CN102103352B - 固体润滑剂的涂覆装置和成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供固体润滑剂的涂覆装置7，其具有：待施用到潜像支撑元件1的表面的固体润滑剂71；供给辊72，用于通过自身旋转刮掉固体润滑剂并将固体润滑剂供给到潜像支撑元件的表面；施压单元73，用于将固体润滑剂压到供给辊上；平整化单元74，用于在潜像支撑元件的表面上形成所供给固体润滑剂的薄膜；和清洁单元75，用于除去潜像支撑元件表面上残余的调色剂并回收潜像支撑元件表面上的固体润滑剂薄膜，其中，当潜像支撑元件的旋转方向上恰在供给辊之前的固体润滑剂薄膜的厚度指定为厚度A(nm)并且恰在平整化单元之后的厚度指定为厚度B(nm)时，则所述厚度A和B满足以下关系(1)和(2)：B-A≥8(1)和A≥4(2)。

Description

固体润滑剂的涂覆装置和成像设备

本申请基于在日本提交的申请2009-285136，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及固体润滑剂的涂覆装置和成像设备。

背景技术

在利用电子照相模式的普通成像设备如复印机、打印机和传真设备中，存在加速成像的需求。为了加速成像，需要提高用于对感光元件的表面充电的充电单元的输出和感光元件的感光度。但是，提高充电单元的输出导致发出的O₃和NO_x的量增加，而感光元件的感光度的增加导致感光元件表面的特性更易于因O₃和NO_x而改变，造成产生图像噪音如图像模糊和图像流动的问题。可以通过摩擦性质改变的感光元件表面来阻止产生图像噪音，但是这种方法也导致感光元件的寿命缩短的问题。

公开了关于成像设备的技术，包括将固体润滑剂施用到感光元件的表面的施用单元，用于在施用单元的下游位置处形成所施加固体润滑剂的薄膜的平整化单元，和用于在施用单元的上游位置处除去劣化的固体润滑剂的润滑剂除去单元(日本专利申请特许公开2006-259031)。如果使用这种技术，感光元件的寿命可以延长，但是不能充分避免图像噪音的问题。

本发明的一个目的是提供甚至在高速进行成像时也可以充分防止产生图像噪音如图像模糊和图像流动的固体润滑剂的涂覆装置和成像设备。

发明内容

本发明涉及一种固体润滑剂的涂覆装置，包括：

待施用到潜像支撑元件的表面的固体润滑剂；

供给辊，安装为与固体润滑剂和潜像支撑元件接触，所述供给辊通过自身旋转刮掉固体润滑剂并将所刮掉的固体润滑剂供给到潜像支撑元件的表面；

施压单元，用于将固体润滑剂压向供给辊；

平整化单元，安装为在潜像支撑元件的旋转方向上在供给辊的下游位置处与潜像支撑元件接触，所述平整化单元在潜像支撑元件表面上形成所供给的固体润滑剂的薄膜；和

清洁单元，安装为在潜像支撑元件的旋转方向上在供给辊的上游位置处与潜像支撑元件接触，所述清洁单元除去潜像支撑元件表面上残余的调色剂并回收潜像支撑元件表面上的固体润滑剂薄膜，其中，

当潜像支撑元件的旋转方向上恰在供给辊之前的潜像支撑元件表面上形成的固体润滑剂薄膜的厚度指定为厚度A(nm)并且恰在平整化单元之后的厚度指定为厚度B(nm)时，则厚度A和B满足以下关系式(1)和(2)：

B-A≥8(1)和

A≥4(2)。

本发明还涉及包括所述固体润滑剂的涂覆装置的成像设备。

附图说明

图1是说明根据本发明的成像设备的第一实施方案的示意结构图。

图2是说明根据本发明的成像设备的第二实施方案的示意结构图。

图3是解释用作清洁单元的清洁刮刀和与所述刮刀接触的感光元件的外周表面的切线之间的角θ的放大示意图。

图4是说明根据本发明的全色成像设备的实例的整体结构的示意结构图。

图5是说明常规成像设备的实例的示意图。

具体实施方式

成像设备

根据本发明的成像设备具有将固体润滑剂施用到潜像支撑元件的特定涂覆装置。潜像支撑元件是感光元件，例如所谓的感光鼓和感光带。下文中，将描述其中固体润滑剂施用到感光鼓的本发明的优选实施方案，但是显然甚至在固体润滑剂施用到感光带时也可获得本发明的有利效果。

参考示出了根据本发明的成像设备的第一和第二实施方案的图1和2，将详细描述根据本发明的成像设备。图1是说明根据本发明的成像设备的第一实施方案的结构的示意图。图2是说明根据本发明的成像设备的第二实施方案的结构的示意图。除了清洁单元75从清洁辊75A变为清洁刮刀75B之外，图2中所示的成像设备10B和固体润滑剂的涂覆装置7B与图1中所示的成像设备10A和固体润滑剂的涂覆装置7A相似。下文中，图2中与图1中相同的附图标记表示相同的元件或相同的含义。成像设备10包括图1中所示的成像设备10A和图2中所示的成像设备10B。固体润滑剂的涂覆装置7包括图1中所示的固体润滑剂的涂覆装置7A和图2中所示的固体润滑剂的涂覆装置7B。清洁单元75包括清洁辊75A和清洁刮刀75B。

根据本发明的成像设备10是具有涂覆装置7的设备，所述涂覆装置7用于将固体润滑剂施用到感光元件并且通常另外至少具有旋转筒状感光元件1、用于对感光元件表面均匀充电的充电单元2、用于通过曝光在感光元件上形成静电潜像的曝光单元3、用于基于静电潜像使调色剂图像显像的显像装置4、和将在感光元件上形成的调色剂图像转印到图像接收元件6上的转印单元5。任何已知的电子照相技术可任意用于在成像设备10中使用的感光元件1、充电单元2、曝光单元3、显像装置4和转印单元5及其他的。

