画像形成方法
【課題】 ブレード摩耗が生じにくく、かつ、安定したクリーニング性を得ること、感光体表面に付着するトナー組成物などによって生じる画像不良を防止すること、潤滑剤の供給量を適切に制御し感光体の表面に塗布する潤滑剤の均一塗布を課題とする。
【解決手段】電子写真式画像形成方法におけるクリーニング工程において用いる板状の弾性体であるクリーニングブレードは１０℃〜３０℃における損失正接tanδが0.2以下であり、かつ感光体上に液体潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成方法。
【解決手段】電子写真式画像形成方法におけるクリーニング工程において用いる板状の弾性体であるクリーニングブレードは１０℃〜３０℃における損失正接tanδが0.2以下であり、かつ感光体上に液体潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成方法に関し、複写機やプリンタに応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、像担持体として感光体を備え、感光体の表面に放電によって電荷を与え帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化し、形成された感光体表面の可視像を転写紙表面に転写した後、定着して排出する。可視像を転写後の感光体表面には未転写のトナー等が残留するため、これらが次の画像形成に悪影響を与えないように、感光体表面はクリーニング装置によりクリーニングされて次の画像形成プロセスに備えられる。クリーニング装置としては、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードを感光体表面に摺擦させて、未転写トナー等の付着物を除去するものが一般的に知られている。
【０００３】
また、近年、画像の高画質、高精細化の需要が高まる中、現像工程においては、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させようというものである。
しかしながら、上記の小粒径化、球形化されたトナーは、クリーニング工程において、クリーニングブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良を起こしやすいという問題点がある。また、感光体表面も摩耗するため、寿命が短くなる。
小粒経化、球形化されたトナーであってもすり抜けを生じないようにするためには、クリーニングブレードは種々のものが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では比較的高い反発弾性を有するクリーニングブレードを特定の条件で使用することにより良いクリーニング性を得ている。
しかし、高反発弾性を有するクリーニングブレードは摩耗しやすい傾向がある。摩耗は感光体とブレードの摩擦によって加速される。
そこで、感光体とクリーニングブレードとの間に働く摩擦抵抗を低減して、クリーニングブレード、感光体の摩耗等の不具合を解消するために、感光体表面に潤滑剤を塗布するなどの手法がとられている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布すると、感光体表面の摩擦係数が低下するため、トナーに外添される流動化剤や帯電制御剤等がクリーニングブレードとの当接圧で感光体表面に膜状に固着する、いわゆるフィルミングの発生を防止することができる。感光体上に現像されたトナーも感光体表面との付着力が低減することで、転写性が向上する。
【０００５】
感光体表面に潤滑剤を塗布する手段としては、例えば、脂肪酸金属塩等の潤滑剤を棒状に成型した固形潤滑剤を設置し、この固形潤滑剤と感光体の両方に当接するようにブラシローラを備えるものがある。この塗布手段によれば、ブラシローラが回転駆動することにより、固形潤滑剤がブラシローラの摺擦により削られて粉体となってブラシローラのブラシ繊維に付着し、そのブラシローラに付着した粉体状の潤滑剤が感光体の表面に塗布されるようになっている。
しかし、感光体表面に塗布される潤滑剤の量が安定しないと、塗布ムラが生じ、十分に潤滑剤が塗布されていない部分にクリーニング不良が発生したり、クリーニングブレード等のクリーニング部材の摩耗が進行したりする。
また、粉体状の滑剤が大きな粒子のまま感光体上を移動した場合に現像剤に取り込まれると、キャリアやトナーに付着してトナーの帯電不良の原因となる。
【０００６】
したがって、感光体表面に安定的に適切な量の潤滑剤を塗布することが重要である。上記のような潤滑剤塗布装置においては、潤滑剤を塗布するブラシローラの繊維の密度を規定したり、固形潤滑剤をブラシローラ側に加圧する加圧部材を有し、その加圧力を規定したり、ブラシローラの感光体表面への食い込み量等を規定した提案（例えば、特許文献２、３、４参照）がなされている。
【特許文献１】特開２００４−７７５９１号公報
【特許文献２】特開平１０−２６０６１４号公報
【特許文献３】特開２００３−５７９９６号公報
【特許文献４】特開２００６−８４８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は電子写真プロセスにおいて、ブレード摩耗が生じにくく、かつ、安定したクリーニング性を得ることを第一の課題とする。
また、感光体表面に付着するトナー組成物などによって生じる画像不良を防止することを第二の課題とする。さらに、潤滑剤の供給量を適切に制御し感光体の表面に塗布する潤滑剤の均一塗布を第三の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明は下記の構成よりなる。
（１）感光体上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得る電子写真式画像形成方法であって、前記感光体上の転写残トナーを前記感光体上から取り除くクリーニング工程を有しており、
前記クリーニング工程においては、感光体上の転写残トナーを除去する方式が板状の弾性体であるクリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式であり、該クリーニングブレードの１０℃〜３０℃における損失正接tanδが0.2以下であり、かつ感光体上に液体潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成方法。
（２）液体潤滑剤に増粘剤を添加する事を特徴とする前記（１）記載の画像形成方法。
（３）液体潤滑剤がチキソトロピック性を有する事を特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像形成方法。
【０００９】
（４）液体潤滑剤にチキソトロピック性付与剤を添加する事を特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成方法。
（５）液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルからなる事を特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成方法。
（６）液体潤滑剤に酸化防止剤を添加する事を特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成方法。
（７）液体潤滑剤の供給手段がブラシを用いる事を特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成方法。
（８）液体潤滑剤の供給手段が微細孔を有するフィルムを使用する供給手段であり、微細孔の口径が１μｍ以下である事を特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の画像形成方法。
【００１０】
以下、本発明を具体的に説明する。
＜クリーニングブレード＞
本発明では、クリーニングブレードとして、１０℃〜３０℃における損失正接ｔａｎδが０．２以下のものを使用する。これにより、円形度が高く、粒度の小さいトナーであっても感光体上からクリーニングが容易になる。
より好ましくは、ｔａｎδが０．１８以下であるが、あまり小さすぎると高温環境で使用された場合に高い異音が発生するいわゆる鳴きが生じやすくなる。温度変化によってｔａｎδが０．０２以下にならないほうが好ましい。
ｔａｎδの測定は、例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製ＤＭＳ−６１００などの粘弾性測定装置により得ることが出来る。
【００１１】
本発明では、クリーニングブレードの感光体に対する当接圧は８ｇ／ｃｍ〜３０ｇ／ｃｍが良い。より好ましくは、１３〜２０ｇ／ｃｍである。当接圧が低いとトナーが感光体とクリーニングブレードの間をすり抜けやすくなり、当接圧が高いとブレードの摩耗、トナーの感光体上へのフィルミングなどが生じやすくなる。
