JP2000206722A

JP2000206722A - 画像形成装置および画像形成装置の像担持体への潤滑剤塗布装置および固形潤滑剤

Info

Publication number: JP2000206722A
Application number: JP11005616A
Authority: JP
Inventors: Akiyo Nakajima; 章代中嶋; Ryuta Takechi; 隆太武市; Hirota Sakon; 洋太左近; Hiroshi Nagame; 宏永目; Shigeto Kojima; 成人小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】潤滑剤塗布の効果を、塗布の初期から長期間に
わたって安定させる。【解決手段】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画
像形成装置において、トナー像を一時的に担持する像担
持体の表面に潤滑剤を塗布する装置であって、固形潤滑
剤３８と、この固形潤滑剤を保持する保持手段３７と、
この保持手段に保持された固形潤滑剤を像担持体１１の
表面に対して押圧する押圧手段３２，３３とを有し、固
形潤滑剤３８は、ポリテトラフルオロエチレンのファイ
ンパウダを固形状に構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像形成装置お
よび画像形成装置の像担持体への潤滑剤塗布装置および
固形潤滑剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う
画像形成装置は、デジタル方式やアナログ方式の複写装
置や、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等として広く
知られている。このような画像形成装置では、帯電工程
と露光工程とにより光導電性の感光体に形成された静電
潜像が現像工程でトナー像として可視化される。形成さ
れたトナー像は、トナー像を最終的に担持することにな
る転写シート上に転写工程で転写され、しかるのち転写
シートに定着される。トナー像の転写シートへの転写
は、感光体から直接的に行われる場合もあるし、中間転
写ベルトのような中間転写媒体を介して行われることも
ある。上記感光体や中間転写媒体はトナー像を一時的に
担持するので、これらを「トナー像を一時的に担持する
像担持体」と称する。トナー像は１００％転写されるわ
けではなく、転写後の像担持体には一部のトナーが不可
避的に残留するので、これを像担持体から除去するクリ
ーニングが必要となる。像担持体のクリーニングは、通
常、クリーニングブレードやクリーニングブラシにより
像担持体表面を機械的に摺擦することにより行われる。
この摺擦により像担持体の表面が摩耗すると、感光体で
は感光特性が劣化して適正な静電潜像の形成を妨げる原
因となり、中間転写媒体では転写不良の原因となる。ク
リーニングに伴う像担持体の摩耗の防止には、像担持体
表面の摩擦係数の低減化が有効であることが知られ、従
来、摩擦係数の低減化のために像担持体表面に潤滑剤を
塗布することが行われている。潤滑剤としては、従来か
ら各種のワックスや脂肪酸金属塩等からなる固形状のも
のや粉体のものが知られている。これらの潤滑剤は微量
ずつ、粉末の形態で像担持体表面に塗布されるのである
が、これらの物質は温度の影響を受けやすく、温度によ
り粉体としての流動性が変化するため、画像形成装置内
の温度により、像担持体への塗布効果が変化し、過剰に
塗布されたり、塗布不足が生じたりする問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、潤滑剤塗
布の効果を、塗布の初期から長期間にわたって安定させ
ることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の固形潤滑剤
は、帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画像形成装
置において、トナー像を一時的に担持する像担持体の表
面に、摩擦係数低減のために塗布される潤滑剤であり、
「ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」と略記す
る。）のファインパウダ（「ＦＰ」と略記する。）を固
形状に構成」してなる。ＰＴＦＥは「(-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
巻いている化学構造」を持つ。即ち、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、分子表面はフッ素原子により隙間
なく取り囲まれ、シリンダー状に近い分子構造となてい
る。こ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。このようにＰＴＦＥは分子間
凝集力が小さく、分子鎖表面の凹凸が小さいため摩擦係
数が小さい。また、ＰＴＦＥは非常に柔らかい物質で分
子間の凝集力が小さいためＰＴＦＥ分子間で滑りが起こ
りやすい。従って、ＰＴＦＥが像担持体表面に塗布され
ると、塗布されたＰＴＦＥの一部がクリーニングブレー
ド等に付着する。すると像担持体とクリーニングブレー
ド等との接触部にはＰＴＦＥが介在することになり、像
担持体とクリーニングブレード等の摩擦はＰＴＦＥ同志
の摩擦になる。上記の如く、ＰＴＦＥ同志の摩擦係数は
小さいので、像担持体にはクリーニングブレード等によ
る大きな剪断力が作用しなくなり、像担持体表面の摩耗
が有効に軽減される。ＦＰは、乳化重合により製造され
るディスパージョンから、分離・造粒された粉末であ
り、粒径は０．２〜０．４μｍであるが、外見的には、
このような微粒子（１次粒子）が団子状に造粒されて２
０メッシュ程度の径の２次粒子となっている。ＦＰは、
上記の如く粒径が小さく、表面積が大きいため、有機溶
剤を吸収してペースト状となりやすく、小さな剪断力で
粒子が簡単に繊維化し塑性変形を生ずる。上記請求項１
記載の固形潤滑剤において、「ＦＰを固形状に構成」し
た場合の固形の状態としては「未焼成の状体」であるこ
ともできるし（請求項２）、「焼成された状態」である
こともできる（請求項３）。固形の形態としては「ブロ
ック状」でも良いし「ファイバ状」でも良く、特に「シ
ート状」は、焼成・未焼成の状態に拘らず好適な形態で
ある（請求項４）。上記請求項１〜４の任意の１に記載
の固形潤滑剤において、ファインパウダーは「ポリテト
ラフルオロエチレンを乳化重合して得られたデイスパー
ジョンに充填剤を均一に混合・凝析したもの」であるこ
とができる（請求項５）。乳化重合法により製造したデ
ィスパージョンに、充填剤を均一に混合・凝析した粉末
は、充填剤をドライブレンドしたＦＰでは得られなかっ
た混合均一性と充填剤の混合率増加が可能となる。ま
た、後述の乾燥、焼成の工程において充填剤入りＦＰは
焼成時の形状保持性が高く、簡単な方法で寸法精度の良
い成形品を得ることができ、熱膨張も大幅に小さくな
る。充填剤としてはガラス繊維粉末、カーボン粉末、カ
ーボン繊維粉末、エコノール粉末、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イド樹脂等の有機耐
熱性ポリマー等があり、重量％で５〜３０％の含有が可
能である。この他にも低分子量ＰＴＦＥを充填剤として
用いることもできる。これら充填剤を用いると、耐摩耗
性以外にも耐クリープ性、曲げ弾性率、硬さ、熱伝導
度、線膨張率等が改善できる。

