JP5633182B2 - 潤滑剤塗布装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑剤塗布装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、潤滑剤の供給機構に関する。

周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、画像転写後の感光体や画像転写を受けた転写ベルトなどのクリーニング時での摩擦抵抗軽減および転写時での虫食い現象発生防止のための潤滑剤を供給する構成がある（例えば、特許文献１）。

潤滑剤を用いた場合の摩擦係数に関しては、概ね０．２〜０．３５程度が求められ、この範囲よりも低すぎる場合（例えば、０，２以下）には、感光体から転写ベルトへのトナー像の転写効率が悪化し、画像の一部が抜けてしまう虫食い現象が顕著となる。
これとは別に、上記範囲よりも高すぎる場合（例えば０．４以上）には、クリーニングブレード先端が引き摺られて捲れてしまうという問題が生じる。

感光体や転写ベルトに対して潤滑剤を供給する構成の一例として、次の構成が知られている。
固形潤滑剤に当接して回転可能なブラシローラを用い、ブラシローラに対して常時接触するように圧縮コイルバネなどの弾性体によって付勢されている固形潤滑剤の一部がブラシローラの回転時に掻き取られることにより感光体や転写ベルトの表面に塗布する構成である（例えば、特許文献１）。

ブラシローラにより固形潤滑剤を掻き取って塗布する場合には、潤滑剤の消費に伴い固形潤滑剤の厚さが初期状態から変化する。このことが原因となって経時により潤滑剤の塗布状態、特に、供給量が不安定となることがある。

以下、この理由について説明するが、説明に用いる符号は本発明の実施例に用いる符号を流用する。
図８は、一例として転写ベルトを対象とした潤滑剤供給機構を用いた場合の潤滑剤の供給初期時（図８（Ａ））と経時変化時（図８（Ｂ））とを示す図である。
同図において潤滑剤供給機構は、転写ベルト５Ａに接触しながら回転可能なブラシローラで構成された塗布ブラシ１３Ｂと、塗布ブラシ１３Ｂに対して圧縮コイルバネを用いた弾性体１３Ｃが挿嵌されている倒れ防止ガイド１３Ｄに一体化されている固形潤滑剤１３Ａとを用いて構成されている。なお、図中、符号１３Ｅは、倒れ防止ガイド１３Ｄが挿嵌されている潤滑剤ホルダを示し、符号１３Ｆはバックアップ機能を持つ対向ローラを示している。

図８（Ａ）に示す供給初期時に対して、図８（Ｂ）に示す経時変化時には、弾性体１３Ｃの荷重に応じて固形潤滑剤１３Ａの塗布量が変化する。つまり、固形潤滑剤１３Ａの消費が進行すると固形潤滑剤１３Ａの厚さも減少し、これに伴い弾性体１３Ｃの荷重も低下すると、塗布ブラシ１３Ｂに対する固形潤滑剤１３Ａの接触圧が低下して塗布量が少なくなる傾向となる。換言すれば、弾性体１３Ｃの荷重が大きいほど塗布ブラシ１３Ｂによる固形潤滑剤の掻き取り量が多くなるといえる。

今、弾性体１３Ｃとして用いられる圧縮コイルばねのばね定数をｋ（Ｎ／ｍｍ）、自然長をＬ（ｍｍ）、初期使用長Ｌ_０（ｍｍ）、潤滑剤５３と潤滑剤ホルダ５４の合算質量をＭ_０（ｋｇ）、重力加速度をｇ（ｍ／ｓｅｃ^２）とすると、図１左側に示す初期時での当接力は、
２ｋ（Ｌ−Ｌ_０）＋Ｍ_０ｇ （Ｎ）・・・（１）
となる。

固形潤滑剤１３Ａが消費された経時変化時において、使用長がＬ１（ｍｍ）、合算重量がＭ_１（ｋｇ）になったとすると、図８（Ｂ）に示す経時変化時での当接力は、
２ｋ（Ｌ−Ｌ_１）＋Ｍ_１ｇ （Ｎ）・・・（２）
となる。
したがって、初期時と経時変化時での当接力の差は、（１）−（２）で
２ｋ（Ｌ_１−Ｌ_０）＋（Ｍ_０−Ｍ_１）ｇ （Ｎ）・・・（３）
となる。
Ｌ_１＞Ｌ_０、Ｍ_０＞Ｍ_１であるから、（３）式は必ず正となる。
具体的に数値を代入してみると、ｋ＝０．０２、Ｌ＝３５、Ｌ_０＝２０、Ｌ_１＝３０、Ｍ_０＝０．１、Ｍ_１＝０．０９、ｇ＝１０とすると、初期当接力は１．６Ｎ、初期当接力は１．１Ｎ、その差は０．５Ｎとなり、当接力は経時変化時で３０％程度低下することになる。