尤其是，感光元件1的感光层可由有机或无机材料制成，但是优选有机材料的感光层。感光层优选为具有电荷产生层和电荷传输层的层叠感光层，更优选具有约1～6μm的厚度的面涂层(OCL)另外形成于其最外表面上。面涂层优选含有分布于其中的平均初级粒径为20～50nm的无机细颗粒。颗粒为表面提供多坑的粗糙度，改善固体滑滑剂的引入和保持特性。无机细颗粒的实例包括氧化硅、氧化铝、和氧化钛等。

感光元件1的圆周速度Vp没有特别限制，但优选相对高的速度，例如0.25至0.8米/秒，尤其是0.3至0.6米/秒。当感光元件以如此高的速度旋转时，成像需要提高充电单元的输出和感光元件的感光度，导致产生图像噪音如图像模糊和图像流动，但是根据本发明，即使以如此高的速度进行成像，也能充分阻止图像噪音的产生。

充电单元2没有特别限制。充电单元的典型实例包括Scorotron充电器，充电刷，和充电辊等，并且如图1和2所示，从均匀充电的度角度看使用不与感光元件表面接触的Scorotron充电器是有利的。

固体润滑剂的涂覆装置

下文中将详细描述固体润滑剂的涂覆装置7。

涂覆装置7具有

待施用到感光元件表面的固体润滑剂71；

供给辊72，放置为与固体润滑剂和感光元件1接触，所述供给辊72通过自身旋转刮掉固体润滑剂并将所刮掉的固体润滑剂施用到感光元件的表面；

施压单元73，用于将固体润滑剂压到供给辊；

平整化单元74，放置为在感光元件的旋转方向Dp上在供给辊下游位置处与感光元件1接触，所述平整化单元74形成供给到感光元件表面的固体润滑剂的薄膜；和

清洁单元75，放置为在感光元件的旋转方向Dp上在供给辊上游位置处与感光元件1接触，所述清洁单元75除去感光元件表面上残余的调色剂并回收感光元件表面上形成的固体润滑剂薄膜。

涂覆装置7刮掉通过施压单元73压向供给辊72的固体润滑剂71，并且将所刮掉的固体润滑剂通过供给辊72施用到感光元件1的表面上，和利用平整化单元74在感光元件1的表面上形成所供给的固体润滑剂的薄膜。在其上已经形成固体润滑剂薄膜的感光元件1的表面上，通过充电单元2进行充电，通过曝光单元3进行曝光，通过显像装置4进行显像和通过转印单元5进行转印，最后通过涂覆装置7的清洁单元75除去留在感光元件表面的调色剂并从感光元件表面回收固体润滑剂的薄膜。

关于在固体润滑剂的这种涂覆-回收过程中在感光元件表面上形成的固体润滑剂薄膜的厚度，当感光元件旋转方向Dp上恰在供给辊72之前的厚度指定为厚度A(nm)并且恰在平整化单元74之后的厚度指定为厚度B(nm)时，则厚度A和B满足以下关系式(1)和(2)：

B-A≥8(1)和

A≥4(2)。

特别优选下列关系式(1′)和(2′)：

50≥B-A≥8(1′)和

30≥A≥4(2′).

为进一步充分阻止图像噪音如图像模糊和图像流动的产生，厚度A和B更优选满足以下关系式(1″)和(2″)：

30≥B-A≥8(1″)和

10≥A≥4(2″)。

关系式(1)、(1′)和(1″)限定B-A，即清洁单元75移除的厚度。关系式(2)、(2′)和(2″)限定A，即在固体润滑剂回收之后和施用之前的厚度。通过控制上述范围内各自的厚度，可以在恰在平整化单元74之后的位置处稳定形成具有厚度B的固体润滑剂薄膜，和有效地恢复固体润滑剂薄膜的劣化表面层区域。结果，感光元件表面上的固体润滑剂被平滑地替换，因此即使在高速下进行成像时，也可以充分阻止图像噪音如图像模糊和图像流动的产生。当B-A太小时，仅略微回收或移除固体润滑剂，使得劣化的固体润滑剂留在感光元件表面上。结果，含在劣化的固体润滑剂中的O₃和NO_x渗入到薄膜之下的感光元件表面，引起感光层的降级然后产生图像噪音如图像模糊和图像流动。如果A太小，即使当固体润滑剂施加到并涂覆在薄膜上，薄膜没有通过平整化单元而平滑地形成，得到具有不均匀厚度B的薄膜。为此，劣化的固体润滑剂没有通过清洁单元而充分回收或移除，含在劣化的固体润滑剂中的O₃和NO_x渗入到薄膜下的感光元件表面，导致感光层的降解，因此产生图像噪音如图像模糊和图像流动。

在未使用(新)的感光元件安装到成像设备10到刚好1000张A4纸在10℃的环境温度和15％的湿度下送入其中并且未成像的过程中要满足关系式，但是通常总是在安装未用的感光元件和大约50张以上的A4纸送入其中之后(无论之后是否进行成像)满足关系式。

在感光元件旋转方向Dp上恰在供给辊72之前的位置处的厚度A是在同一方向Dp上供给辊72的上游和清洁单元75的下游的感光元件表面区域中的固体润滑剂薄膜的厚度。

本说明书中所用的厚度A是在感光元件旋转方向Dp上从感光元件表面与供给辊的接触区域的上游边界线上游5mm处的线(测量线)的值。

在感光元件旋转方向Dp上恰在平整化单元74之后的位置处的厚度B是在相同方向Dp上平整化单元74的下游和显像装置4的上游的感光元件表面的区域中的固体润滑剂薄膜的厚度。

