(57)【要約】【課題】同じ材質の固形潤滑剤の小片組み合わせて一の固形潤滑剤を形成し、塗布むらの発生を抑制し、メンテナンスの頻度を少なくした固形潤滑剤、潤滑剤塗布装置並びにこれらを備えた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。【解決手段】固形潤滑剤の各々の小片に一又は複数の表面処理を施し、各々の小片の接触面に異なる表面処理を施して一固形潤滑剤４を形成し、固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面８において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向９と一致しない構造にした。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形潤滑剤は、同じ材質の固形潤滑剤の小片を複数組み合わせて一の固形潤滑剤を形成し、各々の小片に一又は複数の表面処理を施し、各々の小片の接触面に異なる表面処理を施して組み合わせた固形潤滑剤であって、固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と一致しない構造にしたことを特徴とする固形潤滑剤。
【請求項２】
前記固形潤滑剤は、前記各々の小片の一表面に、一又は複数の表面処理を施したことを特徴とする請求項１に記載の固形潤滑剤。
【請求項３】
前記固形潤滑剤は、放電加工制御を行うことにより、前記各々の小片に一又は複数の表面処理を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載の固形潤滑剤。
【請求項４】
前記固形潤滑剤は、前記各々の小片を、像担持体の長手方向に並列に組み合わせ、又は潤滑剤塗布手段の長手方向に垂直な方向に重ねて組み合わせ、又は潤滑剤塗布手段の回転方向に対し重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した固形潤滑剤であって、固形潤滑剤が前記潤滑剤塗布手段と接触する面において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と一致しない構造にしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の固形潤滑剤。
【請求項５】
前記固形潤滑剤は、前記各々の小片を互いに隙間なく接触させて組み合わせ、一の固形潤滑剤を形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の固形潤滑剤。
【請求項６】
前記固形潤滑剤は、潤滑剤塗布手段に接触する固形潤滑剤の接触面の面積と形状を、前記潤滑剤塗布手段の接触面の面積と形状に合わせて変化させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の固形潤滑剤。
【請求項７】
前記固形潤滑剤は、前記各々の小片が脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の固形潤滑剤。
【請求項８】
前記固形潤滑剤は、前記各々の小片がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の固形潤滑剤。
【請求項９】
潤滑剤塗布装置は、潤滑剤塗布手段と請求項１ないし８のいずれかに記載の固形潤滑剤を備えることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項１０】
前記潤滑剤塗布装置は、前記潤滑剤塗布手段がブラシ、弾性ローラ、チューブ被覆ローラ、ベルト、不織布のいずれかで形成されることを特徴とする請求項９に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項１１】
前記潤滑剤塗布装置は、前記潤滑剤塗布手段が前記固形潤滑剤と接離可能であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項１２】
前記潤滑剤塗布装置は、前記潤滑剤塗布手段をクリーニング手段と兼用したことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項１３】
プロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と潤滑剤塗布装置を一体に支持し、請求項９ないし１２のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
画像形成装置は、前記像担持体と請求項９ないし１３のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置又はプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
