JP2011128282A - 固形潤滑剤の塗布装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像形成を高速で行っても、像ボケや像流れ等の画像ノイズの発生を十分に防止する固形潤滑剤の塗布装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】潜像担持体1表面に塗布される固形潤滑剤71;自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって潜像担持体表面に供給する供給ローラ72;該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段73;潜像担持体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段74;および潜像担持体表面の残留トナーを清掃するとともに、潜像担持体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段75を備え、潜像担持体表面上に形成される固形潤滑剤薄膜の厚みが、潜像担持体回転方向について供給ローラの直前の厚みをA(nm)、均し手段の直後の厚みをB(nm)としたとき、以下の関係式;B−A≧8;およびA≧4を満たす固形潤滑剤の塗布装置7、および該固形潤滑剤の塗布装置を有する画像形成装置10。
【選択図】図1
【解決手段】潜像担持体1表面に塗布される固形潤滑剤71;自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって潜像担持体表面に供給する供給ローラ72;該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段73;潜像担持体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段74;および潜像担持体表面の残留トナーを清掃するとともに、潜像担持体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段75を備え、潜像担持体表面上に形成される固形潤滑剤薄膜の厚みが、潜像担持体回転方向について供給ローラの直前の厚みをA(nm)、均し手段の直後の厚みをB(nm)としたとき、以下の関係式;B−A≧8;およびA≧4を満たす固形潤滑剤の塗布装置7、および該固形潤滑剤の塗布装置を有する画像形成装置10。
【選択図】図1
Description
本発明は、固形潤滑剤の塗布装置および画像形成装置に関する。
電子写真方式を利用した複写機、プリンター及びファクシミリ装置等の一般的な画像形成装置は、画像形成の高速化が要求されている。画像形成を高速で行うためには、感光体表面の帯電を行う帯電手段の高出力化と感光体の高感度化が必要になる。しかしながら帯電手段を高出力化すると、O3やNOxの排出量が多くなり、また感光体を高感度化すると、O3やNOxにより感光体表面が特性変化しやすくなるために、像ボケや像流れ等の画像ノイズが発生するという課題が存在した。特性変化した感光体表面を研摩することによって画像ノイズの発生を防止する方法が考えられるが、そのような方法では感光体の寿命が短くなるという課題が存在した。
そこで、感光体表面に固形潤滑剤を塗布する塗布手段、塗布された固形潤滑剤を塗布手段の下流側で薄膜化する均し手段、および劣化した固形潤滑剤を塗布手段の上流側で除去する潤滑剤除去手段を設ける技術が開示されている(特許文献1)。そのような技術では、感光体の長寿命化は達成できるものの、画像ノイズは十分に防止できなかった。
本発明は、画像形成を高速で行っても、像ボケや像流れ等の画像ノイズの発生を十分に防止する固形潤滑剤の塗布装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、
潜像担持体表面に塗布される固形潤滑剤;
該固形潤滑剤および潜像担持体に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって潜像担持体表面に供給する供給ローラ;
該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段;
潜像担持体回転方向について供給ローラの下流側で潜像担持体に当接して配置され、潜像担持体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段;および
潜像担持体回転方向について供給ローラの上流側で潜像担持体に当接して配置され、潜像担持体表面の残留トナーを清掃するとともに、潜像担持体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段;
を備え、
潜像担持体表面上に形成される固形潤滑剤薄膜の厚みが、潜像担持体回転方向について供給ローラの直前の厚みをA(nm)、均し手段の直後の厚みをB(nm)としたとき、以下の関係式(1)および(2);
B−A≧8 (1)
A≧4 (2)
を満たすことを特徴とする固形潤滑剤の塗布装置に関する。
潜像担持体表面に塗布される固形潤滑剤;
該固形潤滑剤および潜像担持体に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって潜像担持体表面に供給する供給ローラ;
該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段;
潜像担持体回転方向について供給ローラの下流側で潜像担持体に当接して配置され、潜像担持体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段;および
潜像担持体回転方向について供給ローラの上流側で潜像担持体に当接して配置され、潜像担持体表面の残留トナーを清掃するとともに、潜像担持体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段;
を備え、
潜像担持体表面上に形成される固形潤滑剤薄膜の厚みが、潜像担持体回転方向について供給ローラの直前の厚みをA(nm)、均し手段の直後の厚みをB(nm)としたとき、以下の関係式(1)および(2);
B−A≧8 (1)
A≧4 (2)
を満たすことを特徴とする固形潤滑剤の塗布装置に関する。
本発明はまた、上記固形潤滑剤の塗布装置を有する画像形成装置に関する。
本発明に係る固形潤滑剤の塗布装置によれば、画像形成を高速で行っても、像ボケや像流れ等の画像ノイズの発生を十分に防止できる。しかも、感光体の長寿命化を達成できる。
[画像形成装置]
本発明に係る画像形成装置は潜像担持体に対して固形潤滑剤を塗布するための特定の塗布装置を備えたものである。潜像担持体はいわゆる感光体ドラムおよび感光体ベルト等の感光体である。以下、固形潤滑剤を感光体ドラムに塗布する場合について説明するが、感光体ベルトに固形潤滑剤を塗布する場合であっても、本発明の効果が得られることは明らかである。
本発明に係る画像形成装置は潜像担持体に対して固形潤滑剤を塗布するための特定の塗布装置を備えたものである。潜像担持体はいわゆる感光体ドラムおよび感光体ベルト等の感光体である。以下、固形潤滑剤を感光体ドラムに塗布する場合について説明するが、感光体ベルトに固形潤滑剤を塗布する場合であっても、本発明の効果が得られることは明らかである。
本発明の画像形成装置を、本発明の画像形成装置の第1実施形態および第2実施形態を示す図1および図2を用いて詳しく説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の第1実施形態を示す概略構成図である。図2は、本発明に係る画像形成装置の第2実施形態を示す概略構成図である。図2に示す画像形成装置10Bおよび固形潤滑剤塗布装置7Bは、清掃手段75がクリーニングローラ75Aの代わりにクリーニングブレード75Bであること以外、図1に示す画像形成装置10Aおよび固形潤滑剤塗布装置7Aと同様である。以下、図2において、図1と同様の符号は同じ部材または同じ意味内容を示すものとする。画像形成装置10は、図1に示す画像形成装置10Aおよび図2に示す画像形成装置10Bを包含して指すものとする。固形潤滑剤塗布装置7は、図1に示す固形潤滑剤塗布装置7Aおよび図2に示す固形潤滑剤塗布装置7Bを包含して指すものとする。清掃手段75は、クリーニングローラ75Aおよびクリーニングブレード75Bを包含して指すものとする。
