JP6919832B2 - 画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ - 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画像形成装置と、そこに設置されるプロセスカートリッジと、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、感光体ドラムなどの像担持体の表面に付着した未転写トナーなどの付着物を除去するために、像担持体の表面にクリーニングブレードを当接させる技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、特許文献１には、温度変化によるクリーニングブレードの変形劣化を防止することを目的として、クリーニングブレードの近傍にヒータと温度検知センサとを設置して、温度検知センサによって検知された温度が基準温度以下になったときに、ヒータを発熱させてクリーニングブレードを加温する技術が開示されている。

上述した特許文献１の技術は、クリーニングブレードの近傍に設置したヒータによってクリーニングブレードを加温しているものの、クリーニングブレードのエッジ部（像担持体の表面に当接する部分である。）まで充分に熱が伝わらずに、エッジ部の温度が低い状態になって、クリーニング不良が生じたり、エッジ部に欠けが生じたり、エッジ部が局所的に摩耗したりしてしまう可能性があった。

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、クリーニングブレードのエッジ部に充分かつ効率的に熱を伝えて、クリーニング不良を生じにくくするとともに、クリーニングブレードのエッジ部に欠けや局所的な摩耗を生じにくくすることができる、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジを提供することにある。

この発明における画像形成装置は、像担持体の表面にエッジ部が当接するように配設されて、前記像担持体の表面に付着した付着物を除去するクリーニングブレードと、前記像担持体の表面に当接するように配設された回転体と、所定方向に回転する前記像担持体を介して前記回転体から前記クリーニングブレードの前記エッジ部に熱を伝えるために、通常の画像形成動作が開始される前の非画像形成時のタイミングで前記回転体を発熱させる発熱手段と、を備え、前記回転体は、前記クリーニングブレードに対して通常の画像形成動作時における前記像担持体の回転方向の下流側に配設され、前記非画像形成時のタイミングで前記発熱手段によって前記回転体が発熱されるときに、前記像担持体が通常の画像形成動作時の回転方向に対して逆方向に回転駆動されるものである。

本発明によれば、クリーニングブレードのエッジ部に充分かつ効率的に熱を伝えて、クリーニング不良を生じにくくするとともに、クリーニングブレードのエッジ部に欠けや局所的な摩耗を生じにくくすることができる、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ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。 プロセスカートリッジを示す断面図である。 クリーニングブレードとブラシ状ローラとの近傍を示す拡大図である。 クリーニングブレードのエッジ部に熱を伝える制御を示すフローチャートである。 実験条件及び実験結果を示す表図である。

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及び図２にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１は、実施の形態における画像形成装置１を示す全体構成図である。図２は、図１の画像形成装置１に設置されたイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙを示す断面図である。
なお、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（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、図２ではイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙのみを代表的に図示する。

図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等のシートＰが収容される給紙部、９はシートＰの搬送タイミングを調整するレジストローラ、を示す。
また、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ、１６は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７上に重ねて転写する１次転写ローラ、を示す。
また、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のトナー像をシートＰ上に転写するための２次転写ローラ、１９は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、２０はシートＰ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

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３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４のコンタクトガラス５上の位置に達する。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５の位置で原稿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４は、コンタクトガラス５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、書込み部２に送信される。そして、書込み部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１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（像担持体）上に向けて発せられる。

一方、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（図２を参照できる。）は、それぞれ、矢印方向（反時計方向）に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電ローラ１２との対向部で、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１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１の表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌ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Ｌは、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１（像担持体）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により、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電ローラ１２にて帯電された後の感光体ドラム１１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、紙面左から２番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、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、紙面左から３番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、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、紙面左から４番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、それぞれの現像装置１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１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１１の表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写ローラ１６が設置されている。そして、１次転写ローラ１６の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、クリーニング装置１４（クリーニング部）との対向位置に達する。そして、この位置で、クリーニングブレード１４ａによって感光体ドラム１１の表面に付着（残存）したトナー（未転写トナー）などの付着物が機械的に除去されて、除去された未転写トナー（付着物）が廃トナーとしてクリーニング装置１４内に回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１の表面は、ブラシ状ローラ１５（回転体）、除電部の位置を順次通過して、感光体ドラム１１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１１上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写ローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写ローラ１８との対向位置で、シートＰ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング部１９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７の表面に付着した未転写トナーなどの付着物が中間転写クリーニングブレードによって除去されて、中間転写ベルトクリーニング部１９に回収される。こうして、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写ローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送されるシートＰは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、用紙などのシートＰを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートＰが、搬送経路を通過して、レジストローラ９（タイミングローラ）の位置に導かれる。レジストローラ９に達したシートＰは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。そして、２次転写ニップの位置で、シートＰ上にフルカラー画像が２次転写される。

