JP2022011635A - 一定した潤滑剤塗布 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の消費率が安定している潤滑剤塗布装置を提供する。
【解決手段】潤滑剤塗布装置１００は、固体の潤滑剤源１０２と、前記潤滑剤源からの潤滑剤を被塗布部材に塗布するための回転可能なアプリケータ１０１と、前記潤滑剤源を前記アプリケータと対向させ、前記アプリケータの回転方向Ｒｂにおいて上流側に幾何中心を有する第１の領域１０２ａにおいて前記潤滑剤源を前記アプリケータと接触させ、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触面の接触面積の幾何中心Ｓ１が、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記アプリケータの回転方向に沿って上流側から下流側に移動するように前記潤滑剤源を支持するための支持部材１０４を含む。
【選択図】図５Ａ

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。潤滑剤塗布装置において、潤滑剤の使い始めから使い切るまで、潤滑剤の消費率が安定していることが望ましい。

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。 図２に示された例示的な潤滑剤塗布装置を概略的に示す斜視図である。 図２に示された例示的な潤滑剤塗布装置を供給ローラ側から見た部分断面図である。 図２に示された例示的な潤滑剤塗布装置を概略的に示す断面図である。 図２に示された例示的な潤滑剤塗布装置を概略的に示す断面図である。 図２に示された例示的な潤滑剤塗布装置の潤滑剤源を供給ローラ側から見た平面図である。 一例による潤滑剤源の代替の形状を概略的に示す断面図である。 一例による潤滑剤源の代替の形状を概略的に示す断面図である。 一例による潤滑剤源の代替の形状を概略的に示す断面図である。 一例による潤滑剤源の代替の形状を概略的に示す断面図である。 図５Ａの図面に、説明用の力のベクトルを簡易的に追加した図である。 図５Ｂの図面に、説明用の力のベクトルを簡易的に追加した図である。 一例による、印刷枚数に対する潤滑剤消費率を示すグラフである。

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、固体の潤滑剤源と、前記潤滑剤源からの潤滑剤を被塗布部材に塗布するための回転可能なアプリケータと、前記潤滑剤源を前記アプリケータと対向させ、前記アプリケータの回転方向において上流側に幾何中心を有する第１の領域において前記潤滑剤源を前記アプリケータと接触させ、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触面の接触面積の幾何中心が、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記アプリケータの回転方向に沿って上流側から下流側に移動するように前記潤滑剤源を支持するための支持部材を含む。本明細書において、上流側または下流側とは、潤滑剤源がアプリケータと対向して配置された部分において、アプリケータの回転方向に関して上流側にあること又は下流側にあることを意味する。例えば、上流側は、潤滑剤源をアプリケータと対向させ、その対向方向に平行な方向においてアプリケータの回転軸を通って延びる直線に対して、アプリケータの回転方向における上流側を意味し得る。このような潤滑剤塗布装置により、潤滑剤源は、使い始めの時から使い切った状態までの間の潤滑剤消費率の変化がほぼ一定にされることが可能となり、ひいては潤滑剤源の長寿命化が可能となる。

本開示の別の一例によれば、潤滑剤塗布装置は、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触状態を維持するように前記支持部材を付勢するための付勢部材を含み、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記接触面積の幾何中心は、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線を横切って移動する。これにより、潤滑剤源は、使い始めの時から使い切った状態までの間の潤滑剤消費率の変化がほぼ一定にされることが可能となり、ひいては潤滑剤源の長寿命化が可能となる。

本開示の更に別の一例によれば、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記潤滑剤源の幅方向の中心が、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線に対して前記アプリケータの回転方向において下流側にずれている。また、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触面は、前記アプリケータの外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含む。これにより、付勢部材のアプリケータに対する付勢力は、潤滑剤源の使い始めの時から使い切った状態までの間でほぼ一定にされることが可能となり、ひいては潤滑剤消費率の変化がほぼ一定にされることが可能となる。

本開示の更に別の一例によれば、前記潤滑剤源の前記第１の領域と接触した前記アプリケータの回転によって、前記付勢部材による付勢に対抗するように作用する力が生じる。これにより、潤滑剤源の使い始めの時に最大となる付勢部材のアプリケータに対する付勢力が弱められ、潤滑剤消費率の変化をほぼ一定にすることが可能となる。

