JP2006113499A - 潤滑剤塗布装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体表面に塗布する潤滑剤の量を、放電による感光体表面の劣化を抑制できる量として、潤滑剤塗布の効果を長期間に亘って維持する。
【解決手段】 交流成分を含む電圧が印加される帯電部材３により帯電される像担持体２の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤７と、潤滑剤７を像担持体２の表面に塗布する塗布手段８とを有し、塗布手段８による潤滑剤７の像担持体２の表面への塗布量が、
２５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］以上である。像担持体２の表面に塗布する潤滑剤７の塗布量をこのように規制することにより、潤滑剤７の機能を長期間に亘って維持することができ、像担持体２の表面の膜削れ等の劣化を防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、潤滑剤塗布装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

電子写真は、光導電現象を利用して像担持体（例えば、感光体）上に静電的な電荷の像（静電潜像）を形成し、この静電潜像に着色した帯電微粒子（トナー）を静電力で付着させて可視像とするプロセスである。この電子写真を利用した画像形成装置において、その主要部品である感光体や中間転写ベルトに、各種ワックスやフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛等）を潤滑剤として塗布するという技術がある。

この技術は、電子写真のクリーニングプロセス、すなわち、感光体や中間転写ベルトに残留したトナーをクリーニングブラシやクリーニングブレードで掻き取るというプロセスで起こる、下記の２つの課題を解決するために用いられる。

第１の課題は、感光体や中間転写ベルトの長寿命化である。感光体や中間転写ベルトの寿命は、主に、クリーニングブラシやクリーニングブレードとの機械的摺擦による摩耗で決定されることが明らかになっている。そこで、潤滑剤を感光体や中間転写ベルトに塗布することにより、これらの表面の摩擦係数を低下させ、摩耗低減を図ることが行われている。

第２の課題は、クリーニング性の向上である。潤滑剤を感光体や中間転写ベルトの表面に塗布することにより、感光体や中間転写ベルトの表面の摩擦係数が減少し、感光体や中間転写ベルトの表面に付着した付着物を表面から容易に除去することができる。すなわち、紙等の最終的な記録媒体に転写しきれず、感光体や中間転写ベルト上に残留したトナーを容易に除去することができるようになる。
近年、重合法により調整された球形状トナーが用いられ始めている。球形状トナーは、粒径分布が揃っており、かつ、小粒径化も効率良く行えることから、画質が向上することが明らかになっている。その反面、感光体や中間転写ベルト上からのクリーニングが難しくなるという問題点もある。そのような技術的背景からも、潤滑剤を用いることによるクリーニング性向上は、今後、更に重要な技術になると考えられる。

感光体に対する潤滑剤の塗布量に関しては、感光体に形成したパターン画像の濃度検出結果に基づいて潤滑剤の塗布量と帯電電位とを制御する発明（例えば、特許文献１参照）、クリーニングブレードの磨耗度、画像形成枚数、感光体の走行距離、ブレードの温度など、各種条件に応じて潤滑剤の塗布量を制御する発明（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２０００−３３８７３３公報 特開２００３−３３０３２０公報

しかしながら、感光体は画像形成プロセスにおいて様々なハザードに晒され、感光体上に塗布されている潤滑剤も同様の影響を受ける。感光体表面に静電潜像を形成することに先立って行う感光体表面の帯電プロセスは、このようなハザードを発生させる一つの大きな要因であり、このハザードは画像形成装置内で使用される帯電方式に大きく依存する。潤滑剤としての機能を十分に発揮させるためには、帯電方式を考慮して潤滑剤の塗布量を決定すべきであるが、これまでにそのような公知例はない。

電子写真方式の画像形成装置における帯電方式としては、コロナ帯電方式と、接触帯電方式または近接帯電方式とがある。
コロナ帯電方式は、感光体と平行にチャージワイヤを配設し、チャージワイヤに高電圧を印加することによりチャージワイヤと感光体との間にコロナ放電を発生させ、このコロナ放電によって感光体を帯電するものである。
接触帯電方式、近接帯電方式は、ローラ、ブラシ、またはブレード等の帯電部材を感光体に接触、または近接して対向させ、帯電部材に電圧を印加することにより帯電部材と感光体との間に放電を発生させ、この放電により感光体表面を帯電させるものである。これらの帯電方式は、直接又は微小空隙を介して感光体へ放電することによりその感光体に電荷を付与するので、放電ムラによる帯電均一性の低下が問題となることがある。そこで、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電部材に印加して感光体を帯電させるＡＣ電圧重畳の帯電方式が提案されている。

一般的に、接触帯電方式、近接帯電方式は、コロナ帯電方式と比較して、放電生成物の量が少なく、低電力で帯電を行うことができる。その一方で、これら帯電方式は、感光体と帯電部材とが接触し、又は、感光体と帯電部材との距離が感光体とチャージワイヤとの距離よりも短くなるため、感光体に対するハザードは、コロナ帯電方式よりも大きいことが明らかになっている。特に、交流電圧を重畳した場合、放電が交流電圧の周波数に応じて繰り返されるためにハザードは大きくなり、その結果、感光体表面の化学的劣化が進行し、やがては、感光体表面に膜削れが発生する。感光体表面に潤滑剤が塗布されていた場合には、その潤滑剤の分子構造や表面エネルギー等が変化して潤滑性が失われ、潤滑剤は徐々に削られて最終的には消失する。

したがって、初期に、適切量の潤滑剤を感光体上に塗布できたとしても、潤滑剤が経時で安定してその機能を発揮する為には、帯電プロセスにおける潤滑剤の化学的劣化を考慮して塗布し続けなければならない。

本発明の目的は、感光体表面に塗布する潤滑剤の量を、放電による感光体表面の劣化を抑制できる量として、潤滑剤塗布の効果を長期間に亘って維持することである。

請求項１記載の発明の潤滑剤塗布装置は、交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、を有し、前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
２５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］以上である。
但し、ｆは、帯電部材に印加される交流成分の周波数［単位：ｋＨｚ］、
Ｖｐｐ［単位：ｋＶ］は、交流電圧のピークツーピーク電圧、
Ｖｔｈ［単位：ｋＶ］は、放電開始電圧、
Ｌ［単位：ｍｍ］は、像担持体の移動方向の周長、であり、
Ｖｔｈは以下のように求められる。

Ｖｔｈ＝312＋6.2×（ｄ／εopc＋Ｇｐ／εair）＋√（7737.6×ｄ／εopc）
但し、ｄは、像担持体の帯電部分の膜厚［単位：μｍ］、
εopcは、像担持体の帯電部分の比誘電率、
εairは、像担持体と帯電部材との間の空間における比誘電率、
Ｇｐは、帯電部材と像担持体表面との最近接距離［単位：μｍ］、
である。