そして、フルカラー画像が転写されたシートＰは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）がシートＰ上に定着される。
そして、定着工程後のシートＰは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成動作（画像形成プロセス）が完了する。

次に、図２にて、プロセスカートリッジ１０Ｙについて詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電ローラ１２（帯電装置）と、現像装置１３と、クリーニング装置１４と、回転体としてのブラシ状ローラ１５と、が一体的にユニットとして構成されている。

ここで、像担持体としての感光体ドラム１１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。
感光体ドラム１１は、外径が３０ｍｍ程度であって、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、表面層（保護層）が順次積層されている。感光体ドラム１１の表面層（保護層）は、無機微粒子を含有して架橋樹脂により硬化されたものであり、高硬度に形成されている。

図２を参照して、帯電ローラ１２は、外径が８ｍｍ程度であって、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆して、さらに弾性層の外周に５μｍ程度の表面層を形成してなるローラ部材である。帯電ローラ１２には電源部から所定の電圧（ＡＣ電圧とＤＣ電圧とが重畳されたものである。）が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、感光体ドラム１１に対して帯電ローラ１２が接触するように設置されている。

現像装置１３は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂと、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂに対向する第２搬送スクリュ１３ｃと、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｄと、で構成される。現像ローラ１３ａ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１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇが担持されることになる。

現像装置１３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。
なお、本実施の形態では、画質向上のために、円形度が０．９３以上であって、重量平均径Ｄ４と個数平均径Ｄ１との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０となる球形トナー（重合トナー）をトナーＴとして使用している。
なお、トナーＴの「円形度」は、粒子投影像の周囲長に対する粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長であって、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（東亜医用電子社製）により計測した値に基いて求めることができる。
また、トナーＴの「重量平均径」や「個数平均径」は、粒径測定器「ＳＤ２０００」（ホソカワミクロン社製）により測定することができる。

クリーニング装置１４には、感光体ドラム１１の表面に当接して感光体ドラム１１の表面に付着した付着物を除去するクリーニングブレード１４ａが設置されている。
クリーニングブレード１４ａは、ウレタンゴム等のゴム材料で形成されていて、そのエッジ部（先端部）が感光体ドラム１１の表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１の表面に付着するトナーなどの付着物（シートＰから生じる紙粉、帯電ローラ１２による放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等も含むものとする。）が機械的に掻き取られてクリーニング装置１４内に回収されることになる。なお、本実施の形態において、クリーニングブレード１４ａは、感光体ドラム１１の回転方向に対してカウンタ方向にて感光体ドラム１１に当接している。
なお、図２に示すように、クリーニングブレード１４ａ（クリーニング装置１４）に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側であって、帯電ローラ１２（及び、除電部）に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側には、回転体としてのブラシ状ローラ１５が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。

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１３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像装置１３内の現像剤Ｇは、間に仕切部材を介在するように配設された第１搬送スクリュ１３ｂ及び第２搬送スクリュ１３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３０からトナー補給口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１３ａ上に担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード１３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード１３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム１１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１１の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１３ａに印加された現像バイアスとの、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１１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト１７上に転写される。そして、感光体ドラム１１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード１４ａによって除去されてクリーニング装置１４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１１の表面は、除電部を順次通過して、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３０は、交換可能に構成されたトナーボトル３１と、トナーボトル３１を保持・回転駆動するとともに現像装置１３に新品トナーＴを補給するトナーホッパ部３２と、で構成されている。また、トナーボトル３１内には、新品のトナーＴ（図２では、イエローのトナーである。）が収容されている。また、トナーボトル３１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３１内の新品トナーＴは、現像装置１３内のトナーＴ（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口から現像装置１３内に適宜に補給されるものである。現像装置１３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム１１に対向する反射型フォトセンサと、現像装置１３の第２搬送スクリュ１３ｃの下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。