本開示の更に別の一例によれば、前記潤滑剤源は、前記潤滑剤源が消費されるにつれて前記アプリケータと接触する第２の領域を有する。また、前記潤滑剤源の前記第２の領域は、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記第２の領域が前記アプリケータの回転方向において前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線の下流側で前記アプリケータと接触するように配置される。更に、前記第２の領域は、前記アプリケータの外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含む。更に、前記潤滑剤源の前記第２の領域と接触した前記アプリケータの回転によって、前記付勢部材による付勢を援助するように作用する力が生じる。これにより、付勢部材のアプリケータに対する付勢力がほぼ一定に保たれ、潤滑剤消費率の変化をほぼ一定にすることが可能となる。

本開示の更に別の一例によれば、潤滑剤塗布装置は、前記支持部材に結合され、前記潤滑剤源の移動方向を前記付勢部材の付勢方向に規制するガイド部材を含む。また、前記アプリケータは、前記潤滑剤源と接触することになるスポンジ状の弾性体を含む。更に、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記潤滑剤源の幅は、前記アプリケータの直径より小さい。これにより、付勢部材のアプリケータに対する付勢力がほぼ一定に保たれ、潤滑剤消費率の変化をほぼ一定に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。その画像形成装置は、被塗布部材と、固体の潤滑剤源と、前記潤滑剤源からの潤滑剤を被塗布部材に塗布するための回転可能なアプリケータと、前記潤滑剤源を前記アプリケータと対向させ、前記アプリケータの回転方向において上流側に幾何中心を有する第１の領域において前記潤滑剤源を前記アプリケータと接触させ、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触面の接触面積の幾何中心が、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記アプリケータの回転方向に沿って上流側から下流側に移動するように前記潤滑剤源を支持するための支持部材を含む。このような画像形成装置では、画像形成装置の被塗布部材（例えば、感光体ドラム）に対する潤滑剤の塗布量がほぼ一定に保たれることにより、被塗布部材の長寿命化が可能となり、ひいては印刷画像の品質も一定に保たれることが可能となる。

本開示の別の一例によれば、潤滑剤塗布装置を含む画像形成装置において、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触状態を維持するように前記支持部材を付勢するための付勢部材を含み、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記接触面積の幾何中心は、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線を横切って移動する。これにより、潤滑剤源は、使い始めの時から使い切った状態までの間の潤滑剤消費率の変化がほぼ一定にされることが可能となり、ひいては潤滑剤源の長寿命化が可能となる。

本開示の更に別の一例によれば、潤滑剤塗布装置を含む画像形成装置において、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記潤滑剤源の幅方向の中心が、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線に対して前記アプリケータの回転方向において下流側にずれている。これにより、付勢部材のアプリケータに対する付勢力は、潤滑剤源の使い始めの時から使い切った状態までの間でほぼ一定にされることが可能となり、ひいては潤滑剤消費率の変化がほぼ一定にされ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、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）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２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ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４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ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。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の構成要素であることを示す。尚、色別の構成要素を区別する必要がない場合には、簡略化のために各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、現像装置２０、感光体ドラム４０と称する場合がある。同様に、後述される現像ローラ２１、一次転写ローラ３２、帯電ローラ４１、クリーニングユニット４４についても、各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する場合がある。

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９０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。各現像装置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それぞれ搬送されると、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３４、３５、３６、３７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３４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３４、３５、３６、３７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はそれぞれ、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３４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はそれぞれ、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、各感光体ドラム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。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８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋ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８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋ内にはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン又は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、を設けられ得る。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設けられ得る。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、それぞれ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それぞれ、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へそれぞれ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、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３４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（像担持体または被塗布部材とも呼ばれる）４０の周辺を模式的に示す図である。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、一次転写ローラ３２、イレーサ４、潤滑剤塗布装置１００、クリーニングブレード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。イレーサ４は、感光体ドラム４０の外周面に形成された静電潜像に光を照射して感光体ドラム４０を除電し、感光体ドラム４０の画像情報を消去する。帯電ローラ４１、露光ユニット４２については、前述した。

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）の表面に潤滑剤を塗布することにより、像担持体から転写ベルト３１へ転写された残りのトナー（残留トナー）を当該表面から除去しやすくし、像担持体の表面の摩耗を低減することができる。潤滑剤塗布装置１００は例えば、固体の潤滑剤源１０２を支持するための支持部材１０４、潤滑剤源１０２を加圧して供給ローラ（アプリケータとも呼ばれる）１０１に当接させる付勢部材１０３、及びケーシング１０５を含む。供給ローラ１０１は、感光体ドラム４０の周上においてイレーサ４とクリーニングブレード５との間に位置する。供給ローラ１０１は、感光体ドラム４０の表面４０ａに残存するトナーの少なくとも一部を感光体ドラム４０から除去して保持する。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、及びクリーニングブレード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。