前記画像形成装置は、前記像担持体がその表層にフィラーを分散し強化した層を持つ有機感光体であることを特徴とする請求１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記画像形成装置は、前記像担持体が架橋型電荷輸送剤を使用した有機感光体であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像形成装置は、前記像担持体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ及びファクシミリなどの画像形成装置において、像担持体に塗布される固形潤滑剤、潤滑剤塗布装置並びにこれらを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への関心の高まりから、帯電手段としてオゾンの発生を抑えた帯電ローラ方式が多く用いられているが、ローラと像担持体の間に生じる放電により像担持体表面が磨耗するという問題があった。また、高画質化の要求に応えるべく、球形トナーが用いられるようになり、クリーニング手段として弾性材のクリーニングブレードが広く用いられているが、像担持体表面にブレード先端部を直接接触させてトナーを除去するため、摩擦力が大きくなり、像担持体表面が磨耗するという問題があった。
このため、一般に、像担持体表面に潤滑剤塗布装置により固形潤滑剤を塗布する方法が用いられている。固形潤滑剤を塗布することにより、帯電手段による影響から像担持体表面を保護し、クリーニングブレードと像担持体表面との摩擦力を小さくするとともに、転写手段におけるトナーの転写効率の向上を図っている。
固形潤滑剤は、画像形成とともに消費されるため、適宜補充する必要がある。また、像担持体の全幅にわたって潤滑剤を塗布する必要がある。このため、メンテナンスの頻度を少なくし、像担持体の全幅を保護するためには、固形潤滑剤は像担持体の長手方向に合わせた長さを持ち、できるだけ大きなの一の塊を形成することが要求される。
しかしながら、固形潤滑剤は、その潤滑剤表面の長手方向に高精度に直線であることが要求されるが、高精度な直線性を持つ固形潤滑剤を製造することは、その材質から極めて困難である。一方、固形潤滑剤の小片を組み合わせて一の固形潤滑剤を形成すると、組み合わせ面で滑りが生じやすくなるため、外部から振動や衝撃が加わったときに、固形潤滑剤が崩れやすく、一の固形潤滑剤の塊を保持することができなくなる。さらに、各小片の接触面に接着剤を使用すると、その接着部分は潤滑剤を像担持体へ塗布ができず、塗布むらが生じるなどの問題が発生する。
【０００３】
固形潤滑剤を改良した従来技術としては、複数に分割した固形潤滑剤の小片を長手方向に貼り合わせて形成し、貼り合わせた小片の接触面である境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向と一致しないように一の固形潤滑剤を形成した例がある（例えば、特許文献１参照。）。また、潤滑剤塗布手段と接触する側の固形潤滑剤の上層部を下層部より削れ易く形成し、固形潤滑剤の上層部と下層部に成形条件が異なる同一材料を用い、又は上層部と下層部とに削れ易さの異なる別の材料を用いた例がある（例えば、特許文献２参照。）。さらに、複数の硬度及び塗布部材に接触する側の面の面積を有する固形潤滑剤の小片を組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した例がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６９６９９号公報
【特許文献２】特開２０００−３３８８１９号公報
【特許文献３】特開２００２−３６９５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、複数の材料からなる固形潤滑剤の小片を組み合わせた場合、各々の小片の材質が異なることから各々の小片が持つ接触面の表面自由エネルギー、摩擦係数など（以下、「表面性」という。）が異なるため、接着剤を使用しないで一の固形潤滑剤を安定して組み合わせることを可能にしている。しかしながら、各々の小片は材質が異なるため、像担持体の全幅にわたって潤滑剤を塗布すると、表面性が異なった固形潤滑剤が塗布され、像担持体への固形潤滑剤の塗布むらが生じやすくなる。
また、同一の材料からなる固形潤滑剤の小片を組み合わせた場合、各小片の表面性が等しいと接触面に滑りが生じるため、前記上層部と前記下層部の固形潤滑剤に成形条件を変化させることにより、接着剤を使用しないで一の固形潤滑剤を安定して組み合わせることを可能にしている。しかしながら、像担持体の長手方向に平行に固形潤滑剤の小片を組み合わせ、前記上層部と前記下層部からなる固形潤滑剤とするのではなく、例えば、像担持体の長手方向に並列に固形潤滑剤の小片を組み合わせ、組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と一致する場合には、像担持体の全幅にわたって潤滑剤を塗布すると、各々の小片は組み合わせた接触面の表面性が異なるため、像担持体への固形潤滑剤の塗布むらが生じやすくなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、同じ材質の固形潤滑剤の小片を安定して組み合わせて大きな一の固形潤滑剤を形成することにより、像担持体への塗布むらの発生を抑制し、メンテナンスの頻度を少なくした固形潤滑剤、潤滑剤塗布装置並びにこれらを備えた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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の特徴を有している。