本说明书中所用的厚度B是在感光元件旋转方向Dp上感光元件表面与平整化单元74的接触区域的下游边界线下游5mm处的线(测量线)上的值。

可通过确定前述感光元件表面上的测量线，从成像设备移除感光元件和通过XPS深度剖面测量确定厚度来确定在感光元件表面上形成的固体润滑剂薄膜的厚度。例如，当脂肪酸金属盐用作固体润滑剂时，确定构成盐的金属在深度方向的分布作为脂肪酸金属盐的分布，和确定在测量线上的固体润滑剂薄膜的厚度。具体地，固体润滑剂薄膜的厚度通过使用ULVAC-PHI，INC.制造的分析仪Quantera SXM测量，条件为Al X-Ray输出(单色)100μm²，15W，25kV，并且离子蚀刻在Ar(500V)2mm²条件下进行。溅射率是通过涂覆在硅晶片上形成的薄膜的值。

厚度A可通过调节用作清洁单元75的下述清洁辊75A的摩擦深度、用作清洁单元75的下述清洁刮刀75B的接触压力、或成像过程中清洁辊75A与感光元件1的相对圆周速度的差的绝对值来控制。与安装清洁辊75A使得其与感光元件表面相切的位置相比，清洁辊75A的摩擦深度是清洁辊75A向感光元件轴的逼近距离。清洁辊75A与感光元件1的相对圆周速度的差是与感光元件的圆周速度相比的速度的相对差，其为通过从清洁辊75A的圆周速度减去感光元件的圆周速度而计算的速度差。对于感光元件和清洁辊的圆周速度，感光元件在感光元件和清洁辊之间的接触区域中的旋转方向以正值表示，感光元件旋转方向的相反方向以负值表示。例如，由于感光元件1和清洁辊75A在成像过程中分别以图1中所示方向旋转，如果感光元件1的圆周速度为310mm/秒、清洁辊75A的圆周速度为217mm/秒，则清洁辊75A与感光元件1的速度的相对差表示为″-217-310＝-527′，绝对值为527mm/秒。

例如，如果清洁辊75A的摩擦深度或清洁刮刀75B的接触压力增加，则厚度A变小。如果清洁辊75A的摩擦深度或清洁刮刀75B的接触压力降低，则厚度A变大。

或者，例如，如果成像过程中清洁辊75A与感光元件1的相对圆周速度差的绝对值增加，则厚度A变小。圆周速度的差的绝对值降低导致厚度A增加。

差B-A可通过调节施压单元73的施加压力、平整化单元74的接触压力、清洁辊75A的摩擦深度、清洁刮刀75B的接触压力、或成像过程中清洁辊75A与感光元件1的相对圆周速度差的绝对值来控制。通过调节平整化单元74的接触压力对厚度B的改变是小的，所以平整化单元74的接触压力优选用于精细调节差值B-A。

例如，增加施压单元的施加压力导致厚度B的增加，还导致B-A的增加。减小施压单元的施加压力导致厚度B的减小并因此导致B-A降低。

或者，例如，增加平整化单元的接触压力导致厚度B降低，还导致B-A减小。降低平整化单元的接触压力导致厚度B增加，还导致B-A增加。

或者，例如，增加清洁辊75A的摩擦深度或清洁刮刀75B的接触压力导致厚度A下降和B-A增加。降低清洁辊75A的摩擦深度或清洁刮刀75B的接触压力导致厚度A增加和B-A下降。

或者，例如，成像过程中增加清洁辊75A与感光元件1的相对圆周速度差的绝对值导致厚度A下降和B-A增加。圆周速度差的绝对值降低导致厚度A增加和B-A降低。

固体润滑剂

当作为薄膜存在于感光元件表面上时，固体润滑剂71改善感光元件表面的调色剂释放特性并且防止感光层因O₃和NO_x而降级。构成固体润滑剂的物质的实例包括用于为感光元件提供调色剂释放特性或耐受因O₃或NO_x而降级的常规固体润滑剂，其典型实例包括脂肪酸化合物及其金属盐等。可以仅使用一种化合物，或者也可以组合使用两种或更多种化合物。脂肪酸化合物的典型实例包括硬脂酸、十七烷酸、棕榈酸、十五烷酸、肉豆蔻酸、十三烷酸、月桂酸、山萮酸、蜂花酸、花生酸、真珠酸(正十七烷酸)、花生酸、巴豆酸、油酸、反油酸、神经酸等。可构成脂肪酸金属盐化合物的金属的金属实例通常包括锌、钡、钙、镁、钠、钾、铝、锂、铍、银、铁、和铜等。优选的固体润滑剂为例如硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸锂、硬脂酸镁、和月桂酸锌等。

固体润滑剂71通过熔融脂肪酸化合物或其金属盐，将熔融化合物倒入模具中并冷却化合物而制备。固体润滑剂的形状通常为长方形。

固体润滑剂71通常通过双面胶等粘合到例如金属板的润滑剂固定元件711而使用。

供给辊

供给辊72是安装为与固体润滑剂71和感光元件1接触的辊。供给辊72通过自身旋转刮掉固体润滑剂71并将所刮掉的固体润滑剂供给到感光元件1的表面上。供给辊72可以是任何形状，只要其具有辊形状即可，可为例如刷辊或泡沫辊。从刮掉固体润滑剂量的稳定性的角度看，优选使用环状刷辊。当使用泡沫辊时，优选具有每25mm 20至300个泡孔数和如根据JIS K6400测量的40至430N的泡沫硬度的单泡孔聚氨酯泡沫。

刷辊是具有至少在表面上的刷区域的辊，通常，其为具有在轴向轴721的圆周表面上的刷区域722的辊，如图1和2所示。可能需要额外的层，例如轴向轴和刷区域之间的基础织物层。

刷辊的轴向轴721没有特别限制，只要其可支撑其上的刷区域722即可，例如可以使用金属如铁、铝或不锈钢或者非金属材料如树脂的圆筒状元件。

刷区域具有通常植于基础织物上的突起硬毛。突起硬毛包含分散于树脂中的导电物质，可为直形或环形。从供给固体润滑剂的效率的角度出发，用作供给辊72的刷辊的刷区域优选具有环形。用于突起硬毛的树脂的实例包括合成树脂如聚酯、人造丝和丙烯酸树脂。导电物质为例如炭黑。

