(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置内に配置されている感光体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラであって、
前記固形潤滑剤および前記感光体の表面に接触する表面層を備えており、
前記表面層が、除膜処理を施した連通気泡型の発泡体層で形成してあると共に、該発泡体層の硬度が10〜18kgfであり、かつ気泡数が40〜90個／inchである、ことを特徴とする潤滑剤塗布ローラ。
【請求項２】
前記発泡体層の硬度が10〜15kgfであり、かつ気泡数が60〜80個／inchである、ことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布ローラ。
【請求項３】
前記発泡体層はウレタンフォームである、ことを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤塗布ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、画像形成装置内に配置されている感光体の表面に固形潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布ローラに関する。より詳細には、表面層を発泡体で形成してある潤滑剤塗布ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置には、感光体に潤滑剤を塗布する構造を採用するものがある。図２は、従来例の画像形成装置１００について潤滑剤塗布装置１１０の周辺を拡大して、模式的に示した図である。この図２で示すように、画像形成装置１００には静電潜像を担持する感光体として円筒状で回転可能な感光体ドラム（潜像保持体）１０１が配置されている。この感光体ドラム１０１上に担持された静電潜像が、現像装置１０２から供給されるトナーＴｎで、顕在化されてトナー像を形成する。そして、記録媒体へトナー像を転写する転写位置（図示せず）の前に潤滑剤塗布装置１１０が配置してある。潤滑剤塗布装置１１０は、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、ラウリン酸亜鉛などを固形化した固形潤滑剤１１１、この固形潤滑剤１１１と感光体ドラム１０１との間に配置されるブラシローラ１１２、そして固形潤滑剤１１１をブラシローラ１１２側に向け押圧するために付勢するバネ１１３などを含んで構成してある。
上記構成では、回転するブラシローラ１１２が固形潤滑剤１１１に接触することで、その表面を削り取り、これを感光体ドラム１０１上に塗布するという動作がされる。
【０００３】
図２で示す画像形成装置１００のように、潤滑剤を感光体ドラム１０１の表面に塗布可能に構成してあると、そのトナー離型性を向上させることができるので、感光体ドラム１０１およびブレード１０３の長寿命化と転写性の向上とを確保できる。
【０００４】
そして、上記画像形成装置１００のように従来にあっては、潤滑剤を塗布するための塗布手段としてはブラシローラが広く採用されているが（特許文献１、参照）、これに替えて表面層が気泡を備えた弾性層からなる発泡体ローラを採用することも提案されるようになっている（特許文献２、参照）。
特許文献１によるブラシローラを採用した場合、潤滑剤の削れ方にムラが発生し易いので、感光体ドラムへの潤滑剤の塗布が不均一となって画像形成に悪影響が出る場合がある。これについては、例えば潤滑剤塗布位置より下流側に配置されたブレードの感光体への当接圧を高くして、潤滑剤を均すという対処がある。しかし、これでは感光体ドラムの駆動トルクが増大するので、感光体駆動用のモータが大型化し、消費電力が増加することなどが問題となる。
そこで、特許文献２で開示するように、潤滑剤の塗布手段として発泡体ローラを採用するとその表面層が気泡を備えた弾性層となるので、上記で指摘したブラシローラでの問題を解消できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４２８９７号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２では、独立気泡型のウレタン発泡体を用いて、潤滑剤塗布ローラを形成している。独立気泡型のウレタン発泡体は、内部に気泡が分散されて、それぞれが樹脂膜で覆われて独立していたものであり、膜中に空気を含むので通気性が劣り、配置された画像形成装置内での温度変化の影響を受けて形状が変化し易い。その結果、独立気泡型のウレタン発泡体を用いて形成した潤滑剤塗布ローラは、温度変化で外径が変化するおそれがある。また、ローラの継続使用の最中に、独立気泡が破泡したときも外径が変化するおそれもある。このように外径が変化すると発泡体ローラと固定の潤滑剤との接触圧に影響が出るので、潤滑剤の削り取り量が不安定となってしまう。