本発明は、固形潤滑剤が、同じ材質の固形潤滑剤の小片を複数組み合わせて一の固形潤滑剤を形成し、各々の小片に一又は複数の表面処理を施し、各々の小片の接触面に異なる表面処理を施して組み合わせた固形潤滑剤であって、固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と一致しない構造にしたことを特徴とする。
同じ材質の固形潤滑剤を小片にして組み合わせ、小片の組み合わせ面に異なる表面性を持たせることにより、固形潤滑剤の各々の小片を滑りにくくし、接着剤を使用することなく、一つの大きな固形潤滑剤の塊を形成することができる。また、固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と直線状に一致するように組み合わせると像担持体への固形潤滑剤の塗布むらが生じやすくなる。このため、小片の組み合わせ面の形状を傾きのある平面にし、又は小片の組み合わせ面の形状を曲面にするなど、組み合わせ面の形状を変化させるようにし、像担持体への固形潤滑剤の塗布むらの発生を抑制している。
【０００８】
本発明は、前記固形潤滑剤が、前記各々の小片の一表面に、一又は複数の表面処理を施したことを特徴とする。
各々の小片の一又は複数の表面処理を施すのは、小片の一表面のみでも、全体的にでも可能である。
【０００９】
本発明は、前記固形潤滑剤が、放電加工制御を行うことにより、前記各々の小片に一又は複数の表面処理を施すことを特徴とする。
放電加工制御は、印加電圧、周波数、又は放電時間等を変化させることにより放電エネルギーを変化させ、前記各々の小片の表面に対する加工量を制御する。放電加工制御を用いた場合、放電によって固形潤滑剤の最表面の分子のみの分子鎖を切断することで、表面の摩擦係数を上げ、表面性を変化させることができる。一方、ラッピング処理やブラスト処理を用いても、固形潤滑剤の表面粗さやうねりなどを変化させることにより表面の摩擦係数を変化させ、表面性を変化させることができるが、固体潤滑剤の小片の組み合わせ面にわずかな隙間も発生させたくない場合には、放電加工を用いるのが適している。
【００１０】
本発明は、前記固形潤滑剤が、前記各々の小片を、像担持体の長手方向に並列に組み合わせ、又は潤滑剤塗布手段の長手方向に垂直な方向に重ねて組み合わせ、又は潤滑剤塗布手段の回転方向に対し重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した固形潤滑剤であって前記各々の小片を、組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と一致しない構造にしたことを特徴とする。
固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が前記潤滑剤塗布手段の回転方向と直線状に一致するように組み合わせると像担持体への固形潤滑剤の塗布むらが生じやすくなる。このため、小片の組み合わせ面の形状を傾きのある平面にし、又は小片の組み合わせ面の形状を曲面にするなど、組み合わせ面の形状を変化させるようにし、像担持体への固形潤滑剤の塗布むらの発生を抑制している。
【００１１】
本発明は、前記固形潤滑剤が、前記各々の小片を互いに隙間なく接触させて組み合わせ一の固形潤滑剤を形成したことを特徴とする。
固体潤滑剤の小片の組み合わせ面に隙間をなくし、像担持体への固形潤滑剤の塗布むらを生じさせないようにした。
【００１２】
本発明は、前記固形潤滑剤が、潤滑剤塗布手段に接触する固形潤滑剤の接触面の面積と形状を、前記潤滑剤塗布手段の接触面の面積と形状に合わせて変化させることを特徴とする。
潤滑剤塗布手段に接触する固形潤滑剤の接触面の面積と形状を、潤滑剤塗布手段の固形潤滑剤の塊に接触する面の外形状に一致させることにより、固形潤滑剤の塊が像担持体により広い領域で均一に潤滑剤を塗布できる。
【００１３】
本発明は、前記固形潤滑剤の各々の小片が脂肪酸金属塩であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記固形潤滑剤の各々の小片がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、潤滑剤塗布装置が、潤滑剤塗布手段と上述の固形潤滑剤を備えることを特徴とする。
上述の固形潤滑剤を潤滑剤塗布装置に備えることにより、消耗した固形潤滑剤の供給などのメンテナンス頻度を少なくすることができる。
【００１６】
本発明は、前記潤滑剤塗布装置が、前記潤滑剤塗布手段がブラシ、弾性ローラ、チューブ被覆ローラ、ベルト、不織布のいずれかで形成されることを特徴とする。
潤滑剤塗布手段を備えることにより、固形潤滑剤を像担持体表面により広い領域で均一に塗布できる。
【００１７】
本発明は、前記潤滑剤塗布装置が、前記潤滑剤塗布手段が前記固形潤滑剤と接離可能であることを特徴とする。
帯電させないで像担持体を空回しする場合、空回しをしている間は固形潤滑剤の塊を潤滑剤塗布手段から離す構成にすることにより、固形潤滑剤の消耗を抑え、固形潤滑剤の供給などのメンテナンス頻度を少なくすることができる。
【００１８】
本発明は、前記潤滑剤塗布装置が、前記潤滑剤塗布手段をクリーニング手段と兼用したことを特徴とする。
