JP4466376B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置に関し、特に、像担持体に潤滑剤を供給することにより像担持体やクリーニングブレードの長寿命化を図るとともに、画像品質を向上させた画像形成装置に関する。

従来の電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、帯電装置を使用して像担持体（例えば感光体ドラム）の表面を均一に帯電させ、その上に画像を露光して画像潜像を形成する。そして形成された画像潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを記録媒体に転写し、或いは中間転写体の上に転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して画像形成が行われる。

このような画像形成装置では、像担持体や中間転写体（以下、像担持体という）の上に形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、感光体上に残留するトナーを除去し清掃するクリーニング装置が設けられている。

クリーニング装置には、クリーニングブレードを像担持体の表面に接触させて残留トナーを掻き取るものが広く使用されているが、この構成では、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力が大きいとクリーニングブレードの摩耗や像担持体表面の感光膜の膜削れの原因になり、それぞれの部材の寿命を短縮させる原因となっていた。この対策として、像担持体表面に潤滑剤を塗布して像担持体表面の摩擦係数を低下させ、上記不都合を解消しようとする技術が知られている。

図８は、このような従来の画像形成装置の構成を説明する断面図で、画像形成装置１００は、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に一定速度で回転する感光体１０１の周囲に、メインチャージャ１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写装置１０５、潤滑剤塗布装置１０６、及びクリーニングブレード１０７が配置されている。また、転写装置１０５を通過した後の記録媒体Ｐの搬送方向下流側には定着装置１０８が配置されている。クリーニングブレード１０７は、その先端部が感光体１０１の表面に接触しており、感光体表面に残留した残留トナーを掻き落とすものである。

画像形成装置１００による画像形成動作を簡単に説明すると、メインチャージャ１０２により感光体１０１の表面が均一に帯電される。図示しない原稿台上の原稿画像が走査光学系により読み取られて出力された画像信号、或いは図示しないパソコン等から出力された画像信号により、露光装置１０３のレーザ装置から放射されるレーザ光が変調され、変調されたレーザ光が感光体１０１の表面に投射されて、画像潜像が形成される。

感光体１０１の表面に形成された画像潜像は、現像装置１０４の現像剤で現像され、トナー像が形成される。トナー像が転写位置に到達するタイミングに合わせて図示されていない給紙装置から転写位置に搬送された記録媒体Ｐに、転写装置１０５の作用によりトナー像が記録媒体Ｐに転写される。このあと、トナー像が転写された記録媒体Ｐは、更に定着装置１０８により定着処理されて、画像形成処理が終了する。感光体１０１の表面に残留した廃トナーはクリーニングブレード１０７により清掃されて除去され、次の画像形成動作に移る。

潤滑剤塗布装置１０６は、固形潤滑剤１１０をバネ１１１の押圧力により塗布ブラシ１１２に押圧して削り取り、固形潤滑剤１１０が付着した塗布ブラシ１１１を感光体１０１の表面に接触させ、潤滑剤を感光体表面へ塗布するように構成されているが、これは、画像形成装置内部におけるクリーニング装置の配置に自由度を得るための構成である。

このような、バネの押圧力を使用した構成の潤滑剤塗布装置では、長時間の使用により固形潤滑剤が次第に消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下するから、像担持体への潤滑剤塗布量が減少して像担持体表面の潤滑剤量が少くなり、像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合が発生する。

この対策として、塗布する潤滑剤の量を常に適正に制御する各種の手段が提案されている。即ち、像担持体の総駆動時間（総プリント枚数）や、画像データのドット数（画像の白黒比率）などを計数してその計数値に基づいて潤滑剤の塗布量を決定し、決定された塗布量から固形潤滑剤を塗布する塗布ブラシの押し込み量や塗布ブラシの回転数を調整するものが知られている（特許文献１参照）。

また、像担持体表面の潤滑剤量を検知する検知装置を備え、検知した潤滑剤量に基づいて塗布装置を制御し、塗布量を所定の量に維持するものがある（特許文献２参照）。

さらに、像担持体の表面に潤滑剤（固形）を５〜４０Ｎ／ｍの押圧力で押圧して潤滑剤を塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を所定値に制御する潤滑剤塗布装置が知られている（特許文献３参照）。

