(57)【要約】【課題】像担持体に対して潤滑材を安定して供給可能な固形潤滑材ブロックとその製造方法および画像形成装置を提供すること。【解決手段】押圧手段により押圧されながら、像担持体に潤滑材を供給する固形潤滑材ブロックであって、硬度傾斜を有することを特徴とする固形潤滑材ブロックおよび該固形潤滑材ブロックを備えた画像形成装置。加熱溶融させた脂肪酸系化合物を成形型内で冷却固化させる過程において、成形型の型面に温度分布を持たせ冷却速度を制御することによって硬度傾斜を付与することを特徴とする固形潤滑剤ブロックの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧手段により押圧されながら、像担持体に潤滑材を供給する固形潤滑材ブロックであって、硬度傾斜を有することを特徴とする固形潤滑材ブロック。
【請求項２】
固形潤滑材ブロックが、押圧手段による押圧方向で硬度が高くなる硬度傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載の固形潤滑材ブロック。
【請求項３】
固形潤滑材ブロック全体の５０重量％以上が脂肪酸系化合物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の固形潤滑材ブロック。
【請求項４】
固形潤滑材ブロックが、押圧手段による押圧方向で硬度が連続的に高くなる硬度傾斜を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固形潤滑材ブロック。
【請求項５】
固形潤滑材ブロックが、押圧手段による押圧方向で硬度が段階的に高くなる硬度傾斜を有し、硬度の異なる複数の固形潤滑材ブロック部を所定の順序で積層し、一体化されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固形潤滑材ブロック。
【請求項６】
加熱溶融させた脂肪酸系化合物を成形型内で冷却固化させる過程において、成形型の型面に温度分布を持たせ冷却速度を制御することによって連続的な硬度傾斜を付与することを特徴とする固形潤滑剤ブロックの製造方法。
【請求項７】
硬度の異なる複数の固形潤滑材ブロック部を製造し、得られた固形潤滑材ブロック部を所定の順序で積層し、一体化させることによって段階的な硬度傾斜を付与することを特徴とする固形潤滑剤ブロックの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の固形潤滑材ブロック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、固形潤滑剤ブロックとその製造方法、および該固形潤滑材ブロックを具備した画像形成装置に関する。詳細には、トナー画像を保持する像担持体に潤滑材を安定供給して、像担持体等の長寿命化を図るとともに、画像品質を向上させる固形潤滑材ブロックとその製造方法および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンター及びファクシミリ装置等の画像形成装置においては、一様に帯電された感光体上に、画像データにより変調された書込光（露光）を照射して、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像の形成された感光体に現像部によりトナーを供給してトナー画像を感光体上に形成して現像する。画像形成装置は、この感光体上のトナー画像を転写部で記録紙に転写した後、定着部で記録紙上に転写したトナーを加熱・加圧して定着させ、感光体表面に残留したトナーをクリーニング部でクリーニングブレードにより掻き取る等の方法により回収する。
【０００３】
しかしながら、感光体表面に残留したトナーをクリーニングブレードにより掻き取る場合、クリーニングブレードと感光体との摩擦力が高いとブレード摩擦及び感光体表面の膜削れの原因となり、それぞれの寿命を短縮化させる原因となっていた。
【０００４】
このような電子写真方式を利用した画像形成装置においては、従来から感光体表面に潤滑材を塗布することにより、感光体表面の摩擦係数を低下させて、不要なトナーの付着を防止していた。特に、感光体表面の残留トナーをクリーニングブレードによりクリーニングする画像形成装置において、感光体上に潤滑材を供給すると、感光体とクリーニングブレードの摩擦係数が低下し、クリーニング性が向上すると共に、感光体とクリーニングブレードの寿命を延ばすことが出来た。
【０００５】
潤滑材を像担持体に塗布する機構としては、固形潤滑材ブロックをバネでブラシに押圧し、潤滑材をブラシで削りながら像担持体に塗布する方式がよく知られている。しかしながら、この方式では固形潤滑材ブロックが磨耗するに従って、バネ変位が小さくなるため、固形潤滑材ブロックをブラシに押圧する力が減少していく傾向にあり、耐久を通じて均一な量の固形潤滑材を像担持体に塗布することが困難であった。その結果、固形潤滑材の塗布量が少なくなり、耐久末期において感光体の膜削れ（摩耗）が顕著であった。
【０００６】
また、ブラシによって固形潤滑剤ブロックを削りながら、像担持体に塗布する画像形成装置では、ブラシの毛は固形潤滑材ブロックを削り取れるだけの剛性が必要である。しかしながら、剛性が大きすぎると、像担持体の膜削れを、促進するという問題点があるので、ブラシ剛性を小さくする必要がある。ブラシの剛性を小さくした場合、これに対応した適度に硬度が低い固形潤滑材ブロックを得ることが困難という問題があった。