突起硬毛的直径、电阻和刷子填充密度没有特别限制，只要能实现本发明的目的即可，但是通常，直径为1d至11d，尤其为2d至8d；电阻为1×10⁵至1×10¹³Ω，尤其为1×10¹¹至1×10¹²Ω；刷子填充密度为70至240kF/英寸²，尤其为70至120kF/英寸²。

使用的突起硬毛的电阻通过以下方法确定：从刷子上切下长度为0.6mm的突起硬毛的样品，并分别用固定器在离端部0.2mm和0.5mm的点处固定。在固定器之间向突起硬毛施加电压(5V/mm)，其电阻R通过使用电子超高欧姆表测定。由R和L计算接触电阻率R′，由突起硬毛的横截面积S计算电阻率。

在感光元件1与固体润滑剂71不互相接触的情况下，刷区域的厚度(突起硬毛的长度)优选为1.0至3.0mm，尤其优选2.0至2.5mm。

泡沫辊是至少在表面上具有泡沫层的辊，通常在轴向轴721的圆周表面上具有泡沫层722，如图1和2所示。可能需要另外的层，例如在轴向轴和泡沫层之间的粘合剂层。

泡沫辊的轴向轴721与刷辊的相同。

泡沫层是含有分散于其中的泡孔(气泡)的弹性层，也称为闭泡孔泡沫。橡胶用作泡沫层的材料。橡胶的实例包括：聚氨酯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、氢化丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、天然橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇均聚物橡胶、氢化丁腈橡胶、氯化的聚乙烯、混合的硅氧烷-乙烯-丙烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。优选聚氨酯橡胶、硅橡胶和氟橡胶。这些橡胶可单独使用或者两种或更多种组合使用。

泡沫层通常是含有分散于其中的导电物质的导电层。使用的导电物质在分散时是与刷辊的突起硬毛中使用的导电物质相似的导电物质。

泡沫层的电阻没有特别限制，只要能实现本发明的目的即可，但是通常，其为10⁶至10¹²Ω，尤其10⁸至10¹⁰Ω。

泡沫层的电阻是通过以下方法确定的值：用于测量的辊放在用作电极的铜板上，测量当在轴的端部施加总负载2kg和在轴与铜板之间施加100V的DC电压时观察到的电流。电阻通过下式计算：

电阻(Ω)＝100(V)/电流(A)。

在感光元件1与固体润滑剂71不互相接触的情况下，泡沫层的厚度优选为2至6mm，尤其优选3至5mm。

在图1和2中，供给辊72在与感光元件1的接触区域中以与感光元件1相同的方向(正向)旋转，但是旋转方向不限于此，其可以以与感光元件1相反的方向(反向)旋转。从润滑剂供给稳定性的角度看，供给辊72优选在与感光元件1的接触区域中以与感光元件1相同的方向(正向)旋转。

相对于感光元件的圆周速度Vp(m/秒)而言，供给辊72的圆周速度Vs(m/秒)通常优选为0.5Vp至0.9Vp，尤其优选0.6Vp至0.8Vp。

供给辊72进入感光元件1的摩擦深度通常优选为0.3至1.0mm，尤其优选0.5至0.8mm。相对于供给辊72安装的位置而言，供给辊72的摩擦深度是其在向感光元件轴的方向的接近距离，因此其与感光元件表面相切。

为防止调色剂污染，通常优选向供给辊72施加具有100至300V绝对值和与显像装置4中的调色剂的电荷极性相同的极性的DC电压。尤其是，当使用下述预备充电单元76时，因为残余调色剂通过预备充电单元调节为与显像装置4中的调色剂的电荷极性不同的电荷极性，优选向其施加具有上述范围内的绝对值和具有与显像装置4中的调色剂的电荷极性相同极性的DC电压。

显像装置4中调色剂的电荷极性是在形成显像装置4的显像辊41上的调色剂薄层的调色剂的电荷极性，其可以通过已知的测量电荷量的方法如吹脱法分析构成调色剂薄层的调色剂来进行检测。

施压单元

施压单元73没有特别限制，只要其能将固体润滑剂71压向供给辊72即可，并且通常使用弹簧、或泡沫元件等。施压单元73通常固定到不动的壁如外壳上，用于随着固体润滑剂的消耗沿向泡沫辊72的方向移动固体润滑剂。

施压单元73的施加压力通常可为0.3至7N/m。

本说明书中使用的施压单元的施加压力是通过下列方法测定的值：当固体润滑剂71被施压单元73压向供给辊72时，通过使用推拉力计测量由施压单元73沿朝向固体润滑剂71相反侧的方向施加的力。

平整化单元

平整化单元74安装为在感光元件的旋转方向在供给辊72的下游位置处与感光元件接触，具体地在供给辊72的下游和充电单元2的上游，所述平整化单元74在感光元件表面上形成施用的固体润滑剂的薄膜。因此，通过供给辊72施用到感光元件表面上的固体润滑剂在感光元件1的表面和平整化单元74之间的接触区域(磨损区)平整化，在感光元件表面上得到膜。

平整化单元74对感光元件1的接触压力通常为10至40N/m，尤其优选15至30N/m。

本说明书中使用的平整化单元74对感光元件1的接触压力是通过以下方法测定的值：

平整化元件对以与感光元件1相同的形状制备的加压元件的接触压力是利用置于加压元件上的变形仪测定的。

橡胶材料的非泡沫板用作平整化单元74，板安装为其一端与感光元件接触，如图1和2所示。在图1和2中，平整化单元74以沿着感光元件旋转方向Dp(正向)的方向安装，但是安装方向不限于此，其可以例如以与感光元件旋转方向Dp相反的方向(反方向)安装。

用于平整化单元74的橡胶材料为例如与用于供给辊72的泡沫辊的泡沫层相似的橡胶材料。有利的用于平整化单元的橡胶材料的实例包括聚氨酯橡胶、硅橡胶和氟橡胶。平整化单元的厚度通常为1.5至3mm。