【００１２】
クリーニングブレードは従来公知の組成、工法で製造することが出来る。一般的に高弾性の得られやすいウレタンゴムなどを用いることが出来る。
ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分としてポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステルを用い、ポリイソシアネート成分として４，４'−ジフエニルメタンジイソシアネートを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤及び必要に応じて触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成することによつて製造されている。
【００１３】
高分子量ポリオールとしては、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールのようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。
他に低分子量ポリオールとしては、例えば、1,４−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、３，３'−ジクロロ−４，４'−ジアミノジフエニルメタン、４，４'−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコールや、1,1,１−トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２,４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、１，１,１−トリス（ヒドロキシエトキシメチル）プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。
【００１４】
硬化触媒の具体例として、例えば、２−メチルイミダゾールや1,２−ジメチルイミダゾールを挙げることができるが、特に、1,２−ジメチルイミダゾールが好ましく用いられる。このような触媒は、通常、主剤１００重量部に対して、0.０１〜0.５重量部、好ましくは0.０５〜0.３重量部の範囲で用いられる。
【００１５】
＜液体潤滑剤＞
本発明では、潤滑剤として、使用温度で液体である潤滑剤を使用することを特徴とする。粉体よりも液体は感光体表面に延展しやすい。粉体の場合は、ブラシやブレードを使用して粒度を小さくした後に押しつぶして感光体上に伸ばしていかなければならない。理想的には潤滑剤が非常に薄い均一な膜を形成させたいが、粉体よりも液体のほうが少ないエネルギーと時間で膜形成を行うことが出来る。
潤滑剤が均一に感光体表面を覆うことにより感光体表面の摩擦係数やトナーに対する付着力などの感光体表面性が均一になる。また、粉体の潤滑剤よりも感光体上への延展にかかる時間が少ないため、潤滑剤が塗布されていない場所が少なくなる。
【００１６】
トナーの付着力が均一に低減されることでクリーニング性が改善される。また、クリーニングブレードなどの感光体に接している部材にかかる摩擦力が安定するためにブレードエッジの安定性が向上し、ブレードエッジのかけや摩耗が抑制される。特に、前記クリーニングブレードを使用した場合にはトナー組成物が感光体上に付着するフィルミング減少が生じにくくなる。また、トナーに添加される無機微粒子が感光体を傷つけたり固着して汚染することを防止できる。
【００１７】
液体潤滑剤としては、シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステル、パラフィン、などを用いることが出来る。
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルなどがあげられる。
【００１８】
フッ素系オイルとしては、フルオロエーテル系オイル、フルオロエステル系オイルなどがあげられる。
炭化水素としては、ポリデセン、水添ポリデセン、オレフィン系ポリマーなどがあげられる。
脂肪酸エステルとしては、モノオレイン酸ジグリセリル、モノイソステアリン酸ジグリセリル、トリイソステアリン酸グリセリル、モノオレイン酸テトラグリセリル、モノラウリン酸ヘキサグリセリル、モノラウリン酸デカグリセリル、テトラオレイン酸ＰＯＥ(６)ソルビット、ジカプリン酸プロピレングリコール、トリー２-エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、テトラ２−エチルヘキサン酸ペンタエリスリトールなどがあげられる。
価格、機能のバランスから脂肪酸エステル系が好ましい。
【００１９】
液体潤滑剤には増粘剤が添加されていても良い。潤滑剤の過剰な供給を防止すると共に、感光体に対する付着力が増すことにより、潤滑剤層が安定する。
増粘剤の添加量は潤滑剤の０．０５％から１０％程度が良い。より好ましくは１〜４％である。 増粘剤の量が多すぎるとトナーと感光体の付着力も増加し、クリーニング不良やユニット内にトナーの凝集が生じやすくなる。
増粘剤としては、アクリル酸・メタクリル酸共重合体およびその架橋コポリマーや、セルロースガム、スクレログルカンガム、ゲランガム、ラムサンガム、アルギネート、カラヤガム、カロブ粉、変性もしくは未変性のグアーガム、及びこれらの誘導体などを用いることが出来る。
【００２０】
液体潤滑剤はチキソトロピック性を有していても良い。この場合。長期放置の際の潤滑剤の洩れが軽減できる。潤滑剤自体がチキソトロピック性を有していても良いし、添加剤によりチキソトロピック性を付与しても良い。添加剤としては、モンモリロナイトなどの鉱物が知られている。感光体の特性に差し支えない範囲で添加すればよい。添加量としては、あまり多くなく、０．１〜０．５％程度でよい。あまり多いと潤滑剤が流動性を示す時期とプリンターの動作時期がずれてしまう場合がある。
【００２１】
液体潤滑剤に酸化防止剤を添加しても良い。電子写真方式では、潤滑剤は空気にさらされ、帯電器によって発生するイオンなどにもさらされるため、酸化し、特性が変化することがあるので、酸化防止剤は潤滑剤の変化を防止するために有効である。 酸化防止剤の添加量は少量でよく、0.5〜３％で良い。
酸化防止剤としては、Ｌ−アスコルビン酸、エリソルビン酸、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソールなどがある。
【００２２】
液体の供給手段は既存のブラシ、ローラ、ブレード、布、などを使用することが出来る。例えば、不織布などの多孔質体に潤滑剤を含浸させ、感光体表面に接して回転しているブラシ表面に多孔質体を接触させる。ブラシが回転することにより、ブラシ先端が潤滑剤を多孔質体から感光体表面へ少量ずつ供給する。
供給にブラシを使用することが好ましい。通常、感光体表面には転写残トナーや紙粉、トナー添加剤などが多く付着しておりローラなどでは付着物が障害となって供給が行われにくくなる場合がある。ブラシの場合には、ブラシ自体がクリーニング動作を行うことも出来る。
【００２３】
多孔質体の表面性状とブラシの接触状態を調整することで潤滑剤の供給量は制御できる。例えば、多孔質体の平均口径を小さくし、ブラシの接触する長さを短くすることで潤滑剤の供給量を低減できる。ブラシの密度、本数を増やすことで供給量を増加できる。
本発明者らの検討によれば、前記多孔質体の少なくとも最表面の微細孔の口径は１μｍ以下であることが好ましい。潤滑剤の供給量を制御するためには大きすぎないほうが良い。微細孔の口径が大きすぎる場合には、潤滑剤の供給が過剰になって感光体状のトナーに対する粘着性が強くなり、クリーニング性の低下を生じたり、現像剤に混入してトナーの帯電不良を生じる場合がある。また、長期間停止している場合に、潤滑剤がブラシに沿って浸透し、次回起動時に過剰に供給される場合がある。
ブラシと多孔質層の接触状態はブラシの硬さや本数、微細孔の大きさ、数、潤滑剤の粘度などによって調整し、最適な条件を設定すればよい。
【００２４】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する画像形成装置の概略構成を示す図、図２は、感光体ユニットの概略構成を示す図である。
本画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備える。尚、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
