JP5610151B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に設置される感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト等の像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置と、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置と、に関し、特に、像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラを具備したクリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に付着する未転写トナー等の付着物をクリーニング装置で確実に清掃するとともに、像担持体やクリーニングブレード等の磨耗を低減するために、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１、２等参照。）。

詳しくは、特許文献１等において、画像形成装置には、感光体ドラム（像担持体）に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ（塗布ブラシ）が設置されている。そして、潤滑剤供給ローラに対して、感光体ドラムの回転方向上流側にはクリーニングブレードがカウンタ方向に当接するように設置され、感光体ドラムの回転方向下流側には均しブレード（薄層化ブレード）がカウンタ方向に当接するように設置されている。
そして、このように構成された画像形成装置において、感光体ドラム上に付着した未転写トナーがクリーニングブレードによって除去されて、未転写トナーが除去された後の感光体ドラム上に潤滑剤供給ローラによって潤滑剤が供給される。さらに、潤滑剤供給ローラによって感光体ドラム上に供給された潤滑剤が、均しブレードの位置で、感光体ドラムの表面で薄層化（均一化）される。

上述した従来の画像形成装置は、潤滑剤供給ローラによって感光体ドラム（像担持体）の表面に潤滑剤が充分に供給されている場合であっても、均しブレード（薄層化ブレード）にビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じてしまうことがあった。
詳しくは、潤滑剤供給ローラによって感光体ドラムの表面に潤滑剤が安定的に充分に供給されていない場合には、均しブレードと感光体ドラムとの摩擦抵抗が高まって均しブレードにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じてしまう。しかし、潤滑剤供給ローラによって感光体ドラムの表面に潤滑剤が充分に供給されている場合であっても、感光体ドラムの表面を帯電する帯電部による高圧放電の影響によって、感光体ドラム上に塗布された潤滑剤が分解劣化して高粘度の物質に変化してしまい、均しブレードと感光体ドラムとの摩擦抵抗が高まって均しブレードにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じてしまうことがあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、像担持体に当接するブレードにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じにくい、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかるクリーニング装置は、所定方向に走行する像担持体の表面に付着した未転写トナーを除去するクリーニング装置であって、潤滑剤を担持するとともに、前記像担持体に摺接して当該像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラと、前記潤滑剤供給ローラに対して前記像担持体の走行方向上流側において当該像担持体に当接するように配設されて、当該像担持体の表面に付着した未転写トナーを薄層化する第１ブレードと、前記潤滑剤供給ローラに対して前記像担持体の走行方向下流側において当該像担持体に当接するように配設されて、前記潤滑剤供給ローラによって当該像担持体の表面に供給された潤滑剤を薄層化するとともに当該像担持体の表面に付着した未転写トナーを除去する第２ブレードと、を備え、前記第１ブレードは、前記像担持体に対して当該像担持体の走行方向に沿うようにトレーリング方向に当接し、前記第２ブレードは、前記像担持体に対して当該像担持体の走行方向に抗するようにカウンタ方向に当接したものである。

また、請求項２記載の発明にかかるクリーニング装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記第１ブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側において当該像担持体の表面に摺接するブラシ毛が周設されるとともに、前記像担持体の走行方向に直交する幅方向に揺動するブラシローラをさらに備えたものである。

また、請求項３記載の発明にかかるクリーニング装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記潤滑剤供給ローラは、前記像担持体との摺接位置において当該像担持体の走行方向に対して逆方向に回転駆動され、前記潤滑剤供給ローラと前記第１ブレードとの間の空間を隔絶する仕切り部材を備えたものである。

また、請求項４記載の発明にかかるクリーニング装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記第２ブレードは、前記像担持体に当接する先端部における稜線の断面角度が９０度となるように形成されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とが一体化されたものである。

また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とを備えたものである。

なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部（クリーニング装置）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。