また、独立気泡型のウレタン発泡体は膜中に空気が存在しているため、弾力性に富むという優れた特質がある。ところが、それがために却って、固形の潤滑剤と接触したときに弾性反発して、潤滑剤を削り損ねるという事態を生じる場合があった。
【０００７】
前述したように、潤滑剤の塗布手段として独立気泡型の発泡体ローラを採用することによりブラシローラの問題は解消されるが、独立気泡型の発泡体ローラでの潤滑剤の削り取り量が不安定であるという点で未だ改善の余地がある。
よって、本発明の主な目的は、温度変化に対して形状安定性があり、固形の潤滑剤を確実に削り取って、これを感光体側へ供給できる、潤滑剤塗布ローラを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、画像形成装置内に配置されている感光体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラであって、
前記固形潤滑剤および前記感光体の表面に接触する表面層を備えており、
前記表面層が、除膜処理を施した連通気泡型の発泡体層で形成してあると共に、該発泡体層の硬度が10〜18kgfであり、かつ気泡数が40〜90個／inchである、ことを特徴とする潤滑剤塗布ローラにより達成できる。
ここで、上記発泡体層の硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６４００に則って測定することができる。
また、上記における気泡数は、直線25.4ｍｍ上に存在するセル数を目視で確認し、そのセル個数を25.4（ｍｍ）で除することにより１ｍｍ当りに存在する気泡数を求めたものである。
そして、本願発明で気泡が「連通」しているとは、隣接して存在するセル同士が互いに連通する状態である。
【０００９】
また、前記発泡体層の硬度が10〜15kgfであり、かつ気泡数が60〜80個／inchとするのが更に好ましい。
そして、前記発泡体層はウレタンフォームとするのが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明の潤滑剤塗布ローラは、表面層が連通気泡型の発泡体層で形成してあるので、通気性に富み温度変化で変形し難いので、使用環境が高温でも形状安定性に優れる。特に、上記のように表面層（発泡体層）を所定の硬度、そして気泡数とすることによって、固形の潤滑剤に当接したときに、表面層が潤滑剤にソフトに接触し、潤滑剤を安定、確実に削り取って、感光体（像担持体）へと供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる潤滑剤塗布ローラを示した図であり、（ａ）は側面構成を模式的に示した図であり、（ｂ）は潤滑剤塗布ローラの外観斜視図である。
【図２】従来例の画像形成装置について潤滑剤塗布装置の周辺を拡大し模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる一実施形態を、図を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる潤滑剤塗布ローラを示した図であり、（ａ）は側面構成を模式的に示した図であり、（ｂ）は潤滑剤塗布ローラの外観斜視図である。
なお、この潤滑剤塗布ローラ１０は、シャフト１１の両端を軸受けで受ける構成として、これを感光体と固形潤滑剤（図示せず）との間に配置することで、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構造に適用される。
上記潤滑剤塗布ローラ１０は、軸芯となるシャフト１１と、画像形成装置にセットされたときに固形潤滑剤および感光体（像担持体）に当接する表面層１３とを備えている。これらシャフト１１と表面層１３との間には、必要に応じて適宜に接続層１２を設けてもよい。この接続層１２は、例えば接着層や樹脂層などを含んだ複数層で形成してもよい。
【００１３】
シャフト１１は、棒状で剛性を備えており、上記接続層１２、表面層１３を支持可能であれば、特に限定されない。シャフト１１は、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属や樹脂などの非金属材料による長尺で中空の円筒体や中実の円柱体などとすることができる。
