JP2011107591A

JP2011107591A - 画像形成装置

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Publication number: JP2011107591A
Application number: JP2009264996A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Horiuchi; 美徳堀内
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP5235845B2

Abstract

【課題】固形潤滑剤の残量を正確に判定し、検知する。
【解決手段】トナーが付着する中間転写ベルト１０１の表面に固形潤滑剤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、ローラ軸１１の外周部に、円筒状に成形された固形潤滑剤１２を一体的に備える潤滑剤ローラ１０と、潤滑剤ローラ１０を回転自在に支持しつつ、中間転写ベルト１０１に直接圧接させることにより、潤滑剤ローラ１０を従動回転させながら、中間転写ベルト１０１の表面に固形潤滑剤を塗布するローラ支持手段２０と、潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度を検出する回転検出手段３０と、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定する残量判定手段４０とを備える。
【選択図】図１

Description

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。

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（感光体）上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。

トナーが付着する部材、例えば、感光体、中間転写体（例えば、中間転写ベルト）、二次転写ローラなどの回転体は、画像形成に係る動作を画像形成装置が行っている間はこれらの回転体の表面をクリーニングしてこれらの回転体の表面に付着したトナー等を除去する必要がある。これら回転体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。クリーニングブレード方式では、ブレードのビビリなどを防止するために、ブレードと回転体表面との間に適度な滑り性が求められる。そのため、回転体の表面にステアリン酸亜鉛に代表される固形潤滑剤を塗布することが一般的になってきている。

回転体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置としては、トナーが付着する回転体の表面に当接して従動回転又は同期駆動回転する潤滑剤塗布ローラ（又は潤滑剤塗布ブラシ）と、長尺板状の固形潤滑剤を潤滑剤塗布ローラの表面に圧接させるホルダとを備えて構成され、潤滑剤塗布ローラを介して回転体の表面に固形潤滑剤を塗布するものが広く用いられている。

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。

特開平０８−１４６８４２号公報

しかしながら、特許文献１に示される画像形成装置では、潤滑剤を保持するホルダの位置変動をプッシュスイッチや光学センサによって検知する構成となっている。このため、被検知対象（潤滑剤やホルダ）のみならず、検知主体（プッシュスイッチ）が可動するため、誤検知の可能性が高い。
また、特許文献１に示される画像形成装置では、交換時期の報知タイミングを変更する場合、プッシュスイッチや光学センサの位置を変更するなど、機械的な調整が必要になるという問題があった。
さらに、特許文献１に示される画像形成装置では、段階的に潤滑剤の摩耗を検知するためには、その段階ごとに検知手段を設ける必要があるため、機構がより複雑になり、上記の問題の発生を一層助長することとなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、固形潤滑剤の残量を簡易な機構で正確に判定できるだけでなく、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画像形成装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の画像形成装置は、トナーが付着する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、ローラ軸の外周部に、円筒状に成形された固形潤滑剤を一体的に備える潤滑剤ローラと、前記潤滑剤ローラを回転自在に支持しつつ、前記回転体に直接又は間接的に圧接させることにより、前記潤滑剤ローラを従動回転させながら、前記回転体の表面に固形潤滑剤を塗布するローラ支持手段と、前記潤滑剤ローラの回転数又は回転速度を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段が検出した前記潤滑剤ローラの回転数又は回転速度にもとづいて、前記潤滑剤ローラの潤滑剤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。

以上のように、本発明によれば、固形潤滑剤の残量を正確に判定できるだけでなく、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。

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。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。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潤滑剤ローラとその周辺を示す斜視図である。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回転検出手段を示す説明図であり、（ａ）は回転検出手段を構成するパルス板の正面図、（ｂ）はそのパルス板の側面図である。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動作手順を示すフローチャートである。

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。

図１は、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。
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、中間転写ベルト（中間転写体）１０１に沿って各色の感光体１０２Ａ〜１０２Ｄを配置し、中間転写ベルト１０１上に各色のトナー像を重ねて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１０３で転写材１０４に転写する中間転写タンデム方式が適用されている。

具体的に説明すると、各感光体１０２Ａ〜１０２Ｄの周囲には、それぞれ非図示の帯電器と現像器が配置されている。各感光体１０２Ａ〜１０２Ｄの表面は、帯電器によって一様に帯電された後、非図示の露光装置によって印字データに応じた潜像が形成され、その潜像に対して現像器でトナー像が形成される。