本発明は、潤滑剤供給ローラの上流側に像担持体の表面に付着した未転写トナーを薄層化する第１ブレードを設置して、潤滑剤供給ローラの下流側に像担持体の表面に供給された潤滑剤を薄層化するとともに像担持体の表面に付着した未転写トナーを除去する第２ブレードを設置しているため、像担持体に当接するブレードにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じにくい、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 クリーニング装置の要部を示す図である。 （Ａ）第１ブレードの先端部近傍を示す拡大図と、（Ｂ）第２ブレードの先端部近傍を示す拡大図と、である。 別形態のクリーニング装置の要部を示す図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する露光部（書込み部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置（現像部）、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング装置（クリーニング部）、を示す。

また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される像担持体としての中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング装置、３０は４色カラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐを搬送する搬送ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング装置２５（図２を参照できる。）が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。同様に、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫも、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、露光部２に送信される。そして、露光部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、−７００ボルト程度の帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
露光部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
なお、レーザ光が照射された感光体ドラム２１上の表面電位（露光電位）は、−１２０ボルト程度である。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、フォトセンサ４１（図２を参照できる。）との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング装置２５との対向位置に達する。そして、クリーニング装置２５で、感光体ドラム２１上に付着した未転写トナー等の付着物が除去される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７（像担持体）表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図２は作像部を示す断面図である。なお、装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ２０には、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、潤滑剤供給装置としても機能するクリーニング装置２５と、がケース２６に一体的に収納されている。

ここで、像担持体としての感光体ドラム２１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム２１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。

図２を参照して、帯電部２２は、コの字状の金属板の中央にコロナワイヤが張設された帯電チャージャである。帯電部２２のコロナワイヤには不図示の電源部から所定の電圧（帯電バイアス）が印加されて、コロナチャージにより対向する感光体ドラム２１の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、帯電部２２として、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラを用いることもできる。
また、帯電チャージャ２２は、感光体ドラム２１に対向する対向面に、金属材料からなるグリット板を設置することもできる。

現像装置（現像部）２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像ローラ２３ａと、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂと、壁部２３ｅを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送スクリュ２３ｃと、現像ローラ２３ａに対向するドクターブレード２３ｄと、で構成される。現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ２３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ２３ａ上に現像剤Ｇが担持されることになる。

現像装置２３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。本実施の形態では、画質向上のために、トナーＴとして、重合法により製造されて粒径が均一で小粒径・球形トナーを用いている。
具体的に、本実施の形態におけるトナーＴは、円形度が０．９２以上の球形トナーである。「円形度」は、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（東亜医用電子社製）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤（好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩である。）を０．１〜０．５ｍｌ加えて、さらに測定試料（トナー）を０．１〜０．５ｇ程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理して、分散液濃度が３０００〜１００００個／μｌとなるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。

また、本実施の形態におけるトナーＴは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲になるように形成されている。
また、本実施の形態におけるトナーＴは、体積平均粒径をＤｖ（μｍ）として、個数平均粒径をＤｎ（μｍ）としたときに、
３μｍ≦Ｄｖ≦８μｍ
１．０５≦Ｄｖ／Ｄｎ≦１．４０
なる関係が成立するように形成されている。
さらに、本実施の形態におけるトナーＴは、長軸（ｒ１）と短軸（ｒ２）との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲であって、厚さ（ｒ３）と短軸（ｒ２）との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３なる関係が成立するように形成されている。
なお、これらのトナーの特性の測定方法は、特許文献１、２に記載のものに準ずるものである。
また、このような小粒径・球形トナーは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子が存在する状態で架橋及び／又は伸長反応させて形成したものである。

図２を参照して、クリーニング装置２５は、第１ブレード２５ａ、第２ブレード２５ｂ、ブラシローラ２５ｃ、潤滑剤供給ローラ２５ｄ、固形潤滑剤２５ｅ、圧縮スプリング２５ｆ、仕切り部材２５ｇ、等で構成されている。このクリーニング装置２５は、感光体ドラム２１上に付着した未転写トナー等の付着物を除去してクリーニング装置２５内に回収する「クリーニング装置」として機能するとともに、感光体ドラム２１の表面に潤滑剤を供給する「潤滑剤供給装置」としても機能するが、これらについては後で詳しく説明する。
なお、感光体ドラム２１上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体Ｐ（用紙）から生じる紙粉、帯電部２２による放電時に感光体ドラム２１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。