以下、本実施の形態において特徴的な、プロセスカートリッジ１０Ｙ（画像形成装置１）の構成・動作について説明する。
先に図２等を用いて説明したように、プロセスカートリッジ１０Ｙ（画像形成装置１）には、クリーニングブレード１４ａが、感光体ドラム１１（像担持体）の表面にエッジ部が当接するように配設されている。クリーニングブレード１４ａは、感光体ドラム１１の表面に付着したトナーなどの付着物を除去するためのものである。

詳しくは、クリーニングブレード１４ａは、ウレタンゴムなどのゴム材料で形成されている。そして、クリーニングブレード１４ａは、そのエッジ部（感光体ドラム１１に当接する部分であって、図３にて破線で囲んだ部分である。）のマルテンス硬度が、２３℃５０％（常温常湿）の温湿度環境で０．８〜１０Ｎ／ｍｍ²の範囲内になるように形成されている。マルテンス硬度が０．８Ｎ／ｍｍ²を下回ると、エッジ部の捲れやドラムへの引き込まれが発生したり、ドラムとの接触面積が大きくなりすぎてクリーニング性が劣化したりしてしまう。また、マルテンス硬度が１０Ｎ／ｍｍ²を上回ると、エッジ部の柔軟性がなくなりドラム表面に追従しにくくなり、クリーニング性が劣化してしまう。そのため、マルテンス硬度を上述した範囲に設定することで、球形トナーを用いた場合であっても、良好なクリーニング性を維持しやすくなる。
なお、本実施の形態では、クリーニングブレード１４ａのエッジ部のマルテンス硬度が、２３℃５０％（常温常湿）の温湿度環境で１．２Ｎ／ｍｍ²程度に設定されている。また、クリーニングブレード１４ａは、金属材料からなる板状部材に接着され片持ち支持されているが、その自由長が８ｍｍ程度になるように設定されている。また、クリーニングブレード１４ａは、そのエッジ部が感光体ドラム１１の表面に０．８ｍｍ程度喰い込むように当接している。

そして、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ（画像形成装置１）には、さらに、回転体としてのブラシ状ローラ１５や、ブラシ状ローラ１５を発熱可能に形成された発熱手段５０、５１が設けられている。
図２（及び、図３（Ｂ））を参照して、ブラシ状ローラ１５は、クリーニングブレード１４ａに対して感光体ドラム１１の回転方向下流側（通常の画像形成動作時における感光体ドラム１１の回転方向の下流側である。）において、感光体ドラム１１の表面に当接するように配設された回転体である。
発熱手段５０、５１は、所定方向に回転する感光体ドラム１１を介してブラシ状ローラ１５（回転体）からクリーニングブレード１４ａのエッジ部に熱を伝えるために、所定のタイミングでブラシ状ローラ１５を発熱させるものである。このように発熱手段５０、５１によってブラシ状ローラ１５を発熱させる制御モードを、以下、適宜に「発熱モード」と呼ぶ。

詳しくは、ブラシ状ローラ１５（回転体）は、ステンレス鋼などからなる芯金１５ａ上に、導電性繊維材料からなるブラシ１５ｂが周設されたものである。また、ブラシ状ローラ１５のブラシ１５ｂは、それぞれ１本の１ｃｍ当たりの電気抵抗率（線抵抗率）が１０^-5〜１０⁵Ω・ｃｍの範囲内になるように形成されている。このように構成されたブラシ状ローラ１５を用いることで、発熱手段５０、５１による通電によって、ブラシ状ローラ１５が良好に発熱することになる。
なお、本実施の形態では、ブラシ１５ｂとして、ポリエステル樹脂にカーボンナノチューブをコーティングしたものであって、線抵抗率が１０^-3Ω・ｃｍ程度に設定されたものを用いている。また、感光体ドラム１１の表面に対するブラシ１５ｂの喰い込み量は１ｍｍ以上になるように設定されている。

