JP2001282043A

JP2001282043A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001282043A
Application number: JP2000091997A
Authority: JP
Inventors: Ryuta Takechi; 隆太武市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡＣ接触帯電方式をしたときのクリーニング
ブレードの巻込み、振動等による不具合を防止すること
ができる画像形成装置及び潤滑材塗布手段を提供する。【解決手段】帯電・露光・現像・転写・クリーニング
手段を有し、トナー像を一時担持する像担持体２と、該
像担持体２に接触可能に設置された電圧印可部材３とを
備え、該電圧印可部材３に対して少なくとも振動電圧を
有する電圧を印可し、且つ該電圧印可手段３が該像担持
体２に接触する画像形成装置において、該像担持体２の
表面に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段８を具備し、且
つ該電圧印可手段３の面粗度がＲ_Ｚ３０μｍ以下である
画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等に利用される電子写真方式の画像形
成装置及びこの画像形成装置の像担持体に潤滑材を塗布
する潤滑材塗布手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、通
常、感光体を帯電する帯電工程と、帯電された感光体を
露光して潜像を形成する潜像工程と、潜像を現像剤によ
って現像する現像工程と、形成された画像を紙等の記録
媒体に転写する転写工程と、記録媒体上の画像を熱と圧
力によって固着する定着工程を経ることによって最終画
像が形成される。多色画像形成用の画像形成装置では、
転写時の位置ずれ等を防止するために、感光体上に形成
された画像は一旦、中間転写体に転写された後、記録媒
体に転写される。その後、感光体および中間転写体は、
初期工程に付され、工程が繰り返される。感光体および
中間転写体上に転写されないまま残留する現像剤は、形
成画像の画質低下の原因となるので、感光体や中間転写
体は、転写工程の後、通常、クリーニング工程に付さ
れ、その表面に残留する現像剤が除去される。

【０００３】クリーニング工程では、感光体や中間転写
体の表面に、ブレードやブラシ等が当接することによっ
て、その表面に残留する現像剤を除去している。そのた
め、感光体や中間転写体が磨耗により劣化し易いという
問題がある。この様な問題を解決するため、特開平３−
１０３８８５号、特開平３−２６９４７８号、特開平４
−３７２９８１号、特開平５−５３４８５号、特開平６
−２６６１４４号、特開平７−１９９６００号の各公報
には、クリーニング工程時に、感光体の表面に潤滑性物
質（潤滑材）を供給することによって、感光体の磨耗に
よる劣化を軽減する方法が提案されている。

【０００４】一方、感光体を帯電させる帯電方式とし
て、接触帯電方式が知られている。従来技術である接触
帯電方式について以下にその構成を説明する。感光体や
中間転写体の像担持体に接触可能に設置された電圧印可
部材とは具体的に例を挙げるとするなら、像担持体を感
光体とした場合の接触帯電方式（帯電ローラ、帯電ブラ
シ、帯電シート等）、また紙が介在することになるが広
い意味にて転写ユニットも含まれる。また像担持体を中
間転写体とした場合の除電ユニットとしての帯電ロー
ラ、帯電ブラシ等が考えられる。但しこれらはあくまで
具体的な例であり、これら構成に限定されるものではな
い。図６にその接触帯電装置の一例を示した。像担持体
である感光体（６２）に帯電ユニット（この場合帯電ロ
ーラ：６１）が接触している。帯電ローラにて一様に表
面を帯電された感光体は図示された構成各ユニットで作
像工程がなされる。本例の帯電ローラ６２は芯金の外周
に弾性ゴムローラを形成している。該帯電ローラ６２は
感光体の面に所定の押圧力をもって接触させた状態に保
たせてあり、感光体の回転に従動して回転するように設
置されている。帯電ローラ６２は帯電ローラ用電圧印加
電源６９に接続している。この電源６９から帯電ローラ
６２に所定の電圧が印加されることにより、感光体表面
が所定の電位に接触方式で帯電される。この電源６９は
ＡＣ電圧成分およびＤＣ電圧成分を重畳して出力できる
よう構成されているが、ＤＣ成分のみにて帯電を行うこ
ともあり以下にその構成を示す。接触帯電部材としての
帯電ローラにＤＣ電圧（直流電圧）を印加してそのＤＣ
電圧を大きくしていくと、ある印加電圧値から像担持体
（被帯電体）としての感光体の帯電が開始される。この
ように接触帯電部材にＤＣ電圧を印加して被帯電体の帯
電が開始するときの帯電部材に対する印加電圧値を被帯
電体の帯電開始電圧値Ｖsとする。それ以後は印加ＤＣ
電圧と帯電による被帯電体表面電位Ｖd はほぼ一定の関
係にて変化する。従って、感光体を所望の表面電位Ｖd
に帯電するには、直流電圧Ｖd＋Ｖsを帯電ローラに印加
して帯電を行えばよい。このように帯電部材に直流電圧
のみを印加する帯電方式をＤＣ帯電方式とする。これら
ＤＣ帯電方式の場合、帯電ローラ表面がゴミや汚れがに
より汚染された場合、あるいは傷が生じた場合、感光体
表面電位のムラ（帯電均一性に対する不良：画像不良と
なる場合が多い）になって現れやすい場合がある。それ
ら不具合に対して、提案されたのがＡＣ帯電方式であ
る。ＡＣ帯電方式は帯電部材としての帯電ローラにＤＣ
電圧成分（Ｖd ）とＡＣ電圧成分を有する電圧を印加す
る。このことにより、像担持体としての感光体表面の電
位は振動する。しかしながら、電圧平均値はＶd となる
ため、ＡＣ電圧成分の周波数ｆを大きくするれば、その
電位振動によるムラは低減されることが知られている。
これらＡＣ帯電方式は帯電電位の収束性、安定性に優
れ、ＤＣ帯電方式に比べて、帯電ローラ表面の微小な凹
凸がある場合や、帯電ローラに汚れが付着した場合に
も、非常に均一な帯電を行うことができる場合があるこ
とが知られている。