固体の潤滑剤源１０２は、供給ローラ１０１の軸線方向に沿って延びるバー状の要素であり、供給ローラ１０１に接触するように設けられ得る。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１０３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（後述される）は、潤滑剤源１０２の接触領域において潤滑剤を掻き取り、その掻き取った潤滑剤を感光体ドラム４０との接触領域において感光体ドラム４０の表面４０ａに供給することができる。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と潤滑剤源１０２の配置関係等については、更に後述される。

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。一例において、発泡体の密度は、４８ｋｇ／ｍ^３以上６７ｋｇ／ｍ^３以下である場合がある。また、発泡体の２５％硬度は、１８５Ｎ以上３０５Ｎ以下である場合がある。ここで、「２５％硬度」とは、ＪＩＳ Ｋ ６４００－２ Ｄ法によって測定される値のことである。弾性体１０１ｂの厚みは、例えば１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることができる。例えば、供給ローラ１０１の外径が１０ｍｍの場合、弾性体１０１ｂの厚みは２ｍｍ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、付勢部材１０３、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。

クリーニングブレード５は、感光体ドラム４０の表面４０ａに当接するように配置され、感光体ドラム４０の残留トナーを掻き取って除去することができる。上述したように、供給ローラ１０１は、感光体ドラム４０の回転方向Ｒａにおいて、クリーニングブレード５よりも上流となるように配置されている。クリーニングブレード５は、感光体ドラム４０の表面上の残留トナーのうち、供給ローラ１０１により担持されなかった残留トナーを掻き取って除去し、感光体ドラム４０の表面４０ａをクリーニングする。感光体ドラム４０は、クリーニングブレード５によって残留トナーが確実に除去されることにより、次の静電潜像を適切にその表面４０ａに形成して転写等を行うことができる。

図３は、潤滑剤源１０２、支持部材１０４及び付勢部材１０３、１０３’（簡略化して付勢部材１０３とも称する）の例を示す斜視図である。例えば、支持部材１０４は、支持部材１０４と供給ローラ１０１との間に潤滑剤源１０２を支持する位置に設けられる。この場合、支持部材１０４は潤滑剤源１０２から見て供給ローラ１０１の反対側に設けられる。支持部材１０４は例えば、付勢部材１０３と供給ローラ１０１との間に位置する。一例として、支持部材１０４は、潤滑剤源１０２が固定された滑剤板金１０４ａと、滑剤板金１０４ａの移動方向を規制するガイド部材１０４ｂ、１０４ｂ’（簡略化してガイド部材１０４ｂとも称する）とを含む。ガイド部材１０４ｂは、例えば、滑剤板金１０４ａとは別体であるように示されているが、一体であってもよい。一例として、滑剤板金１０４ａは潤滑剤源１０２に沿うように配置される。例えば、潤滑剤源１０２の長手方向は滑剤板金１０４ａの長手方向である方向Ｄ１に一致する。

複数の付勢部材１０３は、例えば、方向Ｄ１に沿って並ぶように配置されている。一例として、付勢部材１０３、１０３’は、支持部材１０４の方向Ｄ１の両端部のそれぞれに設けられ得る。尚、一対の付勢部材１０３、１０３’は、支持部材１０４の方向Ｄ１の中央に対して互いに対称となる位置に配置されてもよい。

図４は、滑剤板金１０４ａ、ガイド部材１０４ｂ及びケーシング１０５を示す部分断面図である。図２～図４に示されるように、例えば、滑剤板金１０４ａの方向Ｄ１の両端部のそれぞれにガイド部材１０４ｂ、１０４ｂ’が設けられる。一例として、滑剤板金１０４ａは、ガイド部材１０４ｂに形成された穴部１０４ｃに嵌合する突起１０４ｄを有する。例えば、ガイド部材１０４ｂは、穴部１０４ｃに突起１０４ｄが嵌合することによって滑剤板金１０４ａに連結される。但し、滑剤板金７６ａ及びガイド部材７６ｂを互いに連結する構成は、適宜変更可能である。

