JP2007193183A - Solid lubricant block, its manufacturing method and image forming apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a solid lubricant block, a method for producing the same, and an image forming apparatus including the solid lubricant block. More specifically, a solid lubricant block, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus for stably supplying a lubricant to an image carrier for holding a toner image, extending the life of the image carrier, and improving image quality It is about.
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。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine using an electrophotographic method, a uniformly charged photosensitive member is irradiated with writing light (exposure) modulated by image data to thereby sensitize the photosensitive member. An electrostatic latent image is formed on the body, and toner is supplied to the photoconductor on which the electrostatic latent image is formed by a developing unit to form a toner image on the photoconductor and develop it. The image forming apparatus transfers the toner image on the photoconductor to the recording paper at the transfer unit, and then heats and pressurizes the toner transferred onto the recording paper at the fixing unit, and fixes the toner remaining on the surface of the photoconductor. The part is collected by a method such as scraping with a cleaning blade.
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。 However, when the toner remaining on the surface of the photosensitive member is scraped off by the cleaning blade, if the frictional force between the cleaning blade and the photosensitive member is high, the blade friction and the surface of the photosensitive member may be scraped, and the respective life may be shortened. It was.
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。 In an image forming apparatus using such an electrophotographic method, conventionally, a lubricant is applied to the surface of the photoconductor to reduce the coefficient of friction on the surface of the photoconductor, thereby preventing unnecessary toner adhesion. . In particular, in an image forming apparatus that cleans residual toner on the surface of a photoconductor with a cleaning blade, when a lubricant is supplied onto the photoconductor, the coefficient of friction between the photoconductor and the cleaning blade is reduced, and the cleaning performance is improved. And extended the life of the cleaning blade.
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。 As a mechanism for applying the lubricant to the image carrier, a system in which the solid lubricant block is pressed against the brush with a spring and the lubricant is applied to the image carrier while being shaved with the brush is well known. However, in this method, as the solid lubricant block wears, the spring displacement decreases, so the force pressing the solid lubricant block against the brush tends to decrease. It was difficult to apply to an image carrier. As a result, the amount of solid lubricant applied was reduced, and the film abrasion (wear) of the photoreceptor was remarkable at the end of durability.
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。 In addition, in an image forming apparatus that applies to an image carrier while shaving a solid lubricant block with a brush, the bristle of the brush needs to be rigid enough to scrape the solid lubricant block. However, if the rigidity is too large, there is a problem that the film removal of the image carrier is promoted, so it is necessary to reduce the brush rigidity. When the rigidity of the brush is reduced, there is a problem that it is difficult to obtain a solid lubricant block having a moderately low hardness corresponding to this.
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。
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。 An object of the present invention is to provide a solid lubricant block capable of stably supplying a lubricant to an image carrier, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus.
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。 In order to achieve the above object, a solid lubricant block having an appropriate hardness gradient is manufactured and provided in an image forming apparatus.
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。 That is, the present invention provides a solid lubricant block that supplies a lubricant to an image carrier while being pressed by a pressing means, and has a hardness gradient, and includes the solid lubricant block and the solid lubricant block The present invention relates to an image forming apparatus.
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。 The present invention also provides a continuous hardness gradient by providing a temperature distribution to the mold surface of the mold and controlling the cooling rate in the process of cooling and solidifying the fatty acid compound melted by heating in the mold. The present invention relates to a method for producing a solid lubricant block.
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。 The present invention also provides a stepwise hardness gradient by manufacturing a plurality of solid lubricant block portions having different hardnesses, and laminating and integrating the obtained solid lubricant block portions in a predetermined order. The present invention relates to a solid lubricant block manufacturing method.
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。 When the solid lubricant block is consumed, the pressing force of the pressing means such as a spring decreases. The solid lubricant block of the present invention has a hardness gradient in which the hardness increases in the pressing direction, the hardness of the surface on the image carrier side is relatively high in the initial use, and the hardness decreases with consumption. Even if the pressing force of the pressing means decreases, the pressure is effectively supplied, and a decrease in the lubricant supply amount can be suppressed. Therefore, there is almost no fluctuation in the supply amount over a long period of time, and the lubricant can be supplied stably. As a result, when the image bearing member is, for example, a photosensitive member, the coefficient of friction of the photosensitive member and its cleaning blade can be stably reduced, the cleaning performance can be improved, and the life of the photosensitive member and the cleaning blade can be extended. Become. In addition, for example, when the image carrier is an intermediate transfer member, the friction coefficient of the intermediate transfer member and its cleaning blade can be stably reduced, the cleaning performance can be improved, and the life of the intermediate transfer member and the cleaning blade can be extended. It becomes.
