JP2000098838A

JP2000098838A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2000098838A
Application number: JP10264527A
Authority: JP
Inventors: Akiyo Nakajima; 章代中嶋; Shigeto Kojima; 成人小島; Hiroshi Nagame; 宏永目; Hirota Sakon; 洋太左近; Ryuta Takechi; 隆太武市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】潤滑剤として機能を十分発揮すると共に、低
コストで潜像担持体の長寿命化が可能となる画像形成方
法を提供する。【解決手段】少なくとも、潜像担持体およびこの潜像
担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可
視像とする現像工程と、該潜像担持体上に形成されたト
ナー像を転写材に転移させて付着させる転写工程と、上
記転写工程後、該潜像担持体上に残留したトナーを清掃
するクリーニング工程とを含む電子写真方式を用いた画
像形成プロセスを前提とし、上記潜像担持体上に潤滑剤
としてフッ素樹脂を供給して該潜像担持体の表面摩擦係
数を低減させて潜像担持体を長寿命化する画像形成方法
において、上記潤滑剤としてフッ素樹脂の多孔質体を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成方法に関
し、さらに詳しくは、電子写真プロセスによる画像形成
に用いられる潜像担持体の長寿命化を可能にして良好な
画像を得るための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタや複写機あるいはファクシミリ
装置などの電子写真プロセスを用いる画像形成装置にお
いては、例えば、黒色などの単一色の画像を対象とする
場合で説明すると、ドラム状とされた像担持体に相当す
る感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給さ
れるトナーにより可視像処理されると、そのトナー像が
普通紙等の転写材に対して転写装置により静電転写する
転写工程が実行される。

【０００３】転写工程後の感光体は、クリーニング装置
に有するゴムブレードなどによって余剰トナーがクリー
ニングされ、除電後、再度、帯電装置によって一様帯電
されて画像形成に備えられる。転写後の転写材は定着装
置に向け搬送され、そこで定着されて排出される。

【０００４】近年では、複写機、ファクシミリ装置ある
いはプリンタ装置等の複合機能を備えた画像形成装置が
提供されてきており、このような画像形成装置の小型化
および高耐久化（メンテナンスフリー化）、画質の高安
定化および低コスト化が要求されてきている。このた
め、画像形成装置に用いられる感光体として、薄膜感光
体を備えることで小型化を達成することも提案されてい
るが、感光体が薄膜であるが故に長期間使用した場合に
表面の摩耗や削れにより感光体としての帯電特性を維持
できなくなる虞があった。従来、感光体表面の摩擦係数
を低減して摩耗を防止するための方法として、感光体表
面に潤滑剤を供給することが提案されている。潤滑剤と
して用いられる材料は、各種ワックスや脂肪酸金属塩な
どからなる固体や粉体が多かった。このため、これら物
質が温度の影響により流動性が変化することが原因し
て、感光体表面に均一に供給することが困難な場合があ
った。過剰に供給された場合には感光体の地肌部の付着
トナーが増加したり画像部の文字画像への付着量が低下
する等の不具合が発生し、また、供給量が少なすぎる
と、潤滑剤が柔らかく摩耗しやすい性質であることから
フィルミング層や斑点の発生原因であるトナー中での微
粉末が感光体に付着するのを防止するという効果を持続
できなくなる。さらに、少量の均一塗布ができないと、
塗布ムラが生じ異物が付着したりクリーニングブレード
の巻き込み原因となる。感光体表面の摩耗を防止するた
めの潤滑剤として、感光体表面層あるいは保護層にフッ
素樹脂粉体を含有させる方法を用いることが知られてい
る（例えば、特開平６−２３０５９号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フッ素樹脂粉体には分
散性、凝集性に問題があり、均一で平滑な膜形成を行う
ことが困難であった。そのため、画像ムラやピンホール
などの欠陥画像が得られることが多かった。また、フッ
素樹脂粉体は結着剤粒子に分散されて構成されており、
初期状態では感光体表面に露出していないために結着剤
粒子の摩擦係数がそのまま感光体の表面摩擦係数に該当
してしまい、フッ素樹脂を添付した効果が現れにくかっ
た。さらに、フッ素樹脂粉体の場合には屈折率が小さい
ために光り散乱が生じやすく、この結果、書き込み装置
からの光照射による潜像が劣化し易いという問題があっ
た。感光体表層にフッ素樹脂粉体を含有される代わりに
トナーを始めとする現像剤中にフッ素樹脂を内添若しく
は外添させる方法もある。しかし、この方法では、潤滑
剤の存在によりトナーの帯電量が減少し、感光体に対し
て必要な量を供給できなくなったり、あるいは、感光体
上で現像剤が滑りやすくなることで画像濃度の低下を招
く虞がある。

【０００６】一方、上述した現像剤を対象とした内添あ
るいは外添に代えて、クリーニングブレードを潤滑性の
よいポリエチレンやポリテトラフルオロエチレン等を用
いて構成する方法や、クリーニング部に用いられるトナ
ーの掻き取り部材であるファーブラシを潤滑性物質で被
覆する方法もあるが、前者の方法では、クリーニングブ
レードの潤滑性が向上する反面、エッジ部が摩耗し易い
ためにクリーニング特性が劣化してしまうという新たな
不具合が発生し、後者の方法では、被覆が破れやすく、
短期間でクリーニング特性が低下することが判ってい
る。