請求項２記載の発明の潤滑剤塗布装置は、交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、を有し、前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
３．７５×１０^−４×Ａ×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｍｇ／ｓ］以上である。
但し、ｆは、帯電部材に印加される交流成分の周波数［単位：ｋＨｚ］、
Ｖｐｐ［単位：ｋＶ］は、交流電圧のピークツーピーク電圧、
Ｖｔｈ［単位：ｋＶ］は、放電開始電圧、
Ｌ［単位：ｍｍ］は、像担持体の移動方向の周長、
Ａ［単位：ｃｍ^２］は、像担持体の画像形成部分の総面積、
である。

請求項３記載の発明の潤滑剤塗布装置は、交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、を有し、前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
１０５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］以下である。

請求項４記載の発明の潤滑剤塗布装置は、交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、を有し、前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
１．５８×１０⁻²×Ａ×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｍｇ／ｓ］以下である。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、交流成分の周波数ｆは、前記像担持体の移動速度の７倍以上である。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記像担持体とこの像担持体の表面に近接又は接触して配置された帯電部材との間で発生する放電の強度を検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づいて前記像担持体の表面への前記潤滑剤の塗布量を調節する塗布量調節手段と、を具備する。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の潤滑剤塗布装置において、前記検知手段は、放電電流の強度を検知する手段である。

請求項８記載の発明は、請求項６記載の潤滑剤塗布装置において、前記検知手段は、放電光の強度を検知する手段である。

請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記像担持体の表面への潤滑剤の塗布量は、１０／ｔ［ｎｍ／ｓｅｃ］である。

但し、ｔは、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）により検出される像担持体外周面を構成する物質に特定の分子結合に起因する信号が、帯電部材と像担持体との間に放電が発生した後、検出されるまでの必要最小時間である。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記像担持体の表面に塗布された前記潤滑剤を薄層に均す均し手段が設けられている。

請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤は脂肪酸金属塩からなり、この脂肪酸金属塩は、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の群から選択される１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、鉄、リチウムの群から選択される１以上の金属を含有している。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤は、粉体状の脂肪酸金属塩を固形化して形成されている。

請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛である。

請求項１４記載の発明は、請求項１２又は１３記載の潤滑剤塗布装置において、前記塗布手段は、固形化された前記潤滑剤と前記像担持体の表面とに接触する位置に配置されたファーブラシである。

請求項１５記載の発明は、請求項１２又は１３記載の潤滑剤塗布装置において、前記塗布手段は、前記像担持体の表面に接触する位置に配置された固形化された前記潤滑剤である。

請求項１６記載の発明は、請求項１０ないし１５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記均し手段は、前記像担持体の表面に当接する位置に配置された弾性ブレードである。

請求項１７記載の発明は、請求項１０ないし１５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記均し手段は、前記像担持体の表面に当接する位置に配置された円柱状ローラである。

請求項１８記載の発明は、請求項１０ないし１５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記均し手段は、前記像担持体の表面に接触してトナー画像が転写される転写体、又は、トナー画像が転写される記録媒体を前記像担持体の表面に押し付ける転写搬送ベルトである。

請求項１９記載の発明は、請求項１ないし１８のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置において、前記塗布手段が前記像担持体の表面に接離可能に設けられている。

請求項２０記載の発明の画像形成装置は、表面にトナー画像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する請求項１ないし１９のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置と、前記像担持体の表面に近接又は接触して配置され、前記像担持体との間で放電を発生させて前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する光書込装置と、トナーを供給することにより静電潜像をトナー画像として顕像化する現像装置と、顕像化されたトナー画像を記録媒体上に転写させる転写装置と、を具備する。

請求項２１記載の発明は、請求項２０記載の画像形成装置において、前記現像装置から供給されるトナーの円形度が０．９６以上である。

請求項２２記載の発明は、請求項２０記載の画像形成装置において、前記像担持体の少なくとも表面側は、アモルファスシリコンにより形成されている。

請求項２３記載の発明は、請求項２０記載の画像形成装置において、前記像担持体の表面側にはフィラーが添加されている。

請求項２４記載の発明のプロセスカートリッジは、表面にトナー画像が形成される像担持体と、前記像担持体を回転可能に保持するカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に保持された請求項１ないし５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置と、を具備し、画像形成装置に対して着脱可能に装着される。

本発明によれば、像担持体の表面に塗布された潤滑剤は、像担持体と帯電部材との間で発生する放電によって減少するが、放電による減少を考慮した量の潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより、潤滑剤の機能を長期間に亘って維持することができ、像担持体の表面の膜削れ等の劣化を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態を図１ないし図７に基づいて説明する。
図１は、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタを示す概略側面図である。このプリンタ１は、本体ケース（図示せず）内の略中央部に像担持体であるドラム状の感光体２が配置され、この感光体２は中心線回りに回転可能に支持されている。感光体２の中心線回りの回転は、感光体２の回転軸（図示せず）に連結されているモータ（図示せず）の駆動により行われ、矢印で示すように時計回り方向に回転する。

感光体２の周囲には、感光体２の表面にトナー画像を形成するための各種の部材が配置されている。感光体２の周囲に配置されている部材としては、感光体２の表面を一様に帯電する帯電部材である帯電ローラ３、一様に帯電された感光体２の表面を画像データに応じて露光することにより静電潜像を形成する光書込装置４、静電潜像にトナーを供給してその静電潜像をトナー画像として顕像化する現像装置５、顕像化されたトナー画像を記録媒体Ｐに転写させる転写装置６、感光体２の表面に塗布される潤滑剤７、ファーブラシ８、弾性ブレード９、感光体２表面の残留電荷を除電する除電部１０等である。

本体ケース内の下部には、記録媒体Ｐを収容する記録媒体収容部１１が設けられ、この記録媒体収容部１１からトナー画像が転写された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部１２に至る記録媒体搬送路１３が形成されている。この記録媒体搬送路１３上に、上述した感光体２、転写装置６、記録媒体Ｐに転写されたトナー画像を溶融して定着させる定着装置１４等が配置されている。

帯電ローラ３には、電圧印加部１５を介して電源１６が接続されている。電源１６から供給される電圧が電圧印加部１５を介して帯電ローラ３に印加されることにより、帯電ローラ３と感光体２との間でコロナ放電が発生し、感光体２の表面が帯電される。帯電ローラ３に印加される電圧としては、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が好適である。