本発明の画像形成装置10は感光体に固形潤滑剤を塗布する塗布装置7を有するものであり、通常は少なくとも、円筒状で回転可能な感光体1、該感光体の表面を一様に帯電する帯電手段2と、感光体を露光して静電潜像を作成する露光手段3と、静電潜像に基づいてトナー像を現像する現像装置4と、感光体上のトナー像を被転写体6に転写する転写手段5とを含むものである。画像形成装置10に用いられる感光体1、帯電手段2、露光手段3、現像装置4、および転写手段5等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用できる。
特に感光体1は感光層が有機材料または無機材料から形成されてよいが、有機材料からなる感光層を有することが好ましい。感光層は電荷発生層と電荷輸送層を有する積層型感光層であることが好ましく、最表面には厚さ1〜6μm程度のオーバーコート層(OCL)が設けられていることがより好ましい。オーバーコート層には平均一次粒径20〜50nmの無機微粒子が分散されていることが好ましい。これにより表面に凹凸の粗さが形成されるので、固形潤滑剤の取り込み性および保持性が良くなる。無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア等が挙げられる。
感光体1の周速度Vpは特に制限されるものではないが、比較的高速、例えば、0.25〜0.8m/秒、特に0.3〜0.6m/秒であることが好ましい。そのような高速で感光体を回転させ、画像形成を行う場合、帯電手段の高出力化と感光体の高感度化に伴って像ボケや像流れ等の画像ノイズが発生するが、本発明においては当該高速で画像形成を行っても、画像ノイズの発生を十分に防止できるためである。
帯電手段2は特に制限されるものではない。帯電手段の具体例として、例えば、スコロトロン帯電器、帯電ブラシ、帯電ローラ等が使用可能であるが、図1および図2に示すように、感光体表面に対して非接触のスコロトロン帯電器を使用することが、帯電均一性の観点から好ましい。
[固形潤滑剤の塗布装置]
以下、固形潤滑剤の塗布装置7について詳しく説明する。
塗布装置7は、
感光体表面に塗布される固形潤滑剤71;
該固形潤滑剤および感光体1に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって感光体表面に供給する供給ローラ72;
該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段73;
感光体回転方向Dpについて供給ローラの下流側で感光体1に当接して配置され、感光体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段74;および
感光体回転方向Dpについて供給ローラの上流側で感光体1に当接して配置され、感光体表面の残留トナーを清掃するとともに、感光体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段75;
を備えたものである。
以下、固形潤滑剤の塗布装置7について詳しく説明する。
塗布装置7は、
感光体表面に塗布される固形潤滑剤71;
該固形潤滑剤および感光体1に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって感光体表面に供給する供給ローラ72;
該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段73;
感光体回転方向Dpについて供給ローラの下流側で感光体1に当接して配置され、感光体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段74;および
感光体回転方向Dpについて供給ローラの上流側で感光体1に当接して配置され、感光体表面の残留トナーを清掃するとともに、感光体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段75;
を備えたものである。
塗布装置7では、押圧手段73によって供給ローラ72に対して押圧された固形潤滑剤71を、供給ローラ72により削り取って、感光体1表面に供給した後、供給された固形潤滑剤を均し手段74によって、感光体1表面上で薄膜化する。固形潤滑剤薄膜が形成された感光体1の表面では、帯電手段2による帯電、露光手段3による露光、現像装置4による現像、および転写手段5による転写が行われた後、塗布装置7の清掃手段75によって、感光体表面の残留トナーを清掃するとともに、感光体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する。
そのような固形潤滑剤の塗布−回収に際し、感光体表面上に形成される固形潤滑剤薄膜の厚みは、感光体回転方向Dpについて供給ローラ72の直前の厚みをA(nm)、均し手段74の直後の厚みをB(nm)としたとき、以下の関係式(1)および(2);
B−A≧8 (1)
A≧4 (2)
を満たし、特に好ましくは以下の関係式(1')および(2');
50≧B−A≧8 (1')
30≧A≧4 (2')
を満たす。像ボケや像流れ等の画像ノイズの発生をより一層十分に防止する観点からは、以下の関係式(1'')および(2'');
30≧B−A≧8 (1'')
10≧A≧4 (2'')
を満たすことがより好ましい。
B−A≧8 (1)
A≧4 (2)
を満たし、特に好ましくは以下の関係式(1')および(2');
50≧B−A≧8 (1')
30≧A≧4 (2')
を満たす。像ボケや像流れ等の画像ノイズの発生をより一層十分に防止する観点からは、以下の関係式(1'')および(2'');
30≧B−A≧8 (1'')
10≧A≧4 (2'')
を満たすことがより好ましい。
上記関係式(1)、(1')および(1'')は、B−A、すなわち清掃手段75による回収厚みを規定するものである。上記関係式(2)、(2')および(2'')は、A、すなわち固形潤滑剤の回収後であって供給前における厚みを規定するものである。それらの厚みを上記範囲内に制御することによって、均し手段74の直後において厚みBの固形潤滑剤薄膜を安定して形成できるようになり、しかも当該固形潤滑剤薄膜の劣化した表層部を有効に回収できるようになる。その結果、感光体表面における固形潤滑剤の入れ替えが円滑に行われるため、画像形成を高速で行っても、像ボケや像流れ等の画像ノイズの発生を十分に防止できる。B−Aが小さすぎると、固形潤滑剤が回収・除去される量が少なすぎるため、劣化した固形潤滑剤が感光体表面に残る。そのため、劣化固形潤滑剤に含有されるO3やNOxが薄膜中、感光体の表面にまで浸潤し、感光層劣化が起こる。その結果、像ボケや像流れ等の画像ノイズが発生する。Aが小さすぎると、当該薄膜上に固形潤滑剤が供給・塗布されても、均し手段による薄膜化が円滑に達成されず、厚みBが不均一になる。そのため、劣化した固形潤滑剤が清掃手段によって十分に回収・除去され難く、当該劣化固形潤滑剤に含有されるO3やNOxが薄膜中、感光体の表面にまで浸潤し、感光層劣化が起こる。その結果、像ボケや像流れ等の画像ノイズが発生する。
上記関係式は、画像形成装置10に未使用の感光体(新品)を装着してから、画像を形成することなしに、周囲温度10℃および湿度15%でA4用紙1000枚を通紙した直後において、満たせばよいものとするが、通常は、未使用の感光体を装着してから、A4用紙を約50枚以上通紙してからは、その後に画像を形成したか、否かにかかわらず、いつでも上記関係式を満たすものである。
感光体回転方向Dpについて供給ローラ72の直前の厚みAは、同方向Dpについて、供給ローラ72の上流であって、かつ清掃手段75の下流の感光体表面領域における固形潤滑剤薄膜の厚みである。
本明細書中、厚みAは、感光体表面において供給ローラとの接触領域における感光体回転方向Dp上流側の境界線から、5mmだけ上流の線(測定ライン)上における値を用いている。
感光体回転方向Dpについて均し手段74の直後の厚みBは、同方向Dpについて、均し手段74の下流であって、かつ現像装置4の上流の感光体表面領域における固形潤滑剤薄膜の厚みである。
本明細書中、厚みBは、感光体表面において均し手段74との接触領域における感光体回転方向Dp下流側の境界線から、5mmだけ下流の線(測定ライン)上における値を用いている。