このほか、固形潤滑剤を塗布する塗布ブラシの繊維太さと繊維密度、および固形潤滑剤の固さと固形潤滑剤に対する塗布ブラシの押圧力を所定値以下に規定した潤滑剤塗布装置が知られている（特許文献４参照）。
特開２００２−２４４４８６号公報。 特開平７−３１１５３１号公報。 特開２０００−２７６００１号公報。 特開２００３−５７９９６号公報。

先に説明したように、従来のバネの押圧力を使用した潤滑剤塗布装置では、固形潤滑剤が消費されて小さくなると、バネの変位量が減少して押圧力が低下し、結果として像担持体表面の摩擦係数を所望の値まで低下させることができないという不都合のほか、以下のような不都合がある。

即ち、上記した従来の潤滑剤塗布装置では、像担持体上の残留トナーの量が多い場合や、長時間の使用により塗布ブラシの内部にトナーが堆積すると、像担持体への潤滑剤塗布量が減少してしまうという欠点があった。

また、先に説明した潤滑剤塗布装置の不都合を解決する手段では、像担持体表面の潤滑剤量を検出する装置を設けて検出された潤滑剤量を制御するものでは、像担持体表面の潤滑剤の塗布量を検出する手段や、塗布ブラシの回転制御手段を必要とするなど、構成を複雑にし、製作コストを上昇させていた。

また塗布ブラシの繊維太さや繊維密度、及び固形潤滑剤の固さと固形潤滑剤に対する塗布ブラシの押圧力を所定値以下に規定するなどの方策では、摩擦係数をある範囲内で制御することは可能であるが、像担持体の総駆動時間（総プリント枚数）が長くなると摩擦係数を所定範囲内に制御できないという欠点があった。

この発明は、上記した従来の潤滑剤塗布装置の不都合を解決する手段のように特別な手段を必要とせず、像担持体上の潤滑剤の量を適正に保つことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体に当接して従動回転可能に保持された回転部材と、該回転部材に当接するように配置された固形潤滑剤とを備え、前記回転部材に当接して付着した固形潤滑剤が前記回転部材を介して像担持体表面に塗布されるように構成された画像形成装置において、初期の像担持体の表面摩擦係数をμ１、固形潤滑剤の表面摩擦係数をμ２、回転部材の像担持体に対する押圧力をＮ１、固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力をＮ２としたとき、前記初期の像担持体の表面摩擦係数μ１と固形潤滑剤の表面摩擦係数μ２とは、以下の式（１）の関係にあり、且つ、回転部材の像担持体に対する押圧力Ｎ１と固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力Ｎ２、及び前記摩擦係数μ１とμ２との間には以下の式（２）
μ１＞μ２・・・・・・・・・・・・・・・（１）
１＜（Ｎ２／Ｎ１）＜（μ１／μ２）・・・（２）
の関係にあることを特徴とする画像形成装置である。

そして、前記画像形成装置は、固形潤滑剤を回転部材に押圧する押圧手段を備え、固形潤滑剤に加えられる押圧力が回転部材を介して像担持体に伝達されるように構成され、像担持体の中心と回転部材の中心を結ぶ第１の中心線と、回転部材の中心と固形潤滑剤の中心を結ぶ第２の中心線とが交差する角度θが以下の式（３）
０°＜θ＜９０°・・・・・・・・・・・・（３）
の関係を満たすように像担持体、固形潤滑剤、及び回転部材を配置するとよい。

また、前記画像形成装置は、固形潤滑剤を回転部材に押圧する押圧手段を備え、像担持体の中心、回転部材の中心、及び固形潤滑剤の中心が同一中心線上に配置されており、回転部材の像担持体に対する押圧力は固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力よりも低い押圧力に設定されるとよい。

そして、前記回転部材は弾性ローラとすることができる。

また、前記固形潤滑剤は、脂肪酸金属塩である。

以上説明したとおり、請求項１の発明では、固形潤滑剤を回転部材を介して像担持体表面に塗布する構成において、初期の像担持体の表面摩擦係数をμ１、固形潤滑剤の表面摩擦係数をμ２、回転部材の像担持体に対する押圧力をＮ１、固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力をＮ２としたとき、前記初期の像担持体の表面摩擦係数μ１と固形潤滑剤の表面摩擦係数μ２とは、前記式（１）の関係に設定され、且つ、回転部材の像担持体に対する押圧力Ｎ１と固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力Ｎ２、及び前記摩擦係数μ１とμ２との間には以下の前記式（２）の関係に設定される。

