JP4960673B2 - 画像形成方法、画像形成装置および液体潤滑剤塗布装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真式画像形成方法、画像形成装置および液体潤滑剤塗布装置に関するものである。本発明の応用分野としては複写機、プリンター等が挙げられる。
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、像担持体として感光体を備え、感光体の表面に放電によって電荷を与え帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化し、形成された感光体表面の可視像を転写紙表面に転写した後、定着して排出する。可視像を転写後の感光体表面には未転写のトナー等が残留するため、これらが次の画像形成に悪影響を与えないように、感光体表面はクリーニング装置によりクリーニングされて次の画像形成プロセスに備えられる。クリーニング装置としては、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードを感光体表面に摺擦させて、未転写トナー等の付着物を除去するものが一般的に知られている。
また、近年、画像の高画質、高精細化の需要が高まる中、現像工程においては、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させようというものである。
しかしながら、上記の小粒径化、球形化されたトナーは、クリーニング工程において、クリーニングブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良を起こしやすいという問題点がある。また、感光体表面も摩耗するため、寿命が短くなる。
しかしながら、上記の小粒径化、球形化されたトナーは、クリーニング工程において、クリーニングブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良を起こしやすいという問題点がある。また、感光体表面も摩耗するため、寿命が短くなる。
そこで、感光体とこれらのクリーニング部材との間に働く摩擦抵抗を低減して、クリーニング部材、感光体の摩耗等の不具合を解消するために、感光体表面に潤滑剤を塗布するなどの手法がとられている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布すると、感光体表面の摩擦係数が低下するため、トナーに外添される流動化剤や帯電制御剤等がクリーニング部材との当接圧で感光体表面に膜状に固着する、いわゆるフィルミングの発生を防止することができる。感光体上に現像されたトナーも感光体表面との付着力が低減することで、転写性が向上する。
感光体表面に潤滑剤を塗布する手段としては、例えば、脂肪酸金属塩等の潤滑剤を棒状に成型した固形潤滑剤を設置し、この固形潤滑剤と感光体の両方に当接するようにブラシローラを備えるものがある。この塗布手段によれば、ブラシローラが回転駆動することにより、固形潤滑剤がブラシローラの摺擦により削られて粉体となってブラシローラのブラシ繊維に付着し、そのブラシローラに付着した粉体状の潤滑剤が感光体の表面に塗布されるようになっている。
感光体表面に塗布される潤滑剤の量は、安定しないと、塗布ムラが生じ、十分に潤滑剤が塗布されていない部分にクリーニング不良が発生したり、クリーニングブレード等のクリーニング部材の摩耗が進行したりする。
また、粉体状の滑剤が大きな粒子のまま感光体上を移動した場合に現像剤に取り込まれると、キャリアやトナーに付着してトナーの帯電不良の原因となる。
したがって、感光体表面に安定的に適切な量の潤滑剤を塗布することが重要である。上記のような潤滑剤塗布装置においては、潤滑剤を塗布するブラシローラの繊維の密度を規定したり、固形潤滑剤をブラシローラ側に加圧する加圧部材を有し、その加圧力を規定したり、ブラシローラの感光体表面への食い込み量等を規定した提案（例えば、特許文献１〜３を参照）がなされている。
したがって、感光体表面に安定的に適切な量の潤滑剤を塗布することが重要である。上記のような潤滑剤塗布装置においては、潤滑剤を塗布するブラシローラの繊維の密度を規定したり、固形潤滑剤をブラシローラ側に加圧する加圧部材を有し、その加圧力を規定したり、ブラシローラの感光体表面への食い込み量等を規定した提案（例えば、特許文献１〜３を参照）がなされている。
したがって本発明は，電子写真プロセスにおいて、固形潤滑剤の使用に伴う従来技術の問題点や不具合を回避すること、すなわち、感光体表面に塗布する潤滑剤の均一塗布を第１の課題とする。
本発明の第２の課題は、潤滑剤の供給量を適切に制御することにある。
本発明の第３の課題は、長期間の放置によっても潤滑剤が漏れ出して過剰に塗布されないように制御することにある。さらに、感光体表面に付着する異物や放電などに起因する感光体劣化を防止することである。
本発明の第２の課題は、潤滑剤の供給量を適切に制御することにある。
本発明の第３の課題は、長期間の放置によっても潤滑剤が漏れ出して過剰に塗布されないように制御することにある。さらに、感光体表面に付着する異物や放電などに起因する感光体劣化を防止することである。
請求項１に係る発明は、感光体の表面に静電潜像を形成する電子写真式画像形成方法において、液体潤滑剤を、該液体潤滑剤を保持する多孔質体からなる液体潤滑剤保持部材の外面に接触して設けられ、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成された多孔質フィルムを介して、該多孔質フィルムに接触したブラシ状ローラのブラシ上に担持させ、該ブラシを前記感光体表面に接触させた状態で前記ブラシ状ローラを回転させることにより前記感光体表面に前記液体潤滑剤を塗布した状態で、該感光体表面に静電潜像を形成することを特徴とする画像形成方法である。