【０００７】本発明者は、感光体の摩耗原因である表面
摩擦係数の変化が感光体と接触する周辺機器との関係に
あることに着目し、特に、感光体表層の削れに一番大き
く影響するのがクリーニングブレードであることを確認
した。感光体表層の摩耗原因には、クリーニング部での
感光体表面とブレードとの間に生じる剪断力による摩耗
とクリーニング対象であるトナーが研磨剤の働きをする
ことによる摩耗とがある。このような原因による摩耗の
発生頻度を左右する要因としては、感光体の構造上の強
さ、クリーニングブレードの当接条件、トナー粒子の組
成および感光体の表面摩擦係数がある。

【０００８】上記要因のなかで感光体の表面摩擦係数を
低減する場合、感光体に潤滑剤を供給することや感光体
特性保護のために各種安定剤を供給することが考えら
れ、この方法によれば次の利点が得られる。第１に不要
なトナーの付着を防止して地肌汚れのない画像が得られ
る、第２に潤滑剤の塗布および掻き取りが可能になるこ
とで常に感光体表面がリフレッシュされて感光体の寿
命、ひいては画像形成装置自体の寿命を長くでき、コス
トダウンが図れる、第３に潜像担持体上での非画像部に
余分なトナーが付着するのを防止してトナーの消費量の
低減、トナーの有効活用および省資源化が達成できるこ
となどである。

【０００９】このような利点を得るために、感光体への
潤滑剤を供給する場合として、上述したように潤滑剤を
用いることが考えられるが、この潤滑剤の成形前に潤滑
剤の粘着性を高めるという目的で添加剤を加える必要が
あることが多く、この場合には、その添加剤の種類によ
っては上述した不具合を解消することが困難となるばか
りでなく、却って添加剤の材質選択や成形時の温度管理
などの困難性によりコスト上昇を免れないという新たな
問題が生じる。

【００１０】本発明の目的は上記従来の画像形成方法、
特に、潜像担持体の表面摩擦係数を低減する場合の問題
に鑑み、潤滑剤としての機能を十分発揮すると共に、低
コストで潜像担持体の長寿命化が可能となる画像形成方
法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくとも、潜像担持体およびこの潜像担持体上に形成
された静電潜像にトナーを付着させて可視像とする現像
工程と、該潜像担持体上に形成されたトナー像を転写材
に転移させて付着させる転写工程と、上記転写工程後、
該潜像担持体上に残留したトナーを清掃するクリーニン
グ工程とを含む電子写真方式を用いた画像形成プロセス
を前提とし、上記潜像担持体上に潤滑剤としてフッ素樹
脂を供給して該潜像担持体の表面摩擦係数を低減させて
潜像担持体を長寿命化する画像形成方法において、上記
潤滑剤としてフッ素樹脂の多孔質体を用いることを特徴
としている。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成方法において、上記潤滑剤は、フッ素樹脂の多孔
質体に潤滑性液体を含浸させて用いることを特徴として
いる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の画
像形成方法において、上記潤滑剤は、フッ素樹脂の多孔
質体に潤滑性固体を含有させて用いることを特徴として
いる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
うちの一つに記載の画像形成方法において、上記潤滑剤
を潜像担持体に直接接触させて潤滑剤の供給を行うこと
を特徴としている。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１乃至３の
うちの一つに記載の画像形成方法において、上記潤滑剤
を潜像担持体に対してブラシやローラあるいは袋体を介
して間接的に供給することを特徴としている。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
うちの一つに記載の画像形成方法において、上記フッ素
樹脂はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が用い
られることを特徴としている。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の実施例による画像形成方法
に用いられる画像形成装置の構成を説明するための模式
図であり、同図において、画像形成装置１は、ドラム状
の潜像担持体に相当する感光体ドラム１Ａを備え、原稿
像あるいは画像情報に応じて出射されるレーザ光による
潜像形成が行えるレーザプリンタであるが、本発明で
は、このようなプリンタに限らず、複写機やファクシミ
リ装置を対象とすることも可能である。

【００１８】図１において、感光体ドラム１Ａは、図示
矢印方向に回転することができ、その周囲には回転方向
に沿って電子写真プロセスを実行するための帯電装置
２、書き込み装置３、現像装置４、転写装置５およびク
リーニング装置６がそれぞれ配置されている。

【００１９】転写装置５の近傍には、給紙カセットから
普通紙などの記録媒体をなす転写紙Ｓを転写部に向け給
送する給紙装置（図示されず）が配置され、さらに転写
装置５から転写紙Ｓが繰り出される位置には搬送装置７
を介して定着装置８が配置されている。現像装置４は、
トナーＴを内部に収容した現像槽４Ａと、この現像槽４
Ａ内に配置されて感光体ドラム１Ａに対向する現像ロー
ラ４Ｂとを備えている。また、搬送装置７は、駆動プー
リ７Ａおよび従動プーリ７Ｂにそれぞれ掛け回されたベ
ルト７Ｃを備えており、また、定着装置８は、転写紙Ｓ
の画像面に当接する加熱ローラ８Ａとこの加熱ローラ８
Ａと対向して転写紙Ｓを挟持搬送する搬送ローラ８Ｂと
を備えている。