これにより、最初に像担持体の表面に低摩擦係数の潤滑剤層が形成されていない状態では、回転部材は像担持体の回転に従い周速差１で従動回転して、像担持体の表面に固形潤滑剤が塗布され、低摩擦係数の潤滑剤層が形成される。像担持体の表面に低摩擦係数の潤滑剤層が形成されると、回転部材は停止或いは周速差１以下で速度を落して回転するようになり、像担持体の表面への潤滑剤層の塗布量が抑制される。

この状態で画像形成動作が継続されると、像担持体の表面がクリーニングブレード等により研磨されて潤滑剤層が失われ、像担持体の表面の摩擦係数が上昇する。像担持体の表面の摩擦係数が上昇すると、再び回転部材は像担持体の回転に従い周速差１で従動回転して、像担持体の表面に固形潤滑剤が塗布されて低摩擦係数の潤滑剤層が形成され、像担持体の表面は常に低摩擦係数の潤滑剤層が形成される。即ち、像担持体上の潤滑剤の量を適正に保つことができる画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の実施の形態の中間転写ベルトを使用する画像形成装置の要部の構成の概略を説明する図で、中間転写ベルトに転写されたトナー像を２次転写部で記録媒体に転写し、定着処理する構成部分は図示を省略した。このような画像形成装置そのものは、公知の電子写真方式の画像形成装置であるから、詳細な説明は省略する。

図１において、画像形成装置１０の要部は、図示しない駆動装置により矢印ａ方向に一定速度で回転する像担持体である感光体１１の周囲に、メインチャージャ１２、露光装置１３、現像装置１４、１次転写装置１５、クリーニングブレード１６、及び後述する潤滑剤塗布装置２０が配置されている。

感光体１１には、感光体１１の周速度と同一速度で同一方向である矢印ｂ方向に移動する中間転写ベルト１７が接触配置されており、１次転写装置１５は感光体１１と対向する位置に中間転写ベルト１７を挟んで配置されている。

潤滑剤塗布装置２０は、１次転写装置１５からみて下流側に配置されており、感光体１１に接触して感光体１１に固形潤滑剤Ｍを塗布する回転部材２１を備えている。固形潤滑剤Ｍはバネ２３により回転部材２１に押圧されており、回転部材２１はバネ２４により感光体１１に押圧されており、感光体１１の矢印ａ方向の回転に従動して回転可能に構成されている。なお、回転部材２１は、具体的には塗布ローラ、回転ブラシ等である。

潤滑剤塗布装置２０の下流側に配置されたクリーニングブレード１６は、その先端部が感光体１１の表面に接触して、感光体表面に残留した残留トナーを掻き落とす。

画像形成装置による画像形成動作を簡単に説明する。まず、メインチャージャ１２により感光体１１の表面が均一に帯電される。図示しない原稿台上の原稿画像が走査光学系により読み取られて出力された画像信号、或いは図示しないパソコン等から出力された画像信号により、露光装置１３のレーザ装置から放射されるレーザ光が変調され、変調されたレーザ光が感光体１１の表面に投射されて、画像潜像が形成される。

感光体１１の表面に形成された画像潜像は、現像装置１４に装填されている現像剤で現像され、トナー像が形成される。感光体１１の矢印ａ方向の回転により、その表面に形成されたトナー像が１次転写位置に到達すると、１次転写装置１５の作用によりトナー像は中間転写ベルト１７に転写される。

この後、図示されていないが、中間転写ベルト１７上のトナー像が２次転写位置に到達すると、２次転写装置の作用によりトナー像は給紙装置から搬送された記録媒体に転写され、更に定着装置により定着処理されて、画像形成処理が終了する。

転写されずに中間転写ベルト１７の表面に残留した廃トナーは、クリーニングブレード１６により清掃されて除去され、次の画像形成動作に移る。

潤滑剤塗布装置２０について説明する。潤滑剤塗布装置２０には、以下説明する潤滑剤塗布装置２０Ａ、潤滑剤塗布装置２０Ｂ、潤滑剤塗布装置２０Ｃの３つの実施例があり、いずれも回転部材２１を感光体１１に接触させて固体潤滑剤を塗布するものであるが、その構成が異なる。