感光体表面における固形潤滑剤薄膜の厚みは、感光体表面における上記測定ラインを決定した後、画像形成装置から感光体を取り外して、XPSデプスプロファイル測定を行うことによって測定できる。例えば、固形潤滑剤として脂肪酸金属塩を用いた場合、当該塩を構成する金属の深さ方向の分布を当該脂肪酸金属塩の分布として求め、測定ライン上の厚みを求める。具体的には、固形潤滑剤薄膜の厚さの測定装置は、アルバックファイ製Quantera SXMを用い、X線出力はAl(モノクロ)100μm角、15W、25kVの条件で行い、イオンエッチングはAr(500V)2mm角で行う。なおスパッタレートはシリコンウエハ上に塗布製膜した薄膜の値とした。
Aは、清掃手段75として使用される後述のクリーニングローラ75Aの食い込み量、清掃手段75として使用される後述のクリーニングブレード75Bの当接圧、画像形成時における感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差の絶対値等を調整することによって制御できる。クリーニングローラ75Aの食い込み量とは、クリーニングローラ75Aが感光体表面に接するように配置された位置を基準とした感光体軸方向への接近距離である。感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差とは、感光体の周速度を基準にした相対的速度差であり、クリーニングローラ75Aの周速度から感光体の周速度を減じることによって得られる速度差である。感光体およびクリーニングローラの周速度は、感光体とクリーニングローラとの接触部における感光体の回転方向を正の値で示し、当該感光体の回転方向とは逆の方向を負の値で示すものとする。例えば、画像形成時において感光体1およびクリーニングローラ75Aが図1に示す方向で回転するため、感光体1の周速度が310mm/秒、クリーニングローラ75Aの周速度が217mm/秒で表される場合、感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的速度差は「−217−310=−527」で示され、その絶対値は527mm/秒である。
例えば、クリーニングローラ75Aの食い込み量またはクリーニングブレード75Bの当接圧を大きくすると、厚みAは小さくなる。クリーニングローラ75Aの食い込み量またはクリーニングブレード75Bの当接圧を小さくすると、厚みAは大きくなる。
また例えば、画像形成時における感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差の絶対値を大きくすると、厚みAは小さくなる。当該周速度差の絶対値を小さくすると、厚みAは大きくなる。
また例えば、画像形成時における感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差の絶対値を大きくすると、厚みAは小さくなる。当該周速度差の絶対値を小さくすると、厚みAは大きくなる。
B−Aは、押圧手段73の押圧力、均し手段74の当接圧、クリーニングローラ75Aの食い込み量、クリーニングブレード75Bの当接圧、画像形成時における感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差の絶対値を調整することによって制御できる。なお、均し手段74の当接圧の調整によるBの変化は小さいので、均し手段74の当接圧はB−Aの微調整に用いるとよい。
例えば、押圧手段の押圧力を大きくすると、厚みBは大きくなって、B−Aも大きくなる。押圧手段の押圧力を小さくすると、厚みBは小さくなって、B−Aも小さくなる。
また例えば、均し手段の当接圧を大きくすると、厚みBは小さくなって、B−Aも小さくなる。均し手段の当接圧を小さくすると、厚みBは大きくなって、B−Aも大きくなる。
また例えば、クリーニングローラ75Aの食い込み量またはクリーニングブレード75Bの当接圧を大きくすると、厚みAは小さくなって、B−Aは大きくなる。クリーニングローラ75Aの食い込み量またはクリーニングブレード75Bの当接圧を小さくすると、厚みAは大きくなって、B−Aは小さくなる。
また例えば、画像形成時における感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差の絶対値を大きくすると、厚みAは小さくなって、B−Aは大きくなる。当該周速度差の絶対値を小さくすると、厚みAは大きくなって、B−Aは小さくなる。
また例えば、均し手段の当接圧を大きくすると、厚みBは小さくなって、B−Aも小さくなる。均し手段の当接圧を小さくすると、厚みBは大きくなって、B−Aも大きくなる。
また例えば、クリーニングローラ75Aの食い込み量またはクリーニングブレード75Bの当接圧を大きくすると、厚みAは小さくなって、B−Aは大きくなる。クリーニングローラ75Aの食い込み量またはクリーニングブレード75Bの当接圧を小さくすると、厚みAは大きくなって、B−Aは小さくなる。
また例えば、画像形成時における感光体1に対するクリーニングローラ75Aの相対的周速度差の絶対値を大きくすると、厚みAは小さくなって、B−Aは大きくなる。当該周速度差の絶対値を小さくすると、厚みAは大きくなって、B−Aは小さくなる。
<固形潤滑剤>
固形潤滑剤71は、感光体表面に薄膜として存在することにより、感光体表面のトナー離型性を向上させるとともに、感光層のO3やNOxによる劣化を防止するものである。固形潤滑剤を構成する物質としては、従来より感光体にトナー離型性やO3やNOxに対する耐劣化性を付与するための固形潤滑剤として使用されているものが使用でき、例えば、脂肪酸化合物およびその金属塩等が挙げられる。1種類の化合物を単独で使用してもよいし、または2種類以上の化合物を組み合わせて使用してもよい。脂肪酸化合物の具体例として、例えば、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ミリスチン酸、トリデシル酸、ラウリン酸、ベヘン酸、メリシン酸、アラキン酸、マーガリン酸(n−ヘプタデカン酸)、アラキジン酸、クロトン酸、オレイン酸、エライジン酸、ネルボン酸等が挙げられる。脂肪酸化合物の金属塩を構成し得る金属としては、通常、亜鉛、バリウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、リチウム、ベリリウム、銀、鉄、銅等が挙げられる。好ましい固形潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛等が挙げられる。
固形潤滑剤71は、感光体表面に薄膜として存在することにより、感光体表面のトナー離型性を向上させるとともに、感光層のO3やNOxによる劣化を防止するものである。固形潤滑剤を構成する物質としては、従来より感光体にトナー離型性やO3やNOxに対する耐劣化性を付与するための固形潤滑剤として使用されているものが使用でき、例えば、脂肪酸化合物およびその金属塩等が挙げられる。1種類の化合物を単独で使用してもよいし、または2種類以上の化合物を組み合わせて使用してもよい。脂肪酸化合物の具体例として、例えば、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ミリスチン酸、トリデシル酸、ラウリン酸、ベヘン酸、メリシン酸、アラキン酸、マーガリン酸(n−ヘプタデカン酸)、アラキジン酸、クロトン酸、オレイン酸、エライジン酸、ネルボン酸等が挙げられる。脂肪酸化合物の金属塩を構成し得る金属としては、通常、亜鉛、バリウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、リチウム、ベリリウム、銀、鉄、銅等が挙げられる。好ましい固形潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛等が挙げられる。
固形潤滑剤71は、脂肪酸化合物またはその金属塩を溶融し、型に流し込んで冷却することによって製造できる。固形潤滑剤の形状は通常、直方体形状である。
固形潤滑剤71は通常、板金等からなる保持部材711等に両面テープ等で接着されて使用される。
固形潤滑剤71は通常、板金等からなる保持部材711等に両面テープ等で接着されて使用される。
<供給ローラ>
供給ローラ72は、固形潤滑剤71および感光体1に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤71を削りとって感光体1表面に供給するローラである。供給ローラ72は、ローラ形状を有する限り、いかなる形態を有していてよく、例えば、ブラシローラであってもよいし、または発泡体ローラであってもよい。固形潤滑剤を削り取る量の安定性の観点からは、ループブラシローラであることが好ましい。発泡体ローラを用いる場合は、セル数が20〜300個/25mm、JIS K6400に基づく発泡体の硬さが40〜430Nである単泡性ポリウレタンフォームを用いたローラとすることができる。