【００２０】画像形成装置１は、帯電装置２に有する帯
電ローラによって感光体ドラム１Ａの表面が一様帯電さ
れ、書き込み装置３により画像に応じた潜像が形成され
る。感光体ドラム１Ａ上の潜像は現像装置４によって可
視像処理された後、給紙装置からレジストタイミングを
設定されて繰り出された転写紙Ｓに表面対して転写装置
５により静電転写される。転写を終えた転写紙Ｓは、搬
送装置７を介して定着装置８に搬送されて表面に担持し
ている可視像が定着されて排出される。

【００２１】可視像転写を終了した感光体ドラム１Ａ
は、クリーニング装置６により表面の余剰トナーが除去
されると除電装置９によって残留電荷を除電された上で
帯電装置２による帯電が行われて次回の画像形成に備え
られる。

【００２２】クリーニング装置６には、感光体ドラム１
Ａの表面に当接して余剰トナーを掻き取ることができる
クリーニングブレード６Ｂ（図７参照）が用いられてい
る。

【００２３】感光体ドラム１Ａの表面摩擦係数は、次に
挙げる値に設定されている。感光体ドラム１Ａには、無
機および有機感光体が用いられ、表面の摩擦係数（μ）
が、０．１〜０．３に設定されている。この摩擦係数に
関しては、図２に示す実験に基づく。図２は、オイラー
ベルト方式による摩擦係数を求める実験構造を示す模式
図であり、同図において感光体ドラム１Ａの周面の一部
に、測定用紙（リコー製ＰＰＣ用紙ＴＹＰＥ６２００
Ａ４サイズ（Ｔ目））Ｓ’を２９７×３０ｍｍのサイズ
に裁断し、この測定用紙Ｓの中央を感光体ドラム１Ａの
周方向で９０度（π/２rad.）の範囲に巻き回す。測定
用紙Ｓ’の巻き回し方向端部の一方には、一定重さ
（０．９８Ｎ（１００ｇ））の分銅Ｗを取付け、他方に
はデジタルプッシュプルゲージＤＳを取付け、分銅Ｗが
揺れない状態で測定用紙Ｓ’を一定速度の条件で牽引
し、感光体ドラム１Ａの表面で測定用紙Ｓ’が動き始め
た瞬間でのデジタルプッシュプルゲージＤＳの値を測定
する。このときの測定値をＦ（Ｎ）とすると、摩擦係数
（μ）は、μ＝Ｉｎ（Ｆ／０．９８）／（π／２）で求
められる。上記実験構造から得られる摩擦係数のうち
で、トナー層からの圧力によってトナーが感光体ドラム
１Ａの表面に擦り込まれた際、擦り込み圧力による摩擦
力によってトナーが付着するのを防止できる摩擦係数
（μ）として上記の範囲の値が地肌汚れを防止できる値
として得られた。感光体ドラム１Ａの表面に潤滑剤など
を塗布しない、いわゆる未処理の場合の摩擦係数（μ）
は、０．５〜０．６という結果であるが、経時により
０．６〜０．７程度に上昇する傾向にあり、また、クリ
ーニングブレード６Ａの摺接圧が上昇してブレードの異
常振動や感光体の摩耗が促進される可能性が増加する。

【００２４】潤滑剤が存在することで摩擦係数が０．１
以下になった場合には、耐摩耗性が向上し、クリーニン
グ性が向上することが期待できる。しかし、潤滑剤が感
光体ドラム１Ａに対して必要以上に付着すると、トナー
が滑りやすくなり、文字画像の場合にはエッジがかすれ
た状態になり、一見、解像度が向上したように思える
が、画像のシャープ性が悪くなり、ハーフトーン画像に
ついても均一性が希薄となり、がさついた画像が得られ
易くなる。従って、摩擦係数は低ければよいということ
にはならない。このような理由により、摩擦係数の好適
範囲は、上記の０．４以下、さらに好ましくは０．１〜
０．３の範囲とされ、０．１以下にならないようにして
画像品質の低下が抑えられるようになっている。

【００２５】図１に示す画像形成装置１では、感光体ド
ラム１Ａの表面摩擦係数を上記好適範囲に維持するため
に、感光体ドラム１Ａの回転方向におけるクリーニング
装置６の下流側で現像装置４の配置位置よりも上流側に
相当する帯電装置２の上流側で潤滑剤が供給されるよう
になっている。

【００２６】本実施例における潤滑剤は、フッ素樹脂の
多孔質体が用いられる。以下、フッ素樹脂およびその多
孔質体について説明する。一般的にフッ素樹脂とは分子
中にフッ素原子を含有する合成高分子のことであり、通
常、ポリテトラフルオロエチレン（四フッ化エチレン樹
脂：略称ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体（四フッ化エチ
レン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂：略
称ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロ
プロピレン共重合体（四フッ化エチレン・６フッ化プロ
ピレン共重合樹脂：略称ＦＥＰ）、テトラフルオロエチ
レンーエチレン共重合体（四フッ化エチレン・エチレン
共重合樹脂：Ｅ／ＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライ
ド（フッ化ビニリデン樹脂：ＰＶＤＦ）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（三フッ化塩化エチレン樹脂：略称
ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレンーエチレン
共重合体（三フッ化塩化エチレン・エチレン共重合樹
脂：略称Ｅ／ＣＴＦＥ）、テトラフロオエチレン−パー
フロロジメチルジオキソール共重合樹脂（略称ＴＦＥ／
ＰＤＤ）、ポリビニルフルオライド（フッ化ビニル樹
脂：略称ＰＶＦ）の９種類を指す。