ケーシング１０５は、一例として、開口部を有する箱状であり、潤滑剤源１０２、支持部材１０４ａ及び付勢部材１０３を収容することができる。ケーシング１０５は例えば、潤滑剤塗布装置１００を含むユニットの筐体に固定され得る。付勢部材１０３は、一例として、ケーシング１０５の開口部と向かい合う内壁１０５ａと支持部材１０４との間に設けられ、支持部材１０４をケーシング１０５の開口部方向に押圧し得る。例えば、付勢部材１０３は、圧縮コイルバネであることができる。この場合、ケーシング１０５の内壁１０５ａには付勢部材１０３の一端が固定されており、滑剤板金１０４ａに付勢部材１０３の他端が固定され得る。

潤滑剤塗布装置１００は例えば、支持部材１０４に連結されると共に、方向Ｄ２に沿って延びるガイド１１１、及びガイド１１１に係合する係合部１１２を含む移動機構１１０を備える。方向Ｄ２は例えば、付勢部材１０３の付勢方向であり、言い換えれば感光体ドラム４０に接近する方向、及び感光体ドラム４０から離間する方向である。一例として、ガイド１１１、１１１’（簡略化してガイド１１１とも称する）は、支持部材１０４の方向Ｄ１の両端部のそれぞれに設けられる。

ガイド１１１は、一例として、支持部材１０４に形成された凹部１１１ａを有し、係合部１１２は、ケーシング１０５から凹部１１１ａに突出する凸部１１２ａを有する。凹部１１１ａ（１１１ａ’）は、例えば、ガイド部材１０４ｂにおいて方向Ｄ１に沿って突出する複数の突起１０４ｅ_１（１０４ｅ’_１）と１０４ｅ_２（１０４ｅ’_２）との間に設けられる。複数の突起１０４ｅ_１（１０４ｅ’_１）と１０４ｅ_２（１０４ｅ’_２）のそれぞれは、例えば、円柱状を呈する。なお、複数の突起１０４ｅ_１（１０４ｅ’_１）と１０４ｅ_２（１０４ｅ’_２）のそれぞれは、角柱状であってもよく、その形状は適宜変更可能である。凸部１１２ａは、一例として、方向Ｄ２に沿って延びる矩形状を呈する。代案として、支持部材１０４に形成された凹部１１１ａを凸部に変更し、ケーシング１０５の凸部１１２ａを凹部に変更することもできる。

上述されたように、移動機構１１０は、支持部材１０４とケーシング１０５との間に位置する。例えば、移動機構１１０は、ガイド部材１０４ｂの凹部１１１ａとケーシング１０５の凸部１１２ａとから構成される。移動機構１１０はケーシング１０５に結合されており、付勢部材１０３はケーシング１０５と支持部材１０４との間に配置される。係る移動機構１１０によって、潤滑剤源１０２の移動方向は、方向Ｄ２に規制されている。供給ローラ１０１と潤滑剤源１０２の配置関係等については、更に後述される。

上述されたように、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る。潤滑剤源１０２を使い始める時（潤滑剤源の初期状態）から潤滑剤源を使い切った状態までの潤滑剤の寿命は、長いことが望ましい。一般に、潤滑剤塗布装置１００において、付勢部材１０３として圧縮コイルバネが使用されている。圧縮コイルバネの付勢力は一般に、潤滑剤源の初期状態において最も大きく、潤滑剤源が消費されて圧縮コイルバネが伸長するにつれてその付勢力が弱くなっていく傾向がある。そのため、供給ローラ１０１の回転動作によって消費される潤滑剤源１０２の消費率は、潤滑剤源の初期状態が最も大きく、潤滑剤源が消費されるにつれて低下していく傾向がある。例えば、感光体ドラム４０の表面４０ａに潤滑剤を必要以上に多く塗布した場合には、当該表面４０ａの摩擦係数が低くなりすぎることに起因して当該表面４０ａ上に担持するトナーの量が減少することによって中抜け画像、虫食い画像などと言われる画像不良が発生する場合があり、クリーニングブレード５をすり抜けたトナー成分が当該表面４０ａに付着して皮膜が形成される現象（フィルミング）が発生する場合もある。逆に、潤滑剤の塗布量が少ない場合には、摩擦の増加によって感光体ドラム４０、及びクリーニングブレード５などの寿命の低下、及びクリーニングブレード５の巻き込みなどの問題を生じる場合がある。従って、必要な量の潤滑剤を安定的に像担持体（例えば、感光体ドラム）に塗布し、ひいては潤滑剤源の寿命を長くするために、潤滑剤源の消費率の変化をほぼ一定に保つことが重要である。