【００２５】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、帯電手段、現像手段、クリーニング手段とを備えている。また、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット３が、下方には転写紙を担持して各画像形成ユニットの転写部を通過するように搬送する転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６が配置されている。転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
【００２６】
転写ユニット６の側方にはベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等が備えられている。画像形成装置下部には、転写紙１００が載置された給紙カセット４ａ、４ｂを備えている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイＭＦが備えられている。
この他、トナー補給容器ＴＣが備えられ、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えられている。
【００２７】
現像手段としての現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、いずれも同様の構成からなり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋであり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。
現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは感光体ドラム１１に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。
【００２８】
感光体ユニット２は、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、いずれも同様の構成からなり、図２に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、帯電装置１４、クリーニング装置１５、潤滑剤塗布手段１７とから構成されている。
帯電装置１４は、帯電部材として、導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ１４ａを備える。帯電ローラ１４ａは、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。そして、その両端部をそれぞれ感光体ドラム１１側に付勢する付勢部材である加圧スプリングとを備えている。帯電ローラ１４ａは、感光体ドラム１１に接触させて設けてもよいが、感光体ドラム１１に対して微小な間隙をもって配設してもよい。この微小な間隙は、図示しないが、帯電ローラ１４ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体ドラム１１表面に当接させることで、設定することができる。
【００２９】
また、帯電ローラ１４ａが感光体ドラム１１と対向する面と反対側の面に当接するように、帯電クリーニングローラ１４ｂが設けられる。帯電クリーニングローラ１４ｂは、例えば、芯金に樹脂発泡体を円筒状に巻き付けるなどして形成される。
【００３０】
クリーニング装置１５は、感光体ドラム１１表面に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレード１５ａ、クリーニングブラシ１５ｂを備える。クリーニングブラシ１５ｂには、ブラシ繊維に付着したトナーを除去するためのスクレーパ１５ｃが当接している。クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーは、クリーニングブラシ１５ｂでトナー搬送オーガ１５ｄ側に移動させ、そのトナー搬送オーガ１５ｄを回転させることにより回収した廃トナーを、図示しない廃トナー収納部に搬送するようにしている。
【００３１】
潤滑剤塗布手段１７は、潤滑剤保持体１７ｂと、潤滑剤保持体１７ｂに接触して潤滑剤を付着させ、感光体ドラム１１の表面に供給するブラシ状ローラ１７ａと、ブラシ状ローラ１７ａに付着したトナーを除去するブラシ状ローラスクレーパ１７ｃにより主に構成されている。
潤滑剤保持体１７ｂは、図３に示す形状である。不織布21を細く巻いた筒に液体潤滑剤を含浸させ、その不織布の周囲を微細孔を有するフィルム22で包んでいる。形状を安定させるために、保持部材23でフィルムを支持している。
【００３２】
ブラシ状ローラ１７ａは感光体ドラム１１の軸方向に延びる形状を有している。ここで、ブラシ状ローラ１７ａはクリーニングブラシを兼ねており、クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーをトナー搬送オーガ１５ｄ側に移動させる役目も担っている。
尚、潤滑剤塗布手段１７は、上記構成に限らず、潤滑剤保持体１７ｂを直接感光体ドラム１１表面に当接させて塗布する構成や、スポンジローラなどを用いて液体潤滑剤を感光体ドラム１１表面に供給する構成等であってもよいが、感光体ドラム１１表面への潤滑剤の塗布量をより効率的に調整できる手段として、上記に示す潤滑剤保持体１７ｂとブラシ状ローラ１７ａとからなる構成であることがよい。
【００３３】
以上の構成からなる画像形成装置の画像形成動作は以下の通りである。
先ず、帯電ローラ１４ａに図示しない電源より所定の電圧が印加されて、対向する感光体ドラム１１表面を帯電する。所定の電位に帯電した感光体ドラム１１表面には、引き続いて光書込ユニット３により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム１１表面が現像装置１０に到達すると、感光体ドラム１１と対向配置される現像ローラにより、感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
上記の動作が感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ全てに同様にして所定のタイミングで行われ、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。
【００３４】
転写紙１００は、給紙カセット４ａ、４ｂ、もしくは手差しトレイＭＦのいずれかから搬送され、レジストローラ５に到達したところで一端停止する。そして、感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの上記の画像形成動作にタイミングを合わせて、転写紙１００がレジストローラにより送り出され、転写搬送ベルト６０によって搬送されながら、各感光体ドラム１１上のトナー像を順次転写されていく。この転写紙へのトナー像の転写は、転写搬送ベルト６０を挟んで各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと対向配置されている一次転写ローラ６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋから、図示しない電源より感光体ドラム１１上のトナーの極性と逆の極性の電圧が印加されることで行われる。
そして、感光体ドラム１１Ｋとの対向位置を通過し、４色のトナー像が重ね合わされた転写紙１００は、引き続いて定着ユニット７に搬送され、熱と圧力を受けて画像を定着される。
【００３５】
一方、トナー像の転写を終えた感光体ドラム１１表面は、潤滑剤塗布手段１７及びクリーニング装置１５との対向面に達すると、ブラシ状ローラ１７ａにより潤滑剤であるステアリン酸亜鉛が塗布され、また、感光体ドラム１１表面に残存するトナーはクリーニング
ブレード１５ａによりクリーニングされて、次の画像形成動作に備える。
このとき、ブラシ状ローラ１７ａによって塗布されたステアリン酸亜鉛は、感光体ドラム１１表面がクリーニングブレード１５ａの摺擦を受けるために、一様に引き延ばされ、薄膜となって感光体ドラム１１表面を覆う。このように感光体ドラム１１表面にステアリン酸亜鉛の薄膜を形成することで、感光体ドラム１１表面の摩擦係数を低下させることができ、現像されたトナーの転写性の向上や、転写されずに残存するトナーのクリーニング性の向上等に寄与する。
【００３６】
上記の画像形成装置においては、高画質、高精細画像の形成のため、現像装置１０で使用されるトナーが平均円形度０．９３以上のトナーが好ましい。
トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１に係る発明は、感光体上に液体潤滑剤を塗布し、かつｔａｎδ＜０．２０のブレードを使用することで、感光体表面に均一に塗布できる。感光体とトナー、紙、ローラ、ブレードなどの接触状態が安定するために、画像形成動作にむらがなくなる。トナーのフィルミング、添加剤の固着などが無くなる。