【００２７】フッ素樹脂は、表面摩擦係数が低いものが
多い。これは（１）フッ素分子の分極率が小さいため含
フッ素化合物の分子間凝集エネルギーが低いこと、
（２）構造的に分子鎖表面が滑らかなこと、（３）配向
によって摩擦抵抗が緩和されること等によると考えられ
る。上述のようにフッ素樹脂は分子間凝集力が弱いとい
う特徴があるために、別の部材に付着しやすい。更に一
般的にフッ素樹脂は耐熱性、耐薬品性に優れ、電気絶縁
性が良好であるという特徴を持つ。

【００２８】次にフッ素樹脂の多孔質体成形方法につい
て説明すると、フッ素樹脂多孔質体の成形方法として
は、（Ａ１）開孔剤を用いる方法、（Ａ２）繊維状フッ
素樹脂から成形する方法、（Ａ３）延伸化する方法の３
種類が挙げられる。（Ａ１）の開孔剤を用いる方法と
は、フッ素樹脂と開孔剤とを混合し、予備成形、焼成、
焼成後等のいずれかの工程において開孔剤を除去してボ
ーラスシートを作る方法である。開孔剤としては無機塩
類等のように焼成時の温度に耐熱性があり水または溶剤
に可溶な物質やアクリル樹脂等のように焼成中に分離除
去可能な物質等が用いられる。（Ａ２）の繊維状フッ素
樹脂から成形する方法としては、繊維フッ素樹脂の織布
を使用したり、フッ素樹脂から作った短繊維を水に分散
させてペーパ一状の多孔質体を成形する等の方法が挙げ
られる。素材繊維同士が融着により結合しているため、
樹脂そのものの特性を有しており、繊維の脱落、ほつれ
がないという特徴がある。（Ａ３）の延伸化では、フッ
素樹脂をペースト押出し後、カレンダーしてシートを作
り、これを延伸して多孔質化する方法である。延伸比に
より孔径が制御できるため、（Ａ１）、（Ａ２）の方法
よりも孔径分布の狭い膜を作ることができる。

【００２９】本実施例においては、上記フッ素樹脂のう
ちで、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと
いう）を用いた多孔質体が潤滑剤として用いられるよう
になっており、以下、ポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）に関して説明する。ＰＴＦＥは、摩擦係数が
０．０４で、あらゆる固体の中で最も低い。これはＰＴ
ＦＥが（−ＣＦ₂−ＣＦ₂−）ｎという炭素原子鎖を骨格
としてその周囲をフッ素原子が取り巻いている構造のた
めである。つまり極めて強固なＣ−Ｆ結合及びフッ素原
子によって強化されたＣ−Ｃ結合からなる線状高分子で
あり、対称構造を持っているために耐熱性、耐薬品性、
誘電特性が優れている。また、炭素原子鎖の骨格を取り
巻く原子が比較的大きなフッ素原子であるために、隙間
なく取り囲まれていてシリンダ一状に近い分子構造をと
っている。そのため分子表面は凹凸がなく滑らかで、分
子は屈曲性に乏しく剛直である。ＰＴＦＥの短所として
硬度が柔らかすぎることが挙げられる。これはＰＴＦＥ
の結晶における分子間凝集力が他の高分子に比べて小さ
いためである。従って実用的な機械的強度を持たせるた
めには、剛直なＣＦ₂鎖が互いに絡み合う程度に長くな
ければならない。そのためＰＴＦＥは極めて大きな分子
量を持つ。ＰＴＦＥではその低い分子間凝集力と棒状構
造のため、実用的な機械強度を高分子量化による分子間
の絡みに依存している。

【００３０】上記の強度を持たせるためにＰＴＦＥに充
填剤を入れる処方が取られている。充墳剤を入れると純
物質よりも、（Ｂ１）硬度が高く弾性係数が増す、（Ｂ
２）耐圧縮性、耐クリープ性が良い、（Ｂ３）高温特性
が優れ、熱膨張係数が低い、（Ｂ４）耐摩耗性が良く、
熱伝導率が大きいなど摩擦特性が優れるという長所が得
られる。

【００３１】本実施例における潤滑剤は複写機、ブリン
タ等の画像形成装置に用いられるため、耐摩耗性が要求
されるので充填剤入りＰＴＦＥを用いることが望まし
い。各種充填剤は単独または複数同時に用いられる。充
填剤にはグラスファイバー、カーボンファイバー、グラ
ファイト、二硫化モリブデン、ブロンズ、珪酸アルミ、
滑石、金属酸化物等の無機充填剤、ポリイミド樹脂、芳
香族ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファィド
樹脂等の有機耐熱性ポリマーも用いられる。これら充填
剤を用いると、耐摩耗性以外にも耐クリーブ性、曲げ弾
性率、硬さ、熱伝導度、線膨張率等が改善できる。