また、図３（Ａ）に示すように、発熱手段は、主として、電極板５１と電源５０とで構成されている。
電極板５１は、導電性を有する金属材料からなり、ブラシ状ローラ１５のブラシ１５ｂの先端に摺接するように設置されている。また、電極板５１は、接地（アース）されている。これにより、ブラシ１５ｂの先端は、電極板５１によって接地された状態になる。
電源５０は、制御部４０による制御によって、ブラシ状ローラ１５の芯金１５ａに直流電圧を印加できるように（直流電流を流せるように）構成されている。

このような構成により、制御部４０による制御によって電源５０から芯金１５ａに電圧が印加されると（発熱モードが実行されると）、芯金１５ａからブラシ１５ｂにかけて電流が流れて、ブラシ１５ｂが電気抵抗によって発熱することになる。そして、ブラシ１５ｂの熱が、感光体ドラム１１を介して、クリーニングブレード１４ａのエッジ部に伝達されることになる。

クリーニングブレード１４ａは、そのエッジ部の温度が低い状態だと、エッジ部が硬化して柔軟性がなくなり感光体ドラム１１の表面に追従しにくくなり、感光体ドラム１１の表面に付着した付着物を除去する能力（クリーニング性）が劣化してしまう。また、エッジ部の温度が低くなって硬化が進むと、エッジ部に欠けが生じたり、エッジ部が局所的に摩耗したりしてしまうこともある。
したがって、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の温度が低い状態になってしまうときには、エッジ部の温度が上がるように温めてやる必要がある。しかし、クリーニングブレード１４ａのエッジ部は、感光体ドラム１１に接触しているため、エッジ部にヒータなどの加熱手段を接触させて直接的に加熱することはできない。また、クリーニングブレード１４ａの近傍にヒータを設置したとしても、ゴム材料からなるクリーニングブレード１４ａの熱伝導性は高くないためエッジ部を充分に加熱することはできないし、ヒータの出力を上げてしまうと電力を多く消費してしまうことになる。

これに対して、本実施の形態では、発熱モードが実行されると、ブラシ状ローラ１５の熱が感光体ドラム１１を介してクリーニングブレード１４ａのエッジ部に直接的に伝達されることになるため、エッジ部の温度を効率的かつ充分に昇温することができる。すなわち、電源５０の出力をそれほど大きく設定しなくても、クリーニングブレード１４ａのエッジ部を充分に昇温させることができる。特に、電極板５１は接地されているため、ブラシ状ローラ１５が効率的に発熱されて、エッジ部を効率的に昇温することができる。
また、本実施の形態では、非回転の発熱体を感光体ドラム１１に当接させているのではなくて、回転体としてのブラシ状ローラ１５を回転させながら感光体ドラム１１に当接させて、感光体ドラム１１を介してクリーニングブレード１４ａのエッジ部に熱を伝えている。そのため、非回転の発熱体を感光体ドラム１１に当接させる場合に比べて、感光体ドラム１１を安定的に加熱することができる。すなわち、感光体ドラム１１の表面には、入れ替わり発熱状態のブラシ１５ｂが摺接することになる。換言すると、感光体ドラム１に熱を奪われたブラシ１５ｂは、１周するうちに再び充分に発熱することになる。
したがって、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の温度が低い状態になって、クリーニング不良が生じる不具合や、クリーニングブレード１４ａのエッジ部に欠けや局所的摩耗が生じる不具合が軽減されることになる。

ここで、本実施の形態において、上述した「所定のタイミング（発熱モードを実行するタイミングである。）」は、通常の画像形成動作が開始される前の非画像形成時のタイミングとしている。詳しくは、所定条件のもと、画像形成動作が開始される直前のウォーミングアップ動作時に、適宜に発熱モードが実行されることになる。
これにより、通常の画像形成動作が開始されるときにはクリーニングブレード１４ａのエッジ部が充分に温められていることになるため、エッジ部の温度が低くて出力画像にクリーニング不良による異常画像が生じる不具合が効率的に軽減されることになる。

