JP2008089771A - クリーニング方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体上へ塗布する潤滑材の量を適量とし、さらに感光体長手方向で塗布量を制御することにより、潤滑材の塗布量ムラによる不具合が発生せず、長期に渡って安定して高画質の画像を形成することのできるクリーニング方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１に静電潜像を形成し、表面に現像剤を担持し、前記像担持体との対向部である現像領域に現像剤担持体５ａにより前記現像剤を搬送し、前記像担持体１上の顕像を転写紙に転写し、前記像担持体１に潤滑材を塗布し、前記像担持体１上に残留した前記現像剤をクリーニング手段７により除去する画像形成方法において、帯電した潤滑材を前記像担持体１表面電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差によって前記像担持体１上に塗布する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等におけるクリーニング方法、プロセスカートリッジ、及びこれらを応用する画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真を用いた画像形成装置としては、像担持体としての感光体表面を均一に帯電させる帯電装置と、均一に帯電した感光体表面に静電潜像を形成する書込装置と、表面に現像剤を担持し、像担持体との対向部である現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤を感光体上の潜像を顕像化する現像装置と、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電圧電源部と、感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング装置とにより構成されたものが種々知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
このような画像形成装置においては、近年、形成画像の信頼性、高画質化への要求度も高まっている。このため、効率よく高画質化を実現できるための工夫が求められるようになってきた。

例えば、現像剤を転写紙に定着させ易くしたり、高画質化のために現像剤の平均粒子の大きさを小さくすることが考えられる。ところが、形成画像の高画質化を図るためにトナー粒径を小さくすると、トナーの平均粒径が小さくなるに従って、現像剤の流動性が低下する傾向がある。
そして、この流動性が低下したトナーを使用すると、トナーの帯電不良による地汚れや転写不良が発生し易くなる。そこで、従来では、現像剤の流動性を高めるために、トナーにシリカなどの添加物を添加することが行われている。
ところが、これはクリーニングブレードの磨耗や感光体表面にトナーがフィルム状に付着するフィルミング現象など、副作用が発生することが判った。感光体表面へのトナーのフィルミングが発生すると、感光体表面とトナーとの間の付着力を増加させるので、トナーが良好に転写紙に転写されず、転写画像の文字中抜けの原因にもなってしまう。

これらを改善するために、従来、感光体表面とトナーとの間の付着力を低減させるため、感光体にステアリン酸亜鉛を塗布する方法が提案されており、すでに実用化されている。
一般的に実用化されている方法としては、固形のステアリン酸亜鉛に接触させたファーブラシを回転駆動させてステアリン酸を削り取り、削り取った粉体状のステアリン酸亜鉛を感光体上に塗布して、ブレードで被膜を形成する方法がある。
これにより、感光体表面の摩擦力を低下させることができるので、クリーニング部材の感光体表面での滑りが良くなるとともに、地肌汚れや転写性を改善させることができるとしている。また、感光体自体の経時的な摩耗をも防ぐこともできるとしている。

また、特許文献１において、トナーにシリカとともにステアリン酸亜鉛を添加した現像剤が開示されている。この現像剤を用いる画像形成装置によれば、現像時に、トナーとともにステアリン酸亜鉛を感光体上に移動させたり、感光体の地肌部にステアリン酸亜鉛を現像させたりして、感光体表面にステアリン酸亜鉛の被膜を形成する。
この開示においては、現像剤にステアリン酸亜鉛が含有されているため、現像時にのみ、感光体にステアリン酸亜鉛が供給される。従って、現像が開始されて以後は、ステアリン酸亜鉛の塗布を特別に行う必要はない点で有効である。ところが、新品の感光体を使用する場合には、一般的に、感光体表面にステアリン酸亜鉛の被膜が形成されていないので摩擦力が大きく、そのまま現像に使用されると、ブレードめくれや地肌汚れ等の異常画像が発生するおそれがある。

特許文献２では、画像形成モードとは別に、感光体に担持され、トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電した上記ステアリン酸亜鉛を、感光体から現像剤ローラに向けて移動させる電界を感光体と現像ローラとの間に形成し、電界により像担持体上に移動させる、ステアリン酸亜鉛塗布モードを備えることが開示されている。
これにより、新品の像担持体を用いる場合にも、像担持体のクリーニング性能を良好に保ち、かつ、出力初期から地肌汚れや転写不良のない良好な画像を得ることができるとしている。
特開平１０−２０１２３号公報 特開平１０−３０７１６３号公報