【０００５】ここでＦＰを固形状に構成することにつき
説明する。ＦＰは、ペースト押出し成形やカレンダー成
形で成形加工される。「ペースト押出し成形」は、ＦＰ
に石油系溶剤を吸収させたペーストを冷間予備成形し、
ダイから押出しながら連続して焼成・冷却して成形品を
得る方法である。具体的には、ＦＰに適当な有機溶剤を
加えたペースト状のコンパウンドを予め所定の形状に予
備成形したものを押出し機のシリンダーに入れ、加圧す
ると粒子が塑性変形してダイから押出され、所定形状の
連続した未焼成品が得られる。これを加熱によって有機
溶剤を除去し、３６０〜４００℃で焼結する。この方法
によれば棒状やチューブ状等の「ブロック状の焼成され
た形態の固形潤滑剤」が得られる。「カレンダー成形」
は、上記ダイから押し出されたペーストを、そのまま圧
延する方法である。具体的には、ＦＰに比較的粘度の高
い潤滑性の優れた押出し助剤を加えたペーストを押出
し、助剤が揮散しないように熱ロールで圧延して所定の
厚さのシートにする。その後、助剤を抽出・乾燥して除
去し、焼成により焼結すると透明性の優れたシート形状
の固形潤滑剤が得られる。この固形潤滑剤は多孔性であ
る。

【０００６】この発明の「画像形成装置の像担持体への
潤滑剤塗布装置」は、帯電・露光・現像・転写の各工程
を行う画像形成装置において、トナー像を一時的に担持
する像担持体の表面に潤滑剤を塗布する装置である。
「トナー像を一時的に担持する像担持体」は、光導電性
の「感光体」であることもできるし、中間転写ベルト等
の「中間転写媒体」であることもできる。請求項６記載
の潤滑剤塗布装置は、固形潤滑剤と、保持手段と、押圧
手段とを有する。「保持手段」は、固形潤滑剤を保持す
る手段である。「押圧手段」は、保持手段に保持された
固形潤滑剤を像担持体表面に対して押圧する手段であ
る。「固形潤滑剤」は、上記請求項１〜５の任意の１に
記載の固形潤滑剤である。請求項７記載の潤滑剤塗布装
置は、潤滑剤袋と、保持手段と、押圧手段とを有する。
「潤滑剤袋」は、ＰＴＦＥのＦＰを粉末状体で袋状収容
具に収容させたものである。「保持手段」は、潤滑剤袋
を保持する手段である。「押圧手段」は、保持手段に保
持された潤滑剤袋を像担持体表面に押圧する手段であ
る。ＦＰは、袋状収容具の目を通して像担持体表面に塗
布される。請求項８記載の潤滑剤塗布装置は、固形潤滑
剤と、保持手段と、潤滑剤塗布手段とを有する。「保持
手段」は、固形潤滑剤を保持する手段である。「潤滑剤
塗布手段」は、固形潤滑剤を摩耗させつつ、潤滑剤を微
量ずつ像担持体表面に塗布する手段である。「固形潤滑
剤」は、請求項１〜５の任意の１に記載の固形潤滑剤で
ある。この請求項８記載の潤滑剤塗布装置において、潤
滑剤塗布手段としては「固形潤滑剤と像担持体とに接触
する塗布ローラ」を用いることができ（請求項９）、ま
た「固形潤滑剤と像担持体とに接触する塗布ブラシロー
ラ」を用いることもでき（請求項１０）、さらには「固
形潤滑剤に接触するローラと、このローラと像担持体と
に接触する塗布ブラシローラとを有する」ように潤滑剤
塗布手段を構成することもできる（請求項１１）。上記
請求項１０または１１記載の潤滑剤塗布装置において、
潤滑剤塗布手段に用いられる塗布ブラシローラが、像担
持体に対するクリーニングブラシを兼ねていることがで
きる（請求項１２）。

