(57)【要約】【課題】製造方法や製造条件が異なった場合でも、あるいは原材料のロット差が生じた場合でも、一定の掻き取り量を維持でき、像担持体への均一な潤滑剤の供給が可能となる固形潤滑剤および電子写真画像形成装置を提供すること。【解決手段】電子写真画像形成装置における像担持体（１）表面の潤滑のために使用される固形潤滑剤（５０）であって、その表面が潤滑剤供給部材であるブラシロール（５１）によって掻き取られ、この掻き取られたものが像担持体（１）に供給されるものであり、主成分としてのステアリン酸亜鉛と、微粉末材料とを含有してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置における像担持体表面の潤滑のために使用される固形潤滑剤であって、その表面が掻き取られ、この掻き取られたものが前記像担持体に供給されるものであり、主成分としてのステアリン酸亜鉛と、微粉末材料とを含有してなることを特徴とする固形潤滑剤。
【請求項２】
前記微粉末材料が顔料である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】
前記微粉末材料が、ポリマー樹脂微粉末からなることを特徴とする請求項１に記載の固形潤滑剤。
【請求項４】
前記微粉末材料が、少なくとも前記電子写真画像形成装置に用いるトナーの外添剤と同一の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の固形潤滑剤。
【請求項５】
前記微粉末材料が、少なくとも前記電子写真画像形成装置に用いる転写紙の表面処理に使用されている顔料と同一の材料を含むことを特徴とする請求項２に記載の固形潤滑剤。
【請求項６】
電子写真画像形成装置の像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の固形潤滑剤と、潤滑剤供給部材とを備え、該潤滑剤供給部材は、前記固形潤滑剤を掻き取り、この掻き取ったものを前記像坦持体に供給することを特徴とする潤滑剤供給装置。
【請求項７】
前記潤滑剤供給部材が、ブラシローラからなることを特徴とする請求項６に記載の潤滑剤供給装置。
【請求項８】
少なくとも、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電させられた像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段によって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着させる現像手段と、を有する電子写真画像形成装置において、
請求項６または７に記載の潤滑剤供給装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面摩擦係数を低く制御するために用いる固形潤滑剤、およびこれを用いた潤滑剤供給装置、さらには該潤滑剤供給装置を備えた電子写真画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置において、像担持体上トナー像の転写効率の向上、転写後残トナーのクリーニング性向上、あるいは像担持体の耐久性向上のために、感光体、あるいは中間転写体などの像担持体表面摩擦係数を小さくすることが有効であり、その為にいくつかの技術が提案されている。
例えば、特許文献１および２には、電子写真感光体の最表層にフッ素系樹脂微粒子を含有させ、使用中に感光体の摩耗により表面に出たフッ素系樹脂微粒子により、感光体表面を低摩擦係数に維持する方法が提案されている。特許文献３および４には、電子写真感光体の最表層の樹脂バインダーにフッ素、ケイ素を含有する重合体を含むものを用いる方法等が開示されているが、これらの方法では電子写真感光体が新しい間の表面摩擦係数は低いが、使用中に表面摩擦係数は高くなり効果の持続性が不十分である。
これに対して、特許文献５および６には、固形潤滑剤を微量に感光体表面に供給する手段を設けて、感光体表面摩擦係数を低下させる方法が提案されているが、これは摩擦係数を低く維持する事は出来るが、潤滑剤供給量の安定性、あるいは、供給源である固形潤滑剤の生産安定性に問題がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５６６５３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５９０６号公報
【特許文献３】特開２００４−４６２２１号公報
【特許文献４】特開２００４−２５８３３６号公報
【特許文献５】特開２００５−３８０７号公報
【特許文献６】特開２００４−１９８６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固形潤滑剤を、微量に掻き取り像担持体へ安定して供給するには、固形潤滑剤が一定の硬さでなければならないが、ステアリン酸亜鉛を主成分とした固形潤滑剤は、製造時の冷却条件、あるいは、原材料ステアリン酸亜鉛の製造方法やロット差等の影響を受け易く、凝固するときの材料の結晶粒塊のできかたが変わり、結果として固形潤滑剤の硬さがばらついてしまう。硬さがばらつくことで、潤滑剤は過剰供給、あるいは過小供給となり様々な不具合を生じて来る。