【００３２】本実施例において感光体ドラム１Ａの表面
摩擦係数を低減して像担持体の長寿命化を行うにあた
り、潤滑剤としてＰＴＦＥを選択した理由は以下の通り
である。ＰＴＦＥは非常に柔らかい物質であり、また分
子間凝集力が小さくＰＴＦＥ分子間で滑りが起こりやす
い。異種材料と摺動させて摩擦が起こる場合には、相手
材に摩耗したＰＴＦＥが供給されてＰＴＦＥの移着が容
易に起こる。この効果により相手材表面にＰＴＦＥ層が
形成され、そこに生じる摩擦がＰＴＦＥ同士の摩擦に置
き換えられ、摩擦係数が低減する。このことは摺動状態
において多くの材料とＰＴＦＥ間の摩擦抵抗が低いこと
の一要因として知られている。そしてＰＴＦＥの移着が
生じた後、ＰＴＦＥ同士の摩擦になった後はＰＴＦＥの
摩耗が低下する。これはＰＴＦＥ同士の摩擦係数が極端
に小さいため、ＰＴＦＥ間に生じるせん断力が低下し、
摩耗が減少するためである。このためＰＴＦＥを直接像
担持体に接触させると、ＰＴＦＥの像担持体への移着
後、ＰＴＦＥの塗布量が自動的に制限されることとな
り、必要以上の潤滑剤の塗付が抑えられるという効果も
ある。

【００３３】ＰＴＦＥの物性は、原料の分子量と成形品
の結晶化度と成形品内に残存するボイドの３つの要素に
支配される。原料の分子量が低過ぎると成形時にクラッ
クが入って成形不能となる。成形可能な範囲では分子量
の影響は小さく、むしろ成形条件によって左右される結
晶化度、ボイドが重要な要素となる。結晶化度は焼結の
条件、特に冷却速度に大きく関係し、速いほど成形品の
結晶化度が小さくなるという特徴を持つ。成形品の結晶
化度は大きければ剛性も増し、小さければ強靭性、透明
性が出てくるなどそれぞれの特徴がある。ボイドの量は
粉末の粒度が小さいほど、そして予備成形圧力が大きい
ほど少なくなる。

【００３４】次に上記ＰＴＦＥの多硬質体の成形につい
て説明する。なお、本発明では、この材質に限らず、上
記したフッ素樹脂のいずれかを選択することもちろん可
能である。

【００３５】フッ素樹脂に所定量の充填剤を添加した
（しなくてもよい）原料を適当な大きさの容器に入れ、
除助剤及び孔形成物質を予め混合したものを注ぎ、蓋を
して密閉して原料組成物を得る。前記助剤は、ペースト
押出しを行う際に滑剤として機能するものであり、ソル
ベントナフサ、白灯油等が挙げられる。この助剤の量は
多すぎると圧力が不足して繊維化せず連続した成形品を
得ることができず、少なすぎると押出し自体が困難にな
る。孔形成物質は、加熱により変質せず助剤に対して親
和性があり、低温で蒸発せずにフッ素樹脂の焼成温度近
傍で容易に蒸発するものであればよく、シリコーンオイ
ル類が適している。この孔形成物質の配合量が多すぎる
と形成したフッ素樹脂にクラックが生じたり、引張り強
さ等の機械的特性が低下し、少なすぎると焼成後のフッ
素樹脂の孔が少なくなるという問題が生じる。次にフッ
素樹脂原料、充填剤、助剤及び孔形成物質からなる原料
組成物の入った容器を転動ロール機で攪拌し、その後室
温にて熟成する。転動ロール機の撹拌時間が長すぎると
二次粒子が形成されるため、適当な撹拌時間を設けるこ
とが必要である。次に熟成した原料組成物を再び転動ロ
ール機で攪拌し、その後原料組成物を予備成形金型に充
填して圧力をかけ予備成形品を形成する。次に予備成形
品をペースト押出し機に入れ、ペースト押出しを行って
成形品を得る。その後得られた成形品を自然乾燥して助
剤を除去する。さらにその後、残留した助剤を完全に除
去するために電気炉を用いて低温を維持する。その後、
電気炉の温度を上げて焼成温度近辺まで加熱して所定時
間保持することにより、成形品が溶融状態となると共
に、焼成温度近傍で孔形成物質であるシリコーンオイル
が蒸発して蒸気となり、外部に放出されて多孔質体とな
る。最後に多孔質状態となった溶融状態の多孔質体を空
気中または水中で急冷して目的のフッ素樹脂多孔質体を
得ることができる。

【００３６】上記フッ素樹脂の多孔質体は、図３に示す
ように、孔が一つ一つ独立して形成される構成（図３
（ａ）参照）、あるいは孔の一つ一つが連続して配置形
成されている構成（図３（ｂ）参照）のいずれであって
もよい。