各感光体１０２Ａ〜１０２Ｄの対向位置には、中間転写ベルト１０１を挟むように一次転写ローラ１０５Ａ〜１０５Ｄがそれぞれ配置されており、これらの一次転写ローラ１０５Ａ〜１０５Ｄに一次転写バイアスを印可することにより、各感光体１０２Ａ〜１０２Ｄ上のトナー像が中間転写ベルト１０１上にそれぞれ転写され、カラーのトナー像が形成される。

二次転写ローラ１０３の転写材搬送方向上流側には、転写材１０４を搬送するレジストローラ対１０６が配置されている。レジストローラ対１０６は、中間転写ベルト１０１上に形成されたトナー像にタイミングを合わせて、二次転写ローラ１０３と二次転写ローラ１０３に中間転写ベルト１０１を間に挟んで圧接する中間転写ベルト１０１の駆動ローラ１０１ａの間の二次転写ニップ部１０１ｂに転写材１０４を供給する。ここで、二次転写ローラ１０３に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト１０１上のトナー像が転写材１０４上に転写される。

二次転写後に中間転写ベルト１０１上に残留したトナーは、クリーニング部１０７で回収される。クリーニング部１０７は、中間転写ベルト１０１と逆方向に回転（中間転写ベルト１０１に接する位置では中間転写ベルト１０１と同方向に移動）しながら残留トナーを回収するファーブラシ１０８、ファーブラシ１０８から残留トナーを受け取る回収ローラ１０９、回収ローラ１０９の表面から残留トナーを掻き落すウレタンブレード１１０などを備えて構成されている。

クリーニング部１０７の中間転写ベルト１０１の移動方向下流側には、潤滑剤塗布装置１の構成要素である潤滑剤ローラ１０が配置されている。潤滑剤塗布装置１は、中間転写ベルト１０１の表面に、ステアリン酸亜鉛などの固形潤滑剤を塗布するためのものであり、中間転写ベルト１０１の表面に固形潤滑剤の薄膜が形成されることで、中間転写ベルト１０１表面の離型性が増して、二次転写性の向上や、中間転写ベルト１０１のクリーニング性の向上が図れ、さらには、中間転写ベルト１０１から感光体１０２Ａ〜１０２Ｄに固形潤滑剤が回り込むことにより、感光体１０２Ａ〜１０２Ｄの表面の摩擦係数も下がり、感光体１０２Ａ〜１０２Ｄのクリーニング性も向上させることができる。
以下、本発明の実施形態に係る潤滑剤塗布装置１について、図２〜図４を参照して説明する。

図２は、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画像形成装置が備える潤滑剤塗布装置の潤滑剤ローラとその周辺を示す斜視図である。
図４は、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回転検出手段を示す説明図であり、（ａ）は回転検出手段を構成するパルス板の正面図、（ｂ）はそのパルス板の側面図である。

図２に示すように、潤滑剤塗布装置１は、潤滑剤ローラ１０、ローラ支持手段２０、回転検出手段３０、残量判定手段４０、残量表示手段５０、交換時期報知手段６０などを備えて構成されている。

潤滑剤ローラ１０は、ローラ軸１１の外周部に、円筒状に成形された固形潤滑剤１２を一体的に備える。
このように構成される潤滑剤ローラ１０は、従来のように、潤滑剤塗布ローラや潤滑剤塗布ブラシを介して、中間転写ベルト１０１に間接的に固形潤滑剤を塗布することも可能であるが、外周部を中間転写ベルト１０１に圧接させれば、潤滑剤塗布ローラや潤滑剤塗布ブラシを介さずに、中間転写ベルト１０１に直接固形潤滑剤を塗布することができる。

ローラ支持手段２０は、潤滑剤ローラ１０を回転自在に支持しつつ、中間転写ベルト１０１に直接又は間接的に圧接させることにより、潤滑剤ローラ１０を従動回転させながら、中間転写ベルト１０１の表面に固形潤滑剤を塗布する。
例えば、本実施形態のローラ支持手段２０は、潤滑剤ローラ１０のローラ軸１１を、中間転写ベルト１０１に対して接離方向に変位自在に支持するとともに、バネ２１で中間転写ベルト１０１側に付勢することにより、潤滑剤ローラ１０を中間転写ベルト１０１に直接圧接させる。