【０００７】
一方、固形潤滑剤の製造方法としては、特許文献１に開示されているように、時間を掛け、下部から、上部へ順次冷却固化させていく方法が提案されている。しかしながら、そのような方法では、脂肪酸や脂肪酸金属塩の固化が一方向から進み、結果として結晶が層状で密で均一な構造を取り、硬くなる傾向がある。例えば、鉛筆硬度でＨから２Ｈの均一な硬度で硬い固形潤滑材ブロックが形成される。このような硬度の固形潤滑材ブロックを、例えば、ポリカーボネート樹脂などを主原料とする有機感光体を像担持体として使用する画像形成装置で用いた場合、固形潤滑材ブロックを削りだすために塗布部材のブラシの剛性が必要となり、結果として感光体の膜削れを助長するという問題があった。しかも、この固形潤滑材ブロックの硬度は均一であり、前述のように、耐久により、固形潤滑材ブロックが消費されるにつれて、押圧手段のバネの力量は低下するため、像担持体への潤滑材の安定供給は達成されなかった。
【特許文献１】特開平７−２６２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、像担持体に対して潤滑材を安定して供給可能な固形潤滑材ブロックとその製造方法およ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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、適切な硬度傾斜を有する固形潤滑材ブロックを製造し、画像形成装置に備える。
【００１０】
すなわち本発明は、押圧手段により押圧されながら、像担持体に潤滑材を供給する固形潤滑材ブロックであって、硬度傾斜を有することを特徴とする固形潤滑材ブロックおよび該固形潤滑材ブロックを備えた画像形成装置に関する。
【００１１】
本発明はまた、加熱溶融させた脂肪酸系化合物を成形型内で冷却固化させる過程において、成形型の型面に温度分布を持たせ冷却速度を制御することによって連続的な硬度傾斜を付与することを特徴とする固形潤滑剤ブロックの製造方法に関する。
【００１２】
本発明はまた、硬度の異なる複数の固形潤滑材ブロック部を製造し、得られた固形潤滑材ブロック部を所定の順序で積層し、一体化させることによって段階的な硬度傾斜を付与することを特徴とする固形潤滑剤ブロックの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
固形潤滑材ブロックが消費されると、バネ等の押圧手段の押圧力が低下する。本発明の固形潤滑材ブロックは、押圧方向で硬度が高くなる硬度傾斜を有し、使用初期において像担持体側の面の硬度は比較的高く、消費に伴って当該硬度は低くなるので、消費により押圧手段の押圧力が低下しても、有効に供給され、潤滑材供給量の減少を抑制できる。そのため、長期にわたって供給量の変動がほとんどなく、潤滑材を安定して供給可能である。その結果、像担持体が、例えば感光体の場合、当該感光体やそのクリーニングブレードの摩擦係数を安定して低下でき、クリーニング性が向上し、感光体やクリーニングブレードの寿命を延ばすことが可能となる。また例えば、像担持体が中間転写体の場合、当該中間転写体やそのクリーニングブレードの摩擦係数を安定して低下でき、クリーニング性が向上し、中間転写体やクリーニングブレードの寿命を延ばすことが可能となる。
【００１４】
また、潤滑材塗布部材が使用される場合、本発明の固形潤滑材ブロックは配置が制限されることなく、塗布部材に対して下方や側方に配置させることが可能であるので、画像形成装置の設計上の自由度が大きくなる。もちろん、本発明の固形潤滑材ブロックは塗布部材上方に配置され、単純に自重にて塗布部材を押圧して潤滑材を供給する場合でも、本発明の効果は得られ、複雑な構成を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の固形潤滑材ブロックは、当該固形潤滑材ブロックを押圧手段により押圧しながら、潤滑材を像担持体に供給する画像形成装置に使用されるものである。そのような画像形成装置の一実施形態を図１に示す。図１は本発明の一実施形態に係わる画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示す画像形成装置は少なくとも、円筒状で回転可能な感光体（像担持体）１、該感光体の表面を一様に帯電する帯電装置２と、感光体を露光して静電潜像を作成する露光装置３と、静電潜像に基づいてトナー像を現像する現像装置４と、感光体上のトナー像を転写体Ｐに転写する転写装置５と、転写体上のトナー像を定着させる定着装置６と、感光体に潤滑材を供給する潤滑材供給装置７とを含んでなっており、さらに感光体上の残留トナーを清掃するクリーニングブレード等のクリーニング装置８を有していてもよい。画像形成装置に用いられる感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、定着装置６、およびクリーニング装置８等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してかまわない。
【００１６】
以下、図１の画像形成装置の潤滑材供給装置７について詳しく説明する。なお、図１の潤滑材供給装置７において、固形潤滑材ブロック７０は、押圧手段７１により潤滑材塗布部材７２に押圧されながら、該潤滑材塗布部材７２を介して感光体１に潤滑材を供給するようになっているが、固形潤滑材ブロック７０が押圧手段７１により押圧されて感光体に潤滑材を供給する限り、これに限定されるものではない。例えば、図１において、潤滑材塗布部材７２を介することなく、直接的に感光体１に潤滑材を供給するようになっていてもよい。