【００１４】
また、表面層１３は、いわゆる連通気泡（連続気泡とも称す）型の発泡体層として形成された弾性層で、隣接する気泡（セル）との間で樹脂膜の一部が連通して（破れて）おり、気泡同士が互いに連通するように形成されている。すなわち、先に従来技術で説明した、独立気泡型の発泡体層は気泡が分散されて、それぞれが樹脂膜で覆われて独立していたものであるが、本願発明で採用している発泡体層は、これとは逆の連通気泡型とされている。
本願発明で気泡が「連通」しているとは、隣接して存在するセル同士が互いに連通する状態である。
なお、連通気泡型の発泡体層は、製造する際に用いる材料、そして配合、更に加工処理条件によって、製造した発泡体層のセル通気の有無を制御できる。
特に、連通気泡型の発泡体層は、いわゆる「除膜処理」することによって製造することができる。除膜処理とは、セル膜を溶融することである。除膜処理された結果、セルの膜が溶融され、気泡（セル）の骨格が太くなり、堅く形成されるので、潤滑剤を削り取り易くなる。
【００１５】
そして、本願発明の潤滑剤塗布ローラの表面層として採用される連通気泡型の発泡体層は、硬度が10〜18kgfであり、かつ気泡数が40〜90個／inchとされている。このような条件を満たすと、固形の潤滑剤を効率良く、かつ確実に削り取れる好ましい表面層形態となる。
発泡体層の硬度が10kgfに満たないと柔らか過ぎるため潤滑剤を確実に削りとることができずに潤滑剤の削れ量と感光体の塗布量を満足できない可能性があり、逆に硬度が18kgfを超えると弾性が強い傾向となり潤滑剤を削りとる前に離れるようになりこの場合も潤滑剤を確実に削りとることができずに潤滑材の削れ量と感光体の塗布量を満足できない可能性がある。
また発泡体層の気泡数が40個／inchに満たないと潤滑材の削れ量と感光体への塗布量を満足できない場合があり、逆に気泡数が90個／inchを超えると感光体の塗布量を満足できない場合がある。
【００１６】
更には、上記硬度が10〜15kgfであり、かつ気泡数が60〜80個／inchとするのがより好ましい。このような範囲にするのがより好ましいのは、加工性が良く、生産性が良いからである。
なお、上記発泡体層の硬度（ｋｇｆ）は、ＪＩＳ−Ｋ６４００に則って測定することができる。
そして、上記気泡数は、直線25.4ｍｍ上に存在するセル数を目視で確認し、そのセル個数を25.4（ｍｍ）で除することにより１ｍｍ当りに存在する気泡数を求めたものである。
【００１７】
上記のような潤滑剤塗布ローラ１０の表面層１３として採用する連通気泡型の発泡体層を得るための材料としては、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、エチレン−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、フッ素ゴム等を挙げることができる。
ここで、材料としてより好ましくはポリウレタンゴムを用いることができる。本願発明では、ポリウレタンを発泡層とする場合、形成時に発泡剤を使用した連通気泡型の発泡ウレタンフォームとして用いる。
【００１８】
ウレタンフォームは、ポリオール類に、例えば発泡剤としての水、触媒としてのトリエチレンジアミンおよびオクタン酸スズなどを加えて混合した後、ポリイソシアネート類を配合し、発泡させて製造できる。このとき、水、触媒の配合量、撹拌条件、ポリオール類の組成およびポリイソシアネート類の組成等を適宜変更して、所定のセル数および硬さを有する発泡体を製造できる。
そして、上記ウレタンフォームに除膜処理を施して連通気泡型の発泡体とすることができる。ただし、必ずしも除膜処理は必要でなく、除膜処理を行わなくても、ウレタンフォームを連通気泡型とすることができる。
【００１９】
上記のように得られる連通気泡型に形成したウレタンフォームなどの発泡体は、通気性に富むので、高温となる画像形成装置内で使用したときに温度変化に対応して、外径寸法の変化を抑制できるので、これを用いると確実、安定に潤滑剤を削り取ることができる。これに対して、独立気泡型の発泡体は断熱性に優れるものではあるが、そのために自身が温度変化の影響で変形し易いという短所があり、潤滑剤を削り取り損ねる場合がある。
【００２０】
また、連通気泡型の発泡体は独立気泡型と比較して、物に当接したときの状態が相対的にソフトで反発力が低い。よって、その表面で安定、確実に固体の潤滑剤を削り取って、感光体（像担持体）へと供給することができる。また、気泡の骨格が堅いので、潤滑剤を削り取り易い構造となるので、画像形成装置にセットしたときに、より確実に潤滑剤を削ることができる。一方、独立気泡型の発泡体は、弾性力に富むので潤滑剤を削り損ねる場合がある。