請求項２に係る発明は、増粘剤を含有する液体潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法である。
請求項３に係る発明は、チキソトロピック性を有する液体潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成方法である。
請求項４に係る発明は、チキソトロピック性付与剤を含有する液体潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法である。
請求項５に係る発明は、液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法である。
請求項６に係る発明は、酸化防止剤を含有する液体潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法である。
請求項２に係る発明は、増粘剤を含有する液体潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法である。
請求項３に係る発明は、チキソトロピック性を有する液体潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成方法である。
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請求項７に係る発明は、感光体の表面に静電潜像を形成する電子写真式画像形成装置において、前記感光体表面に液体潤滑剤を塗布する液体潤滑剤塗布手段を備え、前記液体潤滑剤塗布手段は、前記液体潤滑剤を保持する多孔質体からなる液体潤滑剤保持部材と、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成され前記液体潤滑剤保持部材の外面に接触して設けられた多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムおよび前記感光体表面の双方に接触するブラシ状ローラとを備え、前記液体潤滑剤保持部材に保持された前記液体潤滑剤を、前記ブラシ状ローラの回転により、前記多孔質フィルムの微細孔および前記ブラシ状ローラのブラシを介して前記感光体表面に搬送・塗布するものであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に係る実施形態としては、例えば、円筒状の不織布の外周面を多孔質フィルムで包み、この不織布の中心に形成された中空部に液体潤滑剤を封入する。多孔質フィルム表面に接するようにブラシ状ローラを配置し、このブラシ状ローラの回転により、上記不織布に保持された液体潤滑剤を感光体表面に搬送・塗布するものが挙げられる（下記図３を参照）。液体潤滑剤の封入については、中空部の両端を例えば多孔質フィルムでシールしても良いし、円形の樹脂成形品によってシールしても良い。
請求項８に係る発明は、表面にクリーニングブレードが接触する静電潜像形成用感光体の前記表面に液体潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記液体潤滑剤を保持する多孔質体からなる液体潤滑剤保持部材と、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成され前記液体潤滑剤保持部材の外面に接触して設けられた多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムおよび前記感光体表面の双方に接触するブラシ状ローラとを備え、前記液体潤滑剤保持部材に保持された前記液体潤滑剤を、前記ブラシ状ローラの回転により、前記多孔質フィルムの微細孔および前記ブラシ状ローラのブラシを介して前記感光体表面に搬送・塗布することを特徴とする液体潤滑剤塗布装置である。
本発明では潤滑剤として、使用温度で液体である潤滑剤を使用することを特徴とする。粉体よりも液体は感光体表面に延展しやすい。粉体の場合は、ブラシやブレードを使用して粒度を小さくした後に押しつぶして感光体上に伸ばしていかなければならない。理想的には潤滑剤が非常に薄い均一な膜を形成させたいが、粉体よりも液体のほうが少ないエネルギーと時間で膜形成を行うことができる。
潤滑剤が均一に感光体表面を覆うことにより感光体表面の摩擦係数やトナーに対する付着力などの感光体表面性が均一になる。また、粉体の潤滑剤よりも感光体上への延展にかかる時間が少ないため、潤滑剤が塗布されていない場所が少なくなる。トナーの付着力が均一に低減されることでクリーニング性が改善される。また、クリーニングブレードなどの感光体に接している部材にかかる摩擦力が安定するためにブレードエッジの安定性が向上し、ブレードエッジのかけや摩耗が抑制される。
本発明による効果を請求項別に説明すると以下とおりである。
（１）請求項１の発明では、液体潤滑剤を塗布するから、固形潤滑剤を用いる従来技術に比べて潤滑剤を感光体表面に、より均一に塗布することができる。したがって、感光体と、トナー・紙・ローラ・ブレードなどとの接触状態が安定するために、画像形成動作にムラがなくなる。
また、液体潤滑剤をブラシ状ローラのブラシ上に担持させ、該ブラシを感光体表面に接触させた状態でブラシ状ローラを回転させることにより、感光体表面に液体潤滑剤を塗布するようにしたから、液体潤滑剤を感光体表面に安定供給することができるだけでなく、ブラシ状ローラによる感光体表面のクリーニング補助効果も得られる。