図２にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像装置２３内の現像剤Ｇは、間に壁部２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図２の紙面垂直方向である。）。

そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に担持される。現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード２３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ２３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアス（−４７０ボルト程度である。）との、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。

その後、現像工程にて感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト２７上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニング装置２５によって除去されてクリーニング装置２５内に回収される。その後、クリーニング工程後の感光体ドラム２１表面は、除電部（除電光Ｈの照射位置）を順次通過して、一連の作像プロセスが終了する。

ここで、装置本体１に設けられたトナー補給部３２は、交換自在に構成されたトナーボトル３３と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像装置２３に新品トナーＴを補給するトナーホッパ部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、新品のトナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナーボトル３３の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナーボトル３３内の新品トナーＴは、現像装置２３内のトナーＴ（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口２３ｆから現像装置２３内に適宜に補給されるものである。現像装置２３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム２１に対向する反射型フォトセンサ４１と、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃの下方に設置された磁気センサ４０と、によって間接的又は直接的に検知される。

ここで、本実施の形態では、トナー濃度（ＴＣ）が所定の範囲内になるように制御されている。具体的には、磁気センサ４０や反射型フォトセンサ４１の検知結果が上述したトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーＴの割合である。）の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して現像装置２３にトナーが補給される。

以下、本実施の形態において特徴的な、クリーニング装置２５の構成・動作について説明する。
本実施の形態におけるクリーニング装置２５は、第１ブレード２５ａ、第２ブレード２５ｂ、ブラシローラ２５ｃ、潤滑剤供給ローラ２５ｄ、固形潤滑剤２５ｅ、圧縮スプリング２５ｆ、仕切り部材２５ｇ、等で構成されている。

潤滑剤供給ローラ２５ｄは、芯金の外周にブラシ毛を巻装したものであって、そのブラシ毛が感光体ドラム２１の表面に当接した状態で、図２の時計方向に回転する。これにより、固形潤滑剤４５から潤滑剤供給ローラ２５ｄを介して感光体ドラム２１上に潤滑剤が供給される。

潤滑剤供給ローラ２５ｄは、長さ（毛足）が０．２〜２０ｍｍ（好ましくは、０．５〜１０ｍｍ）の範囲のブラシ毛が基布上に植毛されたものを芯金上にスパイラル状に巻き付けたものである。ブラシ毛の長さが２０ｍｍを超えると、経時における感光体ドラム２１との繰り返し摺擦によって、ブラシ毛が所定方向に倒毛して、固形潤滑剤４５の掻取性や感光体ドラム２１への潤滑剤供給性が低下してしまう。これに対して、ブラシ毛の長さが０．２ｍｍ未満であると、固形潤滑剤２５ｅや感光体ドラム２１に対する物理的な当接力が不足してしまう。したがって、ブラシ毛の長さは上述の範囲であることが好ましい。
潤滑剤供給ローラ２５ｄのブラシ毛としては、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、ポリエステル、塩化ビニル、フッ素、ポリアミド等の樹脂繊維を用いることができ、必要に応じてカーボン等の導電付与剤が混入された導電繊維を用いることができる。また、ブラシ毛は、ブラシ密度が１〜５０万本／ｉｎｃｈ²、ブラシ抵抗が１０²〜１０⁸Ω・ｃｍのものを用いることが好ましい。
本実施の形態における潤滑剤供給ローラ２５ｄのブラシ毛は、ブラシの長さが３ｍｍ、ブラシ密度が１０万本／ｉｎｃｈ²、ブラシ抵抗が１０⁵Ω・ｃｍに設定されている。