請求項２に係る発明は、液体潤滑剤に増粘剤を添加することで供給量が安定する。クリーニング動作が安定し、クリーニングユニット内のトナーの滞留、クリーニングブラシの目詰まりなどが生じない。
【００３８】
請求項３に係る発明は、液体潤滑剤がチキソトロピック性を有するため、放置時のクリープ、洩れが無くなる。
請求項４に係る発明は、液体潤滑剤にチキソトロピック性付与剤を添加するため、放置時のクリープ、洩れが無くなる。
請求項５に係る発明は、液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルからなることにより、低コストでかつ、優れた離型性を示す。
請求項６に係る発明は、液体潤滑剤に酸化防止剤を添加するため、潤滑剤の酸化防止及び不良画像の防止効果がある。
【００３９】
請求項７に係る発明は、液体潤滑剤の供給手段にブラシを用いることにより、液体潤滑剤の安定供給、クリーニングの補助をかねる。
請求項８に係る発明は、液体潤滑剤の供給手段が微細孔を有するフィルムを使用する供給手段であり、微細孔の口径が１００μm以下であることにより、液体潤滑剤の安定供給並びに放置時の洩れ防止に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に実施例を挙げる。
実施例
図１の装置を使用して画像形成を行った。
感光体およびトナーは（株）リコー製ＩｐｓｉｏＣＸ８８００のものを使用した。
製造例 １
評価ブレード用ウレタンシートの作製
評価ブレード用ウレタンゴムシートとして、以下の配合により２ｍｍ厚のウレタンシートを作製した。なお、シート成型の手順として、まずプレポリマーを９０℃に加熱溶融させておき、そこに硬化剤を加え、株式会社島崎製作所製往復回転式攪拌機アジターにより１分間攪拌したのち、ろ過鐘により脱泡を１分間行い、金型に注型した。１次焼成は１５０℃１時間、２次焼成は１２０℃１２時間とし、さらに２３℃５０％ＲＨで７日間の養生を行なった。
（配合１）
ポリエチレンアジペート系プレポリマー（イソシアネート：ＭＤＩ、ポリオール分子量２０００）
硬化剤：１，４ＢＤ／ＴＭＰ＝８５／１５ｗｔ％ α値：０．９
【００４１】
製造例 ２
（配合２）
ポリエチレンアジペート系プレポリマー（イソシアネート：ＭＤＩ、ポリオール分子量１０００）
硬化剤：１，４ＢＤ／ＴＭＰ＝８５／１５ｗｔ％ α値：０．９ 製造例 ３
（配合３）
ポリエチレンアジペート系プレポリマー（イソシアネート：ＭＤＩ、ポリオール分子量１０００）
硬化剤：１，４ＢＤ／ＴＭＥ＝９０／１０ｗｔ％ α値：０．９ 作製したクリーニングブレードのｔａｎδは表１に示す。ｔａｎδは振動数１０Ｈｚで行った。なお、表中、各例で用いたブレードは、実施例１〜６、比較例１、２，５が製造例１、比較例３が製造例２、比較例４が製造例３で作成したものである。
【表１】
【００４２】
液体潤滑剤の保持手段（ブラシローラ）の作製
旭化成繊維社製不織布エルタスを直径５ｍｍの円筒状に巻いて液体潤滑剤を含浸させた。成型した円筒状の不織布を住友スリーエム社製 マイクロポーラスフィルム（商品名）（微細孔の口径０．３μｍ）で包み、ポリスチレン製の支持体に接着、保持した。
潤滑剤保持手段のフィルムの表面に対して、ブラシ状ローラ１７ａの先端が約０．５ｍｍ食い込むように潤滑剤保持手段を固定した。
液体潤滑剤の組成を表２に示す組み合わせで調整し、上記潤滑剤保持手段に使用した。
【００４３】
【表２】
表中、ジメチルシリコーンオイルは信越化学工業製 ＫＦ−９６−３０００ｃｐ、水添ポリデセンは日光ケミカルズ製 ＰｕｒｅＳｙｎ３００、 モノイソステアリン酸グリセリルは日光ケミカルズ製ＮＩＫＫＯＬ ＭＧＩＳ、ポリアクリル酸は日本触媒製アクアリックL、ベントナイトはクニミネ工業製のもの、L-アスコルビン酸は小林薬品工業製の物を使用した。
【００４４】
比較例１
実施例１において、ブラシ状ローラを多孔質シリコンゴムローラに変えて同様の評価を行った。
比較例２
比較のため、固体のステアリン酸亜鉛を棒状に成型し、潤滑剤保持手段１７ａに代えてブラシ状ローラに押し当てた。押し当てる際の圧力はバネにより調節し、５００ｍＮとした。
比較例３
実施例１において、クリーニングブレードを製造例２のブレードを用いた以外は同じにして評価を行った。
比較例４
実施例１において、クリーニングブレードを製造例２のブレードを用いた以外は同じにして評価を行った。
比較例５
実施例１において、住友スリーエム社製 マイクロポーラスフィルムの代わりに日東電工社製テミッシュ（商品名）（微細孔の口径2.0μｍ）を使用したほかは同様にして評価を行った。
【００４５】
評価
クリーニング性評価
１） 画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーをスコッチテープ（住友スリーエム製）で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計ＲＤ５１４型により測定して、ブランクとの差が０．００５未満のものを「◎」、０．００５〜０．０１０のものを「○」、０．０１１〜０．０２のものを「◎」０．０２を超えるものを「×」として評価した。
２） フィルミングの確認
上記画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後に画像面積率１００％のチャートを出力し、画像白抜けの発生有無により感光体ドラム上のフィルミングの発生を調べた。
【００４６】
３）液洩れの確認
上記画像出力後に１０日間放置して、感光体表面への液洩れ、潤滑剤の過剰供給を観察した。
４）放置後のクリーニング性評価
上記画像出力後に１０日間放置した後、５％チャート１００枚を出力し、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーを評価した。
５）感光体傷の確認
上記画像出力後に５００倍の顕微鏡にて、感光体表面の傷、添加剤の付着を観察した。 傷の状態はランク1から５の５段階で評価し、ランク５をほとんど傷が無い状態とし,ランク１を傷が非常に多い状態とした。
【００４７】
結果を表３に示す。
【表３】
表３に示すように本発明は良いクリーニング性を示し、長期間の放置でも液洩れを防止することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に適した画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】感光体ユニットの概略構成を示す図。
【図３】潤滑剤保持体の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 画像形成ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ドラム
３ 光書き込みユニット
６ 転写ユニット
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 現像装置
１４ 帯電装置
１４ａ 帯電ローラ
１５ａ クリーニングブレード
１５ｂ クリーニングブラシ
１７ 従滑剤保持手段
１７ａ ブラシ状ローラ
１７ｂ 潤滑剤保持体
６０ 転写搬送ベルト
８５ クリーニング装置
１００ 転写紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成方法に関し、複写機やプリンタに応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、像担持体として感光体を備え、感光体の表面に放電によって電荷を与え帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化し、形成された感光体表面の可視像を転写紙表面に転写した後、定着して排出する。可視像を転写後の感光体表面には未転写のトナー等が残留するため、これらが次の画像形成に悪影響を与えないように、感光体表面はクリーニング装置によりクリーニングされて次の画像形成プロセスに備えられる。クリーニング装置としては、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードを感光体表面に摺擦させて、未転写トナー等の付着物を除去するものが一般的に知られている。
【０００３】
また、近年、画像の高画質、高精細化の需要が高まる中、現像工程においては、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させようというものである。
しかしながら、上記の小粒径化、球形化されたトナーは、クリーニング工程において、クリーニングブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良を起こしやすいという問題点がある。また、感光体表面も摩耗するため、寿命が短くなる。