しかしながら、これらの従来の方法はステアリン酸亜鉛の感光体上への塗布量は一定であり、マシンの使用環境や使用方法によっては感光体上への塗布量が過多又は過少になるという課題がある。
潤滑材の塗布量が過多となることで、ブレードを擦り抜けるステアリン酸亜鉛の量が増大し、擦り抜けたステアリン酸亜鉛が帯電ローラに付着し帯電ローラの抵抗を上昇させ、上昇した部分が画像に縦スジとして現れるという問題が発生する。
逆に塗布量が過少となることで、感光体上フィルミングの発生や感光体上摩擦係数の上昇に伴うブレード捲れやクリーニング不良が懸念される。さらに、ステアリン酸亜鉛の塗布効率が感光体上に存在する転写残トナー量に左右されることが分かっており、作像される画像の面積率や画像部／非画像部により感光体上の長手方向で転写残トナーが偏在する場合に、長手方向の塗布ムラが生じることが分かっている。

そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、感光体上へ塗布する潤滑材の量を適量とし、さらに感光体長手方向で塗布量を制御することにより、潤滑材の塗布量ムラによる不具合が発生せず、長期に渡って安定して高画質の画像を形成することのできる画像形成方法、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。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像することにより得たトナー像を転写紙に転写後、潤滑材塗布手段により前記像担持体に潤滑材を塗布し、前記像担持体上に残留したトナーをクリーニング手段により除去するクリーニング方法において、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差により前記潤滑材を前記像担持体に塗布する画像形成方法を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差により前記潤滑材の塗布量を制御する請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差を前記像担持体の長手方向で制御する請求項１又は２記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記潤滑材を塗布する位置よりも前記像担自体の回転方向上流側で前記像担持体表面を帯電させる請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差を温度又は湿度に応じて制御する請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成方法を特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、少なくとも請求項１乃至５の何れか一項記載の画像形成方法に用いられる像担持体と、潤滑材塗布手段と、を備え、画像形成装置本体に脱着可能であるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、静電潜像を形成可能な像担持体と、前記静電潜像を現像したトナー像を転写紙に転写後、前記像担持体に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段と、前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記潤滑材塗布手段は、帯電した前記潤滑材を前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスの電位差により前記像担持体上に塗布する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記電位差を制御し、前記潤滑材の塗布量を変化させる電位差制御手段を備えた請求項７記載の画像形成装置を特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、前記像担持体の長手方向で前記像担持体表面電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスの電位差を制御する電位差制御手段を備えた請求項７又は８記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記潤滑材塗布手段よりも前記像担持体の回転方向上流側に前記像担持体表面を帯電させる帯電手段を備える請求項７乃至９の何れか一項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記電位差制御手段は、前記電位差を、温度又は湿度に応じて変化させる請求項７乃至１０の何れか一項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項６記載のプロセスカートリッジを備える画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、上記の目的を達成するため、帯電した潤滑材を前記像担持体表面電位と前記潤滑材側で印加されるバイアスの電位差を用いて前記像担持体上に塗布してなるので、像担持体へ塗布する潤滑材の量は電位差の大きさにより調整され、塗布を必要とする時だけ電位差を発生させることで、塗布を適時に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置Ａに適用した一実施の形態について説明する。
画像形成装置Ａは、イエロー（以下、「Ｙ」と記す）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置である。
この画像形成装置Ａは、潜像担持体としての４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体１を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。

図２は感光体を配設する画像形成ユニットの構成を示す概略図である。なお、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの画像形成ユニット２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。
感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置５、感光体１の帯電電位を除電するクリーニング前除電装置（以下、ＰＣＬ）２０、感光体１上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置７、潤滑材塗布のために感光体１上を帯電させる帯電装置２２、電位差により感光体１に潤滑材を塗布する潤滑材塗布装置２１、感光体１上に塗布された潤滑材を慣らす塗布ブレード２４、感光体１を帯電させる帯電装置３の順に配置されている。
また、感光体１の長手方向における潤滑材の塗布の制御は行えないが、潤滑材塗布のために感光体１上を帯電させる帯電装置２２のない構成も考えられる。この場合は、ＰＣＬ２０で除電された感光体１と潤滑材塗布装置２１に印加されるバイアスの電位差で潤滑材の塗布が行われる。