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。 In addition, when a lubricant application member is used, the solid lubricant block of the present invention can be arranged below or on the side of the application member without being limited in arrangement, so that the image forming apparatus The degree of freedom in design increases. Of course, the solid lubricant block of the present invention is disposed above the application member, and even when the lubricant is supplied by simply pressing the application member with its own weight, the effect of the present invention can be obtained and a complicated configuration is required. do not do.
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。
The solid lubricant block of the present invention is used in an image forming apparatus that supplies a lubricant to an image carrier while pressing the solid lubricant block with a pressing means. One embodiment of such an image forming apparatus is shown in FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes at least a cylindrical and rotatable photosensitive member (image carrier) 1, a charging device 2 for uniformly charging the surface of the photosensitive member, and an electrostatic latent image by exposing the photosensitive member. An
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。
Hereinafter, the
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。
FIG. 2 shows an enlarged schematic view of the
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。
The
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。
The
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。
The hardness gradient of the
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;
Maximum hardness-minimum hardness (A1) HF;
(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;
(A11)B−2B;
(A12)H−HB;
(A13)2H−H;
(A14)2B−3B;
(A15)3B−4B;
(A16)4B−5B;
(A17)F−B。
(A11) B-2B;
(A12) H-HB;
(A13) 2H-H;
(A14) 2B-3B;
(A15) 3B-4B;
(A16) 4B-5B;
(A17) FB.
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。 Among the above combinations of hardness, more preferable are combinations (A1) to (A10), particularly (A8) and (A10).
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。 The above hardness is based on pencil hardness and can be measured by a general coating test method (JIS K5600-5-4: 1999, mechanical properties of coating film, scratch hardness (pencil method)). The inclination may be determined based on any hardness as long as the relative height can be determined.
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。
The substance constituting the
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。
The fatty acid compound is solid at 25 ° C., and preferably has a melting point of 60 ° C. or higher, particularly 80 to 200 ° C.
As such preferred chain-type monocarboxylic acids, those having 4 to 30 carbon atoms can be used. Specific examples include stearic acid, heptadecylic acid, palmitic acid, pentadecylic acid, myristic acid, tridecylic acid, lauric acid, and behenic acid. A saturated chain monocarboxylic acid having 12 to 30 carbon atoms such as melicic acid, arachidic acid, margaric acid (n-heptadecanoic acid) and arachidic acid, and 4 to 24 carbon atoms such as crotonic acid, elaidic acid and nervonic acid. Examples include unsaturated chain monocarboxylic acids, and metal salts thereof, and metal salts of oleic acid.
Specific examples of preferable chain monohydroxymonocarboxylic acids include unsaturated monohydroxymonocarboxylic acids having 10 to 25 carbon atoms such as ricinoleic acid, and metal salts thereof.
Examples of the metal that can constitute the metal salt of the fatty acid compound usually include zinc, barium, calcium, magnesium, sodium, potassium, aluminum, lithium, beryllium, silver, iron, copper, and the like.
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。 Of the above specific examples of the fatty acid compounds, chain monocarboxylic acids are more preferable from the viewpoint of imparting a hardness gradient, more preferably saturated chain monocarboxylic acids and metal salts thereof, particularly those having 16 to 22 carbon atoms. Specifically, zinc stearate, magnesium stearate, and calcium stearate.
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。
From the viewpoint of preventing cracks on the block surface, it is preferable to use a fatty acid compound having a relatively low melting point among the above specific examples. Examples of low melting point fatty acid compounds include calcium oleate (melting point 84 ° C.), calcium ricinoleate (melting point 74 ° C.), zinc oleate (
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。 When using a fatty acid compound, cracking can also be prevented by using an alcohol having a melting point of 60 to 70 ° C. in combination. As such alcohols, for example, straight-chain alcohols of the carbon number of C 18 -C 25, particularly arachyl alcohol, behenyl alcohol, and the like.