また、液体潤滑剤を、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成された多孔質フィルムの該微細孔を介してブラシ状ローラのブラシ上に担持させるから、液体潤滑剤を感光体表面に安定供給することができるだけでなく、画像形成装置の動作を停止・放置している間の潤滑剤の洩れが防止できる。
（２）請求項２の発明では、増粘剤を含有する液体潤滑剤を使用するから、感光体表面への潤滑剤塗布量が安定する。
（３）請求項３の発明では、チキソトロピック性を有する液体潤滑剤を使用するから、画像形成装置の動作を停止・放置している間の潤滑剤のクリープ・洩れがなくなる。
（４）請求項４に係る発明では、チキソトロピック性付与剤を含有する液体潤滑剤を使用するから、請求項３の場合と同様に、画像形成装置の動作を停止・放置している間の潤滑剤のクリープ・洩れがなくなる。
（５）請求項５の発明では、液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルであることから、低コストかつ、優れた離型性を示す液体潤滑剤を使用することができ、したがって、感光体表面に残留するトナーをクリーニングブレードにより効率良く除去することができる。
（６）請求項６の発明では、酸化防止剤を含有する液体潤滑剤を使用するから、当該潤滑剤の酸化防止、不良画像の防止が実現できる。
（１）請求項１の発明では、液体潤滑剤を塗布するから、固形潤滑剤を用いる従来技術に比べて潤滑剤を感光体表面に、より均一に塗布することができる。したがって、感光体と、トナー・紙・ローラ・ブレードなどとの接触状態が安定するために、画像形成動作にムラがなくなる。
また、液体潤滑剤をブラシ状ローラのブラシ上に担持させ、該ブラシを感光体表面に接触させた状態でブラシ状ローラを回転させることにより、感光体表面に液体潤滑剤を塗布するようにしたから、液体潤滑剤を感光体表面に安定供給することができるだけでなく、ブラシ状ローラによる感光体表面のクリーニング補助効果も得られる。
また、液体潤滑剤を、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成された多孔質フィルムの該微細孔を介してブラシ状ローラのブラシ上に担持させるから、液体潤滑剤を感光体表面に安定供給することができるだけでなく、画像形成装置の動作を停止・放置している間の潤滑剤の洩れが防止できる。
（２）請求項２の発明では、増粘剤を含有する液体潤滑剤を使用するから、感光体表面への潤滑剤塗布量が安定する。
（３）請求項３の発明では、チキソトロピック性を有する液体潤滑剤を使用するから、画像形成装置の動作を停止・放置している間の潤滑剤のクリープ・洩れがなくなる。
（４）請求項４に係る発明では、チキソトロピック性付与剤を含有する液体潤滑剤を使用するから、請求項３の場合と同様に、画像形成装置の動作を停止・放置している間の潤滑剤のクリープ・洩れがなくなる。
（５）請求項５の発明では、液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルであることから、低コストかつ、優れた離型性を示す液体潤滑剤を使用することができ、したがって、感光体表面に残留するトナーをクリーニングブレードにより効率良く除去することができる。
（６）請求項６の発明では、酸化防止剤を含有する液体潤滑剤を使用するから、当該潤滑剤の酸化防止、不良画像の防止が実現できる。
（７）請求項７に係る発明では、感光体表面に液体潤滑剤を塗布する液体潤滑剤塗布手
段を備えているから、請求項1と同様の効果が得られる。
段を備えているから、請求項1と同様の効果が得られる。
（８）請求項８の発明では、ブラシ状ローラが回転すると、多孔質体に保持された液体潤滑剤がブラシ状ローラに移行する。そして、該ローラの回転により液体潤滑剤が感光体表面に供給・塗布される。潤滑剤が感光体表面に均一塗布されるので、感光体表面の摩擦係数やトナーに対する付着力などの感光体表面性が均一になるなど、上記した効果が得られる。
したがって、この請求項８に係る液体潤滑剤塗布装置を組み込むことによりそれぞれ、高性能の感光体ユニット、プロセスカートリッジあるいは画像形成ユニットを構成することできる。
したがって、この請求項８に係る液体潤滑剤塗布装置を組み込むことによりそれぞれ、高性能の感光体ユニット、プロセスカートリッジあるいは画像形成ユニットを構成することできる。
以下、本発明の実施の形態を、必要に応じ図面を参照して説明する。
まず、液体潤滑剤としては、シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステル、パラフィンなどを用いることができる。
まず、液体潤滑剤としては、シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステル、パラフィンなどを用いることができる。
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルなどが挙げられる。
フッ素系オイルとしては、フルオロエーテル系オイル、フルオロエステル系オイルなどが挙げられ、炭化水素としては、ポリデセン、水添ポリデセン、オレフィン系ポリマーなどが挙げられる。
