JP2021033218A - 潤滑剤のニアエンド及びエンドを検知する機能を備える潤滑剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤塗布装置で、潤滑剤のニアエンド等を低コスト及び省スペースで検知すること。【解決手段】本開示の潤滑剤塗布装置によれば、固体の潤滑剤源１０２からの潤滑剤を回転部材に塗布するための回転可能なアプリケータ１０１と、前記回転可能なアプリケータと接触状態で前記固体の潤滑剤源を支持するための支持部材１０３と、前記固体の潤滑剤源の第１の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたニアエンド検知部材１１０と、前記固体の潤滑剤源の第２の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたエンド検知部材とを含むことで、ニアエンド及びエンドを低コスト及び省スペースで検知する事が可能になる。【選択図】図４Ｂ

Description

電子写真方式の画像形成装置の基本動作は、潜在画像が形成された像担持体にトナーを付着させ、これを用紙に転写し、用紙上に転写したトナーを用紙に定着することである。像担持体は、感光体ドラム及び中間転写ベルトなどに対応する。像担持体の保護および低摩擦化のために、像担持体の表面に潤滑剤が塗布されている。この潤滑剤を塗布するための装置は一般に、潤滑剤塗布装置と呼ばれている。潤滑剤が消費されて空になった（エンドになった）場合には、潤滑剤塗布装置、又は潤滑剤塗布装置を含むユニットは、交換される必要がある。

一例による画像形成装置の概略構成を示す図である。 一例による画像形成装置の感光体ドラム周辺を模式的に示す断面図である。 一例による、環境に応じた潤滑剤の消費量を表すグラフである。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な側面図であり、潤滑剤が初期の状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な斜視図であり、潤滑剤が初期の状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な側面図であり、潤滑剤のニアエンドを検知する状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な斜視図であり、潤滑剤のニアエンドを検知する状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な側面図であり、潤滑剤のニアエンドを検知した後の状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な斜視図であり、潤滑剤のニアエンドを検知した後の状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の支持部材の概略的な側面図である。 一例による潤滑剤塗布装置の支持部材の概略的な斜視図である。 一例による潤滑剤塗布装置のニアエンド検知部材の概略的な側面図である。 一例による潤滑剤塗布装置のニアエンド検知部材の概略的な斜視図である。 別の例による潤滑剤塗布装置の概略的な側面図であり、潤滑剤のニアエンドを検知する状態を示す。 別の例による潤滑剤塗布装置の概略的な側面図であり、潤滑剤のニアエンドを検知した後の状態を示す。 一例による、エンド検知部材の構成を定義するための略図である。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な側面図であり、潤滑剤のエンドを検知する状態を示す。 一例による潤滑剤塗布装置の概略的な斜視図であり、潤滑剤のエンドを検知する状態を示す。 供給ローラの走行距離に対するトルクの関係を示すグラフであり、ニアエンド及びエンドを検知することを示す。 供給ローラの走行距離に対するトルクの関係を示すグラフであり、正常時のトルク上昇の例を示す。 供給ローラの走行距離に対するトルクの関係を示すグラフであり、故障によるトルク上昇の例を示す。

本開示は、添付図面と共に読まれる場合に、以下の詳細な説明から最も良く理解されるであろう。異なる図面における同一の又は同様な参照符号は、同一の又は同様の特徴要素を意味し、係る特徴要素に関する重複した説明は省略する。「上」、「下」、「右」及び「左」といった用語は、図面を正面から見た場合の方向を意味し、実際の装置の使用時における方向とは必ずしも一致しない。特徴要素は、必ずしも一律の縮尺に従って描かれておらず、本開示の動作および効果等を説明するために部分的に強調されている場合がある。

本開示の一例によれば、潤滑剤塗布装置が提供される。その潤滑剤塗布装置は、固体の潤滑剤源からの潤滑剤を回転部材に塗布するための回転可能なアプリケータと、前記回転可能なアプリケータと接触状態で前記固体の潤滑剤源を支持するための支持部材と、前記固体の潤滑剤源の第１の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたニアエンド検知部材と、前記固体の潤滑剤源の第２の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたエンド検知部材とを含む。このような潤滑剤塗布装置により、潤滑剤のニアエンド及びエンドを検出することが可能となり、潤滑剤または潤滑剤塗布装置または潤滑剤塗布装置を含むユニットの交換タイミングを最適化することが可能となる。

本開示の別の例によれば、前記ニアエンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記回転可能なアプリケータを駆動するモータのトルクを増大させるように構成され、前記トルクが増大した後に前記回転可能なアプリケータとの接触を解除される。このような潤滑剤塗布装置では、潤滑剤のニアエンド等を低コスト及び省スペースで検知することが可能となる。