清洁单元

清洁单元75为清洁辊75A或清洁刮刀75B。

如图1所示，清洁辊75A通过自身旋转移除感光元件表面上的残余调色剂并刮掉和回收感光元件表面上的固体润滑剂薄膜。

如图2所示，清洁刮刀75B与感光元件表面接触而移除感光元件表面上的残余调色剂并回收感光元件表面上的固体润滑剂薄膜。

清洁单元75安装为在感光元件旋转方向Dp上在供给辊72上游的位置处与感光元件1接触，尤其在供给辊72上游和转印单元5下游的位置处与感光元件1接触。

清洁辊

清洁辊75A具有辊的形状，并可以为例如刷辊或泡沫辊。为减小清洁辊的驱动转矩和感光元件的摩擦损失，优选刷辊。清洁辊75A的概念包括刷辊和泡沫辊。

用作清洁辊75A的刷辊至少在表面上具有刷区域，并通常具有在轴向轴751的圆周表面上的刷区域752，如图1所示。可能需要另外的层，例如位于轴向轴与刷区域之间的基础织物层。

与作为供给辊72举例说明的刷辊相似的刷辊可用作清洁辊75A的刷辊，其可以与实际用作供给辊72的刷辊相同或不同。

有利地作为清洁辊75A的刷辊在刷区域中具有为直形形状的硬毛。

用作清洁辊75A的泡沫辊至少在表面上具有泡沫层，并通常在轴向轴751的圆周表面上具有泡沫层752，如图1所示。可能需要另外的层，例如形成于轴向轴与泡沫层之间的粘合剂层。

用作清洁辊75A的泡沫辊是与作为供给辊72而举例说明的相似的泡沫辊，其可以与实际用作供给辊72的泡沫辊相同或不同。

在图1中，清洁辊75A在与感光元件1的接触区域中以与感光元件1相反的方向(反方向)旋转，但是旋转方向不限于此，其可以与感光元件1相同的方向(正向)旋转。由于刮掉润滑剂的功能，清洁辊75A优选在与感光元件1的接触区域中以与感光元件1相反的方向旋转。

清洁辊75A与感光元件的相对速度差的绝对值可为例如500至800mm/秒。

清洁辊75A进入感光元件1的摩擦深度通常为0.3至2.0mm，尤其优选0.5至1.5mm。

为加速清洁残余的调色剂，通常，具有绝对值为100至500V，尤其200至400V和具有与显像装置中调色剂的电荷极性相同极性的DC电压优选施加到清洁辊75A。显像装置中的调色剂的电荷极性，是在形成显像装置4的显像辊41的调色剂薄层的调色剂电荷极性，其可以通过测量电荷量的已知方法如吹脱法来分析构成调色剂薄层的调色剂进行检测。调色剂通常通过转印单元5充电至与显像装置中的调色剂不同的电荷极性，并且由于残余调色剂具有这种电荷极性，当对清洁辊施加DC电压时，残余调色剂通过清洁辊电移除。优选额外施加大小为200至500V，尤其是300至470V，和频率70至130Hz，尤其是90至115Hz的AC电压至清洁辊75A，用于进一步加速移除残余的调色剂。

为避免调色剂沉积在清洁辊75A上以通过清洁辊充分刮掉和回收在感光元件表面上固体润滑剂薄膜，清洁辊75A的表面优选用震动(flicker)单元753刮掉。尤其是当清洁辊为刷辊时，优选安装震动单元，这是由于调色剂沉积在没有震动单元的刷辊上，抑制充分刮掉和回收固体润滑剂薄膜，从而不能满足以上关系式。

震动单元753通常为金属薄板。用于制备震动单元的金属的实例包括铁、不锈钢等。作为震动单元的金属薄板的厚度通常为1.0至3.0mm，尤其优选1.5至2.0mm。

优选地，当安装震动单元753和向清洁辊75A施加DC电压时，优选对震动单元施加具有与显像装置中的调色剂的电荷极性相同极性并且具有大于施加到清洁辊的绝对电压值例如-100至-500V，尤其是-300至-500V的DC电压。这样，通过震动单元有效移除沉积在清洁辊上的调色剂。

清洁刮刀

清洁刮刀75B是至少在与感光元件1的接触区域中具有由弹性材料制成的弹性层的板状元件。清洁刮刀75B的典型实施例包括仅为弹性材料的弹性层的板状元件，或者具有在金属基板上形成的弹性材料的弹性层的板状元件等。

如图2所示，清洁刮刀75B安装为与感光元件在一端接触。尤其是当清洁刮刀75B为具有在金属基板上形成的弹性层的板状元件时，安装板状元件以使得弹性层与感光元件表面接触。

在图2中，清洁刮刀75B安装在朝向与感光元件旋转方向Dp相反的方向(反方向)的位置处，但是安装方向不限于此，其可安装在沿着感光元件旋转方向Dp的方向(正向)。即使当清洁刮刀75B安装在任何方向时，清洁刮刀75B和在与感光元件的轴向垂直的横截面中与刮刀接触的感光元件表面上的切线之间的角θ(见图2)优选为10至40°，尤其优选12至15°。特别地，当清洁刮刀75B安装在与感光元件旋转方向Dp相反的方向(反方向)时，角θ优选在上述范围内，以改善清洁效率。特别地如图3中所示，角θ是与感光元件1接触不变形的清洁刮刀75B的平板形区域755的线与在与感光元件1的轴向垂直的横截面上沿方向Dp在最下游位置处与刮刀接触的感光元件表面区域15的切线L之间的角。