潤滑剤供給ローラ２５ｄは、図２の時計方向に回転する感光体ドラム２１に対して逆方向（カウンタ方向）で接触するように回転する（図２の時計方向の回転である。）。すなわち、潤滑剤供給ローラ２５ｄは、感光体ドラム２１との摺接位置において、感光体ドラム２１の回転方向（走行方向）に対して逆方向（カウンタ方向）に回転駆動される。
また、潤滑剤供給ローラ２５ｄは、固形潤滑剤２５ｅと感光体ドラム２１とに摺接するように配置されていて、潤滑剤供給ローラ２５ｄが回転することによって固形潤滑剤２５ｅから潤滑剤を掻き取り、その潤滑剤を感光体ドラム２１上に塗布する。
固形潤滑剤２５ｅの後方部には、潤滑剤供給ローラ２５ｄと固形潤滑剤４５との接触ムラをなくすために圧縮スプリング２５ｆが配置されていて、固形潤滑剤２５ｅを潤滑剤供給ローラ２５ｄに付勢している。

なお、本実施の形態では、上述したように潤滑剤供給ローラ２５ｄの回転方向を逆方向（カウンタ方向）に設定しているため、潤滑剤供給ローラ２５ｄに担持された潤滑剤の一部が、潤滑剤供給ローラ２５ｄの回転方向に沿って感光体ドラム２１との摺接位置を通過した直後に、ブラシ毛の復元力によってはじき飛ばされ感光体ドラム２１に付着して、その後に摺接位置で潤滑剤供給ローラ２５ｄに擦りこまれて薄層化されることになる。

また、本実施の形態では、固形潤滑剤２５ｅをステアリン酸亜鉛で形成している。詳しくは、固形潤滑剤２５ｅは、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解したもので、塗りすぎによる副作用が少なく、充分な潤滑性があるものが好適である。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム２１表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム２１表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム２１表面を覆うことができる。

なお、固形潤滑剤２５ｅとしては、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチュウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸基を有するものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸バリウム、オレイン酸鉛、オレイン酸銅、以下、ステアリン酸と同様の化合物や、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛、パルチミン酸銅、以下、ステアリン酸と同様の化合物を使用して良い。他にも、脂肪酸基として、カプリル酸、リノレン酸、コリノレン酸等を使用することができる。さらに、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリン等のワックスや、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を使用することもできる。これらは有機系の固形潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良い。

図２及び図３を参照して、第１ブレード２５ａは、潤滑剤供給ローラ２５ｄに対して上流側（感光体ドラム２１の走行方向上流側である。）において感光体ドラム２１に当接するように配設されている。そして、この第１ブレード２５ａによって、感光体ドラム２１の表面に付着した未転写トナーが薄層化されることになる。すなわち、第１ブレード２５ａは、感光体ドラム２１の表面に付着した未転写トナーの全部を除去する従来のクリーニングブレードとは異なり、感光体ドラム２１上に未転写トナーによる薄い層を形成するように機能することになる。なお、第１ブレード２５ａによって、除去された未転写トナー（薄層化されなかった未転写トナーである。）は、クリーニング装置２５内に回収されることになる。

さらに詳しくは、第１ブレード２５ａは、ウレタン樹脂系、フッ素樹脂系、シリコーン樹脂系等のエラストマーをブレード状に形成したものであって、板金からなるホルダに固定保持されている。そして、第１ブレード２５ａは、感光体ドラム２１に対して感光体ドラム２１の回転方向（走行方向）に沿うようにトレーリング方向に当接している。ここで、図４（Ａ）を参照して、上述した「トレーリング方向」の当接状態とは、第１ブレード２５ａと感光体ドラム２１との当接位置を通る接線（感光体ドラム２１の回転方向上流側の接線である。）と、感光体ドラム２１に対する第１ブレード２５ａの対向面と、がなす当接角θ１が、０〜９０度の範囲内（０度＜θ１＜９０度）となる状態をいう。なお、本実施の形態では、第１ブレード２５ａの当接角θ１が１０〜３０度に設定され、感光体ドラム２１に対する第１ブレード２５ａの当接圧が５〜３０Ｎ／ｍに設定されている。
このように、第１ブレード２５ａは、ホルダに固定保持された状態で上述した適度な当接角及び当接圧にて感光体ドラム２１に弾性接触しているため、感光体ドラム２１上に付着した未転写トナーが第１ブレード２５ａから適度にすり抜けて、ある程度均一かつ適量に薄層化された未転写トナーが感光体ドラム２１上に付着した状態になる。そして、この薄層化された未転写トナーが、下流側の第２ブレード２５ｂの位置に入力（搬送）されることになる。