本開示の更に別の例によれば、前記エンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクを増大させるように構成されている。また、前記回転可能なアプリケータとの接触の解除は、前記回転可能なアプリケータを逆回転させることにより達成される。更に、前記モータはトルク検知手段を有する。このような潤滑剤塗布装置では、潤滑剤のニアエンド及びエンドを正確に検知することが可能となり、潤滑剤をほぼ使い切った状態で交換することが可能となる。

本開示の更に別の例によれば、前記ニアエンド検知部材は、基部、基部から前記アプリケータの方へ延びる延長部分、前記基部と前記延長部分から構成される上端面、及び前記上端面から突出する係合部材を含み、前記ニアエンド検知部材が前記回転可能なアプリケータと接触する位置において、前記上端面が前記支持部材の下端部に当接し、前記係合部材が、前記支持部材の下端部から延びる張り出し部分に係合する。また、前記係合部材の前記張り出し部分に対する係合は、前記回転可能なアプリケータを逆回転させることにより解除され、それによって、前記ニアエンド検知部材は前記回転可能なアプリケータとの接触を解除される。このような潤滑剤塗布装置では、潤滑剤のニアエンド等を低コスト及び省スペースで検知することが可能となる。

本開示の更に別の例によれば、前記ニアエンド検知部材の前記基部は、前記支持部材に回転自在に支持される回転支点を有する側部を備え、前記係合の解除によって、前記ニアエンド検知部材は、前記回転支点の回りに回転して、前記ニアエンド検知部材の前記延長部分が前記回転可能なアプリケータに接触しない位置になる。また、前記エンド検知部材は、前記支持部材の一部である。このような潤滑剤塗布装置では、潤滑剤のニアエンド及びエンドを低コスト及び省スペースで検知することが可能となる。

本開示の一例によれば、潤滑剤塗布装置を含む画像形成装置が提供される。その画像形成装置に含まれる前記潤滑剤塗布装置は、固体の潤滑剤源からの潤滑剤を感光体ドラムに塗布するための回転可能なアプリケータと、前記回転可能なアプリケータと接触状態で前記固体の潤滑剤源を支持するための支持部材と、前記固体の潤滑剤源の第１の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたニアエンド検知部材と、前記固体の潤滑剤源の第２の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたエンド検知部材とを含む。このような画像形成装置により、潤滑剤のニアエンド及びエンドを検出することが可能となり、潤滑剤または潤滑剤塗布装置または潤滑剤塗布装置を含むユニットの交換タイミングを最適化することが可能となる。

本開示の別の例によれば、前記ニアエンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記回転可能なアプリケータを駆動するモータのトルクを増大させるように構成され、前記トルクが増大した後に前記回転可能なアプリケータとの接触を解除される。また、前記エンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクを増大させるように構成されている。このような画像形成装置では、潤滑剤のエンド及びニアエンドを低コスト及び省スペースで検知することが可能となる。

本開示の更に別の例によれば、画像形成装置は、コントローラを含み、前記コントローラは、前記モータのトルクを監視し、前記ニアエンド検知部材が前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクが増大することにより、前記固体の潤滑剤源のニアエンドを検知し、前記エンド検知部材が前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクが増大することにより、前記固体の潤滑剤源のエンドを検知する。このような画像形成装置では、潤滑剤のニアエンド及びエンドを正確に検知することが可能となる。

前記潤滑剤のニアエンド及び／又はエンドを検知することは、前記感光体ドラムの表面が移動した距離を観測することを含み、前記距離が所定値を超えている場合にのみ、前記潤滑剤がニアエンド及び／又はエンドであると判断される。また、前記モータのトルクの急激な上昇は、前記検知が誤りであることを示す。このような画像形成装置では、潤滑剤のニアエンド及びエンドの検知精度を高めることが可能となる。

図１を参照して、一例による画像形成装置１の概略構成を説明する。画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置であることができる。画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する記録媒体搬送ユニット１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ユニット３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着ユニット５０と、を備えることができる。

記録媒体搬送ユニット１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送することができる。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され得る。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して二次転写領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させることができる。

現像装置２０は、色ごとに１個、合計４個設けられ得る。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えることができる。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させて、最適な帯電量を付与した現像剤が調整され得る。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。そして、現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像され得る。

転写ユニット３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒ２に搬送することができる。転写ユニット３０は、転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３１ｄと共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えることができる。

転写ベルト３１は、懸架ローラ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにより循環移動する無端状のベルトであることができる。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられ得る。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３１ｄを押圧するように設けられ得る。

感光体ドラム４０は、色ごとに１個、合計４個設けられ得る。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられ得る。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０、帯電ローラ４１、露光ユニット４２、及びクリーニングユニット４４等が、設けられ得る。

帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段であることができる。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従するように回転することができる。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光することができる。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成され得る。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０上の静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内にはそれぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４４は、感光体ドラム４０上のトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に、感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。一例では、クリーニングユニット４４を形成する筐体に感光体ドラム４０及び帯電ローラ４１が取り付けられている。即ち、クリーニングユニット４４、感光体ドラム４０及び帯電ローラ４１がユニット化されている。