フッ素系オイルとしては、フルオロエーテル系オイル、フルオロエステル系オイルなどが挙げられ、炭化水素としては、ポリデセン、水添ポリデセン、オレフィン系ポリマーなどが挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、モノオレイン酸ジグリセリル、モノイソステアリン酸ジグリセリル、トリイソステアリン酸グリセリル、モノオレイン酸テトラグリセリル、モノラウリン酸ヘキサグリセリル、モノラウリン酸デカグリセリル、テトラオレイン酸POE(6)ソルビット、ジカプリン酸プロピレングリコール、トリー２-エチルヘキ酸トリメチロールプロパン、テトラ２−エチルヘキサン酸ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
価格、機能のバランスから脂肪酸エステル系が好ましい。
価格、機能のバランスから脂肪酸エステル系が好ましい。
液体潤滑剤には増粘剤が添加されていても良い。これにより、潤滑剤の過剰な供給が防止されるとともに、感光体に対する付着力が増して潤滑剤層が安定する。増粘剤の添加量は潤滑剤の約０．０５ｗｔ％から約１０ｗｔ％（潤滑剤１０重量部に対し、増粘剤が約０．０５〜約１０重量部。以下同様）が良い。より好ましくは１〜４ｗｔ％である。増粘剤の量が多すぎるとトナーと感光体の付着力も増加し、クリーニング不良やユニット内にトナーの凝集が生じやすくなる。増粘剤としては、アクリル酸・メタクリル酸共重合体などが挙げられる。
液体潤滑剤はチキソトロピック性を有していても良い。この場合。液体潤滑剤を長期間放置した際の潤滑剤の洩れが軽減できる。潤滑剤自体がチキソトロピック性を有していても良いし、添加剤によりチキソトロピック性を付与しても良い。添加剤としては、モンモリロナイトなどの鉱物が採用でき、感光体の特性に差し支えない範囲で添加すればよい。添加量としては、あまり多くなく０．１〜０．５ｗｔ％程度でよい。あまり多いと潤滑剤が流動性を示す時期とプリンターの動作時期がずれてしまう場合がある。
液体潤滑剤に酸化防止剤を添加しても良い。電子写真方式では潤滑剤は空気に曝され、帯電器によって発生するイオンなどにも曝されるため酸化し、特性が変化することがあるので、酸化防止剤は潤滑剤の特性変化を防止するために有効である。酸化防止剤の添加量は少量でよく、０．５〜３ｗｔ％で良い。酸化防止剤としては、L−アスコルビン酸、エリソルビン酸、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソールなどがある。
液体潤滑剤塗布手段としては、下記（ａ）または（ｂ）に示すものが好ましい。
すなわち、（ａ）液体潤滑剤を保持する多孔質体と、この多孔質体および感光体表面の双方に接触するブラシ状ローラとを備え、該ブラシ状ローラの回転により、上記多孔質体に保持された液体潤滑剤を感光体表面に搬送・塗布するもの。
（ｂ）図２および図３に示すように、微細孔（口径は例えば１μｍ以下）が多数形成された多孔質フィルム２２を外面に接触して備えた液体潤滑剤保持部材２１と、上記多孔質フィルム２２および感光体ドラム１１表面の双方に接触するブラシ状ローラ１７ａとを備え、このブラシ状ローラの回転により、液体潤滑剤保持部材２１に保持された液体潤滑剤を感光体ドラム１１表面に搬送・塗布するもの。
すなわち、（ａ）液体潤滑剤を保持する多孔質体と、この多孔質体および感光体表面の双方に接触するブラシ状ローラとを備え、該ブラシ状ローラの回転により、上記多孔質体に保持された液体潤滑剤を感光体表面に搬送・塗布するもの。
（ｂ）図２および図３に示すように、微細孔（口径は例えば１μｍ以下）が多数形成された多孔質フィルム２２を外面に接触して備えた液体潤滑剤保持部材２１と、上記多孔質フィルム２２および感光体ドラム１１表面の双方に接触するブラシ状ローラ１７ａとを備え、このブラシ状ローラの回転により、液体潤滑剤保持部材２１に保持された液体潤滑剤を感光体ドラム１１表面に搬送・塗布するもの。
液体潤滑剤塗布手段では既存のブラシ、ローラ、ブレード、布などを使用することができる。例えば、不織布などの多孔質体に潤滑剤を含浸させ、感光体表面に接して回転しているブラシ表面に多孔質体を接触させる。ブラシが回転することにより、ブラシ先端が潤滑剤を多孔質体から感光体表面へ少量ずつ供給する。
感光体表面への液体潤滑剤の搬送・塗布には、ブラシを使用することが好ましい。通常、感光体表面には転写残トナーや紙粉、トナー添加剤などが多く付着しており、ローラなどでは付着物が障害となって供給が行われにくくなる場合がある。ブラシの場合には、ブラシ自体がクリーニング動作を行うこともできる。
また、上記多孔質体の表面性状とブラシの接触状態を調整することで液体潤滑剤の供給量を制御することができる。例えば、多孔質体の平均口径を小さくし、ブラシの接触する長さを短くすることで液体潤滑剤の供給量を低減できるし、ブラシの密度・本数を増やすことで供給量を増加することもできる。また、多孔質体の外面に接触した状態で設ける多孔質フィルムの微細孔の口径等を適宜に設定することにより、液体潤滑剤の供給量を調整することも可能である。
本発明者らの検討によれば、上記多孔質体の少なくとも最表面の微細孔の口径あるいは、多孔質フィルムの微細孔の口径は、１μｍ以下であることが好ましい。液体潤滑剤の供給量を制御するためには大きすぎないほうが良い。微細孔の口径が大きすぎる場合には、潤滑剤の供給が過剰になって感光体上のトナーに対する粘着性が強くなり、クリーニング性の低下を生じたり、現像剤に混入してトナーの帯電不良を生じたりする場合がある。また、長期間停止している場合に、液体潤滑剤がブラシに沿って浸透し、次回起動時に過剰に供給される場合がある。
ブラシと上記多孔質体または多孔質フィルムとの接触状態は、ブラシの硬さ・本数、微細孔の大きさ・数、潤滑剤の粘度などによって調整し、最適な条件を設定すればよい。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図、図２は感光体ユニットの概略構成を示す説明図である。