図２及び図３を参照して、第２ブレード２５ｂは、潤滑剤供給ローラ２５ｄに対して下流側（感光体ドラム２１の走行方向下流側である。）において感光体ドラム２１に当接するように配設されている。そして、この第２ブレード２５ｂによって、潤滑剤供給ローラ２５ｄによって感光体ドラム２１の表面に供給された潤滑剤が薄層化されるとともに、感光体ドラム２１の表面に付着した未転写トナーの全部が除去されることになる。すなわち、第２ブレード２５ｂは、感光体ドラム２１の表面に付着した潤滑剤を薄層化する従来の均しブレード（薄層化ブレード）の機能に加えて、感光体ドラム２１上に付着した未転写トナー（薄層化された未転写トナーである。）を除去する機能をも有することになる。なお、第２ブレード２５ｂによって、除去された未転写トナーは、クリーニング装置２５内に回収されることになる。

さらに詳しくは、第２ブレード２５ｂは、ウレタン樹脂系、フッ素樹脂系、シリコーン樹脂系等のエラストマーをブレード状に形成したものであって、板金からなるホルダに固定保持されている。そして、第２ブレード２５ｂは、感光体ドラム２１に対して感光体ドラム２１の回転方向（走行方向）に抗するようにカウンタ方向に当接している。ここで、図４（Ｂ）を参照して、上述した「カウンタ方向」の当接状態とは、第２ブレード２５ｂと感光体ドラム２１との当接位置を通る接線（感光体ドラム２１の回転方向上流側の接線である。）と、感光体ドラム２１に対する第２ブレード２５ｂの対向面と、がなす当接角θ２が、９０〜１８０度の範囲内（９０度＜θ２＜１８０度）となる状態をいう。なお、本実施の形態では、第２ブレード２５ｂの当接角θ２が１００〜１２０度に設定され、感光体ドラム２１に対する第２ブレード２５ｂの当接圧が５〜３０Ｎ／ｍに設定されている。
このように構成された第２ブレード２５ｂは、感光体ドラム２１に対する当接条件が最適化されていて、未転写トナーと潤滑剤との粒径、摩擦抵抗値等の物性値の差異によって、未転写トナーを除去して、薄層化された潤滑剤の層が形成されるように機能する。すなわち、第２ブレード２５ｂにより、感光体ドラム２１上での潤滑剤の皮膜化がおこなわれて潤滑剤による潤滑性が充分に発揮されるとともに、感光体ドラム２１上に付着した未転写トナーがきれいに除去されることになる。

そして、このように第２ブレード２５ｂの先端部（図４（Ｂ）の破線で囲んだ部分である。）に薄層化された適量の未転写トナーが入力されることで、未転写トナーが第２の潤滑剤（帯電部２２による高圧放電の影響によって分解劣化等することのない潤滑剤である。）として機能して、第２ブレード２５ｂと感光体ドラム２１との摩擦抵抗が高まってしまう不具合が抑止される。したがって、帯電部２２による高圧放電の影響によって感光体ドラム２１上に供給された潤滑剤が分解劣化してしまっても、第２ブレード２５ｂにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じてしまう不具合が大幅に軽減されることになる。
なお、第１ブレード２５ａは、そもそも、ビビリ振動や捲れや磨耗欠損に対して有利な当接条件で感光体ドラム２１に当接しているため、そのような不具合は生じないことになる。
また、第１ブレード２５ａを設置しない場合には、潤滑剤供給ローラ２５ｄの位置に大量の未転写トナーが搬送されてしまい、潤滑剤供給ローラ２５ｄによって担持される未転写トナーによって潤滑剤供給ローラ２５ｄによって担持される潤滑剤の量が少なくなって、感光体ドラム２１に供給される潤滑剤の量も少なくなってしまう。本実施の形態では、第１ブレード２５ａを設置して感光体ドラム２１上に薄層化された必要最小限の未転写トナーを付着させているため、感光体ドラム２１上に供給される潤滑剤の量が少なくなる不具合を防止しつつ、第２ブレード２５ｂにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じてしまう不具合を効率よく軽減することができる。