小粒経化、球形化されたトナーであってもすり抜けを生じないようにするためには、クリーニングブレードは種々のものが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では比較的高い反発弾性を有するクリーニングブレードを特定の条件で使用することにより良いクリーニング性を得ている。
しかし、高反発弾性を有するクリーニングブレードは摩耗しやすい傾向がある。摩耗は感光体とブレードの摩擦によって加速される。
そこで、感光体とクリーニングブレードとの間に働く摩擦抵抗を低減して、クリーニングブレード、感光体の摩耗等の不具合を解消するために、感光体表面に潤滑剤を塗布するなどの手法がとられている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布すると、感光体表面の摩擦係数が低下するため、トナーに外添される流動化剤や帯電制御剤等がクリーニングブレードとの当接圧で感光体表面に膜状に固着する、いわゆるフィルミングの発生を防止することができる。感光体上に現像されたトナーも感光体表面との付着力が低減することで、転写性が向上する。
【０００５】
感光体表面に潤滑剤を塗布する手段としては、例えば、脂肪酸金属塩等の潤滑剤を棒状に成型した固形潤滑剤を設置し、この固形潤滑剤と感光体の両方に当接するようにブラシローラを備えるものがある。この塗布手段によれば、ブラシローラが回転駆動することにより、固形潤滑剤がブラシローラの摺擦により削られて粉体となってブラシローラのブラシ繊維に付着し、そのブラシローラに付着した粉体状の潤滑剤が感光体の表面に塗布されるようになっている。
しかし、感光体表面に塗布される潤滑剤の量が安定しないと、塗布ムラが生じ、十分に潤滑剤が塗布されていない部分にクリーニング不良が発生したり、クリーニングブレード等のクリーニング部材の摩耗が進行したりする。
また、粉体状の滑剤が大きな粒子のまま感光体上を移動した場合に現像剤に取り込まれると、キャリアやトナーに付着してトナーの帯電不良の原因となる。
【０００６】
したがって、感光体表面に安定的に適切な量の潤滑剤を塗布することが重要である。上記のような潤滑剤塗布装置においては、潤滑剤を塗布するブラシローラの繊維の密度を規定したり、固形潤滑剤をブラシローラ側に加圧する加圧部材を有し、その加圧力を規定したり、ブラシローラの感光体表面への食い込み量等を規定した提案（例えば、特許文献２、３、４参照）がなされている。
【特許文献１】特開２００４−７７５９１号公報
【特許文献２】特開平１０−２６０６１４号公報
【特許文献３】特開２００３−５７９９６号公報
【特許文献４】特開２００６−８４８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は電子写真プロセスにおいて、ブレード摩耗が生じにくく、かつ、安定したクリーニング性を得ることを第一の課題とする。
また、感光体表面に付着するトナー組成物などによって生じる画像不良を防止することを第二の課題とする。さらに、潤滑剤の供給量を適切に制御し感光体の表面に塗布する潤滑剤の均一塗布を第三の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明は下記の構成よりなる。
（１）感光体上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得る電子写真式画像形成方法であって、前記感光体上の転写残トナーを前記感光体上から取り除くクリーニング工程を有しており、
前記クリーニング工程においては、感光体上の転写残トナーを除去する方式が板状の弾性体であるクリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式であり、該クリーニングブレードの１０℃〜３０℃における損失正接tanδが0.2以下であり、かつ感光体上に液体潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成方法。
（２）液体潤滑剤に増粘剤を添加する事を特徴とする前記（１）記載の画像形成方法。
（３）液体潤滑剤がチキソトロピック性を有する事を特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像形成方法。
【０００９】
（４）液体潤滑剤にチキソトロピック性付与剤を添加する事を特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成方法。
（５）液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルからなる事を特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成方法。
（６）液体潤滑剤に酸化防止剤を添加する事を特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成方法。
（７）液体潤滑剤の供給手段がブラシを用いる事を特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成方法。
（８）液体潤滑剤の供給手段が微細孔を有するフィルムを使用する供給手段であり、微細孔の口径が１μｍ以下である事を特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の画像形成方法。
【００１０】
以下、本発明を具体的に説明する。
＜クリーニングブレード＞
本発明では、クリーニングブレードとして、１０℃〜３０℃における損失正接ｔａｎδが０．２以下のものを使用する。これにより、円形度が高く、粒度の小さいトナーであっても感光体上からクリーニングが容易になる。
より好ましくは、ｔａｎδが０．１８以下であるが、あまり小さすぎると高温環境で使用された場合に高い異音が発生するいわゆる鳴きが生じやすくなる。温度変化によってｔａｎδが０．０２以下にならないほうが好ましい。
ｔａｎδの測定は、例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製ＤＭＳ−６１００などの粘弾性測定装置により得ることが出来る。
【００１１】
本発明では、クリーニングブレードの感光体に対する当接圧は８ｇ／ｃｍ〜３０ｇ／ｃｍが良い。より好ましくは、１３〜２０ｇ／ｃｍである。当接圧が低いとトナーが感光体とクリーニングブレードの間をすり抜けやすくなり、当接圧が高いとブレードの摩耗、トナーの感光体上へのフィルミングなどが生じやすくなる。
【００１２】
クリーニングブレードは従来公知の組成、工法で製造することが出来る。一般的に高弾性の得られやすいウレタンゴムなどを用いることが出来る。
ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分としてポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステルを用い、ポリイソシアネート成分として４，４'−ジフエニルメタンジイソシアネートを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤及び必要に応じて触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成することによつて製造されている。
【００１３】
高分子量ポリオールとしては、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールのようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。
他に低分子量ポリオールとしては、例えば、1,４−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、３，３'−ジクロロ−４，４'−ジアミノジフエニルメタン、４，４'−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコールや、1,1,１−トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２,４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、１，１,１−トリス（ヒドロキシエトキシメチル）プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。
【００１４】
硬化触媒の具体例として、例えば、２−メチルイミダゾールや1,２−ジメチルイミダゾールを挙げることができるが、特に、1,２−ジメチルイミダゾールが好ましく用いられる。このような触媒は、通常、主剤１００重量部に対して、0.０１〜0.５重量部、好ましくは0.０５〜0.３重量部の範囲で用いられる。
【００１５】
＜液体潤滑剤＞
