(57)【要約】【課題】煩雑な作業を要することなく保護剤供給部材の新品時に必要な駆動トルクを抑え、その結果コストの低減を実現可能な保護剤塗布装置を提供する。【解決手段】芯金と、この芯金の外周に発泡体層とを有する保護剤供給ローラ（保護剤供給部材）２２を少なくとも備え、保護剤供給ローラ２２は、保護剤２１の供給を受けるとともに、保護剤２１を感光体ドラム（像担持体）５の表面に塗布する保護剤塗布装置２０において、保護剤供給ローラ２２の交換後の初期駆動時における所定の時間においては、保護剤２１が保護剤供給ローラ２２に供給され、保護剤供給ローラ２２から感光体ドラム５への保護剤２１の塗布がなされない保護剤供給モードＭで動作するものである。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金の外周の発泡体層とを有するローラ状の保護剤供給部材を少なくとも備え、該保護剤供給部材は、保護剤の供給を受けるとともに、該保護剤を像担持体の表面に塗布する保護剤塗布装置において、
前記保護剤供給部材の交換後の初期駆動時における所定の時間においては、前記保護剤が前記保護剤供給部材に供給され、
該保護剤供給部材から前記像担持体への前記保護剤の塗布がなされない保護剤供給モードで動作する
ことを特徴とする保護剤塗布装置。
【請求項２】
前記保護剤供給部材は、前記像担持体と同一の駆動手段または異なる駆動手段により駆動され、該駆動手段が前記保護剤供給部材を駆動させる回転数及び回転方向の設定が可能であることを特徴とする請求項１に記載の保護剤塗布装置。
【請求項３】
前記保護剤供給部材は、前記像担持体とは異なる駆動手段により駆動され、
前記保護剤供給モードでは、前記保護剤供給部材と前記像担持体とは、同線速、かつ、同方向に回転駆動される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の保護剤塗布装置。
【請求項４】
前記保護剤供給部材を前記像担持体に対して接触または非接触の状態に保持する接離手段をさらに備え、
前記保護剤供給部材は、前記像担持体とは異なる駆動手段により駆動され、
前記保護剤供給モードでは、前記保護剤供給部材は前記接離手段により前記像担持体から離間して非接触の状態で
前記駆動手段により駆動される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の保護剤塗布装置。
【請求項５】
前記保護剤供給部材は、前記像担持体と同一の駆動手段により駆動され、
前記保護剤供給モードでは、前記保護剤供給部材は前記像担持体の駆動手段による回転に連動して回転することを特徴とする請求項１または２に記載の保護剤塗布装置。
【請求項６】
前記発泡体層は、発泡ポリウレタンを含有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の保護剤塗布装置。
【請求項７】
前記発泡体層は、連続気泡型の発泡体層を含有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の保護剤塗布装置。
【請求項８】
前記保護剤は、脂肪酸金属塩と無機潤滑剤とを含有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の保護剤塗布装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の保護剤塗布装置と、前記保護剤を塗布する回転体の像担持体とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の保護剤塗布装置または請求項９に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置における像担持体の保護剤、及び像担持体表面に保護層を形成する保護剤塗布装置、保護剤塗布装置を有する画像形成装置ならびにプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式による画像形成においては、光導電性物質などの像担持体（「静電潜像担持体」、「電子写真感光体」、「感光体」と称することもある）上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させ可視像を形成している。前記トナーにより形成された可視像は、最終的に紙などの記録媒体に転写後、熱、圧力、溶剤気体などによって記録媒体に定着され、出力画像となる。
【０００３】
この電子写真方式による画像形成の方式は、可視像化のためのトナー粒子を帯電させる方法により、トナー粒子とキャリア粒子の攪拌乃至混合による摩擦帯電を用いる、いわゆる二成分現像方式と、キャリア粒子を用いずにトナー粒子への電荷付与を行う、いわゆる一成分現像方式とに大別される。このうち一成分現像方式は、省スペース性、低コスト化に対して二成分現像方式よりも有利であることから、小型のプリンター、ファクシミリなどに多く採用されている。
【０００４】