図９は、以上のパラメータで実際に評価した際の結果で、横軸に通紙枚数、縦軸（左）に潤滑剤削れ量（潤滑剤が削り取られる量）、縦軸（右）に中間転写ベルト摩擦係数を取ったグラフである。初期の潤滑剤削れ量が多いため、中間転写ベルトの摩擦係数が０．２以下となっている。中間転写ベルトの摩擦係数が低いと感光体からのトナーの転写効率が悪く、画像の一部分が抜けてしまった、ぼそつき画像や虫食い画像が発生する。
初期時での異常画像発生を防止するために、初期時での塗布量を低下させると、経時変化時において塗布量が不足し、中間転写ベルトのクリーニング不良やクリーニングブレード捲れといった新たな問題が発生してしまう。
そこで現状では、初期時での異常画像を犠牲にし、初期時での潤滑剤塗布量を多めに設定しており、本来不要な潤滑剤を搭載し、塗布効率が悪い構成となっている。

潤滑剤の均一塗布を行う構成としては、特許文献１に開示されているように、塗布後の潤滑剤をブレードなどにより均すようにした構成がある。
しかし、塗布された潤滑剤ではなく、塗布される段階での塗布量の変化、換言すれば、塗布効率が変化してしまうことを解消するようにはなっていない。

本発明の目的は、上記従来の潤滑剤塗布装置における問題に鑑み、潤滑剤の供給初期時と経時変化時とで、潤滑剤の塗布量を均等化して摩擦係数の変化を抑制することができる潤滑剤塗布装置およびこれを用いて異常画像の発生を防止できる画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）固形潤滑剤と、
該固形潤滑剤に当接し、これを摺擦することで削り取った潤滑剤を潤滑剤供給対象に供給する供給部材と、
該固形潤滑剤を該供給部材へ押圧する押圧機構とを備えた潤滑剤供給装置において、
前記潤滑剤供給対象に接触して該潤滑剤供給対象に供給された潤滑剤を取り込み可能な構成を備えた潤滑剤塗布量安定化手段を設け、
前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤供給対象の表面に接触可能な発泡部を備えた構成からなり、前記潤滑剤供給対象に供給される潤滑剤の多さに応じて、供給初期時には多く取り込み、経時変化時にはその取り込み量が減少することで該潤滑剤供給対象での潤滑剤供給量を供給初期時と経時変化時とで均等化させ、前記供給部材とともに同一のユニットに纏めて収容されていることを特徴とする潤滑剤塗布装置。

（２）前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤を取り込み可能な空間を有する部材が用いられ、前記潤滑剤の供給初期時から該空間内で飽和するまでの間、前記潤滑剤を取り込み可能な構成であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。

（３）前記発泡部は前記潤滑剤供給対象の動きに連動可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤塗布装置。

（４）前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤供給対象の移動方向において前記供給部材の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の潤滑剤塗布装置。

（５）前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤供給対象の移動方向に沿ってもしくは相反する方向に回転可能であることを特徴とする請求項３または４に記載の潤滑剤塗布装置。

