(57)【要約】【課題】感光体の表面と現像剤とに潤滑剤を添加し、且つ本構成を有していない場合と比較して感光体の摩耗ムラを低減した画像形成機構および画像形成装置を提供する。【解決手段】クリーナブレード２０は押圧力ＮＦで感光体ドラム１２の表面に押し付けられ、食い込み量ｄだけ変形する。感光体ドラム１２の表面に付着した残トナー１１Ｂはクリーナブレード２０で掻き取られる。クリーナブレード２０は二層構造とされており、感光体ドラム１２の表面に接する表面層２０Ａは、感光体ドラム１２の表面に接しない裏面層２０Ｂに比較してヤング率と減衰係数が低い、高硬度かつ低反発の素材で形成されている。感光体ドラム１２の表面にはＰＴＦＥを含む電荷輸送層１２Ｄが形成され、トナー１１にはＰＴＦＥが含有される。【選択図】図３
2010181718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成された感光層に潤滑剤を含有し、前記感光層に静電潜像が形成される像担持体と、
前記潤滑剤を含有する現像剤で前記静電潜像を可視像に現像する現像手段と、
前記感光層と接触する第１の層と、前記第１の層よりも反発弾性率の小さい素材で前記第１の層と積層され、前記像担持体表面と接触しない第２の層と、からなる清掃部材と、
を備えた画像形成機構。
【請求項２】
前記清掃部材は前記第１の層が、前記第２の層よりも高ヤング率である請求項１に記載の画像形成機構。
【請求項３】
前記清掃部材は前記第１の層が、前記第２の層よりも高密度である請求項１または請求項２に記載の画像形成機構。
【請求項４】
前記潤滑剤はＰＴＦＥである請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成機構。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成機構を備え、
前記現像手段で現像された可視像を記録媒体に転写し、定着装置で定着し排出する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成機構および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感光体の表面層に潤滑剤を添加し感光体の摩耗を低減する構成が存在する（例えば、特許文献１参照）。また、現像剤に潤滑剤を添加し感光体の摩耗を低減する構成が存在する（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、トナー溜まりを設けクリーナブレードの長寿命化を図る構成が存在する（例えば、特許文献３参照）。あるいはクリーナブレードを２層構造とする構成が存在する（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０５７７３号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５３１１号公報
【特許文献３】特開２００５−０２５１６２号公報
【特許文献４】特開２００２−２１４９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、感光体の表面と現像剤とに潤滑剤を添加し、且つ本構成を有していない場合と比較して感光体の摩耗ムラを低減した画像形成機構および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、表面に形成された感光層に潤滑剤を含有し、前記感光層に静電潜像が形成される像担持体と、前記潤滑剤を含有する現像剤で前記静電潜像を可視像に現像する現像手段と、前記感光層と接触する第１の層と、前記第１の層よりも反発弾性率の小さい素材で前記第１の層と積層され、前記像担持体表面と接触しない第２の層と、からなる清掃部材と、を備えた画像形成機構である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構成において、前記清掃部材は前記第１の層が、前記第２の層よりも高ヤング率である画像形成機構である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の構成において、前記清掃部材は前記第１の層が、前記第２の層よりも高密度である画像形成機構である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の構成において、前記潤滑剤はＰＴＦＥである画像形成機構である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成機構を備え、前記現像手段で現像された可視像を記録媒体に転写し、定着装置で定着し排出する画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の画像形成機構の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、像担持体表面の偏摩耗を抑えることができる。
【００１２】
請求項２に記載の画像形成機構の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、像担持体表面の偏摩耗を抑えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の画像形成機構の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、像担持体表面の偏摩耗を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の画像形成機構の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、帯電ロールの汚れを抑えることができる。
【００１５】
請求項５に記載の画像形成装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、像担持体表面の偏摩耗を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成機構を備えた画像形成装置の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成機構の構造を示す側面図である。