供給ローラ72は、固形潤滑剤71および感光体1に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤71を削りとって感光体1表面に供給するローラである。供給ローラ72は、ローラ形状を有する限り、いかなる形態を有していてよく、例えば、ブラシローラであってもよいし、または発泡体ローラであってもよい。固形潤滑剤を削り取る量の安定性の観点からは、ループブラシローラであることが好ましい。発泡体ローラを用いる場合は、セル数が20〜300個/25mm、JIS K6400に基づく発泡体の硬さが40〜430Nである単泡性ポリウレタンフォームを用いたローラとすることができる。
ブラシローラは、少なくとも表面にブラシ部を有するものであり、通常は図1および図2に示すように軸芯721の外周面にブラシ部722を備えたものである。所望により軸芯とブラシ部との間には他の層、例えば基布層を有してもよい。
ブラシローラの軸芯721はブラシ部722を支持可能であれば、特に制限されるものではなく、例えば、鉄、アルミ、ステンレスなどの金属や樹脂などの非金属からなる円筒体である。
ブラシ部は起毛糸からなり、通常は基布に植え付けられている。起毛糸は樹脂中に導電性物質が分散されてなり、直毛形状を有していても良いし、またはループ形状を有していても良い。供給ローラ72としてのブラシローラのブラシ部は、固形潤滑剤の供給効率の観点から、ループ形状を有することが好ましい。起毛糸を構成する樹脂としては、例えば、ポリエステル、レーヨン、アクリル等の合成繊維が挙げられる。導電性物質としては、カーボンブラック等が挙げられる。
起毛糸の径、電気抵抗および植毛密度は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は径は1d〜11d、特に2d〜8dであり、電気抵抗は1×105〜1×1013Ω、特に1×1011〜1×1012Ωであり、植毛密度は70〜240kF/inch2、特に70〜120kF/inch2である。
起毛糸の電気抵抗は以下の方法によって測定された値を用いている。ブラシから0.6mmの起毛糸を切り出し、端部から0.2mmおよび0.5mmの点でつかみ具を用いて固定する。つかみ具間の起毛糸に電圧(5V/mm)を印加し、デジタル超高抵抗計で抵抗値Rを測定する。RとLから接触抵抗R’を求め、起毛糸の断面積Sから比抵抗を算出する。
ブラシ部の厚み(起毛糸長さ)は、感光体1および固形潤滑剤71と非接触の状態で1.0〜3.0mm、特に2.0〜2.5mmが適当である。
発泡体ローラは、少なくとも表面に発泡体層を有するものであり、通常は図1および図2に示すように軸芯721の外周面に発泡体層722を備えたものである。所望により軸芯と発泡体層との間には他の層、例えば接着層を有してもよい。
発泡体ローラの軸芯721は、前記ブラシローラの軸芯と同様である。
発泡体ローラの軸芯721は、前記ブラシローラの軸芯と同様である。
発泡体層はセル(気泡)が分散されて存在する弾性層であり、いわゆる独立気泡型の発泡体からなっている。発泡体層を構成する材料としてはゴムが使用される。そのようなゴムとしては、例えば、ポリウレタンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレ−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリルニトリル−ブタジエン共重合ゴムの水素化物、天然ゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン単独重合ゴム、ニトリルゴムの水素化物、塩素化ポリエチレン、シリコーン−エチレンプロピレン混合ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。好ましくはポリウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムである。これらは単独で又は2種以上が混合されて用いられる。
発泡体層には通常、導電性物質が分散されており、導電性を有するものである。導電性物質としては、前記ブラシローラの起毛糸に分散され得る導電性物質と同様のものが使用可能である。
発泡体層の電気抵抗は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は106〜1012Ω、特に108〜1010Ωである。
発泡体層の電気抵抗は以下の方法によって測定された値を用いている。電極を兼ねた銅板上に対象ローラを載せ、芯金の両端に合計2kgの加重をかけて、芯金と銅板との間に直流電圧100Vを印加した際の電流値を計測し、抵抗(Ω)=100(V)/電流(A)で求めた。
発泡体層の厚みは、感光体1および固形潤滑剤71と非接触の状態で2〜6mm、特に3〜5mmが適当である。
供給ローラ72は図1および図2中、感光体1との接触部において感光体1と同じ回転方向(順方向)で回転するが、これに制限されるものではなく、感光体1と逆の回転方向(カウンター方向)で回転してもよい。潤滑剤供給の安定性の観点から、供給ローラ72は、感光体1との接触部において感光体1と同じ回転方向で回転することが好ましい。
供給ローラ72の周速度Vs(m/秒)は通常、感光体の周速度Vp(m/秒)に対して、0.5Vp〜0.9Vp、特に0.6Vp〜0.8Vpが好適である。
供給ローラ72の感光体1に対する食い込み量は通常、0.3〜1.0mm、特に0.5〜0.8mmが好適である。供給ローラ72の食い込み量とは、供給ローラ72が感光体表面に接するように配置された位置を基準とした感光体軸方向への接近距離である。
供給ローラ72には通常、トナー汚染を防止する観点から、現像装置4におけるトナーの帯電極性と同じ極性の直流電圧であって、絶対値が100〜300Vの電圧を印加することが好ましい。特に、後述する予備帯電手段76を用いる場合は、当該予備帯電手段により残留トナーは現像装置4におけるトナーの帯電極性と異なる極性に揃えられるため、現像装置4におけるトナーの帯電極性と異なる極性の直流電圧であって、絶対値が上記範囲内の電圧を印加することが好ましい。
現像装置4におけるトナーの帯電極性とは、現像装置4の現像ローラ41上でトナー薄層を形成するトナーの帯電極性であり、当該トナー薄層を構成するトナーをブローオフ法等のような公知の帯電量測定方法に供することによって検知可能である。
現像装置4におけるトナーの帯電極性とは、現像装置4の現像ローラ41上でトナー薄層を形成するトナーの帯電極性であり、当該トナー薄層を構成するトナーをブローオフ法等のような公知の帯電量測定方法に供することによって検知可能である。
<押圧手段>
押圧手段73は供給ローラ72に対して固形潤滑剤71を押圧可能な限り特に制限されるものではなく、通常はバネ、発泡部材等が使用される。押圧手段73は通常、固形潤滑剤の消費に伴って固形潤滑剤を発泡体ローラ72の方向に移動させ得るように、ハウジング等の不動壁に固定設置される。
押圧手段73は供給ローラ72に対して固形潤滑剤71を押圧可能な限り特に制限されるものではなく、通常はバネ、発泡部材等が使用される。押圧手段73は通常、固形潤滑剤の消費に伴って固形潤滑剤を発泡体ローラ72の方向に移動させ得るように、ハウジング等の不動壁に固定設置される。
押圧手段73の押圧力は通常、0.3〜7N/mであってよい。
本明細書中、押圧手段の押圧力は以下の方法によって測定された値を用いている。供給ローラ72に、固形潤滑剤71を押圧手段73で押圧した状態で、固形潤滑剤71と反対方向に押圧手段73が加える力をプッシュプルゲージを用いて測定した。
<均し手段>
均し手段74は、感光体回転方向について供給ローラ72の下流側、詳しくは供給ローラ72よりも下流であって、帯電手段2よりも上流で感光体に当接して配置され、感光体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する。すなわち供給ローラ72によって感光体表面に供給された固形潤滑剤は、感光体1表面と均し手段74との間の当接部(摺擦部)において潰されて感光体表面に被膜が形成される。