（６）請求項１乃至５のうちの一つに記載の潤滑剤塗布装置を用いることを特徴とする画像形成装置

（７）前記潤滑剤塗布装置における潤滑剤供給対象として潜像担持体もしくは転写体が用いられることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
（８）表面にトナー像を担持する転写ベルトと、
固形潤滑剤と、
前期固形潤滑剤に当接し、前期固形潤滑剤に摺擦することで削り取った潤滑剤を前記転写ベルトに供給するブラシと、
前記固形潤滑剤を前記ブラシへ押圧する押圧機構と、
前記転写ベルトの表面に接触可能であって、前記潤滑剤の供給初期時には多く取り込み、経時変化時にはその取り込み量が少なくなることで前記転写ベルト上での潤滑剤供給量を供給初期時と経時変化時とで均等化させる発泡ローラと、
前記ブラシと押圧機構および発泡ローラが纏めて収容されるユニットと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、潤滑剤の供給初期時には押圧機構での押圧力が強いことが原因して潤滑剤の塗布量が多くなるが、その潤滑剤が潤滑剤塗布量安定化手段に取り込まれることで過剰な潤滑剤が回収される。これにより、潤滑剤が過剰となった場合に発生する低摩擦化傾向による転写不良や虫食い現象の発生を抑えることができる。

特に、潤滑剤塗布量安定化手段は、飽和状態に至るまでの間、過剰な潤滑剤の取り込みが行えるので、経時変化時での摩擦係数と同じ状態を供給初期時に維持することができ、供給初期時から経時変化時に至る間において常時塗布効率（塗布厚さ）を安定化させて摩擦係数の変化を抑えることができる。

本発明による潤滑剤塗布装置を用いた画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 図１に示した画像形成装置に用いられる潤滑剤供給対象の一つである転写ベルトを対象とした潤滑剤塗布装置の構成を説明するための図である。 図２に示した潤滑剤塗布装置の正面図である。 図２に示した潤滑剤塗布装置を用いた場合の転写ベルト表面での摩擦係数の変化を実験した結果を示す線図である。 図２に示した潤滑剤塗布装置の要部変形例に関する構成を説明するための図である。 図４に示した潤滑剤塗布装置の全体構成を説明するための図である。 図４に示した潤滑剤塗布装置の要部変形例を示す図である。 従来の潤滑剤塗布装置の構成を説明するための図である。 図６に示した従来の潤滑剤塗布装置における潤滑剤に対する押圧力の変化と摩擦係数の変化との関係を実験した結果を示す線図である。

以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による潤滑剤塗布装置が適用される画像形成装置を示す図であり、同図に示す画像形成装置１０００は、タンデム方式を用いたカラープリンタである。
図１において画像形成装置は、像担持体として、後述する作像ステーションでの画像を順次１次転写される中間転写ベルト５Ａを対象としている。

図１において中間転写体として用いられる中間転写ベルト５Ａの展張面に沿って色毎の作像ステーション（便宜上、補色トナーの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各作像ステーションおよび後述するプロセスカートリッジを対象として部品番号に符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付記して示す）が並設されている。

作像ステーションは、同じ構成のプロセスカートリッジを備えており、プロセスカートリッジには、感光体ドラム１およびこの周囲に配置されている帯電装置２，書き込み装置（便宜上、書き込み光を符号Ｌで示す）、現像装置３およびクリーニング装置４が備えられている。なお、図１では、各プロセスカートリッジに設けられている上記各装置の部番に前述した各色の符号を添えて示してある。

プロセスカートリッジでは、感光体ドラム１に対して帯電装置２による一様帯電が行われ、書き込み装置（Ｌ）からの書込動作によって画像情報に対応した静電潜像が形成される。
感光体ドラム１に形成された静電潜像は、現像装置３から供給されるトナーにより可視像化され、後述する転写装置５において可視像の担持体として用いられる中間転写ベルト５Ａに対して１次転写装置である転写ローラ６からの転写バイアスを受けることで１次転写される。
フルカラー画像形成時には、各作像ステーションにおいて形成された可視像が順次、中間転写ベルト５Ａに転写されて重畳される。

転写後の感光体ドラム１は、クリーニング装置４に設けられているクリーニングブレード４Ａによって残留トナーを除去され、帯電装置２による一様帯電が行われて次回の作像処理に備えられる。

転写装置５は、複数のローラ５Ｂ，５Ｃ，５Ｄおよび５Ｅに掛け回された中間転写ベルト５Ａと、各感光体ドラム１に対して中間転写ベルト５Ａを挟んで対峙する１次転写ローラ６とを備えている。
図１に示す構成において中間転写ベルト５Ａは、複数のローラのうちの一つが用いられる駆動ローラにより設定されるプロセス速度として、例えば、１５０ｍｍ／ｓｅｃの移動速度が設定されて、図示矢印方向に展張面を移動させるようになっている。