【０００５】但し、先に示した接触帯電方式及びＡＣ帯
電方式の問題点として以下のこと項が存在する。その問
題点を以下に示す。接触帯電方式は、帯電部材を直接像
担持体に接触・近接させ、像担持体を帯電させるもので
ある。具体的にFig６を使用し説明すると、例えば帯電
ローラにバイアス電圧が印加され、帯電ローラと像担持
体とが、それぞれに回転して互いに接触しようとする寸
前の微小間隙部分にに生じる放電を利用したものであ
る。この放電は、スコロトロン、コロトロン方式に比較
してギャップ長が短い放電である。ギャップ長が短い放
電はギャップ長が長い放電に比べイオンや電子の移動速
度が速いといわれており、このため、接触帯電方式は、
コロトロン方式やスコロトロン方式に比べ、像担持体表
面にエネルギの大きいイオンや電子が衝突すると考えら
れている。一般に、高分子は、イオンや電子が衝突する
と表面分子の結合状態が変わり、活性化して表面エネル
ギが上昇する場合があり、像担持体として、ポリカーボ
ネート等の高分子材料で形成された像担持体表面層を有
する有機像担持体を使用して、接触帯電方式で帯電する
と、像担持体表面層の表面エネルギは、コロトロン方式
やスコロトロン方式に比べ上昇することがある。表面エ
ネルギの上昇は空気中の分子が像担持体表面に吸着する
ことを促したり、トナーやトナーの表面に添加されてい
る非常に微細な外添剤が像担持体表面に付着する付着力
の増加をもたらす場合もある。これら付着物は感光体表
面の摩擦係数を上昇させることになる。また像担持体の
表面エネルギーが上昇することにより像担持体の摩擦係
数が上昇することがある。

【０００６】また一般に、接触帯電方式は放電生成物の
発生量が微量であるが、接触帯電器の表面と像担持体の
表面との間の微小間隙で直接放電しており、像担持体上
の極近傍での発生と言うことになる。従って、ある意味
では、スコロトロンなどの帯電器よりも、像担持体への
影響が大きいと言える。また接触帯電は像担持体との微
小間隙にて放電しているため、その放電エネルギーによ
って像担持体表面の劣化が激しく、トナー等の付着力の
増加により異物がつきやすい状態になっている。このた
め、像担持体近傍で放電により発生した放電生成物が像
担持体に付着しやすくなり、その結果、付着物等の物性
により像担持体の摩擦係数が上昇してしまう。さらに、
ＡＣ帯電方式では放電電流が多くなるので、それら放電
生成物質が大量に発生し、像担持体に対する負荷も大き
くなってしまう。また帯電ローラに印加するバイアスと
して、交流バイアスを使用することは、直流のみの帯電
時より放電回数が多くなり、それだけ像担持体にストレ
スをかけることになり、トナー等の付着力の増加を促
し、加えて像担持体の表面状態が大きく変化することが
ある。