図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の一例による、潤滑剤塗布装置１００を示し、供給ローラ１０１の軸部１０１ａの回転軸１０１ｃに垂直な断面を示す。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、ケーシング１０５は図示されていない。図５Ａは、潤滑剤源１０２の初期状態を示し、図５Ｂは、潤滑剤源１０２が、供給ローラ１０１の回転動作によって、潤滑剤源１０２の寿命の半分程度まで消費された状態を示す。

図５Ａ及び図５Ｂを参照して、供給ローラ１０１と潤滑剤源１０２の配置関係等を詳細に説明する。図５Ａの断面図において、潤滑剤源１０２は、初期状態において、供給ローラ１０１と接触する側に第１の領域１０２ａ及び第２の領域１０２ｂを備えている。潤滑剤源１０２は、幅Ｗおよび高さＨを有し、その幅Ｗの方向において中心１０２ｃを有する。例えば、潤滑剤源１０２の幅Ｗは約７ｍｍ～９ｍｍであることができ、一例では約８ｍｍであることができる。潤滑剤源１０２の高さＨは約５ｍｍ～約７ｍｍであることができ、一例では約６ｍｍであることができる。この場合、供給ローラ１０１の外径は約１０ｍｍであることができ、潤滑剤源の幅Ｗは、供給ローラ１０１の外径よりも小さい。

図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、潤滑剤源１０２の中心１０２ｃは、付勢部材１０３の付勢方向Ｄ２に平行な方向における供給ローラ１０１の回転軸１０１ｃを通って延びる直線Ａ１に対して供給ローラ１０１の回転方向Ｒｂにおいて下流側にずれるように、潤滑剤源１０２は、支持部材１０４により供給ローラ１０１に対向して配置されている。この例において、付勢部材１０３の付勢方向Ｄ２に平行な方向における潤滑剤源１０２の中心１０２ｃを通って延びる直線Ａ２と直線Ａ１との間の距離Ｇは例えば、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍであることができ、一例では約１ｍｍであることができる。

図５Ａに示されるように、潤滑剤源１０２は、供給ローラ１０１に対向して配置され、初期状態において、第１の領域１０２ａにおいてのみ供給ローラ１０１と最初に接触する。一例において、第１の領域１０２ａの幾何中心は、供給ローラ１０１の回転方向Ｒｂにおいて、上流側に位置し、例えば直線Ａ１よりも上流側に位置する。一例において、第１の領域１０２ａ及び第２の領域１０２ｂは、図５Ａに示されたように、供給ローラ１０１に向かって突出している突出部分であることができる。図５Ａの例では、第１の領域１０２ａの幾何中心は、後述される第１の領域１０２ａと供給ローラ１０１とが接触している部分の接触面積の幾何中心Ｓ１と一致している場合がある。また、潤滑剤源１０２と供給ローラ１０１との間の接触面は、供給ローラ１０１の外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含むことができる。一例において、第２の領域１０２ｂは、初期状態において、供給ローラ１０１と接触していない。第２の領域１０２ｂは、供給ローラ１０１の回転方向Ｒｂにおいて、直線Ａ１よりも下流側に位置する。また、第２の領域１０２ｂは、給ローラ１０１の外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含むことができる。図５Ｂに示されるように、第２の領域１０２ｂは、潤滑剤源１０２が消費されるにつれて、供給ローラ１０１の回転方向Ｒｂにおいて直線Ａ１よりも下流側で供給ローラ１０１と接触する。

図５Ｃは、初期状態における潤滑剤源１０２を、供給ローラ１０１側から見た平面図である。図５Ｃには、第１の領域１０２ａと供給ローラ１０１とが接触している部分の接触面積の幾何中心Ｓ１が示される。供給ローラ１０１の回転により、潤滑剤源１０２は徐々に消費されていくので、係る接触面積も同様に増大していく。例えば、潤滑剤源１０２は、図５Ａに示された状態から図５Ｂに示された状態まで徐々に変化することになる。この場合、接触面積の幾何中心Ｓ１は、供給ローラ１０１の回転方向に沿って移動する。特に、図５Ａと図５Ｂから明らかなように、幾何中心Ｓ１は、潤滑剤源１０２が消費されるにつれて直線Ａ１を横切って移動することになる。