中間転写ベルト５Ａが掛け回されているローラのうちで、符号５Ｂで示すローラは、前述した駆動ローラとして用いられるとともに、中間転写ベルト５Ａを挟んで対峙する２次転写装置として用いられる２次転写ローラ７に対するバックアップローラとして用いられるようになっている。
また、符号５Ｃで示すローラは、図示しないバネなどの弾性体により展張方向に付勢されるテンションローラとして用いられている。

１次転写装置である転写ローラ６は、バネなどの弾性体６Ａにより感光体ドラム１に向けて付勢されており、バイアス電源８（便宜上、１カ所の転写ローラのみを対象として示してある）から給電される転写バイアスにより可視像を中間転写ベルト５Ａに転写するようになっている。
図１に示す構成において用いられる１次転写バイアスは、例えば、＋１８００Ｖとされている。また、２次転写ローラ７に対してもバイアス電源１０からの給電により２次転写バイアスが印加されるようになっている。

中間転写ベルト５Ａは、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を単層または複数層に構成し、カーボンブラック等の導電性材料を分散させ、その体積抵抗率を１０^８〜１０^１２Ωｃｍ、かつ表面抵抗率を１０^９〜１０^１３Ωｃｍの範囲となるように調整されている。なお、必要に応じ該中間転写ベルト１０の表面に離型層をコートしても良い。コートに用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、 ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。

中間転写ベルト５Ａの製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。なお、中間転写ベルト５Ａの体積抵抗率が上述した範囲を超えると転写に必要なバイアスが高くなることが原因して電源での消費電力が増加するために好ましくないので上述した範囲にとどめることが望ましい。しかも、転写工程、転写紙剥離工程などで中間転写ベルト１０の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。
従って、本発明における中間転写ベルト１０の体積抵抗率および表面抵抗率は上記範囲内が好ましい。なお、体積抵抗率および表面抵抗率の測定は高抵抗抵抗率計（三菱化学社製：ハイレスタＩＰ）にＨＲＳプローブ（内側電極直径５．９ｍｍ，リング電極内径１１ｍｍ）を接続し、中間転写ベルト１０の表裏に１００Ｖ（表面抵抗率は５００Ｖ）の電圧を印加して１０秒後の測定値を用いた。

中間転写ベルト５Ａは、全ての転写画像が２次転写されると、ベルトクリーニング装置１１により残留トナーを除去されるようになっている。
クリーニング装置１１は、中間転写ベルト５Ａに当接するウレタンゴムなどの弾性体で構成されたクリーニングブレード１１Ａを備えており、クリーニングブレード１１Ａは揺動可能なブレードホルダ（図示されず）によって接離可能に支持されている。このクリーニングブレード１１Ａが当接することで中間転写ベルト５Ａ上に残留するトナーを堰き止めて清掃するようになっている。
クリーニングブレード１１Ａに代えて、導電性ブラシやローラを用いることも可能であり、バイアスを印加することにより中間転写ベルト５Ａから静電的に付着物であるトナーを回収する構成とすることができる。
中間転写ベルト５Ａから回収されたトナーは、図示しないが、クリーニング装置内に設けられている搬送部材によって装置奥側に搬送されて重力により下方へ落下されるようになっている。トナーが落下する位置にはトナー回収ボトルが配置されており、トナー回収ボトルには図示しないが満杯検知センサが設けられて満杯時での交換を促すように監視できるようになっている。

ベルトクリーニング装置１１の近傍には、クリーニングブレード１１Ａによる摺擦損傷の防止およびトナーの除去性能を向上させるために潤滑剤塗布装置１３が設けられている。
潤滑剤塗布装置１３は、図１に示すように、固形潤滑剤１３Ａに接触しながら回転することで潤滑剤１３Ａを削り取り、削り取った潤滑剤１３Ａを中間転写ベルト５Ａの表面に塗布する塗布ブラシ１３Ｂと、塗布ブラシ１３Ｂに向けて固形潤滑剤１３Ａを押圧付勢する押圧機構に用いられる圧縮コイルバネで構成された弾性体１３Ｃとが備えられている。
中間転写ベルト５Ａを挟んで塗布ブラシ１３Ａと対向する位置にはバックアップ機能を持つ対向ローラ１３Ｆが配置されている。
図２は、潤滑剤塗布装置の詳細を示す図であり、同図において、固形潤滑剤１３Ａは消費されるに従って、その厚さが減少するのに伴い倒れ防止ガイド１３Ｄが弾性体１３Ｃに押圧されることで潤滑剤ホルダ１３Ｅ内を移動するが、移動する際に移動方向に対して倒れるのを倒れ防止ガイド部材１３Ｄの摺動により防止されて移動方向の姿勢を一定に保ちながら移動する。