画像形成装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
本発明は、プロセスカートリッジが、少なくとも像担持体と潤滑剤塗布装置を一体に支持し、上述の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする。
プロセスカートリッジの寿命にあわせた固形潤滑剤の塊を搭載することによって、固形潤滑剤を別途供給する必要がなくなり、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。また、スペースなどの都合上、プロセスカートリッジの寿命にあった固形潤滑剤の塊を搭載できない場合は、プロセスカートリッジ内に外部から固形潤滑剤の小片を投入することができる機構を設けておくことにより、固形潤滑剤の塊の消費にあわせて、固形潤滑剤の小片を供給してもよい。これにより、メンテナンスの頻度を極力少なくし、プロセスカートリッジが寿命となるまで使用し続けることができる。このように、像担持体と潤滑剤塗布装置を一つのユニットとしてプロセスカートリッジを構成し、画像形成装置本体に着脱可能にすることにより、メンテナンスを容易にし、利便性を向上させることができる。
【００２０】
本発明は、画像形成装置が、前記像担持体と上述の潤滑剤塗布装置又はプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
固形潤滑剤の消耗を抑え、固形潤滑剤の供給などのメンテナンス頻度を極力少なくし、利便性を向上させることができる。
【００２１】
本発明は、前記画像形成装置が備える像担持体がその表層にフィラーを分散し強化した層を持つ有機感光体であることを特徴とする。
像担持体の摩耗を抑え、長寿命化させることができる。
【００２２】
本発明は、前記画像形成装置が備える像担持体が架橋型電荷輸送剤を使用した有機感光体であることを特徴とする。
三次元の架橋構造がバインダー樹脂として機能し、像担持体に高い耐摩耗性を与え、長寿命化させることができる。
【００２３】
本発明は、前記画像形成装置が備える像担持体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする。
像担持体の摩耗を抑え、長寿命化させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記課題を解決するための手段により、本発明は、同じ材質の固形潤滑剤を小片にして組み合わせ、各々の小片に異なる表面性を持たせることにより組み合わせ面で滑りにくくし、接着剤を使用することなく、一つの大きな固形潤滑剤の塊を形成することができた。さらに、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向と一致しないように組み合わせ面の形状に傾きを持たせあるいは湾曲させるなど変化させたことにより、像担持体への固形潤滑剤の塗布むらの発生が抑えられた。その結果、メンテナンスの頻度を少なくし、利便性を向上させ、像担持体の長寿命化、並びに画像形成装置全体の低コスト化を図ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図１から図２３に基づいて説明する。ただし、これらは一実施形態にすぎず本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【００２６】
図１は、潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置の概略図である。固形潤滑剤４は、脂肪酸金属塩が使用され、固形潤滑剤４を潤滑剤塗布手段であるブラシ５を回転させて削り、像担持体７表面に塗布する構成である。固形潤滑剤４を塗布することにより、帯電ローラなどの帯電手段１からの放電による影響から像担持体７表面を保護し、クリーニングブレードなどのクリーニング手段６と像担持体７表面との摩擦力を小さくするとともに、転写手段３におけるトナーの転写効率の向上を図っている。
【００２７】
固形潤滑剤４は、同じ材質の固形潤滑剤４の小片を複数組み合わせて一の固形潤滑剤４の塊を形成し、各々の小片に一又は複数の表面処理を施し、各々の小片の接触面に異なる表面処理を施して組み合わせる。小片は、型により形成しても、切削により形成してもよい。小片は、一又は複数の表面性を有することが必要である。一方の小片全ての面が同じ表面性であっても、その面に組み合わされる他方の小片が違う表面性を有していれば、安定して組み合わせることができる。また、一方の小片の一表面に、一又は複数の表面性を有していても、その面に組み合わされる他方の小片の一表面に、一又は複数の異なる表面性を有していれば、安定して組み合わせることができる。さらに、各々の小片が組み合わされる組み合わせ面において、異なる表面性を持つ領域がわずかでも組み合わされ安定しているならば、同じ表面性を持つ領域が組み合わされることがあってもよい。