図２及び図３は、第１実施例の潤滑剤塗布装置２０Ａの固形潤滑剤Ｍと回転部材２１の付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図である。

第１実施例の潤滑剤塗布装置２０Ａは、像担持体である感光体１１の軸方向長さ以上の軸方向長さを有する回転部材２１と、回転部材２１の軸方向長さを有する固形潤滑剤Ｍとからなり、回転部材２１はバネ２４により感光体１１に押圧力Ｎ1 で押圧されており、固形潤滑剤Ｍはバネ２３により回転部材２１に押圧力Ｎ2 で押圧されている。また、感光体１１の矢印ａ方向の回転に対して従動回転可能に構成されている。

回転部材２１には、ウレタンゴム、シリコンゴムその他のゴムを発泡させたローラ、或いはソリッドタイプのローラ、回転ブラシなどが使用できるが、以下説明する第１実施例ではウレタンゴムを発泡させたローラを使用する。

固形潤滑剤Ｍは、ステアリン酸亜鉛（ＳＴ−Ｚｎ）、ステアリン酸マグネシウム（ＳＴ−Ｍｇ）、ステアリン酸カルシウム（ＳＴ−Ｃａ）等の高級脂肪酸金属塩（いわゆる金属石鹸）やＰＴＦＥやＥＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマーを固形化したものなどが使用可能であるが、第１実施例ではステアリン酸亜鉛を固形化したものを使用するものとする。

固形潤滑剤Ｍを回転部材２１に押圧する押圧力を低く設定すると、回転部材２１による固形潤滑剤Ｍの掻き取り性が低下し、感光体１１の表面に低摩擦係数の潤滑剤層を形成することができない。

固形潤滑剤Ｍを回転部材２１に押圧する押圧力を高く設定すると、回転部材２１による固形潤滑剤Ｍの掻き取り性が高くなり、固形潤滑剤Ｍの消耗が速くなり、使用可能期間が短くなる。実験の結果、固形潤滑剤Ｍの押圧力は、２〜２０Ｎ／ｍに設定することで感光体１１の表面への低摩擦係数潤滑剤層の形成と、比較的長い使用可能期間を共に達成することができた。

第１実施例では、回転部材２１の感光体１１への押圧力Ｎ1 は、Ｎ1 ＝５Ｎ／ｍに設定されており、また固形潤滑剤Ｍの回転部材２１への押圧力Ｎ2 は、Ｎ2 ＝１０Ｎ／ｍに設定されている。

回転部材２１は感光体１１に従動して回転可能に支持されており、回転部材２１は感光体１１から駆動力Ｆ1 を受けるほか、固形潤滑剤Ｍへの押圧により制動力Ｆ2 を受ける。図２に示すように駆動力Ｆ1 が制動力Ｆ2 よりも大きい場合は、回転部材２１は感光体１１に対して周速差１で従動回転する。また、図３に示すように駆動力Ｆ1 が制動力Ｆ2 よりも小さい場合は、回転部材２１は停止し、或いは周速差１以下で低速回転することになる。

ここで、回転部材２１の感光体１１への押圧力Ｎ1 、固形潤滑剤Ｍの回転部材２１への押圧力Ｎ2 、固形潤滑剤が表面に塗布されていない通常の感光体表面の摩擦係数μ１、固形潤滑剤が表面に塗布されたときの感光体表面の摩擦係数μ２、回転部材２１が感光体１１から受ける駆動力Ｆ1 、固形潤滑剤Ｍが回転部材２１に押圧されることにより回転部材２１が受ける制動力Ｆ2 の間の関係について説明する。

通常は、上記摩擦係数はμ１＞μ２の関係にあるから、押圧力と摩擦係数とについて、（Ｎ2 ／Ｎ1 ）＜（μ１／μ２）（つまり、Ｎ2 ＜Ｎ1 ）の関係に設定するときは、固形潤滑剤が表面に塗布されておらず、感光体表面に低摩擦係数の層が形成されていないときは、Ｆ1 （＝μ１・Ｎ1 ）＞Ｆ2 （＝μ２・Ｎ2 ）であるため、回転部材２１は感光体１１の回転に対して周速差１で従動回転する。