【０００７】これらＡＣ接触帯電方式を採用する作像シ
ステムにおいては、放電生成物、感光体表面の劣化など
による像担持体表面の摩擦係数上昇のために従来のクリ
ーニング設定では対応しきれなくなり、わずか数十枚プ
リントするだけでブレードエッジの先端部がめくれたり
変形することによるクリーニング不良を起こしたり、ひ
どい場合によってはブレードを巻き込んでユニットの破
壊を招いてしまう場合などがある。振動電圧（時間変化
に伴い電圧値が周期的に変動する電圧：一般的にはＡＣ
電圧成分とＤＣ電圧成分を有する電圧）を印可して被帯
電体（像担持体等）を帯電させる帯電方式（以降ＡＣ帯
電方式）を使用しかつ被帯電体に帯電機構が接触する場
合、被帯電体が像担持体であればその表層に放電生成物
が付着する。特にＡＣの場合はその生成物が多量に発生
することが多く、その付着物により像担持体表面の摩擦
係数が上昇しクリーニングブレードを巻き込んだり、像
担持体との接触部でビビリ（振動）が発生するなどの不
具合が生じていた。

【０００８】これに対しては従来技術としてはブレード
を変更する、感光体自体を変更するなどの対策が取られ
ていた。また、その他の手段としては、像担持体とクリ
ーニングブレードの当接位置に潤滑材が塗布されている
ことを特徴とする画像形成装置が提案されている。（特
開平５−６６６９８）この特許においては潤滑材はすで
に塗布されているものであって、潤滑材を供給しつづけ
る機構は考案されていない。そのため、その潤滑層が除
去されるとその効果は無くなる。潤滑材はその潤滑性を
得るために、その分子の表面エネルギーが小さいものが
多く、そのため自らの剥がれが生じ易く、塗布部材から
の剥がれが起こりやすく長期間に渡ってその効果を持続
することが難しい。よってこれら従来技術のみでは長期
間安定したクリーニング性能を維持することは難しい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、Ａ
Ｃ接触帯電方式をしたときのクリーニングブレードの巻
込み、振動等による不具合を防止することができる画像
形成装置及び潤滑材塗布手段を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、帯電・露光・現像
・転写・クリーニング手段を有し、トナー像を一時担
持する像担持体と、該像担持体に接触可能に設置された
電圧印可部材とを備え、該電圧印可部材に対して少
なくとも振動電圧を有する電圧を印可し、且つ該電圧
印可手段が該像担持体に接触する画像形成装置におい
て、該像担持体の表面に潤滑材を塗布する潤滑材塗布
手段を具備し、且つ該電圧印可手段の面粗度がＲ_Ｚ３
０μｍ以下である画像形成装置である。請求項２に記載
の発明は、帯電・露光・現像・転写・クリーニング
手段を有し、トナー像を一時担持する像担持体と該
像担持体に接触可能に設置された電圧印可部材とを備
え、該電圧印可部材に対して少なくとも振動電圧を有
する電圧を印可し、且つ該電圧印可手段が該像担持体
に接触する画像形成装置において、該電圧印可手段の
面粗度がＲ_Ｚ３０μｍ以下であり、且つ該像担持体に
対して潤滑材を供給する潤滑材塗布手段を配置し、該
潤滑材塗布手段が、該潤滑材を像担持体に供給する供給
仲介部材からなり、且つ該供給仲介部材が該像担持体
に対し線速差を有して接触する画像形成装置である。請
求項３に記載の発明は、帯電・露光・現像・転写・
クリーニング手段を有し、トナー像を一時担持する像
担持体と該像担持体に接触可能に設置された電圧印可
部材とを備え、該電圧印可部材に対して少なくとも
振動電圧を有する電圧を印可し、且つ該電圧印可手段
が該像担持体に接触する画像形成装置において、該電
圧印可手段の面粗度がＲ_Ｚ３０μｍ以下であり、且つ
該像担持体に対して潤滑材を供給する潤滑材塗布手段を
配置し、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材が該像担持体
に対し少なくとも線速差を有して直接接触する画像形成
装置である。請求項４に記載の発明は、請求項１な
いし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前
記潤滑材がフッ素系樹脂である画像形成装置である。請
求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成
装置において、前記潤滑材が、ポリテトラフルオロエ
チレンである画像形成装置である。請求項６に記載の発
明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形
成装置において、クリーニングブレードを該像担持体
に当接させ残留したトナーを掻き落とし、且つ該像担
持体との接触領域における像担持体が直径３０ｍｍ以下
の円弧である画像形成装置である。請求項７に記載の発
明は、トナー像を一時担持する像担持体を有する画
像形成装置における該像担持体に潤滑材を塗布する潤滑
材塗布手段において、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材
を像担持体に供給する供給仲介部材からなり、且つ該供
給仲介部材が該像担持体に対し線速差を有して接触する
潤滑材塗布手段である。請求項８に記載の発明は、
トナー像を一時担持する像担持体を有する画像形成装置
における該像担持体に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段
において、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材が該像担持
体に対し少なくとも線速差を有して直接接触する潤滑材
塗布手段である。請求項９に記載の発明は、請求項
７又は８に記載の潤滑材塗布手段において、前記潤滑材
がフッ素系樹脂である潤滑材塗布手段である。請求項１
０に記載の発明は、請求項９に記載の潤滑材塗布手
段において、前記潤滑材が、ポリテトラフルオロエチ
レンである潤滑材塗布手段である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面の基づいて詳
細に説明する。これらＡＣ接触帯電方式による感光体・
像担持体の表面摩擦係数上昇による不具合を防止するた
めに、本発明においては以下に示すような潤滑材塗布を
行うことを特徴とする。図１は、本発明の一実施形態で
ある画像形成装置及び潤滑材塗布手段の構成を示す概略
図である。図２は、本発明の潤滑材塗布手段の一例を拡
大して示す概略構成図である。図３は、本発明の潤滑材
塗布手段の他の例を拡大して示す概略構成図である。ま
ずその潤滑材塗布手段であるが、図１及ぶ図２に示すよ
うに、構成としては潤滑材供給仲介部材であるクリーニ
ングブラシ９に供給ローラ１０が接触しており、該供給
ローラが潤滑材１１を削り取り該クリーニングブラシよ
り感光体に潤滑材を供給することになる。この潤滑材は
所定の圧で供給ローラに当接するようスプリング１２に
て加圧されている。また、図３に示すように、別の手段
として供給ローラが無く直接潤滑材供給仲介部材である
ブラシユニット１６に潤滑材を供給するタイプも考えら
れる。