本発明では、潤滑剤として、使用温度で液体である潤滑剤を使用することを特徴とする。粉体よりも液体は感光体表面に延展しやすい。粉体の場合は、ブラシやブレードを使用して粒度を小さくした後に押しつぶして感光体上に伸ばしていかなければならない。理想的には潤滑剤が非常に薄い均一な膜を形成させたいが、粉体よりも液体のほうが少ないエネルギーと時間で膜形成を行うことが出来る。
潤滑剤が均一に感光体表面を覆うことにより感光体表面の摩擦係数やトナーに対する付着力などの感光体表面性が均一になる。また、粉体の潤滑剤よりも感光体上への延展にかかる時間が少ないため、潤滑剤が塗布されていない場所が少なくなる。
【００１６】
トナーの付着力が均一に低減されることでクリーニング性が改善される。また、クリーニングブレードなどの感光体に接している部材にかかる摩擦力が安定するためにブレードエッジの安定性が向上し、ブレードエッジのかけや摩耗が抑制される。特に、前記クリーニングブレードを使用した場合にはトナー組成物が感光体上に付着するフィルミング減少が生じにくくなる。また、トナーに添加される無機微粒子が感光体を傷つけたり固着して汚染することを防止できる。
【００１７】
液体潤滑剤としては、シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステル、パラフィン、などを用いることが出来る。
シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルなどがあげられる。
【００１８】
フッ素系オイルとしては、フルオロエーテル系オイル、フルオロエステル系オイルなどがあげられる。
炭化水素としては、ポリデセン、水添ポリデセン、オレフィン系ポリマーなどがあげられる。
脂肪酸エステルとしては、モノオレイン酸ジグリセリル、モノイソステアリン酸ジグリセリル、トリイソステアリン酸グリセリル、モノオレイン酸テトラグリセリル、モノラウリン酸ヘキサグリセリル、モノラウリン酸デカグリセリル、テトラオレイン酸ＰＯＥ(６)ソルビット、ジカプリン酸プロピレングリコール、トリー２-エチルヘキサン酸トリメチロールプロパン、テトラ２−エチルヘキサン酸ペンタエリスリトールなどがあげられる。
価格、機能のバランスから脂肪酸エステル系が好ましい。
【００１９】
液体潤滑剤には増粘剤が添加されていても良い。潤滑剤の過剰な供給を防止すると共に、感光体に対する付着力が増すことにより、潤滑剤層が安定する。
増粘剤の添加量は潤滑剤の０．０５％から１０％程度が良い。より好ましくは１〜４％である。 増粘剤の量が多すぎるとトナーと感光体の付着力も増加し、クリーニング不良やユニット内にトナーの凝集が生じやすくなる。
増粘剤としては、アクリル酸・メタクリル酸共重合体およびその架橋コポリマーや、セルロースガム、スクレログルカンガム、ゲランガム、ラムサンガム、アルギネート、カラヤガム、カロブ粉、変性もしくは未変性のグアーガム、及びこれらの誘導体などを用いることが出来る。
【００２０】
液体潤滑剤はチキソトロピック性を有していても良い。この場合。長期放置の際の潤滑剤の洩れが軽減できる。潤滑剤自体がチキソトロピック性を有していても良いし、添加剤によりチキソトロピック性を付与しても良い。添加剤としては、モンモリロナイトなどの鉱物が知られている。感光体の特性に差し支えない範囲で添加すればよい。添加量としては、あまり多くなく、０．１〜０．５％程度でよい。あまり多いと潤滑剤が流動性を示す時期とプリンターの動作時期がずれてしまう場合がある。
【００２１】
液体潤滑剤に酸化防止剤を添加しても良い。電子写真方式では、潤滑剤は空気にさらされ、帯電器によって発生するイオンなどにもさらされるため、酸化し、特性が変化することがあるので、酸化防止剤は潤滑剤の変化を防止するために有効である。 酸化防止剤の添加量は少量でよく、0.5〜３％で良い。
酸化防止剤としては、Ｌ−アスコルビン酸、エリソルビン酸、トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソールなどがある。
【００２２】
液体の供給手段は既存のブラシ、ローラ、ブレード、布、などを使用することが出来る。例えば、不織布などの多孔質体に潤滑剤を含浸させ、感光体表面に接して回転しているブラシ表面に多孔質体を接触させる。ブラシが回転することにより、ブラシ先端が潤滑剤を多孔質体から感光体表面へ少量ずつ供給する。
供給にブラシを使用することが好ましい。通常、感光体表面には転写残トナーや紙粉、トナー添加剤などが多く付着しておりローラなどでは付着物が障害となって供給が行われにくくなる場合がある。ブラシの場合には、ブラシ自体がクリーニング動作を行うことも出来る。
【００２３】
多孔質体の表面性状とブラシの接触状態を調整することで潤滑剤の供給量は制御できる。例えば、多孔質体の平均口径を小さくし、ブラシの接触する長さを短くすることで潤滑剤の供給量を低減できる。ブラシの密度、本数を増やすことで供給量を増加できる。
本発明者らの検討によれば、前記多孔質体の少なくとも最表面の微細孔の口径は１μｍ以下であることが好ましい。潤滑剤の供給量を制御するためには大きすぎないほうが良い。微細孔の口径が大きすぎる場合には、潤滑剤の供給が過剰になって感光体状のトナーに対する粘着性が強くなり、クリーニング性の低下を生じたり、現像剤に混入してトナーの帯電不良を生じる場合がある。また、長期間停止している場合に、潤滑剤がブラシに沿って浸透し、次回起動時に過剰に供給される場合がある。
ブラシと多孔質層の接触状態はブラシの硬さや本数、微細孔の大きさ、数、潤滑剤の粘度などによって調整し、最適な条件を設定すればよい。
【００２４】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する画像形成装置の概略構成を示す図、図２は、感光体ユニットの概略構成を示す図である。
本画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備える。尚、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
【００２５】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、帯電手段、現像手段、クリーニング手段とを備えている。また、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット３が、下方には転写紙を担持して各画像形成ユニットの転写部を通過するように搬送する転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６が配置されている。転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
【００２６】
転写ユニット６の側方にはベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等が備えられている。画像形成装置下部には、転写紙１００が載置された給紙カセット４ａ、４ｂを備えている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイＭＦが備えられている。
この他、トナー補給容器ＴＣが備えられ、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えられている。
【００２７】
現像手段としての現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、いずれも同様の構成からなり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋであり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。
現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは感光体ドラム１１に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。
【００２８】
感光体ユニット２は、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、いずれも同様の構成からなり、図２に示すように、静電潜像が形成される感光体ドラム１１と、帯電装置１４、クリーニング装置１５、潤滑剤塗布手段１７とから構成されている。
帯電装置１４は、帯電部材として、導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ１４ａを備える。帯電ローラ１４ａは、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。そして、その両端部をそれぞれ感光体ドラム１１側に付勢する付勢部材である加圧スプリングとを備えている。帯電ローラ１４ａは、感光体ドラム１１に接触させて設けてもよいが、感光体ドラム１１に対して微小な間隙をもって配設してもよい。この微小な間隙は、図示しないが、帯電ローラ１４ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体ドラム１１表面に当接させることで、設定することができる。