潤滑剤７は、脂肪酸金属塩からなり、この脂肪酸金属塩は、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の群から選択される１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、鉄、リチウムの群から選択される１以上の金属を含有し、粉体状の脂肪酸金属塩を固形化して形成されている。固形化する前の粉体としては、より微小の粉体であることが好適である。ステアリン酸亜鉛は代表的なラメラ結晶紛体であるが、このような物質を潤滑剤として使用することは好適である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、剪断力が加わると層間に沿って結晶が割れて滑りやすい。この作用が低摩擦係数化に効果があり、剪断力を受けて均一に感光体２表面を覆っていくラメラ結晶の特性は、少量の潤滑剤７によって効果的に感光体２表面を覆うことができる。

ファーブラシ８は、固形化された潤滑剤７と感光体２の表面とに接触する位置に配置されており、感光体２の表面に付着している残留トナーを除去し、さらに、潤滑剤７を感光体２の表面に塗布する塗布手段として機能する。ファーブラシ８には、このファーブラシ８を回転駆動させるモータ（図示せず）が連結されている。

弾性ブレード９は、その先端部が感光体２の表面に当接されており、ファーブラシ８によって感光体２の表面に塗布された潤滑剤を薄層に均す均し手段として機能する。

図２は、帯電ローラ３の構造を示す縦断側面図である。帯電ローラ３は、導電性基体３ａと、その周囲の抵抗層３ｂとを備えている。導電性基体３ａは、直径が８〜２０ｍｍ、のステンレス綱（以下、ＳＵＳと呼ぶ場合もある）の円筒部材である。導電性基体３ａは、アルミニウムや低効率が１０^２Ω・ｃｍ以下の導電性樹脂を用いて軽量化を図ってもよい。
また、抵抗層３ｂは、導電性材料をＡＢＳ樹脂などに練り込んだ高分子材料からなり、その表面には、フッ素系の樹脂層３ｃが薄層に形成されている。導電性材料としては、金属イオン錯体、カーボンブラック、イオン系分子などがあり、その他、均一な帯電を行うことが可能な材料を用いてもよい。

現像装置５では、円形度が０．９６以上である球形状トナーが使用されている。このような円形度が高い球形状トナーを用いることにより、画質の向上を図ることができる。

帯電ローラ３は、その表面が感光体２の表面と同じ方向に移動するように回転する。帯電ローラ３を回転させずに静止した構造としてもよい。帯電ローラ３は、その長手方向（軸方向）の寸法が最大画像幅Ａ４横（約２９０ｍｍ）よりも少し長く設定されている。

図３は、帯電ローラ３と感光体２との位置関係を示す正面図である。帯電ローラ３は、その長手方向両端部にスペーサ３ｄが設けている。これらスペーサ３ｄを感光体２の両端部の非画像形成領域に当接させることで、感光体２表面の被帯電面と帯電ローラ３表面の帯電面との間の空隙Ｈを、その最近接部での距離が５〜１００μｍになるように保持している。この最近接距離は、さらに好ましくは、３０〜６５μｍに設定するとよい。なお、本実施例では、５５μｍに設定した。帯電ローラ３の軸３ｅをスプリング３ｆなどで加圧することにより、感光体２表面の被帯電面と帯電ローラ３表面の帯電面との間の空隙Ｈの維持精度が向上する。スペーサ３ｄとしては、熱収縮性チューブを用いることが好適である。

図４は、感光体２の層構成を説明する模式的構成図である。図４（ａ）に示す感光体２は、支持体２ａと、支持体２ａの上に設けられたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘ）からなり光導電性を有する光導電層２ｂとにより形成されている。図４（ｂ）に示す感光体２は、支持体２ａと、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘ）からなり光導電性を有する光導電層２ｂと、アモルファスシリコン系表面層２ｃとから構成されている。図４（ｃ）に示す感光体２は、支持体２ａと、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層２ｄと、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘ）からなり光導電性を有する光導電層２ｂと、アモルファスシリコン系表面層２ｃとから構成されている。図４（ｄ）に示す感光体２は、図４（ｂ）に示した感光体２におけるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘ）からなり光導電性を有する光導電層２ｂが、電荷発生層２ｅと電荷輸送層２ｆとにより形成されている。

上述した図４（ａ）〜図４（ｄ）の各感光体２において、表面側にアモルファスシリコンを用いることで、感光体２表面の平滑性が大幅に向上する。これにより、感光体２表面の平滑性が大幅に向上し、感光体２の表面への潤滑剤の塗布を均一に行うことができる。

また、上述した図４（ａ）〜図４（ｄ）の各感光体２において、感光体２の表面側の光導電層２ｂと、アモルファスシリコン系表面層２ｃとにフィラーを添加してもよい。フィラーを添加することにより、感光体２の表面が硬くなって磨耗しにくくなり、感光体２の表面に磨耗による凹凸が生じにくくなり、感光体２の表面への潤滑剤の塗布を均一に行うことができる。

このような構成において、画像形成時には感光体２とファーブラシ８とが回転し、ファーブラシ８が回転することにより潤滑剤７がファーブラシ８により削り取られてファーブラシ８に付着し、ファーブラシ８に付着した潤滑剤が感光体２の表面に塗布される。感光体２の表面に塗布された潤滑剤は、弾性ブレード９により薄層に均され、感光体２の表面に略均一な厚さの潤滑剤の薄層が形成される。

感光体２の表面への潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）７の塗布状態としては、その膜厚が約１０ｎｍであるときに、潤滑性を十分に発揮できることを、発明者は明らかにしている。このとき、ステアリン酸亜鉛の分子鎖長が約５ｎｍであることを考えると、最適な塗布条件が、潤滑層膜厚が約１０ｎｍであることは、感光体２表面上に分子が２つ配向しているときに十分な潤滑効果があることを示している。すなわち、本検討結果はステアリン酸亜鉛が２つの分子層間のズレにより十分な潤滑性を発現させることを示している。他の脂肪酸金属塩、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等もステアリン酸亜鉛と同様の性質を示し、その分子鎖長もほぼ同じであるため、常に膜厚８〜１２ｎｍの範囲でステアリン酸亜鉛膜が形成されるようにすることで、十分な潤滑効果を発揮すると考えられる。

ここで、潤滑剤７は脂肪酸金属塩からなり、この脂肪酸金属塩は、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の群から選択される１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、鉄、リチウムの群から選択される１以上の金属を含有している。脂肪酸金属塩は、直鎖状の炭化水素の構造を持つ為、層間のすべりが起こりやすく、良好な潤滑性を発揮する。また、このような直鎖状の脂肪酸金属塩の場合、金属を選択することにより、良好な耐候性を持つことできる。

また、潤滑剤７は、粉体状の脂肪酸金属塩を固形化して形成されているため、この潤滑剤７を設置するために必要なスペースを小型化することができる。この場合において、固形化する前の粉体としては、より微小の粉体であることが好適である。感光体２上に塗布された後における弾性ブレード９による均しを、大きな剪断力を与えずに進行させることができるからである。