本発明の画像形成装置Ａの構成を、図１及び図２に基づいて説明する。
図２の帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。本実施の形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。
すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が−４００〜−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。

また、帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニング手段３ｂが設けられている。クリーニング手段としてのクリーニングローラ３ｂは金属ローラ軸とローラ軸の外周に設けられたメラミン樹脂発泡体により形成されており、帯電ローラ３ａ表面に付着する異物を除去する働きを有する。
なお、帯電装置３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。これにより、帯電ローラ３ａの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。これによって、感光体１上の残留トナーとの接触を減らすことができる。
このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４（図１、図２乃至図４では矢印のみ）によって露光されて、各色に対応した画像情報に基づき静電潜像が形成される。
なお、本実施の形態の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。

現像装置５は、そのケーシング（図示せず）の開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない１成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、トナーボトル（図示せず）から、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。
この現像ローラ５ａは、図示していないが磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体１と対向する領域（以下、現像領域）に搬送される。

ここで、現像ローラ５ａは、現像領域において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体１の表面に供給し、現像する。この時、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。
転写装置６における中間転写ベルト６ａは、３つの支持ローラ６ｂ、６ｃ、６ｄに張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト６ａ上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。

静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ６ｅを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト６ａの部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての各１次転写ローラ６ｅＹ、６ｅＣ、６ｅＭ、６ｅＫを配置している。
ここでは、１次転写ローラ６ｅにより押圧された中間転写ベルト６ａの部分と感光体１とによって、１次転写領域が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６ａ上に転写する際には、１次転写ローラ６ｅに正極性のバイアスが印加される。
これにより、各１次転写をする領域（以下、転写領域と記す）には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６ａ上に静電的に付着し、転写される。

中間転写ベルト６ａの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト６ａの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。
なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。この転写ベルト６ａは、体積抵抗率が１０⁹〜１０¹¹Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いることが好ましいが、弾性層を含む複数の樹脂層にしてもよい。
また、支持ローラ６ｄに張架された中間転写ベルト６ａの部分には、２次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト６ａと２次転写ローラ１６との間には２次転写領域が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。

この転写紙は、図中、露光装置４の下側にある給紙カセット９内に収容されており、ピックアップローラ１０、レジストローラ対１１等によって、２次転写領域まで搬送される。そして、中間転写ベルト６ａ上に重ね合わされたトナー像は、２次転写領域において、転写紙上に一括して転写される。
この２次転写時には、２次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト６ａ上のトナー像が転写紙上に転写される。
帯電装置２２は、感光体１の表面を負極性に帯電する。このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置２３によって、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した書き込みを行う。

感光体１上の転写トナー残量が多い部分はその転写残トナーの存在により潤滑材の塗布効率が悪くなるため、書き込みにより前回作成した画像の画像面積率が高い部分と低い部分の感光体１上の帯電電位を操作する。
ここで、潤滑材塗布装置２１は、ケースに収容された粉体状潤滑材２１ｂと、この粉体状潤滑材２１ｂに接触して潤滑材を摩擦帯電させながら巻き上げ、感光体１と対向する位置まで搬送する搬送ブラシ２１ａと、粉体状潤滑材２１ｂを搬送ブラシ２１ａに押し付ける加圧スプリング２１ｃから主に構成されている。感光体１と対向する位置にまで搬送された粉体状潤滑材２１ｂは、パワーパック（図示せず）により搬送ブラシ２１ａの芯金に印加されるバイアスと感光体１の表面電位の電位差により感光体１上に付着させる。その付着量は、電位差により制御される。

また、搬送ブラシ２１ａに印加されるバイアスは、その時の環境（温度／湿度）によって潤滑材の帯電量が変動するため、作像の行われる環境により補正が掛けられる。これにより効率的に狙いの塗布量の潤滑材を感光体１上に付着させることができる。
このように、環境（温度／湿度）により潤滑材塗布する電位差を補正することによって、環境変動による潤滑材の帯電量変動を原因とする感光体１上の塗布量の変動を抑制し、常に感光体１に狙いの塗布量の潤滑材を効率的に塗布することができる。
搬送ブラシ２１ａは、その形状がローラ状のものを用いることも可能である。また、本構成は、粉体状潤滑材２１ｂを搬送ブラシ２１ａにより搬送し、電位差を用いて感光体１上に付着させているが、粉体状潤滑材２１ｂは潤滑材成型体でもよく、この際は搬送ブラシ２１ａにより潤滑材成型体を削り取り、感光体１に対向する位置に搬送することとなる。