また、本実施の形態では、そのように非画像形成時のタイミングで発熱手段５０、５１によってブラシ状ローラ１５が発熱されるときに（発熱モードが実行されるときに）、感光体ドラム１１が通常の画像形成動作時の回転方向に対して逆方向に回転駆動されるように制御している。
詳しくは、感光体ドラム１１を回転駆動する駆動モータは、正逆方向回転型のモータである。そして、図２、図３（Ｂ）に示すように、通常の画像形成動作時には、駆動モータが正方向に駆動されて、感光体ドラム１１が正方向（図２、図３（Ｂ）の矢印方向であって、反時計方向である。）に回転駆動されることになる。これに対して、図３（Ａ）に示すように、発熱モード時には、駆動モータが逆方向に駆動されて、感光体ドラム１１が逆方向（図３（Ａ）の破線矢印方向であって、時計方向である。）に回転駆動されることになる。
なお、本実施の形態では、ブラシ状ローラ１５の駆動源を、感光体ドラム１１を駆動する駆動モータとしているため、ブラシ状ローラ１５も発熱モード時には逆方向に回転することになる。具体的に、図３に示すように、ブラシ状ローラ１５は、通常の画像形成動作時には反時計方向に回転して、発熱モード時には時計方向に回転することになる。

このように発熱モード時に感光体ドラム１１を逆回転させるのは、ブラシ状ローラ１５がクリーニングブレード１４ａに対して通常の画像形成動作時における感光体ドラム１１の回転方向の下流側に配設されているためである。すなわち、発熱モード時に感光体ドラム１１を逆回転させることで、発熱モード時に感光体ドラム１１を正方向に回転させる場合に比べて、ブラシ状ローラ１５によって加熱された感光体ドラム１１の表面部分が短い時間（距離）でクリーニングブレード１４ａのエッジ部の位置に達することになる。そのため、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の加熱効率が向上することになる。
なお、ブラシ状ローラ１５がクリーニングブレード１４ａに対して通常の画像形成動作時における感光体ドラム１１の回転方向の下流側に配設されているのは、通常の画像形成動作において、ブラシ状ローラ１５が、クリーニングブレード１４ａによって除去される前の未転写トナー（付着物）によって汚れてしまう不具合を防止するためである。

ここで、図３（Ａ）を参照して、画像形成装置１の内部には、装置内の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ４５が設置されている。
そして、温度センサ４５（温度検知手段）によって検知された温度が所定値Ａ（例えば、１５℃である。）以下であるときに、発熱手段５０、５１によってブラシ状ローラ１５（回転体）が発熱されるように制御している。すなわち、温度センサ４５によって検知された温度が所定値Ａ以下であるときに、制御部４０による制御によって、電源５０からブラシ状ローラ１５（芯金１５ａ）に所定の電圧が印加されるとともに、感光体ドラム１１の駆動モータが逆方向に駆動されて、発熱モードが実行される。
画像形成装置１の機内温度が低い状態のとき、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の温度が低い状態になって、クリーニング不良などの不具合が生じやすくなる。そのため、上述したような温度センサ４５を用いた制御をおこなうことで、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の温度が低い状態で画像形成動作が開始されてしまうのを抑止することができる。
なお、本実施の形態において、温度センサ４５で検知される温度が所定値Ａ以下である場合に、その温度の大きさに応じて、エッジ部の温度が所定温度まで昇温するように、発熱モードの実行時間や電源５０の出力（電圧）を可変することもできる。具体的に、温度センサ４５で検知される温度が低い場合には、高い場合に比べて、発熱モードの実行時間が長く設定されたり、電源５０の出力（電圧）が大きく設定されたりすることになる。

図４を用いて、上述した温度センサ４５を用いた発熱モードの制御フローについて、簡単に説明する。
図４に示すように、まず、制御部４０にコピー指令が入力されると（ステップＳ１）、温度センサ４５による検知温度（機内温度）が所定値Ａ以下であるかが判別される（ステップＳ２）。
その結果、温度センサ４５による検知温度が所定値Ａ以下であるものと判別された場合、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の温度が低い状態であるものとして、発熱モードが実行されて（ステップＳ３）、その後に通常のコピー動作（画像形成動作）が開始される（ステップＳ４）。
これに対して、ステップＳ２にて、温度センサ４５による検知温度が所定値Ａ以下でないものと判別された場合、クリーニングブレード１４ａのエッジ部の温度が低い状態ではないものとして、発熱モードを実行することなく、そのまま通常のコピー動作（画像形成動作）が開始される（ステップＳ４）。