本実施例においては、固形潤滑剤１３Ａとして、直鎖状の炭化水素構造を持つ、脂肪酸金属塩を用いる。脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸から選択される少なくとも１種以上の脂肪酸を含有し、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウムから選択される少なくとも１種以上の金属を含有する脂肪酸金属塩が挙げられる。とりわけその中でもステアリン酸亜鉛は、工業的規模で生産されかつ多方面での使用実績があることから、コストと品質安定性とおよび信頼性で、最も好ましい材料である。ただし、一般に工業的に使われている高級脂肪酸金属塩は、その名称の化合物単体組成ではなく、多かれ少なかれ類似の他の脂肪酸金属塩、金属酸化物、および遊離脂肪酸を含むものであり、本発明での脂肪酸金属塩もその例外ではない。

図２に示す塗布ブラシ１３Ｂは、ＳＵＳ等の金属製芯金上にポリエステルから成る植毛を接着して構成されており、これに用いられる毛は、外径がφ１２、長さが４ｍｍのものが密度として約１０万／平方インチとして構成されている。
塗布ブラシ１３Ｂは、図示しない駆動機構により回転可能な部材であり、中間転写ベルト５Ａの移動方向に沿ってあるいは相反する方向への回転ができるようになっている。また、対向ローラ１３Ｆは、外径がφ１６の金属製ローラが用いられ、塗布ブラシ１３Ｂとの食い込み量が１ｍｍに設定されている。

固形潤滑剤１３Ａは、一部が塗布ブラシ１３Ｂにより掻き取られることで粉体状にされて微量ずつ中間転写ベルト５Ａに塗布され、中間転写ベルト５Ａの表面での摩擦係数を低下させるようになっている。
つまり、固形潤滑剤１３Ａが塗布されない場合、転写紙に転写されなかったトナーにより、摩擦係数が増大し、クリーニングブレード１１Ａを転写残トナーがすり抜けてクリーニング不良を起こすことがあり、また、クリーニングブレード１１Ａのエッジが捲れたりする。
さらに、中間転写ベルト１０の摩擦係数が高いと、転写紙への転写効率が低下し、画像の一部が抜ける、ぼそつき画像や虫食い画像が発生する問題もある。このような不具合を防止するため、固形潤滑剤１３Ａを中間転写ベルトに塗布している。

一方、図１において２次転写ローラ７は、ＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって１０^６〜１０^１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されている。２次転写ローラ７での抵抗値の設定理由は次の通りである。
２次転写ローラ７の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなる。そこで、必要な転写性を得るためには、より高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加するため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こるため、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。逆に、２次転写ローラ７の抵抗値が上記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。

これは、２次転写ローラ７の抵抗値が低い為、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招く。なお、２次転写ローラ７の抵抗値測定は、導電性の金属製板に２次転写ローラ７を設置し、芯金両端部に片側４．９Ｎ（両側で合計９．８Ｎ）の荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１０００Ｖの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。また、２次転写ローラ７は駆動ギヤ（図示しない）によって駆動力が与えられており、その周速は中間転写ベルト１０の周速に対して、略同一となるよう調整されている。２次転写は定電流で制御され、本実施例ではその設定値を＋３０μＡとした。

図１において、記録シートとして用いられる記録紙Ｓは、給紙ローラ１４，転写紙搬送ローラ１５により搬送され、一対のローラ１６Ａ、１６Ｂで構成されているレジストローラ１６において中間転写ベルト５Ａに形成される４色重ね画像の先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。４色重ね画像を転写された記録紙Ｓは、転写出口および定着入り口ガイドを兼ねるガイド部材３０に沿って定着装置１９へ搬送され、定着装置１９で定着された後、排紙ローラ２０によって排紙される。
なお、図示しないが、転写後の記録紙Ｓを除電して転写紙の裏面に付着したトナーを剥落させるようにすることも可能である。