构成清洁刮刀75B的弹性层的弹性材料是例如与构成供给辊72的泡沫辊的泡沫层的橡胶材料相似的材料。有利的用于清洁刮刀的橡胶材料包括聚氨酯橡胶、硅橡胶和氟橡胶。

在清洁刮刀75B中弹性层的厚度通常为1.0至3.0mm，尤其为1.5至2.0mm。

弹性层通常含有分散于其中的导电物质，因此导电。与分散于刷辊的突起硬毛中的导电物质相似的材料可用作导电物质。

弹性层的电阻没有特别限制，只要实现本发明的目的即可，通常为10⁸至10¹³Ω，

仅由弹性层制成的清洁刮刀75B可通过传统已知制造方法制备。例如，当清洁刮刀75B由聚氨酯橡胶制成时，其可通过利用聚氨酯弹性体制备预聚物，加入固化剂和根据需要的催化剂和导电物质，在特定模具中使混合物交联，在烘箱中后交联树脂和放置在室温下老化所得树脂。聚氨酯弹性体通常由多元醇组分(例如聚己二酸乙二醇酯或聚己内酯)和多异氰酸酯组分(如4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)制备。

高分子量多元醇和低分子量多元醇可用作多元醇组分。

每分子具有两个或更多个羟基并具有300至4000的数均分子量的多元醇用作高分子量多元醇。使用的高分子量多元醇的典型实例包括：通过亚烷基二醇和脂肪族二元酸缩合制备的聚酯多元醇；包括由亚烷基二醇和己二酸制备的聚酯多元醇的聚酯基多元醇，例如己二酸乙二醇酯多元醇、己二酸丁二醇酯多元醇、己二酸己二醇酯多元醇、己二酸乙二醇丙二醇酯多元醇、己二酸乙二醇丁二醇酯多元醇和己二酸乙二醇新戊二醇酯多元醇；聚己内酯基多元醇，例如通过己内酯的开环聚合获得的聚己内酯的酯多元醇；聚醚基多元醇，例如聚氧四亚甲基二醇和聚环氧丙烷二醇等。

使用的低分子量多元醇是每分子具有两个或更多个羟基并具有150至300的数均分子量的多元醇。低分子量多元醇的典型实例包括：二价醇例如1，4-丁二醇、乙二醇、新戊二醇、对苯二酚-双(2-羟乙基)醚、3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷和4，4′-二氨基二苯甲烷；和三价或更高多价醇例如1，1，1-三羟甲基丙烷、甘油、1，2，6-己烷三醇、1，2，4-丁烷三醇、三羟甲基乙烷、1，1，1-三(羟基乙氧基甲基)丙烷、双甘油和季戊四醇。

使用的聚异氰酸酯组分是每分子具有2个或更多个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯。聚异氰酸酯组分的典型实例包括MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)和HDI(1，6-己烷二异氰酸酯)。

多元醇的共混率优选为在聚氨酯中60至80重量％，和聚异氰酸酯的共混率相对于100重量份的聚氨酯优选为30至80重量份。

在聚氨酯橡胶制造领域中传统用作固化或交联剂的化合物可用作固化剂。典型的固化剂实例包括三醇、和短链二醇等。

相对于总共100重量份的多元醇组分和聚异氰酸酯组分，固化剂的含量通常优选为0.01至1重量份。

在基板上形成的具有弹性层的清洁刮刀75B可通过在弹性层板的基板上热熔融粘合剂制备，除了模制为具有特定厚度的弹性层之外，制备方法与上述仅具有弹性层的清洁刮刀75B的制造方法相似。

清洁刮刀75B对感光元件1的接触压力通常优选为10至40N/m，尤其优选20至40N/m。

本说明书中所用的清洁刮刀75B对感光元件1的接触压力是通过与平整化单元对感光元件的接触压力相似的方法获得的值。

清洁刮刀75B的弹性层的硬度优选为60至85°，尤其优选70至80°，其冲击弹性优选为20至50％，尤其优选25至40％。

所用弹性层的硬度是根据JIS K6253获得的值。

所用弹性层的冲击弹性是根据JIS K6255获得的值。

清洁单元(清洁辊/清洁刮刀)

为有效减小清洁单元75的驱动力，优选在感光元件表面和清洁单元75之间的空间施用研磨剂。使用的研磨剂是具有500至2000nm、尤其是800至1000nm的初级平均粒径的有机或无机细颗粒，其典型实例包括金属氧化物如氧化硅、氧化铝和氧化钛；金属碳酸盐如碳酸钙；金属磷酸盐如磷酸钙；金属硫化物如硫化钼；无机氟化物如石墨氟化物；无机氮化物如氮化硼；碳如石墨；玻璃等。这些研磨剂可单独使用或者作为两种或更多种的混合物使用。

由于研磨剂简单地从外部加入到调色剂，然后供给到感光元件表面和清洁单元75之间的空间，所以研磨剂可传送到感光元件表面上。

尤其当清洁单元75为清洁刮刀75B时，研磨剂优选至少在清洁刮刀75B中与感光元件1接触的区域中分散于弹性材料中。可以通过利用这种清洁刮刀将研磨剂供给到感光元件表面和清洁单元75之间的空间，并因此有效降低清洁刮刀的驱动力。例如可通过在清洁刮刀的制造过程中将研磨剂添加到原材料混合物中并分散在其中的方法将研磨剂分散于清洁刮刀75B中与感光元件1接触的区域中。具体地，根据上述方法，含有添加的研磨剂的原材料混合物在特定模具中交联，在烘箱中后交联然后静置老化。在一种替代方法中，当研磨剂施用到对应于与感光元件的接触区域的模具区域之后，原材料混合物可送入模具中，然后通过上述方法对混合物进行交联、后交联和静置老化。或者可选地，在制备清洁刮刀之后，可以使用通过浸渍、丝网印刷、喷涂或滚涂方法将研磨剂沉积到对应于在清洁刮刀表面与感光元件接触区域的区域的方法。尤其优选使用在清洁刮刀制造过程中添加和分散研磨剂的方法或浸渍方法。