【０００７】この発明の画像形成装置は、帯電・露光・
現像・転写の各工程を行う画像形成装置であって、トナ
ー像を一時的に担持する像担持体の表面に潤滑剤を塗布
する装置として、請求項６〜１２の任意の１に記載の潤
滑剤塗布装置を有することを特徴とする（請求項１
３）。即ち、この発明の画像形成装置はアナログ方式や
デジタル方式の複写装置や、レーザプリンタや光印刷
機、ファクシミリ装置等として実施することが可能であ
る。「トナー像を一時的に担持する像担持体」は光導電
性の感光体あるいは中間転写媒体である。上記請求項１
３記載の画像形成装置において、潤滑剤を塗布されるべ
き像担持体を「光導電性の感光体」とする場合、潤滑剤
塗布装置を、感光体表面の移動方向に関し、転写位置よ
り下流で、クリーニング位置の上流側に配備することが
でき（請求項１４）、あるいは、帯電位置の上流側で、
クリーニング位置の下流側に配備することができる（請
求項１５）。勿論、潤滑剤塗布装置を２以上設けて、光
導電性の感光体と中間転写媒体の双方に対して潤滑剤塗
布を行うようにして良いことは言うまでもない。なお、
光導電性の感光体に潤滑剤塗布を行う場合には、潤滑剤
は「感光体表面の静止摩擦係数を０．４以下で０．０８
以上とする」ように塗布するのが良い。この場合の静止
摩擦係数は「オイラーベルト方式」で測定される値であ
る。即ち、中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるよう
にしたベルトを、円筒状の感光体の周面の１／４に掛け
回し、ベルトの一端に所定の荷重：Ｗ（例えば１００
ｇ）をかけ、他端にフォースゲージを取り付けて引っ張
り、ベルトが移動開始した時点でのフォースゲージの読
み：Ｆと上記加重：Ｗとから、式「μｓ＝２/π×ｌｎ
（Ｆ/Ｗ）」により、静止摩擦係数：μｓとして算出さ
れる値である。静止摩擦係数が０．４より大きい状態で
は、潤滑剤塗布による感光体表面の摩耗防止の実効を挙
げることができない。この場合、静止摩擦係数を常に
０．４以下を維持するようにしてもよいが、一時的に静
止摩擦係数が０．４を超えることがあってもよい。感光
体の静止摩擦係数が０．０８を超えて小さくなると、イ
オン化付着物質等の影響を受け、画像不良が発生するこ
とがある。

【０００８】潤滑剤として像担持体表面に塗布されたＰ
ＴＦＥは、ＰＴＦＥどうしの摩擦でも分子の破断が起こ
る。このため、像担持体上に付着したＰＴＦＥは、ある
一定の割合で付着と除去が繰り返されることになる。除
去は、例えばクリーニングユニット、現像ユニット、転
写紙などで行われる。感光体表面には通常、画像ボケを
生じさせる原因である放電生成物（ＮＯｘ、ＳＯｘな
ど）などの異物質が付着する。潤滑剤塗布を行わない場
合は、クリーニング部等で起こる感光体表層の摩耗（削
れ）とともに異物質も除去される。潤滑剤を過剰に塗布
すると感光体の摩耗が少なくなり、異物質の除去できな
くなり、画像不良が起こることがあるが、ＰＴＦＥのよ
うに供給・除去が繰り返し行われる潤滑剤では、異物質
も付着・除去が繰り返されることになり、画像不良を有
効に低減できる。このような潤滑剤としてのＰＴＦＥの
効果は当然に、ＦＰにおいても得られるものである。な
お、感光体の形態は「円筒状のもの」に限らず、有端も
しくは無端のベルト状であることもできる。この場合の
オイラーベルト法による表面摩擦係数の測定は、ベルト
を円筒状の治具に巻きかけて円筒面を形成させ、この円
筒面にオイラーベルトを巻きかけて測定すればよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の画像形成装置
の実施の１形態を要部のみ略示している。感光体１１は
円筒状に形成されて時計回りに等速回転し、その表面を
帯電手段１２（帯電ローラによる「接触方式」のものを
図示しているが、コロナ放電方式のものでも良いし、ブ
ラシ接触帯電方式のものでもよい）により均一に帯電さ
れ（帯電工程）、光走査装置等の光書込装置１３による
情報書込みで静電潜像を形成される（露光工程）。形成
された静電潜像は現像装置４により反転現像されてトナ
ー像として可視化される。トナー像を転写される転写シ
ートＳは、転写紙あるいはＯＨＰシート（オーバヘッド
プロジェクタ用のプラスチックシート）等の「シート状
の転写媒体」であり、図示されないレジストローラによ
り転写部へ向けて送りこまれ、転写ベルト１５により搬
送されつつ、転写部においてトナー像を転写され、その
後、定着装置１６に送られ、同装置１６によりトナー像
を定着されて装置外へ排出される。トナー像転写後の感
光体１１は除電器１７により除電され、クリーニングブ
レード１８により残留トナーや紙粉を除去される。図１
において、符号２０Ａ，２０Ｂは「潤滑剤塗布装置」を
示す。これら２つの潤滑剤塗布装置２０Ａ，２０Ｂは、
これらの内の一方が、選択的に図示の位置に配備され
る。潤滑剤塗布装置２０Ａ，２０Ｂの具体的な構成は後
述するが、これらは、請求項６〜１２の何れかに記載さ
れたものである。潤滑剤は、感光体１１に塗布されるの
で、この実施の形態においては、感光体１１が「トナー
像を一時的に担持する像担持体」である。