【００１２】図４は、本発明の潤滑材塗布手段の他の一
例を拡大して示す概略構成図である。図５は、本発明の
潤滑材塗布手段の他の例を拡大して示す概略構成図であ
る。図４及び図５に示すように、像担持体に対して直接
潤滑材を供給するタイプも考えられる。この場合像担持
体５３に対してステー６０に取り付けた潤滑材５９をケ
ース５８に取り付けたスプリング５７にてある一定の圧
にて接触させるようにする。なお、説明を行うに当た
り、像担持体については、感光体を持ってその説明を行
う。しかしながら本構成については感光体のみに限られ
るものではない。例えば画像を担持すると言う意味で、
中間転写ベルト等にも同様に当てはめることが可能にな
る。

【００１３】次に潤滑材であるが、これは液体・固体・
粉末等の各種潤滑作用を有する材料を用いることが出来
る。すなわち、シリコンオイル・フッ素オイル等の潤滑
性液体、ＰＴＦＥ・ＰＶＤＦ等の各種フッ素含有樹脂・
シリコーン樹脂・ポリオレフィン系樹脂・シリコングリ
ース・フッ素グリース・パラフィンワックス・ステアリ
ン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩・黒鉛・二硫化モリブデン等
の潤滑性固体等がある。次に、潤滑材の確認実験を以下
の条件にて行った。

【００１４】＜表１：潤滑材の確認のための実験条件＞

【表１】次に、各条件におけるブレード巻き込み結果を示す。各
条件とも、回数ｎは３回行った。

【００１５】＜表２：実験結果＞

【表２】

【００１６】これら確認実験によって、潤滑材の効果が
認められブレード巻き込みを改善できることがわかっ
た。またこれとは別に、これら潤滑材の塗布を行なう場
合に、一部塗布ムラが発生する場合が有った。これらム
ラが発生すると、潤滑材の塗布が少ない領域でやはりブ
レード巻き込みが発生する場合や、画像にムラが転写さ
れる場合が有った。そのため潤滑材の塗布を均一に安定
させる必要性が生じた。これら塗布ムラの原因として、
帯電ローラと感光体の接触点にて一度感光体上に塗布を
行なった潤滑材が、帯電ローラの表面に転写されること
によって発生していることが分かってきた。これらを改
善するために帯電ローラの表面粗度を変化させ、ブレー
ドの巻き込み、画像等をを確認したところ、ブレードの
巻き込みは表面粗度をＲｚ３０μｍ以下にすることによ
り改善されることが分かった。またＲｚ１０μｍ以下に
することによりその他の画像品質も含めて安定すること
が確認された。また表面粗度により潤滑材の転写が増加
しムラが発生しやすくなることは、ローラ面荒れのエッ
ジ部分にて潤滑材が掻き取られ易くなるためと考えられ
る。このことから本発明においては帯電ローラ電圧印可
部材の表面粗度をＲｚ３０μｍ以下にすることを特徴と
する。また望ましくはＲｚ１０μｍ以下にすることを提
案する。よって潤滑材を使用し、ローラの面粗度をＲｚ
３０μｍ以下にする効果・作用として像担持体の表面摩
擦係数がムラ無く均一に低下することにより、クリーニ
ングブレードと像担持体との間に生じる摩擦力が低減
し、ブレードの巻込みや振動による音の発生を低減でき
る。また、潤滑材を継続的に塗布することにより、効果
を長期間に渡って持続できる。また期間に関しては潤滑
材の量を制御することによりある程度制御できる。