このとき、固形潤滑剤４の小片の表面性を変更する手段としては、放電加工制御、ラッピング処理、ブラスト処理などが挙げられる。放電加工制御は、印加電圧、周波数、又は放電時間等を変化させることにより放電エネルギーを変化させ、前記各々の小片の表面に対する加工量を制御する。放電加工制御を用いた場合、放電によって固形潤滑剤の最表面の分子のみの分子鎖を切断することで、表面の摩擦係数を上げ、表面性を変化させることができる。一方、ラッピング処理やブラスト処理を用いても、固形潤滑剤の表面粗さやうねりなどを変化させることにより表面の摩擦係数を変化させ、表面性を変化させることができるが、固体潤滑剤の小片の組み合わせ面にわずかな隙間も発生させたくない場合には、放電加工を用いるのが適している。
固形潤滑剤４の材料としては、脂肪酸金属塩が適し、なかでも、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸カルシウム、オイレン酸マンガン、オイレン酸鉛などが適している。
【００２８】
図２から図５は、分割された固形潤滑剤４の小片を所定の方向に組み合わせて一の固形潤滑剤４を形成した例で、像担持体７と潤滑剤塗布手段をブラシ５にした場合の正面図と側面図を示している。各々の小片の形状としては、直方体などの六面体形状が挙げられるが、容易に製作し、組み立てることが可能であれば、その形状は問わない。また、組み合わされる小片の形状が全て同一の形状である必要もなく、異なっていてもよい。さらに、各々の小片を組み合わせる方向としては、いずれかの例には限定されず、自由に組み合わせることができる。
図２は、固形潤滑剤４の小片を、像担持体７の長手方向に並列に組み合わせて一の固形潤滑剤４を形成した例である。
図３は、固形潤滑剤４の小片を、潤滑剤塗布手段であるブラシ５の長手方向に垂直な方向に重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤４を形成した例である。
図４は、固形潤滑剤４の小片を、潤滑剤塗布手段であるブラシ５の回転方向に対し重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤４を形成した例である。
図５は、固形潤滑剤４の小片を、像担持体７の長手方向に並列に組み合わせ、潤滑剤塗布手段であるブラシ５の長手方向に垂直な方向に重ねて組み合わせ、及び潤滑剤塗布手段であるブラシ５の回転方向に対し重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤４を形成した例である。
【００２９】
図６から図１３は、固形潤滑剤４の小片を組み合わせる面の形状を変化させて、各々の小片を互いに隙間なく接触させて組み合わせ一の固形潤滑剤を形成した例である。組み合わせ面に隙間があると、固形潤滑材４の塊に潤滑剤塗布手段であるブラシ５が均一に接触できず、固形潤滑剤４を像担持体７の全面に均一に塗布できなくなる。このため、固体潤滑剤４の小片の組み合わせ面に隙間をなくし、像担持体７への固形潤滑剤４の塗布むらを生じさせないようにしている。隙間ができないような組み合わせ面としては、平面、山型の凹凸面、曲面などが挙げられるが、隙間ができないように小片を組み合わせることができれば、その形状は問わない。また、組み合わせ面の形状は、小片の全ての面に適用してもよい。
図６は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を直線状の平面にした例である。
図７は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を傾きのある平面にした例である。
図８は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を凸形の曲面にした例である。
図９は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を波形の曲面にした例である。
図１０は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を凹形の曲面にした例である。
図１１は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を山形の平面にした例である。
図１２は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面をジグザグの平面にした例である。
図１３は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を凹凸形の平面にした例である。
【００３０】
図１４から図１７は、固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面８において、各々の小片を組み合わせた接触面である境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向９と一致しないように小片の組み合わせ面の形状を変化させた例である。前記境界線は、小片の組み合わせ面の形状によって決定される。固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を直線状の平面にして一の固形潤滑剤を形成した場合、組み合わされた面の境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向と直線状に一致するため、その境界線と一致した部分のみ表面性が異なった固形潤滑剤４が像担持体７に塗布されることになる。このため、小片の組み合わせ面の形状を傾きのある平面にし、又は小片の組み合わせ面の形状を曲面にするなど、組み合わせ面の形状を変化させて前記境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向９と一致しないようにし、像担持体７への固形潤滑剤４の塗布むらの発生を抑制している。なお、各々の小片を組み合わせる面の形状は、ここに示した例には限定されず、前記境界線が潤滑剤塗布手段の回転方向９と一致しないようにすれば、自由な形状にすることができる。
