JP2017009988A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤消費量の変動を高精度に把握して像担持体に対する潤滑剤の供給量の均一化を実現できる画像形成装置を提供する。【解決手段】ブラシローラ２２で固形の潤滑剤２１を削り取って感光体の表面に供給する潤滑剤塗布手段において、潤滑剤２１を保持する潤滑剤保持部材２４の変位を距離センサ２９で測定し、感光体の走行距離における単位距離あたりの潤滑剤の実消費量を求め、予め設定された単位距離あたりの基準消費量とを比較し、実消費量が基準消費量の範囲を超える場合にはブラシローラ２２の回転数を小さくし、実消費量が基準消費量の範囲を下回る場合にはブラシローラ２２の回転数を大きくする制御を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関する

電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の像担持体上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させ可視像を形成している。トナーにより形成された可視像は、最終的に紙等の記録媒体に転写後、定着手段により記録媒体に定着され、出力画像となる。
像担持体表面は帯電、現像、転写、クリーニング等の各工程で、さまざまな物理的ストレスや電気的ストレスを受け、経時的に表面状態が変化する。
この問題を解消すべく、感光体表面に脂肪酸金属塩等からなる潤滑剤を塗布し、薄い膜を形成して、感光体表面の摩擦係数を低下させる方法が知られている。

潤滑剤塗布の構成としては、ブロック状に固形化した潤滑剤を回転するブラシローラ等の潤滑剤塗布部材により削り取り、潤滑剤塗布部材に付着した潤滑剤粉を感光体表面に塗布し、下流に設けた塗布ブレードにより潤滑剤粉を薄く延ばすようになっている。
潤滑剤塗布部材による削り取り量が一定となるように、潤滑剤はバネ等の押圧部材で回転部材に向けて付勢されている。
しかしながら、実際には潤滑剤の消費量、すなわち感光体への供給量は経時で変動することを避けられない。消費量が多くなって感光体表面の摩擦係数が低くなり過ぎると、感光体とトナーとの付着力が小さくなるが故に、現像工程において、現像ローラから感光体上に形成された静電潜像へのトナー移行が十分でなく、画像抜けを生じたり、低濃度の画像となる等の問題が生じる。
潤滑剤の消費量変動に対する対策として、特許文献１〜４には、像担持体の走行距離、温度、絶対湿度、現像剤の劣化などを検知し、検知結果に応じて潤滑剤塗布部材の回転数を変更し、潤滑剤供給量を調整する方法が提案されている。

これらの方法は、予め行った実験結果より走行距離、温湿度の変化に伴う潤滑剤の削れ量の変化を予測し適応させるものであるが、潤滑剤消費量の変動要因は数多くあるため、その全てを包括した形で予測して適応させ、所望の潤滑剤消費量を得ることは極めて困難である。

また、潤滑剤塗布部材はトナーが付着すると付着したトナーが研磨剤として働き、潤滑剤の削り力が増す。すなわち、潤滑剤塗布部材へのトナー入力に長手方向（感光体の軸方向）で偏差が発生すると、潤滑剤に対する削り力に偏差が生じ、削れ量の偏差が生じることになる。削れ量の偏差が生じると、感光体への潤滑剤の塗布量（供給量）に偏差が発生し、感光体表面の摩擦係数に偏差が生じて狙いの摩擦係数を維持することができず、画像品質の低下を来す。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、像担持体に対する潤滑剤の供給量の均一化を実現できる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面に固形の潤滑剤を削り取りながら供給する潤滑剤供給手段と、前記潤滑剤の供給量を変更可能な供給量変更手段と、前記潤滑剤の消費量を測定する消費量測定手段と、前記像担持体の稼動量を記録する記録手段と、前記記録手段に記録された前記稼動量と前記消費量測定手段により測定された消費量とから単位稼動量あたりの実消費量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記実消費量と、予め定められた単位稼動量あたりの基準消費量とを比較し、比較結果に応じて前記供給量変更手段を制御して前記潤滑剤の供給量を調整する制御手段と、を有する。

本発明によれば、像担持体に対する潤滑剤の供給量の均一化を実現できる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。 プロセスカートリッジの拡大図である。 プロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジにおける潤滑剤塗布手段の詳細図である。 潤滑剤の実消費量を求めるための潤滑剤の変位を測定する構成を示す図である。 制御ブロック図である。 第２の実施形態における距離センサの配置位置を示す側面図である。 潤滑剤ユニットの斜視図である。 カム部材の側面図である。 第３の実施形態における制御ブロック図である。 第３の実施形態における潤滑剤の変位を測定する構成を示す図である。 潤滑剤の偏摩耗を抑制するためのトナーパターンの位置関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
本実施形態を説明する前に、本発明の成立背景を説明する。
可視像を転写後の感光体表面には未転写のトナー等が残留するため、これらが次の画像形成に悪影響を与えないように、感光体表面はクリーニング手段によりクリーニングされて次の画像形成プロセスに備えられる。
クリーニング手段としては、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードを感光体表面に当接させて、未転写トナー等の付着物を除去するものが一般的に知られている。