【００２９】
また、帯電ローラ１４ａが感光体ドラム１１と対向する面と反対側の面に当接するように、帯電クリーニングローラ１４ｂが設けられる。帯電クリーニングローラ１４ｂは、例えば、芯金に樹脂発泡体を円筒状に巻き付けるなどして形成される。
【００３０】
クリーニング装置１５は、感光体ドラム１１表面に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレード１５ａ、クリーニングブラシ１５ｂを備える。クリーニングブラシ１５ｂには、ブラシ繊維に付着したトナーを除去するためのスクレーパ１５ｃが当接している。クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーは、クリーニングブラシ１５ｂでトナー搬送オーガ１５ｄ側に移動させ、そのトナー搬送オーガ１５ｄを回転させることにより回収した廃トナーを、図示しない廃トナー収納部に搬送するようにしている。
【００３１】
潤滑剤塗布手段１７は、潤滑剤保持体１７ｂと、潤滑剤保持体１７ｂに接触して潤滑剤を付着させ、感光体ドラム１１の表面に供給するブラシ状ローラ１７ａと、ブラシ状ローラ１７ａに付着したトナーを除去するブラシ状ローラスクレーパ１７ｃにより主に構成されている。
潤滑剤保持体１７ｂは、図３に示す形状である。不織布21を細く巻いた筒に液体潤滑剤を含浸させ、その不織布の周囲を微細孔を有するフィルム22で包んでいる。形状を安定させるために、保持部材23でフィルムを支持している。
【００３２】
ブラシ状ローラ１７ａは感光体ドラム１１の軸方向に延びる形状を有している。ここで、ブラシ状ローラ１７ａはクリーニングブラシを兼ねており、クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーをトナー搬送オーガ１５ｄ側に移動させる役目も担っている。
尚、潤滑剤塗布手段１７は、上記構成に限らず、潤滑剤保持体１７ｂを直接感光体ドラム１１表面に当接させて塗布する構成や、スポンジローラなどを用いて液体潤滑剤を感光体ドラム１１表面に供給する構成等であってもよいが、感光体ドラム１１表面への潤滑剤の塗布量をより効率的に調整できる手段として、上記に示す潤滑剤保持体１７ｂとブラシ状ローラ１７ａとからなる構成であることがよい。
【００３３】
以上の構成からなる画像形成装置の画像形成動作は以下の通りである。
先ず、帯電ローラ１４ａに図示しない電源より所定の電圧が印加されて、対向する感光体ドラム１１表面を帯電する。所定の電位に帯電した感光体ドラム１１表面には、引き続いて光書込ユニット３により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム１１表面が現像装置１０に到達すると、感光体ドラム１１と対向配置される現像ローラにより、感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
上記の動作が感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ全てに同様にして所定のタイミングで行われ、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。
【００３４】
転写紙１００は、給紙カセット４ａ、４ｂ、もしくは手差しトレイＭＦのいずれかから搬送され、レジストローラ５に到達したところで一端停止する。そして、感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの上記の画像形成動作にタイミングを合わせて、転写紙１００がレジストローラにより送り出され、転写搬送ベルト６０によって搬送されながら、各感光体ドラム１１上のトナー像を順次転写されていく。この転写紙へのトナー像の転写は、転写搬送ベルト６０を挟んで各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと対向配置されている一次転写ローラ６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋから、図示しない電源より感光体ドラム１１上のトナーの極性と逆の極性の電圧が印加されることで行われる。
そして、感光体ドラム１１Ｋとの対向位置を通過し、４色のトナー像が重ね合わされた転写紙１００は、引き続いて定着ユニット７に搬送され、熱と圧力を受けて画像を定着される。
【００３５】
一方、トナー像の転写を終えた感光体ドラム１１表面は、潤滑剤塗布手段１７及びクリーニング装置１５との対向面に達すると、ブラシ状ローラ１７ａにより潤滑剤であるステアリン酸亜鉛が塗布され、また、感光体ドラム１１表面に残存するトナーはクリーニング
ブレード１５ａによりクリーニングされて、次の画像形成動作に備える。
このとき、ブラシ状ローラ１７ａによって塗布されたステアリン酸亜鉛は、感光体ドラム１１表面がクリーニングブレード１５ａの摺擦を受けるために、一様に引き延ばされ、薄膜となって感光体ドラム１１表面を覆う。このように感光体ドラム１１表面にステアリン酸亜鉛の薄膜を形成することで、感光体ドラム１１表面の摩擦係数を低下させることができ、現像されたトナーの転写性の向上や、転写されずに残存するトナーのクリーニング性の向上等に寄与する。
【００３６】
上記の画像形成装置においては、高画質、高精細画像の形成のため、現像装置１０で使用されるトナーが平均円形度０．９３以上のトナーが好ましい。
トナーの平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１に係る発明は、感光体上に液体潤滑剤を塗布し、かつｔａｎδ＜０．２０のブレードを使用することで、感光体表面に均一に塗布できる。感光体とトナー、紙、ローラ、ブレードなどの接触状態が安定するために、画像形成動作にむらがなくなる。トナーのフィルミング、添加剤の固着などが無くなる。
請求項２に係る発明は、液体潤滑剤に増粘剤を添加することで供給量が安定する。クリーニング動作が安定し、クリーニングユニット内のトナーの滞留、クリーニングブラシの目詰まりなどが生じない。
【００３８】
請求項３に係る発明は、液体潤滑剤がチキソトロピック性を有するため、放置時のクリープ、洩れが無くなる。
請求項４に係る発明は、液体潤滑剤にチキソトロピック性付与剤を添加するため、放置時のクリープ、洩れが無くなる。
請求項５に係る発明は、液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルからなることにより、低コストでかつ、優れた離型性を示す。
請求項６に係る発明は、液体潤滑剤に酸化防止剤を添加するため、潤滑剤の酸化防止及び不良画像の防止効果がある。
【００３９】
請求項７に係る発明は、液体潤滑剤の供給手段にブラシを用いることにより、液体潤滑剤の安定供給、クリーニングの補助をかねる。
請求項８に係る発明は、液体潤滑剤の供給手段が微細孔を有するフィルムを使用する供給手段であり、微細孔の口径が１００μm以下であることにより、液体潤滑剤の安定供給並びに放置時の洩れ防止に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に実施例を挙げる。
実施例
図１の装置を使用して画像形成を行った。
感光体およびトナーは（株）リコー製ＩｐｓｉｏＣＸ８８００のものを使用した。
製造例 １
評価ブレード用ウレタンシートの作製
評価ブレード用ウレタンゴムシートとして、以下の配合により２ｍｍ厚のウレタンシートを作製した。なお、シート成型の手順として、まずプレポリマーを９０℃に加熱溶融させておき、そこに硬化剤を加え、株式会社島崎製作所製往復回転式攪拌機アジターにより１分間攪拌したのち、ろ過鐘により脱泡を１分間行い、金型に注型した。１次焼成は１５０℃１時間、２次焼成は１２０℃１２時間とし、さらに２３℃５０％ＲＨで７日間の養生を行なった。
（配合１）
ポリエチレンアジペート系プレポリマー（イソシアネート：ＭＤＩ、ポリオール分子量２０００）
硬化剤：１，４ＢＤ／ＴＭＰ＝８５／１５ｗｔ％ α値：０．９
【００４１】
製造例 ２
（配合２）
ポリエチレンアジペート系プレポリマー（イソシアネート：ＭＤＩ、ポリオール分子量１０００）
硬化剤：１，４ＢＤ／ＴＭＰ＝８５／１５ｗｔ％ α値：０．９ 製造例 ３
（配合３）
ポリエチレンアジペート系プレポリマー（イソシアネート：ＭＤＩ、ポリオール分子量１０００）