【００１７】潤滑材塗布を行うに当たり、図１ないし３
に示すように、その塗布方式は潤滑材を供給する仲介部
材を用いる。又、図４又は図５に示すように、ブラシ部
材と直接塗布に示したもの等を利用したものが、この塗
布を効率的に行うために、それぞれ被塗布物である像担
持体との接触面にて線速差を有することを特徴とする。
これは潤滑材の塗布を行う場合、その接触面で一定の剪
断力が発生することにより潤滑材表層部分がはがれが生
じ、はがれた部位が感光体側に移着しやすいためであ
る。この時線速差が無い場合でも潤滑材の移着はある程
度行われるが、その場合の塗布量は線速差がある場合に
対して少なくなる。ＡＣ接触現像においては、その放電
生成物の付着、感光体表面の劣化等による摩擦係数の上
昇が激しいため、その他のシステムに比較して潤滑性を
高める必要がある。その場合像担持体に対し線速差を有
することにより潤滑材の塗布がより効率的に行えれば摩
擦係数の上昇を効果的に押さえることが可能になる。

【００１８】具体的には、ブラシ部材の場合像担持体の
円周面におけるブラシの線速と感光体の線速を比較す
る。この場合回転方向が相互に逆であればもちろん線速
差を生じることになる。また例え同方向に回転し感光体
円周面での線速が同じである場合でも、感光体に対しブ
ラシが食い込み量を持って接触していた場合で、それぞ
れが別の駆動を与えられた場合などはブラシ外周の食い
込み前の線速は感光体に対して速度差を持つことにな
り、そのため食い込み部分で線速差による剪断力が働く
ため潤滑材の塗布が効果的行われる。よって本構成は本
特許の請求項に示した線速差を有する構成に含まれると
考える。しかしながら弾性ローラなどが食い込みを持っ
て接する場合で、かつ像担持体と潤滑材塗布仲介部材が
連れ周りを行う場合などにおいては、弾性ローラの弾性
部分が像担持体外周に倣うように変形するため線速差は
ほとんど生じないため、そこに発生する剪断力は小さい
くなる。よって線速差による効果は得られたとはいえな
い。直接塗布を行う場合においても概略同じである。図
４又は図５に示すように、潤滑材は駆動されず静止して
いるが、像担持体である感光体が回転運動を行っている
ためそこに線速差が生じることになる。また潤滑材の形
状をロール上、ブラシ回転体にして回転駆動させる場合
も考えられる。この場合は先に示した供給仲介部材に準
じて考えることができる。

【００１９】次に像担持体感光体の静止摩擦係数をオイ
ラーベルト方式にて測定しその効果を確認したので以下
に示す。実験結果に先立ち、オイラーベルト法と呼ぶ測
定方法について述べる。この測定方法はベルトとして、
中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして、一
方に荷重、ここでは１００ｇｒをかけ、ドラム円周１／
４にベルトを張架し、もう一方にフォースゲージを設置
しフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動開始した時
点での荷重をを読み取り、以下の式（１）にて算出す
る。 μｓ＝２／π×ｌｎＦ／Ｗ…………式（１）但しμｓ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値、Ｗ：荷重

【００２０】＜表３：測定条件と感光体表面摩擦係数測
定値＞

【表３】

【００２１】この結果より、線速差を有して感光体に潤
滑材塗布仲介部材が接触すること条件２に相当により、
効果的に感光体表面摩擦係数が低下していることがわか
る。よってこれら方式を利用することにより、より像担
持体感光体等の表面摩擦係数を低下させることができ、
ブレード巻き込み等の不具合の発生をより効果的に低下
させることができるようになる。