【００１０】即ち、図１に実施の形態を示す画像形成装
置は、帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画像形成
装置であって、トナー像を一時的に担持する像担持体１
１の表面に潤滑剤を塗布する装置として、請求項６〜１
２の任意の１に記載の潤滑剤塗布装置２０Ａもしくは２
０Ｂを有する（請求項１３）。そして、潤滑剤を塗布さ
れるべき像担持体は、光導電性の感光体１１であり、潤
滑剤塗布装置２０Ａが、感光体表面の移動方向に関し、
転写位置より下流で、クリーニング位置の上流側に配備
される（請求項１４）。また、潤滑剤塗布装置２０Ｂ
は、感光体表面の移動方向に関し、帯電位置の上流側
で、クリーニング位置の下流側に配備される（請求項１
５）。潤滑剤塗布装置２０Ａのように、感光体１１に対
する潤滑剤の塗布をクリーニング工程の前に行うように
すると、塗布された潤滑剤を、感光体１１に強い圧力で
圧接しているクリーニングブレード１８により、感光体
１１に「しっかり」と付着させることができる。また、
潤滑剤塗布装置２０Ｂのように、感光体１１に対する潤
滑剤の供給をクリーニング工程の後に行うようにする場
合は、感光体表面の残留トナーや紙粉等がクリーニング
工程で除去されているため、感光体表面に潤滑剤を均一
に塗布しやすいという利点がある。この場合も、塗布さ
れた潤滑剤を感光体１１の表面に「しっかり」と付着さ
せるため、適当なブレードを設けて加圧を行っても良
い。この場合、ブレードはクリーニングを行うものでは
ないので、圧接力はクリーニングブレードほどの圧接力
を必要としない。

【００１１】以下、潤滑剤塗布装置の具体的な実施形態
を説明する。図２（ａ）は、請求項６記載の潤滑剤塗布
装置の実施の１形態を示している。トナー像を一時的に
担持する像担持体としては光導電性の感光体（図１にお
けると同様符号１１で示す）を想定している。固形潤滑
剤３８は、ＰＴＦＥのＦＰを固形状に構成したもので、
この実施の形態においては「シート状」であり、「保持
手段」としてのホルダ３７に保持されている。シート状
の固形潤滑剤３８は図面に直交する方向に長く、感光体
１１の感光面幅と略等しい長さを有する。符号３２で示
す支持枠はホルダ３７を支持するとともに、バネ等の弾
性部材３３により、ホルダ３７を介して固形潤滑剤３８
を、感光体１１の感光面にその幅方向全域にわたって押
圧させている。弾性部材３３と支持枠３２とが「押圧手
段」を構成する。弾性部材３３は、図面に直交する方向
において固形潤滑剤３８を感光体１１に均一に圧接させ
るため、図面に直交する方向の複数箇所で弾性力を作用
させる。即ち、図２（ａ）に実施の形態を示す潤滑剤塗
布装置は、固形潤滑剤３８と、この固形潤滑剤を保持す
る保持手段３７と、この保持手段に保持された固形潤滑
剤を像担持体１１の表面に対して押圧する押圧手段３
２，３３とを有する。図２（ｂ）は、請求項７記載の潤
滑剤塗布装置の実施の１形態を示している。トナー像を
一時的に担持する像担持体としては、光導電性の感光体
１１が想定されている。潤滑剤袋３５は、ＰＴＦＥのＦ
Ｐ３６を粉末状体で「袋状収容具」に収容させたもので
ある。潤滑剤袋３５は図面に直交する方向に長く、その
長さは感光体１１の感光面幅と略等しい。潤滑剤袋３５
は「保持手段」としてのホルダ３４に保持されている。
支持枠３２は、ホルダ３４を支持するとともに、バネ等
の弾性部材３３により、ホルダ３４を介して潤滑剤袋３
５を感光体１１の感光面にその全幅にわたって押圧させ
ている。潤滑剤としてのＦＰは前述の如く、粒径が極め
て小さいため、容易に袋状収容具の目を通って外部へ
出、弾性部材３３による押圧力により感光体１１の表面
に塗布される。ＦＰは小さな剪断力で容易に繊維化する
ので、上記弾性力をさほど大きくしなくても、感光体１
１への塗布は容易且つ確実に行われる。弾性部材３３
は、図面に直交する方向において潤滑剤袋３５を感光体
１１に均一に圧接させるために、図面に直交する方向の
複数箇所で弾性力を作用させる。この実施の形態におい
ても、弾性部材３３と支持枠３２とが「押圧手段」を構
成する。即ち、図２（ｂ）に実施の形態を示す潤滑剤塗
布装置は、ＰＴＦＥのＦＰ３６を粉末状体で袋状収容具
に収容させた潤滑剤袋３５と、この潤滑剤袋を保持する
保持手段３４と、この保持手段に保持された潤滑剤袋３
５を像担持体１１表面に押圧する押圧手段３２，３３と
を有し、袋状収容具の目を通して、ファインパウダを像
担持体表面に塗布するように構成した潤滑剤塗布装置で
ある。ファインパウダを粉末状のまま保持して像担持体
に塗布する方法としては、潤滑剤袋を用いる代わりに
「ＦＰを保持させたスポンジ等の多孔質体」を像担持体
に押圧させて塗布を行う様にしてもよい。