硬化剤：１，４ＢＤ／ＴＭＥ＝９０／１０ｗｔ％ α値：０．９ 作製したクリーニングブレードのｔａｎδは表１に示す。ｔａｎδは振動数１０Ｈｚで行った。なお、表中、各例で用いたブレードは、実施例１〜６、比較例１、２，５が製造例１、比較例３が製造例２、比較例４が製造例３で作成したものである。
【表１】
【００４２】
液体潤滑剤の保持手段（ブラシローラ）の作製
旭化成繊維社製不織布エルタスを直径５ｍｍの円筒状に巻いて液体潤滑剤を含浸させた。成型した円筒状の不織布を住友スリーエム社製 マイクロポーラスフィルム（商品名）（微細孔の口径０．３μｍ）で包み、ポリスチレン製の支持体に接着、保持した。
潤滑剤保持手段のフィルムの表面に対して、ブラシ状ローラ１７ａの先端が約０．５ｍｍ食い込むように潤滑剤保持手段を固定した。
液体潤滑剤の組成を表２に示す組み合わせで調整し、上記潤滑剤保持手段に使用した。
【００４３】
【表２】
表中、ジメチルシリコーンオイルは信越化学工業製 ＫＦ−９６−３０００ｃｐ、水添ポリデセンは日光ケミカルズ製 ＰｕｒｅＳｙｎ３００、 モノイソステアリン酸グリセリルは日光ケミカルズ製ＮＩＫＫＯＬ ＭＧＩＳ、ポリアクリル酸は日本触媒製アクアリックL、ベントナイトはクニミネ工業製のもの、L-アスコルビン酸は小林薬品工業製の物を使用した。
【００４４】
比較例１
実施例１において、ブラシ状ローラを多孔質シリコンゴムローラに変えて同様の評価を行った。
比較例２
比較のため、固体のステアリン酸亜鉛を棒状に成型し、潤滑剤保持手段１７ａに代えてブラシ状ローラに押し当てた。押し当てる際の圧力はバネにより調節し、５００ｍＮとした。
比較例３
実施例１において、クリーニングブレードを製造例２のブレードを用いた以外は同じにして評価を行った。
比較例４
実施例１において、クリーニングブレードを製造例２のブレードを用いた以外は同じにして評価を行った。
比較例５
実施例１において、住友スリーエム社製 マイクロポーラスフィルムの代わりに日東電工社製テミッシュ（商品名）（微細孔の口径2.0μｍ）を使用したほかは同様にして評価を行った。
【００４５】
評価
クリーニング性評価
１） 画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーをスコッチテープ（住友スリーエム製）で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計ＲＤ５１４型により測定して、ブランクとの差が０．００５未満のものを「◎」、０．００５〜０．０１０のものを「○」、０．０１１〜０．０２のものを「◎」０．０２を超えるものを「×」として評価した。
２） フィルミングの確認
上記画像面積率５％チャートを５０，０００枚出力後に画像面積率１００％のチャートを出力し、画像白抜けの発生有無により感光体ドラム上のフィルミングの発生を調べた。
【００４６】
３）液洩れの確認
上記画像出力後に１０日間放置して、感光体表面への液洩れ、潤滑剤の過剰供給を観察した。
４）放置後のクリーニング性評価
上記画像出力後に１０日間放置した後、５％チャート１００枚を出力し、クリーニング工程を通過した感光体ドラム上の転写残トナーを評価した。
５）感光体傷の確認
上記画像出力後に５００倍の顕微鏡にて、感光体表面の傷、添加剤の付着を観察した。 傷の状態はランク1から５の５段階で評価し、ランク５をほとんど傷が無い状態とし,ランク１を傷が非常に多い状態とした。
【００４７】
結果を表３に示す。
【表３】
表３に示すように本発明は良いクリーニング性を示し、長期間の放置でも液洩れを防止することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に適した画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】感光体ユニットの概略構成を示す図。
【図３】潤滑剤保持体の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 画像形成ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ドラム
３ 光書き込みユニット
６ 転写ユニット
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 現像装置
１４ 帯電装置
１４ａ 帯電ローラ
１５ａ クリーニングブレード
１５ｂ クリーニングブラシ
１７ 従滑剤保持手段
１７ａ ブラシ状ローラ
１７ｂ 潤滑剤保持体
６０ 転写搬送ベルト
８５ クリーニング装置
１００ 転写紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得る電子写真式画像形成方法であって、前記感光体上の転写残トナーを前記感光体上から取り除くクリーニング工程を有しており、
前記クリーニング工程においては、感光体上の転写残トナーを除去する方式が板状の弾性体であるクリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式であり、該クリーニングブレードの１０℃〜３０℃における損失正接tanδが０．２以下であり、かつ感光体上に液体潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
液体潤滑剤に増粘剤を添加する事を特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
液体潤滑剤がチキソトロピック性を有する事を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
液体潤滑剤にチキソトロピック性付与剤を添加する事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルからなる事を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項６】
液体潤滑剤に酸化防止剤を添加する事を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】
液体潤滑剤の供給手段がブラシを用いる事を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項８】
液体潤滑剤の供給手段が微細孔を有するフィルムを使用する供給手段であり、微細孔の口径が１μｍ以下である事を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１】
感光体上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得る電子写真式画像形成方法であって、前記感光体上の転写残トナーを前記感光体上から取り除くクリーニング工程を有しており、
前記クリーニング工程においては、感光体上の転写残トナーを除去する方式が板状の弾性体であるクリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式であり、該クリーニングブレードの１０℃〜３０℃における損失正接tanδが０．２以下であり、かつ感光体上に液体潤滑剤を塗布することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
液体潤滑剤に増粘剤を添加する事を特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
液体潤滑剤がチキソトロピック性を有する事を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
液体潤滑剤にチキソトロピック性付与剤を添加する事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
液体潤滑剤の主成分が脂肪酸エステルからなる事を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項６】
液体潤滑剤に酸化防止剤を添加する事を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】
液体潤滑剤の供給手段がブラシを用いる事を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項８】
液体潤滑剤の供給手段が微細孔を有するフィルムを使用する供給手段であり、微細孔の口径が１μｍ以下である事を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−７０４９９（Ｐ２００８−７０４９９Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４７４９５（Ｐ２００６−２４７４９５）
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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