以上のような構成を対象として本発明の特徴について説明すると次の通りである。
本発明の特徴は、塗布ブラシのように潤滑剤を感光体や中間転写ベルトなどの潤滑剤供給対象に供給される潤滑剤を、供給初期時において取り込むことで過剰な潤滑剤を回収して経時変化時との間での潤滑剤の塗布効率、詳しくは塗布厚さを均等化させる潤滑剤塗布量安定化手段を設けたことにある。

つまり、図８および数式を用いて説明したように、固形潤滑剤の消費に伴う厚さの減少に応じて弾性体１３Ｃに長さに変化を生じ、この変化が塗布ブラシ１３Ｂに対する固形潤滑剤１３Ａ側での当接力の変化となり、経時変化時においては初期時に比べて当接力が弱くなる。このため、潤滑剤の塗布量は供給初期時において最も多く、経時変化時において低下していくことになり、結果として、ベルト表面での潤滑剤の塗布厚さが異なることになる。特に、初期時には多くの潤滑剤が供給されることにより、摩擦係数が所定値以下となることで前述したような異常画像の発生が顕著となる。そこで、本発明では、初期時と経時変化時とで潤滑剤の塗布効率を均等化して摩擦係数の変化を抑えるようになっている。

図２は、本発明の第１実施例による潤滑剤塗布装置の要部を示す図である。
同図において、潤滑剤塗布装置１３には、ホルダ１３Ｅ内に位置する摺動可能な倒れ防止ガイド１３Ｄに装填されている弾性体１３Ｃにより塗布ブラシ１３Ｂに向けて押圧されている固形潤滑剤１３Ａが備えられている。固形潤滑剤１３Ａは、図３に示すように、その長手方向、つまり、画像幅方向両側にて弾性体１３Cにより押圧されることにより、塗布ブラシ１３Ｂの長手方向である軸方向に沿って均一に押圧されている。
この構成において、特徴となる部材として、図２において符号５０で示すように、塗布ブラシ１３Ｂと同じ側で、中間転写ベルト５Ａの移動方向において塗布ブラシ１３Ｂの下流側に潤滑剤塗布量安定化手段が設けられている。
潤滑剤塗布量安定化手段５０は、ＳＵＳ等尾金属製芯金の表面にウレタンなどの発泡性弾性体を発泡ゴムローラ（以下、これを符号５０で示す）で構成されており、中間転写ベルト５Ａの表面に接触して連れ回ることができるようになっている。

発泡ゴムローラ５０は、ローラ硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が３０度、発泡のセル径を２００μ程度に設定されており、中間転写ベルト５Ａ表面に塗布された潤滑剤の一分を発泡部の空間を利用して取り込む、いわゆる回収することができるようになっている。

潤滑剤の取り込みは、発泡部の空間での潤滑剤の充填が飽和してしまうまで行われ、発泡部が目詰まりをするに従い、発泡に取り込まれて保持される潤滑剤の量が低下する。

本実施例では、発泡部を用いた上記特性を潤滑剤の供給初期時からの経時時間に応じて塗布量が低下していく特性と組み合わせることにより、初期時での塗布量が多い場合には潤滑剤の取り込みが多くなり、経時変化時において塗布量が少なくなると取り込みが少なくなる。換言すれば潤滑剤の回収量が少なくなる機能を発揮させるようになっている。つまり、発泡ゴムローラ５０は、潤滑剤供給対象への潤滑剤塗布量の多さに応じて潤滑剤の回収量を制御し、供給初期時と経時変化時での塗布効率（塗布厚さ）を均等化させるようになっている。

本実施例は以上のような構成であるから、固形潤滑剤１３Ａの供給初期時には、固形潤滑剤１３Ａの厚さが厚いことも相俟って、塗布ブラシ１３Ｂに対する弾性体１３Ｃからの押圧力が強いことが原因して塗布ブラシ１３による掻き取り量が多くなる。これにより中間転写ベルト５Ａに塗布された潤滑剤の量が多くなるが、発泡ゴムローラ５０に中間転写ベルト５Ａが対面した際に塗布された潤滑剤の一部が回収される。つまり、発泡部への取り込みが行われ、その取り込みが発泡部での飽和状態に達するまで継続される。