【００１２】図３は、請求項８，９記載の潤滑剤塗布装
置の実施の１形態を示している。なお、繁雑を避けるた
め、混同の虞れがないと思われるものについては、図３
以下においても図２に於けると同一の符号を使用する。
固形潤滑剤３８は、図面に直交する方向に長いシート状
に形成されて「保持手段」としてのホルダ３７に保持さ
れている。支持枠３２はホルダ３７を支持するととも
に、バネ等の弾性部材３３により、ホルダ３７を介して
固形潤滑剤３８を「潤滑剤塗布手段」である塗布ローラ
３９に圧接させる。塗布ローラ３９は、感光体１１の感
光面にその幅方向全域にわたって周面を押圧させてい
る。塗布ローラ３９は金属ローラあるいは「感光体１１
への圧接力を柔軟にするために、金属ローラの周面にゴ
ム層等を形成したもの」であり、図示されない駆動手段
により矢印方向へ回転駆動される。固形潤滑剤３８は、
塗布ローラ３９の周面により微量づつ「こすり取られ」
て塗布ローラ３９の周面に付着し、次いで、塗布ローラ
３９により感光体１１の周面に塗布される。即ち、図３
に実施の形態を示す潤滑剤塗布装置は、固形潤滑剤３８
と、この固形潤滑剤を保持する保持手段３７と、固形潤
滑剤３８を摩耗させつつ、潤滑剤を微量ずつ像担持体１
１の表面に塗布する潤滑剤塗布手段３９とを有し、潤滑
剤塗布手段３９は「塗布ローラ」である。