定着ユニット５０は、転写ベルト３１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させることができる。定着ユニット５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５１と、加熱ローラ５１を押圧する加圧ローラ５２と、を備え得る。加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２は円筒状に形成されており、加熱ローラ５１は内部にハロゲンランプ等の熱源を備え得る。加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させることができる。

また、画像形成装置１には、定着ユニット５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６１及び６２が設けられ得る。

続いて、画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１のコントローラ７０は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、露光ユニット４２により感光体ドラム４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。

現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成され得る。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３１ｄと二次転写ローラ３３とが対向する二次転写領域Ｒ２において、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写され得る。

積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット５０へ搬送され得る。用紙Ｐを加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出ローラ６１及び６２によって画像形成装置１の外部へ排出され得る。

上述された画像形成装置１の動作等は、コントローラ７０により制御され得る。コントローラ７０は、中央処理装置のようなプロセッサで実行可能な機械可読命令の形態で実現され得る。機械可読命令は、任意の適切なコンピュータ可読媒体で利用可能にすることができる。

図２は、図１に示された例示的な画像形成装置１における感光体ドラム（像担持体または回転部材とも呼ばれる）４０の周辺を模式的に示す断面図である。図２は、転写ベルト３１上にトナー像が形成される状態を示している。図２において、２２はトナーを表す。

図２に示されるように、一例による画像形成装置１は、感光体ドラム４０の回転方向Ｒａに沿って、一時転写ローラ３２、クリーニングブレード４、潤滑剤塗布装置１００、ブレード５、帯電ローラ４１、露光ユニット４２、及び現像装置２０等を有する。帯電ローラ４１、露光ユニット４２、及び現像装置２０については、前述された。

クリーニングユニット４４の一部であることができるクリーニングブレード４は、トナー像が感光体ドラム４０から中間転写体（例えば、転写ベルト３１）に一次転写された後においても感光体ドラム４０に残存しているトナー（転写残トナー）を回収することができる。クリーニングブレード４は、例えばウレタンゴムなどの弾性体により形成され得る。クリーニングブレード４は、感光体ドラム４０の表面に押し付けられるように構成され、感光体ドラム４０の表面上の転写残トナーをそぎ落とすことができる。

例示的な潤滑剤塗布装置１００は、像担持体（例えば、感光体ドラム４０）の保護および低摩擦化のために、像担持体の表面に潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤塗布装置１００は、感光体ドラム４０の周上に設けられた供給ローラ（アプリケータとも呼ばれる）１０１、及び固形の潤滑剤源１０２を含む。供給ローラ１０１は、感光体ドラムの周上においてクリーニングブレード４とブレード５との間に位置する。

ブレード５は、感光体ドラム４０の表面に塗布された潤滑剤の微粒子を均一に層状化するために設けられ得る。ブレード５は、例えばウレタンゴムなどの弾性体により形成され得る。ブレード５は、感光体ドラム４０の表面に押し付けられるように構成される。他の例では、ブレード５が、クリーニングブレードの役割も担うことができ、この場合、クリーニングブレード４は省略され得る。

潤滑剤源１０２は、供給ローラ１０１に接触するように設けられ得る。潤滑剤源１０２は、供給ローラ１０１の弾性体１０１ｂ（後述される）に接触することにより、潤滑剤を供給ローラ１０１に担持させる。特に、潤滑剤源１０２は、供給ローラ１０１に押し当てられるように付勢部材（図示せす）により付勢され得る。これにより、供給ローラ１０１の弾性体１０１ｂは、潤滑剤を削り取り、潤滑剤の微粒子を担持することができる。そして、供給ローラ１０１は、担持した潤滑剤の微粒子を、感光体ドラム４０の表面４０ａに塗布することができる。

固形の潤滑剤源１０２は、例えば潤滑剤を所定の形状（棒状、角柱状または円柱状など）に成型してなる成形体であることができる。潤滑剤源１０２は、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛などからなることができる。

供給ローラ１０１は、回転可能な軸部１０１ａ、及び軸部１０１ａの周面に形成されている弾性体１０１ｂを有する。軸部１０１ａの両端部は、図示しない軸受け部材により回転可能に支持されることができ、図示しない駆動装置により回転駆動され得る。供給ローラ１０１は、感光体ドラム４０の回転に追従して回転方向Ｒｂの方向に回転するように駆動される。弾性体１０１ｂは、発泡体（発泡体層）で形成され得る。即ち、弾性体１０１ｂはスポンジ状の弾性体とすることができる。発泡体は、例えば発泡ウレタンなどであることができる。また、弾性体１０１ｂは、発泡体ではなく、例えば起毛状の繊維で形成されることもできる。即ち、弾性体１０１ｂは、ブラシ状の弾性体である。起毛状の繊維は、可撓性を有することができ、例えばポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン）であることができる。一例において、潤滑剤塗布装置１００は、画像形成装置１に単体として交換可能に設けられ得る。別の例において、供給ローラ１０１、潤滑剤源１０２、及びブレード５等は、クリーニングユニット４４を形成する筐体に取り付けられ得る。