【００２２】本発明で使用される潤滑材であるフッ素系
樹脂、及びＰＴＦＥの使用について述べる。フッ素樹脂
は耐熱性、耐薬品性に優れ、非粘着性、低摩擦特性を持
っている。本発明における目的である低摩擦性を付与す
る材料としては最適である。通常フッ素樹脂は摩擦相手
材よりも柔らかいため、滑り方向への転移が容易に起こ
る。相手材への転移は表面の分子の配向と剥離の開始、
摩擦熱による相転移と膨れ、そして完全な剥離という過
程を経る。中でもＰＴＦＥはあらゆる固体中で最も低い
摩擦係数を有する物質であり、特に着目した。ここで本
発明において着目したフッ素樹脂について詳細に説明す
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
エチレン四ふっ化エチレン樹脂：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
ル共重合体四ふっ化エチレン・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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体四ふっ化エチ
レン・６ふっ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ふっ化エチ
レン・エチレン共重合樹脂：Ｅ／ＴＦＥ、ポリビニリデ
ンフルオライドふっ化ビニリデン樹脂：ＰＶＤＦ、ポリ
クロロトリフルオロエチレン三ふっ化塩化エチレン樹
脂：略称ＰＣＴＦＥ、クロロトリフルオロエチレン−エ
チレン共重合体三ふっ化塩化エチレン・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／Ｐ
ＤＤ、ポリビニルフルオライドふっ化ビニル樹脂：略称
ＰＶＦの９種類を指す。

【００２３】フッ素樹脂は、表面摩擦係数が低いものが
多い。これは、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、構造
的に分子鎖表面が滑らかなこと、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。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。フッ素樹脂を潤滑材として選んだ理由は先に
も述べたが相手材料に移着しやすい白色である熱的
化学的に安定な物質であるといった特徴からである。
はフッ素樹脂が白色で紙と同じ色であるため、像担持体
上から紙へとフッ素樹脂が移着した場合でも、着色した
物質が紙上に付着するよりも、画像に及ぼす影響が少な
いために用いやすいという理由である。は熱的化学的
に不安定な物質は電子写真プロセスで用いた場合に変性
等の不具合を生じるために適さないことが理由である。

【００２４】次にフッ素樹脂中でもＰＴＦＥが特にその
効果を得やすいことを以下にＰＴＦＥの特徴・製法等と
合わせて説明する。先ず、一般的なＰＴＦＥの成形・加
工と材料に関してであるが、ＰＴＦＥは溶融粘度が極め
て高く、一般の熱可塑性のプラスチック材料で使用され
る射出などの成形法を使用することが難しい。このため
ＰＴＦＥの成形法としては、粉末樹脂を予備成形主に常
温下し、これを融点以上の３５０〜４００℃に加熱する
焼結成形加工焼成加工にて、その粒子を固体成形する方
法である圧縮成形法、またその他成形法としてラム押出
成形法、ペースト押出成形法などの押し出し成形法など
がある。これら成形に使用されるＰＴＦＥ材料は、大き
くモールディングパウダー、ファインパウダーの2種類
に分類される。一般的にモールディングパウダーは圧縮
成形法・ラム押出法に使用され、ファインパウダーはペ
ースト押出法に使用される。モールディングパウダーと
は、懸濁重合で得られた原粉末を、一旦数十〜数百μｍ
の大きさに粉砕し、その後使用法に合せた形で行われる
粒状化、微粉化、前加熱などの処理の後に生成された粉
末の総称である。またファインパウダーとは乳化重合で
得られたラテックスを、凝析・乾燥させ約３００〜６０
０μｍの粒径に調節したものを言う。またそれ以外の材
料に低分子量ＰＴＦＥと呼ばれるものがある。これは通
常成形加工に対し実用化されているモールディングパウ
ダー、ファインパウダーが５００〜６００万以上の数平
均分子量を持つのに対して、一般的にその分子量が数千
〜数十万のＰＴＦＥのことを示す。これら低分子ＰＴＦ
Ｅは、ＰＴＦＥ以外の樹脂材料や、オイル、インク、塗
料などに添加し使用される。

【００２５】次に、ＰＴＦＥの摩擦特性、及びＰＴＦＥ
の潤滑材としての特徴を、本発明においてＰＴＦＥを使
用する目的・効果を含めて説明する。先ずその摩擦現象
を知るために、その分子構造を次に示す。ＰＴＦＥの分
子構造はＣＦ_２単位が、単純に繰り返す化学構造を持つ
完全に対称性の線状高分子である。また分子の対称性が
非常に高い無極性高分子であり、分子間凝集力は非常に
弱い。また分子鎖表面は非常に滑らかである。分子構造
を図８に示した。それらＰＴＦＥの分子間凝集力が小さ
いこと、分子鎖表面の凹凸が小さいことによって、その
摩擦係数が低いことが一般的に説明されている。付け加
えて相手材が異種材料である場合を考える。ＰＴＦＥは
非常に柔らかい物質であること、また分子間の凝集力が
小さくＰＴＦＥ分子間で滑りが起こりやすく、摩擦の相
手材に、摩耗したＰＴＦＥが供給されることによりＰＴ
ＦＥの移着が容易に起こる。この効果により相手材の表
面にＰＴＦＥ層が生成され、そこに生じる摩擦がＰＴＦ
Ｅどうしの摩擦に置き換えられ、摩擦係数が低下する。
このことは摺動状態において多くの材料とＰＴＦＥ間の
摩擦抵抗が低くくなることの一要因として知られてい
る。