これらの電子写真方式による画像形成装置においては、現像方式の違いによらず、一般的にドラム形状やベルト形状などの像担持体を回転させつつ一様に帯電し、レーザー光などにより前記像担持体上に潜像パターンを形成し、これを現像装置により可視像化され、更に記録媒体上に転写を行っている。また、記録媒体に可視像を転写した後の像担持体上には、転写されなかったトナー成分が残留する。この残留トナー成分が、そのまま帯電工程に搬送されると、像担持体の均等な帯電を阻害することがあるため、一般的には、転写工程を経た後に、像担持体上に残留するトナー成分などを、クリーニング工程にて除去し、前記像担持体表面を十分に清浄な状態とした上で、帯電が行われる。
【０００５】
近年、電子写真方式による画像形成装置の小型化及び低コスト化のため、画像形成の帯電工程において、接触帯電方式や近接帯電方式が多く用いられている。しかし、帯電部材と像担持体表面との微少な接触ムラ、帯電部材と像担持体表面とのギャップ変動などにより、像担持体表面を均一に帯電させることが困難であるため、直流ＤＣ成分に交流ＡＣ成分を重畳した、ＡＣ重畳帯電方式が用いられるようになってきた。ＡＣ重畳帯電による近接帯電方式は、装置の小型化及び高画質化を実現できると同時に、帯電均一性を保ちながら帯電部材と像担持体とを非接触にできることから、帯電部材の劣化を抑制することができる。
【０００６】
しかし、像担持体が有機感光体ＯＰＣである場合には、ＡＣ重畳帯電のエネルギーが像担持体表面の樹脂鎖を切断し、機械的強度を低下させ、像担持体の摩耗が著しく進む。また、ＡＣ重畳帯電は像担持体表面を活性化させるため、像担持体表面とトナーとの間の付着力が増加し、像担持体に対するクリーニング性が低下するという問題がある。
【０００７】
一方で、昨今、出力画像のカラー化が進み、画像の高画質化、及び画像品質の安定化のため、トナーの小粒径化、円形化の方向に開発が進んでいることから、電子写真方式の画像形成方法において、クリーニングに対する課題が大きくなってきている。このようなトナーをクリーニングするためには、クリーニング部材の像担持体に対する摺擦力を従来よりも必要とするため、像担持体、クリーニング部材などの摩耗が著しく進むという問題がある。このように、前記電子写真方式による画像形成の各工程においては、電気的ストレスや物理的ストレスが存在する。そして、これらのストレスを受けた像担持体は、使用時間を経るに伴って表面状態が変化する。
【０００８】
このような問題に対して、作像時に像担持体上に保護剤を塗布することが有効であることが知られている。例えば、ステアリン酸亜鉛を主成分とするブロック状の保護剤、いわゆる保護剤ブロックを像担持体上に塗布する提案や、ステアリン酸亜鉛を主成分とする保護剤ブロックに、窒化ホウ素を添加した保護剤ブロックを像担持体上に塗布する提案などがなされている。
【０００９】
像担持体上への保護剤ブロックの塗布は、像担持体上の摩擦係数を低下させてクリーニングブレードや像担持体の劣化を低減させるとともに、像担持体上に付着する未転写トナーなどの付着物の離脱性を向上させ、その結果、経時のクリーニング不良やフィルミングの発生を抑止することができる。
【００１０】
そして、像担持体上に保護剤ブロックを塗布する技術として、保護剤ブロックと、この保護剤ブロックに接触して表面に付着させた保護剤を像担持体に塗布するブラシ状回転部材からなる保護剤供給部材と、保護剤ブロックを加圧して保護剤供給部材に接触させる保護剤加圧部材とを有する保護剤塗布装置などが提案されている。
【００１１】
しかし、これらの提案の技術では、ブラシ状回転部材（ブラシローラ）の回転によって、保護剤ブロックから摺擦された保護剤の粉の大部分がブラシ表面、及び内部に留まることができず大量に飛翔してしまい、大量の保護剤が無駄になるという問題がある。また、経時でブラシ繊維の毛倒れや劣化がおこり、保護剤の消費量が安定せず、長期に亘り一定の量で保護剤を供給できないという問題がある。
【００１２】
そこで、保護剤塗布装置の保護剤供給部材に、発泡体層を有するローラ状の保護剤供給部材を使用する技術が提案されている（特許文献１、２参照）。この提案の技術では、摺擦による保護剤の粉の飛翔が殆ど発生しない。これは、ローラの密度が高いため、削り取った粉の大部分はローラ表面に付着するか、発泡体が有するセル内に取り込まれるためである。また，ブラシの課題である毛倒れや劣化の影響がなく、長期に渉り保護剤を一定の量で供給でき、比較的少ない消費量で固形潤滑剤被膜を像担持体表面に均一に形成できるとしている。また，ブラシに比べ比較的安価に製造できるため，ユニットの低コスト化にも寄与する。
【００１３】
しかしながら，特許文献１，２のような構成の、発泡弾性ローラ（以下、ローラともいう）による保護剤供給部材の場合は、従来用いられてきたブラシによる供給部材に較べて駆動トルクを大きくする必要があるという課題がある。特に、この課題はローラが新品状態の時に顕著になる。この原因を説明する。
【００１４】