潤滑剤塗布装置１００において、固形の潤滑剤源１０２は、供給ローラ１０１の回転動作によって消費され、最終的には固形の潤滑剤源１０２は無くなる又はエンドとなる。固形の潤滑剤源１０２がエンドになった場合には、潤滑剤源１０２、又は潤滑剤塗布装置１００、又は潤滑剤塗布装置１００を含むユニットは、サービス等によって交換される必要がある。このため、画像形成装置１において、固形の潤滑剤源の残量等を検知することが行われている。例えば、供給ローラ１０１の表面が移動した距離（走行距離）に基づいて、潤滑剤源の消費量を予測することができる。しかしながら、この予測は、環境条件等に起因して変動する。

図３は、潤滑剤消費量と供給ローラの走行距離との関係を示し、Ａは常温環境、Ｂは低温低湿環境である場合を表している。図３のグラフから明らかなように、潤滑剤の消費量は、環境条件によって変動している。例えば、図３において、常温環境に対して低温低湿環境では、潤滑剤の消費量は、約１．５倍となっている。そのため、供給ローラ１０１の走行距離に基づいて、潤滑剤のニアエンド及びエンドを判定した場合には、その判定は大きくばらつくことになる。潤滑剤をほぼ使い切った状態で交換することが望ましい。

本開示の一例による、潤滑剤塗布装置１００’は、固体の潤滑剤源１０２からの潤滑剤を感光体ドラム（回転部材とも呼ばれる）４０に塗布するための回転可能な供給ローラ（アプリケータとも呼ばれる）１０１と、回転可能な供給ローラ１０１と接触状態で固体の潤滑剤源１０２を支持するための支持部材１０３と、固体の潤滑剤源１０２の第１の量の消費後に、回転可能な供給ローラ１０１と接触するように支持部材１０３に結合されたニアエンド検知部材１１０と、固体の潤滑剤源１０２の第２の量の消費後に、回転可能な供給ローラ１０１と接触するように支持部材１０３に結合されたエンド検知部材１３０と、を含む。

図４Ａ〜図６Ｂはそれぞれ、感光体ドラム４０に対して潤滑剤を塗布するように配置された、本開示の一例による潤滑剤塗布装置１００’を示す。図４Ａと図４Ｂは、潤滑剤源１０２が初期の状態を示す。図５Ａと図５Ｂは、固体の潤滑剤源１０２の第１の量の消費後にニアエンド検知部材１１０が供給ローラ１０１と接触して、ニアエンドを検知する状態を示す。図６Ａと図６Ｂは、ニアエンド検知後に、供給ローラ１０１が逆回転されることにより、ニアエンド検知部材１１０が、回転支点１０４の回りに回転して、供給ローラ１０１に接触しない状態になることを示す。

一例において、潤滑剤塗布装置１００’の供給ローラ１０１は、感光体ドラム４０を回転駆動するモータからの動力を伝える駆動ユニット（図示せず）を介して、回転駆動されることができる。一般に、感光体ドラム４０を回転駆動するためのモータは、トルク検知手段を備えている。例えば、係るモータは、Nidec（日本電産株式会社）製のブラシレスＤＣモータ アウターロータの４２Ｍシリーズとすることができる。代案として、供給ローラ１０１は、トルク検知手段を備える別個のモータにより回転駆動されてもよい。モータは、画像形成装置１のコントローラ７０により制御され、コントローラ７０は係るモータのトルク検知手段からのトルク情報を監視することができる。

図７Ａは、潤滑剤塗布装置１００’の支持部材１０３を概略的に示す側面図である。図７Ｂはその支持部材１０３を概略的に示す斜視図である。支持部材１０３は、ベースプレート１０８を有し、ベースプレート１０８の上部においてベースプレート１０８の底面１０８ｂから垂直に延びる上端部１０９、及びベースプレート１０８の下部においてベースプレート１０８の上面１０８ａから垂直に延びる下端部１０５を有する。例えば、固体の潤滑剤源１０２は、支持部材１０３の下端部１０５の上面１０５ａに担持され、ベースプレート１０８の上面１０８ａに両面テープ等を用いて固定され得る。支持部材１０３は、ステンレス鋼のような金属であることができる。支持部材１０３は、図示されていない付勢手段により、固体の潤滑剤源１０２を供給ローラ１０１に押し当てるように付勢され得る。支持部材１０３は、下端部１０５からベースプレート１０８の長手方向に延びる張り出し部分１０６を有する。支持部材１０３は、張り出し部分１０６の端部から下端部１０５の底面１０５ｂに垂直な方向に延び及びベースプレートの底面１０８ｂに垂直な方向に延びる側端部１０７を有する。側端部１０７は、ニアエンド検知部材１１０を回転自在に支持するための開口１０４ａを有する。支持部材１０３の下端部１０５は、潤滑剤源１０２のエンドを検知するためのエンド検知部材１３０を兼ねるように構成され得る。エンド検知については後述される。