【００２６】以上の摩擦に対する特性は本発明にてＰＴ
ＦＥを潤滑材として採用する理由の一つである。つまり
先にも示したがクリーニングブレードの巻き込み、およ
びそれらに付随するクリーニング不良等画像不良は、感
光体とクリーニングブレード間の摩擦力両部材の摩擦係
数、および押し当て力により発生するが主原因である。
そこで感光体表面に潤滑材を塗布し、その摩擦力を低下
させ、それら不具合を防止するわけである。特にＰＴＦ
Ｅは、その特性上摺動する相手材への移着が起こりやす
いため、像担持体などの回転・駆動部材への潤滑材供給
に適している。またＰＴＦＥの移着が生じた後、つまり
ＰＴＦＥどうしの摩擦が支配的になった後は、ＰＴＦＥ
の摩耗が低下することがある。これはＰＴＦＥどうしの
摩擦係数が極端に小さいため、そこに生じる剪断力が低
下し摩耗が減ることがあるためである。これよりＰＴＦ
Ｅを直接像担持体に接触させ、その潤滑効果を得る場
合、ＰＴＦＥの移着後、その接触圧、及び摺動条件によ
っては塗布量が自動的に制限されることがあり、一定以
上の潤滑材の塗布が抑えられるようになる場合もある。
またＰＴＦＥの分子間の崩れは、相手材に移着後も起こ
りうる。この性質により、像担持体上に付着したＰＴＦ
Ｅはある一定の割合で付着と除去が繰り返すことにな
る。除去に関しては、例えばクリーニングユニット、現
像ユニット、転写紙などによって行われる。通常感光体
表面には異物質、例えば画像ボケを生じさせる原因であ
る放電生成物ＮＯｘ、ＳＯｘなどなどが付着する。しか
し潤滑材塗布を行わない場合は、クリーニング部等で起
こる感光体表層の削れと同時にそれら異物質も除去され
てきた。しかし潤滑材を塗布することにより、その感光
体削れが少なくなると、それら異物質も除去できなくな
り、画像不良が起こることがある。しかしながらＰＴＦ
Ｅのように供給・除去が繰り返し行われる潤滑材の場
合、それら異物質も付着・除去が繰り返されることにな
り、ある程度画像不良を低減できることが分かってい
る。以上のように潤滑材としてフッ素樹脂、またはＰＴ
ＦＥを使用することにより、より潤滑性能を高めること
ができ、ブレード巻き込み等像担持体の摩擦係数上昇に
よる不具合を改善することができる。

【００２７】装置の小型化を図るにおいて、像担持体で
ある感光体の小型化の要求は高い。しかしながらそれら
小径感光体を利用した画像形成装置には問題点もある。
特にＡＣ接触帯電と小径感光体を組み合わせた場合など
のクリーニング不良等は顕著である。たとえば本発明を
行うに当たり、直径３０ｍｍの小径感光体を利用した場
合とそれより径の大きい感光体を利用した場合における
実験を行ったところ、明らかに３０ｍｍ以下の感光体を
利用した場合のほうがクリーニングによる不具合の発生
が多かった。これらは感光体が小径になることでクリー
ニング性が低下すること感光体の曲率に対応できずに、
クリーニングブレードと感光体の接触面での接触圧を一
定化することが難しいことなどが原因ににあわせて、感
光体径が小さくなることにより感光体表面の面積が小さ
くなり、ＡＣ接触帯電部材による単位面積当たりの負荷
が増大したことにもよると考えられる。特に評価におい
ては、３０ｍｍ以下の直径の感光体において先に示した
ようなクリーニングの不具合が多発することが分かっ
た。よって本発明では、それら不具合を解決する手段と
して、接触ＡＣ帯電法を利用する画像形成装置で直径３
０ｍｍ以下の小径感光体を利用するシステムにおいて、
潤滑材を塗布する構成を有することを特徴としている。
ここにおいて潤滑材の効果等は先に示した。またその効
果も実験結果として表１に示した。以上よりその作用効
果として、これら潤滑材塗布手段を具備すれば、小径感
光体のようにクリーニングに負荷の高いシステムにおい
て潤滑材の効果を最大限に得られることになり、ＡＣ接
触帯電のメリットを生かしつつ、潤滑材塗布によりクリ
ーニング不良等を防止することが可能になり、また感光
体径を小さくすることによって装置の小型化を図ること
ができるようになる。