【００１３】図４は、請求項８，１０記載の潤滑剤塗布
装置の実施の１形態を示している。固形潤滑剤３８は、
図面に直交する方向に長いシート状に形成されて「保持
手段」としてのホルダ３７に保持されている。支持枠３
２はホルダ３７を支持するとともに、バネ等の弾性部材
３３により、ホルダ３７を介して固形潤滑剤３８を「潤
滑剤塗布手段」である塗布ブラシローラ４０に圧接させ
る。塗布ブラシローラ４０は、図面に直行する方向を軸
とするローラ状に形成されたポリエステルやアクリル樹
脂等のブラシであり、図示のように、感光体１１と固形
潤滑剤３８とに、軸方向にわたって圧接し、図示されな
い駆動手段により矢印方向へ回転駆動される。固形潤滑
剤３８は、塗布ブラシローラ４０の周面により微量づつ
「こすり取られ」て塗布ブラシローラ３９の周面に付着
し、次いで、塗布ブラシローラ３９により感光体１１の
周面に塗布される。即ち、図４に実施の形態を示す潤滑
剤塗布装置は、固形潤滑剤３８と、この固形潤滑剤を保
持する保持手段３７と、固形潤滑剤３８を摩耗させつ
つ、潤滑剤を微量ずつ像担持体１１の表面に塗布する潤
滑剤塗布手段４０とを有し、潤滑剤塗布手段４０は「塗
布ブラシローラ」である。図２（ａ），（ｂ）、図３、
図４に示した潤滑剤塗布装置は、図１に示した潤滑剤塗
布装置２０Ａ，２０Ｂの何れとしても使用することがで
きる。図５は、請求項８，１１記載の潤滑剤塗布装置の
実施の１形態を示している。固形潤滑剤３８は、図面に
直交する方向に長いシート状で、ホルダ３７に保持され
ている。ケーシング４２はホルダ３７を支持するととも
に、バネ等の弾性部材３３により、ホルダ３７を介して
固形潤滑剤３８をローラ４１に圧接させる。ローラ４１
は金属ローラ等であり、図示されない駆動手段により矢
印方向へ回転駆動される。塗布ブラシローラ４０は、図
面に直行する方向を軸とするローラ状に形成されたポリ
エステルやアクリル樹脂等のブラシで、図示のように、
感光体１１と塗布ローラ４１とに軸方向にわたって圧接
し、図示されない駆動手段により矢印方向へ回転駆動さ
れる。固形潤滑剤３８はローラ４１の周面により微量づ
つ「こすり取られ」てローラ３９の周面に付着し、次い
で、塗布ブラシローラ４０に移着し、塗布ブラシローラ
４０により感光体１１の周面に塗布される。図５に示さ
れているのは、全体としてはクリーニング装置であり、
ケーシング４２には、クリーニングブレード１８と、ク
リーニングブレード１８で掻き取ったトナーを回収する
回収ローラ６４と、掻き取ったトナーを規制するフリッ
カ６８と、トナー漏れ防止のための入り口シール６９が
配備されており、塗布ブラシローラ４０は、像担持体で
ある感光体１１をクリーニングする「クリーニングブラ
シ」を兼ね、トナー像転写後に、感光体１１に残留する
トナーや紙粉の除去を行いつつ、潤滑剤の塗布を行う。
従って、この実施の形態の装置は、潤滑剤塗布装置とし
ては、図１における潤滑剤塗布装置２０Ａとして使用で
きる。即ち、図５に実施の形態を示す潤滑剤塗布装置
は、固形潤滑剤３８と、この固形潤滑剤を保持する保持
手段３７と、固形潤滑剤３８を摩耗させつつ、潤滑剤を
微量ずつ像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布手段４０，
４１とを有し、潤滑剤塗布手段が、固形潤滑剤３８に接
触するローラ４１と、このローラ４１と像担持体１１と
に接触する塗布ブラシローラ４０とを有し、塗布ブラシ
ローラ４０が、像担持体１１に対するクリーニングブラ
シを兼ねている。

【００１４】図２（ａ）、図３、図４、図５に示された
固形潤滑剤３７は、ＰＴＦＥのＦＰを固形状に構成した
もの（請求項１）であるが、未焼成のものでも良いし
（請求項２）、焼成されたものでもよく（請求項３）、
その形態は「シート状」であることもできるが（請求項
４）、ブロック状やロッド状のものでもよく、所望の機
械強度を持たせるため、ＰＴＦＥを乳化重合して得られ
たデイスパージョンに充填剤を均一に混合・凝析したＦ
Ｐを用いることもできる（請求項５）。図３、図４や図
５に示すように、塗布ローラや塗布ブラシローラを用い
ると、これらが固形潤滑剤を掻き取るときの接触圧を
「弱めに設定」することができるので、未焼成のＦＰや
充填剤を混入していない、比較的やわらかい固形潤滑剤
の場合に、掻き取り量が過大にならないようにでき、適
量の潤滑剤を像担持体体上に供給することができる。上
記の実施の各形態において、粉末状のＦＰ、あるいは固
形化されるＦＰとしては市販の適宜のものを用いてよ
く、例えば、ポリフロンＦ１０４，Ｆ２０１，Ｆ３０２
（ダイキン工業社製商品名）、テフロン６Ｊ，６Ｃ
Ｊ，６２Ｊ（デュポンフロロケミカル社製商品名）、
フルオンＣＤ１，ＣＤ０７６（旭ＩＣＩフロロポリマー
ズ社製商品名）等を挙げることができる。

【００１５】

【実施例】以下具体的な実施例を説明する。図１に示し
た如き画像形成装置における感光体１１（ＯＰＣ感光体
直径：１００ｍｍ）に、図２（ａ）に即して説明した
現像剤塗布装置を用いて潤滑剤の塗布を行い、その効果
を、感光体１１に表面における表面摩擦係数の経時的な
変化を調べた。表面摩擦係数の測定は前述の「オイラー
ベルト法」により行った。先ず、感光体に「全く潤滑剤
を塗布せず」に画像形成プロセスを繰り返した場合の表
面摩擦係数の変化を調べたところ、図６に示す如きもの
となった。この図６から以下のことが分かる。即ち、Ｏ
ＰＣ感光体は未使用状体においては表面摩擦係数が０．
４より小さい。従って、未使用状態における表面摩擦係
数がそのまま経時的に変化しなければ、潤滑剤の塗布は
必ずしも必要ないほどであるが、ＯＰＣ感光体の表面摩
擦係数は、図６に示すように、画像形成プロセスの開始
とともに急激に増大し「０．６より若干小さい値」で飽
和する。このような大きな表面摩擦係数になった状態で
画像形成プロセスを行うと、クリーニングブレードの摺
擦圧が上昇し、所謂「ブレード鳴き」が発生したり、感
光体摩耗が促進される。