均し手段74は、感光体回転方向について供給ローラ72の下流側、詳しくは供給ローラ72よりも下流であって、帯電手段2よりも上流で感光体に当接して配置され、感光体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する。すなわち供給ローラ72によって感光体表面に供給された固形潤滑剤は、感光体1表面と均し手段74との間の当接部(摺擦部)において潰されて感光体表面に被膜が形成される。
均し手段74の感光体1に対する当接圧は通常、10〜40N/m、特に15〜30mmが好適である。
本明細書中、均し手段74の感光体1に対する当接圧は以下の方法によって測定された値を用いている。
感光体1と同形状に作られた被押圧部材に均し部材を当接し、被押圧部材に設置されたひずみゲージの値から当接圧を測定する。
感光体1と同形状に作られた被押圧部材に均し部材を当接し、被押圧部材に設置されたひずみゲージの値から当接圧を測定する。
均し手段74はゴム材料からなる非発泡シートが使用され、図1および図2に示すように、一方の端部を感光体に当接するように設置される。図1および図2において均し手段74は感光体回転方向Dpに沿った方向(順方向)で設置されているが、これに制限されるものではなく、例えば、感光体回転方向Dpに対して対向する方向(カウンタ方向)で設置されていてもよい。
均し手段74を構成するゴム材料としては、供給ローラ72としての発泡体ローラの発泡体層を構成するゴム材料と同様のものが例示できる。好ましい均し手段のゴム材料としては、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムが挙げられる。均し手段の厚みは通常、1.5〜3mmである。
<清掃手段>
清掃手段75は、クリーニングローラ75Aまたはクリーニングブレード75Bである。
清掃手段75は、クリーニングローラ75Aまたはクリーニングブレード75Bである。
クリーニングローラ75Aは、図1に示すように、自己の回転によって感光体表面の残留トナーを清掃するとともに、感光体表面の固形潤滑剤薄膜を掻き取って回収する。
クリーニングブレード75Bは、図2に示すように、感光体表面への当接によって感光体表面の残留トナーを清掃するとともに、感光体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する。
清掃手段75は、感光体回転方向Dpについて供給ローラ72の上流側で感光体1に当接して配置され、詳しくは供給ローラ72よりも上流であって、転写手段5よりも下流において感光体1に当接して配置される。
クリーニングブレード75Bは、図2に示すように、感光体表面への当接によって感光体表面の残留トナーを清掃するとともに、感光体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する。
清掃手段75は、感光体回転方向Dpについて供給ローラ72の上流側で感光体1に当接して配置され、詳しくは供給ローラ72よりも上流であって、転写手段5よりも下流において感光体1に当接して配置される。
(クリーニングローラ)
クリーニングローラ75Aは、ローラ形状を有するものであり、例えば、ブラシローラであってもよいし、または発泡体ローラであってもよい。クリーニングローラの駆動トルクの低減および感光体の膜削れ量の低減の観点からはブラシローラが好ましい。クリーニングローラ75Aは、ブラシローラおよび発泡体ローラを包含して指すものとする。
クリーニングローラ75Aは、ローラ形状を有するものであり、例えば、ブラシローラであってもよいし、または発泡体ローラであってもよい。クリーニングローラの駆動トルクの低減および感光体の膜削れ量の低減の観点からはブラシローラが好ましい。クリーニングローラ75Aは、ブラシローラおよび発泡体ローラを包含して指すものとする。
クリーニングローラ75Aとしてのブラシローラは、少なくとも表面にブラシ部を有するものであり、通常は図1に示すように軸芯751の外周面にブラシ部752を備えたものである。所望により軸芯とブラシ部との間には他の層、例えば基布層を有してもよい。
クリーニングローラ75Aとしてのブラシローラは、前記供給ローラ72として例示したブラシローラと同様のものが使用可能であり、供給ローラ72として実際に使用されるブラシローラと同じであっても良いし、または異なっていても良い。
クリーニングローラ75Aとして好ましいブラシローラは、ブラシ部が直毛形状のものである。
クリーニングローラ75Aとして好ましいブラシローラは、ブラシ部が直毛形状のものである。
クリーニングローラ75Aとしての発泡体ローラは、少なくとも表面に発泡体層を有するものであり、通常は図1に示すように軸芯751の外周面に発泡体層752を備えたものである。所望により軸芯と発泡体層との間には他の層、例えば接着層を有してもよい。
クリーニングローラ75Aとしての発泡体ローラは、前記供給ローラ72として例示した発泡体ローラと同様のものが使用可能であり、供給ローラ72として実際に使用される発泡体ローラと同じであっても良いし、または異なっていても良い。
クリーニングローラ75Aは図1中、感光体1との接触部において感光体1と逆の回転方向(カウンター方向)で回転するが、これに制限されるものではなく、感光体1と同じ回転方向(順方向)で回転してもよい。潤滑剤を削り取る機能の観点から、クリーニングローラ75Aは、感光体1との接触部において感光体1と逆の回転方向で回転することが好ましい。
前記した、感光体に対するクリーニングローラ75Aの相対的速度差の絶対値は、例えば500〜800mm/秒とすることができる。
クリーニングローラ75Aの感光体1に対する食い込み量は通常、0.3〜2.0mm、特に0.5〜1.5mmが好適である。
クリーニングローラ75Aには通常、残留トナーの清掃を促進する観点から、現像装置でのトナーの帯電極性と同極性の直流電圧であって、絶対値が100〜500V、特に200〜400Vの電圧を印加することが好ましい。現像装置でのトナーの帯電極性とは、現像装置4の現像ローラ41上でトナー薄層を形成するトナーの帯電極性であり、当該トナー薄層を構成するトナーをブローオフ法等のような公知の帯電量測定方法に供することによって検知可能である。転写手段5によってトナーは通常、現像装置でのトナーの帯電極性と異なる極性に帯電され、残留トナーはそのような帯電極性を有するため、クリーニングローラに対して、上記直流電圧が印加されることによって、残留トナーは静電的にクリーニングローラにより清掃される。クリーニングローラ75Aに対しては、振幅200〜500V、特に300〜470Vであって、周波数70〜130Hz、特に90〜115Hzの交流電圧をさらに印加することは、残留トナーの清掃をより一層促進する観点から好ましい。
クリーニングローラ75Aへのトナー付着を防止することによって、クリーニングローラによる感光体表面の固形潤滑剤薄膜の掻き取り・回収を十分に行う観点から、クリーニングローラ75A表面に対してフリッカ手段753を摺擦させることが好ましい。特に、クリーニングローラがブラシローラの場合、フリッカ手段を設けないと、ブラシローラにトナーが堆積して固形潤滑剤薄膜の掻き取り・回収を十分に行うことができず、結果として前記関係式を満たすことができないため、フリッカ手段を設けることは有効である。
フリッカ手段753は通常、金属製薄板からなる。フリッカ手段を構成する金属としては、例えば、鉄、ステンレス等が使用可能である。フリッカ手段としての金属製薄板の厚みは通常、1.0〜3.0mm、特に1.5〜2.0mmが好適である。
フリッカ手段753を設け、クリーニングローラ75Aに上記直流電圧を印加する場合、フリッカ手段には、現像装置でのトナーの帯電極性と同極性の直流電圧であって、絶対値がクリーニングローラに対する印加電圧よりも大きい電圧、例えば−100〜−500V、特に−300〜−500Vの電圧を印加することが好ましい。これによって、クリーニングローラへ付着したトナーがフリッカ手段によって有効に取り除かれる。
(クリーニングブレード)
クリーニングブレード75Bは、少なくとも感光体1との当接部において弾性材料から構成される弾性層を有する板状部材である。そのようなクリーニングブレード75Bの具体例として、例えば、弾性材料から構成される弾性層のみからなる板状部材または弾性材料から構成される弾性層を金属製基材上に有してなる板状部材が挙げられる。
クリーニングブレード75Bは、少なくとも感光体1との当接部において弾性材料から構成される弾性層を有する板状部材である。そのようなクリーニングブレード75Bの具体例として、例えば、弾性材料から構成される弾性層のみからなる板状部材または弾性材料から構成される弾性層を金属製基材上に有してなる板状部材が挙げられる。