【００３７】本実施例は以上のような構成のフッ素樹脂
の多孔質体を潤滑剤として用いることにより、つぎのよ
うな作用が得られる。感光体ドラム１Ａに対してフッ素
樹脂の多孔質体を供給すると、フッ素樹脂の摩耗量を適
度に抑えることができる。つまり、市販のフッ素樹脂の
粉末や固形化されたフッ素樹脂を直接または間接的に感
光体ドラム１Ａに供給した場合には感光体ドラム１Ａの
表面摩擦係数が低減されることに関しては前述したとお
りであるが、さらに転移性のよいフッ素樹脂材料があれ
ば、短時間少量で感光体ドラム１Ａの表面摩擦係数が低
減できる。しかし、転移性を制御する因子は多数あるも
のの、フッ素樹脂の転移性がよくなるとフッ素樹脂の摩
耗量が多くなる。このような潤滑剤に対して本実施例で
は潤滑剤としてフッ素樹脂の多孔質体を用いることによ
り、フッ素樹脂の摩耗量を適度に抑えるようになってお
り、しかも、多孔質体であるために多数の孔を有してい
ることから、孔のないフッ素樹脂に比べて柔らかい。こ
のため、薄膜の感光体層で形成される小型の感光体ドラ
ム１Ａを対象とした場合には、供給される潤滑剤が硬す
ぎると感光体層表面を傷つけてしまうことがあるが、柔
らかい多孔質のフッ素樹脂を用いることによりこのよう
な弊害を生じることなく感光体ドラム１Ａの表面摩擦係
数を低減させることができる。

【００３８】一方、上記ＰＴＦＥを用いる潤滑剤の構成
としては、ＰＴＦＥの多孔質体に各種潤滑油などの潤滑
性液体を含浸させることができる。電子写真方式を利用
した画像形成方法においては、定着部においてローラを
ＰＴＦＥでコーティングしたり潤滑油であるシリコーン
オイルを供給したりする方法が用いられている。定着部
というのは、電子写真法において紙にトナーを定着させ
る部分であり、他の感光体周りのプロセスとの関連が少
ない。そのため、紙にトナーを定着させるという目的の
ためだけに液体状の潤滑剤を用いることができる。しか
しながら定着部以外の電子写真プロセスの各工程におい
ては、トナーが粉末であることも関与し、液体状の物質
が存在することを好ましいとしない傾向がある。従来、
感光体表面摩擦係数を低減させるための方法は各種検討
されているが、上記の理由により液体状の潤滑剤が用い
られている場合は数少ない。含油フッ素樹脂は摺動面が
摩耗するに従い、内部の潤滑油を順次摺動面に供給でき
るので、摺動面を無給油でオイル潤滑することができる
という長所がある。通常、オイル潤滑を行うには、オイ
ル供給を行う装置を必要とするため、部品点数が増加
し、コストもアッブするという欠点がある。本発明の実
施例においては、潤滑性液体をＰＴＦＥの多孔質体に含
浸させることでこの欠点を回避することができる。

【００３９】次に、各種潤滑油などの上記潤滑性液体を
フッ素樹脂の多孔質体に含浸させる方法について説明す
る。まず、含浸させたい潤滑油を満たしたオイルバス
を用い、ある程度の温度近辺（１００℃近辺であること
が多い）に加熱した潤滑油中にフッ素樹脂を１時間程度
浸漬させ、その後常温まで冷却した潤滑油中からフッ素
樹脂多孔質体を取り出す。液体状潤滑剤をフッ素樹脂多
孔質体に含浸させる方法は以上のものに限らない。

【００４０】液体状潤滑剤として最も一般的なのは潤滑
油である。潤滑油とは石油の一定の留分、あるいは合成
系の基油に添加剤を混合したものであり、（Ａ）用途に
よってかなり広い粘度範囲のものが選べる、（Ｂ）様々
な添加剤を溶かし込むことができる等の特徴を持つ。潤
滑油は鉱油系基油として、炭化水素組成によりナフテン
系とパラフィン系とに分けられる。合成基油にはエステ
ル系、シリコーン系等がある。本発明において用いる潤
滑油は、加熱により変質せず、フッ素樹脂の焼成温度で
容易に蒸発しないものならばどれを用いても良い。

【００４１】なお、本実施例では、上記潤滑剤として、
固体潤滑剤をフッ素樹脂多孔質体に含有させて用いるこ
とも可能である。この場合の固体潤滑剤とは、潤滑剤自
身軟らかいとか、せん断によって内部滑りを起こしやす
いといった性質を持つ固体物質、いわゆる、潤滑性固体
のことである。これら固体潤滑剤を摩擦面に付与して摩
擦や摩耗を軽減し、表面損傷を防止することができる。
潤滑機構は固体潤滑剤による摩擦面での固体被膜の形成
である。固体潤滑剤としては、二硫化モリプデン、グラ
ファイト、窒化ほう素等の層状構造化合物や、ステアリ
ン酸金属塩、オレイン酸金属塩等の各種金属石鹸、カル
ナウバろう、蜜蝋等の各種ワックス、蝋、各種ポリマ一
等が挙げられるが、潤滑性を持っているものならばよ
く、以上のものに限らない。また上記の固体潤滑剤は単
独で用いても良いし、２種類以上を同時に用いても良
い。

【００４２】次に、潤滑性固体に相当する固体潤滑剤を
フッ素樹脂多孔質体に含有させる方法について述べる。
固体潤滑剤を母材であるフッ素樹脂の孔中に入れるに
は、固体潤滑剤を融点以上に加熱し、溶融した状態でフ
ッ素樹脂の孔中に流し込む方法が挙げられる。溶融状態
ですぐ固まらないような物質であれば、固体潤滑剤を溶
融した液中に多孔質状フッ素樹脂を浸漬させれば良い。