近年、高画質化への要求が高まっており、特に高精細なカラー画像形成を実現させるため、トナーの小粒径化、球形化が進められている。
トナーの小粒径化によりドットの再現性が良好になり、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。
従来の混練粉砕法では上記の小粒径化、球形化したトナーを製造するのは非常に困難であることから、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により製造された重合トナーが採用されつつある。
しかしながら、球形化、小粒径化されたトナーを用いた場合、画像形成後に行われる感光体上のクリーニングにいくつかの問題を生じている。

その一つは、球形化、小粒径化されたトナーのクリーニングが、一般的に用いられているブレードクリーニング方式では難しいということである。
クリーニングブレードは感光体表面を擦りながらトナーを除去するが、感光体との摩擦抵抗によりクリーニングブレードのエッジの部分が変形するため、感光体とクリーニングブレードとの間には微小な隙間が生じる。この隙間には小粒径のトナーであるほど侵入しやすい。
侵入したトナーが球形に近い形状であるほど転がり摩擦力が小さいため、感光体とクリーニングブレードとの隙間で転がり始め、クリーニングブレードをすり抜ける。
クリーニングブレードをすり抜けるトナーが大量であればクリーニング不良となって、地かぶり等の異常画像を発生させる。

問題の二つ目として、クリーニングブレードをすり抜けたトナーは、その後感光体表面に残留し続けるうちに、トナー中に含まれる離型剤や流動化剤等がその原因物質となって感光体表面に膜状に固着する、いわゆるフィルミングの発生が挙げられる。
フィルミングができると、画像のベタ部に白点ができるなどの異常画像を発生させる。
上記のような球形化、小粒径化されたトナーを用いる場合の感光体上のクリーニング性を向上させるために、感光体表面に脂肪酸金属塩等からなる潤滑剤を塗布して感光体表面の摩擦係数を低下させている。
感光体表面の摩擦係数が低下すると、感光体とトナーとの間に働く付着力が小さくなるので、ブレードクリーニングが良好になり、またフィルミングの抑制にもなることが分かっている。

しかしながら、上述のように、感光体表面の摩擦係数が低くなり過ぎることにより発生する不具合もある。
このため、潤滑剤塗布機構における重要課題の一つとして、潤滑剤消費量の変動が挙げられる。
感光体表面の摩擦係数を経時に亘り一定に保つためには潤滑剤の塗布量を一定に保つ必要があるが、潤滑剤消費量の変動要因には様々なものがある。

一つには、出力画像の画像面積率がある。トナーは固形潤滑剤に対する研磨効果があるため、クリーニングブレードをすり抜けるトナーが多いほど固形潤滑剤の消費量が増加する。すなわち、画像面積率が大きいほどクリーニングブレードをすり抜けるトナー量が増加し、潤滑剤消費量は増加する。
同様の理由で、画像濃度の濃淡、像担持体上の地肌汚れの量、クリーニングブレードの磨耗劣化によるトナー堰き止め力の経時変化、像担持体から被転写体へのトナー転写率も潤滑剤消費量を変化させる。
この他にも潤滑剤塗布ローラの経時のへたりによる削り力低下に基づく消費量の低下、構成部品のバラつきによる加圧バネの加圧力の変化に基づく消費量の変動などが挙げられる。
また、変動要因の一つとして外部温度の変化がある。これまでの本発明者らの実験結果によりステアリン酸亜鉛からなる固形潤滑剤は気温が低いほど削れ易い性質を持つことが分かっている。従って、装置本体の外部気温が高い程消費量が少なく、低いほど消費量が増加する。

また、潤滑剤塗布機構における重要課題の一つとして、潤滑剤の長手方向での消費量偏差が挙げられる。
これは潤滑剤が潤滑剤塗布ローラによって削れられていく過程で、長手方向で削れ量に偏差が生じてしまうからである。そのメカニズムを以下に説明する。
図７に示すように、固形の潤滑剤２１をバネ部材１３によりカム部材２６を介して長手方向の両端から潤滑剤塗布ローラとしてのブラシローラ２２に加圧し、ブラシローラ２２が回転しながら潤滑剤２１を削り取り、感光体に塗布する構成が従来より用いられている。
ブラシローラ２２は、トナーが付着すると付着したトナーが研磨剤として働き、潤滑剤２１の削り力が増す。

すなわち、ブラシローラ２２へのトナー入力に長手方向で偏差が発生すると、潤滑剤２１に対する削り力に偏差が生じ、削れ量偏差が生じることになる。
ブラシローラ２２に付着するトナー量はクリーニング部内のトナー量により左右され、クリーニング部内のトナー量の偏差が発生する要因としては以下があげられる。
クリーニングブレードでクリーニングされたトナーは搬送スクリュによりクリーニング部から装置本体の廃トナー搬送路へ搬送される。この際、トナーは常に搬送スクリュにより同じ方向に搬送されるため、クリーニング部から外部への排出口付近にトナーが滞留する傾向にある。滞留したトナーは付近のブラシローラ２２に付着することで、潤滑剤２１に対する削り力が増し、潤滑剤２１の偏摩耗の原因となる。