潤滑剤７としてはステアリン酸亜鉛を用いることができ、その場合には、容易に固形化することができる。

潤滑剤７を感光体２の表面に塗布するため、塗布手段であるファーブラシ８、均し手段である弾性ブレード９を用いているので、感光体２の表面への潤滑剤７の塗布を、むらなく均一に、かつ、均一な厚さに行うことができる。また、塗布手段としてファーブラシ８を用いることにより、むらなく均一に塗布できることに加え、安価な構造の塗布手段を得ることができる。また、均し手段として弾性ブレード９を用いることにより、感光体２の表面に塗布された潤滑剤に対して効率よく剪断力を加えることができ、塗布された潤滑剤の薄層化を円滑に行うことができる。

図５は、ステアリン酸亜鉛（潤滑剤７）を塗布後、帯電を行うことによる感光体２表面のステアリン酸亜鉛量の変化を、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）により調べた結果を示す説明図である。ステアリン酸亜鉛は帯電電圧印加前に塗布し、帯電電圧印加後は塗布を行っていない。初期に塗布したステアリン酸亜鉛は膜厚約１０ｎｍの状態となっている。図５において、π→π*の強度が帯電時間とともに増加していることがわかる。π→π*は、感光体２を構成する主要物質であるポリカーボネートのベンゼン環に起因する信号である。したがって、図５は、感光体２の表面が初期は塗布された潤滑剤によって全面が覆われていたのに対して、帯電を行うことにより、塗布された潤滑剤が減少し、感光体２表面が徐々に露出している様子を示している。

図６は、図５の結果に基づき、感光体２の表面に存在するステアリン酸亜鉛量を求めた結果を示す説明図である。この結果、帯電時間が３０秒で１０ｎｍのステアリン酸亜鉛膜が、その表面のある領域で部分的に消失していることを示している。したがって、この放電劣化に対して、ステアリン酸亜鉛は１０[ｎｍ]／３０[秒]＝０．３ [ｎｍ／秒]以上の塗布量で塗布を行なわなければならない。一方、帯電時間１０秒においては、ステアリン酸亜鉛が感光体２の全面を覆っているので、ステアリン酸亜鉛の塗布量は１０[ｎｍ]／１０[秒]＝１[ｎｍ／秒]以下であることが好適である。

図７は、帯電部材３に印加する交流電圧の周波数を変化させたときのステアリン酸亜鉛の適正な塗布量を求めたグラフである。塗布条件Ａ、塗布条件Ｂでステアリン酸亜鉛の塗布を行った場合において、塗布条件Ａの場合には、感光体２の表面の膜削れが発生しなかったのに対し、塗布条件Ｂの場合には、感光体２の表面に膜削れが発生した。図７中における塗布量下限とは、感光体２の表面に膜削れが発生しない最小の塗布量である。図７中における塗布量上限とは、塗布した潤滑剤による不都合を生じない塗布量である。塗布した潤滑剤による不都合とは、塗布した潤滑剤が現像装置５内に入り込んでトナーに付着し、トナーの摩擦帯電を低下させ、トナーの帯電低下による画像濃度の低下である。

図８は、帯電部材３に印加する交流電圧のピークツーピーク電圧を変化させたときのステアリン酸亜鉛の適正な塗布量を求めたグラフである。図８中の塗布量上限、塗布量下限は、図７中の塗布量上限、塗布量下限と同じものである。

さらに、図７、図８の結果から、より一般的に、
ステアリン酸亜鉛の塗布量の下限は、
２５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］、
ステアリン酸亜鉛の塗布量の上限は、
１０５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］であると規定することができる。
但し、ｆは、帯電部材に印加される交流成分の周波数［単位：ｋＨｚ］、
Ｖｐｐ［単位：ｋＶ］は、交流電圧のピークツーピーク電圧、
Ｖｔｈ［単位：ｋＶ］は、放電開始電圧、
Ｌ［単位：ｍｍ］は、像担持体の移動方向の周長、であり、
Ｖｔｈは以下のように求められる。

Ｖｔｈ＝312＋6.2×（ｄ／εopc＋Ｇｐ／εair）＋√（7737.6×ｄ／εopc）
但し、ｄは、像担持体の帯電部分の膜厚［単位：μｍ］、
εopcは、像担持体の帯電部分の比誘電率、
εairは、像担持体と帯電部材との間の空間における比誘電率、
Ｇｐは、帯電部材と像担持体表面との最近接距離［単位：μｍ］、
である。

また、この範囲を重量換算することにより、より簡易的にその塗布量を制御できるようになる。なお、重量換算する際に、ステアリン酸亜鉛の密度の値が必要であるが、粉末状態のときの密度と結晶を組んでいるときの密度は、異なることが考えられる。粉末状態の密度は０．１５、結晶を組んでいる状態の密度は１．５と見積もることができるが、本発明において塗布されている状態でのステアリン酸亜鉛の密度は、これらの値の間であると考えられる。このような考えのもと、
ステアリン酸亜鉛の塗布量の下限は、
３．７５×１０^−４×Ａ×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｍｇ／ｓ］、
ステアリン酸亜鉛の塗布量の上限は、
１．５８×１０⁻²×Ａ×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｍｇ／ｓ］であると規定することができる。
但し、ｆは、帯電部材に印加される交流成分の周波数［単位：ｋＨｚ］、
Ｖｐｐ［単位：ｋＶ］は、交流電圧のピークツーピーク電圧、
Ｖｔｈ［単位：ｋＶ］は、放電開始電圧、
Ｌ［単位：ｍｍ］は、像担持体の移動方向の周長、
Ａ［単位：ｃｍ^２］は、像担持体の画像形成部分の総面積、
である。

厚みによって規定する場合、ナノメーターオーダーの厚みが計測可能な専用の測定器を用意する必要があるが、このように重量で規定すると、より簡易的な装置で計測が可能になる。