【００１６】上記感光体に、図２（ａ）に示すごとき潤
滑剤塗布装置により、潤滑剤の塗布を行ったときの、
（オイラーベルト法により測定される）表面摩擦係数の
経時変化を図７に示す。破線７−１は、固形潤滑剤とし
て「シート状で未焼成」のものを用いた場合をを示す。
押圧手段による感光体への押圧力は、感光面幅方向の１
ｃｍあたり２４０ｇｗｔ／ｃｍである。鎖線７−２は、
固形潤滑剤として「未焼成で繊維状のＦＰをブラシ状に
した」ものを用いた場合を示す。押圧手段による感光体
への押圧力は、感光面幅方向の１ｃｍあたり２４０ｇｗ
ｔ／ｃｍである。実線７−３は、固形潤滑剤として「シ
ート状で焼成した」ものを用いた場合を示す。押圧手段
による感光体への押圧力は、感光面幅方向の１ｃｍあた
り２４０ｇｗｔ／ｃｍである。図７に見られるように、
何れの形態の固形潤滑剤を用いる場合も、感光体の表面
摩擦係数は、時間の径化に拘らず当初から０．４以下の
値を示し、終始、潤滑剤塗布の効果が持続することが分
かる。特に、固形潤滑剤として「シート状で焼成した」
ものを用いると、表面摩擦係数を極めて低い値に保つこ
とができる。この場合、塗布の際の押圧力を強め、感光
体へのＦＰ塗布量を増大させれば、表面摩擦係数を０．
１以下とすることも可能である。表面摩擦係数が０．１
以下になると、耐摩耗性が向上し、クリーニング性は向
上するが、感光体に必要以上の潤滑剤（ＦＰ）が付着
し、定着前のトナー像の滑りを生じて文字エッジが「か
すれた状態」になる。この状態は、一見解像度が向上し
たように見えるが、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になり画像品質の低下が
起こりやすくなる。従って、潤滑剤の塗布は、表面摩擦
係数が０．４以下、更に好ましくは０．１〜０．３の範
囲となるように行うことが好ましい。

【００１７】図７に示されたように「シート状の焼成し
た固形潤滑剤を用いて、潤滑剤塗布を行う」と、初期に
おける表面摩擦係数の減少が急である。像担持体表面の
摩擦係数を低減して「像担持体を長寿命化」する観点か
らは、なるべく早い時機から像担持体の表面摩擦係数を
低減し維持することが好ましく、この点からすると、特
にＦＰを焼成した固形潤滑剤を用いることが好ましい。
また、ＦＰは粒子が直径０．２〜０．４μｍと非常に細
かく、表面積が大きいため、小さな剪断力で粒子が簡単
に繊維化し塑性変形するので、像担持体上に供給された
後にも小さなせん断力で繊維化しやすく、像担持体上に
残留しやすい。また像担持体上に供給するのに小さな力
をかけるだけで済むのでコストが安くなる。ＦＰを焼成
した固形潤滑剤は「無色透明」で透明度が高い。画像形
成装置においては、最終的に転写シート上にトナーを定
着させて可視像を得るため、潤滑剤の条件として、転写
シート上に潤滑剤が付着残留した場合でも、画像に悪影
響を及ぼさないことが必要である。転写シートは一般に
白色もしくは透明であり、トナーはカラーまたは黒色で
あるため、トナー以外の着色物質が記録紙上に付着する
と、人間の視覚特性として非常に目につきやすい。従っ
て、潤滑剤の色としては「白色または無色透明」が望ま
しい。白色であれば画像上に残留したとしても比較的見
た目には分かり難いし、無色透明であれば画像に悪影響
を及ぼすことはない。このような観点からすると、ＦＰ
を焼成した固形潤滑剤は、無色透明であるので潤滑剤と
して極めて好適である。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な固形潤滑剤および画像形成装置、画像形成装置
における像担持体への新規な潤滑剤塗布装置を実現でき
る。この発明の固形潤滑剤は、ＰＴＦＥのＦＰを固形状
に構成して用いるが、ＦＰは温度の影響を受けにくく、
従って、塗布の初期から長期間にわたって潤滑剤塗布の
効果を安定して持続させることができる。また、この発
明の潤滑剤塗布装置は、比較的小さな力で適量の潤滑剤
（ＦＰ）を像担持体に塗布し、良好な潤滑剤塗布効果を
実現でき、この発明の画像形成装置は、潤滑剤塗布効果
により常に良好な画像形成プロセスを実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像形成装置の実施の１形態を説明
するための図である。