また、現像剤は図２に示すように、搬送スクリュである攪拌ローラ５２、供給ローラ５３により現像ローラ５１近傍で現像装置内を循環しているが、特に供給ローラ５３の現像剤搬送方向は画像濃度に影響を与える傾向にある。すなわち、供給ローラ５３の上流は下流と比較してトナー濃度が高い傾向にあるため現像能力が高い。
このため、現像剤搬送方向上流では感光体上により多くのトナーが現像される傾向にあり、同時にクリーニング部としてのクリーニング手段３０にもより多くのトナーが入力される。これによりブラシローラ２２に付着するトナー量は現像剤搬送方向上流＞現像剤搬送方向下流となり、潤滑剤の削り力に偏差が生じて潤滑剤の偏摩耗の原因となる。

図１乃至図６に基づいて、像担持体に対する潤滑剤の供給量の均一化を実現できる本発明の第１の実施形態を説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
画像形成装置２００は、フルカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、読み取り部１１０、画像形成部１２０、給紙部１３０とから主として構成されている。
画像形成部１２０には、４個のプロセスカートリッジ１２１（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）と、無端状の中間転写ベルト１２２と、二次転写ローラ１２３と、各プロセスカートリッジに各色に対応したトナーを供給するトナーボトル１２４とが設けられている。符号Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックをそれぞれ示し、色の順はこれに限定されない。

中間転写ベルト１２２は、像担持体としてのドラム状の感光体１０の上方に配置され、中間転写ベルト１２２の下側の走行辺が各感光体１０の周面に当接している。
中間転写ベルト１２２は、各感光体１０の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される被転写体として機能する。
中間転写ベルト１２２を挟んで、各感光体１０と対向する位置に、一次転写ローラ１２５が配置されている。
各感光体１０上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト１２２に転写する構成は、トナー像の色が異なるだけで、各プロセスカートリッジにおいて実質的に全て同一である。

プロセスカートリッジ列の下方には、帯電された感光体の表面に例えば画像情報に基づいてレーザ光を照射して静電潜像を形成する光書き込み装置６０が配置されている。
給紙部１３０には、記録媒体としての転写紙を収容した給紙カセットが設けられており、この給紙カセットから、所定のタイミングで中間転写ベルト１２２と、これに対向配置された二次転写ローラ１２３との間のニップ部に転写紙が給送される。

以下、画像形成装置２００の動作について説明する。
まず、プロセスカートリッジの感光体１０を、図１における時計回り方向に回転駆動させ、帯電電圧を印加した帯電装置４０の帯電ローラ４１（図２参照）によってその表面を所定の極性に帯電する。
帯電後の感光体１０に対し、光書き込み装置６０から出射され、光変調された例えばレーザビームを照射し、これによって各感光体１０の表面に静電潜像を形成する。
各静電潜像に対し、現像装置５０の現像ローラ５１（図２参照）から各色の現像剤を供給し、各現像剤に対応したトナー像を形成して可視像化する。
次いで、一次転写ローラ１２５に転写電圧を印加して感光体１０上の各トナー像を、回転する中間転写ベルト１２２上に一次転写させて重ね合わせ、合成画像としてのカラー画像を形成する。

中間転写ベルト１２２上に一次転写されたカラー画像を、給紙部１３０の給紙カセットから所定のタイミングで給紙され、中間転写ベルト１２２と二次転写ローラ１２３との間に給送した転写紙に二次転写する。
カラー画像が二次転写された記録紙を下流の定着装置１２６に送り、ここで転写紙上のカラー画像を熱と圧力の作用によって転写紙に定着させる。
カラー画像を定着させた転写紙を、排紙ローラ対によって、画像形成装置本体の上部の排紙部に排出する。

図２は、本実施形態に係る潤滑剤供給手段を備えたプロセスカートリッジを示す断面図である。
プロセスカートリッジ１２１には、感光体１０と、潤滑剤供給手段としての潤滑剤塗布手段２０と、クリーニング手段３０と、帯電装置４０と、現像装置５０とが一体に備えられている。
クリーニング手段３０には、感光体１０の表面に当接するクリーニングブレード３１が設けられている。感光体表面に残留するトナー等はクリーニングブレード３１により清掃・除去され、回収される。
「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング手段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可能に設置されるユニットである。

潤滑剤塗布手段２０は、固形の潤滑剤２１と、潤滑剤２１を支持する潤滑剤保持部材２４と、潤滑剤２１と感光体１０との両方に接触して回転可能な潤滑剤供給部材としてのブラシローラ２２と、感光体１０上に供給された潤滑剤を薄い膜状に均す塗布ブレード２３とから主として構成されている。
ブラシローラ２２は、図６に示すように、回転数を可変できる駆動源としてのモータ１５により回転駆動される。モータ１５はその回転数を制御手段１６により制御される。