図６Ａ～図６Ｄは、一例による潤滑剤源１０２の代替の形状を概略的に示す断面図である。図６Ａにおいて、潤滑剤源１０２－１は、三角形の形状の領域１０２ａ_１及び１０２ｂ_１を有する、凹五角形の形状である。この場合、供給ローラ１０１と接触することになる部分は平面であることができる。図６Ｂにおいて、潤滑剤源１０２－２は、三角形の形状の領域１０２ａ_２と１０２ｂ_２、及び領域１０２ａ_２と１０２ｂ_２との間に平面部分１０２ｄ_２を有する凹六角形の形状である。図６Ｃにおいて、潤滑剤源１０２－３は、図６Ｂに示された凹六角形の形状において領域１０２ｂ_２を取り除いて平面部分１０２ｄ_３を端部まで延ばした状態の五角形の形状である。図６Ｄにおいて、潤滑剤源１０２－４は、図６Ｃに示された潤滑剤源１０２－３における領域１０２ａ_３が供給ローラ１０１の外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含む領域１０２ａ_４に変更されている。尚、図６Ａ～図６Ｄに示された以外の様々な形状が可能である。一例において、このような様々な形状を備えることができる潤滑剤源１０２は、図５Ａ、図６Ａ～図６Ｄに示された断面を有する金型を準備し、ステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸金属塩の粉末を１５０℃程度に加熱溶融したものを係る金型に投入して冷却固化することによって、作成することが可能である。

図７Ａ及び図７Ｂはそれぞれ、図５Ａ及び図５Ｂの図面に、説明用の力のベクトルを簡易的に追加した図である。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、Ｆｓは、方向Ｄ２における付勢部材１０３の付勢力を示す。ＦＦは、潤滑剤源１０２と供給ローラ１０１とが接触する部分における摩擦力を示す。Ｆｙは、摩擦力ＦＦの方向Ｄ２における成分を示す。

図７Ａにおいて、図５Ａに関連して前述されたように、潤滑剤源１０２は、初期状態において、第１の領域１０２ａにおいてのみ供給ローラ１０１と最初に接触している。このような状態において、供給ローラ１０１が回転方向Ｒｂにおいて回転する際、潤滑剤源１０２と供給ローラ１０１との接触面において摩擦力ＦＦが発生する。係る接触面が直線Ａ１より上流側に傾いていることに起因して、摩擦力ＦＦの方向Ｄ２における成分Ｆｙは、付勢部材１０３の付勢力Ｆｓに対抗する力となる。即ち、初期状態において、第１の領域１０２ａと接触した供給ローラ１０１の回転によって、付勢部材１０３による付勢に対抗するように作用する力が生じる。従って、潤滑剤源１０２の初期状態において、付勢部材１０３の付勢力は、供給ローラ１０１の回転により生じる摩擦力によって弱められることになる。

潤滑剤源１０２が消費されるにつれて、潤滑剤源１０２と供給ローラ１０１との接触面の傾きは、徐々に少なくなっていく（即ち、付勢力Ｆｓに対抗する力は徐々に弱まる）。そして、第２の領域１０２ｂが供給ローラ１０１と接触する際には、図７Ｂに示されるように、当該接触面の傾きは、直線Ａ１より下流側に傾くように変化する。この場合、摩擦力ＦＦの方向Ｄ２における成分Ｆｙは、付勢部材１０３の付勢力Ｆｓを援助する力となる。即ち、潤滑剤源１０２の第２の領域１０２ｂと接触した供給ローラ１０１の回転によって、付勢部材１０３による付勢を援助するように作用する力が生じる。従って、潤滑剤源１０２が消費されて接触面積の幾何的中心Ｓ１が直線Ａ１を超える辺りから徐々に、付勢部材１０３の付勢力が強められることになる。

図７Ａ及び図７Ｂに関連して前述されたように、潤滑剤源１０２と供給ローラ１０１との間の接触部における摩擦力が利用されている。そのため、潤滑剤源が消費されるにつれて低下する付勢力Ｆｓに起因した潤滑剤の塗布量の減少を補うためには、潤滑剤源１０２と供給ローラ１０１との間で生じる摩擦の摩擦係数を適切に選定する必要がある場合がある。例えば、摩擦係数の小さい潤滑剤源を使用する場合には、大きな摩擦係数を有する供給ローラ１０１が必要である場合がある。この場合、供給ローラ１０１の弾性体１０１ｂは、ブラシ状の弾性体の代わりに、大きい摩擦係数を有するスポンジ状の弾性体（発泡体）を使用することによって対処することができる。また、発泡体の密度および発泡体の２５％硬度を調整することにより、摩擦係数は適切に設定することが可能である。