【０００５】
過剰供給の場合は、固形潤滑剤の寿命不足、画像流れ、トナー成分の像担持体へのフィルミング助長等の不具合を生じ、過小供給の場合はそもそもの目的である、像担持体上トナー像の転写効率の向上、転写後残トナーのクリーニング性向上、あるいは像担持体の耐久性向上への効果が不十分となってしまう。
【０００６】
また、固形潤滑剤の製造は一般的に加熱溶融した材料を所定の金型に流し込み冷却させるが、冷却条件が金型の全ての位置で完全に同一に出来ないため、出来上がった固形潤滑剤の硬さが場所により異なり、像担持体全体に均一に潤滑剤を供給できなくなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題点を解決し、製造方法や製造条件が異なった場合でも、あるいは原材料のロット差が生じた場合でも、一定の掻き取り量を維持でき、像担持体への均一な潤滑剤の供給を可能にする、ステアリン酸亜鉛を主成分とする固形潤滑剤およびこれを用いた潤滑剤供給装置、さらには該潤滑剤供給装置を備えた電子写真画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のとおりである。
（１）電子写真画像形成装置における像担持体表面の潤滑のために使用される固形潤滑剤であって、その表面が掻き取られ、この掻き取られたものが前記像担持体に供給されるものであり、主成分としてのステアリン酸亜鉛と、微粉末材料とを含有してなることを特徴とする固形潤滑剤。
（２）前記微粉末材料が顔料であることを特徴とする上記（１）に記載の固形潤滑剤。
（３）前記微粉末材料が、ポリマー樹脂微粉末からなることを特徴とする上記（１）に記載の固形潤滑剤。
（４）前記微粉末材料が、少なくとも前記電子写真画像形成装置に用いるトナーの外添剤と同一の材料を含むことを特徴とする上記（１）に記載の固形潤滑剤。
（５）前記微粉末材料が、少なくとも前記電子写真画像形成装置に用いる転写紙の表面処理に使用されている顔料と同一の材料を含むことを特徴とする上記（２）に記載の固形潤滑剤。
（６）電子写真画像形成装置の像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置であって、上記（１）〜（５）のいずれか一に記載の固形潤滑剤と、潤滑剤供給部材とを備え、該潤滑剤供給部材は、前記固形潤滑剤を掻き取り、この掻き取ったものを前記像坦持体に供給することを特徴とする潤滑剤供給装置。
（７）前記潤滑剤供給部材が、ブラシローラからなることを特徴とする上記（６）に記載の潤滑剤供給装置。
（８）少なくとも、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電させられた像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段によって形成された静電潜像の画像部にトナーを付着させる現像手段と、を有する電子写真画像形成装置において、上記（６）または（７）に記載の潤滑剤供給装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、製造方法や製造条件が異なった場合でも、あるいは原材料のロット差が生じた場合でも、一定の掻き取り量を維持でき、像担持体への均一な潤滑剤の供給が可能となる固形潤滑剤、潤滑剤供給装置並びに電子写真画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の固形潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛を主成分とし、これに微粉末材料を添加することで、掻き取り量の安定化を達成している。
【００１１】
固形潤滑剤の硬さが不安定で掻き取り量が一定でない原因は、原材料の純度、及び冷却固化条件等により、ステアリン酸亜鉛の結晶状態が異なるためで、高純度の原材料でゆっくりと冷却固化させた場合は結晶粒塊が大きくなり全体として硬い固形潤滑剤が製造されるが、反対に原材料純度が低く、急激に冷却した場合は結晶粒塊が小さく、更には結晶化しない部分も多く残り、柔らかい固形潤滑剤が出来てしまう。
【００１２】
本発明の固形潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛を主成分とし、そこに微粉末材料を分散させているので、原材料の純度、製造条件に関係なく結晶粒塊の成長を抑制することが可能である。したがって本発明の固形潤滑剤は、比較的柔らく、安定した硬さを持ったものであり、その柔らかさを、微粉末材料自身の硬さで補うことで、安定した掻き取り量を維持することが可能となる。