【００１７】
図１の画像形成装置における潤滑材供給装置７の拡大模式図を図２に示す。図２において潤滑材塗布部材（以下、単に「塗布部材」ということがある）７２は感光体１に対して所定の食い込み量を持たせて回転可能に設置されている。固形潤滑材ブロック（以下、単に「ブロック」ということがある）７０は、当該ブロック７０に対して塗布部材７２が所定の食い込み量を確保でき、かつ当該ブロック７０の消費に伴って押圧手段７１による押圧によって塗布部材７２の方向に移動できるように、設置されている。押圧手段７１は、ブロック７０の消費に伴ってブロック７０を塗布部材７２の方向に移動させ得るように、ハウジング等の不動壁７３に固定設置されている。
【００１８】
ブロック７０は押圧手段７１により塗布部材７２の方向に押圧され、塗布部材７２によって削られて感光体１に潤滑材を供給・塗布する。ブロック７０は消費に伴って押圧手段７１により、さらに塗布部材７２の方向に押圧されて移動し、継続して潤滑材を供給する。
【００１９】
ブロック７０は、押圧方向Ｄｐにおいて硬度が高くなる硬度傾斜を有しており、すなわちブロック７０において硬度は像担持体（感光体１）側（７０ａ）が比較的高く、押圧手段７１側（７０ｂ）が比較的低くなっている。このため、消費に伴ってブロック７０における像担持体側７０ａの硬度は低下するので、消費により押圧手段の押圧力が低下しても、ブロック７０は継続して有効に削られて潤滑材を供給でき、潤滑材供給量の減少を抑制できる。
【００２０】
ブロック７０が有する硬度傾斜は、押圧方向Ｄｐで硬度が低下する傾斜部分を有しない限り、硬度が連続的に高くなる硬度傾斜であってもよいし、または硬度が段階的に高くなる硬度傾斜であってもよい。ブロック７０における硬度が最も低いところ（押圧手段７１側（７０ｂ））と硬度が最も高いところ（例えば、像担持体側（７０ａ））の硬度は、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、一概に規定できるものではないが、硬度傾斜を容易に付与する観点から、それらの差が鉛筆硬度で１ランク以上、特に１ランク〜３ランクとなるような硬度であることが好ましい。そのような好ましい硬度組み合わせの具体例を以下に示す。
【００２１】
最高硬度−最低硬度
（Ａ１）Ｈ−Ｆ；
（Ａ２）Ｈ−Ｂ；
（Ａ３）Ｈ−２Ｂ；
（Ａ４）Ｈ−３Ｂ；
（Ａ５）ＨＢ−Ｂ；
（Ａ６）ＨＢ−２Ｂ；
（Ａ７）ＨＢ−３Ｂ；
（Ａ８）Ｆ−２Ｂ；
（Ａ９）Ｆ−３Ｂ；
（Ａ１０）Ｂ−３Ｂ；
【００２２】
（Ａ１１）Ｂ−２Ｂ；
（Ａ１２）Ｈ−ＨＢ；
（Ａ１３）２Ｈ−Ｈ；
（Ａ１４）２Ｂ−３Ｂ；
（Ａ１５）３Ｂ−４Ｂ；
（Ａ１６）４Ｂ−５Ｂ；
（Ａ１７）Ｆ−Ｂ。
【００２３】
上記硬度組み合わせのうち、より好ましいものは組み合わせ（Ａ１）〜（Ａ１０）、特に（Ａ８）と（Ａ１０）である。
【００２４】
上記硬度は鉛筆硬度に基づくものであり、塗料一般試験法（ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４：１９９９、塗膜の機械的性質、引っかき硬度（鉛筆法））によって測定可能であるが、本発明の硬度傾斜は、相対的な高低を判定できる硬度であればいかなる硬度に基づいて判別されてよい。
【００２５】
ブロック７０を構成する物質としては潤滑性を付与し得るものであれば特に制限されず、通常は表面エネルギーが比較的低く、かつ化学的に不活性なものが使用される。具体例として、例えば、鎖式モノカルボン酸類、鎖式モノヒドロキシモノカルボン酸類等のような脂肪酸系化合物等が挙げられ、１種類の化合物を単独で使用してもよいし、または２種類以上の化合物を組み合わせて使用してもよい。硬度傾斜を容易に付与する観点から、ブロックは、好ましくはブロック全体の５０重量％以上、特に８０〜１００重量％が脂肪酸系化合物、特に鎖式モノカルボン酸類からなる。
【００２６】
脂肪酸系化合物は２５℃で固形のものが使用され、好ましくは融点が６０℃以上、特に８０〜２００℃のものが使用される。
そのような好ましい鎖式モノカルボン酸類として炭素数４〜３０のものが使用でき、具体例として、例えば、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ミリスチン酸、トリデシル酸、ラウリン酸、ベヘン酸、メリシン酸、アラキン酸、マーガリン酸（ｎ−ヘプタデカン酸）、アラキジン酸等の炭素数１２〜３０の飽和型鎖式モノカルボン酸、クロトン酸、エライジン酸、ネルボン酸等の炭素数４〜２４の不飽和型鎖式モノカルボン酸、およびそれらの金属塩、ならびにオレイン酸金属塩等が挙げられる。
好ましい鎖式モノヒドロキシモノカルボン酸類の具体例として、例えば、リシノール酸等の炭素数１０〜２５の不飽和型モノヒドロキシモノカルボン酸、およびそれらの金属塩等が挙げられる。
脂肪酸系化合物の金属塩を構成し得る金属としては、通常、亜鉛、バリウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、リチウム、ベリリウム、銀、鉄、銅等が挙げられる。
【００２７】
脂肪酸系化合物の上記具体例のうち、硬度傾斜を付与する観点から、鎖式モノカルボン酸類がより好ましく、さらに好ましくは飽和型鎖式モノカルボン酸およびその金属塩、特に炭素数１６〜２２のもの、具体的には、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムである。