クリーニングブレード75Bは、図2に示すように、一方の端部を感光体に当接するように設置される。特にクリーニングブレード75Bが弾性層を金属製基材上に有してなる板状部材である場合は、弾性層が感光体表面と当接するように設置される。
クリーニングブレード75Bは、図2において、感光体回転方向Dpに対して対向する方向(カウンタ方向)で設置されているが、これに制限されるものではなく、感光体回転方向Dpに沿った方向(順方向)で設置されてもよい。クリーニングブレード75Bがいずれの方向で設置される場合であっても、感光体の軸方向に対する垂直断面において、クリーニングブレード75Bと、当該ブレードが当接する感光体表面における接線とがなす角度θ(図2参照)は10〜40°、特に12〜15°が好ましい。特に、クリーニングブレード75Bが感光体回転方向Dpに対して対向する方向(カウンタ方向)で設置される場合、角度θが上記範囲内であることは、クリーニング性向上の観点から好ましい。角度θは、詳しくは図3に示すように、感光体1の軸方向に対する垂直断面において、感光体1との当接により変形していないクリーニングブレード75Bの平板状部分755と、当該ブレードが当接する感光体表面領域15における接線のうち、方向Dpについて最下流の接線Lとがなす角度を指すものとする。
クリーニングブレード75Bの弾性層を構成する弾性材料としては、供給ローラ72としての発泡体ローラの発泡体層を構成するゴム材料と同様のものが例示できる。好ましいクリーニングブレードのゴム材料としては、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムが挙げられる。
クリーニングブレード75Bにおける弾性層の厚みは通常、1.0〜3.0mm、特に1.5〜2.0mmである。
クリーニングブレード75Bにおける弾性層の厚みは通常、1.0〜3.0mm、特に1.5〜2.0mmである。
弾性層には通常、導電性物質が分散されており、導電性を有するものである。導電性物質としては、前記ブラシローラの起毛糸に分散され得る導電性物質と同様のものが使用可能である。
弾性層の電気抵抗は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は108〜1013Ωである。
弾性層のみからなるクリーニングブレード75Bは、従来公知の製造方法で作製できる。例えば、クリーニングブレード75Bがポリウレタンゴムから構成される場合、ポリウレタンエラストマーを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤、及び必要に応じて触媒や導電性物質を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成することによって製造できる。ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分(例えば、ポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステル)およびポリイソシアネート成分(例えば、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート)を用いる。
ポリオール成分として、高分子量ポリオールおよび低分子量ポリオールが使用可能である。
高分子量ポリオールとしては、1分子あたり2以上の水酸基を有する、数平均分子量300〜4000のポリオールが使用される。高分子量ポリオールの具体例として、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールのようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ( オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。
高分子量ポリオールとしては、1分子あたり2以上の水酸基を有する、数平均分子量300〜4000のポリオールが使用される。高分子量ポリオールの具体例として、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールのようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ( オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。
低分子量ポリオールとしては、1分子あたり2以上の水酸基を有する、数平均分子量150〜300のポリオールが使用される。低分子量ポリオールの具体例として、例えば、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフエニルメタン、4,4'−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコールや、1,1,1−トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、1,1,1−トリス(ヒドロキシエトキシメチル)プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。
ポリイソシアネート成分としては、1分子あたり2以上のイソシアネート基を有する、ポリイソシアネートが使用される。ポリイソシアネート成分の具体例としては、例えばMDI(4,4’ジフェニルメタジンイソシアネート)、HDI(1,6ヘキサンジイソシアネート)を挙げることができる。
ポリオールの配合割合は、ポリウレタン中に60〜80重量%であるのが好ましく、ポリイソシアネートの配合割合は、ポリウレタン100重量部に対して30〜80重量部であることが好ましい。
硬化剤としては、従来からポリウレタンゴムの製造分野で硬化剤または架橋剤として使用される化合物が使用可能である。硬化剤の具体例として、例えば、トリオール、短鎖ジオール等が挙げられる。
硬化剤の含有量は通常、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との合計量100重量部に対して0.01〜1重量部が好適である。
硬化剤の含有量は通常、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との合計量100重量部に対して0.01〜1重量部が好適である。
弾性層を基材上に有してなるクリーニングブレード75Bは、所定の厚みの弾性層シートに成形すること以外、上記弾性層のみからなるクリーニングブレード75Bの製造方法と同様の方法により製造された弾性層シートを、基材にホットメルト接着して、得ることができる。
クリーニングブレード75Bの感光体1に対する当接圧は通常、10〜40N/m、特に20〜40N/mが好適である。
本明細書中、クリーニングブレード75Bの感光体1に対する当接圧は、均し手段の感光体に対する当接圧と同様の方法によって測定された値を用いている。
クリーニングブレード75Bにおける弾性層の硬度は60〜85°、特に70〜80°が好ましく、反発弾性は20〜50%、特に25〜40%が好ましい。
弾性層の硬度はJIS K6253に基づく値を用いている。
弾性層の反発弾性はJIS K6255に基づく値を用いている。
弾性層の反発弾性はJIS K6255に基づく値を用いている。
(清掃手段(クリーニングローラ/クリーニングブレード))
清掃部材75の駆動力を有効に低減する観点から、感光体表面と清掃部材75との間に研磨剤を供給することが好ましい。研磨剤としては、平均一次粒径500〜2000nm、特に800〜1000nmの有機または無機微粒子が使用され、具体的には、シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物;炭酸カルシウム等の炭酸金属塩;リン酸カルシウム等のリン酸金属塩;硫化モリブデン等の金属硫化物;フッ化黒鉛のような無機フッ化物;窒化ホウ素等の無機窒化物;グラファイト等の炭素類;ガラス等を1種単独または2種以上を混合して使用される。