回転検出手段３０は、潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度を検出する。
例えば、本実施形態の回転検出手段３０は、図３及び図４に示すように、光学式のロータリエンコーダからなり、ローラ軸１１を介し潤滑剤ローラ１０と一体的に回転するパルス板３１と、パルス板３１を間に挟んで配置したフォトインタラプタ３２とを備える。
フォトインタラプタ３２は、対向する発光素子３２１と光センサ（受光素子）３２２とからなり、発光素子３２１から発射された光を光センサ３２２で受光する。
パルス板３１は、周方向に一定間隔で複数のスリット３１ａを放射状に形成した円盤である。
このため、発光素子３２１から発射された光は、パルス板３１の回転に応じ、所定の時間間隔でスリット３１ａを通過する。光センサ３２２は、この光信号の検出にもとづいて潤滑剤ローラ１０の回転数や回転速度を検出することができる。
したがって、単位時間に光センサ３２２によって検出される光の透過回数や遮蔽回数を測定することにより、潤滑剤ローラ１０の回転速度を求めることができる。

残量判定手段４０は、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定する。
つまり、中間転写ベルト１０１に圧接して従動回転する潤滑剤ローラ１０は、固形潤滑剤１２の摩耗に伴って外径が小さくなると、回転数や回転速度が増加する。例えば、潤滑剤ローラ１０の芯金径φ８、固形潤滑剤１２を形成した後の外径をφ２０とすると、潤滑剤ローラ１０の初期の回転数に対して、固形潤滑剤１２が枯渇した後の回転数は、初期の回転数の２．５倍になる。
したがって、潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量や枯渇を判定することができる。

本実施形態の残量判定手段４０は、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度と、予め記憶している基準値との比率又は差分にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定する。
このようにすると、固形潤滑剤１２の残量を無段階状に精度良く判定することが可能になる。

また、前記の基準値は、潤滑剤ローラ１０の新規設置直後又交換直後に、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の初期回転数又は初期回転速度とすることが好ましい。
このようにすると、装置毎の動作速度のばらつきなどに影響されない適正な基準値が得られるので、該基準値にもとづいて、固形潤滑剤１２の残量を高精度に判定することができる。

残量表示手段５０は、残量判定手段４０が判定した潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を表示する。
例えば、複写機やプリンタのステータスを表示する画面に、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を棒グラフ状に表示することができる。

交換時期報知手段６０は、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量が所定の閾値よりも少なくなった場合に、潤滑剤ローラ１０の交換時期を報知する。
例えば、複写機やプリンタのステータスを表示する画面に、潤滑剤ローラ１０の交換を促すメッセージを表示することができる。

つぎに、潤滑剤塗布装置１の動作手順について、図５を参照しつつ説明する。

図５は、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動作手順を示すフローチャートである。
この図に示すように、潤滑剤塗布装置１が行う潤滑剤残量検出処理では、まず、潤滑剤ローラ１０が新規設置直後又は交換直後であるか否かを判断する（Ｓ１）。新規設置後かどうかの判断は、例えば中間転写ベルト１０１の回転時間を計測する計測手段を有し、この計測手段が計測を開始した時点を用いて判断するか、画像形成装置が最初の画像形成を転写材に行ったことを検知することによって判断するようにしてもよい。交換直後かどうかの判断は、前回の中間転写ベルト１０１の駆動停止前に回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度と中間転写ベルト１０１の駆動直後に回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度との間に所定値以上の差があると判断することによって、または、潤滑剤ローラ１０の交換を機械的又は電気的に検知する手段を有し、潤滑剤ローラ１０の交換を検知することによって行われる。ここで、潤滑剤ローラ１０が新規設置直後又は交換直後であると判断した場合は、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の初期回転数又は初期回転速度を基準値として記憶する（Ｓ２）。

また、潤滑剤残量検出処理では、画像形成装置１００が動作中であるか否かを判断し（Ｓ３）、ここで、画像形成装置１００が動作中であると判断した場合は、回転検出手段３０によって潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度を検出するとともに（Ｓ４）、検出した回転数又は回転速度にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定する（Ｓ５）。

潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定したら、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を表示するとともに（Ｓ６）、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量が所定の閾値よりも少なくなったか否かを判断し（Ｓ７）、ここで、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量が所定の閾値よりも少なくなったと判断した場合は、潤滑剤ローラ１０の交換時期を報知する（Ｓ８）。