図１１は、上述した保護剤塗布装置の動作時における、像担持体の走行距離と保護剤供給部材の駆動に要する、モータ等の駆動手段による駆動トルクとの関係を示すグラフである。保護剤の供給を効率的に行うために、上述のローラは、通常、像担持体に対して線速差を持って像担持体表面を摺擦しながら回転するように構成されている。この回転条件はブラシを用いた保護供給部材の場合も同じであるが、ローラ表面の摩擦係数はブラシに較べて大きいため、ローラの方がブラシよりも大きい駆動トルクを要することになる。上述したように、ローラは新品時には表面の摩擦係数が大きいため、作像時に要する駆動トルクの大きさに比べて非常に大きい値の駆動トルクで動作し始めることになる（図１１のｍａｘ１）。そして、動作を続けていくうちに保護剤がローラ表面に徐々に付着してくため、ローラ表面の摩擦係数が徐々に減少し、最終的には新品時に較べて低い値に安定する（図１１のｍｉｎ）。図１１において、駆動トルクがこの低い値（ｍｉｎ）に安定した時点をＡ点とする。ローラを駆動するモータを選定する際には、前述の最大トルクの値（ｍａｘ１）を出力することを想定しなければならない。新品状態の短い期間、すなわち、図１１における、新品からＡ点までの短い期間のためだけに、コストの上がる高スペックのモータを選択しなければならないという課題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような課題を解決するために、特許文献３に示されているように、ローラに予め保護剤を塗布して、初期の表面抵抗（表面の摩擦係数）を下げてから作像時のユニットに組みつけるという方法も考えられる。しかし、作業時間が増加することにより、コストアップに繋がり、さらにその作業用の設備費、管理費等もコストアップを招く。また、保護剤は浮遊し易いため、組付けの際に他の部品に付着する懸念がある。
【００１６】
本発明は、煩雑な作業を要することなく、保護剤供給部材の新品時に駆動させるのに要する駆動トルクを抑えることができ、その結果コストの低減を実現させることが可能な保護剤塗布装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる目的を達成するため、本発明の保護剤塗布装置は、芯金と、芯金の外周の発泡体層とを有するローラ状の保護剤供給部材を少なくとも備え、保護剤供給部材は、保護剤の供給を受けるとともに、保護剤を像担持体の表面に塗布する保護剤塗布装置において、保護剤供給部材の交換後の初期駆動時における所定の時間においては、保護剤が保護剤供給部材に供給され、保護剤供給部材から像担持体への保護剤の塗布がなされない保護剤供給モードで動作するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、煩雑な作業を要することなく、保護剤供給部材の新品時に必要な駆動トルクを抑えることができ、その結果コストの低減を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る保護剤塗布装置を備える画像形成装置の全体構成の一例を示す概略図である。
【図２】実施の形態の保護剤塗布装置の概略的な構成図である。
【図３】保護剤供給ローラの発泡体層のセル数の平均値の設定方法の説明図である。
【図４】実施の形態の感光体ドラム及び保護剤供給ローラの動作の一例の説明図である。
【図５】実施の形態の感光体ドラム及び保護剤供給ローラの動作の他の例の説明図である。
【図６】実施の形態の保護剤塗布装置の動作時における、像担持体の走行距離と駆動トルクとの関係を示すグラフである。
【図７】保護剤供給モード時の動作の第１の実施の形態における、概略的な説明図である。
【図８】保護剤供給モード時の動作の第２の実施の形態における、概略的な説明図である。
【図９】保護剤供給モード時の動作の第３の実施の形態における、概略的な説明図である。
【図１０】トルクリミッターを設けた際の保護剤供給モードの動作に係るフロー図である。
【図１１】従来の保護剤塗布装置の動作時における、像担持体の走行距離と駆動トルクとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２１】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるタンデム型カラープリンタの全体構成を説明する概略図である。図１を参照して、この画像形成装置の内部構成の概要及び動作について説明する。
【００２２】
画像形成装置１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
【００２３】
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００２４】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００２５】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって、図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００２６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００２７】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
【００２８】
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００２９】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
【００３０】