また、このようにステアリン酸亜鉛を塗布することにより、潤滑剤としての効果の他に、帯電による感光体２の劣化を緩和させる保護物質としての効果があることがわかっている。特に、感光体２に近接、もしくは接触配置される帯電部材３と感光体２との近接空間でコロナ放電を起こし、感光体２を帯電させる方式を用いる場合、感光体２表面の劣化が進行しやすいため、特に保護物質としての効果は非常に大きい。例えば、上記帯電方式で直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加し、かつ、脂肪酸金属塩を潤滑剤として用いる場合、放電領域において像担持体表面に存在する脂肪酸金属塩に含まれる金属元素の元素割合[％]が、ＸＰＳによる測定で、
１．５２×１０^−４×｛Ｖｐｐ−２×Ｖｔｈ｝×ｆ／ｖ［％］
以上であるように潤滑剤７を感光体２に塗布した場合、その潤滑剤は保護物質としての機能を十分に発揮することがわかっている。図７における塗布条件Ａでも、上記の元素割合を満たし得ることを確認している。
（但し、Ｖｐｐは帯電部材に印加する交流成分のピークツーピーク電圧[ｋＶ]、ｆは帯電部材３に印加する交流成分の周波数[ｋＨｚ]、Ｇｐは帯電部材３の表面と感光体２の表面との最近接距離[μｍ]、ｖは帯電部材３と対向する感光体２表面の移動速度[ｍｍ／ｓｅｃ]、Ｖｔｈは放電開始電圧[ｋＶ]である。またＶｔｈの値は、感光体２の帯電部分の膜厚をｄ[μｍ]、感光体２の帯電部分の比誘電率をεopc、感光体２と帯電部材３との間の空間における比誘電率をεairとしたとき、３１２＋６．２×（ｄ／εopc＋Ｇｐ／εair）＋√（７７３７．６×ｄ／ε）である。

更に、図７における塗布条件Ａは、クリーニング性も向上しており、円形度が０．９６以上である球形状トナーのクリーニングに対しても効果があることを確認している。

[実験１]
感光体２上に塗布したステアリン酸亜鉛の量がどのように変化するかについての実験を以下のようにして行った。

下記の条件で、ステアリン酸亜鉛を帯電電圧印加前に塗布し、その後、帯電を開始する。初期に塗布したステアリン酸亜鉛は膜厚約１０ｎｍの状態となっている。ステアリン酸亜鉛の塗布条件、膜厚の評価条件は下記の通りである。
（ステアリン酸亜鉛塗布条件）
塗布方法： 下記条件で帯電電圧印加前に塗布を行った。
塗布時間： ５分間
ファーブラシ：
食い込み量＝１ｍｍ
ブレード：
ウレタン製ブレード、硬度＝７０
感光体：線速＝１２５ｍｍ／ｓ
（ステアリン酸亜鉛膜厚評価条件）
評価方法： テストピースサンプル上に、上記ステアリン酸亜鉛塗布条件に従い、ステアリン酸亜鉛を塗布し、そのサンプルの膜厚を評価した。膜厚は、Ｘ線反射率から膜厚をParrattのシミュレーションにより求めるＸ線反射率解析方法により求めた。
塗布装置：IPSiO color 8000（リコー製）改造ステージ移動式潤滑剤塗布装置
テストピースサンプル：ディッピング法により、ガラス板上に厚み４μｍの感光層を作製したもの。
ステージ移動速度（感光体表面の移動速度に相当する）＝１２５ｍｍ／ｓ
このように感光体上にステアリン酸亜鉛を塗布した後、放電に対するステアリン酸亜鉛量の変化を下記のように評価した。
（感光体帯電条件）
マシン：IPSiO color 8000（リコー製）改造機（直接転写方式のフルカラープリンタ）
帯電装置：図２、３に示した非接触で硬質タイプの帯電ローラ
ギャップ保持：図３に示す方法で、絶縁性の熱収縮チューブを用いた。
帯電への印加バイアス：AC成分：Vpp ３．０ｋV、f １．３５kHz、DC成分：−６００V
電圧印加時間：０、１０、３０、６０、１２０秒
（感光体上ステアリン酸亜鉛量評価方法）
評価方法：帯電後の感光体表面をＸ線光電子分光法により評価する。
図５は、ＸＰＳによって評価した帯電によるステアリン酸亜鉛塗布感光体の表面のC1sスペクトルの変化の様子である。図５において、π→π*の強度が帯電時間とともに増加していることがわかる。π→π*は、感光体を構成する主要物質であるポリカーボネートのベンゼン環に起因する信号であり、ステアリン酸亜鉛には起因しない。すなわち、図５は、感光体表面が初期は潤滑剤で全面覆われていたのに対して、帯電をかけることにより、潤滑剤が減少し、感光体表面が徐々に表面に露出している様子を示している。したがって、図５の結果は放電強度の強い領域からステアリン酸亜鉛が徐々に消失している様子を示している。図５から感光体表面上に存在するステアリン酸亜鉛の面積率を求めた結果が、図６である。図６から判るように、初期に塗布した約１０ｎｍの厚みのステアリン酸亜鉛は、帯電時間３０秒で部分的に消失する。

このとき、次のことに注意しなくてはならない。すなわち、感光体の表面粗さとギャップ維持の問題により、放電強度が必ずしも一様ではないため、感光体上のステアリン酸亜鉛量の変化も場所によって異なる。したがって、ステアリン酸亜鉛量の変化も局所的に変わると考えられる。したがって、初期に感光体全面に一様な厚みのステアリン酸亜鉛を塗布できたとしても、帯電によるその変化は感光体上で必ずしも一様ではない。そのため、図６のように部分的にステアリン酸亜鉛が消失してしまうことがあり得る。

図６から判るように、初期に塗布した膜厚約１０ｎｍのステアリン酸亜鉛は、部分的に帯電時間３０秒で消失する。したがって、本帯電条件下においては、ステアリン酸亜鉛の消失速度は１０[ｎｍ]／３０[秒]＝０．３[ｎｍ／秒]である。ステアリン酸亜鉛の単位時間当たりの塗布量はこの消失量以上でなければならないので、すなわち、その塗布量は０．３ [ｎｍ／秒]以上でなければならない。また、帯電時間１０秒においては、まだ、ステアリン酸亜鉛は感光体上全面に存在しているので、過剰に感光体上に塗布することによる不具合を避けるためにも、その塗布量は１０[ｎｍ]／１０[秒]＝１[ｎｍ／秒]以下であることが好適である。

同様の方法で、帯電電圧における周波数を変化させ、ステアリン酸亜鉛の塗布速度を求めると図７の結果を得る。帯電電圧条件を変化させた場合においても、この結果を基にすれば、常に最適なステアリン酸亜鉛塗布速度を規定することができる。また、同様の方法で帯電電圧の振幅電圧を変化させたときの、最適塗布量を規定することもできる。