図１４は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を左に傾けた平面にし、境界線を直線状に左に傾けた例である。
図１５は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を右に傾けた平面にし、境界線を直線状に右に傾けた例である。
図１６は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を右に傾けた曲面にし、境界線を波形に右に傾けた例である。
図１７は、固形潤滑剤４の小片の組み合わせ面を左に傾けた曲面にし、境界線を波形に左に傾けた例である。
【００３１】
図１８から図２１は、潤滑剤塗布手段に、ブラシ５、弾性ローラ１０、チューブ被覆ローラ１１、ベルト１２、不織布１３を用いた例である。これらの潤滑剤塗布手段を備えることによって、固形潤滑剤４を像担持体７表面により広い領域で均一に塗布できる。ただし、潤滑剤塗布手段はここに示した例に限定されず、像担持体７に固形潤滑剤４を均一に塗布することができれば、その手段は問わない。また、潤滑剤塗布手段は必ずしも必要ではなく、固形潤滑剤４の塊を像担持体７に直接接触させて、塗布してもよい。
このとき、固形潤滑剤４の塊の潤滑剤塗布手段に接触する面の初期形状は、図１８から図２１のように、潤滑剤塗布手段の固形潤滑剤４の塊に接触する面の外形状に一致していることが望ましい。固形潤滑剤４の塊は潤滑剤塗布手段と接触するにつれて、潤滑剤塗布手段により削り取られていく。このため、固形潤滑剤４の塊の潤滑剤塗布手段に接触する面の形状が、潤滑剤塗布手段の固形潤滑剤４の塊に接触する面の外形状に一致しない場合は、固形潤滑剤４使用時の初期と経時で固形潤滑剤４の塊と潤滑剤塗布手段の接触面積が異なることとなり、像担持体７に塗布むらが発生する。そのため、潤滑剤塗布手段に接触する固形潤滑剤４の接触面の面積と形状を、潤滑剤塗布手段の接触面の面積と形状に合わせて変化させる必要がある。
ただし、潤滑剤塗布手段としてブラシ５を用いた場合、その毛先は小さい力で容易に変形するために、ブラシ５を接触させるときの条件によって、経時で固形潤滑剤４の塊が削り取られたときの形状が変わってくる。そのため、潤滑剤塗布手段としてブラシ５を用いた場合、固形潤滑剤４の塊の潤滑剤塗布手段に接触する面の初期形状としては、一定時間固形潤滑剤４の塊が削り取られた後の形状を初期の形状として作成するのがよい。このことにより、初期と経時での固形潤滑剤４の塗布量の変動をなくすことができる。
さらに、潤滑剤塗布手段を固形潤滑剤４と接離可能した。帯電させないで像担持体を空回しする場合、空回しをしている間は固形潤滑剤の塊を潤滑剤塗布手段から離す構成にすることにより、固形潤滑剤の過剰な消耗を抑え、固形潤滑剤の供給などのメンテナンス頻度を少なくすることができる。
【００３２】
図２２は、潤滑剤塗布手段をクリーニング手段６と兼用にした例である。潤滑剤塗布手段がブラシの場合には、潤滑剤塗布手段とクリーニングブラシを兼用させることができ、画像形成装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
図２３は、固形潤滑剤４と潤滑剤塗布手段を有するプロセスカートリッジ１５の例である。プロセスカートリッジ１５の寿命にあわせた固形潤滑剤４の塊を搭載することによって、固形潤滑剤４を別途供給する必要がなくなり、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。また、スペースなどの都合上、プロセスカートリッジ１５の寿命にあった固形潤滑剤４の塊を搭載できない場合は、プロセスカートリッジ１５内に外部から固形潤滑剤４の小片を投入することができる機構を設けておくことにより、固形潤滑剤４の塊の消費にあわせて、固形潤滑剤４の小片を供給してもよい。これにより、メンテナンスの頻度を極力少なくし、プロセスカートリッジが寿命となるまで使用し続けることができる。このように、像担持体７と潤滑剤塗布装置を一つのユニットとしてプロセスカートリッジ１５を構成し、画像形成装置本体に着脱可能にすることにより、メンテナンスを容易にし、利便性を向上させることができる。
【００３３】
像担持体７は、有機感光体や、表層にフィラーを分散し強化した層を持つ有機感光体、アモルファスシリコンからなる感光体などが挙げられる。また、中間転写体を用いてもよい。また、保護層のバインダー構成には、架橋構造からなる保護層も有効に使用される。架橋構造の形成に関しては、一分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、三次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発揮する。