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００３１】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００３２】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００３３】
このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００３４】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
【００３５】
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【００３６】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００３７】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態の保護剤塗布装置につき説明をする。図２は、実施の形態の保護剤塗布装置２０の構成の一例を示す概略図である。
本発明の保護剤塗布装置は、芯金と、この芯金の外周に発泡体層とを有するローラ状の保護剤供給部材（保護剤供給ローラ、２２）を少なくとも備え、保護剤供給部材（２２）は、保護剤（像担持体保護剤、２１）の供給を受けるとともに、保護剤（２１）を像担持体（感光体ドラム、５）の表面に塗布する保護剤塗布装置（２０）において、保護剤供給部材（２２）の交換後の初期駆動時における所定の時間においては、保護剤（２１）が保護剤供給部材（２２）に供給され、保護剤供給部材（２２）から像担持体（５）への保護剤（２１）の塗布がなされない保護剤供給モード（Ｍ）で動作するものである。
【００３９】
本実施形態では、保護剤塗布装置２０は、像担持体である感光体ドラム５に対向して配設された発泡弾性層を有する保護剤供給ローラ２２、押圧力付与機構２３、像担持体保護剤２１とで主に構成されるものとする。図３において、３０はクリーニング機構である。また、保護剤２１の配置はあくまで一例であり、これに限る物ではない。なお、図１において、感光体ドラムは５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋとして示してあるが、保護剤塗布装置２０の説明においては、４種の感光体ドラムを便宜的に感光体ドラム５として示す。
【００４０】
本実施形態において、保護剤２１は、押圧力付与機構２３からの押圧力により、発泡弾性層を有する保護剤供給ローラ２２へ接する。作像時には発泡弾性層を有する保護剤供給ローラ２２は感光体ドラム５と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、保護剤供給ローラ２２の表面に保持された保護剤２１を、感光体ドラム５の表面に供給する。つまり、保護剤２１は、保護剤２１から保護剤供給ローラ２２に供給され、更にそこから感光体ドラム５へと供給される構成となっている。
【００４１】
ここで、保護剤２１は窒化ホウ素を含み、また、ステアリン酸亜鉛を含むものとする。ステアリン酸亜鉛を用いた保護剤により、感光体ドラム５表面を比較的均等に覆い帯電工程における電気的ストレスから良好な保護性を与える。また、ラメラ結晶を持つ物質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、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。そのため潤滑性が優れている。中でも脂肪酸の金属塩、特にステアリン酸亜鉛は多くの電子写真装置において用いられており、好適である。また、保護剤２１は、バー状に成形された保護剤ブロックで、粉体を混合して型に流し込み、プレス機にて圧縮してブロック状に固形化している。
【００４２】
また、本実施形態の保護剤供給ローラ２２は、発泡体層が発泡ポリウレタンを含有するものとする。またさらに、発泡体層は、連続気泡型の発泡体層を含有するものとする。ポリウレタンフォームは、比較的安価に製造できるため，ユニットの低コスト化にも寄与する。また、様々な製造が確立されており、外形の表面形状も比較的容易に構成することが出来る。また，ブラシの毛倒れや劣化の影響がなく、長期に渉り保護剤を一定の量で供給することができる。そして、比較的少ない消費量で固形潤滑剤被膜を感光体ドラム表面に均一に形成することができる。
【００４３】
また、ブラシ等の保護剤供給部材に比べ比較的安価に製造できるため，ユニットの低コスト化にも寄与する。また更に、ポリウレタンは圧縮永久ひずみが小さく、形状が変形し難いため、保護剤供給部材の形状の変形を防ぐことができる。また、連続気泡型の発泡体層にすることで、表層のセルのみでなく内部のセルにまで保護剤を取り込むことができ、より効率的な保護剤の供給が可能となり、好適である。
【００４４】
上述の保護剤供給ローラ２２の製造方法としては、ポリウレタンフォーム原料から予め弾性層となるポリウレタンフォームをブロック状に形成し、必要な形状に切り出して表面を研磨して、芯材を挿入する。その後発泡ポリウレタンを回転させながら，研磨刃および砥石を当てて軸方向に平行に刃を移動させ、所定の肉厚まで切削する（トラバース研削）方法と、芯金を収納した保護剤供給ローラ成形型にポリウレタンフォーム原料を注入し、発泡硬化させる方法とがある。また、ローラ成形型で発泡後、所定の肉厚まで切削する方法もあるが、これに限るものではない。