この画像形成装置はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。なおＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色順は図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、帯電手段、現像手段、クリーニング手段とを備えている。また、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように、かつ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット３が、下方には転写紙を担持して各画像形成ユニットの転写部を通過するように搬送する転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６が配置されている。転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
転写ユニット６の側方にはベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等が備えられている。画像形成装置下部には、転写紙１００が載置された給紙カセット４ａ、４ｂを備えている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイＭＦが備えられている。この他、トナー補給容器ＴＣが備えられ、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えられている。
現像手段としての現像装置１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）は、いずれも同様の構成からなり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋであり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは感光体ドラム１１に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。
感光体ユニット２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）は、いずれも同様の構成からなり、図２に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム１１、帯電装置１４、クリーニング装置１５、潤滑剤塗布手段１７などから構成されている。
帯電装置１４は、帯電部材として、導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ１４ａを備える。帯電ローラ１４ａは、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。そして、その両端部をそれぞれ感光体ドラム１１側に付勢する付勢部材である加圧スプリングを備えている。帯電ローラ１４ａは、感光体ドラム１１に接触させて設けてもよいが、感光体ドラム１１に対して微小な間隙をもって配設してもよい。この微小な間隙は、図示しないが、帯電ローラ１４ａ両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体ドラム１１表面に当接させることで設定することができる。
また、帯電ローラ１４ａが感光体ドラム１１と対向する面と反対側の面に当接するように、帯電クリーニングローラ１４ｂが設けられている。帯電クリーニングローラ１４ｂは、例えば、芯金に樹脂発泡体を円筒状に巻き付けるなどして形成される。
クリーニング装置１５は、感光体ドラム１１表面に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレード１５ａおよびクリーニングブラシ１５ｂを備えている。クリーニングブラシ１５ｂには、ブラシ繊維に付着したトナーを除去するためのスクレーパが当接している。クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーは、クリーニングブラシ１５ｂでトナー搬送オーガ１５ｄ側に移動させ、そのトナー搬送オーガ１５ｄを回転させることにより回収した廃トナーを、図示しない廃トナー収納部に搬送するようにしている。
図３は、図２の感光体ユニットを構成する液体潤滑剤塗布装置の要部構造であって、主として液体潤滑剤保持部材２１を示す概略説明図である。図２、図３に示すように液体潤滑剤塗布装置（潤滑剤塗布手段）１７は、多孔質フィルム２２を外面に接触して設けた液体潤滑剤保持部材２１（不織布などの多孔質体）と、上記多孔質フィルム２２に接触することによりして液体潤滑剤保持部材２１から液体潤滑剤を受け取り、回転により液体潤滑剤を感光体ドラム１１の表面に供給するブラシ状ローラ１７ａと、ブラシ状ローラ１７ａに付着したトナーを除去するブラシ状ローラスクレーパ１７ｃ等により構成されている。
外周面に多孔質フィルム２２を巻き付けた円筒状の不織布２１をフィルム支持部材２３で支持しており、この不織布２１に液体潤滑剤を適宜手段により含浸させ、多孔質フィルム２２のうち上記支持部材２３から突出している部分の微細孔から液体潤滑剤がブラシ状ローラ１７ａに供給される構造となっている。上記支持部材２３は、不織布２１および多孔質フィルム２２の形状を安定させるための部材である。
