗布ローラ３０に圧接させたが、加圧手段を使用せずに固形潤滑剤３３をその自重で塗布ローラ３０に圧接させてもよい。

また、本発明の上記実施形態は、感光体ドラム２に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置６に対して本発明を適用した場合を例に説明したが、中間転写ベルト等の転写体に潤滑剤を塗布する装置に対して本発明を適用することも可能である。あるいは、本発明を感光体ドラムや転写体以外の塗布対象物に潤滑剤を塗布する装置に適用することも可能である。

また、潤滑剤保持部材３１の延長部３１ａで直接的に検知手段を作動させる他、当該延長部３１ａに１又は２以上の中間部材を連結し、当該中間部材の末端部材で検知手段を作動する構成にしてもよい。この場合は検知手段を潤滑剤収容ケースからさらに離間させることで検知手段の汚れ付着による導通不良をより効果的に防止することができる。中間部材は回動部材を利用したレバー機構や平行リンク機構など多種多様な構成が可能である。

また、当該中間部材によって潤滑剤保持部材の移動量に対する検知手段の作動量を増幅させることができ、例えば検知手段の通常時の２つの接点間距離を広く取って部品の寸法精度や配置精度による接点間距離のばらつきによる影響を極力少なくすることができる。

また、本発明に係る潤滑剤塗布装置を備える画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。また、図２のように塗布ローラ３０を感光体ドラム２の回転方向に対し順方向（トレーリング方向）に回転させたが、反対のカウンター方向に回転させてもよい。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ：プロセスユニット
２：感光体ドラム（塗布対象物）
３：帯電装置
４：現像装置
５：クリーニング装置
６：潤滑剤塗布装置
８：露光装置
９：転写装置
１０：画像形成装置本体
１１：中間転写ベルト
１６：一次転写ローラ
１７：二次転写ローラ
１８：ベルトクリーニング装置
２１：タイミングローラ
２２：定着装置
２４：排紙ローラ
３０：塗布ローラ
３１：潤滑剤保持部材
３１ａ：延長部
３１ｂ：括れ部
３２：ケース
３２ａ：縦長孔（開口部）
３３：固形潤滑剤
３４：加圧アーム
３４ａ：支軸
３５：電気抵抗検知手段（検知手段）
３５ａ：固定接点
３５ｂ：可動接点
３６：保護カバー
３６ａ：縦長孔
３７：加圧バネ
４０：現像ケース
４３：搬送スクリュー
４５：帯電ローラ
４６：帯電クリーニングローラ
４７：現像ローラ
４８：現像ブレード
５０：クリーニングブレード
５１：廃トナー回収コイル
５５：プッシュスイッチ
６５：フォトインタラプタ

特開平８−３１４３４６号公報 特許第３４０６０９９号公報

Claims (14)

1. 塗布対象物の表面に回転接触して固形潤滑剤を塗布する塗布ローラと、
   前記塗布ローラと接触状態で配置される固形潤滑剤を保持した状態で前記塗布ローラに対する接近離反方向に移動可能に配設された潤滑剤保持部材と、
   前記塗布ローラ及び潤滑剤保持部材を収容したケースと、
   前記潤滑剤保持部材の長手方向端部に配設され、前記ケースに形成された開口部から当該ケースの外側に延びた延長部と、
   前記ケースの外側に配設され前記固形潤滑剤の消耗に伴う前記延長部の所定位置への移動を検知可能な検知手段と、
   を有する潤滑剤塗布装置。
2. 前記検知手段による前記延長部の所定位置への移動の検知により、前記塗布ローラによる塗布動作を停止するようにした請求項１の潤滑剤塗布装置。
3. 前記開口部と前記検知手段が、前記潤滑剤保持部材の接近離反方向と直角な方向で位置をずらして配設された請求項１の潤滑剤塗布装置。
4. 前記検知手段に加えて、前記塗布対象物の表面における前記塗布ローラの走行距離を検知する第２の検知手段を設け、当該第２の検知手段によって所定走行距離を検出すると、前記検知手段による前記延長部の検知前でも、前記塗布ローラによる塗布動作を停止するようにした請求項２の潤滑剤塗布装置。
5. 前記検知手段が、前記潤滑剤保持部材の延長部の移動範囲内に配設されて当該延長部が当たることで作動する可動接点と、当該可動接点が接触する固定接点と、前記可動接点と固定接点の間の電気抵抗を検知する電気抵抗検知手段を有する請求項１の潤滑剤塗布装置。
6. 前記検知手段が、前記潤滑剤保持部材の延長部の移動範囲内に配設されて当該延長部が当たることで作動する作動子を備えたプッシュスイッチを有する請求項１の潤滑剤塗布装置。
7. 前記検知手段が、前記潤滑剤保持部材の延長部に配設されたフィラーと、当該フィラーの移動範囲内に配設されたフォトインタラプタとを有する請求項１の潤滑剤塗布装置。
8. 前記延長部と前記可動接点との間に、当該延長部の動きを前記可動接点に伝える中間部材を配設した請求項５の潤滑剤塗布装置。
9. 前記中間部材がレバーを有し、当該レバーで前記延長部の動きを拡大して前記可動接点に伝えるようにした請求項８の潤滑剤塗布装置。
10. 前記延長部が前記潤滑剤保持部材の両端部に配設され、前記可動接点と固定接点が前記ケースの左右両側に配設され、当該左右両側の可動接点と固定接点に、１つの電気抵抗検知手段が並列に接続された請求項５の潤滑剤塗布装置。
11. 前記延長部が前記潤滑剤保持部材の両端部に配設され、前記可動接点と固定接点が前記ケースの左右両側に配設され、当該左右両側の可動接点と固定接点に、２つの電気抵抗検知手段が別々に接続された請求項５の潤滑剤塗布装置。
12. 前記潤滑剤保持部材を前記塗布ローラ側に向けて加圧する加圧手段が配設された請求項１から１１のいずれか１の潤滑剤塗布装置。
13. 画像を担持する像担持体と、前記像担持体に潤滑剤を塗布する請求項１から１２のいずれか１の潤滑剤塗布装置とを有し、画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成されたプロセスユニット。
14. 請求項１３のプロセスユニットを備えた画像形成装置。

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