清掃部材75の駆動力を有効に低減する観点から、感光体表面と清掃部材75との間に研磨剤を供給することが好ましい。研磨剤としては、平均一次粒径500〜2000nm、特に800〜1000nmの有機または無機微粒子が使用され、具体的には、シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物;炭酸カルシウム等の炭酸金属塩;リン酸カルシウム等のリン酸金属塩;硫化モリブデン等の金属硫化物;フッ化黒鉛のような無機フッ化物;窒化ホウ素等の無機窒化物;グラファイト等の炭素類;ガラス等を1種単独または2種以上を混合して使用される。
研磨剤は、トナーに単に外添しておくことによって、感光体表面に移行させ、結果として感光体表面と清掃部材75との間に供給できる。
清掃部材75が特にクリーニングブレード75Bの場合、当該クリーニングブレード75Bは少なくとも感光体1との当接部分において研磨剤が分散されていることが好ましい。そのようなクリーニングブレードを用いることによって、感光体表面と清掃部材75との間に研磨剤を供給でき、結果としてクリーニングブレードの駆動力を有効に低減できる。クリーニングブレード75Bの感光体との当接部分に研磨剤を分散させる方法として、クリーニングブレード製造時において原料混合物に研磨剤を添加・分散させる方法が挙げられる。詳しくは、研磨剤を混入させた原料混合物を用いて、前記した方法に従って、所定の型内での架橋、炉内での後架橋および放置熟成を行えばよい。別の方法として、前記した方法において、型内における感光体との当接部分に相当する位置に研磨剤を塗布した後、当該型内に原料混合物を流し込み、架橋、後架橋および放置熟成を行ってもよい。また別の方法として、クリーニングブレードを一旦、製造した後、当該クリーニングブレード表面における感光体との当接部分に相当する位置に対してディッピング法、スクリーン印刷法、スプレー法、ロールコーティング法等により、研磨剤を付着させる方法を採用することもできる。特にクリーニングブレード製造時に研磨剤を添加・分散させる方法、ディッピング法を用いることが好ましい。
クリーニングブレード75Bの感光体1との当接部分における研磨剤の含有量は、弾性材料100重量部に対して0.1〜5重量部、特に0.5〜3重量部が好ましい。
感光体表面の残留トナーをより一層有効に清掃する観点から、感光体回転方向Dpについて清掃手段75の上流側に、感光体に対して放電を行う予備帯電手段76をさらに設けることが好ましい。予備帯電手段76の配置は詳しくは、感光体回転方向Dpについて清掃手段75の上流側であって、転写手段5の下流側である。予備帯電手段により残留トナーが帯電され、感光体表面上の残留トナーの帯電極性が揃えられるため、感光体表面の残留トナーをより一層有効に清掃できる。
転写手段5には通常、現像装置4でのトナーの帯電極性と異なる極性の直流電圧が印加され、転写されなかった残留トナーは当該極性に帯電されるものの、当該残留トナーの帯電極性は揃っていない。そのため、予備帯電手段76によって、残留トナーの帯電極性を、現像装置でのトナーの帯電極性と異なる極性に揃える。予備帯電手段には通常、現像装置でのトナーの帯電極性と異なる極性の直流電圧であって、絶対値が400〜1500μA、特に600〜1000μAの電流が流れるような電圧が印加される。予備帯電手段に対しては、振幅が400〜800μA、特に500〜700μAとなるような電圧であって、周波数1〜3kHz、特に1.8〜2.4kHzの交流電圧をさらに印加することは、残留トナーの清掃をより一層促進する観点から好ましい。
[フルカラー画像形成装置]
本発明の画像形成装置10はフルカラー画像形成装置のイメージングユニット部に適用されてよい。本発明のフルカラー画像形成装置の一例の概略構成図を図4に示す。図4のフルカラー画像形成装置20は、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)として、図1および図2に示す画像形成装置10Aまたは10Bの構成を有するものである。
本発明の画像形成装置10はフルカラー画像形成装置のイメージングユニット部に適用されてよい。本発明のフルカラー画像形成装置の一例の概略構成図を図4に示す。図4のフルカラー画像形成装置20は、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)として、図1および図2に示す画像形成装置10Aまたは10Bの構成を有するものである。
図4のフルカラー画像形成装置20は、各色ごとに画像形成を行うイメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)、少なくとも2つの張架ローラ(図中では21,22,23)によって張架された中間転写体24、イメージングユニット部で形成された画像を中間転写体24に転写するための一次転写ローラ(5Y,5M,5C,5Bk)、該中間転写体24に転写されたフルカラー画像を記録媒体26に転写するための二次転写ローラ27、および中間転写体上に残留したトナーを除去するための清掃手段28を有する。
図4のフルカラー画像形成装置20において、各イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)で形成されたトナー像はそれぞれ、一次転写ローラ(5Y,5M,5C,5Bk)を用いて中間転写体24に一次転写され、当該中間転写体上で重ねられてフルカラー画像が形成される。中間転写体24の表面に転写されたフルカラー画像は二次転写ローラ27を用いて一括して紙等の記録媒体26に二次転写された後、定着装置(図示しない)を通過させて、当該記録媒体上にフルカラー画像を得る。一方、中間転写体上に残留した転写残トナーは清掃手段28によって除去される。
<実験例A>
図4に示す構成を有するフルカラープリンタ(bizhub C650;コニカミノルタ社製)を、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)が以下に示す図1の構成を有するように改造した。特記しない限り、上記プリンタの標準装備のものを用いた。
図4に示す構成を有するフルカラープリンタ(bizhub C650;コニカミノルタ社製)を、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)が以下に示す図1の構成を有するように改造した。特記しない限り、上記プリンタの標準装備のものを用いた。
図1において、感光体1(未使用品)は、電荷発生層と電荷輸送層とを含む積層型有機感光層を有し、最表面には厚さ3μm程度のポリカーボネート製オーバーコート層(OCL)が設けられていた。オーバーコート層には粒径40nmのシリカが分散されていた。感光体1の周速度Vpは0.31m/秒であった。
帯電手段2はスコロトロン帯電器を用いた。
現像装置4におけるトナーの帯電極性は負極性であった。
転写手段5には30μAの電流を流すように制御した。
固形潤滑剤71はステアリン酸亜鉛の粉体を溶融・成形したものを用いた。
供給ローラ72は、鉄製の軸芯721(外径6mm)の外周面に基布層(厚み0.5mm)およびブラシ部722を順次、備えたものである。ブラシ部における起毛糸はループ形状を有するカーボンブラック含有ポリエステル糸であり、その径は4デニール、電気抵抗は1×1012Ω、植毛密度は70kF/inch2であった。ブラシ部の厚み(起毛糸長さ)は、感光体1および固形潤滑剤71と非接触の状態で2.5mmであった。供給ローラ72の周速度Vsは210m/秒であった。供給ローラ72には−300Vの直流電圧を印加した。
押圧手段73はバネを使用した。
均し手段74はポリウレタンゴムを、厚み2mmのシート状に加工したものを使用した。
清掃手段75はナイロン製の直毛ブラシローラを用いた。清掃手段75の周速度は400mm/秒で、感光体と同方向の回転、いわゆるカウンター回転を与えている。清掃手段には+300Vの直流電圧を印加した。
フリッカ手段753はステンレス製薄板を用いた。フリッカ手段753には−500Vの直流電圧を印加した。
予備帯電手段76は有さなかった。
帯電手段2はスコロトロン帯電器を用いた。
現像装置4におけるトナーの帯電極性は負極性であった。
転写手段5には30μAの電流を流すように制御した。
固形潤滑剤71はステアリン酸亜鉛の粉体を溶融・成形したものを用いた。
供給ローラ72は、鉄製の軸芯721(外径6mm)の外周面に基布層(厚み0.5mm)およびブラシ部722を順次、備えたものである。ブラシ部における起毛糸はループ形状を有するカーボンブラック含有ポリエステル糸であり、その径は4デニール、電気抵抗は1×1012Ω、植毛密度は70kF/inch2であった。ブラシ部の厚み(起毛糸長さ)は、感光体1および固形潤滑剤71と非接触の状態で2.5mmであった。供給ローラ72の周速度Vsは210m/秒であった。供給ローラ72には−300Vの直流電圧を印加した。