上記ブラシ状ローラ１７ａは感光体ドラム１１の軸方向に延びる形状を有している。ここで、ブラシ状ローラ１７ａはクリーニングブラシを兼ねており、クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーをトナー搬送オーガ１５ｄ側に移動させる役目も担っている。
なお、潤滑剤塗布手段１７では、上記構成に限らず、液体潤滑剤保持部材２１を直接感光体ドラム１１表面に当接させて塗布する構成（ブラシ状ローラ１７ａを省略し、あるいはブラシ状ローラ１７ａおよび多孔質フィルム２２を省略した構造）や、スポンジローラなどを用いて液体潤滑剤を感光体ドラム１１表面に供給する構成等であってもよいが、感光体ドラム１１表面への潤滑剤塗布量をより効率的に調整できるように、上記液体潤滑剤保持部材２１とブラシ状ローラ１７ａとを備えた構成とするのが好ましい。
なお、潤滑剤塗布手段１７では、上記構成に限らず、液体潤滑剤保持部材２１を直接感光体ドラム１１表面に当接させて塗布する構成（ブラシ状ローラ１７ａを省略し、あるいはブラシ状ローラ１７ａおよび多孔質フィルム２２を省略した構造）や、スポンジローラなどを用いて液体潤滑剤を感光体ドラム１１表面に供給する構成等であってもよいが、感光体ドラム１１表面への潤滑剤塗布量をより効率的に調整できるように、上記液体潤滑剤保持部材２１とブラシ状ローラ１７ａとを備えた構成とするのが好ましい。
以上の構成からなる画像形成装置の画像形成動作は以下の通りである。
まず、帯電ローラ１４ａに図示しない電源より所定の電圧が印加されて、対向する感光体ドラム１１表面を帯電する。所定の電位に帯電した感光体ドラム１１表面には、引き続いて光書込ユニット３により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム１１表面が現像装置１０に到達すると、感光体ドラム１１と対向配置される現像ローラにより、感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
まず、帯電ローラ１４ａに図示しない電源より所定の電圧が印加されて、対向する感光体ドラム１１表面を帯電する。所定の電位に帯電した感光体ドラム１１表面には、引き続いて光書込ユニット３により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム１１表面が現像装置１０に到達すると、感光体ドラム１１と対向配置される現像ローラにより、感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
上記の動作が感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ全てに同様にして所定のタイミングで行われ、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。
転写紙１００は、給紙カセット４ａ、４ｂ、もしくは手差しトレイＭＦのいずれかから搬送され、レジストローラ５に到達したところで一端停止する。そして、感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの上記の画像形成動作にタイミングを合わせて、転写紙１００がレジストローラにより送り出され、転写搬送ベルト６０によって搬送されながら、各感光体ドラム１１上のトナー像を順次転写されていく。この転写紙へのトナー像の転写は、転写搬送ベルト６０を挟んで各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと対向配置されている一次転写ローラ６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋから、図示しない電源より感光体ドラム１１上のトナーの極性と逆の極性の電圧が印加されることで行われる。
そして、感光体ドラム１１Ｋとの対向位置を通過し、４色のトナー像が重ね合わされた転写紙１００は、引き続いて定着ユニット７に搬送され、熱と圧力を受けて画像を定着される。
そして、感光体ドラム１１Ｋとの対向位置を通過し、４色のトナー像が重ね合わされた転写紙１００は、引き続いて定着ユニット７に搬送され、熱と圧力を受けて画像を定着される。
一方、トナー像の転写を終えた感光体ドラム１１表面は、潤滑剤塗布手段１７及びクリーニング装置１５との対向面に達すると、ブラシ状ローラ１７ａにより液体潤滑剤が塗布され、また、感光体ドラム１１表面に残存するトナーはクリーニングブレード１５ａによりクリーニングされて、次の画像形成動作に備える。
このとき、ブラシ状ローラ１７ａによって感光体ドラム１１表面に塗布された液体潤滑剤は、上記ドラム表面がクリーニングブレード１５ａの摺擦を受ける結果、一様に引き延ばされ、薄膜となって感光体ドラム１１表面を覆う。このように感光体ドラム１１表面に液体潤滑剤の薄膜を形成することで、感光体ドラム１１表面の摩擦係数を低下させることができ、現像されたトナーの転写性向上や、転写されずに残存するトナーのクリーニング性向上等に寄与する。
本発明の画像形成装置においては、高画質・高精細画像を形成のために、現像装置１０で使用されるトナーは、平均円形度０．９３以上のものが好ましい。
トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００：シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。
トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００：シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。
つぎに本発明の実施例、比較例および参考例について説明する。
[実施例１〜実施例６]