ここで、本実施の形態において、ブラシ状ローラ１５（回転体）は、通常の画像形成動作時に感光体ドラム１１に摺接して感光体ドラム１１の表面を研磨するように構成されている。すなわち、ブラシ状ローラ１５は、研磨ローラとしても機能するように構成されている。
詳しくは、ブラシ状ローラ１５は、そのブラシ１５ｂが比較的硬く形成されていて、感光体ドラム１１との当接部において感光体ドラム１１の表面の移動方向に対して逆方向に移動して摺接する。これにより、通常の画像形成動作時において、感光体ドラム１１の表面はブラシ状ローラ１５によって研磨されることになるため、感光体ドラム１１に付着した外添剤（トナーの外添剤である。）が固着（フィルミング）して帯電不良などの異常画像が生じる不具合が軽減されることになる。
なお、本実施の形態では、ブラシ状ローラ１５を、感光体ドラム１１との当接部において感光体ドラム１１の表面の移動方向に対して逆方向に移動するように回転させたが、感光体ドラム１１との当接部において感光体ドラム１１の表面の移動方向に対して順方向に移動するように回転させることもできる。その場合、感光体ドラム１１との当接部において線速差が生じるようにブラシ状ローラ１５を回転させてドラム表面に摺接させることで、ブラシ状ローラ１５を研磨ローラとして機能させることができる。

ここで、図２、図３（Ｂ）に示すように、本実施の形態において、電極板５１は、ブラシ状ローラ１５が感光体ドラム１１に当接する位置に対して、ブラシ状ローラ１５の回転方向上流側（通常の画像形成動作時における回転方向の上流側である。）であって、その当接する位置に近い位置に、配設されている。
このように電極板５１をブラシ状ローラ１５の回転方向上流側に配設することで、電極板５１をブラシ状ローラ１５の回転方向下流側に配設する場合に比べて、感光体ドラム１１に付着した外添剤がブラシ状ローラ１５に掻き取られても、掻き取られた外添剤が電極板５１に付着しにくくなる。
なお、本実施の形態において、ブラシ状ローラ１５に付着した外添剤などの付着物を除去するために、ブラシ状ローラ１５のブラシ１５ｂに板状部材（フリッカー）を当接させることもできる。

図５は、本願発明の効果を確認するために本願発明者がおこなった実験における、実験条件及び実験結果を示す表図である。
図５に示すように、実験は、ブラシ状ローラ１５の設置の有無と、加熱の有無と、を組み合わせて４つの条件（比較例１〜３、実施例）についてコピー動作をおこなって、（１）感光体ドラム１１の表面の「外添剤の付着」、（２）出力画像における「クリーニング不良」による異常画像、（３）クリーニングブレード１４ａの「エッジ部の欠け、局所摩耗」、の程度について、それぞれ「○」「△」「×」にて３段階で評価したものである。また、実施例における「加熱」は、本実施の形態で説明したものと同様にブラシ状ローラ１５を発熱手段５０、５１によってコピー開始前に発熱させたものであって、比較例２における「加熱」はクリーニングブレード１４ａの近傍にヒータを設置してコピー開始前に加熱したものである。なお、実験は１０℃１５％の低温低湿環境でおこなった。
図５に示す実験結果からも、本実施の形態（実施例）における構成によって、低温環境下においてコピー開始前に発熱モードを実行することで、「クリーニング不良」や「エッジ部の欠け、局所摩耗」が生じにくくなることがわかる。さらに、本実施の形態（実施例）における構成によって、「外添剤の付着」も生じにくくなることがわかる。