【００１３】
本発明に用いるステアリン酸亜鉛の原材料は、一般に金属石鹸、化粧品用原材料等で市販されているものであればどれでも用いることが可能である。また、微粉末材料としては無機顔料、有機顔料、ポリマー樹脂微粉末等が挙げられ、ステアリン酸亜鉛の固形物よりも高硬度で、かつ、離脱して電子写真感光体表面に付着した場合に不具合を生じない材料であるのが好ましい。
【００１４】
微粉末材料の大きさは、それが固形潤滑剤から離脱した場合に電子写真画像形成装置内で不具合を生じない大きさであればよく、一般にはトナーの粒子径以下であれば使用することが出来る。具体的には、体積平均粒径として１５μｍ以下、好ましくは０．０２〜５μｍである。
【００１５】
微粉末材料の種類としては、炭酸カルシウム、タルク、カオリンクレー、マイカ、硫酸バリウム、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、硫化亜鉛等の透明、白色、あるいは着色度の低い材料からなる無機顔料等が適している。またポリマー樹脂微粉末としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、シリコン、ポリウレタン、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド等の当業界で一般的に用いられているものが挙げられる。
【００１６】
ステアリン酸亜鉛に対する微粉末材料の添加量は、微粉末材料の密度、粒径により異なるが、固形潤滑剤全体を１００質量部とした場合に、０.５〜７０質量部が適している。０．５質量部未満であると微粉末材料の添加効果が現れず、７０質量部を越えると潤滑剤供給装置で微量に掻き取ることが難しくなり、固形潤滑剤としての機能が発現しなくなる。
【００１７】
また、固形潤滑剤に微粉末材料を添加した副次的な効果として、電子写真感光体のような像担持体への異物付着を大幅に抑制することが可能となった。すなわち、電子写真感光体への異物付着の原因物質であるトナー外添剤のシリカ、酸化チタン等の微粉末、または転写紙の表面処理に用いられている炭酸カルシウム、タルク、カオリンクレー等の顔料を、固形潤滑剤の微粉末添加剤として積極的に用いた場合には、極めて長期間に渡って、電子写真感光体への異物付着が抑制されることを見いだした。この現象の理由は明確にはなっていないが、異物付着の原因物質となるものを、最初から感光体周りのシステム中に存在させて、システムの最適化を行っていることにより、後から同じ物質がシステム内に進入してもそれらの悪影響は少ないためと考えている。
【００１８】
本発明の固形潤滑剤は、原材料のステアリン酸亜鉛を加熱溶解し、これに所定の微粉末材料を加え、超音波分散機、あるいはホモジナイザー等の分散装置を用い、加熱溶解したステアリン酸亜鉛液に微粉末材料を分散し、これを金型に流し込み冷却すればよい。
【００１９】
図１は、本発明の固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を備えた電子写真画像形成装置の一例である。図１において、画像形成装置は、図１中時計方向に回転駆動される像担持体としての感光体（１）を有し、感光体（１）の周囲に、帯電手段としての帯電ローラ（２）、潜像形成手段としての露光部（３）、現像手段としての現像部（４）を備えてなる。また、本発明の画像形成装置は、潤滑剤供給装置（５）が設けられている。潤滑剤供給装置（５）は、固形潤滑剤（５０）と潤滑剤供給部材としてのブラシローラ（５１）から主に構成されている。さらに、潤滑剤供給装置の下流には、現像後の感光体をクリーニングするクリーニングブレード（６）が設けられている。
【００２０】
画像形成装置は、感光体（１）を図１中時計方向に回転駆動して、感光体（１）を帯電ローラ（２）で一様に帯電した後、露光部（３）により画像データで変調されたレーザを照射して感光体（１）の表面に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された画像部に現像部（４）でトナーを付着させて現像する。画像形成装置は、感光体（１）に形成されたトナー画像を搬送されてきた転写紙（７）に転写させ、図示しない定着部に転写紙を搬送し、画像の定着を行う。
【００２１】
また画像形成装置は、前記転写後、感光体（１）をさらに回転して、潤滑剤供給装置（５）によって固形潤滑剤（５０）を微量に掻き取り感光体（１）に供給する。図１の形態では、潤滑剤供給装置（５）は、付勢手段としてのバネ（５２）によって付勢された固形潤滑剤（５０）と、その固形潤滑剤（５０）および感光体（１）の表面の両方を摺擦するように回転するブラシローラ（５１）とからなる。そして、潤滑剤供給装置（５）では、ブラシローラ（５１）が回転すると、ブラシローラ（５１）の摺擦により固形潤滑剤（５０）が削られ、微粉末状の潤滑性物質がブラシローラ（５１）に付着し、これが感光体（１）の表面に供給される。続いて、感光体（１）表面に残留するトナーをクリーニングブレード（６）により掻き落として除去すると同時に、微粉末状で供給された潤滑剤を感光体（１）表面に引き延ばして薄く塗布する。その後、機種によっては、図示しない除電部で除電するものもある。また、潤滑剤供給装置（５）はクリーニングブレード（６）の下流側に設けている機種もある。画像形成装置は、以上を１サイクルとし、再度感光体（１）を帯電ローラ（２）で一様に帯電させた後、上記同様に、次の画像形成を行う。