【００４３】上記フッ素樹脂多孔質体をそのままあるい
は孔中に潤滑剤を含浸させて感光体ドラム１Ａにフッ素
樹脂供給する場合、フッ素樹脂多孔質体を直接接触させ
て供給すると、間接的に供給する場合に比べて供給に必
要な部品点数を低減できるので、コストダウンが可能と
なる。

【００４４】上記潤滑剤を感光体ドラム１Ａに供給する
構成として、図４乃至図７に示す構成が用いられる。

【００４５】図４に示す構成は、感光体ドラム１Ａの表
面に直接当接可能で内部に上記構成からなる潤滑剤を収
容した袋３０を備えている。袋３０は、感光体ドラム１
Ａの軸方向に沿って延在しており、潤滑剤付与ケース３
１の内部に配置されている弾性体支持部材３２に一端が
係止されているバネ等の弾性体３３により感光体ドラム
１Ａの表面に当接する習性が付与されている。この場合
には、弾性体３３の圧力を調整することで、感光体ドラ
ム１Ａに対する袋３０の当接圧力を変更して袋３０の織
り目から滲出する潤滑剤の量を調整できるので、感光体
ドラム１Ａの表面での潤滑剤の供給量が最適化できる。

【００４６】図５および図６に示す構成は、図５に示し
た構成の場合のように、収容部から直接感光体ドラム１
Ａの表面に潤滑剤を供給するのに代えて、間接的に供給
するための構成であり、図５および図６において潤滑剤
は、潤滑剤付与ケース（便宜上、図４で用いた符号３１
で示す）に設けられている潤滑剤支持部材３４に支持さ
れた潤滑剤層３５に蓄えられている。潤滑剤層３５に
は、図５に示すように、感光体ドラム１Ａの軸方向と平
行する長手方向を有して感光体ドラム１Ａの表面に当接
している潤滑剤供給ローラ３６あるいは図６に示すよう
に潤滑剤供給ブラシ３７が当接しており、潤滑剤層３５
からの潤滑剤を表面に担持して感光体ドラム１Ａの表面
に供給する。なお、潤滑層３５と潤滑剤供給ローラ３６
あるいは潤滑剤供給ブラシ３７とは、潤滑層３５を上記
ローラ３６あるいはブラシ３７に向け付勢してこれらロ
ーラ３６あるいはブラシ３７の滑落を防止する弾性体３
８の弾性力に応じて当接圧力を変更できるようになって
おり、ローラ３６あるいはブラシ３７に対する潤滑剤の
担持量を調整して感光体ドラム１Ａでの潤滑剤の供給量
を最適化できるようになっている。

【００４７】図５および図６に示した潤滑剤供給ローラ
３６と潤滑剤供給ブラシ３７は、それぞれ単独で用いら
れることに限らず、両方を用いることも可能である。図
７はこの場合の構成を示しており、同図では、潤滑剤の
供給部が感光体ドラム１Ａのクリーニング部に並設され
ている。なお、図７において図１、図５および図６に示
した部材と同じ構成部品については同符号により示して
ある。つまり、クリーニング装置６のケーシング６Ａに
は、感光体ドラム１Ａの回転方向前方側に潤滑剤供給部
が設けられている。潤滑剤供給部は、ケーシング６Ａ内
に設けられている潤滑剤支持部材３４により潤滑剤層３
５が支持されている。潤滑剤層３５には潤滑剤供給ロー
ラ３６が当接しており、さらに潤滑剤供給ローラ３６と
感光体ドラム１Ａの表面との間には、これら両部材に当
接する潤滑剤供給ブラシ３７が配置されている。

【００４８】一方、クリーニング装置６のケーシング６
Ａ内には、感光体ドラム１Ａの表面に当接するクリーニ
ングブレード６Ｂ、感光体ドラム１Ａから掻き取られた
トナーの漏れを防止する入り口シール部材６Ｃ、掻き取
ったトナーの規制用フリッカー６Ｄ、トナーの回収ロー
ラ６Ｅが設けられている。このような構成では、感光体
ドラム１Ａの回転方向と逆方向に回転するように潤滑剤
供給ブラシ３７の回転方向が設定され、潤滑剤層３５か
ら潤滑剤供給ローラ３６に担持された潤滑剤が潤滑剤供
給ブラシ３７に移行する際に長手方向で均されるので、
感光体ドラム１Ａに対して軸方向で均一に供給されるこ
とになる。