【図３】図２に示す画像形成機構の構造を拡大して示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る感光体ドラムの表面構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る感光体ドラムの電荷輸送層の材料となる高分子化合物の構造を示す構造式である。
【図６】本発明の実施形態に係る感光体ドラムの電荷輸送層の材料となる電荷輸送材料の構造を示す構造式である。
【図７】本発明の実施形態に係るクリーナブレードを形成する素材の物性を示す表である。
【図８】本発明の実施形態に係るクリーナブレードと従来例との押圧力０時間の割合を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係るクリーナブレードと従来例との感光体ドラムの表面における偏摩耗の量を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態に係るクリーナブレードと従来例との押圧力０時間の割合と感光体ドラムの表面における偏摩耗の量との関係を示す表である。
【図１１】本発明の実施形態に係るクリーナブレードの、感光体ドラムの表面における変形を摩擦係数ごとに示した図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る感光体ドラムの表面と現像剤とに含まれる潤滑剤にＰＴＦＥとＺｎＳｔとを使用した際の、帯電器における汚染スジ発生の差を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施形態に係るクリーナブレードと従来例との感光体ドラムの表面における偏摩耗の量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜構成＞
図１、図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１０は表面にトナー画像を転写される中間転写ベルト２４と、中間転写ベルト２４の表面にトナー画像を形成する画像形成機構３０Ｙ〜３０Ｋを備え、その主要部が構成されている。
【００２０】
画像形成機構３０Ｙ〜３０Ｋは表面に静電潜像を形成する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２に接触し帯電させる一次帯電用の帯電装置１８、感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する光走査装置１６、静電潜像をトナーで現像する現像ユニット１４から構成されている。図示しないトナーカートリッジからは現像ユニット１４Ｙ〜１４Ｋにそれぞれ各色のトナー１１を供給することで、画像形成で消費された各色トナーが補充される。
【００２１】
感光体ドラム１２と中間転写ベルト２４を挟んで対向する位置に設けられた一次転写ロール２６と、回転する感光体ドラム１２と当接しながら図中矢印のように駆動される中間転写ベルト２４とのニップ位置において、感光体ドラム１２上に形成されたトナー画像が感光体ドラム１２の表面から中間転写ベルト２４に転写される。
【００２２】
トレイ３２に収容された記録紙Ｐは用紙搬送経路に沿って搬送され、ニップ位置２４Ａにて二次転写ロール２８に押圧された中間転写ベルト２４と圧着され、感光体ドラム１２から中間転写ベルト２４へ転写されたトナー画像が記録紙Ｐに転写される。
【００２３】
表面にトナー画像を転写された記録紙Ｐは搬送経路に沿って搬送され、定着器３４を通過して熱溶着されたトナー画像が定着される。画像が形成された記録紙Ｐは機外に排出され画像として出力される。
【００２４】
図２には本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム周辺の内部構造が示されている。
【００２５】
図２に示すように感光体ドラム１２は帯電装置１８で表面電位を印加されたのち光走査装置１６にて走査露光を与えられ、露光部分のみ電位を失うことで表面に静電潜像を形成される。この静電潜像は現像ユニット１４にて非露光部分にトナー１１を供給されることでトナー現像され、各色のトナー１１からなるトナー画像１１Ａとして感光体ドラム１２の表面に形成される。
【００２６】
トナー画像は一次転写ロール２６にて感光体ドラム１２にニップされる中間転写ベルト２４に、ニップ圧と転写電位によって転写される。中間転写ベルト２４上に転写されたトナー画像はＹＭＣＫ各色ごと同じ位置に重ねて転写され、最終的には４色のトナー画像が正しくアライメントされた位置に重ねられ、記録紙Ｐに転写される。
【００２７】
感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー画像１１Ａが中間転写ベルト２４に転写された後、中間転写ベルト２４に転写されなかった残トナー１１Ｂが感光体ドラム１２の表面に残留する。残トナー１１Ｂは図２に示すようにクリーナブレード２０によって掻き取られ、感光体ドラム１２の表面から除去される。
【００２８】
感光体ドラム１２の表面構造を図４に示す。感光体ドラム１２はアルミニウム基材１２Ａ上に下引層１２Ｂ、電荷発生層１２Ｃ、電荷輸送層１２Ｄが形成された構造となっている。
【００２９】
具体的には、ホーニング処理を施した外径Φ３０ｍｍの円筒状アルミニウム基材１２Ａを準備し、下引層形成用塗布液をアルミニウム基材１２Ａ上に浸漬塗布し、加熱乾燥で下引層１２Ｂを形成する。次いで電荷発生層形成用塗布液をを下引層１２Ｂ上に浸漬塗布し加熱乾燥し、電荷発生層１２Ｃを形成する。次に、図６に示す式（ＶＩ−１）で示される電荷輸送材料、図５に示す式（ＶＩ−２）で示される構造単位を有する高分子化合物およびクロロベンゼンを混合して得られた液に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子ルブロンＬ２（ダイキン工業）を添加、分散し、電荷輸送層用塗布液を得る。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層１２Ｃ上に塗布、加熱し、電荷輸送層１２Ｄを形成する。
【００３０】
上記のように、ホーニング処理が施されたアルミニウム基材１２Ａ上に、下引層１２Ｂ、電荷発生層１２Ｃ、および上記のようにＰＴＦＥを含む電荷輸送層１２Ｄが形成された感光体ドラム１２を得る。