【００２８】
またブロック表面のひび割れを防止する観点からは、脂肪酸系化合物として上記具体例のうち比較的低融点のものを併用することが好ましい。低融点脂肪酸系化合物として、例えば、融点が６０〜１００℃の範囲内にあるオレイン酸カルシウム（融点８４℃）、リシノール酸カルシウム（融点７４℃）、オレイン酸亜鉛（融点７０℃）、リシノール酸亜鉛（融点９４℃）等が挙げられる。そのような低融点脂肪酸系化合物を使用する場合の高融点脂肪酸系化合物として、例えば、融点が１２０〜２００℃の範囲内にあるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等が挙げられる。ひび割れ防止の観点から好ましい低融点脂肪酸系化合物と高融点脂肪酸系化合物との含有割合は重量比（低融点／高融点）で４０／６０〜５／９５、特に２０／８０〜５／９５が好適である。
【００２９】
脂肪酸系化合物を用いるとき、融点６０〜７０℃のアルコールを併用することによっても、ひび割れを防止することができる。そのようなアルコールとして、例えば、炭素数Ｃ１８〜Ｃ２５の直鎖アルコール、具体的にはアラキルアルコール、ベヘニルアルコール等が挙げられる。
【００３０】
脂肪酸系化合物からなり、かつ硬度傾斜を有するブロックの製造方法として以下の方法（１）および方法（２）が挙げられる。
【００３１】
方法（１）；加熱溶融させた脂肪酸系化合物を成形型内で冷却固化させる過程において、成形型の型面に温度分布を持たせ冷却速度を制御する。すなわち、加熱溶融させた脂肪酸系化合物を成形型内で冷却固化させる際、成形型の型面に温度分布を持たせ冷却速度を制御することによって、分子配列を制御し、結果として連続的な硬度傾斜を付与する。詳しくは、脂肪酸系化合物分子は、図３に示すように親水基部分（○）と疎水基部分（−）を一分子内に持っているので、加熱溶融によってランダムに配列していた分子は、徐冷によって、規則正しく配列していき、円盤状構造を経て、最終的には層状構造の結晶体を形成する。一方で急冷すると、そのような規則正しい配列は達成されず、非晶質を形成する。このとき硬度は、結晶体が比較的高く、非晶質が比較的低い。そのような冷却速度に基づく硬度の違いを利用して硬度傾斜を付与する。
【００３２】
具体的には、例えば図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、個別に温度調整可能な温度調整装置２０および２１を交互に具備した成形型を用意し、当該型内に加熱溶融させた脂肪酸系化合物を注ぎ込む（溶融工程）。図４（Ａ）は成形型の上面見取り図であり、そのような成形型を使用することによって一度に４個の本発明の固形潤滑材ブロックが製造可能である。図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。次いで、温度調整装置２０および２１によって成形型の型面に温度分布を持たせて冷却する。すなわち温度調整装置２０を埋設した型面３０と、温度調整装置２１を埋設した型面３１とを、温度調整装置２０および２１によって、脂肪酸系化合物の融点以下の異なる温度に調整し、所定時間保持する（冷却工程１）。所望により、その後、型面３０と型面３１とを、温度傾斜を確保しつつ、さらに低い温度に調整し、所定時間保持する（冷却工程２）。そのような冷却操作は、比較的高温に設定される型面の温度が５０℃程度以下になるまで、繰り返し行ってよい（冷却工程３以降）。温度傾斜を確保しつつ、さらに低い温度に調整するとは、型面３０と型面３１の温度を、直前の冷却工程で冷却を行った際のそれらの温度差がほぼ維持されるような温度であって、それぞれの温度が当該直前の冷却工程より低い温度になるように調整するという意味である。
【００３３】
いずれの冷却工程においても型面３０および３１の温度およびそれらの差、および保持時間は所定の硬度傾斜が付与される限り特に制限されるものではないが、以下の範囲内が適当である。なお、Ｍｐとは使用される脂肪酸系化合物の融点を意味する。Ｔｐは直前の冷却工程において比較的高温に設定される型面の温度である。
冷却工程１における型面の温度差は２０〜４０℃、特に２５〜３５℃が適当であり、保持時間は１０〜５０分間、特に２０〜４０分間が適当である。比較的高温に設定される型面の温度は「Ｍｐ−１０」〜「Ｍｐ−３」℃、特に「Ｍｐ−４」〜「Ｍｐ−６」℃が適当である。
【００３４】
冷却工程２以降の冷却工程における型面の温度差は２０〜４０℃、特に２５〜３０℃が適当であり、保持時間は１５〜５０分間、特に２０〜４０分間が適当である。比較的高温に設定される型面の温度は「Ｔｐ−４０」〜「Ｔｐ−５」℃、特に「Ｔｐ−３０」〜「Ｔｐ−１０」℃が適当である。
【００３５】
例えば、ステアリン酸亜鉛（融点１２５℃）からなり、硬度傾斜を有するブロックを製造する場合、以下の方法に従うことができる。まず、１７０℃に加熱された溶融状態のステアリン酸亜鉛を図４の成形型に注ぎ込む。次いで、型面３０を９０℃に、型面３１を１２０℃に調整し、３０分間保持する上記冷却工程１を実施し、さらに型面３０を７０℃に、型面３１を１００℃に調整し、３０分間保持する上記冷却工程２を実施した後、型面３０を５０℃に、型面３１を７０℃に調整し、３０分間保持する冷却工程３を実施すると、その後、型全体が５０℃以下に冷却され、型面３０と接触していた面が鉛筆硬度２Ｂ、型面３１と接触していた面が鉛筆硬度Ｆであるブロックが得られる。