この点をより詳細に説明すると、連通気泡型の発泡体は除膜した膜が骨格に付き硬さが増す。この状態をより具体的に説明すると、熱で溶融した膜が骨格に溶着し、強度が増すということである。
【００２１】
図１に示した潤滑剤塗布ローラ１０は、次のようにして製造できる。
上記のように製造した円柱状の発泡体層を予め準備して、これを所定寸法に裁断し、ローラ回転軸となるシャフト１１を挿入するための孔を開ける。その孔にシャフト１１を挿入して、間に接着層１２を介在させて表面層１３とする連通気泡型の発泡体層を固着し、その外周面を研磨することにより円筒状とする。これにより表面層１３を備えた潤滑剤塗布ローラ１０を製造できる。或いは、シャフト１１を金型にセットして、金型内で材料を発泡形成させることにより潤滑剤塗布ローラ１０を製造するようにしてもよい。
【００２２】
（実施例）
潤滑剤塗布ローラのシャフトとして、直径６ｍｍ、長さ３６５ｍｍであるステンレス鋼（ＳＵＭ−２４Ｌ（Ｅｌｐ／ＮＩ-Ｐ３）  （株）ブリヂストンＥＭＫ社  製）を用い、これに接着層１２としてホットメルト接着剤（ＴＰ6600  ノガワケミカル（株）製）を介在して、表面層１３として連通気泡型のウレタンフォーム（外径１２ｍｍ、内３２８ｍｍ）を固着して潤滑剤塗布ローラとした。
なお、連通気泡型のウレタンフォームは、ウレタン結合を形成する材料として、主にポリオールとポリイソシアネートとを各種触媒を添加し、材料を発泡後に、前述した除膜処理をして製造した。
ここで、表面層１３に用いる連通気泡型のウレタンフォームの硬度と気泡数（セル数）とを変更したものを複数準備して、以下のように評価した。
【００２３】
製造した潤滑剤塗布ローラを、一般的な画像形成装置に組み付けて、実機と同様の駆動環境で、１５，０００枚のプリントをした。そして、画像・感光体を評価した。
具体的には、15，000枚を評価印刷パターンにより評価し、その結果を確認した。また、感光体・帯電ローラ・潤滑剤重量／削ずれ傾向を確認し、実機評価を行った。その評価結果を下記の表１に示す。
【００２４】
【表１】
0005620221.tif 000002
【００２５】
上記表１の評価は、下記の評価基準による。
１）塗布ローラ画像評価の基準
×  カートリッジ内部部品を傷付ける虞がある（感光体に傷を発生させる原因となる可能性が高い）。
△  ウレタンフォームに強度がありカートリッジ内部の機器に影響を与える可能性ある。潤滑剤の削り取り性能がある。
○  ウレタンフォームがカートリッジ内部部品に影響を与えない。潤滑剤削り傾向・削り量が安定している。
２）加工性評価の基準
×  寸法測定値にバラツキが大きく、再現性なし。
△  材料にケバ立ちが発生する可能性があるが、寸法測定値のバラツキが小さく、再現性あり。
○  寸法測定値のバラツキが小さく、再現性あり、加工コストも安価である。
【００２６】
そして、表１に示す総合評価は、以下による。
実施例１      加工性評価△だが、塗布ローラ画像評価○を重視して、総合評価は○とした。
実施例２      塗布ローラ評価・加工評価共に○の為、総合評価としては◎とした。
実施例３      塗布ローラ評価・加工評価共に○の為、総合評価としては◎とした。
比較例１      塗布ローラ画像評価・加工性評価ともに×の為、総合評価は×とした。
比較例２      塗布ローラ画像評価・加工性評価ともに△の為、総合評価は△とした。
比較例３      加工性評価○だが、塗布ローラ画像評価△を重視して、総合評価は△とした。
比較例４      加工性評価○だが、塗布ローラ画像評価△を重視して、総合評価は△とした。
比較例５      塗布ローラ画像評価○だが、加工性評価×の為、総合評価は△とした。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、温度変化に対して形状安定性があり、固形の潤滑剤を確実に削り取って、これを感光体側へ供給できる、潤滑剤塗布ローラを提供できる。このような潤滑剤塗布ローラを採用する画像形成装置は、長期、安定に粒子群良好な画像形成を形成する。
【符号の説明】
【００２８】
１０        潤滑剤塗布ローラ
１１        シャフト
１２        接続層
１３        表面層
【図１】
0005620221.tif 000003
【図２】
0005620221.tif 000004