制御手段１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を備えたマイクロコンピュータであり、感光体１０の稼動量を記録（記憶）する記録手段（記憶手段）、単位稼動量あたりの潤滑剤の実消費量を算出する算出手段を兼ねている。
本実施形態において、感光体１０の稼動量は走行距離である。感光体１０の稼動量は使用時間でもよい。

制御手段１６は必要に応じてモータ１５の回転速度、換言すればブラシローラ２２の回転数（ｒｐｍ）を変更する。
ブラシローラ２２は、回転しながら潤滑剤２１から削り取った粉末状の潤滑剤を感光体１０の表面に塗布（供給）する。ブラシローラ２２の回転数が大きければ潤滑剤の削れ量が増加し、感光体１０に対する塗布量が増加する。
逆にブラシローラ２２の回転数が小さければ削れ量が減少し、塗布量も減少する。
塗布ブレード２３は、感光体１０の表面に塗布された潤滑剤を均してその厚さを均一にする。

潤滑剤２１は、脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有させて形成したものである。脂肪酸金属亜鉛としては、少なくともステアリン酸亜鉛を含んだものが好ましい。無機潤滑剤としては、タルク、マイカ、窒化ホウ素のうち少なくとも１つを用いることができ、特に、窒化ホウ素が好ましい。
本実施形態における潤滑剤２１は、ステアリン酸亜鉛を主成分とし、窒化ホウ素を含有する。

窒化ホウ素は放電による特性変化がほとんどないため、窒化ホウ素を配合した潤滑剤を用いることで、感光体１０上で帯電工程や転写工程が行われた後にも放電による劣化が生じにくくなる。また、窒化ホウ素を配合した潤滑剤を用いることで、感光体が放電により酸化、蒸発してしまうことを防止することもできる。
窒化ホウ素だけからなる潤滑剤を用いてしまうと、感光体ドラムの表面に供給された潤滑剤がドラム表面全体に行き渡らずに、ドラム表面全体に均一な潤滑剤の皮膜が形成されなくなる虞がある。そのため、潤滑剤に窒化ホウ素の他に脂肪酸金属塩を配合している。これにより、感光体ドラムの表面の全体に亘って潤滑剤の皮膜を効率よく形成することができて、長期に亘って高い潤滑性を維持することができる。

脂肪酸金属塩としては、例えば、フッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム等のラメラ結晶構造を持つ脂肪酸金属塩や、ラウロイルリジン、モノセチルリン酸エステルナトリウム亜鉛塩、ラウロイルタウリンカルシウム等の物質を使用することができる。
特に、脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛を用いた場合には、感光体ドラム上での伸展性が向上して、吸湿性が低くて湿度が変化しても潤滑性が損なわれにくくなる。
また、潤滑剤に配合する材料としては、脂肪酸金属塩や窒化ホウ素の他に、シリコーンオイル、フッ素系オイル、天然ワックス等の液状材料やガス状材料を外添剤として用いることもできる。
このように構成された潤滑剤は、粉体状の潤滑剤を型に入れて型内で圧力をかけて固形のバー状に形成することもできるし、紛体状の潤滑剤を加熱溶融したものを型の中に流し込んだ後に冷却して潤滑剤のブロックを形成することもできる。
潤滑剤の構成材料をバー状に固める際に、必要に応じて、その構成材料中にバインダーを添加して成形することもできる。

本実施形態では、潤滑剤として、脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有したものを用いたが、無機潤滑剤を含有させずに脂肪酸金属亜鉛のみで形成されたものを用いることもできる。
潤滑剤２１をブラシローラ２２を介して感光体１０の表面に塗布すると、感光体１０の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、塗布ブレード２３が潤滑剤を均一化する部材として機能することになる。
塗布ブレード２３により、感光体１０上での潤滑剤の皮膜化が行われて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。
ブラシローラ２２により塗布する粉体状の潤滑剤は微粉であるほど、塗布ブレード２３により感光体１０上に分子膜レベルで薄膜化される。

帯電装置４０は、感光体１０に当接するように配置された帯電ローラ４１と、この帯電ローラ４１に当接して回転する帯電ローラクリーナ４２とから主として構成されている。
帯電ローラ４１は、感光体１０の表面を一様に帯電させるものであり、帯電ローラクリーナ４２は、帯電ローラ４１の表面を清掃する。
現像装置５０は、感光体１０の表面に現像剤としてのトナーを供給して静電潜像を可視像化する現像ローラ５１と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌する攪拌ローラ５２と、攪拌、混合された現像剤を現像ローラ５１に供給する供給ローラ５３とから主として構成されている。

図３は、プロセスカートリッジ１２１の斜視図である。
プロセスカートリッジ１２１は、枠体１１と、枠体１１の両端部にそれぞれ配置された側板１２とを有し、側板１２間に感光体１０と、細長いブロック状に形成された潤滑剤２１と、ブラシローラ２２とが支持されている。
図２で示したように、潤滑剤２１は潤滑剤保持部材２４に一体的に支持されており、押圧部材としてのバネ部材によってブラシローラ２２に向かって付勢されている。潤滑剤２１の表面はブラシローラ２２に接触している。