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。 The following method (1) and method (2) may be mentioned as a method for producing a block comprising a fatty acid compound and having a hardness gradient.
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。 Method (1): In the process of cooling and solidifying the heat-melted fatty acid compound in the mold, the mold surface of the mold has a temperature distribution to control the cooling rate. That is, when the molten fatty acid compound is cooled and solidified in the mold, the molecular arrangement is controlled by giving the temperature distribution to the mold surface of the mold and controlling the cooling rate, resulting in continuous hardness. Gives a slope. Specifically, since the fatty acid compound molecule has a hydrophilic group part (◯) and a hydrophobic group part (−) in one molecule as shown in FIG. By slow cooling, the crystals are regularly arranged, and after passing through a disk-like structure, finally a crystal having a layered structure is formed. On the other hand, upon rapid cooling, such an ordered arrangement is not achieved and forms an amorphous. At this time, the hardness of the crystal is relatively high, and the hardness of the amorphous is relatively low. A hardness gradient is imparted using such a difference in hardness based on the cooling rate.
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。
Specifically, for example, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), a mold having alternating
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。
In any cooling step, the temperature of the mold surfaces 30 and 31 and the difference between them and the holding time are not particularly limited as long as a predetermined hardness gradient is given, but the following ranges are appropriate. Mp means the melting point of the fatty acid compound used. Tp is the temperature of the mold surface set to a relatively high temperature in the immediately preceding cooling step.
The temperature difference of the mold surface in the
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。 The temperature difference of the mold surface in the cooling step after the cooling step 2 is suitably 20 to 40 ° C., particularly 25 to 30 ° C., and the holding time is suitably 15 to 50 minutes, particularly 20 to 40 minutes. The temperature of the mold surface set at a relatively high temperature is suitably “Tp-40” to “Tp-5” ° C., particularly “Tp-30” to “Tp-10” ° C.
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。
For example, when manufacturing a block made of zinc stearate (melting point 125 ° C.) and having a hardness gradient, the following method can be followed. First, molten zinc stearate heated to 170 ° C. is poured into the mold shown in FIG. Next, the
The molding temperature control may be appropriately changed depending on the size of the block, the degree of hardness gradient, and the type of lubricant.
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。 From the viewpoint of increasing the hardness gradient, it is preferable to use one type of fatty acid or fatty acid metal salt as the fatty acid compound that is heated and melted in the method (1).
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。 Method (2): A plurality of solid lubricant block portions having different hardnesses are manufactured, and the obtained solid lubricant block portions are laminated in a predetermined order and integrated. At this time, since the hardness is almost uniform in each block portion, a graded hardness gradient is provided as a result.
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。
When manufacturing a plurality of block portions having different hardnesses, the amount of crystal nuclei is adjusted and the rate of crystal precipitation is controlled in the process of cooling and solidifying the fatty acid compound that has been heated and melted in a mold. That is, for example, as shown in FIG. 5, when the
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。 For example, two or more fatty acid compounds having different melting points are selected and the mixing ratio thereof is adjusted. Subsequently, the mixture is heated and melted at a temperature not higher than the melting point of the fatty acid compound having the highest melting point among the plurality of types of fatty acid compounds having different melting points (hereinafter simply referred to as “fatty acid compound for crystal nucleus”). Cool naturally and solidify. That is, when those mixtures are heated and melted at a temperature not higher than the melting point of the fatty acid compound for crystal nuclei among a plurality of types of fatty acid compounds having different melting points, only the fatty acid compound for crystal nuclei is present as a solid. Become. When this mixed liquid is cooled and solidified, a substance having a relatively low melting point is precipitated with the fatty acid compound existing as a solid as a nucleus, and crystals grow in various places. Therefore, when the amount of the fatty acid compound for crystal nuclei is increased, the rate of crystal precipitation is faster, and the regular part of the molecular arrangement is dispersed in small units. As a result, the fatty acid compound molecules are arranged relatively randomly as a whole. . That is, as the mixing ratio of the fatty acid compound for crystal nuclei increases, the fatty acid compound molecules are randomly arranged, so that the hardness of the obtained block portion is lowered. On the other hand, as the mixing ratio of the fatty acid compound for crystal nuclei decreases, crystallization is less likely to occur and the rate of crystal precipitation is slower. Therefore, the fatty acid compound molecules are arranged relatively regularly, and the hardness of the resulting block portion increases. The content ratio of the fatty acid compound for crystal nuclei in each block part is preferably adjusted within a range of 3 to 30% by weight, particularly 5 to 20% by weight, based on the total fatty acid compound.