【００４５】
発泡体であるポリウレタンフォームは、従来から公知の製造方法によって製造可能である。ポリウレタンフォーム原料としては、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒及び発泡剤、整泡剤等の助剤を加えたものが用いられる。通常、ポリイソシアネート以外の成分は予め混合し、成形の直前にポリイソシアネート成分と混合して用いられる。本発明においては、ポリオール成分としては、加工性、ポリウレタンフォーム層の硬度等の調整が容易なことから、ポリエーテルポリオールといわれるポリオールが好ましいが、これに限るものではない。ポリエーテルポリオールとしても、従来公知の各種ポリエーテルポリオールの中から適宜選択して使用することができるが、これに限るものではない。
【００４６】
また一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテルポリオールとして知られるポリエーテルポリエーテルポリオール、ポリエステルポリエーテルポリオール、ポリマーポリエーテルポリオール等から適宜選択すればよく、一種又は二種以上を組み合せて用いても良い。 また，エチレンオキシドを５モル％以上端末に結合したポリエーテルポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良いとされている。 
【００４７】
また、上述のポリウレタンフォーム層の製造に用いるポリイソシアネートとしては、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から適宜選択して使用することができ、例えば、２、４−及び２、６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４、４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びカーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等があげられ、これらは単独で、又は二種以上を組み合せて用いても良い。 
【００４８】
また、ポリウレタンフォーム層製造に用いる触媒としては、従来公知のウレタン化反応に使用される触媒の中から適宜選択して使用することができ、例えば、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、ビス（ジメチルアミノ）エチルエーテル等のアミン系触媒、例えば、ジオクチルスズ、ジステアリルスズジブチレート等の有機金属系触媒、これらの変性触媒等があげられるが、これに限るものではない。なお、自身に活性水素を有するジメチルアミノエタノール等の反応性触媒であってもよい。触媒を適宜選択し、その使用量をコントロールすることで、ポリウレタンフォーム層のセル壁幅、開口セル径、硬度や通気量等を調整することができる。 
【００４９】
さらに、上述のポリウレタンフォーム層製造に用いる整泡剤としては、ポリウレタンフォーム製造に使用されるものであればいずれでも使用できるが、シリコーン系界面活性剤が好ましく用いられる。
【００５０】
また、ポリウレタンフォーム層製造に用いる発泡剤としては、特に制限は無く、水、低沸点物、ガス体等の従来公知の各種発泡剤の中から、単独で、又は複数種を組み合せて使用することができるが、環境の観点から水を発泡剤として用いることが好ましい。また、他の発泡剤を併用することもできる。発泡剤の使用量や条件を変えることにより、ポリウレタンフォーム層のセル壁幅、セル径、硬度や通気量等をコントロールすることができる。 
【００５１】
上記ポリウレタンフォーム層原料には、ポリウレタンフォーム層のセルの独立気泡性、連続気泡性をコントロールするように架橋剤、破泡剤等が配合されていてよく、また、所望の導電性を付与するための導電剤、帯電防止剤等が添加されていてもよい。 また、架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等の従来公知のものが挙げられる。その他添加剤として、導電剤、難燃剤、減粘剤、顔料、安定剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤等については、公知の物を必要に応じて配合することができる。
【００５２】
本実施形態の保護剤供給ローラ２２は、発泡体層のセル数および硬度は本発明の目的が達成される限り特に制限されないが、比較的小粒径で、かつ均一な保護剤粒子を像担持体へ供給する観点から、セル数は２０〜３００個／２５ｍｍ、特に６０〜３００個／２５ｍｍ、硬さは４０〜４３０Ｎ、特に４０〜３００Ｎが好ましい。
【００５３】
また、発泡体層のセル数および硬度を調整することによって、感光体ドラム５表面に供給される固形潤滑剤粒子の粒径を制御できる。例えば、セル数を多くしたり、硬度を低減すると、保護剤粒子の粒径は小さくなるが、ローラ２２が保護剤２１を研削する力も小さくなり、保護剤の削り量が少なくなる。