潤滑材塗布装置２１は帯電した潤滑材を感光体１の表面電位と潤滑材塗布装置２１側で印加されるバイアスの電位差を用いて感光体１上に塗布する。潤滑材塗布を、電位差を用いて行うことで、塗布を必要とする時だけに電位差を発生させることで、塗布を適時に行うことができる。
例えば、感光体１上への帯電を行わない際には、感光体１上に塗布された潤滑材が劣化しない。このため、この時に塗布を行うと過剰塗布となるために塗布を行なうことを避けたい。常時接触の塗布方式では感光体１の駆動時に常に塗布を行うが、本方式においては、塗布をオン／オフすることができる。

図２に、単にブロックとして示す電位差制御手段２５を使用して、潤滑材の塗布量を感光体１の表面電位と潤滑材塗布装置２１に印加されるバイアスの電位差の大きさにより制御する。感光体１上への潤滑材の塗布量を電位差の大きさで制御することで、常に感光体１上へ適切な量の潤滑材を塗布することができ、塗布量過多、過少といった塗布ムラを抑制することができる。
感光体１の長手方向で電位差制御手段２５を使用して、感光体１の表面電位と潤滑材側で印加されるバイアスの電位差を制御する。このように、感光体１の長手方向で像担持体表面電位と潤滑材塗布装置２１側で印加されるバイアスの電位差を制御することで、感光体１上の長手方向で潤滑材の塗布量を制御することができ、画像部／非画像部や画像面積率による転写残量の違いを原因とする長手方向塗布ムラを軽減することができる。

図３は潤滑材塗布装置の他の実施の形態を示す概略図である。図４は現像装置と同様な構成とした潤滑材塗布装置の他の実施の形態を示す概略図である。図３では、考えられる搬送ブラシ２１ａを取り除いた構成を示し、粉体状潤滑材２１ｂをアジテータのような撹拌部材で撹拌しておいて、撹拌された粉体状潤滑材２１ｂを直接感光体１表面上に電位差を用いて付着させる。

図４では、潤滑材塗布装置を現像装置５と同様の構成としており、搬送ローラ２１ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する搬送スリーブとから構成されている。潤滑材中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ上に穂立ちした状態となって感光体１と対向する塗布領域に搬送される。
ここで、搬送ローラ２１ａは、感光体１と対向する領域において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、搬送ローラ２１ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着した潤滑材を感光体１の表面に供給し、塗布する。この時、搬送ローラ２１ａには、図示しない電源からバイアスが印加され、これにより付着領域には電位差が形成される。
粉体状潤滑材２１ｂはそのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状の搬送ローラ２１ａに対して、その収容ケースが加圧スプリング２１ｃで付勢されている。粉体状潤滑材２１ｂは消耗品であるため経時的にその量が減少するが、加圧スプリング２１ｃで加圧されているために常時搬送ブラシ２１ａに当接している。本実施の形態における加圧スプリング２１ｃによる加圧力は５００ｍＮとする。

潤滑材としては、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独または２種類以上を混合して用いることができる。とくに、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。
金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、とくに、ステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。

また、図２を参照して、クリーニング装置７及び塗布装置２４は、クリーニング（塗布）ブレード７ａ、２４ａ、支持部材７ｂ、２４ｂ、ブレード加圧スプリング７ｃ、２４ｃを備えている。クリーニングブレード７ａは、転写後に残留する感光体１上のトナーを除去する。
塗布ブレード２４ａは、感光体１上に付着した潤滑材を均一に慣らす働きをする。支持部材７ｂ、２４ｂに貼着してクリーニング装置７及び塗布装置２４に配設されるが、支持部材７ｂ、２４ｂはとくに限定されないが、金属、プラスチック、セラミック等を用いることができる。