【図２】この発明の潤滑剤塗布装置の実施の形態の２例
を説明するための図である。

【図３】この発明の潤滑剤塗布装置の実施の別形態を説
明するための図である。

【図４】この発明の潤滑剤塗布装置の実施の他の形態を
説明するための図である。

【図５】この発明の潤滑剤塗布装置の実施の他の形態を
説明するための図である。

【図６】実施例に関連し、感光体に潤滑剤を塗布せずに
画像形成プロセスを実行したときの感光体の表面摩擦係
数の経時的変化を示す図である。

【図７】実施例における潤滑剤塗布の効果を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１１トナー像を一時的に担持する像担持体として
の感光体３２支持枠３３弾性部材３７ホルダ（保持手段）３８固形潤滑剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者小島成人東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画
像形成装置において、トナー像を一時的に担持する像担
持体の表面に、摩擦係数低減のために塗布される潤滑剤
であって、ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダを固形状
に構成してなる固形潤滑剤。
【請求項２】請求項１記載の固形潤滑剤において、固形状に構成されたファインパウダが未焼成であること
を特徴とする固形潤滑剤。
【請求項３】請求項１記載の固形潤滑剤において、固形状に構成されたファインパウダが焼成されたもので
あることを特徴とする固形潤滑剤。
【請求項４】請求項２または３記載の固形潤滑剤が、シ
ート状であることを特徴とする固形潤滑剤。
【請求項５】請求項１〜４の任意の１に記載の固形潤滑
剤において、ファインパウダーが、ポリテトラフルオロエチレンを乳
化重合して得られたデイスパージョンに充填剤を均一に
混合・凝析したものであることを特徴とする固形潤滑
剤。
【請求項６】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画
像形成装置において、トナー像を一時的に担持する像担
持体の表面に潤滑剤を塗布する装置であって、固形潤滑剤と、この固形潤滑剤を保持する保持手段と、この保持手段に保持された固形潤滑剤を像担持体表面に
対して押圧する押圧手段とを有し、上記固形潤滑剤が請求項１〜５の任意の１に記載の固形
潤滑剤であることを特徴とする画像形成装置の像担持体
への潤滑剤塗布装置。
【請求項７】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画
像形成装置において、トナー像を一時的に担持する像担
持体の表面に潤滑剤を塗布する装置であって、ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダを粉末状
体で袋状収容具に収容させた潤滑剤袋と、この潤滑剤袋を保持する保持手段と、この保持手段に保持された潤滑剤袋を像担持体表面に押
圧する押圧手段とを有し、上記袋状収容具の目を通して、ファインパウダを像担持
体表面に塗布するように構成したことを特徴とする像担
持体への潤滑剤塗布装置。
【請求項８】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う画
像形成装置において、トナー像を一時的に担持する像担
持体の表面に潤滑剤を塗布する装置であって、固形潤滑剤と、この固形潤滑剤を保持する保持手段と、上記固形潤滑剤を摩耗させつつ、潤滑剤を微量ずつ像担
持体表面に塗布する潤滑剤塗布手段とを有し、上記固形潤滑剤が請求項１〜５の任意の１に記載の固形
潤滑剤であることを特徴とする画像形成装置の像担持体
への潤滑剤塗布装置。
【請求項９】請求項８記載の潤滑剤塗布装置において、潤滑剤塗布手段が、固形潤滑剤と像担持体とに接触す
る、塗布ローラであることを特徴とする画像形成装置の
像担持体への潤滑剤塗布装置。
【請求項１０】請求項８記載の潤滑剤塗布装置におい
て、潤滑剤塗布手段が、固形潤滑剤と像担持体とに接触す
る、塗布ブラシローラであることを特徴とする画像形成
装置の像担持体への潤滑剤塗布装置。
【請求項１１】請求項８記載の潤滑剤塗布装置におい
て、潤滑剤塗布手段が、固形潤滑剤に接触するローラと、こ
のローラと像担持体とに接触する塗布ブラシローラとを
有することを特徴とする画像形成装置の像担持体への潤
滑剤塗布装置。
【請求項１２】請求項１０または１１記載の潤滑剤塗布
装置において、塗布ブラシローラが、像担持体に対するクリーニングブ
ラシを兼ねていることを特徴とする画像形成装置の像担
持体への潤滑剤塗布装置。
【請求項１３】帯電・露光・現像・転写の各工程を行う
画像形成装置において、トナー像を一時的に担持する像担持体の表面に潤滑剤を
塗布する装置として、請求項６〜１２の任意の１に記載
の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１４】請求項１３記載の画像形成装置におい
て、潤滑剤を塗布されるべき像担持体が、光導電性の感光体
であり、潤滑剤塗布装置が、感光体表面の移動方向に関し、転写
位置より下流で、クリーニング位置の上流側に配備され
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】請求項１３記載の画像形成装置におい
て、潤滑剤を塗布されるべき像担持体が、光導電性の感光体
であり、潤滑剤塗布装置が、感光体表面の移動方向に関し、帯電
位置の上流側で、クリーニング位置の下流側に配備され
ることを特徴とする画像形成装置。