【００５４】
発泡体層のセル数の測定は、以下の方法によって測定された値の平均値を用いるものとする。図３の（ａ）に示すように、発泡体層の表面において軸方向の両端部と中央部とで測定箇所を任意に３点選択する（ここでは図３（ａ）中、ｍ１、ｍ２が端部の測定箇所、ｍ３が中央部の測定箇所である。）次いで、各測定箇所において周方向にさらに２点ずつ選択して、合計９点の測定箇所を決定する。次に、マイクロスコープを用い、それぞれの測定箇所の写真画面を観察する。
【００５５】
そして、図３（ｂ）に示すように、写真画面の中心部に実寸１ｉｎｃｈ（約２５ｍｍ）に対応する長さの線を引き、その線内に何個のセルがあるかをカウントし、９点の平均値を求める。たとえわずかでも２５ｍｍの線に接触したセルは１つとしてカウントする。例えば、図３（ｂ）に示すようなケースではセル数は１２個となる。また、発泡体層の硬度は発泡体層表面における任意の数点においてＪＩＳ  Ｋ  ６４００に基づいて測定された値の平均値である。
【００５６】
次に、保護層供給ローラ２２における芯金は、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構成することができるが、これに限るものではない。また、あらかじめ芯金上に接着層を設けておくこともできる。また、上述した芯金を収納した保護剤供給ローラの成形型を用いる製造方法では、成形型内表面には、フッ素樹脂コーティング剤、離型剤等の離型層を設けておくことが好ましく、複雑な加工を必要とせず、好適な開口性を有するポリウレタンフォーム層を容易に形成することができる。
【００５７】
次に、図４を用いて、作像時の感光体ドラム５及び保護剤供給ローラ２２の動作の一例を説明する。作像時、感光体ドラム５は線速Ｖ１ｍｍ／ｓｅｃ、保護剤供給ローラ２２は線速Ｖ２ｍｍ／ｓｅｃで、それぞれ矢印の同じ方向に回転している。それぞれの回転が同じ方向（順方向、カウンター方向）であるため、線速差はＶ１＋Ｖ２ｍｍ／ｓｅｃで発生し、この線速差による両者の摺擦により、ニップ部Ｎにおいて保護剤２１が感光体ドラム５に供給される。本実施の形態において、Ｖ１は２００ｍｍ／ｓｅｃ、Ｖ２は１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転しており、線速差は３５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００５８】
次に、図５を用いて作像時の感光体ドラム５及び保護剤供給ローラ２２の動作の他の例を説明する。作像時、感光体ドラム５と保護剤供給ローラ２２とが矢印で示すようにそれぞれ逆方向（トレーリング方向）に回転している。このため、感光体ドラム５と保護剤供給ローラ２２とが線速差｜Ｖ１−Ｖ３｜で摺擦しており、ニップ部Ｎにおいて保護剤が感光体ドラムに供給されている。本実施の形態においてＶ１は２００ｍｍ／ｓｅｃ、Ｖ３は３００ｍｍ／ｓｅｃで回転しており、線速差は１００ｍｍ／ｓｅｃとなっている。
【００５９】
次に、図６〜図１０を用いて、保護剤塗布装置２０の保護剤供給モード（Ｍ）につき、詳細に説明をする。図６は、実施の形態の保護剤塗布装置の動作時における、像担持体の走行距離と駆動トルクとの関係を示すグラフである。
【００６０】
ここで、保護剤供給モードとは、既に述べてあるように、保護剤塗布装置２０において、保護剤供給部材（保護剤供給ローラ）２２の交換後の初期駆動時における所定の時間において、保護剤２１が保護剤供給ローラ（保護剤供給部材）２２に供給され、保護剤供給ローラ２２から感光体ドラム（像担持体）５への保護剤２１の塗布がなされない動作を行うことである。すなわち、保護剤塗布装置２０の本来の動作である「作像時動作の際に感光体ドラム５に保護剤２１を塗布する」動作（図６の作像時の動作）を行う前に、保護剤供給ローラ２２にのみ保護剤２１を塗布する動作（保護剤供給モード、図６のＭ）を行うことを指す。
【００６１】
このように、保護剤２１を感光体ドラム５に塗布する動作の前に、保護剤供給ローラ２２に保護剤２１を塗布する動作を行うことにより、ローラ２２の表面抵抗（ローラ２２表面の摩擦係数）が下がる。このため、従来のように新品の保護剤塗布装置を駆動するための大きな駆動トルク（図１１の最大トルクｍａｘ１）は不要となる。そして、保護剤２１を塗布するのに必要な駆動トルクの最大値（図６の最大トルクｍａｘ２）を想定し、モータの駆動トルクをこの大きさに設定するのみで、保護剤塗布装置２０を駆動させることができる。このため、新品時のためだけに高スペックのモータを用意する必要もなく、コストを低減させることができる。
【００６２】
図７は、第１の実施の形態の保護剤供給モードの動作説明の概略図である。新品の保護剤塗布装置２０が使用されるとき、保護剤供給部材（ローラ２２）及び像担持体（感光体ドラム５）が異なる駆動手段により駆動される場合は、保護剤供給モードＭでは、ローラ２２と感光体ドラム５とを同線速で、かつ、同方向に回転駆動される。ここでは、感光体ドラム５、及び保護剤供給ローラ２２は、図示しないモータ等により個別に駆動し、同線速Ｖ１で矢印方向に回転させているため、感光体ドラム５と保護剤供給ローラ２２との表面は摺擦することがない。
【００６３】