押圧手段73はバネを使用した。
均し手段74はポリウレタンゴムを、厚み2mmのシート状に加工したものを使用した。
清掃手段75はナイロン製の直毛ブラシローラを用いた。清掃手段75の周速度は400mm/秒で、感光体と同方向の回転、いわゆるカウンター回転を与えている。清掃手段には+300Vの直流電圧を印加した。
フリッカ手段753はステンレス製薄板を用いた。フリッカ手段753には−500Vの直流電圧を印加した。
予備帯電手段76は有さなかった。
(実施例/比較例;評価)
以上に説明したプリンタにおいて、各種条件を表1に記載の所定の値に設定した。次いで、画像を形成することなしに、周囲温度10℃および湿度15%でA4用紙1000枚を通紙した直後において、厚みAおよび厚みBを前記した方法に従って測定した。そのような操作・測定を、帯電手段2の出力を3水準に変化させて行った。帯電手段2と感光体1との間におけるO3濃度を測定した。
その後、そのままの状態を15分間維持し、ハーフトーン画像を出力し、得られた画像に基づいて画像ノイズの評価を行った。
以上に説明したプリンタにおいて、各種条件を表1に記載の所定の値に設定した。次いで、画像を形成することなしに、周囲温度10℃および湿度15%でA4用紙1000枚を通紙した直後において、厚みAおよび厚みBを前記した方法に従って測定した。そのような操作・測定を、帯電手段2の出力を3水準に変化させて行った。帯電手段2と感光体1との間におけるO3濃度を測定した。
その後、そのままの状態を15分間維持し、ハーフトーン画像を出力し、得られた画像に基づいて画像ノイズの評価を行った。
比較例A10では、固形潤滑剤、供給ローラ、押圧手段および均し手段を設けなかった。
・画像ノイズ
○;像ボケ・像流れは全く発生しなかった;
△;像ボケ・像流れは、注視すると認識できるレベルで発生した(実用上問題あり);
×;像ボケ・像流れは、容易に認識できるレベルで発生した(実用上問題あり)。
○;像ボケ・像流れは全く発生しなかった;
△;像ボケ・像流れは、注視すると認識できるレベルで発生した(実用上問題あり);
×;像ボケ・像流れは、容易に認識できるレベルで発生した(実用上問題あり)。
<実験例B>
図4に示す構成を有するフルカラープリンタ(bizhub C650;コニカミノルタ社製)を、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)が以下に示す図2の構成を有するように改造した。特記しない限り、上記プリンタの標準装備のものを用いた。
図4に示す構成を有するフルカラープリンタ(bizhub C650;コニカミノルタ社製)を、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)が以下に示す図2の構成を有するように改造した。特記しない限り、上記プリンタの標準装備のものを用いた。
図2における、感光体1、帯電手段2、現像装置4、転写手段5、固形潤滑剤71、供給ローラ72、押圧手段73、均し手段74は、実験例Aにおいてと同様であった。
清掃手段75は、ポリウレタンゴム100重量部、シリカ(平均一次粒径500nm)0.1重量部、およびカーボンブラック1重量部から構成される弾性層を金属製基材上に有してなるクリーニングブレードを用いた。弾性層の厚みは2mm、硬度は75°、反発弾性は40%であった。クリーニングブレードは弾性層が感光体表面に当接するように用いた。
予備帯電手段76は有さなかった。
清掃手段75は、ポリウレタンゴム100重量部、シリカ(平均一次粒径500nm)0.1重量部、およびカーボンブラック1重量部から構成される弾性層を金属製基材上に有してなるクリーニングブレードを用いた。弾性層の厚みは2mm、硬度は75°、反発弾性は40%であった。クリーニングブレードは弾性層が感光体表面に当接するように用いた。
予備帯電手段76は有さなかった。
(実施例/比較例;評価)
以上に説明したプリンタにおいて、各種条件を表2に記載の所定の値に設定したこと以外、実験例Aと同様の方法により、評価を行った。
以上に説明したプリンタにおいて、各種条件を表2に記載の所定の値に設定したこと以外、実験例Aと同様の方法により、評価を行った。
比較例B1では、固形潤滑剤、供給ローラ、押圧手段および均し手段を設けなかった。
比較例B2では、図4に示す構成を有するプリンタ(bizhub C650;コニカミノルタ社製)を、イメージングユニット部(10Y,10M,10C,10Bk)が以下に示す図5の構成を有するように改造して用いた。特記しない限り、上記プリンタの標準装備のものを用いた。
図5における、感光体101、帯電手段102、現像装置104、転写手段105、固形潤滑剤107、供給ローラ106、押圧手段109、クリーニングブレード108はそれぞれ、実験例Aにおける感光体1(未使用品)、帯電手段2、現像装置4、転写手段5、固形潤滑剤71、供給ローラ72、押圧手段73、実験例Bにおける清掃手段75(クリーニングブレード)と同様であった。
図5における、感光体101、帯電手段102、現像装置104、転写手段105、固形潤滑剤107、供給ローラ106、押圧手段109、クリーニングブレード108はそれぞれ、実験例Aにおける感光体1(未使用品)、帯電手段2、現像装置4、転写手段5、固形潤滑剤71、供給ローラ72、押圧手段73、実験例Bにおける清掃手段75(クリーニングブレード)と同様であった。
1:感光体
2:帯電手段
3:露光手段
4:現像装置
5:転写手段
7:固形潤滑剤塗布装置
10:10A:10B:画像形成装置
71:固形潤滑剤
72:供給ローラ
73:押圧手段
74:均し手段
75:清掃手段
75A:クリーニングローラ
75B:クリーニングブレード
76:予備帯電手段
2:帯電手段
3:露光手段
4:現像装置
5:転写手段
7:固形潤滑剤塗布装置
10:10A:10B:画像形成装置
71:固形潤滑剤
72:供給ローラ
73:押圧手段
74:均し手段
75:清掃手段
75A:クリーニングローラ
75B:クリーニングブレード
76:予備帯電手段
Claims (8)
- 潜像担持体表面に塗布される固形潤滑剤;
該固形潤滑剤および潜像担持体に当接して配置され、自己の回転によって固形潤滑剤を削りとって潜像担持体表面に供給する供給ローラ;
該供給ローラに対して固形潤滑剤を押圧する押圧手段;
潜像担持体回転方向について供給ローラの下流側で潜像担持体に当接して配置され、潜像担持体表面に供給された固形潤滑剤を薄膜化する均し手段;および
潜像担持体回転方向について供給ローラの上流側で潜像担持体に当接して配置され、潜像担持体表面の残留トナーを清掃するとともに、潜像担持体表面の固形潤滑剤薄膜を回収する清掃手段;
を備え、
潜像担持体表面上に形成される固形潤滑剤薄膜の厚みが、潜像担持体回転方向について供給ローラの直前の厚みをA(nm)、均し手段の直後の厚みをB(nm)としたとき、以下の関係式(1)および(2);
B−A≧8 (1)
A≧4 (2)
を満たすことを特徴とする固形潤滑剤の塗布装置。 - 清掃手段が、自己の回転によって残留トナーの清掃および固形潤滑剤薄膜の回収を行うクリーニングローラである請求項1に記載の固形潤滑剤の塗布装置。
- 清掃手段が、潜像担持体表面への当接によって残留トナーの清掃および固形潤滑剤薄膜の回収を行うクリーニングブレードである請求項1に記載の固形潤滑剤の塗布装置。
- 潜像担持体回転方向について清掃手段の上流側に潜像担持体に対して放電を行う予備帯電手段をさらに備えた請求項1〜3のいずれかに記載の固形潤滑剤の塗布装置。
- 予備帯電手段に直流電圧を印加する請求項4に記載の固形潤滑剤の塗布装置。
- 研磨剤が感光体表面と清掃部材との間に供給される請求項1または2に記載の固形潤滑剤の塗布装置。
- クリーニングブレードが少なくとも潜像担持体との当接部分において研磨剤が分散されている請求項3に記載の固形潤滑剤の塗布装置。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の固形潤滑剤の塗布装置を有する画像形成装置。
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JP2008096531A (ja) | トナー供給ローラおよび現像装置 |
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