図４は、潤滑剤塗布手段２０の要部拡大断面図である。
潤滑剤塗布手段２０には、潤滑剤２１を潤滑剤保持部材２４ごと収容する潤滑剤ホルダ２５が設けられている。
図７に示すように、潤滑剤保持部材２４と潤滑剤ホルダ２５の底部との間には、潤滑剤２１の長手方向に所定間隔を置いて羽根形状の一対のカム部材２６が設けられており、このカム部材２６間に、例えば引張バネからなるバネ部材１３が設けられている。カム部材２６は一端部を潤滑剤保持部材２４に回動可能に軸１８で支持されている。

さらに詳細に説明すると、図８に示すように、軸１８は潤滑剤保持部材２４に固定された軸受２７で支持されている。図７、図８に示す潤滑剤ユニットは、プロセスカートリッジ１２１に着脱可能に構成されている。
図９に示すように、バネ部材１３の両端のフック部が、それぞれ、カム部材２６の穴２８に接続されている。バネ部材１３は、潤滑剤ホルダ２５に圧接するように一対のカム部材２６を互いに異なる方向に回動させて潤滑剤保持部材２４をブラシローラ２２に近づく方向に付勢する付勢部材として機能する。

２つのカム部材２６は、潤滑剤ホルダ２５の内壁面に当接するカム面２６ａが互いに近づく方向の付勢力をバネ部材１３から受ける。これにより、図８の左方のカム部材２６は、軸１８を回動中心として、反時計回り方向に回動するように付勢される。
これに対して、図８の右方のカム部材２６は、軸１８を回動中心として、時計回り方向に回動するように付勢される。
カム部材２６は、経時において潤滑剤２１が消費されて加圧方向の高さが短くなっても、ブラシローラ２２によって削り取られる潤滑剤量が一定になるように、そのカム面２６ａの形状が形成されている。

バネ部材１３による、カム部材２６相互間の間隔を狭くするように作用する復元力によってカム部材２６を次第に起立させ、これによって潤滑剤ホルダ２５の底部を押圧し、その反力を利用して潤滑剤保持部材２４に支持された潤滑剤２１が常時、ブラシローラ２２に所定の当接圧で当接するように構成されている。
潤滑剤２１はブラシローラ２２で削り取られるにつれて像担持体と反対側、すなわち感光体１０と反対側の面が感光体１０側へ近づくように変位する。

トナー像転写後の感光体１０上に付着する転写残トナーは、図２に示したクリーニング手段３０のクリーニングブレード３１によって除去され、回収される。
クリーニングされた感光体１０の表面に潤滑剤塗布手段２０によって潤滑剤が塗布される。
すなわち、図４に示したように、潤滑剤ホルダ２５内に摺動可能に収容された潤滑剤２１と感光体１０との両方に接触して回転するブラシローラ２２によって、潤滑剤２１が削り取られ、粉末状の潤滑剤として感光体１０表面に塗布される。

図５に示すように、プロセスカートリッジ１２１内には、潤滑剤保持部材２４の潤滑剤を保持する面と反対側の面（裏面）に光を照射して距離（潤滑剤の変位）を測定する消費量測定手段としての距離センサ２９が配置されている。
距離センサ２９は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする非接触型の距離センサである。
距離センサ２９により距離センサ２９と潤滑剤保持部材２４との距離が測定される。画像形成装置の動作時はブラシローラ２２の回転振動により距離センサ２９による測定結果が一定しないため、測定は画像形成装置の停止時に行われることが望ましい。

図５（ａ）に示す前回測定時の距離Ｌ０と、図５（ｂ）に示す一定期間の装置使用後の距離Ｌ１との差、すなわち潤滑剤の変位量は、潤滑剤の実際の消費量に対応している。
潤滑剤２１のブラシローラ２２に対向する面の断面積（長さ寸法×幅寸法）は予めわかっており、距離センサ２９の測定値から算出された変位量と上記断面積と潤滑剤の比重とから潤滑剤の実際の消費量を算出することができる。
この算出は、算出手段としての制御手段１６によって行われる。
制御手段１６は、算出された潤滑剤２１の実消費量と、予め定められて例えばＲＯＭに記憶されている単位稼動量あたりの基準消費量とを比較し、比較結果に応じてモータ１５を制御してブラシローラ２２の回転数を変更し、潤滑剤の供給量を調整する。
ここでは、単位稼動量は単位距離、あるいは単位区間である。

本実施形態では、記録手段と算出手段とを兼ねる制御手段１６と、モータ１５と、ブラシローラ２２とにより、感光体１０に対する潤滑剤の供給量を変更可能な供給量変更手段が構成されている。

単位距離当たりの潤滑剤の基準消費量は、過剰塗布や塗布不足による不具合防止のために目標値が定められており、一定範囲の消費量で制御されることが望ましい。
算出された潤滑剤の実消費量が所定の目標値（基準消費量）の範囲内であれば、ブラシローラ２２の回転数は維持される。
しかしながら、実消費量が目標値の範囲外にあるときで、目標値より大きければブラシローラ２２の回転数を小さくし、目標値より小さければ回転数を大きくするようにブラシローラ２２の回転数が調整（補正）される。