[実験２]
ステアリン酸亜鉛条件の違いによる感光体膜厚の変化についての実験を以下のようにして行った。

ステアリン酸亜鉛の塗布量条件について、異なる塗布条件Ａと塗布条件Ｂとに条件を設定したときの、感光体膜厚の変化を検討した。図７に示すように、塗布条件Ａは帯電電圧条件を基に規定した塗布量条件に合致するものであり、塗布条件Ｂはそれに当てはまらないものである。
（膜削れ量評価条件）
測定装置： IPSiO color 8000（リコー製）改造単体試験機
感光体膜厚測定装置：フィッシャー・インストルメンツ社製 フィッシャースコープMMS
運転時間：１０時間
この結果、塗布条件Ａでは膜削れが発生せず、塗布条件Ｂでは膜削れが発生した。このように、ステアリン酸亜鉛の塗布速度を放電強度により規定することで、感光体の長寿命化に効果があることがわかる。すなわち、塗布条件Ｂでは感光体上に潤滑性を発揮するのに十分な量が存在していないのに対し、塗布条件Ａはその潤滑性を最大限発揮できる塗布量を感光体上に存在しているため、感光体の膜削れを抑えることができる。

本発明の第２の実施の形態を図９に基づいて説明する。なお、図１ないし図８において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同じ）。
図９は、プリンタの一部である、感光体２に潤滑剤７を塗布する機構部分を示す側面図である。

本実施の形態の基本的構造は第１の実施の形態と同じであり、固形化された潤滑剤７と感光体２の表面とに接触する位置に配置されて回転駆動されるファーブラシ８、先端部を感光体２の表面に当接させた弾性ブレード９を有している。

本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、帯電ローラ３と感光体２との間に発生するコロナ放電の強度を測定するための電流測定器１７、ファーブラシ８の回転数を制御するブラシ回転制御部１９が設けられている点である。

ここで、帯電ローラ３と感光体２との間に発生するコロナ放電の強度は、温度や湿度などの環境に依存し、常に変化する。コロナ放電の強度は、電圧印加部１５に接続された検知手段である電流測定器１７で放電電流を測定することにより検知することができる。電流測定器１７はＣＰＵ（Central Processing Unit）１８に接続されている。このＣＰＵ１８はプリンタ１の各部を制御する部分であり、ＣＰＵ１８が実行する各種プログラム等を格納するＲＯＭ（図示せず）、ＣＰＵ１８のワークエリアとして機能するＲＡＭ（図示せず）が接続されている。

ファーブラシ８は、固形化された潤滑剤７と感光体２の表面とに接触する位置に配置されており、感光体２の表面に付着している残留トナーを除去し、さらに、潤滑剤７を感光体２の表面に塗布する塗布手段として機能する。ファーブラシ８には、このファーブラシ８を回転駆動させるブラシ回転制御部１９が接続されている。ブラシ回転制御部１９は、ＣＰＵ１８に接続され、電流測定器１７からの測定結果に基づくＣＰＵ１８の制御によってファーブラシ８の回転数を可変することにより感光体２への潤滑剤の塗布量を調節する塗布量調節手段として機能する。ファーブラシ８の回転数が高くなることにより、ファーブラシ８により削り取られて感光体２表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる。

このような構成において、本実施の形態によれば、温度や湿度の変化に応じてコロナ放電の強度が変化した場合には、その変化に応じてファーブラシ８の回転数を制御することができ、感光体２の表面への現像剤７の塗布量を適正量に維持することができる。温度や湿度の変化によりコロナ放電の強度が高くなる場合は、ファーブラシ８の回転数を上げ、ファーブラシ８により削り取られて感光体２の表面に塗布される潤滑剤の量を多くする。一方、温度や湿度の変化によりコロナ放電の強度が低くなる場合は、ファーブラシ８の回転数を下げ、ファーブラシ８により削り取られて感光体２の表面に塗布される潤滑剤の量を少なくする。

なお、本実施の形態では、コロナ放電の強度を、電圧印加部１５に接続された検知手段である電流測定器１７で放電電流を測定することにより検知する場合を例に挙げて説明したが、電流測定器に１７に代えて、放電光の強度を検知する手段を検知手段として設けてもよい。

この場合において、帯電ローラ３と感光体２との間に発生するコロナ放電の強度は、温度や湿度などの環境に依存し、常に変化する。コロナ放電の強度は、放電光（コロナ放電光）の強度を検知し、その検知結果に基づくＣＰＵ１８の制御によりファーブラシ８の回転数を可変することにより感光体２への潤滑剤の塗布量を調節することができる。

本発明の第３の実施の形態を図１０に基づいて説明する。
図１０は、プリンタの一部である、感光体２に潤滑剤７を塗布する機構部分を示す側面図である。

本実施の形態の基本的構造は第１の実施の形態と同じであり、固形化された潤滑剤７と感光体２の表面とに接触する位置に配置されて回転駆動されるファーブラシ８、先端部を感光体２の表面に当接させた弾性ブレード９を有している。

ファーブラシ８にはソレノイド２０が連結され、ファーブラシ８はソレノイド２０の駆動により感光体２の表面に対して接離可能に設けられている。

したがって、ファーブラシ８を感光体２から離反させることにより、感光体２表面への潤滑剤の塗布が停止され、潤滑剤の消費量を抑制することができる。例えば、ファーブラシ８を感光体２に接触させて感光体２に潤滑剤を塗布した後、感光体２に塗布した潤滑剤がコロナ放電により一定量が消失する帯電時間が経過するまでファーブラシ８を離反させることができる。また、ファーブラシ８を感光体２から離反させているとき、ファーブラシ８の回転を停止させておくことができる。

本発明の第４の実施の形態を図１１に基づいて説明する。
図１１は、プリンタの一部である、感光体２に潤滑剤７を塗布する機構部分を示す側面図である。

本実施の形態の基本的構造は第１の実施の形態と同じであり、固形化された潤滑剤７と感光体２の表面とに接触する位置に配置されて回転駆動されるファーブラシ８、先端部を感光体２の表面に当接させた弾性ブレード９を有している。但し、弾性ブレード９は１つではなく、複数の弾性ブレード９が並列に配置されている。

このような構成において、弾性ブレード９はファーブラシ８によって感光体２の表面に塗布された潤滑剤を薄層に均す機能を有し、複数の弾性ブレード９を並列に配置することにより、像担持体２上での潤滑剤の薄層化のスピードを速め、所定の膜厚に速やかに到達させることができる。

本発明の第５の実施の形態を図１２に基づいて説明する。
図１２は、プリンタの一部である、感光体２に潤滑剤７を塗布する機構部分を示す側面図である。

本実施の形態のプリンタは、固形化された潤滑剤７と感光体２の表面とに接触する位置に配置されて回転駆動されるファーブラシ８を塗布手段として有し、感光体２の表面に当接する位置に円柱状ローラ２１が均し手段として設けられている。

円柱状ローラ２１は、その中心線が感光体２の中心線と平行になるように配置され、感光体２の表面に押圧されて感光体２との摩擦により連れ回り回転する。

円柱状ローラ２１の材質は、ウレタンゴムなどの樹脂を用いることができる。

このような構成において、均し部材として円柱状ローラ２１を用いることにより、円柱状ローラ２１と感光体２との当接部分で接触面積が大きくなり、感光体２の表面に塗布された潤滑剤に対して剪断力がかかりやすくなり、感光体２に塗布された潤滑剤を容易に薄層化することができる。