感光体表面に低摩擦係数の層が形成され、そのときの感光体表面の摩擦係数をμとすると、μ＜μ２・（Ｎ2 ／Ｎ1 ）（つまり、Ｆ1 ＜Ｆ2 ）の関係が成立するときは、回転部材２１は停止、或いは感光体１１の回転に対して周速差１以下で速度を落して従動回転し、感光体表面への固形潤滑剤の塗布が抑制される。

この状態で画像形成動作が継続されると、感光体１１の表面はクリーニングブレードの接触により研磨され、感光体表面の潤滑剤が減少して感光体表面の摩擦係数μが上昇し、μ＞μ２・（Ｎ2 ／Ｎ1 ）（つまり、Ｆ1 ＞Ｆ2 ）の関係が成立すると、回転部材２１は再び感光体１１の回転に対して周速差１で従動回転し、感光体表面への固形潤滑剤の塗布が再開され、感光体表面は常に低摩擦係数の層が維持されることになる。

例えば、潤滑剤が表面に塗布されていない通常の感光体表面の摩擦係数μ１は、μ１＝０．４以上であり、ステアリン酸亜鉛の摩擦係数μ２は、μ２＝０．１であるから、固形潤滑剤が表面に塗布される第１実施例では感光体表面の摩擦係数μは、ステアリン酸亜鉛の摩擦係数の２倍のμ＝０．２に維持されることになる。

図４は、第１実施例の構成における総画像形成枚数ｎと感光体表面の摩擦係数μの変化の測定結果を示す図である。測定条件は、回転部材の感光体への押圧力Ｎ1 、及び固形潤滑剤Ｍの回転部材への押圧力Ｎ2 を、Ｎ1 ＝Ｎ2 ＝１０Ｎ／ｍに設定し、Ａ４用紙を横通紙（用紙の短辺が搬送方向に添った方向）で連続して行なった。記録画像は白黒比５％のチャートを使用し、新品の感光体について総画像形成枚数５００枚まで、１００枚毎に摩擦係数μを測定した。但し、総画像形成枚数ｎが１５０〜３００枚の間は高濃度画像として白黒比５０％のチャートを使用した。摩擦係数μの測定はオイラーベルト法により測定した。測定方法の詳細については後で図７を参照して説明する。

図４には、比較のため、潤滑剤が表面に塗布されていない従来例についての測定結果も示した。従来例の構成は、回転部材に塗布ブラシを使用し、塗布ブラシは感光体に対して周速差１．５で従動回転させた。塗布ブラシの感光体への押圧力Ｎ1 、及び固形潤滑剤Ｍの塗布ブラシへの押圧力Ｎ2 は、Ｎ1 ＝Ｎ2 ＝１０Ｎ／ｍに設定した。その他の条件は上記第１実施例の場合と同じである。

図４において、線（ａ）は第１実施例の測定結果を示し、線（ｂ）は従来例の測定結果を示す。測定結果を見ると、従来例では、スタート時点の感光体表面の摩擦係数μは約０．４５で、画像形成枚数ｎが１００枚の時点で摩擦係数μは約０．２に低下して飽和した。その後、高濃度画像に切り換えて画像形成を行ったところ、徐々に摩擦係数μが上昇し、画像形成枚数ｎが３００枚の時点で摩擦係数μは約０．３となった。これは感光体表面に残留した廃トナーが増加して塗布ブラシがトナーで汚れて潤滑剤の掻き取り性が低下し、感光体表面への潤滑剤の塗布量が減少したためである。

一方、第１実施例では、スタート時点の感光体表面の摩擦係数μは約０．４５で、画像形成枚数ｎが１５０枚の時点で摩擦係数μは約０．２に低下して飽和しており、従来例に比較して摩擦係数μが飽和するまでに若干時間がかかるものの、飽和した後は摩擦係数μは飽和値で安定している。また、高濃度画像に切り換えて画像形成を行っても、従来例のように摩擦係数μの上昇は見られず、摩擦係数μは約０．２で安定して推移した。