例えば、測定区間（走行距離）を５００ｍ毎、単位距離当たりの潤滑剤の基準消費量の目標値を２００〜２５０ｍｇ／ｋｍ、ブラシローラ２２の初期回転数を２００ｒｐｍ、補正回転数を１０ｒｐｍと設定した場合について説明する。
実消費量の算出値が１８０ｍｇ／ｋｍで目標値を下回った場合、ブラシローラ２２の回転数は１０ｒｐｍ増加されて２１０ｒｐｍに変更される。
回転数の変更後、実消費量の算出値はリセットされ、次区間の走行距離の測定と区間当たりあるいは単位距離あたりの実消費量の算出が実施され、この実消費量の算出値に基づいて次の回転数補正実施の有無が判断され、必要であれば回転数補正が実施される。

ブラシローラ２２の補正回転数は、実消費量の目標値との差の程度に合わせて段階的に設定することが感光体１０への潤滑剤の供給量を迅速に補正する上で望ましい。
例えば、潤滑剤消費量の目標値が２００〜２５０ｍｇ／ｋｍである場合に、実消費量との差ＭがＭ＜１５ｍｇ／ｋｍの場合は補正回転数１０ｒｐｍ、１５ｍｇ／ｋｍ≦Ｍ＜３０ｍｇ／ｋｍの場合は２０ｒｐｍ、３０ｍｇ／ｋｍ≦Ｍ＜５０ｍｇ／ｋｍの場合は３０ｒｐｍ、Ｍ≧５０ｍｇ／ｋｍの場合は５０ｒｐｍと設定する。

装置本体の周囲温度は潤滑剤の消費量に対し、大きく影響を与える。装置本体が常時同じ場所に設置されている場合であれば、季節変動などによる緩やかな温度変化などについては前記の回転数補正により適宜対応可能と考えられる。
しかしながら、設置場所の変更などにより急激な周囲温度の変化が生じた場合は前記の回転数補正では対応しきれない場合がある。この場合、前記の回転数補正と変化温度による補正を併用することが望ましい。

図６に示すように、画像形成装置２００には使用環境の状態を検知する環境状態検知手段としての温度センサ１７が備えられており、その検知情報は制御手段１６に入力される。前回補正時（前回調整時）との間における検知値（温度）の差が基準値を超える場合には、制御手段１６は温度差に応じた係数を用いて前記回転数又は前記押圧力を変更する。
例えば、前回の回転数補正時に対し周囲温度の変化量ΔＴが、ΔＴ＞５℃の場合は回転数の補正量を−２０ｒｐｍとし、ΔＴ＜−５℃の場合は回転数の補正量を＋２０ｒｐｍと設定する。この場合、ブラシローラ２２の初期回転数が２００ｒｐｍであれば、補正係数は０．１である。
環境状態検知手段として湿度センサを備え、湿度の変化に応じて前記回転数又は前記押圧力を変更するようにしてもよい。

本実施形態によれば、使用環境、使用枚数、画像濃度、画像面積率の変化、部品バラつきなどにより発生する潤滑剤の過剰塗布・塗布不足を防止し、過剰塗布での潤滑剤粉による帯電部材の汚れによる帯電ムラ、塗布不足での感光体フィルミングにより発生する異常画像の発生を防止することができる。
また、空調の使用の有無、装置設置場所の変更などのイレギュラーな環境変化が生じた際にも最適な潤滑剤供給量を維持することができる。

本実施形態では、感光体１０の稼働量を走行距離として説明したが、使用時間としても同様に実施することができる。
また、潤滑剤の供給量変更手段としてブラシローラ２２を駆動するモータ１５を例示したが、潤滑剤２１をブラシローラ２２に向けて押圧する押圧力を変えられる押圧部材とし、押圧力を調整するようにしてもよい。
この場合、制御手段１６は、実消費量が目標値の範囲よりも大きい場合には押圧力を小さくし、実消費量が目標値の範囲よりも小さい場合には押圧力を大きくする制御を行う。
また、潤滑剤２１の位置変位を測定する手段としては、距離センサ２９に限らず、例えば潤滑剤保持部材２４に一体に形成された突片と、該突片の変位を検知するセンサとからなる構成としてもよい。
また、潤滑剤供給部材をブラシローラとしたが、少なくとも表面に発泡ポリウレタン等の発泡層を有するローラ部材としてもよい。

図７に第２の実施形態を示す。上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（他の実施形態において同じ）。
細長いブロック状の潤滑剤２１は長手方向での加圧バランスの誤差、出力画像の偏りなどから、図７に示すように長手方向で偏摩耗する場合がある。
本実施形態では、この点を考慮して、感光体１０の軸方向両端部、換言すれば潤滑剤２１の長手方向両端部に対応する位置に二つの距離センサ２９ａ、２９ｂを設置している。
潤滑剤の実消費量の算出時にはそれぞれの測定値ＬａとＬｂの平均値を使用する。こうすることで、潤滑剤の偏摩耗時においても正確に潤滑剤の実消費量を算出することが可能となる。