【実施例】
【００２２】
（実施例１〜８および比較例１〜４）
表１で示した処方の固形潤滑剤を次の手順で作製した。
所定量のステアリン酸亜鉛を容器に取り、これをオイルバスにて１５０℃に加熱し、ステアリン酸亜鉛を溶融した。これに所定の微粉末材料を加え、ホモジナイザーで３分間分散し、微粉末材料を分散したステアリン酸亜鉛溶融液を得た。これを所定の金型に流し込み所定の冷却条件にて冷却し、本発明による固形潤滑剤を得た。
なお、下記表１において、微粉末材料である酸化チタンＡ１１０の体積平均粒径は０．２５μｍであり、エポスターＭＡ１００２の体積平均粒径は２μｍである。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
得られた固形潤滑剤をリコー社製Imagio NeoC355に取り付け、実機評価を行った。Imagio NeoC355は、図１に示した装置構成を有する。
実機にて３万枚コピー後の固形潤滑剤の消費量、感光体への異物付着及び傷の発生状況を評価し結果を表２へ示した
【００２５】
【表２】
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【００２６】
以上より明らかなように微粉末材料を添加した固形潤滑剤は、原材料の種類、冷却条件の違いに依存せずにほぼ一定の消費量を維持することが出来た。また微粉末材料を添加したことによる副作用としての、感光体表面への異物付着、感光体傷についても未添加品と同様に特に悪影響は確認できなかった。
また、製造過程で冷却後に固形潤滑剤を金型から取り出す時に、実施例では割れによる破損は少なかったが、比較例では破損が多く、特に比較例１及び３では半数以上が破損した。すなわちステアリン酸亜鉛に微粉末材料を添加することで、原材料、製造条件が変化しても一定の製造安定性を確保できることも明らかになった。
【００２７】
（実施例９〜１１および比較例５）
実施例１〜８と同様に表３で示した処方の固形潤滑剤を作製した。
なお、下記表３において、微粉末材料であるＸ−２４−９１６３Ａの体積平均粒径は０．１２μｍであり、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ−１５の体積平均粒径は０．１５μｍであり、カオリンクレー５Ｍの体積平均粒径は３μｍである。
【００２８】
【表３】
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【００２９】
得られた固形潤滑剤をリコー社製Imagio NeoC455に取り付け、クリーニング条件を以下のように変更して実機評価を行った。Imagio NeoC455は、図１に示した装置構成を有する。
（クリーニング条件の変更箇所）
（１）２５℃におけるクリーニングブレード物性：反発弾性率＝６８％，JIS-A硬度＝７０°
（２）ブレード当接部の感光体接線とブレードのトナーを堰き止める面との成す角度＝８３°
実施例９，実施例１１ではトナーに外添したシリカと同一の物を用いた。また炭酸カルシウム、カオリンクレーについては、広く製紙工業で用いられている物を選定した。
実機にて６万枚コピー後の固形潤滑剤の消費量、感光体への異物付着及び傷の発生状況を評価し結果を表４へ示した。
【００３０】
【表４】
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【００３１】
以上より明らかなように固形潤滑剤にトナーに使用している外添剤微粉末と同一の材料を分散した物、あるいは転写紙の表面処理に用いられている物と同じ材料の微粉末を分散した物を用いた場合、感光体への異物付着に対して極めて良好な特性を示した。
【００３２】
本発明によれば、製造方法や製造条件が異なった場合でも、あるいは原材料のロット差が生じた場合でも、一定の掻き取り量を維持でき、像担持体への均一な潤滑剤の供給が可能となる固形潤滑剤および電子写真画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を備えた電子写真画像形成装置の一例である。
【符号の説明】
【００３４】
（１）  感光体
（２）  帯電ローラ
（３）  露光部
（４）  現像部
（５）  潤滑剤供給装置
（５０）  固形潤滑剤
（５１）  ブラシローラ
（６）  クリーニングブレード
（７）  転写紙
【図１】
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