図８Ａは、潤滑剤塗布装置１００’のニアエンド検知部材１１０を概略的に示す側面図である。図８Ｂはそのニアエンド検知部材１１０を概略的に示す斜視図である。ニアエンド検知部材１１０は、例えば樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）から形成されることができる。ニアエンド検知部材１１０は、基部１１１、及び基部１１１の長手方向に垂直な方向に延びる延長部分１１２を有する。ニアエンド検知部材１１０の上端面１１３は、基部１１１と延長部分１１２から構成される。支持部材１０３の張り出し部分１０６にスナップフィット又は係合するための係合部材１１４が、上端面１１３から突出している。係合部材１１４は、軸部１１４ａ及び凸状係止部１１４ｂを有する。軸部１１４ａの幅は、例えば約１ｍｍ〜約２ｍｍとすることができ、好適には約１．５ｍｍとすることができる。軸部１１４ａの厚みは、例えば約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍとすることができ、好適には、約０．８ｍｍとすることができる。また、凸状係止部１１４ｂが張り出し部分１０６に係合して接触する部分の幅は、例えば約０．２ｍｍ〜約０．４ｍｍとすることができ、好適には約０．３ｍｍとすることができる。例えば、係合部材１１４は、支持部材１０３の張り出し部分１０６との係合を解除するために必要な最低荷重が１Ｎ（１０２gf）となるように構成される。

ニアエンド検知部材１１０の基部１１１は、突起物１０４ｂを有する側部１１５を備える。一例として、突起物１０４ｂは、ニアエンド検知部材１１０が回転自在に支持部材１０３に支持されるために、支持部材１０３の側端部１０７に設けられた開口１０４ａにスナップ嵌合するように構成される。代案として、スナップ嵌合の代わりに、突起物１０４ｂの軸部に溝が形成され、その溝に止め輪を弾装して固定するように、突起物１０４ｂが構成されてもよい。

図１０は、エンド検知部材１３０の構成を定義するための略図である。図１０において、Ｒは、供給ローラ１０１が支持部材１０２に接触した時の半径であり、lは、供給ローラ１０１と潤滑剤源の支持部材１０３の接点Ｃからエンド検知部材１３０までの距離、Ｔは支持部材１０３からエンド検知部材１３０先端部までの距離である。潤滑剤が完全に無くなる前にエンド検知部材１３０が供給ローラ１０１に接触するように、エンド検知部材１３０は、以下の式、即ち
Ｔ＞Ｒ−（Ｒ^２−ｌ^２）^１／２ （１）
を満たすように構成され得る。

図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、潤滑剤源１０２は支持部材１０３に固定されている。この場合、潤滑剤源１０２は初期の状態である。ニアエンド検知部材１１０は、回転支点１０４を介して支持部材１０３に回転自在に支持されるように配置される。そして、ニアエンド検知部材１１０の上端面１１３が、支持部材１０３の下端部１０５の底面１０５ｂに当接して、且つ係合部材１１４が支持部材１０３の張り出し部分１０６に係合することにより、ニアエンド検知部材１１０が支持部材１０３に固定される。このようにニアエンド検知部材１１０が支持部材１０３に固定されることによって、潤滑剤源１０２のニアエンドを検知する準備が整っている。

画像形成装置１を使用し続けることにより、潤滑剤源１０２は徐々に消費されていく。潤滑剤源１０２が消費されるにつれて、ニアエンド検知部材１１０の延長部分１１２の先端部が、矢印１７０に示されるように供給ローラ１０１に徐々に接近していく。図５Ａ及び図５Ｂに示されたように、例えば、潤滑剤源１０２の約６５％〜約８５％、好適には、約７０％〜約８５％、更に好適には約８０％が消費されると、ニアエンド検知部材１１０の延長部分１１２の先端部が供給ローラ１０１に接触し、その後、供給ローラ１０１に徐々に食い込んでいく。その結果、供給ローラ１０１を回転駆動するための駆動装置（図示せず）のトルクは、徐々に増大していく。このトルクが増大する様子は、図１２に示される。