図７、図１０及び図１１に基づいて、第３の実施形態を説明する。
本実施形態では、長手方向における潤滑剤２１の削れ量の偏差による感光体１０への潤滑剤の供給量の不均一を抑制することを目的としている。
図１０に示すように、二つの距離センサ２９ａ、２９ｂによる測定情報は、制御手段３２に入力される。制御手段３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を備えたマイクロコンピュータであり、二つの距離センサ２９ａ、２９ｂの測定値間の変位差を算出する変位差算出手段を兼ねている。

変位差算出手段としての制御手段３２により、図１１に示すように、距離センサ２９ｂによる測定距離Ｌｂと距離センサ２９ａによる測定距離Ｌａとの差、すなわち潤滑剤２１の偏摩耗量（変位差）Ａ＝｜Ｌｂ−Ｌａ｜が算出される。
偏摩耗量Ａに対しては予め所定の閾値Ａ０が例えば上記ＲＯＭに設定（記憶）されており、制御手段３２は偏摩耗量Ａと閾値Ａ０とを比較し、偏摩耗量Ａが閾値Ａ０を超えた場合には、（Ａ＞Ａ０）の検出後の最初の印刷ジョブ終了時に、例えば図１２に示すように、画像形成部１２０を制御して、測定距離の短い側、換言すれば潤滑剤２１の削れ量の少ない側である距離センサ２９ｂが配置されている側に画像パターンとしてのトナーパターンＴＰを作像する。
図１２において、符号３４は転写紙を示している。ここでは転写紙３４に対するトナーパターンＴＰの位置関係を示しているが、中間転写ベルト１２２又は感光体１０に対する位置関係においても同様に偏った位置関係となる。

作像するトナーパターンＴＰは、予め行った比較結果により設定する。設定するトナーパターンＴＰのパラメータは、画像幅Ｈ１、画像長さＨ２、画像密度Ｓ（ベタ，ハーフトーン密度）などである。
トナーパターンＴＰの作像時、帯電電位、露光電位、現像電位などは通常の画像形成時と同じとするが、転写電位は印加しない。あるいは通常の画像形成時における転写電位と逆極性の電位印加を行い、感光体１０から作成されたトナーパターンＴＰが被転写体としての中間転写ベルト１２２に転写されない設定とする。
これにより感光体１０上のトナーパターンＴＰの殆どはクリーニング手段３０に到達する。クリーニング手段３０では負荷の増大により、クリーニングブレード３１のトナーパターン入力部位において通常より多めのトナーのすり抜けが生じることになる。

クリーニングブレード３１をすり抜けたトナーは、クリーニングブレード３１の下流に配置されたブラシローラ２２に付着することとなる。トナーの付着によりブラシローラ２２は潤滑剤２１に対する研磨力が増大する。これによりトナーパターンＴＰの作成された範囲で潤滑剤２１の消費量が増大し、偏摩耗が減少することとなる。
潤滑剤２１の偏摩耗を低減する上記動作は、Ａ≦Ａ０となるまで、予め設定した時間または走行距離で複数回実施される。その際、連続動作によるダウンタイム（印刷不可時間）の発生を防止するために、一回に実施するパターン作成時間（一定時間）または作成距離（一定走行距離）の上限を設定し、複数の印刷ジョブにまたがり繰り返し実施することが望ましい。

上記の画像パターン作成動作を予め設定した走行距離または回数実施したにもかかわらず、Ａ≦Ａ０とならない場合は、制御手段３２は画像パターンの変更を実施する。
この場合、変更する画像パターンは、潤滑剤２１に対するブラシローラ２２の研磨力が増大するように、画像パターンのパラメータである画像幅Ｈ１、画像長さＨ２、画像密度Ｓのいずれか一つ以上をより大きな値とする。

本実施形態では、変位差算出手段を兼ねる制御手段３２と、画像形成部１２０とにより、感光体１０に対する潤滑剤の供給量を変更可能な供給量変更手段が構成されている。
潤滑剤の長手方向で削れ量の偏差が生じると感光体１０に対する潤滑剤の塗布量に偏差が発生して感光体摩擦係数に偏差が生じ、狙いの摩擦係数を維持することができず、画像品質に影響を与えてしまう。
また、削れ量の偏差によって長手方向の一方側に潤滑剤が残っていても反対側で潤滑剤が無くなってしまっていると、潤滑剤ユニット全体、ひいてはプロセスカートリッジの交換寿命となるため、残った分だけ寿命効率が下がってしまうこともあるが、本実施形態によればこれらの問題を解消することができる。

上記各実施形態では、中間転写ベルトを用いた間接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置での実施例を説明したが、転写搬送ベルトを用いた直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置や、モノクロタイプの画像形成装置等においても同様に実施することができる。
また、上記各実施形態では、像担持体としてのドラム状の感光体上に潤滑剤を供給する構成を例示したが、感光体以外の像担持体に潤滑剤を供給する構成においても同様に実施することができる。
また、上記各実施形態では、感光体の回転方向におけるクリーニングブレードの下流側に設置された潤滑剤塗布手段２０での実施例を説明したが、クリーニングブレードの上流側に潤滑剤塗布手段を設置した場合であっても、同様に実施することができる。