前述されたように、圧縮コイルバネの付勢力は一般に、潤滑剤源の初期状態において最も大きく、潤滑剤源が消費されて圧縮コイルバネが伸長するにつれてその付勢力が弱くなっていく傾向がある。本開示の一例によれば、潤滑剤源１０２の初期状態では、供給ローラ１０１の回転によって、付勢部材１０３による付勢に対抗するように作用する力が生じ、潤滑剤源１０２が消費されるにつれて、係る力は、付勢部材１０３による付勢を援助するように作用する力へと徐々に変化していく。従って、潤滑剤源１０２を供給ローラ１０１に押し付ける力は、潤滑剤源の初期状態から潤滑剤源を使い切った状態までほぼ一定となり、それにより潤滑剤源１０２の潤滑剤消費率を安定化することが可能となり、ひいては潤滑剤源の潤滑剤の寿命を長くすることが可能となる。

図５Ａに示されたような潤滑剤塗布装置１００において、潤滑剤源１０２の接触面の形状、直線Ａ２と直線Ａ１との間の距離Ｇ、及び潤滑剤源１０２が配置される際のその中心１０２ｃのずれる方向などを変更して、例１、比較例Ａ、比較例Ｂ、比較例Ｃとして、実験的に印刷枚数に対する潤滑剤消費率を求めた。その結果のグラフが、図８に示される。この実験の条件については概略的に表１に示されている。表１に示されているように、「潤滑剤源の接触面形状」と「直線Ａ１に対する直線Ａ２の位置」以外の項目は、例１、比較例Ａ、比較例Ｂ、比較例Ｃに共通である。

例１は、図５Ａに示されたように、潤滑剤源１０２が第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとを備えていて、供給ローラ１０１との接触面の形状が所謂Ｒ形状であり、潤滑剤源１０２の中心１０２ｃ（中心１０２ｃを通って延びる直線Ａ２）は、供給ローラ１０１の回転軸１０１ｃを通って延びる直線Ａ１に対して供給ローラ１０１の回転方向Ｒｂにおいて下流側にずれており、直線Ａ１と直線Ａ２との間の距離Ｇが１ｍｍである場合である。比較例Ａは、潤滑剤源１０２が第１の領域１０２ａと第２の領域１０２ｂとを備えておらず、潤滑剤源１０２の接触面の形状が、平面であること以外は、例１と同じである。比較例Ｂと比較例Ｃは、潤滑剤源１０２の供給ローラ１０１との接触面の形状が所謂Ｒ形状であり、上記例１と同じである。しかしながら、比較例Ｂでは、直線Ａ１と直線Ａ２との間の距離Ｇが０ｍｍであり、直線Ａ１と直線Ａ２が一致している場合である。また、比較例Ｃは、上記例１とは逆に、潤滑剤源１０２の中心１０２ｃ（直線Ａ２）が、供給ローラ１０１の回転方向Ｒｂにおいて直線Ａ１に対して上流側にずれており、直線Ａ１と直線Ａ２との間の距離Ｇが１ｍｍである場合である。

図８を参照すると、上述した例１、比較例Ａ、比較例Ｂ、及び比較例Ｃの印刷枚数に対する潤滑剤消費率がグラフで示されている。この図８において、印刷枚数は、右側へ行くほど増加することを示しており、潤滑剤消費率は、上側へ行くほど増加することを示している。また、破線Ｌ２は、感光体ドラムの表面上にフィルミングが発生する可能性がある下限を示すラインであり、破線Ｌ１は、感光体ドラムの摩耗による問題を生じる可能性がある上限を示すラインである。

図８のグラフから明らかなように、例１、比較例Ａ、比較例Ｂ、比較例Ｃのグラフは、総印刷枚数の増加と共に潤滑剤の消費率は下がっていくが、その下がる度合いは、例１が最も低くなっている。また、例１のグラフは、破線Ｌ１と破線Ｌ２との間に位置し、ほぼ一定の直線となっている。従って、例１のような潤滑剤塗布装置が、潤滑剤の消費率の変化をほぼ一定に保つことができることが実験的に証明された。比較例Ａ、比較例Ｂ及び比較例Ｃは、例１に比べて潤滑剤源の消費率の変化が大きいことが明らかである。そして、比較例Ａ、比較例Ｂ及び比較例Ｃは、破線Ｌ１と破線Ｌ２との間に位置しておらず、特に、潤滑剤源の使い始めにおいて潤滑剤が感光体ドラム等へ過剰に塗布されていることが明らかである。更に、比較例Ｂは、潤滑剤源の寿命の最後の辺りで感光体ドラム等へ塗布されるべき潤滑剤の量が不足していることが明らかである。