本発明の第６の実施の形態を図１３に基づいて説明する。
図１３は、プリンタの一部である、感光体２に潤滑剤７を塗布する機構部分を示す側面図である。

本実施の形態のプリンタは、固形化された潤滑剤７が感光体２の表面に直接当接され、この潤滑剤７が、潤滑剤７を感光体２の表面に塗布する塗布手段として機能している。

このような構成において、本実施の形態のプリンタでは、固形化された潤滑剤７が塗布手段を兼ねるため、専用の塗布手段が不要となり、部品点数を少なくしてコスト低減を図ることができる。

本発明の第７の実施の形態を図１４に基づいて説明する。
図１４は、画像形成装置であるタンデム型のフルカラープリンタ３０を示す概略側面図である。このフルカラープリンタ３０は、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタを示す概略側面図である。このフルカラープリンタ３０は、本体ケース（図示せず）内に像担持体であるドラム状の感光体２が４個配置され、これらの感光体２は中心線回りに回転可能に支持されている。感光体２の中心線回りの回転は、感光体２の回転軸（図示せず）に連結されているモータ（図示せず）の駆動により行われ、矢印で示すように時計回り方向に回転する。

各感光体２の周囲には、感光体２の表面にトナー画像を形成するための各種の部材が配置されている。感光体２の周囲に配置されている部材としては、帯電ローラ３、光書込装置４、現像装置５、各感光体２上のトナー画像が次々と重ね転写される転写体である中間転写ベルト３１、感光体２の表面に塗布される固形化された潤滑剤７、ファーブラシ８、除電部１０等である。各現像装置５にはそれぞれ異なる色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）が収納されており、各感光体２上にはそれぞれ異なる色のトナー画像が形成される。

本体ケース内における中間転写ベルト３１の側方には、中間転写ベルト３１上に転写されたトナー画像を記録媒体Ｐに転写するための転写装置３２が設けられている。

本実施の形態のフルカラープリンタ３０では、上述した各実施の形態で説明したプリンタ１のように、ファーブラシ８が回転することにより潤滑剤７が感光体２の表面に塗布される。

本実施の形態では、中間転写ベルト３１が感光体２に塗布された潤滑剤を均す均し手段として機能し、ファーブラシ８によって感光体２の表面に塗布された潤滑剤は、感光体２と中間転写ベルト３１とが押し付けられる箇所において均され、薄層化される。

このような構成において、このフルカラープリンタ３０では、中間転写ベルト３１が感光体２上に塗布された潤滑剤を均すための均し手段を兼ねるため、専用の均し手段が不要となり、部品点数を少なくしてコスト低減を図ることができる。

なお、本実施の形態では、均し手段を兼ねる部材として中間転写ベルト３１を例に挙げて説明したが、感光体の表面に接触して各色のトナー画像が転写される中間転写ドラム、トナー画像が転写される記録媒体を感光体の表面に押し付けながら搬送する転写搬送ベルトを用いることができる。

本発明の第８の実施の形態を図１５に基づいて説明する。
図１５は、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタを示す概略側面図である。このプリンタ４０は、プロセスカートリッジ４１が着脱可能に設けられている。

プロセスカートリッジ４１は、カートリッジケース４２、カートリッジケース４２内に保持された、感光体２、帯電ローラ３、現像装置５、潤滑剤７、ファーブラシ８、弾性ブレード９、除電部１０等により構成されている。

プリンタ４０の本体ケース（図示せず）内の下部には記録媒体収容部１０が設けられ、この記録媒体収容部１０からトナー像が転写された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部１２に至る記録媒体搬送路１３が形成されている。この記録媒体搬送路１３の途中に、プロセスカートリッジ４１、転写装置６、定着装置１４等が配置されている。

プリンタ４０には、電源１６、電圧印加部１５、ファーブラシ８や感光体２を回転駆動させるモータ（図示せず）が設けられている。プロセスカートリッジ４１をプリンタ４０の本体ケース内に装着することにより、帯電ローラ３が電圧印加部１５に接続され、ファーブラシ８や回転体２がモータに連結される。

このような構成において、このプロセスカートリッジ４１を備えたプリンタ４０での画像形成時には、感光体２とファーブラシ８とが回転し、ファーブラシ８が回転することにより潤滑剤７がファーブラシ８により削り取られてファーブラシ８に付着し、ファーブラシ８に付着した潤滑剤が感光体２の表面に塗布される。感光体２の表面に塗布された潤滑剤は、弾性ブレード９により薄層に均され、感光体２の表面に略均一な厚さの潤滑剤の薄層が形成される。ファーブラシ８の回転数が高くなると、それに伴って感光体２の表面に塗布される潤滑剤の量が多くなる。

感光体２、潤滑剤７、ファーブラシ８、弾性ブレード９がカートリッジケース４２内に保持されているため、これらの感光体２と潤滑剤７とファーブラシ８と弾性ブレード９との位置ずれが発生しにくく、ファーブラシ８と弾性ブレード９とを用いた感光体２への潤滑剤の塗布を安定して行うことができる。

本発明の第１の実施の形態の画像形成装置であるプリンタを示す概略側面図である。 帯電ローラの構造を示す縦断側面図である。 帯電ローラと感光体との位置関係を示す正面図である。 感光体の層構成を説明する模式的構成図である。 ステアリン酸亜鉛を塗布後、帯電を行うことによる感光体表面のステアリン酸亜鉛量の変化を、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）により調べた結果を示す説明図である。 図５に示す結果に基づき、感光体の表面に存在するステアリン酸亜鉛量を求めた結果を示す説明図である。 帯電部材に印加する交流電圧の周波数を変化させたときのステアリン酸亜鉛の適正な塗布量を求めたグラフである。 帯電部材に印加する交流電圧のピークツーピーク電圧を変化させたときのステアリング酸亜鉛の適正な塗布量を求めたグラフである。 本発明の第２の実施の形態のプリンタの一部である、感光体に潤滑剤を塗布する機構部分を示す側面図である。 本発明の第３の実施の形態のプリンタの一部である、感光体に潤滑剤を塗布する機構部分を示す側面図である。 本発明の第４の実施の形態のプリンタの一部である、感光体に潤滑剤を塗布する機構部分を示す側面図である。 本発明の第５の実施の形態のプリンタの一部である、感光体に潤滑剤を塗布する機構部分を示す側面図である。 本発明の第６の実施の形態のプリンタの一部である、感光体に潤滑剤を塗布する機構部分を示す側面図である。 本発明の第７の実施の形態の画像形成装置であるフルカラープリンタを示す概略側面図である。 本発明の第８の実施の形態の画像形成装置であるプロセスカートリッジを備えたプリンタを示す概略側面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 像担持体
３ 帯電部材
４ 光書込装置
５ 現像装置
６ 転写装置
７ 潤滑剤、塗布手段
８ 塗布手段、ファーブラシ
９ 均し手段、弾性ブレード
１７ 検知手段
１９ 塗布量調節手段
２１ 均し手段、円柱状ローラ
２２ 塗布量調節手段
３０ 画像形成装置
３１ 均し手段、転写体
３２ 転写装置
４０ 画像形成装置
４１ プロセスカートリッジ