ブロックの大きさや、硬度傾斜の程度、潤滑材の種類によって、成形の温度制御は適宜変えればよい。
【００３６】
方法（１）で加熱溶融される脂肪酸系化合物は、硬度傾斜をより大きくする観点から、１種類の脂肪酸または脂肪酸金属塩を使用することが好ましい。
【００３７】
方法（２）；硬度の異なる複数の固形潤滑材ブロック部を製造し、得られた固形潤滑材ブロック部を所定の順序で積層し、一体化させる。このとき、各ブロック部内において硬度はほぼ均一であるので、結果として段階的な硬度傾斜が付与される。
【００３８】
硬度の異なる複数のブロック部を製造するに際しては、加熱溶融させた脂肪酸系化合物を成形型内で冷却固化させる過程において、結晶核の存在量を調整し、結晶の析出速度を制御する。すなわち、例えば図５に示すように、加熱溶融させた脂肪酸系化合物５１を成形型５０内で冷却固化させる際、結晶核５２の存在量を調整し、結晶の析出速度を制御することによって、分子配列を制御し、結果として硬度の異なるブロック部を製造する。
【００３９】
例えば、融点の異なる２種類以上の脂肪酸系化合物を選択し、それらの混合比を調整する。次いで、それらの混合物を、融点の異なる複数種の脂肪酸系化合物のうち最も融点が高い脂肪酸系化合物（以下、単に「結晶核用脂肪酸系化合物」という）の融点以下の温度で加熱溶融し、常温で自然冷却し、固化させる。すなわち、それらの混合物を、融点の異なる複数種の脂肪酸系化合物のうち結晶核用脂肪酸系化合物の融点以下の温度で加熱溶融すると、結晶核用脂肪酸系化合物のみが、固体として存在する混合液となる。この混合液を、冷却固化させていくと、固体で存在する脂肪酸系化合物を核として融点の比較的低い物質が析出し、結晶が各所で成長していく。したがって、結晶核用脂肪酸系化合物の量を増やすと、結晶の析出速度はより速く、分子配列の規則正しい部分が小さな単位で分散し、その結果、脂肪酸系化合物分子は全体として比較的ランダムに配列する。つまり、結晶核用脂肪酸系化合物の混合比が増えるほど、脂肪酸系化合物分子はランダムに配列するので、得られるブロック部の硬度は低くなる。一方、結晶核用脂肪酸系化合物の混合比が減るほど、結晶化が起こり難く、結晶の析出速度は遅いので、脂肪酸系化合物分子は比較的規則正しく配列し、得られるブロック部の硬度は高くなる。結晶核用脂肪酸系化合物の各ブロック部における含有割合は全脂肪酸系化合物に対して３〜３０重量％、特に５〜２０重量％の範囲内で調整されることが好ましい。
【００４０】
具体的には、脂肪酸系化合物としてステアリン酸亜鉛（融点１２５℃）とステアリン酸バリウム（融点２２５℃）とを用いる場合、ステアリン酸バリウムの含有割合を全脂肪酸系化合物に対して、例えば０〜１５重量％の間で変化させることによって、得られるブロック部の硬度をＨ〜３Ｂの範囲で制御できる。
【００４１】
また例えば、上記方法において、結晶核用脂肪酸系化合物の代わりに、感光体を汚染しない他の結晶核を用いることによっても、硬度の異なる潤滑材ブロック部を容易に製造可能となる。感光体を汚染しない結晶核として、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム等の無機微粒子や、ポリアクリル酸、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂微粒子等が挙げられる。すなわち、１種類以上の脂肪酸系化合物を選択し、これに、結晶核を添加し、選択された全ての脂肪酸系化合物が溶融する温度で加熱溶融し、常温で自然冷却し、固化させていくと、結晶核を核として融点の比較的低い物質が析出する。このとき、結晶核の量が多いほど、結晶の析出速度はより速く、脂肪酸系化合物分子はランダムに配列するので、得られるブロック部の硬度は低くなる。一方、結晶核が少ないほど、結晶化が起こり難く、結晶の析出速度は遅いので、脂肪酸系化合物分子は比較的規則正しく配列し、得られるブロック部の硬度は高くなる。このような方法における溶融のための加熱温度は通常、１７０〜２２０℃であり、結晶核がたとえ樹脂微粒子であっても溶融することはない。結晶核の各ブロック部における含有割合は全脂肪酸系化合物に対して３〜２０重量％、特に５〜１５重量％の範囲内で調整されることが好ましい。
【００４２】
これらの方法によれば、硬度の異なる潤滑材ブロック部を容易に製造可能となり、さらにそれらのブロック部位を図５に示すように所定の順序で積層し、一体化させることにより、段階的な硬度傾斜を有するブロック７０を容易に製造できる。図５中、硬度の異なる潤滑材ブロック部の積層数は３であるが、段階的な硬度傾斜を付与できればこれに限定されるものではなく、例えば、ブロックは２層または４層以上のブロック部からなっていてもよい。例えば、押圧手段による押圧方向Ｄｐの厚みが９ｍｍのブロックの場合、押圧手段のバネ力の観点から、積層数は２〜４が適当である。
【００４３】
方法（２）においては、いかなる硬度のブロック部を製造する場合においても、比較的急速な冷却固化が起こるので、収縮によってひび割れが起こり易い。そのようなひび割れを防止する観点から、方法（２）では、上述のように脂肪酸系化合物として低融点のものを用いるか、または／およびアルコールを使用することはより有効である。これによって、高い収率で、割れのないブロック部を製造できる。
【００４４】
方法（２）においてブロック部を積層するときの所定の順序とは、積層方向またはその逆方向において硬度が高くなるような硬度傾斜を達成するような順序である。