また、上記各実施形態では、２成分現像方式の画像形成装置での実施例を説明したが、１成分現像方式の画像形成装置においても同様に実施することができる。
また、上記各実施形態では、潤滑剤２１をブラシローラ２２に向けて加圧する加圧機構（押圧部材ないし押圧機構）として、一対のカム部材や引張スプリングなどで構成されたものを用いたが、加圧機構はこれに限定されることなく、例えば、回転軸方向両端部に設置された圧縮スプリングなどで構成された、特許文献５に開示の加圧機構等を用いることもできる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１０ 像担持体としての感光体
１３ 押圧部材の一部としてのバネ部材
１５ 駆動源としてのモータ
１６ 記録手段、算出手段としての制御手段
２０ 潤滑剤供給手段としての潤滑剤塗布手段
２１ 潤滑剤
２２ 潤滑剤供給部材としてのブラシローラ
２６ 押圧部材の一部としてのカム部材
２９ 消費量測定手段としての距離センサ
３０ クリーニング手段
３１ クリーニングブレード
１２２ 被転写体としての中間転写ベルト

特開２０１３−０２０２３２号公報 特開２００９−０１５２２９号公報 特開２０１１−１０２９４６号公報 特開２００３−２０２７７３号公報 特開２０１２−５８５９８号公報

Claims (14)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面に固形の潤滑剤を削り取りながら供給する潤滑剤供給手段と、
   前記潤滑剤の供給量を変更可能な供給量変更手段と、
   前記潤滑剤の消費量を測定する消費量測定手段と、
   前記像担持体の稼動量を記録する記録手段と、
   前記記録手段に記録された前記稼動量と前記消費量測定手段により測定された消費量とから単位稼動量あたりの実消費量を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記実消費量と、予め定められた単位稼動量あたりの基準消費量とを比較し、比較結果に応じて前記供給量変更手段を制御して前記潤滑剤の供給量を調整する制御手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記像担持体の表面に当接するクリーニングブレードを有するクリーニング手段を有し、
   前記稼動量が前記像担持体の走行距離又は使用時間である画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記潤滑剤供給手段が、前記潤滑剤と、前記像担持体と前記潤滑剤とに接触する回転可能な潤滑剤供給部材と、該潤滑剤供給部材を駆動する駆動源と、前記潤滑剤供給部材に向けて前記潤滑剤を押圧する押圧部材と、を有する画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記単位稼動量あたりの実消費量が前記単位稼動量あたりの基準消費量よりも多い場合には、前記制御手段は前記供給量変更手段としての前記駆動源を制御して前記潤滑剤供給部材の回転数を小さくし、少ない場合には前記潤滑剤供給部材の回転数を大きくする画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記単位稼動量あたりの実消費量が前記単位稼動量あたりの基準消費量よりも多い場合には、前記制御手段は前記給量変更手段としての前記押圧部材を制御して前記潤滑剤供給部材への前記潤滑剤の押圧力を小さくし、少ない場合には前記潤滑剤供給部材への前記潤滑剤の押圧力を大きくする画像形成装置。
6. 請求項４又は５に記載の画像形成装置において、
   使用環境の状態を検知する環境状態検知手段を有し、
   前記環境状態検知手段による前回調整時との間における検知値の差が基準値を超える場合には、前記制御手段は検知値の差に応じた係数を用いて前記回転数又は前記押圧力を変更する画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
   前記消費量測定手段が、削れに伴う前記潤滑剤の位置変位を測定する構成を有している画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置において、
   前記消費量測定手段が前記像担持体の軸方向両端部に配置され、前記位置変位は前記二つの消費量測定手段の測定値の平均である画像形成装置。
9. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記消費量測定手段は、前記潤滑剤供給手段の軸方向両端部に配置され、
   前記二つの消費量測定手段による測定値間の変位差を算出する変位差算出手段と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、
   を備え、
   前記供給量変更手段は、前記変位差が所定の閾値を超えた際に、前記像担持体における前記測定値の小さい側に前記転写手段により転写しない画像パターンを形成する画像形成装置。
10. 請求項９に記載の画像形成装置において、
    前記供給量変更手段は、前記画像パターンを一定時間又は前記像担持体の一定走行距離に亘って形成する画像形成装置。
11. 請求項９に記載の画像形成装置において、
    前記画像パターンの形成は、前記変位差が前記閾値以下になるまで行われる画像形成装置。
12. 請求項１０に記載の画像形成装置において、
    前記変位差が前記閾値以下にならない場合、前記供給量変更手段は前記画像パターンの形状を変更する画像形成装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
    前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛である画像形成装置。
14. 請求項１３に記載の画像形成装置において、
    前記潤滑剤は窒化ホウ素を含有する画像形成装置。

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