実施例１〜６では、図１〜図３に示す画像形成装置を使用して画像形成を行った。感光体およびトナーは（株）リコー製IPSioCX8800のものを使用した。旭化成繊維社製不織布エルタスを直径５ｍｍの円筒状に成型して液体潤滑剤保持部材とし、これに液体潤滑剤を含浸させた。上記円筒状不織布を住友スリーエム社製のマイクロポーラスフィルム（商品名）（微細孔の口径０．３μｍ）で包み、ポリスチレン製の支持体に接着・保持した。上記多孔質フィルムの表面に対してブラシ状ローラ１７ａを、ブラシ先端が約０．５ｍｍ食い込むように設けて潤滑剤塗布手段を構成した。液体潤滑剤の組成を下記表１に示すように調整し、これを上記円筒状の液体潤滑剤保持部材の中心中空部に注入・含浸させた。
[実施例１〜実施例６]
実施例１〜６では、図１〜図３に示す画像形成装置を使用して画像形成を行った。感光体およびトナーは（株）リコー製IPSioCX8800のものを使用した。旭化成繊維社製不織布エルタスを直径５ｍｍの円筒状に成型して液体潤滑剤保持部材とし、これに液体潤滑剤を含浸させた。上記円筒状不織布を住友スリーエム社製のマイクロポーラスフィルム（商品名）（微細孔の口径０．３μｍ）で包み、ポリスチレン製の支持体に接着・保持した。上記多孔質フィルムの表面に対してブラシ状ローラ１７ａを、ブラシ先端が約０．５ｍｍ食い込むように設けて潤滑剤塗布手段を構成した。液体潤滑剤の組成を下記表１に示すように調整し、これを上記円筒状の液体潤滑剤保持部材の中心中空部に注入・含浸させた。
上記表１中、ジメチルシリコーンオイルは信越化学工業製のKF-96-3000cp、水添ポリデセンは日光ケミカルズ製のPureSyn300、モノイソステアリン酸ク゛リセリルは日光ケミカルズ製のNIKKOL MGIS、ポリアクリル酸は日本触媒製のアクアリックＬ（以上の液体潤滑剤、および添加剤の名称はいずれも商品名である）、ベントナイトはクニミネ工業製のもの、Ｌ-アスコルビン酸は小林薬品工業製のものを使用した。
[比較例１]
比較のため、固体のステアリン酸亜鉛を棒状に成型し、これにブラシ状ローラに押し当てた。この押し当て圧力はバネにより調節し、５００ｍＮとした。
比較のため、固体のステアリン酸亜鉛を棒状に成型し、これにブラシ状ローラに押し当てた。この押し当て圧力はバネにより調節し、５００ｍＮとした。
[参考例１]
実施例１において、ブラシ状ローラを多孔質シリコーンゴムローラに替えて同様の評価を行った。
実施例１において、ブラシ状ローラを多孔質シリコーンゴムローラに替えて同様の評価を行った。
[評価]
＜クリーニング性評価＞
画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーをスコッチテープ（住友スリーエム製）で白紙に移し、これをマクベス反射濃度計ＲＤ５１４型により測定し、ブランクとの差が０．００５未満のものを「◎」、０．００５〜０．０１０のものを「○」、０．０１１〜０．０２０のものを「◎」、０．０２０を超えるものを「×」として評価した。
＜フィルミングの確認＞
上記画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後に画像面積率１００％のチャートを出力し、画像白抜けの発生有無により感光体ドラム上のフィルミングの発生を調べた。
＜液洩れの確認＞
上記画像出力後に１０日間放置して、感光体表面への液洩れ、潤滑剤の過剰供給を観察した。
＜放置後のクリーニング性評価＞
上記画像出力後に１０日間放置した後、５％チャート１００枚を出力し、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーを評価した。
以上の評価結果を下記表２に示す。
＜クリーニング性評価＞
画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーをスコッチテープ（住友スリーエム製）で白紙に移し、これをマクベス反射濃度計ＲＤ５１４型により測定し、ブランクとの差が０．００５未満のものを「◎」、０．００５〜０．０１０のものを「○」、０．０１１〜０．０２０のものを「◎」、０．０２０を超えるものを「×」として評価した。
＜フィルミングの確認＞
上記画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後に画像面積率１００％のチャートを出力し、画像白抜けの発生有無により感光体ドラム上のフィルミングの発生を調べた。
＜液洩れの確認＞
上記画像出力後に１０日間放置して、感光体表面への液洩れ、潤滑剤の過剰供給を観察した。
＜放置後のクリーニング性評価＞
上記画像出力後に１０日間放置した後、５％チャート１００枚を出力し、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーを評価した。
以上の評価結果を下記表２に示す。
表２に示すように、本発明による実施例１〜６では良いクリーニング性を示し、長期間の放置でも液洩れを防止することができた。なお上記実施例、比較例、参考例とも評価結果が「×」ものはなかった。
１Ｙ〜１Ｋ 画像形成ユニット
２、２Ｙ〜２Ｋ 感光体ユニット
３ 光書込ユニット
４ａ、４ｂ 給紙カセット
５ レジストローラ
６ 転写ユニット
７ 定着ユニット
８ 排紙トレイ
１０、１０Ｙ〜１０Ｋ 現像装置
１１、１１Ｙ〜１１Ｋ 感光体ドラム
１４ 帯電装置
１４ａ 帯電ローラ
１４ｂ 帯電クリーニングローラ
１５ クリーニング装置
１５ａ クリーニングブレード
１５ｂ クリーニングブラシ
１５ｄ トナー搬送オーガ
１７ 液体潤滑剤塗布装置（潤滑剤塗布手段）
１７ａ ブラシ状ローラ
１７ｃ ブラシ状ローラスクレーパ