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。 Specifically, when zinc stearate (melting point: 125 ° C.) and barium stearate (melting point: 225 ° C.) are used as the fatty acid compound, the content ratio of barium stearate is, for example, 0 to 15 with respect to the total fatty acid compound. The hardness of the obtained block part can be controlled in the range of H-3B by changing between weight%.
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。 Further, for example, in the above method, it is possible to easily manufacture lubricant block portions having different hardnesses by using other crystal nuclei that do not contaminate the photoreceptor instead of the fatty acid compound for crystal nuclei. Examples of crystal nuclei that do not contaminate the photoreceptor include inorganic fine particles such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, calcium titanate, polyacrylic acid, nylon, polyethylene terephthalate, PTFE (polytetrafluoroethylene), etc. Resin fine particles and the like. That is, when one or more types of fatty acid compounds are selected, crystal nuclei are added thereto, and the selected fatty acid compounds are heated and melted at a temperature at which all the selected fatty acid compounds are melted, naturally cooled at room temperature, and solidified. A substance having a relatively low melting point precipitates with the crystal nucleus as a nucleus. At this time, the larger the amount of crystal nuclei, the faster the rate of crystal precipitation, and the fatty acid compound molecules are randomly arranged, so that the hardness of the obtained block portion is lowered. On the other hand, as the number of crystal nuclei decreases, crystallization is less likely to occur and the rate of crystal precipitation is slower, so that the fatty acid compound molecules are arranged relatively regularly and the hardness of the resulting block portion is increased. The heating temperature for melting in such a method is usually 170 to 220 ° C., and even if the crystal nucleus is a resin fine particle, it does not melt. The content ratio of the crystal nuclei in each block part is preferably adjusted within the range of 3 to 20% by weight, particularly 5 to 15% by weight, based on the total fatty acid compounds.
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。
According to these methods, lubricant block portions having different hardnesses can be easily manufactured, and the block portions are laminated and integrated in a predetermined order as shown in FIG. The
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。 In the method (2), since a relatively rapid cooling and solidification occurs when a block portion having any hardness is produced, cracking is likely to occur due to shrinkage. From the viewpoint of preventing such cracks, in the method (2), it is more effective to use a fatty acid compound having a low melting point or / and an alcohol as described above. Thereby, the block part without a crack can be manufactured with a high yield.
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。
In the method (2), the predetermined order when the block portions are stacked is an order that achieves a hardness gradient that increases the hardness in the stacking direction or in the opposite direction.
In the method (2), as long as such a hardness gradient is achieved, the block obtained by the method (1) may be used as the block portion. When the block obtained by the method (1) is used as the block part of the method (2), the obtained block has a continuous hardness gradient in a part and a graded hardness gradient in another part.
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。 The term “integration” is used with a concept that a block in which a plurality of block portions are stacked is combined into one unit that can be handled as one use / handling unit. Such integration can usually be achieved by melting the outermost surface of at least one of the lamination surfaces by heating, and then laminating and cooling.
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。
In another embodiment of the
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。
The
The thickness of the
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。
In another embodiment of the
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。
In recent years, with the progress of miniaturization of image forming apparatuses, there is an increasing need for miniaturization of the solid lubricant block coating mechanism. In that case, it is essential to reduce the diameter of the application member (for example, a brush). At that time, if the diameter of the coating member or its shaft is reduced, bending of the shaft during rotation of the coating member becomes a problem. Specifically, since the
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。
The maximum hardness at both ends and the maximum hardness at the center are such that the difference between them is 1 rank or more, especially 1 rank to 3 ranks in pencil hardness, from the viewpoint of more effectively achieving uniform supply in the axial direction Dax. Hardness is preferred. The difference between the minimum hardness at both ends and the minimum hardness at the center is preferably in the same range as the difference in maximum hardness. Specific examples of the highest hardness-minimum altitude pencil hardness combination at the center and both ends are shown below:
Maximum hardness-minimum hardness (B1) central portion; HF, both end portions; HB-B;
(B2) Central part; H-HB, both ends; HB-B;
(B3) Central part; H-HB, both ends; B-2B;
(B4) Central part; F-HB, both ends; B-2B;
(B5) Central part; FB, both ends; B-2B;
(B6) Central part; FB, both ends; 2B-3B;
(B7) Central part; HB-B, both ends; 2B-3B;
(B8) Central part; HB-2B, both ends; 2B-3B;
(B9) Central part; HB-2B, both ends; 3B-4B;
(B10) Central part; B-2B, both ends; 3B-4B;
(B11) Central part; F-2B, both ends; B-3B.