したがって、図４及び図５に示す作像時に較べ、感光体ドラム５及び保護剤供給ローラ２２の駆動トルクは小さくて済む。図６に示すように、保護剤供給モードＭ時の駆動トルクは、作像時の駆動トルクと比較して相対的に小さい。
【００６４】
このとき、モータ等の駆動手段による保護剤供給ローラ２２の駆動の際の回転数及び回転方向の設定が可能である。したがって、作像時の動作条件に関わらず、保護剤供給モードの動作を実行することが可能である。
【００６５】
本実施の形態においては、Ｖ１は２００ｍｍ／ｓｅｃとしており、この線速で保護剤供給ローラ２２は保護剤２１を削り、ローラ２２表面、及びローラ２２の図示しないセル内に保護剤２１が供給され、ローラ表面の摩擦係数が減少する。尚、このとき感光体ドラム５との摺擦はないため、感光体ドラム５への保護剤２１の供給は殆ど行われず、保護剤２１の主な供給は、既に述べてあるように、作像時や画像濃度調整時など両者の摺動が発生する動作時に行われる。
【００６６】
次に、図８を用いて第２の実施の形態の保護剤供給モードの動作例につき説明をする。第１の実施の形態の保護剤供給モードの動作と同様に、保護剤供給ローラ２２及び感光体ドラム５が異なる駆動手段により駆動される。このとき、ローラ２２を感光体ドラム５に対し接触または非接触の状態に保持する接離手段（図示せず）をさらに備え、保護剤供給モードでは、ローラ２２を感光体ドラム５から離間して非接触の状態に保持しながら、ローラ２２の駆動手段（不図示のモータ）のみ、線速Ｖ４ｍｍ／ｓｅｃで駆動する。
【００６７】
接離手段は、上述の構成を満たす好適な部材を選択する。たとえば、ローラ２２の発泡体層の変形防止に使用される部材等を使用することができる。このような構成の保護剤塗布装置とした場合、保護剤供給モードは、ローラ２２を感光体ドラム５から離間させた状態でローラ２２を駆動させることで行うことができ、感光体ドラム５自体を駆動させる必要がない。尚、この場合、ローラ２２の線速は自由に設定が可能であるため、図７の構成と比較して短時間で保護剤供給モードを終了させることも可能となる。
【００６８】
次に、図９を用いて第３の実施の形態の保護剤供給モードの動作例につき説明をする。第１及び第２の実施の形態の保護剤供給モードとは異なり、ローラ２２及び感光体ドラム５が同一の駆動手段により駆動される。このとき、保護剤供給モードでは、ローラ２２は、感光体ドラム５の駆動手段による回転に連動して回転する。したがって、ここでは、感光体ドラム５を線速Ｖ１ｍｍ／ｓｅｃで駆動したとき、感光体ドラム５の回転に連動してローラ２２も線速Ｖ１ｍｍ／ｓｅｃで回転する。第３の実施の形態では、作像時は保護剤供給ローラ駆動ギヤ３２は感光体ドラム駆動ギヤ３４からアイドラギヤ３６を介して駆動を得る構成とした。この構成によれば、感光体ドラム５とローラ２２の線速比の変更はできないが、駆動トルクを抑えることができるため、一層のコスト低減を望むことができる。
【００６９】
第３の実施の形態の保護剤供給モードの動作例においては、ローラ２２を、たとえば画像形成装置１に設置投入する際にアイドラギヤ３６を外し、移動位置３６ａに移動させることで、ローラ２２は感光体ドラム５と連れ周るため、図７に示す第１の実施の形態の動作時と同様の効果が得られる。尚、第３の実施の形態においてアイドラギヤ３６の移動位置３６ａまでの移動は、図示しないギヤ揺動機構を用いて行っており、保護剤供給モード終了時には元の位置に戻るものとする。
【００７０】
ここで、図７〜図９に示す第１〜第３の実施の形態において、新品（交換時における未使用状態）の保護剤供給ローラ２２を含む保護剤塗布装置２０が画像形成装置１に投入されると、初期駆動時の所定の時間、従来における作像の動作を行わず、保護剤供給モードＭ（図６）を行う。保護剤供給ローラ２２が新品であることの検知は、例えば以下のような方法で行う。
【００７１】
まず、ユーザーやサービスマン等の、保護剤塗布装置の交換実施者が、新品情報を画像形成装置１に入力する。具体的には、たとえば画像形成装置１の動作を統括制御する機能を有する制御部に、保護剤塗布装置２０が新品であるという情報を入力する。または、後述するように感光体ドラム５における作像動作のための駆動トルクが一定値以上要する場合は、保護剤供給ローラ２２を含む保護剤塗布装置２０が新品であると判断する。
【００７２】
前述の初期駆動時の所定の時間は、新品時（未使用交換時）から図１の（ｂ）におけるＡ点までの間であり、本実施の形態では３０ｓｅｃ（秒）とする。
保護剤供給モードＭの動作時間（図１に示すＡ点までの時間）は常に一定ではなく、環境等によって変化する場合もある。一定に設定する場合にはその変動も見込んで余裕をもった値に設定しなければならず、駆動トルクが安定する時間が設定した時間よりも短い場合には無駄な動作になってしまう。これを避けるため、たとえばローラ２２を駆動するモータにトルクリミッターを設けると良い。
【００７３】