１７ｄ 加圧スプリング
２１ 液体潤滑剤保持部材
２２ 多孔質フィルム
２３ フィルム支持部材
６０ 転写搬送ベルト
６７Ｙ〜６７Ｋ 一次転写ローラ
８５ クリーニング装置
１００ 転写紙
ＭＦ 手差しトレイ
Ｓ スペース
ＴＣ トナー補給容器
２、２Ｙ〜２Ｋ 感光体ユニット
３ 光書込ユニット
４ａ、４ｂ 給紙カセット
５ レジストローラ
６ 転写ユニット
７ 定着ユニット
８ 排紙トレイ
１０、１０Ｙ〜１０Ｋ 現像装置
１１、１１Ｙ〜１１Ｋ 感光体ドラム
１４ 帯電装置
１４ａ 帯電ローラ
１４ｂ 帯電クリーニングローラ
１５ クリーニング装置
１５ａ クリーニングブレード
１５ｂ クリーニングブラシ
１５ｄ トナー搬送オーガ
１７ 液体潤滑剤塗布装置（潤滑剤塗布手段）
１７ａ ブラシ状ローラ
１７ｃ ブラシ状ローラスクレーパ
１７ｄ 加圧スプリング
２１ 液体潤滑剤保持部材
２２ 多孔質フィルム
２３ フィルム支持部材
６０ 転写搬送ベルト
６７Ｙ〜６７Ｋ 一次転写ローラ
８５ クリーニング装置
１００ 転写紙
ＭＦ 手差しトレイ
Ｓ スペース
ＴＣ トナー補給容器
Claims (8)
- 感光体の表面に静電潜像を形成する電子写真式画像形成方法において、
液体潤滑剤を、該液体潤滑剤を保持する多孔質体からなる液体潤滑剤保持部材の外面に接触して設けられ、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成された多孔質フィルムを介して、該多孔質フィルムに接触したブラシ状ローラのブラシ上に担持させ、
該ブラシを前記感光体表面に接触させた状態で前記ブラシ状ローラを回転させることにより前記感光体表面に前記液体潤滑剤を塗布した状態で、該感光体表面に静電潜像を形成することを特徴とする画像形成方法。 - 前記液体潤滑剤として、増粘剤を含有するものを使用することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
- 前記液体潤滑剤として、チキソトロピック性を有するものを使用することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成方法。
- 前記液体潤滑剤として、チキソトロピック性付与剤を含有するものを使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記液体潤滑剤として、酸化防止剤を含有するものを使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
- 感光体の表面に静電潜像を形成する電子写真式画像形成装置において、前記感光体表面に液体潤滑剤を塗布する液体潤滑剤塗布手段を備え、
前記液体潤滑剤塗布手段は、前記液体潤滑剤を保持する多孔質体からなる液体潤滑剤保持部材と、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成され前記液体潤滑剤保持部材の外面に接触して設けられた多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムおよび前記感光体表面の双方に接触するブラシ状ローラとを備え、前記液体潤滑剤保持部材に保持された前記液体潤滑剤を、前記ブラシ状ローラの回転により、前記多孔質フィルムの微細孔および前記ブラシ状ローラのブラシを介して前記感光体表面に搬送・塗布するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 表面にクリーニングブレードが接触する静電潜像形成用感光体の前記表面に液体潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、
前記液体潤滑剤を保持する多孔質体からなる液体潤滑剤保持部材と、口径１μｍ以下の微細孔が多数形成され前記液体潤滑剤保持部材の外面に接触して設けられた多孔質フィルムと、前記多孔質フィルムおよび前記感光体表面の双方に接触するブラシ状ローラとを備え、前記液体潤滑剤保持部材に保持された前記液体潤滑剤を、前記ブラシ状ローラの回転により、前記多孔質フィルムの微細孔および前記ブラシ状ローラのブラシを介して前記感光体表面に搬送・塗布することを特徴とする液体潤滑剤塗布装置。
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| JP2006240165A JP4960673B2 (ja) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 画像形成方法、画像形成装置および液体潤滑剤塗布装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2006240165A JP4960673B2 (ja) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 画像形成方法、画像形成装置および液体潤滑剤塗布装置 |
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| JP2008064852A JP2008064852A (ja) | 2008-03-21 |
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| JP3745639B2 (ja) * | 2001-04-03 | 2006-02-15 | 株式会社リコー | 帯電装置とそれを搭載した画像形成装置 |
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