【００２８】また今回の説明を行うに当たり、像担持体
については、感光体を持ってその説明を行った。しかし
ながら本構成については感光体のみに限られるものでは
ない。例えば画像を担持すると言う意味で、中間転写ベ
ルト等にも同様に当てはめることが可能になる。この場
合電圧印可部材は除電ユニット４２である帯電ローラを
示す。この場合除電効果を得るために振動電圧を印可す
ることになる。またクリーニングユニット４１はクリー
ニングブレードを有し、中間転写ベルト上の残トナーを
除去することになる。また不具合点に関しても、感光体
の場合と同様に考えられる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、画像
形成のための帯電方式としてＡＣ接触帯電方式を使用し
たときの、クリーニングブレードの巻き込み、振動等に
よる不具合点を解決することができる画像形成装置を提
供することができる。また、本発明では、長期にわたっ
て安定して感光体に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置及び潤
滑材塗布手段の構成を示す概略図である。

【図２】本発明の潤滑材塗布手段の一例を拡大して示す
概略構成図である。

【図３】本発明の潤滑材塗布手段の他の例を拡大して示
す概略構成図である。

【図４】本発明の潤滑材塗布手段の他の一例を拡大して
示す概略構成図である。

【図５】本発明の潤滑材塗布手段の他の例を拡大して示
す概略構成図である。

【図６】接触帯電装置の一例を示す概略構成図である。

【図７】フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、４０画像形成装置２感光体３帯電ローラ４露光装置５現像装置６搬送ローラ７転写装置８供給手段９クリーニング装置１０除電器２１供給ブラシ２２潤滑材２３ステー４５多色画像形成用現像装置５０中間転写体Ｓ転写紙Ｄ現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電・露光・現像・転写・クリーニング
手段を有し、トナー像を一時担持する像担持体と、該像担持体に接触可能に設置された電圧印可部材とを
備え、該電圧印可部材に対して少なくとも振動電圧を有する電
圧を印可し、且つ該電圧印可手段が該像担持体に接触す
る画像形成装置において、該像担持体の表面に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段を
具備し、且つ該電圧印可手段の面粗度がＲ_Ｚ３０μｍ以
下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】帯電・露光・現像・転写・クリーニング
手段を有し、トナー像を一時担持する像担持体と該像担持体に接触可
能に設置された電圧印可部材とを備え、該電圧印可部材に対して少なくとも振動電圧を有する電
圧を印可し、且つ該電圧印可手段が該像担持体に接触す
る画像形成装置において、該電圧印可手段の面粗度がＲ_Ｚ３０μｍ以下であり、且
つ該像担持体に対して潤滑材を供給する潤滑材塗布手段
を配置し、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材を像担持体に供給する供
給仲介部材からなり、且つ該供給仲介部材が該像担持
体に対し線速差を有して接触することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項３】帯電・露光・現像・転写・クリーニング
手段を有し、トナー像を一時担持する像担持体と該像担持体に接触可
能に設置された電圧印可部材とを備え、該電圧印可部材に対して少なくとも振動電圧を有する電
圧を印可し、且つ該電圧印可手段が該像担持体に接触す
る画像形成装置において、該電圧印可手段の面粗度がＲ_Ｚ３０μｍ以下であり、且
つ該像担持体に対して潤滑材を供給する潤滑材塗布手段
を配置し、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材が該像担持体に対し少な
くとも線速差を有して直接接触することを特徴とする画
像形成装置
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の画
像形成装置において、前記潤滑材がフッ素系樹脂である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項４に記載の画像形成装置におい
て、前記潤滑材が、ポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の画
像形成装置において、クリーニングブレードを該像担
持体に当接させ残留したトナーを掻き落とし、且つ該
像担持体との接触領域における像担持体が直径３０ｍｍ
以下の円弧であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】トナー像を一時担持する像担持体を有す
る画像形成装置における該像担持体に潤滑材を塗布する
潤滑材塗布手段において、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材を像担持体に供給する供
給仲介部材からなり、且つ該供給仲介部材が該像担持
体に対し線速差を有して接触することを特徴とする潤滑
材塗布手段。
【請求項８】トナー像を一時担持する像担持体を有す
る画像形成装置における該像担持体に潤滑材を塗布する
潤滑材塗布手段において、該潤滑材塗布手段が、該潤滑材が該像担持体に対し少な
くとも線速差を有して直接接触することを特徴とする潤
滑材塗布手段。
【請求項９】請求項７又は８に記載の潤滑材塗布手段
において、前記潤滑材がフッ素系樹脂であることを特徴
とする潤滑材塗布手段。
【請求項１０】請求項９に記載の潤滑材塗布手段にお
いて、前記潤滑材が、ポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とする潤滑材塗布手段。