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。
In FIG. 7, the
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。
Also in this embodiment, the
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。
In any of the above-described embodiments, the initial shape of the
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。
The pressing means 71 is not particularly limited as long as the
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。
The
Further, the rotation direction of the
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。
When a brush is used as the application member, the material, length, diameter, density, and the like of the flocked hair (fiber) are not particularly limited, and any brush can be used. In particular, when the image bearing member is a photoconductor whose main raw material is polycarbonate and the hair material is nylon, the length L (mm) of the hair from the viewpoint of more effectively preventing film abrasion of the photoconductor. , Diameter D (μm), density M (KF) (K filament)
M · D 4 / L 3 ≦ 7 × 10 6
It is preferable to use a brush that satisfies the above.
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。
An example of the drive mechanism when the
The
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。 In the above description, for example, in the image forming apparatus of FIG. 1 and the like, the case where the photosensitive member is used as the image carrier to which the lubricant is supplied is described. However, the present invention is not limited to this. The solid lubricant block of the present invention can also be applied when supplying a lubricant to an intermediate transfer member such as a belt or an intermediate transfer drum.
<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。
<Experimental example 1>
Example 1
A block 1A (9 mm × 9 mm × 330 mm) was manufactured using the mold shown in FIG.
Zinc stearate powder (melting point 125 ° C.) was melted at 170 ° C. and poured into a mold preheated to 170 ° C. The mold is alternately provided with
When the obtained block 1A was taken out and the pencil hardness was measured, the surface in contact with the
(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。
(Comparative Example 1)
Block 1B was manufactured by the method similar to Example 1 except controlling the temperature of the
When the obtained block 1B was taken out and the pencil hardness was measured, both the surface that was in contact with the
(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。
(Example 2)
Block 2A (9 mm × 9 mm × 330 mm) was manufactured using the mold shown in FIG.
・ Block part 2A-1
A mixture of 5 parts by weight of barium stearate powder (melting point 225 ° C.) and 95 parts by weight of zinc stearate powder (melting point 125 ° C.) is heated and melted at 170 ° C., poured into a mold preheated to 170 ° C. and naturally cooled. , Solidified.
When the obtained block 2A-1 (3 mm × 9 mm × 330 mm) was taken out and the pencil hardness was measured, all surfaces had a hardness of B.
・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。
・ Block part 2A-2
Block part 2A was produced by the same production method as block part 2A-1, except that a mixture comprising 10 parts by weight of barium stearate powder (melting point 225 ° C.) and 90 parts by weight of zinc stearate powder (melting point 125 ° C.) was used. -2 was produced.
When the obtained block 2A-2 (3 mm × 9 mm × 330 mm) was taken out and the pencil hardness was measured, all surfaces had a hardness of 2B.
・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。
・ Block part 2A-3
The block part 2A was produced by the same production method as the block part 2A-1, except that a mixture consisting of 15 parts by weight of barium stearate powder (melting point 225 ° C.) and 85 parts by weight of zinc stearate powder (melting point 125 ° C.) was used. -3 was produced.
When the obtained block 2A-3 (3 mm × 9 mm × 330 mm) was taken out and the pencil hardness was measured, all surfaces had a hardness of 3B.
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。 The obtained block part was laminated and integrated in the order of the block parts 2A-1, 2A-2, and 2A-3 to produce a block 2A. The integration was performed by melting and cooling the laminated surface.