また、環境条件やその他の誤差因子（連続印字や間欠印字など）が変動しても、第１実施例は上記した摩擦係数が安定して推移する効果が得られることが実験により確認されている。

図５は、潤滑剤塗布装置２０の第２実施例である潤滑剤塗布装置２０Ｂの固形潤滑剤Ｍと回転部材２１付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図である。

第２実施例の潤滑剤塗布装置２０Ｂは、像担持体である感光体１１の軸方向長さ以上の軸方向長さを有する回転部材２１と、回転部材２１の軸方向長さを有する固形潤滑剤Ｍとからなる点、及び固形潤滑剤Ｍがバネ２３により回転部材２１に押圧力Ｎ2 で押圧されている点は第１実施例と同じであるが、図示されていない回転部材２１を支持する図示されていない軸受は、感光体１１に向けて回転部材２１が移動可能に支持する軸受である。この構成は、例えば軸受がフレームに設けた感光体１１に向う長孔に移動可能に支持されている構成であってもよい。

固形潤滑剤Ｍ、バネ２３及び回転部材２１は、固形潤滑剤Ｍが回転部材２１に押圧される押圧力の作用方向線Ａが感光体１１の中心軸と回転部材２１の中心軸とを結ぶ線Ｂと、角度θで交差するように配置される。

この構成により、固形潤滑剤Ｍの回転部材２１に対する押圧力Ｎ2 の一部を回転部材２１の感光体１１に対する押圧力Ｎ1 に変換することができる。即ち、前記した角度θが、０°＜θ＜９０°になるように設定することで、押圧力Ｎ2 の角度θに対する分力が押圧力Ｎ1 となるので、Ｎ1 ＜Ｎ2 に設定することができる。

図５では、角度θ＝６０°に設定されており、Ｎ1 ＝Ｎ2 ｃｏｓ６０°であるから、
Ｎ1 はＮ2 の１／２になり、実質的に第１実施例と同様の効果をもたらす。

図６は、潤滑剤塗布装置２０の第３実施例である潤滑剤塗布装置２０Ｃの固形潤滑剤Ｍと回転部材２１付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図である。

第３実施例の潤滑剤塗布装置２０Ｃは、像担持体である感光体１１の軸方向長さ以上の軸方向長さを有する回転部材２１と、回転部材２１の軸方向長さを有する固形潤滑剤Ｍとからなる点、及び固形潤滑剤Ｍがバネ２３により回転部材２１に押圧力Ｎ2 で押圧されている点は第１実施例と同じであるが、回転部材２１を感光体１１方向から固形潤滑剤Ｍに向けて押圧するバネ２５が配置されている点で相違する。

バネ２５の押圧力をバネ２３の押圧力よりも小さくすることで、回転部材２１の感光体１１に対する押圧力Ｎ1 を固形潤滑剤Ｍの回転部材２１に対する押圧力Ｎ2 よりも小さくすることができ、Ｎ1 ＜Ｎ2 に設定することができる。

次に、先に説明した総画像形成枚数ｎと感光体表面の摩擦係数μの変化の測定結果（図４参照）の説明において述べた、オイラーベルト法による固形潤滑剤の摩擦係数の測定方法について説明する。

図７は、オイラーベルト法による摩擦係数の測定装置の構成を説明する図で、テーブル５１の一端に水平に固定配置された測定台の上に、デジタルフォースゲージ５３を配置し、テーブル５１の他端に設けられた感光体載置台５５の上に、測定対象の感光体に見立てた円筒体５６を配置する。円筒体５６の円筒表面に接触させてベルト５７を配置し、ベルト５７の一端にはフックを介してデジタルフォースゲージ５３を連結し、ベルト５７の他端にはフックを介して所定の荷重Ｗが適切に加わるように重錘５８を連結する。即ち、オイラーベルト法では、ベルトが円筒を介して水平方向にデジタルフォースゲージが連結され、９０°曲がった垂直方向に荷重が連結されている。

この状態でデジタルフォースゲージ５３を図７で右方向（矢印Ｓ方向）に引張り、ベルト５７が移動を開始した時点でのデジタルフォースゲージの指示値Ｆを読取り、以下の式（１）により感光体に見立てた円筒体５６の円筒表面の摩擦係数μを算出した。