【００４９】上記構成によれば、フッ素樹脂多孔質体が
柔らかすぎる場合にローラやブラシを用いると掻き取る
際の接触圧を弱めることができるので、適量の潤滑剤を
感光体ドラム１Ａ表面に供給することが可能になる。ま
た、図４に示した袋３０中に潤滑剤を収容して適当な圧
力を付与することで、袋３０の織り目を通過する際にそ
の織り目よりも小さくされる潤滑剤を感光体ドラム１Ａ
に供給することができ、自動的に潤滑剤の孔径を制御し
て適量供給が可能になる。さらにローラ３６やブラシ３
７を介して潤滑剤を供給した場合には、感光体ドラム１
Ａに達するまでの間に潤滑剤がローラおよびブラシ間に
おいて長手方向に均一化されるので、感光体ドラム１Ａ
の軸方向において均一に供給することが可能になる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、フッ素樹脂の多孔質体を潤滑剤として用い
ることにより、フッ素樹脂の摩耗量を適度に抑えること
ができるので、クリーニングブレードによる削り現象を
抑止して異常画像の発生を防止するとともに潜像担持体
の寿命を延ばすことが可能になる。しかも、潜像担持体
の感光層を薄膜として装置構造を小型化するような場合
には、多孔質体とすることで柔らかな潤滑剤が得られる
ので、潜像担持体の感光層表面を傷つけることがなくな
り、これによっても潜像担持体の寿命を延ばすことが可
能になる。

【００５１】請求項２記載の発明によれば、フッ素樹脂
の多孔質体に潤滑性液体を含浸させているので、両者を
同時に供給することにより潜像担持体表面の摩擦係数を
良好に低減させて画像品質を高めることが可能になる。

【００５２】請求項３記載の発明によれば、フッ素樹脂
の多孔質体に有する孔中に潤滑性固体を含有させたの
で、画像形成が繰り返し行われて潤滑剤が摩耗しても孔
中から固体潤滑剤が供給されることにより潜像担持体の
表面摩擦係数を低減した状態に維持することができ、こ
れにより、画像品質を損なわない状態を維持することが
可能となる。

【００５３】請求項４記載の発明によれば、フッ素樹脂
の多孔質体で構成された潤滑剤を潜像担持体に直接供給
して接触させることができるので、間接的に接触させる
場合に比べて供給のための部品点数を少なくしてコスト
ダウンを図ることが可能になる。

【００５４】請求項５記載の発明によれば、フッ素樹脂
多孔質体を間接的に潜像担持体に供給するようになって
いるので、その供給過程において潤滑剤の分布を均一化
することができ、これにより、潜像担持体表面での均一
供給が可能になる。

【００５５】請求項６記載の発明によれば、潤滑剤とし
て用いられるフッ素樹脂をＰＴＦＥにより構成している
ので、潜像担持体と接触した際の潜像担持体との間の摩
擦が潜像担持体表面に移着したＰＴＦＥおよび供給され
るＰＴＦＥ同士の特性によってＰＴＦＥ同士の摩擦に置
き換えられて潜像担持体表面の摩耗が抑制され、さら
に、潜像担持体表面に過剰な移着が発生しないことによ
り、潜像担持体への潤滑剤付与が適切化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による画像形成方法が適用される
画像形成装置の要部構成を説明するための模式図であ
る。

【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる潜像担
持体の表面摩擦係数を設定する根拠を説明するための実
験装置の構成図である。

【図３】本発明実施例による画像形成方法における潤滑
剤の多孔質構造を説明するための図である。

【図４】本発明実施例による画像形成方法における潤滑
剤の供給構成の一例を示す模式図である。

【図５】本発明実施例による画像形成方法における潤滑
剤の供給構成の他の例を示す模式図である。

【図６】本発明実施例による画像形成方法における潤滑
剤の供給構成の別の例を示す模式図である。

【図７】本発明実施例による画像形成方法における潤滑
剤の供給構成のさらに別の例を示す模式図である。

【符号の説明】

１画像形成装置１Ａ像担持体に相当する感光体ドラム２帯電装置３書き込み装置４現像装置５転写装置６クリーニング装置６Ａクリーニングブレード３０潤滑剤を収容した袋３４潤滑剤支持部剤３５潤滑層３６潤滑剤供給ローラ３７潤滑剤供給ブラシＳ転写紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永目宏東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者左近洋太東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者武市隆太東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H034 AA07 BF00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、潜像担持体およびこの潜像担
持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視
像とする現像工程と、該潜像担持体上に形成されたトナ
ー像を転写材に転移させて付着させる転写工程と、上記
転写工程後、該潜像担持体上に残留したトナーを清掃す
るクリーニング工程とを含む電子写真方式を用いた画像
形成プロセスを前提とし、上記潜像担持体上に潤滑剤と
してフッ素樹脂を供給して該潜像担持体の表面摩擦係数
を低減させて潜像担持体を長寿命化する画像形成方法に
おいて、上記潤滑剤としてフッ素樹脂の多孔質体を用いることを
特徴とする画像形成方法。
【請求項２】請求項１記載の画像形成方法において、上記潤滑剤は、フッ素樹脂の多孔質体に潤滑性液体を含
浸させて用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】請求項１記載の画像形成方法において、上記潤滑剤は、フッ素樹脂の多孔質体に潤滑性固体を含
有させて用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】請求項１乃至３のうちの一つに記載の画像
形成方法において、上記潤滑剤を潜像担持体に直接接触させて潤滑剤の供給
を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】請求項１乃至３のうちの一つに記載の画像
形成方法において、上記潤滑剤を潜像担持体に対してブラシやローラあるい
は袋体を介して間接的に供給することを特徴とする画像
形成方法。
【請求項６】請求項１乃至５のうちの一つに記載の画像
形成方法において、上記フッ素樹脂はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）が用いられることを特徴とする画像形成方法。