(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
(Evaluation)
A photocopier (MFP 8050; manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) in which the solid lubricant block for the photoconductor is changed to the block obtained in the above example or comparative example, and the brush as the lubricant application member is changed to the brush shown below. As a result, 100,000 half images were printed (photoconductor travel distance base 5500 km). The blocks of Example 1 and Example 2 were mounted on a copying machine so that the hardness increased in the pressing direction by the pressing means.
Brush specification Material: Nylon Fiber thickness: 26.6 μm / fiber density; 830 KF / hair length; 4 mm / axis; φ6
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。
The film scraping amount (abrasion amount) of the photoconductor was measured and was as follows. The central portion is the center in the photosensitive member axial direction, and both end portions are 70 mm from the end in the photosensitive member axial direction.
Example 1; central part 4 μm, both end parts 4 μm;
Comparative Example 1; central portion 10 μm, both end portions 10 μm;
Example 2: Central part 4 μm, both end parts 4 μm.
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。
The initial image (after printing 100 sheets) and the image at the end of printing end (after printing 100,000 sheets) were visually observed with respect to the cleaning property (through toner).
In Example 1 and Example 2, toner slip-through was not observed in either the initial image or the end-of-printing end image.
In Comparative Example 1, no toner slip was observed in the initial image, but the image at the end of the printing end was disturbed on the entire surface due to minute toner slip.
<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。
<Experimental example 2>
(Example 3)
Block 3A (9 mm × 9 mm × 330 mm) was manufactured. The block 3A has a central portion (9 mm × 9 mm × 110 mm) having a hardness gradient of maximum hardness F-minimum hardness 2B, and both end portions (9 mm × 9 mm × 110 mm) having a hardness gradient of maximum hardness B-minimum hardness 3B. It is.
・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。
-Both ends The block manufactured in Example 2 was cut into a predetermined size and used.
-Central part The block manufactured in Example 1 was cut out to a predetermined size and used.
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。 One central part and two both end parts are arranged in the order of both end parts-central part-both end parts so that the surfaces having the highest hardness are aligned on the same surface, and the central part and both end parts are integrated. Block 3A was manufactured. The integration was performed by melting and cooling the contact surface.
(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
(Evaluation)
A half image was formed in the same manner as the evaluation method of Experimental Example 1 except that the brush as the lubricant application member was changed to the brush shown below and the blocks obtained in Example 3 and Comparative Example 1 were used. 100,000 sheets were printed and evaluated. The block of Example 3 was mounted on the copying machine so that the hardness was increased in the pressing direction by the pressing means.
Brush specification Material: Nylon Fiber thickness: 15.3 μm / fiber density; 120 KF / hair length; 1 mm / axis; φ5
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。
The film scraping amount (abrasion amount) at the central portion and both end portions in the axial direction of the photoconductor was measured and was as follows.
Example 3; central part 4 μm, both end parts 4 μm;
Comparative Example 1; center part 10 μm, both end parts 15 μm.
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。
The initial image (after printing 100 sheets) and the image at the end of printing end (after printing 100,000 sheets) were visually observed with respect to the cleaning property (through toner).
In Example 3, toner slip-through was not observed in any of the initial image and the end-of-printing end image.
In Comparative Example 1, both the initial image and the end-of-printing image were disordered on the entire surface due to the minute toner slipping through. In the end-of-printing image, both end portions in the photoreceptor axial direction were particularly disturbed.
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。 The solid lubricant block of the present invention is useful for an image forming apparatus such as a monochrome / color copying machine, a printer, a FAX, or a composite machine thereof.
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。
1: photoconductor, 2: charging device, 3: exposure device, 4: developing device, 5: transfer device, 6: fixing device, 7: lubricant supply device, 8: cleaning device, 20:21: temperature adjusting device, 30:31: Mold surface, 50: Mold, 51: Molten fatty acid compound, 52: Crystal nucleus, 70: Solid lubricant block, 71: Pressing means, 72: Lubricant application member, 73: Non-moving wall, 75: Soft lubricant layer, 76: bearing, 81: sheet metal, 82: guide, 83: rail.
Claims (8)
An image forming apparatus comprising the solid lubricant block according to claim 1.
Priority Applications (1)
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| JP2006012354A JP2007193183A (en) | 2006-01-20 | 2006-01-20 | Solid lubricant block, its manufacturing method and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP (1) | JP2007193183A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-01-20 JP JP2006012354A patent/JP2007193183A/en active Pending
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