方法（２）においては、そのような硬度傾斜が達成される限り、ブロック部として方法（１）で得られたブロックを用いてもよい。方法（１）で得られたブロックを方法（２）のブロック部として用いる場合、得られるブロックは、一部において連続的な硬度傾斜を有し、他の部分において段階的な硬度傾斜を有する。
【００４５】
一体化とは複数のブロック部が積層されたブロックがひとつの使用・取扱い単位として取扱い可能な程度に一つになることを意図する概念で用いるものとする。そのような一体化は通常、少なくとも一方の積層面における最表面を加熱によって溶融した後、積層し、冷却することによって達成可能である。
【００４６】
ブロック７０の別の実施形態において、ブロック７０は、上記したように押圧方向Ｄｐにおいて硬度が高くなるような硬度傾斜を有し、かつ図６に示すように像担持体（感光体１）側（７０ａ）の面にブロックの初期消費を促進する軟質潤滑材層７５を有する。塗布部材を介して潤滑材を像担持体に供給する場合、初期において塗布部材は潤滑材を保持しないので潤滑材の供給は円滑に行われ難いが、そのような軟質潤滑材層を有するブロックを用いると、当該層の潤滑材は軟質で消費され易いので、初期から潤滑材が有効に供給される。そのような軟質潤滑材層７５は所定の硬度を有するように脂肪酸系化合物および所望により結晶核含有量を選択すること以外、上記方法（２）と同様の方法によってブロック部として製造することができ、得られた軟質潤滑材層７５はブロック７０の７０ａの面に溶融・冷却等によって積層・一体化されればよい。
【００４７】
軟質潤滑材層７５の硬度は通常、鉛筆硬度で２Ｂ〜５Ｂ、特に３Ｂまたは４Ｂが好適である。なお、当該軟質潤滑材層の硬度は、前記した押圧方向Ｄｐの硬度傾斜およびその最低硬度を考えるに際しては考慮しないものとする。
軟質潤滑材層７５の厚みは通常、１〜３ｍｍ、特に２〜２．５ｍｍが好適である。
【００４８】
ブロック７０のまた別の実施形態において、ブロック７０は押圧方向Ｄｐにおいて硬度が高くなるような硬度傾斜を有するだけでなく、軸（長手）方向においても硬度傾斜を有することが好ましい。ブロック７０が有する軸（長手）方向における硬度傾斜について図７を用いて詳しく説明する。図７はブロック７０と塗布部材７２の概略上面見取り図である。ブロック７０が有する軸（長手）方向における硬度傾斜とは、図７に示すように、塗布部材７２の軸（長手）方向Ｄａｘにおいて、ブロック７０の中央部７０ｃの硬度が両端部（７０ｄ、７０ｅ）よりも高くなるような硬度傾斜であり、ブロック７０を軸（長手）方向Ｄａｘに対して略垂直に分割したときの各ブロック部における押圧方向Ｄｐの最高硬度について、中央部の硬度が両端部よりも高ければよい。好ましくはさらに、押圧方向Ｄｐの最低高度についても、中央部の硬度が両端部よりも高い。
【００４９】
近年において画像形成装置の小型化が進む中、固形潤滑材ブロックの塗布機構の小型化の必要性が高まってきている。その場合、塗布部材（例えば、ブラシ）の小径化が必須となる。その時、塗布部材やその軸を小径にすると、塗布部材回動時の軸のベンディングが問題となる。具体的には、塗布部材７２は軸７２ａの両端部の軸受け７６で固定されるため、回動時に塗布部材７２の中央部がベンディングＰのため、像担持体やブロック７０に対して凸になるように接触する。このため、ブロックの中央部が、その両端部より多く削れ、潤滑材を軸方向Ｄａｘにおいて均一に供給・付与できない問題があった。本実施形態では、ブロック７０に、中央部７０ｃの硬度が両端部（７０ｄ、７０ｅ）よりも高くなるような硬度傾斜を付与し、中央部の供給量を抑制するので、軸方向Ｄａｘでの固形潤滑材の削れムラを解消し、同方向での潤滑材の均一な供給・付与を達成する。
【００５０】
両端部の最高硬度と中央部の最高硬度は、軸方向Ｄａｘにおいて均一な供給をより有効に達成する観点から、それらの差が鉛筆硬度で１ランク以上、特に１ランク〜３ランクとなるような硬度であることが好ましい。両端部の最低硬度と中央部の最低硬度との差も、最高硬度の差と同様の範囲であることが好ましい。中央部および両端部における最高硬度−最低高度の好ましい鉛筆硬度組み合わせの具体例を以下に示す；
最高硬度−最低硬度
（Ｂ１）中央部；Ｈ−Ｆ、両端部；ＨＢ−Ｂ；
（Ｂ２）中央部；Ｈ−ＨＢ、両端部；ＨＢ−Ｂ；
（Ｂ３）中央部；Ｈ−ＨＢ、両端部；Ｂ−２Ｂ；
（Ｂ４）中央部；Ｆ−ＨＢ、両端部；Ｂ−２Ｂ；
（Ｂ５）中央部；Ｆ−Ｂ、両端部；Ｂ−２Ｂ；
（Ｂ６）中央部；Ｆ−Ｂ、両端部；２Ｂ−３Ｂ；
（Ｂ７）中央部；ＨＢ−Ｂ、両端部；２Ｂ−３Ｂ；
（Ｂ８）中央部；ＨＢ−２Ｂ、両端部；２Ｂ−３Ｂ；
（Ｂ９）中央部；ＨＢ−２Ｂ、両端部；３Ｂ−４Ｂ；
（Ｂ１０）中央部；Ｂ−２Ｂ、両端部；３Ｂ−４Ｂ；
（Ｂ１１）中央部；Ｆ−２Ｂ、両端部；Ｂ−３Ｂ。
【００５１】
図７においてブロック７０は軸方向Ｄａｘにおいて中央部７０ｃおよび両端部（７０ｄ、７０ｅ）に３分割された構成が示されているが、中央部の最高硬度が両端部の最高硬度よりも高くなるような硬度傾斜を有する限り、それ以上の数に分割された構成を有していてもよい。
【００５２】
本実施形態においても、ブロック７０は、像担持体（感光体１）側（７０ａ）の面に前記したような軟質潤滑材層を有していてもよい。
【００５３】