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部又は一部に電荷輸送能力を有するモノマーを使用することは極めて有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発揮することができる。電荷輸送能力を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも一つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で一官能及び二官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
また本実施形態においては、熱又は光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合させる場合は、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合があり、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主に波長４００ｎｍ以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものがある。なお、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
このように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、感光層側である下層には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、表面側である上層には架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
【００３４】
以下に、感光体Ａを形成した実施形態を示す。下記のように、保護層塗工液及び膜厚・作成条件を変更して形成した。
保護層塗工液は、メチルトリメトキシシラン １８２部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０部、２−プロパノール２２５部、２％酢酸１０６部、アルミニウムトリスアセチルアセトナート１部を混合して調製した。この保護層塗布液を電荷輸送層の上に塗布・乾燥させ、１１０℃、１時間の加熱硬化を行い、膜厚３μｍの保護層を形成した。
【００３５】
以下に、感光体Ｂを形成した実施形態を示す。下記のように、保護層塗工液及び膜厚・作成条件を変更して形成した。
下記化１の構造式を持つ正孔輸送性化合物を３０部、下記化２の構造式を持つアクリルモノマー、および光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）０．６部を、モノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン５０部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料をスプレーコーティング法により先の電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００ｍＷ／ｃｍ２の光強度で３０秒間硬化させることによって、膜厚５μｍの表面保護層を形成した。
【００３６】
【化１】
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【００３７】
【化２】
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【００３８】
画像形成装置に使用されるトナーとしては、重合法等により作られた球形に近いいわゆる「球形トナー」で円形度が０．９６以上であることが望ましい。「円形度」とは、実際の球形トナー粒子投影形状の周囲長をＲ１、その粒子投影面積をＳとしたとき、その粒子投影面積をＳと等しい円の周囲長をＲ２とし、Ｒ２／Ｒ１の平均値を円形度としている。円形度０．９６以上の球形トナーを使用することにより、転写効率が向上し、像担持体７上の転写残トナーが少なくなり、像担持体７に固形潤滑剤を均一に塗布でき、像担持体７全面を帯電手段における放電から保護できるようになるためである。
【００３９】
像担持体７上に存在する固形潤滑剤４の塗布量は以下のようになることが望ましい。
帯電手段４により被帯電体である像担持体７を帯電させる領域において、Ｘ線光電子分光分析装置ＸＰＳにより検出される前記被帯電体最表面を構成する物質の全元素の元素個数総和に対する、前記ＸＰＳにより検出される保護物質の特定元素の元素個数割合［％］を、下記式（１）により求められる数値以上とすることを特徴とする。
１．５２×１０−４×｛Ｖｐｐ−２×Ｖｔｈ｝×ｆ／ｖ×Ｎα      ・・・式（１）
また、前記特定元素の元素個数割合［％］を、下記式（２）により求められる数値以上としてもよい。
２．２２×１０−４×｛Ｖｐｐ−２×Ｖｔｈ｝×ｆ／ｖ×Ｎα      ・・・式（２）
また、前記特定元素の元素個数割合［％］を、下記式（３）により求められる数値以上としてもよい。
５２×１０−４×｛Ｖｐｐ−２×Ｖｔｈ｝×ｆ／ｖ×Ｎβ          ・・・式（３）
また、前記特定元素の元素個数割合［％］を、下記式（４）により求められる数値以上としてもよい。