以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置１（プロセスカートリッジ１０Ｙ）は、クリーニングブレード１４ａと、感光体ドラム１１（像担持体）の表面に当接するように配設されたブラシ状ローラ１５（回転体）と、所定方向に回転する感光体ドラム１１を介してブラシ状ローラ１５からクリーニングブレード１４ａのエッジ部に熱を伝えるために所定のタイミングでブラシ状ローラ１５を発熱させる発熱手段５０、５１と、が設けられている。
これにより、クリーニングブレード１４ａのエッジ部に充分かつ効率的に熱を伝えて、クリーニング不良を生じにくくするとともに、クリーニングブレード１４ａのエッジ部に欠けや局所的な摩耗を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、回転体としてのブラシ状ローラ１５を、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像装置１３、クリーニング装置１４と一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙ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。これに対して、これらの構成部材１１〜１５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に交換可能に設置されるように構成することもできる。そして、そのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
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装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、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可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１４ａのエッジ部の欠けや局所的摩耗や感光体ドラム１１上のクリーニング不良を防止するために、発熱可能なブラシ状ローラ１５（回転体）を感光体ドラム１１に当接するように設置した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、像担持体としての中間転写ベルト１７に当接するクリーニングブレードのエッジ部の欠けや局所的摩耗や中間転写ベルト１７上のクリーニング不良を防止するために、発熱可能なブラシ状ローラ（回転体）を中間転写ベルト１７の表面に当接するように設置することもできる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態のもの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（画像形成装置本体）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ、
１１ 感光体ドラム（像担持体）、
１４ クリーニング装置、
１４ａ クリーニングブレード、
１５ ブラシ状ローラ（回転体）、
１５ａ 芯金、 １５ｂ ブラシ、
４０ 制御部、
４５ 温度センサ（温度検知手段）、
５０ 電源（発熱手段）、
５１ 電極（発熱手段）。

特開平６−３２４６１２号公報

Claims (8)

1. 像担持体の表面にエッジ部が当接するように配設されて、前記像担持体の表面に付着した付着物を除去するクリーニングブレードと、
   前記像担持体の表面に当接するように配設された回転体と、
   所定方向に回転する前記像担持体を介して前記回転体から前記クリーニングブレードの前記エッジ部に熱を伝えるために、通常の画像形成動作が開始される前の非画像形成時のタイミングで前記回転体を発熱させる発熱手段と、
   を備え、
   前記回転体は、前記クリーニングブレードに対して通常の画像形成動作時における前記像担持体の回転方向の下流側に配設され、
   前記非画像形成時のタイミングで前記発熱手段によって前記回転体が発熱されるときに、前記像担持体が通常の画像形成動作時の回転方向に対して逆方向に回転駆動されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングブレードは、ゴム材料で形成されて、前記エッジ部のマルテンス硬度が２３℃５０％の温湿度環境で０．８〜１０Ｎ／ｍｍ²の範囲内になるように形成され、
   前記回転体は、芯金上に導電性繊維材料からなるブラシが周設されたブラシ状ローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記発熱手段は、前記ブラシ状ローラの前記ブラシに摺接するとともに接地された電極板と、前記ブラシ状ローラの前記芯金に電圧を印加する電源と、を具備したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ブラシ状ローラの前記ブラシは、それぞれ１本の１ｃｍ当たりの電気抵抗率が１０^-5〜１０⁵Ω・ｃｍの範囲内になるように形成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記電極板は、前記回転体が前記像担持体に当接する位置に対して、前記回転体の回転方向上流側に配設されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 装置内の温度を検知する温度検知手段を備え、
   前記温度検知手段によって検知された温度が所定値以下であるときに、前記発熱手段によって前記回転体が発熱されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記回転体は、通常の画像形成動作時に前記像担持体に摺接して前記像担持体の表面を研磨するように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
   像担持体と、
   前記像担持体の表面にエッジ部が当接するように配設されて、前記像担持体の表面に付着した付着物を除去するクリーニングブレードと、
   前記像担持体の表面に当接するように配設された回転体と、
   所定方向に回転する前記像担持体を介して前記回転体から前記クリーニングブレードの前記エッジ部に熱を伝えるために、通常の画像形成動作が開始される前の非画像形成時のタイミングで前記回転体を発熱させる発熱手段と、
   を備え、
   前記回転体は、前記クリーニングブレードに対して通常の画像形成動作時における前記像担持体の回転方向の下流側に配設され、
   前記非画像形成時のタイミングで前記発熱手段によって前記回転体が発熱されるときに、前記像担持体が通常の画像形成動作時の回転方向に対して逆方向に回転駆動されることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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