上記したいかなる実施形態においてもブロック７０の初期形状は特に制限されず、特に像担持体（感光体１）側（７０ａ）の面は、例えば平面形状を有していても、または塗布部材の形状に沿って窪んだ凹形状を有していてもよい。特に像担持体（感光体１）側（７０ａ）の面が平面形状を有しているとき、塗布部材との接触面積が制限されるため、当該面に前記した軟質潤滑材層を有することは有効である。
【００５４】
押圧手段７１はブロック７０を像担持体方向に押圧可能な限り特に制限されるものではなく、通常はバネ、ソレノイド（磁石）等が使用される。
【００５５】
塗布部材７２は、回転可能な部材であれば特に制限されず、例えば、図１等に示すようなブラシであってもよいし、またはローラや樹脂スリーブなどであってもよい。
また塗布部材７２の回転方向は、像担持体との接触領域において同方向であってもよいし、または逆方向であってもよいが、感光体の膜削れ防止の観点から、同方向であることが好ましい。
【００５６】
塗布部材としてブラシを用いる場合、植毛された毛（繊維）の材質、長さ、径、密度等は特に制限されるものではなく、いかなるブラシも用いることができる。特に、像担持体が、ポリカーボネートが主原料の感光体であって、毛の材質がナイロンである場合において、感光体の膜削れをより有効に防止する観点から、毛の長さＬ（ｍｍ）、径Ｄ（μｍ）、密度Ｍ（ＫＦ）（Ｋフィラメント）が、
Ｍ・Ｄ４／Ｌ３≦７×１０６
を満たすブラシを用いることが好ましい。
【００５７】
ブロック７０が使用・消費されるときの駆動機構の一例を図８を用いて説明する。図８は図２に示す潤滑材供給装置７の上面見取り図を表す。
ブロック７０は、板金８１に貼付され、板金８１は端部でガイド８２が装着されている。ガイドには穴が開いており、レール８３に挿入される。板金８１の反対の面に押圧手段７１が装備されていて、ブロック７０を像担持体１の方向（塗布部材７２の方向）に押圧する。そのような押圧は継続して行われるため、ブロック７０が塗布部材７２との接触面で消費されても、消費に伴ってブロック７０が像担持体１の方向に移動し、ブロック７０と塗布部材７２との接触が確保される。そこで、本発明ではブロック７０が押圧方向Ｄｐで硬度が高くなる硬度傾斜を有し、使用初期において像担持体側の面の硬度は比較的高く、消費に伴って当該硬度は低くなるので、消費により押圧手段７１の押圧力が低下しても、有効に供給され、潤滑材供給量の減少を抑制できる。
【００５８】
以上の説明では、例えば、図１の画像形成装置等において、潤滑材を供給される像担持体として感光体を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、いわゆる中間転写ベルト、中間転写ドラム等の中間転写体に対して潤滑材を供給する場合においても本発明の固形潤滑材ブロックは適用可能である。
【実施例】
【００５９】
＜実験例１＞
（実施例１）
図４に示す成形型を用いてブロック１Ａ（９ｍｍ×９ｍｍ×３３０ｍｍ）を製造した。
ステアリン酸亜鉛粉末（融点１２５℃）を１７０℃で、溶融し、１７０℃に予熱した成形型に注ぎ込んだ。型には、冷媒による温度調整装置２０および２１が交互に具備されている。温度調整装置によって、型面３０を９０℃に、型面３１を１２０℃に制御し、その状態で３０分保持した（冷却工程１）。その後、型面の温度傾斜を持たせながら、６０分かけて型全体を５０℃以下に冷やした。詳しくは、型面３０を７０℃に、型面３１を１００℃に制御し、その状態で３０分保持し（冷却工程２）、さらに型面３０を５０℃に、型面３１を８０℃に制御し、その状態で３０分保持した（冷却工程３）。その後、室温で放置冷却し、型全体を５０℃以下にした。
得られたブロック１Ａを取り出し、鉛筆硬度を測定したところ、型面３０と接触していた面は２Ｂ、型面３１と接触していた面はＦの硬度を有していた。
【００６０】
（比較例１）
冷却工程１〜３において型面３０の温度を型面３１と同じ温度に制御すること以外、実施例１と同様の方法により、ブロック１Ｂを製造した。
得られたブロック１Ｂを取り出し、鉛筆硬度を測定したところ、型面３０と接触していた面および型面３１と接触していた面のいずれの面もＨＢの硬度を有していた。
【００６１】
（実施例２）
図５に示す成形型を用いてブロック２Ａ（９ｍｍ×９ｍｍ×３３０ｍｍ）を製造した。
・ブロック部２Ａ−１
ステアリン酸バリウム粉末（融点２２５℃）５重量部、およびステアリン酸亜鉛粉末（融点１２５℃）９５重量部からなる混合物を１７０℃で加熱溶融し、予め１７０℃に予熱した成形型に注ぎ込み自然冷却し、固化させた。
得られたブロック２Ａ−１（３ｍｍ×９ｍｍ×３３０ｍｍ）を取り出し、鉛筆硬度を測定したところ、いずれの面もＢの硬度を有していた。
【００６２】
・ブロック部２Ａ−２
ステアリン酸バリウム粉末（融点２２５℃）１０重量部、およびステアリン酸亜鉛粉末（融点１２５℃）９０重量部からなる混合物を用いたこと以外、ブロック部２Ａ−１と同様の製造方法により、ブロック部２Ａ−２を製造した。
得られたブロック２Ａ−２（３ｍｍ×９ｍｍ×３３０ｍｍ）を取り出し、鉛筆硬度を測定したところ、いずれの面も２Ｂの硬度を有していた。
【００６３】
・ブロック部２Ａ−３
ステアリン酸バリウム粉末（融点２２５℃）１５重量部、およびステアリン酸亜鉛粉末（融点１２５℃）８５重量部からなる混合物を用いたこと以外、ブロック部２Ａ−１と同様の製造方法により、ブロック部２Ａ−３を製造した。
得られたブロック２Ａ−３（３ｍｍ×９ｍｍ×３３０ｍｍ）を取り出し、鉛筆硬度を測定したところ、いずれの面も３Ｂの硬度を有していた。
【００６４】