上記の説明は、説明される原理の例を例証する及び説明するために提示された。本説明は、網羅的にする、或いはこれら原理を開示された何らかの全く同一の形態に制限することは意図されていない。多くの変形および変更が、上記の教示に鑑みて可能である。

１ 画像形成装置
４０ 感光体ドラム（被塗布部材）
１００ 潤滑剤塗布装置
１０１ 供給ローラ（アプリケータ）
１０１ｃ 回転軸
１０２ 潤滑剤源
１０２ａ 第１の領域
１０２ｂ 第２の領域
１０２ｃ 潤滑剤源の中心
１０３、１０３’ 付勢部材
１０４ 支持部材
１０４ｂ、１０４ｂ’ ガイド部材
１０５ ケーシング
Ｓ１ 接触面積の幾何中心

Claims (15)

1. 潤滑剤塗布装置であって、
   固体の潤滑剤源と、
   前記潤滑剤源からの潤滑剤を被塗布部材に塗布するための回転可能なアプリケータと、
   前記潤滑剤源を前記アプリケータと対向させ、前記アプリケータの回転方向において上流側に幾何中心を有する第１の領域において前記潤滑剤源を前記アプリケータと接触させ、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触面の接触面積の幾何中心が、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記アプリケータの回転方向に沿って上流側から下流側に移動するように前記潤滑剤源を支持するための支持部材を含む、潤滑剤塗布装置。
2. 前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触状態を維持するように前記支持部材を付勢するための付勢部材を含み、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記接触面積の幾何中心は、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線を横切って移動する、請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
3. 前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記潤滑剤源の幅方向の中心が、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線に対して前記アプリケータの回転方向において下流側にずれている、請求項２に記載の潤滑剤塗布装置。
4. 前記接触面は、前記アプリケータの外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含む、請求項１～３の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
5. 前記潤滑剤源の前記第１の領域と接触した前記アプリケータの回転によって、前記付勢部材による付勢に対抗するように作用する力が生じる、請求項２又は３に記載の潤滑剤塗布装置。
6. 前記潤滑剤源は、前記潤滑剤源が消費されるにつれて前記アプリケータと接触する第２の領域を有する、請求項１～５の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
7. 前記潤滑剤源の前記第２の領域は、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記第２の領域が前記アプリケータの回転方向において前記直線の下流側で前記アプリケータと接触するように配置される、請求項６に記載の潤滑剤塗布装置。
8. 前記第２の領域は、前記アプリケータの外周に少なくとも部分的に一致する弧状面を含む、請求項６又は７に記載の潤滑剤塗布装置。
9. 前記潤滑剤源の前記第２の領域と接触した前記アプリケータの回転によって、前記付勢部材による付勢を援助するように作用する力が生じる、請求項６～８の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
10. 前記支持部材に結合され、前記潤滑剤源の移動方向を前記付勢部材の付勢方向に規制するガイド部材を含む、請求項１～９の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
11. 前記アプリケータは、前記潤滑剤源と接触することになるスポンジ状の弾性体を含む、請求項１～１０の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
12. 前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記潤滑剤源の幅は、前記アプリケータの直径より小さい、請求項１～１１の何れか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
13. 潤滑剤塗布装置を含む画像形成装置であって、
    被塗布部材と、
    固体の潤滑剤源と、
    前記潤滑剤源からの潤滑剤を被塗布部材に塗布するための回転可能なアプリケータと、
    前記潤滑剤源を前記アプリケータと対向させ、前記アプリケータの回転方向において上流側に幾何中心を有する第１の領域において前記潤滑剤源を前記アプリケータと接触させ、前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触面の接触面積の幾何中心が、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記アプリケータの回転方向に沿って上流側から下流側に移動するように前記潤滑剤源を支持するための支持部材を含む、画像形成装置。
14. 前記潤滑剤源と前記アプリケータとの間の接触状態を維持するように前記支持部材を付勢するための付勢部材を含み、前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記接触面積の幾何中心は、前記潤滑剤源が消費されるにつれて、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線を横切って移動する、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記アプリケータの回転軸に垂直な断面において、前記潤滑剤源の幅方向の中心が、前記付勢部材の付勢方向に平行な方向における前記アプリケータの回転軸を通って延びる直線に対して前記アプリケータの回転方向において下流側にずれている、請求項１４に記載の画像形成装置。

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