μ＝ｌｎ（Ｆ／Ｗ）／（π／２）・・・・・・・（１）
但し、ｌｎは自然対数記号
Ｆ：デジタルフォースゲージ指示値
Ｗ：重錘の荷重。

実際の摩擦係数測定にあたっては、感光体とトナーの材料の性質を考慮し、ベルトはポリカーボネイトとポリブチレートとの混合物からなる樹脂材料を使用し、ベルト表面にトナー樹脂層（スチレン・アクリル混合物）を設け、円筒体には実際の画像形成処理に使用された感光体を使用した。

以上この発明に係る潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置は、モノクロ画像形成装置、カラー画像形成装置、プリンタ、ＦＡＸ、プリンタ機能やＦＡＸ機能等を備えた複合機などに適用することができる。

クリーニングブレードによる像担持体上に残留した廃トナーの除去を行ないながら像担持体表面に塗布された潤滑剤の塗布量を一定の範囲に維持し、像担持体の寿命期間を延長できる画像形成装置である。

この発明の実施の形態の中間転写ベルトを使用する画像形成装置の要部の構成の概略を説明する図。 第１実施例の潤滑剤塗布装置の固形潤滑剤と回転部材付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図（その１）。 第１実施例の潤滑剤塗布装置の固形潤滑剤と回転部材付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図（その２）。 第１実施例の構成における総画像形成枚数と感光体表面の摩擦係数の変化の推移の測定結果を示す図。 第２実施例の潤滑剤塗布装置の固形潤滑剤と回転部材付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図。 第３実施例の潤滑剤塗布装置の固形潤滑剤と回転部材付近の構成と、それらの部材に作用する力を説明する図。 オイラーベルト法による摩擦係数の測定装置を説明する図。 従来の画像形成装置の構成の概略を説明する図。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ 像担持体（感光体）
１２ メインチャージャ
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ １次転写装置
１６ クリーニングブレード
１７ 中間転写ベルト
２０ 潤滑剤塗布装置
２０Ａ 潤滑剤塗布装置（第１実施例）
２０Ｂ 潤滑剤塗布装置（第２実施例）
２０Ｃ 潤滑剤塗布装置（第３実施例）
２３、２４、２５ バネ
Ｍ 固形潤滑剤

Claims (5)

1. 像担持体と、該像担持体に当接して従動回転可能に保持された回転部材と、該回転部材に当接するように配置された固形潤滑剤とを備え、前記回転部材に当接して付着した固形潤滑剤が前記回転部材を介して像担持体表面に塗布されるように構成された画像形成装置において、
   初期の像担持体の表面摩擦係数をμ１、固形潤滑剤の表面摩擦係数をμ２、回転部材の像担持体に対する押圧力をＮ１、固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力をＮ２としたとき、前記初期の像担持体の表面摩擦係数μ１と固形潤滑剤の表面摩擦係数μ２とは、以下の式（１）の関係にあり、且つ、回転部材の像担持体に対する押圧力Ｎ１と固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力Ｎ２、及び前記摩擦係数μ１とμ２との間には以下の式（２）
   μ１＞μ２・・・・・・・・・・・・・・・（１）
   １＜（Ｎ２／Ｎ１）＜（μ１／μ２）・・・（２）
   の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、固形潤滑剤を回転部材に押圧する押圧手段を備え、固形潤滑剤に加えられる押圧力が回転部材を介して像担持体に伝達されるように構成され、像担持体の中心と回転部材の中心を結ぶ第１の中心線と、回転部材の中心と固形潤滑剤の中心を結ぶ第２の中心線とが交差する角度θが以下の式（３）
   ０°＜θ＜９０°・・・・・・・・・・・・（３）
   の関係を満たすように像担持体、固形潤滑剤、及び回転部材が配置されること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、固形潤滑剤を回転部材に押圧する押圧手段を備え、像担持体の中心、回転部材の中心、及び固形潤滑剤の中心が同一中心線上に配置されており、回転部材の像担持体に対する押圧力は固形潤滑剤の回転部材に対する押圧力よりも低い押圧力に設定されていること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記回転部材は弾性ローラであること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記固形潤滑剤は、脂肪酸金属塩であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
   
   
   
   

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