図１０は、トルクリミッターを設けた場合の保護剤供給モードに係る動作のフロー図である。保護剤供給ローラ２２の交換時（保護剤塗布装置２０の交換時）に、新品であることを種々好適な方法により検知する（ＳＴ１）。次に、保護剤塗布装置２０が保護剤供給モードの動作を５ｓｅｃ行う（ＳＴ２）。その後、保護剤塗布装置２０は、一度作像時動作を行う（ＳＴ３）。ここで、保護剤２１の供給が不十分な時は、ローラ２２の表面抵抗（ローラ２２表面の摩擦係数）が十分に小さくなっていないため、作像時の駆動トルクが、想定した図６の最大トルク（ｍａｘ２）では動作させることができない。このように、トルクリミッターによりこの条件ではモータが回転しないように設定する。このような設定を行うことで、モータが回転した場合は保護剤供給モードの動作はその時点で終了（ＳＴ４）し、一方、モータが回転しない場合は、再度保護剤供給モードの動作を行い（ＳＴ２）、以上の動作をモータが回転するようになるまで繰り返し、モータが回転した時点で終了する（ＳＴ４）。こうして、必要最小限の時間で保護剤供給モードの動作を終わらせることができる。
【００７４】
保護剤塗布装置２０のローラ２２は単品で交換するのではなく、たとえば保護剤塗布装置２０と感光体ドラム５とを備えたプロセスカートリッジとして、カートリッジ単位で交換すると交換作業も容易である。この場合、たとえば画像形成装置１の図示しない新品検知手段により、プロセスカートリッジの交換時に新品検知を行うものとする。新品検知手段は種々好適なものが選択される。このとき、保護剤供給モードに係る動作は、現像ユニット等の他ユニットの動作調整時に同時に行われるため、保護剤供給モードの動作自体により、ユーザーにダウンタイムを発生させる心配はない。
【００７５】
上述した保護剤塗布装置２０を用いたプロセスカートリッジ、及び上述した保護剤塗布装置２０またプロセスカートリッジを備えた画像形成装置とした場合も、保護剤塗布装置が新品時のためだけに高スペックのモータを用意する必要もなく、コストを抑えることが可能なプロセスカートリッジ、画像形成装置を得ることができる。また、本発明の保護剤塗布装置またはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置により、画像形成装置のＴＥＣ（Ｔｙｐｉｃａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ  Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）値を低減させることもできる。
【００７６】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに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変形実施可能である。たとえば、作像時のローラ２２の回転方向、線速は特に限定されず、保護剤２１を最も効率良く供給できる条件に設定される。また、この条件は、感光体ドラム５とローラ２２の駆動手段が別の場合（保護剤供給モードの動作に係る実施の形態１及び２）においては、常に固定されている必要はなく、温湿度等の環境や、画像面積率等の画像条件、通紙枚数等の経時条件によって逐次変更してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置
３  露光部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  作像部
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ  感光体ドラム（像担持体）
１２  給紙部
２０  保護剤塗布装置
２１  保護剤（像担持体保護剤）
２２  保護剤供給ローラ（ローラ、保護剤供給部材）
２３  押圧力付与機構
３０  クリーニング機構
３２  保護剤供給ローラ駆動ギヤ
３４  感光体ドラム駆動ギヤ
３６  アイドラギヤ
３６ａ  移動位置
７５  帯電部
７６  現像部
７７  クリーニング部
７８  中間転写ベルト
７９  １次転写バイアスローラ
８０  中間転写クリーニング部
８２  ２次転写バックアップローラ
８３  クリーニングバックアップローラ
８４  テンションローラ
８５  中間転写ユニット
８９  ２次転写ローラ
９７  給紙ローラ
９８  レジストローラ対
９９  排紙ローラ対
１００  スタック部
１０１  ボトル収容部
１０２  トナーボトル
Ｍ  保護剤供給モード
Ｎ  ニップ部
ｐ  記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２００９−１５０９８６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１８３０７号公報
【特許文献３】特開２００９−９８５５５号公報
【図１】
2014056046.tif 000003
【図２】
2014056046.tif 000004
【図３】
2014056046.tif 000005
【図６】
2014056046.tif 000006
【図１０】
2014056046.tif 000007
【図１１】
2014056046.tif 000008
【図４】
2014056046.tif 000009
【図５】
2014056046.tif 000010
【図７】
2014056046.tif 000011
【図８】
2014056046.tif 000012
【図９】
2014056046.tif 000013