以上のように構成された本実施形態によれば、トナーが付着する中間転写ベルト１０１の表面に固形潤滑剤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、ローラ軸１１の外周部に、円筒状に成形された固形潤滑剤１２を一体的に備える潤滑剤ローラ１０と、潤滑剤ローラ１０を回転自在に支持しつつ、中間転写ベルト１０１に直接圧接させることにより、潤滑剤ローラ１０を従動回転させながら、中間転写ベルト１０１の表面に固形潤滑剤を塗布するローラ支持手段２０と、潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度を検出する回転検出手段３０と、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定する残量判定手段４０とを備えるようにしている。

このため、プッシュスイッチや光学センサを用いて検出するものに比べ、固形潤滑剤の残量を正確に判定できるだけでなく、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、また、交換時期の報知タイミングを段階的に設定することもできる。
また、本実施形態では、潤滑剤ローラ１０を中間転写ベルト１０１に直接圧接させるので、従来の潤滑剤塗布ローラや潤滑剤塗布ブラシを不要にし、部品点数の削減やコストダウンが図れる。

また、残量判定手段４０は、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の回転数又は回転速度と、予め記憶している基準値との比率又は差分にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を判定するので、固形潤滑剤１２の残量を無段階状に精度良く判定することができる。

また、前記基準値は、潤滑剤ローラ１０の新規設置直後又交換直後に、回転検出手段３０が検出した潤滑剤ローラ１０の初期回転数又は初期回転速度としたので、装置毎の動作速度のばらつきなどに影響されない適正な基準値が得られるとともに、該基準値にもとづいて、固形潤滑剤１２の残量を高精度に判定することができる。

また、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を表示する残量表示手段５０を備えるので、残量表示手段５０の表示にもとづいて、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量を容易に確認することができる。

また、潤滑剤ローラ１０の潤滑剤残量が所定の閾値よりも少なくなった場合に、潤滑剤ローラ１０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、潤滑剤ローラ１０の交換時期を認識することができる。
また、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。
また、閾値を複数設定することによって、検知手段を複数設けることなく、交換時期を段階的に報知することができる。

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、中間転写ベルト（中間転写体）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としても実施できることは勿論である。

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。

１潤滑剤塗布装置
１０潤滑剤ローラ
１１ローラ軸
１２固形潤滑剤
２０ローラ支持手段
３０回転検出手段
３１パルス板
３２フォトインタラプタ
３２１発光素子
３２２光センサ（受光素子）
４０残量判定手段
５０残量表示手段
６０交換時期報知手段
１００画像形成装置
１０１中間転写ベルト
１０２感光体
１０３二次転写ローラ

Claims

トナーが付着する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、
ローラ軸の外周部に、円筒状に成形された固形潤滑剤を一体的に備える潤滑剤ローラと、
前記潤滑剤ローラを回転自在に支持しつつ、前記回転体に直接又は間接的に圧接させることにより、前記潤滑剤ローラを従動回転させながら、前記回転体の表面に固形潤滑剤を塗布するローラ支持手段と、
前記潤滑剤ローラの回転数又は回転速度を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段が検出した前記潤滑剤ローラの回転数又は回転速度にもとづいて、前記潤滑剤ローラの潤滑剤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。
前記回転検出手段は、
前記潤滑剤ローラのローラ軸上にその周方向に所定間隔でスリットを設けたパルス板と、そのパルス板を挟んで対向配置された発光素子と光センサとを有し、前記光センサが前記スリットを通して通過する発光素子からの光の透過又は遮蔽を単位時間に検知する回数にもとづき、前記潤滑剤ローラの回転数又は回転速度を検出する請求項１記載の画像形成装置。
前記残量判定手段は、前記回転検出手段が検出した前記潤滑剤ローラの回転数又は回転速度と、予め記憶している基準値との比率又は差分にもとづいて、前記潤滑剤ローラの潤滑剤残量を判定する請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記基準値は、前記潤滑剤ローラの新規設置直後又交換直後に、前記回転検出手段が検出した前記潤滑剤ローラの初期回転数又は初期回転速度である請求項３記載の画像形成装置。
前記潤滑剤ローラの潤滑剤残量を表示する残量表示手段を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記潤滑剤ローラの潤滑剤残量が所定の閾値よりも少なくなった場合に、前記潤滑剤ローラの交換時期を報知する交換時期報知手段を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記回転体とは、表面にトナーが付着する感光体、中間転写体、二次転写ローラのいずれか一つ以上を示す請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。