ここで、図４（Ｂ）を参照して、本実施の形態では、第２ブレード２５ｂは、感光体ドラム２１に当接する先端部における稜線の断面角度αが約９０度となるように形成されている。これにより、感光体ドラム２１上に付着した未転写トナーに対する良好なクリーニング性を確保することができる。

なお、図示は省略するが、本実施の形態では、クリーニング装置２５のケーシングに対して、第２ブレード２５ｂが固定保持されたホルダがネジ締結等によって位置決めされている。このような第２ブレード２５ｂの保持方法（固定保持方式と呼ぶ。）をとった場合には、感光体ドラム２１に対する第２ブレード２５ｂの当接角θ２を比較的精度よく設定できることになる。
これに対して、図５に示すように、クリーニング装置２５のケーシングに対して第２ブレード２５ｂが固定保持されたホルダ４５を支軸４５ａを中心に回転可能に保持して、ホルダ４５に接続された引張スプリング４６のスプリング力によって第２ブレード２５ｂを感光体ドラム２１に向けて付勢することもできる。このような第２ブレード２５ｂの保持方法（定荷重方式と呼ぶ。）をとった場合には、感光体ドラム２１に対する第２ブレード２５ｂの当接圧を比較的精度よく設定できることになる。
このような第２ブレード２５ｂの異なる保持方法による特性を理解した上で、上述した第２ブレード２５ｂによる潤滑剤を薄層化する機能と未転写トナーをクリーニングする機能とを管理しやすい保持方法を選択することが好ましい。

ここで、図２及び図３を参照して、本実施の形態では、第１ブレード２５ａに対して上流側（感光体ドラム２１の走行方向上流側である。）に、感光体ドラム２１の表面に摺接するブラシ毛が周設されたブラシローラ２５ｃが設置されている。このブラシローラ２５ｃは、芯金の外周にブラシ毛を巻装したものであって、潤滑剤供給ローラ２５ｄとほぼ同様に構成されている。そして、ブラシローラ２５ｃは、ブラシ毛が感光体ドラム２１表面に当接した状態で、図２の反時計方向に回転する。そして、感光体ドラム２１上に付着する未転写トナー等の付着物の一部は、ブラシローラ２５ｃに掻き取られた後に、クリーニング装置２５内に回収される。
このようにブラシローラ２５ｃを設けることによって、ブラシローラ２５ｃをすり抜ける未転写トナーがブラシ毛にならされて、幅方向（図２及び図３の紙面垂直方向である。）にある程度均一に分布することになる。そして、幅方向にある程度均一にならされた未転写トナーが、第１ブレード２５ａの位置で薄層化されて、さらに第２ブレード２５ｄの位置に搬送されることになるため、上述した第２ブレード２５ｄのビビリ振動や捲れや磨耗欠損を抑止する効果が確実に発揮される。すなわち、第２ブレード２５ｄの幅方向の一部にのみ、薄層化された未転写トナーが入力される不具合を未然に防止することができる。

さらに、図２を参照して、揺動機構７０によって、ブラシローラ２５ｃを、感光体ドラム２１の走行方向に直交する幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に揺動させることで、ブラシローラ２５ｃによって未転写トナーが幅方向にさらに均一にならされるため、上述した第２ブレード２５ｄのビビリ振動や捲れや磨耗欠損を抑止する効果がさらに確実に発揮されることになる。