一方、経時変化時では、固形潤滑剤１３Ａの消費に伴い厚さも薄くなることにより、塗布ブラシ１３Ｂに対する弾性体１３Ｃの押圧力も弱くなることが原因して塗布ブラシ１３Ｂに掻き取られる潤滑剤の塗布量も少なくなる。
従って、経時変化時での潤滑剤の塗布厚さと供給初期時での塗布厚さを均衡化することで初期時および経時変化時での摩擦係数の変化を抑えることができる。

図４は、本実施例の構成と本実施例に用いた潤滑剤塗布量安定化手段を用いない場合とを対象として初期時と経時変化時での摩擦係数の変化を実験した結果を示す線図である。
図４からも明らかなように、本実施例によれば、潤滑剤の塗布量が多い場合には回収が促進され、経時変化時においては回収が殆ど行われないことで中間転写ベルト５Ａ表面での潤滑剤の塗布厚さが均衡されるので、摩擦係数の変化がほとんどない結果が得られた。これにより、初期時の過剰な塗布によって引き起こされる転写効率の悪化や画像の一部が抜けてしまう、虫食い現象を防止することができる。

なお、発泡ゴムローラ５０の中間転写ベルト５Ａに対する当接圧力としては、経時変化時での塗布厚さを設定できる回収量が得られる圧力としておくことが望ましく、また、発泡度に関しても同様である。
また、回収された潤滑剤は、経時変化時において中間転写ベルト５Ａの表面での摩擦係数が高くなった場合に擦り取られることもあるので、中間転写ベルト５Ａでの潤滑剤不足を一部でも補うことも期待できる。

本実施例においては、潤滑剤の供給初期時と経時変化時とで潤滑剤の回収状態が異なるので、例えば、大量の潤滑剤を塗布した後、ブレードなどにより掻き取って均すようにした構成に比べて経時変化時での回収量が少なくなる分、塗布効率を向上させることができる。つまり、均し作業を行う場合には、均しにより掻き取られる量を見込んで大量の潤滑剤を経時変化時においても供給することが必要となり、潤滑剤の消費増大により固形潤滑剤の短寿命化やブレードを通過しないでベルト表面に塗布されない潤滑剤が生じるなどの無駄をなくすことができる。

次に本発明の第２実施例について説明する。
図５は、図２に示した潤滑剤塗布装置における要部変形例を示す図であり、同図に示す構成は、潤滑剤塗布量安定化手段としてブラシローラ５１を用いたことを特徴としている。

ブラシローラ５１は、隣接するブラシ繊維間に潤滑剤を取り込むことができる空間を有しており、中間転写ベルト５Ａの移動方向に対して相反する方向に回転するようになっている。
ブラシローラ５１は、隣接する繊維間に位置する空間内に潤滑剤を取り込むことができので、潤滑剤の供給初期には繊維間に潤滑剤が取り込まれて堆積し、飽和状態になると取り込み、いわゆる、回収が行われなくなる。

本実施例は以上のような構成であるから、前述した実施例と同様に、潤滑剤の供給初期時には、弾性体１3Cの押圧付勢力が強いために塗布ブラシ１３Bにより掻き取られて中間転写ベルト５Ａに塗布される潤滑剤も多くなる。このとき、ブラシローラ５１には、潤滑剤がブラシ繊維間の空間内に取り込まれて堆積するので、経時変化時における潤滑剤の塗布量の低下が生じた場合と同等な塗布効率が得られることになる。換言すれば、多く塗布されている潤滑剤の一部がブラシローラ５１により回収されることで経時での塗布厚さとほぼ同等の塗布厚さの塗布量を得ることができる。

なお、ブラシローラ５１は、中間転写ベルト５Ａの移動方向と相反する方向に回転する構成であるので、中間転写ベルト５Ａとの相対速度として、（ブラシ表面の移動速度＋ベルトの移動速度）が得られるので、中間転写ベルト５Ａの移動方向と同じ方向に回転することで、なぞる場合と比べて潤滑剤の回収能力を向上させることができる。