清洁刮刀75B与感光元件1的接触区域中的研磨剂含量相对于100重量份弹性体材料优选为0.1至5重量份，尤其优选0.5至3重量份。

为更有效移除感光元件表面上的残余调色剂，优选额外将用于对感光元件放电的预备充电单元76安装在感光元件旋转方向Dp上的清洁单元75的上游位置。具体地，预备充电单元76安装在感光元件旋转方向Dp上的清洁单元75的上游和转印单元5的下游的位置处。因为残余调色剂由预备充电单元充电并且感光元件表面上的残余调色剂的电荷极性被均匀化，所以可进一步更有效地移除感光元件表面上的残余调色剂。

通常，对转印单元5施加具有与显像装置4中调色剂的电荷极性不同的极性的DC电压，未转印的残余调色剂充电为这种极性，但是残余调色剂的电荷极性不均匀。为此，通过预备充电单元76将残余调色剂的电荷极性调节为与显像装置中的调色剂的电荷极性不同的极性。通常，对预备充电单元施加具有与显像装置中的调色剂的电荷极性不同的极性并且使得电流绝对值为400至1500μA、尤其为600至1000μA的DC电压。优选对预备充电单元另外施加大小为400至800μA、尤其是500至700μA，和频率为1至3kHz、尤其是1.8至2.4kHz的AC电压，以进一步加速移除残余调色剂。

全色成像设备

根据本发明的成像设备10可应用于全色成像设备中的成像单元。图4的示意结构图中示出了根据本发明的全色成像设备的实施例。图4中所示的全色成像设备20中的各个成像单元(10Y、10M、10C和10Bk)具有图1或2中所示的成像设备10A或10B的结构。

图4中所示的全色成像设备20具有用于以各种不同颜色成像的成像单元(10Y、10M、10C和10Bk)，由至少两个张力辊绷紧的中间转印元件24(图中21、22和23)，用于将在成像单元中形成的图像转印到中间转印元件24的初级转印辊(5Y、5M、5C和5Bk)，用于将在中间转印元件24上转印并形成的全色图像转印到记录介质26的二级转印辊27，和用于除去残留在中间转印元件上的调色剂的清洗单元28。

在图4所示的全色成像设备20中，在各成像单元中形成的调色剂图像(10Y、10M、10C或10Bk)通过初级转印辊(5Y、5M、5C或5Bk)初级转印到中间转印元件24上，并且这些调色剂图像叠加在中间转印元件上，得到全色图像。转印到中间转印元件24表面上的全色图像通过二次转印辊27全部二次转印到记录介质26如纸上，转印到记录介质上的全色图像穿过定影单元(图中未示出)，得到在记录介质上的全色图像。另一方面，用清洁单元28移除残留在中间转印元件上的残余调色剂。

实施例

实验实施例A

具有图4所示结构的全色打印机(bizhub C650；Konica MinoltaBusiness Solutions Japan Co.，Ltd.的产品)改变为具有下图1中所示结构的成像单元(10Y、10M、10C和10Bk)。除非另有说明，否则使用打印机的标准设备。

图1中所示的(新)感光元件1具有层叠状有机感光层，其具有电荷产生层和电荷传输层，以及额外作为最外层形成的具约3μm厚度的聚碳酸酯面涂层(OCL)。粒径为40nm的氧化硅分散于面涂层中。感光元件1的圆周速度Vp为0.31米/秒。

Scorotron充电器用作充电单元2。

显像装置4中调色剂的电荷极性是负的。

控制转印单元5以通过30μA的电流。

通过熔融和模制硬脂酸锌粉末制备的固体润滑剂用作固体润滑剂71。

所用的供给辊72是依次具有基础织物层(厚度：0.5mm)和形成于其外周表面上的刷区域722的铁轴向轴721(外径：6mm)的辊。在刷区域中的突起硬毛是含炭黑的环形聚酯长丝，其直径为4旦尼尔，其电阻为1×10¹²Ω，刷填充密度为70kF/英寸²。当刷辊不与感光元件1和固体润滑剂71接触时，刷区域的厚度(突起硬毛的长度)为2.5mm。供给辊72的圆周速度Vs为210mm/秒。对供给辊72施加-300V的DC电压。

弹簧用作施压单元73。

所用平整化单元74是加工成厚度2mm的片状的聚氨酯橡胶。

所用清洁单元75是尼龙硬毛刷辊。清洁单元75具有400mm/秒的圆周速度，以与感光元件相同的方向旋转(所谓的反向旋转)。对清洁单元施加-300V的DC电压。

所用震动单元753是不锈钢薄板。对震动单元753施加-500V的DC电压。

其不具有预备充电单元76。

实施例/对比实施例；评估

上述打印机的各参数设为表1中所示的特定值。然后，1000张A4纸在10℃的环境温度和15％的湿度下送入打印机而不成像，随即，通过上述方法测量厚度A和B。随着在三个水平改变充电单元2的输出，重复该操作和测量。测量充电单元2和感光元件1之间空间中的O₃浓度。

然后，在状态保持15分钟之后，输出半色调图像，并且评价所获得图像中的图像噪音。

在对比实施例A10中，不使用固体润滑剂、供给辊、施压单元和平整化单元。

图像噪音

○；完全没有产生图像模糊或图像流动；

△；在仔细观察时以可注意到的水平产生一些图像模糊或图像流动(实际中引起问题)；

×；在可轻易注意到的水平产生图像模糊或图像流动(实际中引起问题)。

实验实施例B

具有图4所示结构的全色打印机(bizhub C650；Konica MinoltaBusiness Solutions Japan Co.，Ltd.的产品)改变为具有下图2中所示结构的成像单元(10Y，10M，10C和10Bk)。除非另有说明，否则使用打印机的标准设备。

图2中的感光元件1、充电单元2、显像装置4、转印单元5、固体润滑剂71、供给辊72、施压单元73、平整化单元74与实验实施例A中相同。

所用清洁单元75是具有弹性体层的清洁刮刀，所述弹性体层由100重量份聚氨酯橡胶、0.1重量份二氧化硅(初级平均粒径：500nm)和1重量份炭黑在金属基板上制造。弹性体层的厚度为2mm，硬度为75°，冲击弹性为40％。以弹性体层与感光元件表面接触的方式使用清洁刮刀。