２．２２×１０−４×｛Ｖｐｐ−２×Ｖｔｈ｝×ｆ／ｖ×Ｎβ      ・・・式（４）
ここで、Ｎαは保護物質を構成する元素のうち特定元素の１分子中における元素個数の値であり、Ｎβは保護物質１分子を構成する元素個数総和から水素元素の元素個数を引いた値である。ＶｐｐはＡＣ電圧のピークツーピーク電圧値［単位：Ｖ］、ｆは帯電部材に印加する交流成分の周波数［単位：Ｈｚ］、ｖは被帯電体表面の移動速度［単位：ｍｍ／ｓｅｃ］である。また、Ｖｔｈは放電開始電圧であり、下記式（５）により求められる。
Ｖｔｈ＝３１２＋６．２×（ｄ／εｏｐｃ＋Ｇｐ／εａｉｒ）
＋√（７７３７．６×ｄ／εｏｐｃ）                  ・・・式（５）
ここで、ｄは被帯電体の膜厚［単位：μｍ］、εｏｐｃは被帯電体の比誘電率、εａｉｒは被帯電体と帯電部材の間の空間における比誘電率、Ｇｐは帯電部材表面と被帯電体表面との最近接距離［単位：μｍ］である。
また、前記保護物質は脂肪族金属塩であって前記特定元素が金属であり、かつ前記Ｎαが１であることを特徴とする。前記Ｎβは４１であることを特徴とする。前記帯電手段４と前記被帯電体である像担持体７との最近接距離は１〜１００［μｍ］とすることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置の概略図である。
【図２】固形潤滑剤の小片を、像担持体の長手方向に並列に組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した例である。
【図３】固形潤滑剤の小片を、潤滑剤塗布手段の長手方向に垂直な方向に重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した例である。
【図４】固形潤滑剤の小片を、潤滑剤塗布手段の回転方向に対し重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した例である。
【図５】固形潤滑剤の小片を、像担持体の長手方向に並列に組み合わせ、潤滑剤塗布手段の長手方向に垂直な方向に重ねて組み合わせ、及び潤滑剤塗布手段の回転方向に対し重ねて組み合わせて一の固形潤滑剤を形成した例である。
【図６】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を直線状の平面にした例である。
【図７】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を傾きのある平面にした例である。
【図８】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を凸形の曲面にした例である。
【図９】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を波形の曲面にした例である。
【図１０】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を凹形の曲面にした例である。
【図１１】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を山形の平面にした例である。
【図１２】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面をジグザグ形の平面にした例である。
【図１３】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を凹凸形の平面にした例である。
【図１４】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を左に傾けた平面にし、境界線を直線状に左に傾けた例である。
【図１５】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を右に傾けた平面にし、境界線を直線状に右に傾けた例である。
【図１６】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を右に傾けた曲面にし、境界線を波形に右に傾けた例である。
【図１７】固形潤滑剤の小片の組み合わせ面を左に傾けた曲面にし、境界線を波形に左に傾けた例である。
【図１８】潤滑剤塗布手段にブラシを用いた例である。
【図１９】潤滑剤塗布手段に弾性ローラを用いた例である。
【図２０】潤滑剤塗布手段にチューブ被膜ローラを用いた例である。
【図２１】潤滑剤塗布手段にベルト又は不織布を用いた例である。
【図２２】潤滑剤塗布手段とクリーニング手段を兼用にした例である。
【図２３】固形潤滑剤と潤滑剤塗布手段を有するプロセスカートリッジの例である。
【符号の説明】
【００４１】
１  帯電手段
２  現像手段
３  転写手段
４  固形潤滑剤
５  ブラシ
６  クリーニング手段
７  像担持体
８  固形潤滑剤が潤滑剤塗布手段と接触する面
９  潤滑剤塗布手段の回転方向
１０  弾性ローラ
１１  チューブ被覆ローラ
１２  ベルト
１３  不織布
１４  潤滑剤塗布手段兼クリーニング手段
１５  プロセスカートリッジ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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