図１２は、供給ローラ１０１の走行距離に対するモータのトルクの関係を示すグラフである。走行距離が０〜約６０ｋｍの範囲では、トルクが約３kgf・cmから約２．４kgf・cmまで下降している。これは、感光体ドラム４０に潤滑剤が塗布されて、クリーニングブレード４及びブレ−ド５などに潤滑剤が徐々に付着していくことにより、低摩擦化されていくことを示している。その後、トルクは、約２．４kgf・cmで安定している。図１２の円Ｄで示されるように、ニアエンド検知部材１１０の延長部分１１２の先端部が供給ローラ１０１に接触して徐々に食い込んでいくことにより、トルクは徐々に又は緩やかに増大していく。

前述されたように、供給ローラ１０１を回転駆動するためのモータ（図示せず）のトルク検知手段は、モータのトルクを表すトルク信号を出力することができる。画像形成装置１のコントローラ７０は、当該トルク信号を常に監視することができる。例えば、コントローラ７０は、１秒毎にトルク信号をサンプリングしてトルクを取得し、取得された２０個のトルク値の区間で移動平均を求めることができる。トルクが徐々に増大していき、所定の閾値を超える場合、コントローラ７０は、潤滑剤源１０２がニアエンドに達したと認識する（図１２の円Ｅを参照）。この場合、コントローラ７０は、潤滑剤源１０２がニアエンドであることを、画像形成装置１のモニタ画面を介してユーザ等に通知することができる。また、画像形成装置１がサービスセンタ等と通信することが可能となるように構成されている場合には、潤滑剤源１０２がニアエンドであることを、サービスセンタ等に通知することもできる。

図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、コントローラ７０は、潤滑剤源１０２のニアエンドを検知した後、供給ローラ１０１の駆動装置を制御して、回転方向Ｒｃに沿って供給ローラ１０１を逆回転させることができる。ニアエンド検知部材１１０の延長部分１１２の先端部が供給ローラ１１０に食い込んでいる状態（図６Ａ及び図６Ｂにおいて破線で示される）で、供給ローラ１０１を逆回転させることにより、係合部材１１４と支持部材１０３の張り出し部分１０６との係合（スナップフィット）が解除され得る。係合が解除されることにより、ニアエンド検知部材１１０は、矢印Ｒｄにより示されるように回転支点１０４の回りに回転して、供給ローラ１０１に接触しない状態になる（図６Ａ及び図６Ｂにおいて実線で示される）。その後、コントローラ７０は、供給ローラ１０１の駆動装置を制御して供給ローラ１０１を通常の回転方向Ｒｂに沿って正回転させる。ニアエンド検知部材１１０が供給ローラ１０１に接触しないので、トルクは、図１２の円Ｅに示される状態から、約２．４kgf・cmまで減少する。しかしながら、供給ローラ１０１を逆回転させた後に供給ローラ１０１を正回転させた際に、コントローラ７０がトルクの減少を検知できない場合、コントローラ７０は、ニアエンド検知部材の係合部材１１４と支持部材１０３の張り出し部分１０６との係合が解除されていないと判断することができる。この場合、コントローラ７０は、再度、供給ローラ１０１を逆回転させることができる。コントローラ７０は、トルクの減少を検知するまでは、供給ローラ１０１の逆回転を試みることができる。しかしながら、数回（例えば、４回）試みてもトルクの減少を検知できない場合には、ユーザに故障として通知し、画像形成装置１を停止することができる。

前述されたニアエンド検知部材１１０は、回転支点１０４を介して支持部材１０３に回転自在に支持されている。しかしながら、代案として、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、ニアエンド検知部材１１０’は、回転支点１０４を介して支持部材１０３に支持されていなくてもよい。図９Ａに示されるように、ニアエンド検知部材１１０’は支持部材１０３に対して係合部材１１４のみを用いて固定され得る。図９Ａは、ニアエンド検知部材１１０’の延長部分１１２の先端部が供給ローラ１１０に食い込んでいる状態を示している。図９Ｂに示されるように、供給ローラ１０１を逆回転（Ｒｃ）させることにより、係合部材１１４と支持部材１０３の張り出し部分１０６との係合（スナップフィット）が解除され、ニアエンド検知部材１１０’は支持部材１０３から外れて落下する。落下したニアエンド検知部材１１０’は、画像形成装置１の動作に悪影響を与えないようにトレー等（図示せず）により受け止められ得る。