【００３１】
図３には本発明の実施形態に係る画像形成装置のクリーナブレード周辺の構造が示されている。
【００３２】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すようにクリーナブレード２０は二層構造とされており、感光体ドラム１２の表面に接する表面層２０Ａは、感光体ドラム１２の表面に接しない裏面層２０Ｂに比較して、ヤング率と減衰係数が低く高硬度かつ低反発の素材で形成されている。クリーナブレード２０は細長板状の部材であり、図３（Ａ）に示すように幅方向の一端から途中まで（図中Ｌｂ）を保持部材２１に固定され、自由端側となるＬａを自身の弾性で変形可能に支持されている。Ｌａ：Ｌｂは略２：１とされている。
【００３３】
図３（Ｂ）に示すように、クリーナブレード２０を保持する保持部材２１は長手方向複数箇所をフレーム２３に固定ネジ２１Ａで固定されている。保持部材２１に保持されたクリーナブレード２０は押圧力ＮＦで感光体ドラム１２の表面に押し付けられ、食い込み量ｄだけ変形する。これによりクリーナブレード２０の表面層２０Ａは角度ＷＡで感光体ドラム１２の表面に接触する。感光体ドラム１２の表面に付着した残トナー１１Ｂはクリーナブレード２０の表面層２０Ａで掻き取られる。
【００３４】
感光体１２の電荷輸送層１２Ｄと同様、トナー１１にはＰＴＦＥが含有される。具体的には、トナー凝集粒子に平均粒径１２ｎｍのシリカ粒子、および平均粒径４０ｎｍのシリカ粒子およびポリテトラフルオロエチレン粒子ルブロンＬ２（ダイキン工業）を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合してトナー１１を調製する。これによりポリテトラフルオロエチレン粒子が粒径０．２〜１μｍの範囲でトナー凝集粒子に付着した状態のトナー１１を得る。
【００３５】
図７〜図１３には本発明の実施形態に係る画像形成装置のクリーナブレードの構造および素材の物性の組み合わせが感光体ドラム１２の表面に与える影響が示されている。
【００３６】
クリーナブレード２０と感光体ドラム１２の表面との摩擦係数が大きい場合のクリーナブレード２０の先端形状を図１１（Ａ）、摩擦係数が小さい場合を図１１（Ｂ）、摩擦係数が小さく、押圧力ＮＦが略０の場合を図１１（Ｃ）に示す。図１１（Ｃ）に示す状態では図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示すように感光体ドラム１２の表面は長手方向両端部が中央部よりも大きく摩耗する。
【００３７】
図７に示すように、単層構造のクリーナブレードを備えた２種類の従来例に対して、クリーナブレード２０を二層構造として裏面層２０Ｂのサイズおよび物性を厚さ、ヤング率、反発弾性率、密度について種々に変更したパターンの組み合わせ例においては、図８に示すようにパターン４、パターン７、パターン９が、押圧力ＮＦが略０となる時間が従来例よりも短くなる結果が得られている。押圧力ＮＦが略０となる時間が長いほどクリーナブレード２０は励振しやすく、感光体ドラム１２の表面で偏摩耗が起こりやすいことが解っている。すなわち図１０にグラフで示すように、押圧力ＮＦが略０となる時間と、感光体ドラム１２の表面における、長手方向での摩耗量の差とは相関している。
【００３８】
すなわちパターン４は裏面層２０Ｂのヤング率が高く、パターン７は裏面層２０Ｂの反発弾性率が低く、パターン９は裏面層２０Ｂの密度が低い組み合わせとされている。これらの組み合わせによれば、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示す従来例に比較して、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）に示すように、感光体ドラム１２の表面において長手方向の摩耗ムラの発生が少ない結果が得られている。
【００３９】
図１２には、プリント枚数ごとの帯電装置１８における汚染スジ発生量が、２種類の潤滑剤についての比較で示されている。図１２に示すように、感光体ドラム１２の電荷輸送層１２Ｄおよびトナー１１に含まれる潤滑剤にＺｎＳｔを用いた例に比較して、潤滑剤にＰＴＦＥを用いた実施例は帯電装置１８における汚染スジが発生しにくいという結果が得られている。
【００４０】
図１３には、１０万枚処理後の感光体ドラム１２の表面における偏摩耗量の差が、本実施形態の図７に示すパターン４と従来例との２比較で示されている。図１３に示すように、感光体ドラム１２の電荷輸送層１２Ｄおよびトナー１１に含まれる潤滑剤ＰＴＦＥを増量していくと、感光体ドラム１２の表面における偏摩耗が増加する従来例に比較して、本実施形態では潤滑剤ＰＴＦＥを増量しても感光体ドラム１２の表面における偏摩耗が増加しにくいという結果が得られている。
【００４１】
＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【００４２】
例えば上記実施形態では感光体ドラムの表面から残トナーを除去するクリーナブレードを例に挙げたが、これに限定せず例えばベルトやローラ等のクリーナに本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０   画像形成装置
１１   トナー
１１Ａ トナー画像
１１Ｂ 残トナー
１２   感光体ドラム（像担持体）
１４   現像ユニット（現像手段）
１６   光走査装置
１８   帯電装置
２０   クリーナブレード（清掃部材）
２０Ａ 表面層（第１の層）
２０Ｂ 裏面層（第２の層）
２４   中間転写ベルト
２６   一次転写ロール
２８   二次転写ロール
３０   画像形成機構
３２   トレイ
３４   定着器
【図１】
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【図２】
2010181718.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010181718.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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