得られたブロック部を、ブロック部２Ａ−１，２Ａ−２および２Ａ−３の順序で積層・一体化させ、ブロック２Ａを製造した。一体化は積層面の溶融と冷却によって行った。
【００６５】
（評価）
感光体用固形潤滑材ブロックを、上記実施例または比較例で得られたブロックに変更し、かつ潤滑材塗布部材としてのブラシを以下に示すブラシに変更した複写機（ＭＦＰ８０５０；コニカミノルタ社製）により、ハーフ画像を１０万枚印字した（感光体の走行距離ベース５５００ｋｍ）。実施例１および実施例２のブロックは押圧手段による押圧方向で硬度が高くなるように複写機に搭載した。
ブラシの仕様
材質；ナイロン
繊維太さ；２６．６μｍ／繊維密度；８３０ＫＦ／毛長さ；４ｍｍ／軸；φ６
【００６６】
感光体の膜削れ量（摩耗量）を測定したところ、以下の通りであった。中央部は感光体軸方向の中央であり、両端部は感光体軸方向の端部から７０ｍｍのところである。
実施例１；中央部４μｍ、両端部４μｍ；
比較例１；中央部１０μｍ、両端部１０μｍ；
実施例２；中央部４μｍ、両端部４μｍ。
【００６７】
初期（１００枚印字後）の画像と耐刷末期（１０万枚印字後）の画像を、クリーニング性（トナーのすり抜け）に関して目視観察した。
実施例１および実施例２では、初期画像と耐刷末期の画像のいずれの画像においてもトナーのすり抜けは観察されなかった。
比較例１では、初期画像においてトナーのすり抜けは観察されなかったが、耐刷末期の画像は微小なトナーのすり抜けのために全面で乱れていた。
【００６８】
＜実験例２＞
（実施例３）
ブロック３Ａ（９ｍｍ×９ｍｍ×３３０ｍｍ）を製造した。ブロック３Ａは中央部（９ｍｍ×９ｍｍ×１１０ｍｍ）が最高硬度Ｆ−最低硬度２Ｂの硬度傾斜を有し、両端部（９ｍｍ×９ｍｍ×１１０ｍｍ）が最高硬度Ｂ−最低硬度３Ｂの硬度傾斜を有するものである。
【００６９】
・両端部
実施例２で製造したブロックを所定の大きさに切り出して用いた。
・中央部
実施例１で製造したブロックを所定の大きさに切り出して用いた。
【００７０】
１つの中央部と２つの両端部を、両端部−中央部−両端部の順序で、それぞれの最高硬度を有する面が同一の面に並ぶように並べ、中央部と両端部との一体化を行いブロック３Ａを製造した。一体化は接触面の溶融と冷却によって行った。
【００７１】
（評価）
潤滑材塗布部材としてのブラシを以下に示すブラシに変更したこと、および実施例３および比較例１で得られたブロックを用いたこと以外、実験例１の評価方法と同様の方法でハーフ画像を１０万枚印字し、評価した。実施例３のブロックは押圧手段による押圧方向で硬度が高くなるように複写機に搭載した。
ブラシの仕様
材質；ナイロン
繊維太さ；１５．３μｍ／繊維密度；１２０ＫＦ／毛長さ；１ｍｍ／軸；φ５
【００７２】
感光体の軸方向における中央部と両端部の膜削れ量（摩耗量）を測定したところ、以下の通りであった。
実施例３；中央部４μｍ、両端部４μｍ；
比較例１；中央部１０μｍ、両端部１５μｍ。
【００７３】
初期（１００枚印字後）の画像と耐刷末期（１０万枚印字後）の画像を、クリーニング性（トナーのすり抜け）に関して目視観察した。
実施例３では、初期画像と耐刷末期の画像のいずれの画像においてもトナーのすり抜けは観察されなかった。
比較例１では、初期画像と耐刷末期の画像のいずれの画像も微小なトナーのすり抜けのために全面で乱れていた。耐刷末期の画像においては、特に感光体軸方向の両端部が顕著に乱れていた。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の固形潤滑材ブロックは、モノクロ／カラーの複写機、プリンター、ＦＡＸやこれらの複合機などの画像形成装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置における潤滑材供給装置の拡大模式図である。
【図３】本発明の固形潤滑材ブロックを製造するときの分子配列を説明するための模式図である。
【図４】（Ａ）は本発明の固形潤滑材ブロックを製造可能な成形型の一例の上面見取り図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の固形潤滑材ブロックの製造方法の一例を説明するための模式図である。
【図６】本発明の固形潤滑材ブロックの一例の概略断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態の固形潤滑材ブロックと塗布部材の概略上面見取り図である。
【図８】本発明の固形潤滑材ブロックが使用・消費されるときの駆動機構の一例を説明するための概略上面見取り図である。
【符号の説明】
【００７６】
１：感光体、２：帯電装置、３：露光装置、４：現像装置、５：転写装置、６：定着装置、７：潤滑材供給装置、８：クリーニング装置、２０：２１：温度調整装置、３０：３１：型面、５０：成形型、５１：溶融脂肪酸系化合物、５２：結晶核、７０：固形潤滑材ブロック、７１：押圧手段、７２：潤滑材塗布部材、７３：不動壁、７５：軟質潤滑材層、７６：軸受け、８１：板金、８２：ガイド、８３：レール。
【図１】
2007193183.tif 000002
【図２】
2007193183.tif 000003
【図３】
2007193183.tif 000004
【図４】
2007193183.tif 000005
【図５】
2007193183.tif 000006
【図６】
2007193183.tif 000007
【図７】
2007193183.tif 000008
【図８】
2007193183.tif 000009