ここで、本実施の形態では、図２及び図３に示すように、潤滑剤供給ローラ２５ｄと第１ブレード２５ａとの間の空間を隔絶する仕切り部材２５ｇ（隔壁）を設けている。
このように仕切り部材２５ｇを設けることで、第１ブレード２５ａをすり抜けた未転写トナーが潤滑剤供給ローラ２５ｄにはじき飛ばされてしまっても、その未転写トナーは仕切り部材２５ｇの貯溜部（図２中、破線で囲んだ部分である。）に貯溜されるため、潤滑剤供給ローラ２５ｄと第１ブレード２５ａとの間に未転写トナーが堆積してしまう不具合を抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、潤滑剤供給ローラ２５ｄの上流側に感光体ドラム２１（像担持体）の表面に付着した未転写トナーを薄層化する第１ブレード２５ａを設置して、潤滑剤供給ローラ２５ｄの下流側に感光体ドラム２１の表面に供給された潤滑剤を薄層化するとともに感光体ドラム２１の表面に付着した未転写トナーを除去する第２ブレード２５ｂを設置しているため、感光体ドラム２１に当接するブレード２５ａ、２５ｂにビビリ振動や捲れや磨耗欠損が生じにくくなる。

なお、本実施の形態では、クリーニング装置２５を、感光体ドラム２１及び帯電部２２と一体化してプロセスカートリッジ２０を構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
なお、クリーニング装置２５を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体１に交換自在に設置されるように構成することもできる。そのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、２成分現像剤を用いる２成分現像方式の現像装置２３が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、１成分現像剤を用いる１成分現像方式の現像装置２３が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム２１上をクリーニングするクリーニング装置に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ベルト上をクリーニングするクリーニング装置に対しても当然に本発明を適用することができる。さらには、本実施の形態における像担持体としての中間転写ベルト２７上をクリーニングするクリーニング装置に対しても当然に本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、感光体ドラム２１に摺接して潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ２５ｄとしてブラシ状ローラを用いたが、感光体ドラム１１に摺接して潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ２５ｄの形態はこれに限定されることなく、例えば、固形潤滑剤２５ｅから潤滑剤を削り取れる程度に目の粗い表面からなる弾性ローラを潤滑剤供給ローラ２５ｄとして用いることもできる。そして、そのような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、
２５ クリーニング装置（クリーニング部）、
２５ａ 第１ブレード、
２５ｂ 第２ブレード、
２５ｃ ブラシローラ、
２５ｄ 潤滑剤供給ローラ、
２５ｅ 固形潤滑剤、 ２５ｆ 圧縮スプリング。

特開２０１０−１１７５８３号公報 特開２００５−７０２７６号公報

Claims (6)

1. 所定方向に走行する像担持体の表面に付着した未転写トナーを除去するクリーニング装置であって、
   潤滑剤を担持するとともに、前記像担持体に摺接して当該像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラと、
   前記潤滑剤供給ローラに対して前記像担持体の走行方向上流側において当該像担持体に当接するように配設されて、当該像担持体の表面に付着した未転写トナーを薄層化する第１ブレードと、
   前記潤滑剤供給ローラに対して前記像担持体の走行方向下流側において当該像担持体に当接するように配設されて、前記潤滑剤供給ローラによって当該像担持体の表面に供給された潤滑剤を薄層化するとともに当該像担持体の表面に付着した未転写トナーを除去する第２ブレードと、
   を備え、
   前記第１ブレードは、前記像担持体に対して当該像担持体の走行方向に沿うようにトレーリング方向に当接し、
   前記第２ブレードは、前記像担持体に対して当該像担持体の走行方向に抗するようにカウンタ方向に当接したことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記第１ブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側において当該像担持体の表面に摺接するブラシ毛が周設されるとともに、前記像担持体の走行方向に直交する幅方向に揺動するブラシローラをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記潤滑剤供給ローラは、前記像担持体との摺接位置において当該像担持体の走行方向に対して逆方向に回転駆動され、
   前記潤滑剤供給ローラと前記第１ブレードとの間の空間を隔絶する仕切り部材を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記第２ブレードは、前記像担持体に当接する先端部における稜線の断面角度が９０度となるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のクリーニング装置。
5. 画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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