Claims (24)

1. 交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、
   前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、
   を有し、
   前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
   ２５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］以上である潤滑剤塗布装置。
   但し、ｆは、帯電部材に印加される交流成分の周波数［単位：ｋＨｚ］、
   Ｖｐｐ［単位：ｋＶ］は、交流電圧のピークツーピーク電圧、
   Ｖｔｈ［単位：ｋＶ］は、放電開始電圧、
   Ｌ［単位：ｍｍ］は、像担持体の移動方向の周長、であり、
   Ｖｔｈは以下のように求められる。
   Ｖｔｈ＝312＋6.2×（ｄ／εopc＋Ｇｐ／εair）＋√（7737.6×ｄ／εopc）
   但し、ｄは、像担持体の帯電部分の膜厚［単位：μｍ］、
   εopcは、像担持体の帯電部分の比誘電率、
   εairは、像担持体と帯電部材との間の空間における比誘電率、
   Ｇｐは、帯電部材と像担持体表面との最近接距離［単位：μｍ］、
   である。
2. 交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、
   前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、
   を有し、
   前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
   ３．７５×１０^−４×Ａ×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｍｇ／ｓ］以上である潤滑剤塗布装置。
   但し、ｆは、帯電部材に印加される交流成分の周波数［単位：ｋＨｚ］、
   Ｖｐｐ［単位：ｋＶ］は、交流電圧のピークツーピーク電圧、
   Ｖｔｈ［単位：ｋＶ］は、放電開始電圧、
   Ｌ［単位：ｍｍ］は、像担持体の移動方向の周長、
   Ａ［単位：ｃｍ^２］は、像担持体の画像形成部分の総面積、
   である。
3. 交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、
   前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、
   を有し、
   前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
   １０５×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｎｍ／ｓ］以下である請求項１記載の潤滑剤塗布装置。
4. 交流成分を含む電圧が印加される帯電部材により帯電される像担持体の表面に塗布可能な位置に配置された潤滑剤と、
   前記潤滑剤を前記像担持体の表面に塗布する塗布手段と、
   を有し、
   前記塗布手段による前記潤滑剤の前記像担持体の表面への塗布量が、
   １．５８×１０⁻²×Ａ×ｆ×（Ｖｐｐ／２−Ｖｔｈ）／Ｌ［ｍｇ／ｓ］以下である請求項２記載の潤滑剤塗布装置。
5. 交流成分の周波数ｆは、前記像担持体の移動速度の７倍以上である請求項１ないし４のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
6. 前記像担持体とこの像担持体の表面に近接又は接触して配置された帯電部材との間で発生する放電の強度を検知する検知手段と、
   前記検知手段による検知結果に基づいて前記像担持体の表面への前記潤滑剤の塗布量を調節する塗布量調節手段と、
   を具備する請求項１ないし５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
7. 前記検知手段は、放電電流の強度を検知する手段である請求項６記載の潤滑剤塗布装置。
8. 前記検知手段は、放電光の強度を検知する手段である請求項６記載の潤滑剤塗布装置。
9. 前記像担持体の表面への潤滑剤の塗布量は、１０／ｔ［ｎｍ／ｓｅｃ］である請求項１ないし８のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
   但し、ｔは、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）により検出される像担持体外周面を構成する物質に特定の分子結合に起因する信号が、帯電部材と像担持体との間に放電が発生した後、検出されるまでの必要最小時間である。
10. 前記像担持体の表面に塗布された前記潤滑剤を薄層に均す均し手段が設けられている請求項１ないし９のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
11. 前記潤滑剤は脂肪酸金属塩からなり、この脂肪酸金属塩は、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の群から選択される１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、鉄、リチウムの群から選択される１以上の金属を含有している請求項１ないし１０のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
12. 前記潤滑剤は、粉体状の脂肪酸金属塩を固形化して形成されている請求項１１記載の潤滑剤塗布装置。
13. 前記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛である請求項１２記載の潤滑剤塗布装置。
14. 前記塗布手段は、固形化された前記潤滑剤と前記像担持体の表面とに接触する位置に配置されたファーブラシである請求項１２又は１３記載の潤滑剤塗布装置。
15. 前記塗布手段は、前記像担持体の表面に接触する位置に配置された固形化された前記潤滑剤である請求項１２又は１３記載の潤滑剤塗布装置。
16. 前記均し手段は、前記像担持体の表面に当接する位置に配置された弾性ブレードである請求項１０ないし１５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
17. 前記均し手段は、前記像担持体の表面に当接する位置に配置された円柱状ローラである請求項１０ないし１５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
18. 前記均し手段は、前記像担持体の表面に接触してトナー画像が転写される転写体、又は、トナー画像が転写される記録媒体を前記像担持体の表面に押し付ける転写搬送ベルトである請求項１０ないし１５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
19. 前記塗布手段が前記像担持体の表面に接離可能に設けられている請求項１ないし１８のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置。
20. 表面にトナー画像が形成される像担持体と、
    前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する請求項１ないし１９のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置と、
    前記像担持体の表面に近接又は接触して配置され、前記像担持体との間で放電を発生させて前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
    前記像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する光書込装置と、
    トナーを供給することにより静電潜像をトナー画像として顕像化する現像装置と、
    顕像化されたトナー画像を記録媒体上に転写させる転写装置と、
    を具備する画像形成装置。
21. 前記現像装置から供給されるトナーの円形度が０．９６以上である請求項２０記載の画像形成装置。
22. 前記像担持体の少なくとも表面側は、アモルファスシリコンにより形成されている請求項２０記載の画像形成装置。
23. 前記像担持体の表面側にはフィラーが添加されている請求項２０記載の画像形成装置。
24. 表面にトナー画像が形成される像担持体と、
    前記像担持体を回転可能に保持するカートリッジケースと、
    前記カートリッジケース内に保持された請求項１ないし５のいずれか一記載の潤滑剤塗布装置と、を具備し、
    画像形成装置に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ。
    
    

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