潤滑剤源１０２のニアエンド検知後、画像形成装置１を使用し続けることにより、潤滑剤源１０２は更に消費されていく。潤滑剤源１０２が消費されるにつれて、支持部材１０３のエンド検知部材１３０（下端部１０５）は、徐々に潤滑剤源１０２に接近する。例えば、潤滑剤源１０２の約９０％〜約９８％、好適には約９５％が消費されると、エンド検知部材１３０の先端部は、供給ローラ１０１に接触し、その後、供給ローラ１０１に徐々に食い込んでいく。その結果、図１２の円Ｆに示されるように、供給ローラ１０１を回転駆動するための駆動装置（図示せず）のトルクは、徐々に増大していく。図１１Ａと図１１Ｂは、固体の潤滑剤源１０２の第２の量の消費後にエンド検知部材１３０が供給ローラ１０１に食い込んで、エンドが検知される状態を示す。その後、徐々に増大するトルクが所定の閾値を超える場合、コントローラ７０は、潤滑剤源１０２がエンドに達したと認識する。この場合、コントローラ７０は、潤滑剤源１０２がエンドであることを、画像形成装置１のモニタ画面を介してユーザ等に通知することができる。また、画像形成装置１がサービスセンタ等と通信することが可能となるように構成されている場合には、潤滑剤源１０２がエンドであることを、サービスセンタ等に通知することもできる。

コントローラ７０は、画像形成装置１の動作中、供給ローラ１０１の走行距離、又は感光体ドラム４０の走行距離も監視することができる。前述されたように、コントローラ７０がニアエンド及びエンドを検知する際には、コントローラ７０は供給ローラ１０１又は感光体ドラム４０の走行距離も考慮して判断することができる。例えば、コントローラ７０がニアエンド又はエンドを検知する際、走行距離が閾値を超えているか否かも判断することができる。コントローラ７０は、閾値を超えている場合には、ニアエンド又はエンドであると判断し、閾値を越えていない場合には、誤検知であると判断することができる。従って、ニアエンド及びエンドの検知精度が向上することができる。

図１３Ａは、供給ローラの走行距離に対するトルクの関係を示すグラフであり、正常時のトルク上昇の例を示す。図１３Ｂは、故障によるトルク上昇の例を示す。画像形成装置１の動作中、弾性体により形成されたクリーニングブレード４がめくれることがあり、この場合、感光体ドラム４０の回転に対して大きな負荷が与えられる。供給ローラ１０１が、感光体ドラム４０を回転駆動するモータからの動力を用いて回転駆動されている場合には、図１３Ｂの円Ｈに示されるように急峻なトルク上昇が検出されるかもしれない。

前述されたように、コントローラ７０は、例えば、１秒毎にトルク信号をサンプリングしてトルクを取得し、取得された２０個のトルク値の区間で移動平均を求めることができる。次いで、コントローラ７０は、供給ローラの走行距離に対するトルクの傾きを求めることができる。例えば、コントローラ７０は、測定点の直前２０個（測定点を含まず）のトルク値の平均値を、供給ローラの２０秒間の走行距離で除算することにより、トルクの傾きを求めることができる。コントローラ７０は、この傾きを常に算出することができる。例えば、図１３Ａの円Ｇで示されたように、正常時においてトルクが上昇した時の傾きは、約０．００８５となることが実験的に求められている。コントローラ７０が、潤滑剤源１０２のニアエンド及びエンドを検知する際には、コントローラ７０は、この傾きも考慮して判定することができる。この例において、傾きの閾値は、例えば０．００４に設定され得る。コントローラ７０は、上述されたように潤滑剤源１０２のニアエンド及びエンドを検知する際に、傾きがこの閾値を超えているか否かも判定することができる。傾きが閾値を超えている場合には、コントローラ７０は、ニアエンド及びエンドの検知が、正常であると判断することができる。

コントローラ７０は、上述したような傾きを考慮してニアエンド及びエンドの検知を判定することに加えて、図１３Ｂの円Ｈに示されるような急峻なトルク上昇も考慮することができる。コントローラ７０は、上記の傾きを求めると同時に、直近２０秒間のトルクの平均値を常に求めて保持することができる。この平均値が、所定値以上の値を取った際には、図１３Ｂの円Ｈに示されるような急峻なトルク上昇であると判定することができる。例えば、図１３Ｂにおいて、実験的に求められた直近２０秒間（円Ｉの部分）のトルクの平均値は、約２．４２kgf・cmである。そこで、コントローラ７０には、閾値幅として、例えば０．２kgf・cmを設定し、判定用の閾値として２．６２kgf・cmの値を予め設定しておく。図１３Ｂの円Ｈに示されたように、急峻なトルク上昇が発生した場合には、トルクの平均値は閾値２．６２kgf・cmを超える値となるので、コントローラ７０は、急峻なトルク上昇であると判定して、ニアエンド及びエンドの検知が誤りであると判断し、画像形成装置１が故障であると判断することができる。

上述されたように、本開示による潤滑剤塗布装置によれば、既存の潤滑剤塗布装置の支持部材に対してニアエンド検知部材およびエンド検知部材等を追加し及び既存のモータからのトルク信号を監視することにより、潤滑剤のニアエンド及びエンドを正確に検知することが可能となる。従って、潤滑剤の残量等を検知するために、メカ機構および電気検出回路等を用いて行う導通検知方式または光センサを用いて行う検知方式に比べて、本開示の潤滑剤塗布装置は、低コスト且つ省スペースで潤滑剤の残量等を検知することが可能となる。また、本開示の潤滑剤塗布装置によれば、潤滑剤のニアエンド及びエンドの双方を検知することが可能となり、潤滑剤源、又は潤滑剤塗布装置、又は潤滑剤塗布装置を含むユニットの交換タイミングを最適化することも可能となる。更に、本開示の潤滑剤塗布装置によれば、潤滑剤をほぼ使い切った状態で交換することも可能となる。