図６は、潤滑剤塗布装置における潤滑剤塗布機構に用いられる塗布ブラシ１３Ｂと潤滑剤塗布量安定手段の一例として示したブラシローラ５１とを同一のユニット１３０に纏めて収容した構成を示す図である。
このような構成とすることにより、固形潤滑剤１３Ａの寿命による交換時には、潤滑剤の供給部と回収部に相当する潤滑剤塗布量安定化手段とを同時に交換できるので、ユニット交換後も中間転写ベルト５Ａの摩擦係数の低下を来さないようにでき、安定した摩擦係数の維持が可能となる。

図７は、潤滑剤塗布量安定化手段の変形例を示す図であり、同図に示す潤滑剤塗布量安定化手段は、前述した可動部材ではなく、ブラシ繊維を多数並べた箒状のブラシ部材５２で構成されている。
ブラシ部材５２は、不動状態の金属板にＰＥＴ繊維布を両面テープなどにより一体的に接合したものであり、ブラシ繊維間に位置する空間内に潤滑剤を捕捉して回収できるようになっている。

本構成においては、前述した実施例と同様に、特にブラシローラを用いた場合と同様に、潤滑剤の塗布量が多くなる供給初期時には、潤滑剤がブラシ繊維間の空間内に取り込まれて堆積するので、経時変化時における潤滑剤の塗布量の低下が生じた場合と同等な塗布効率が得られることになる。

なお、上記実施例においては、潤滑剤供給対象として中間転写ベルト５Ａを挙げたが、本発明では、クリーニングを要する部材である感光体あるいはベルト状でなくドラム状に構成された転写体を対象とすることも可能である。

１感光体ドラム
５Ａ 中間転写ベルト
１３ 潤滑剤塗布装置
１３Ａ 固形潤滑剤
１３Ｂ 塗布ブラシ
１３Ｃ 弾性体
５０ 発泡ゴムローラ
５１ ブラシローラ
１３０ ユニット
１０００ 画像形成装置

特開２００１−３０５９０７号公報

Claims (8)

1. 固形潤滑剤と、
   該固形潤滑剤に当接し、これを摺擦することで削り取った潤滑剤を潤滑剤供給対象に供給する供給部材と、
   該固形潤滑剤を該供給部材へ押圧する押圧機構とを備えた潤滑剤供給装置において、
   前記潤滑剤供給対象に接触して該潤滑剤供給対象に供給された潤滑剤を取り込み可能な構成を備えた潤滑剤塗布量安定化手段を設け、
   前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤供給対象の表面に接触可能な発泡部を備えた構成からなり、前記潤滑剤供給対象に供給される潤滑剤の多さに応じて、供給初期時には多く取り込み、経時変化時にはその取り込み量が減少することで該潤滑剤供給対象での潤滑剤供給量を供給初期時と経時変化時とで均等化させ、前記供給部材とともに同一のユニットに纏めて収容されていることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
2. 前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤を取り込み可能な空間を有する部材が用いられ、前記潤滑剤の供給初期時から該空間内で飽和するまでの間、前記潤滑剤を取り込み可能な構成であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
3. 前記発泡部は前記潤滑剤供給対象の動きに連動可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤塗布装置。
4. 前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤供給対象の移動方向において前記供給部材の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の潤滑剤塗布装置。
5. 前記潤滑剤塗布量安定化手段は、前記潤滑剤供給対象の移動方向に沿ってもしくは相反する方向に回転可能であることを特徴とする請求項３または４に記載の潤滑剤塗布装置。
6. 請求項１乃至５のうちの一つに記載の潤滑剤塗布装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記潤滑剤塗布装置における潤滑剤供給対象として潜像担持体もしくは転写体が用いられることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 表面にトナー像を担持する転写ベルトと、
   固形潤滑剤と、
   前期固形潤滑剤に当接し、前期固形潤滑剤に摺擦することで削り取った潤滑剤を前記転写ベルトに供給するブラシと、
   前記固形潤滑剤を前記ブラシへ押圧する押圧機構と、
   前記転写ベルトの表面に接触可能であって、前記潤滑剤の供給初期時には多く取り込み、経時変化時にはその取り込み量が少なくなることで前記転写ベルト上での潤滑剤供給量を供給初期時と経時変化時とで均等化させる発泡ローラと、
   前記ブラシと押圧機構および発泡ローラが纏めて収容されるユニットと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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