其不具有预备充电单元76。

实施例/对比实施例；评估

除了上述打印机的各参数设定为表2中所示的特定值之外，通过与实验实施例A相似的方法进行评价。

在对比实施例B1中，不使用固体润滑剂、供给辊、施压单元和平整化单元。

在对比实施例B2中，具有图4所示结构的打印机(bizhub C650；Konica Minolta Business Solutions Japan Co.，Ltd.的产品)改变为具有下图5所示结构的成像单元(10Y，10M，10C和10Bk)。除非另有说明，使用打印机的标准设备。

图5中的感光元件101、充电单元102、显像装置104、转印单元105、固体润滑剂107、供给辊106、施压单元109和清洁刮刀108分别与实验实施例A中的感光元件1(未使用的)、充电单元2、显像装置4、转印单元5、固体润滑剂71、供给辊72、和施压单元73以及实验实施例B中的清洁单元75(清洁刮刀)相同。

发明效果

根据本发明的固体润滑剂的涂覆装置可以充分防止图像噪音如图像模糊和图像流动的产生，即使在高速进行成像时也是如此。还能够延长感光元件的寿命。

Claims (14)

1.一种固体润滑剂的涂覆装置，包括：

待施用到潜像支撑元件的表面的固体润滑剂；

供给辊，安装为与所述固体润滑剂和所述潜像支撑元件接触，所述供给辊通过自身旋转刮掉所述固体润滑剂并将所刮掉的固体润滑剂供给到所述潜像支撑元件的表面；

施压单元，用于将所述固体润滑剂压向所述供给辊；

平整化单元，安装为在所述潜像支撑元件的旋转方向上在所述供给辊的下游位置处与所述潜像支撑元件接触，所述平整化单元在所述潜像支撑元件表面上形成所供给固体润滑剂的薄膜；和

清洁单元，安装为在所述潜像支撑元件的旋转方向上在所述供给辊的上游位置处与所述潜像支撑元件接触，所述清洁单元除去所述潜像支撑元件表面上的残余调色剂并回收所述潜像支撑元件表面上的所述固体润滑剂薄膜，其中，

在所述潜像支撑元件的旋转方向上恰在所述供给辊之前的潜像支撑元件表面上形成的固体润滑剂薄膜的厚度指定为厚度A(nm)并且恰在所述平整化单元之后的厚度指定为厚度B(nm)时，所述厚度A和B满足以下关系式(1)和(2)：

B-A≥8     (1)和

A≥4       (2)。

2.根据权利要求1的固体润滑剂的涂覆装置，其中所述清洁单元为用于通过自身旋转移除残余调色剂并回收所述固体润滑剂薄膜的清洁辊。

3.根据权利要求1的固体润滑剂的涂覆装置，其中所述清洁单元为与所述潜像支撑元件表面接触的用于移除所述残余调色剂并回收所述固体润滑剂薄膜的清洁刮刀。

4.根据权利要求1至3中任一项的固体润滑剂的涂覆装置，还包括在所述潜像支撑元件的旋转方向上在所述清洁单元的上游位置处对所述潜像支撑元件放电的预备充电单元。

5.根据权利要求4的固体润滑剂的涂覆装置，其中对所述预备充电单元施加DC电压。

6.根据权利要求1或2的固体润滑剂的涂覆装置，其中在所述潜像支撑元件表面和所述清洁单元之间的空间供给研磨剂。

7.根据权利要求3的固体润滑剂的涂覆装置，其中在所述清洁刮刀中至少在与所述潜像支撑元件接触的区域中的弹性材料中分散有研磨剂。

8.根据权利要求1的固体润滑剂的涂覆装置，其中所述厚度A和B满足以下关系式(1′)和(2′)：

50≥B-A≥8     (1′)和

30≥A≥4       (2′)。

9.根据权利要求1的固体润滑剂的涂覆装置，其中所述厚度A和B满足以下关系式(1″)和(2″)：

30≥B-A≥8    (1″)和

10≥A≥4      (2″)。

10.根据权利要求1的固体润滑剂的涂覆装置，其中对所述供给辊施加具有与在显像装置中的调色剂的电荷极性相同的极性的DC电压。

11.根据权利要求2的固体润滑剂的涂覆装置，其中对所述清洁辊施加具有与在显像装置中的调色剂的电荷极性相同的极性的DC电压。

12.根据权利要求7的固体润滑剂的涂覆装置，其中在所述清洁刮刀与所述潜像支撑元件的接触区域中的所述研磨剂的含量相对于100重量份的所述弹性材料为0.1至5重量份。

13.一种成像设备，包括根据权利要求1所述的固体润滑剂的涂覆装置。

14.一种用固体润滑剂涂覆潜像支撑元件的表面的方法，包括：

通过安装为与固体润滑剂和潜像支撑元件接触的供给辊的自身旋转，刮掉所述固体润滑剂并将所刮掉的固体润滑剂供给到所述潜像支撑元件的表面；

通过施压单元将所述固体润滑剂压向所述供给辊；

通过平整化单元在所述潜像支撑元件表面上形成所供给的固体润滑剂的薄膜，所述平整化单元安装为在所述潜像支撑元件的旋转方向上在所述供给辊的下游位置处与所述潜像支撑元件接触；和

通过清洁单元除去所述潜像支撑元件表面上的残余调色剂并回收所述潜像支撑元件表面上的固体润滑剂薄膜，所述清洁单元安装为在所述潜像支撑元件的旋转方向上在所述供给辊的上游位置处与所述潜像支撑元件接触，其中

在所述潜像支撑元件的旋转方向上恰在所述供给辊之前的所述潜像支撑元件表面上形成的固体润滑剂薄膜的厚度指定为厚度A(nm)并且恰在所述平整化单元之后的厚度指定为厚度B(nm)时，所述厚度A和B满足以下关系式(1)和(2)：

B-A≥8     (1)和

A≥4       (2)。

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