１ 画像形成装置
４０ 感光体ドラム（回転部材）
１００、１００’ 潤滑剤塗布装置
１０１ 供給ローラ（アプリケータ）
１０２ 潤滑剤源
１０３ 支持部材
１０４ 回転支点
１１０ ニアエンド検知部材
１０５ 下端部
１０６ 張り出し部分
１１１ 基部
１１２ 延長部分
１１３ 上端面
１１４ 係合部材
１１５ 側部
１３０ エンド検知部材

Claims (15)

1. 潤滑剤塗布装置であって、
   固体の潤滑剤源からの潤滑剤を回転部材に塗布するための回転可能なアプリケータと、
   前記回転可能なアプリケータと接触状態で前記固体の潤滑剤源を支持するための支持部材と、
   前記固体の潤滑剤源の第１の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたニアエンド検知部材と、
   前記固体の潤滑剤源の第２の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたエンド検知部材とを含む、潤滑剤塗布装置。
2. 前記ニアエンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記回転可能なアプリケータを駆動するモータのトルクを増大させるように構成され、前記トルクが増大した後に前記回転可能なアプリケータとの接触を解除される、請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
3. 前記エンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクを増大させるように構成されている、請求項２に記載の潤滑剤塗布装置。
4. 前記回転可能なアプリケータとの接触の解除は、前記回転可能なアプリケータを逆回転させることにより達成される、請求項２又は３に記載の潤滑剤塗布装置。
5. 前記モータがトルク検知手段を有する、請求項２〜４の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
6. 前記ニアエンド検知部材は、基部、基部から前記アプリケータの方へ延びる延長部分、前記基部と前記延長部分から構成される上端面、及び前記上端面から突出する係合部材を含み、
   前記ニアエンド検知部材が前記回転可能なアプリケータと接触する位置において、前記上端面が前記支持部材の下端部に当接し、前記係合部材が、前記支持部材の下端部から延びる張り出し部分に係合する、請求項１〜５の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
7. 前記係合部材の前記張り出し部分に対する係合は、前記回転可能なアプリケータを逆回転させることにより解除され、それによって、前記ニアエンド検知部材は前記回転可能なアプリケータとの接触を解除される、請求項６に記載の潤滑剤塗布装置。
8. 前記ニアエンド検知部材の前記基部は、前記支持部材に回転自在に支持される回転支点を有する側部を備え、
   前記係合の解除によって、前記ニアエンド検知部材は、前記回転支点の回りに回転して、前記ニアエンド検知部材の前記延長部分が前記回転可能なアプリケータに接触しない位置になる、請求項７に記載の潤滑剤塗布装置。
9. 前記エンド検知部材は、前記支持部材の一部である、請求項１〜８の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
10. 潤滑剤塗布装置を含む画像形成装置であって、
    前記潤滑剤塗布装置は、
    固体の潤滑剤源からの潤滑剤を感光体ドラムに塗布するための回転可能なアプリケータと、
    前記回転可能なアプリケータと接触状態で前記固体の潤滑剤源を支持するための支持部材と、
    前記固体の潤滑剤源の第１の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたニアエンド検知部材と、
    前記固体の潤滑剤源の第２の量の消費後に前記回転可能なアプリケータと接触するように、前記支持部材に結合されたエンド検知部材とを含む、画像形成装置。
11. 前記ニアエンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記回転可能なアプリケータを駆動するモータのトルクを増大させるように構成され、前記トルクが増大した後に前記回転可能なアプリケータとの接触を解除される、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記エンド検知部材は、前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクを増大させるように構成されている、請求項１１に記載の画像形成装置。
13. コントローラを含み、
    前記コントローラは、
    前記モータのトルクを監視し、
    前記ニアエンド検知部材が前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクが増大することにより、前記固体の潤滑剤源のニアエンドを検知し、
    前記エンド検知部材が前記回転可能なアプリケータと接触した際に前記モータのトルクが増大することにより、前記固体の潤滑剤源のエンドを検知する、請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記潤滑剤のニアエンド及び／又はエンドを検知することは、前記感光体ドラムの表面が移動した距離を観測することを含み、前記距離が所定値を超えている場合にのみ、前記潤滑剤がニアエンド及び／又はエンドであると判断される、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記モータのトルクの急激な上昇は、前記検知が誤りであることを示す、請求項１３に記載の画像形成装置。

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