クリーニング（塗布）ブレード７ａ、２４ａは、摩擦係数の低い弾性体として、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等のうちウレタンエラストマ、シリコーンエラストマ、フッ素エラストマを挙げることができる。
クリーニング（塗布）ブレード７ａ、２４ａとしては、熱硬化性のウレタン樹脂が好ましく、とくに、ウレタンエラストマが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。エラストマには、ゴムも含まれる。クリーニングブレード７ａは、硬度（ＪＩＳ―Ａ）が、６５〜８５度の範囲が好ましい。
また、クリーニングブレード７ａは、厚さが０．８〜３．０ｍｍで、突き出し量が３〜１５ｍｍの範囲にあることが好ましい。さらに、その他の条件として当接圧、当接角度、食い込み量等は適宜決定することができる。

ここで、本発明の画像形成装置Ａの画像形成動作について、図３及び図４に基づいてさらに詳細に説明する。図３及び図４において、図２と同一部分には同一符号を付して、必要以外の説明は省略する。
画像形成動作開始によって、初めに、感光体１上は帯電装置３によって負極性に一様に帯電される。この時、帯電ローラ３ａに付着したトナーや潤滑材等の汚れはクリーニングローラ３ｂでクリーニングされる。
次に、露光装置４は、画像データに基づいて感光体１の表面にレーザ光を走査しながら照射して、潜像を形成する。この潜像を、現像装置５によってトナー現像して、トナー像を形成する。トナーとしては、カラートナーの対応が容易なことから磁性キャリアとともに用いる２成分現像剤が好ましい。
この時に、トナー像が形成された感光体１が回転して転写領域に入り、同時期に移動してきた中間転写ベルト６ａに転写領域で接触する。転写領域では、感光体１上で現像されたトナー像は、転写電界やニップ圧の作用を受けて中間転写ベルト６ａに転写される。

この転写により、中間転写ベルト６ａ上にトナー像が形成される。感光体１が複数のカラートナー分あるタンデム型では、この転写が複数回繰り返されることで、中間転写ベルト６ａにカラートナー像を形成する。
一方、中間転写ベルト６ａ上のトナー像は、２次転写領域で、転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙上に転写される。この転写紙は、同時期に、給紙ユニット９から給送され、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対１１へ搬送され、所定のタイミングでニップに送出される。
この転写により、転写紙上にはフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された転写紙は、定着装置８（図１参照）でこのフルカラートナー像が定着された後、画像形成装置Ａの排紙トレイ上に排紙される。

転写前における、感光体１の表面電位は地肌部（白地背景部）で−５００Ｖ、レーザ光で露光された画像部で−５０Ｖである。−５００Ｖの直流と０．５〜２ｋＶの交流電圧による現像バイアスで負極性のトナーが画像部に現像される。転写領域では、正極性の＋４００〜４５０Ｖの直流と０．５〜２ｋＶの交流電圧による転写バイアスで中間転写ベルト６ａにトナー像を転写する。
転写後は、転写電界による影響で、感光体１の表面電位は、地肌部（白地背景部）で−２００Ｖ、画像部で−１０Ｖ程度になっている。転写後の感光体１上のトナーは、この−２００Ｖと−１０Ｖによる電界で画像のエッジ部に強く感光体１表面に付着して、クリーニングブレード７ａをすり抜けてしまい、感光体１上にトナーが残留したまま帯電されるために地肌かぶり、白点等の異常画像になる。

この感光体１上に残留する電界を、ＰＣＬ２０で光照射することで、トナーのない地肌部の電位を−２００Ｖから０Ｖにして、−１０Ｖの画像部と電界を形成させ、トナーの感光体１への付着力を減少させて、クリーニング不良の発生を抑える。
またその後、帯電装置２２で感光体１の表面電位を−５００Ｖに帯電させ、前回作像した画像データに基づいて感光体１の表面にレーザ光を走査しながら照射して、感光体１上に電位パターンを形成する。

潤滑材を塗布する潤滑材塗布装置２１は、ケースに収容された粉体状潤滑材２１ｂと、この粉体状潤滑材２１ｂに接触して潤滑材を摩擦帯電させながら巻き上げ、感光体１と対向する位置まで搬送する。
本実施の形態における潤滑材は粉体状のステアリン酸亜鉛を用い、ステアリン酸亜鉛の粒子は−２〜８μＣ／ｇに帯電している。感光体１と対向する位置にまで搬送された粉体状潤滑材２１ｂは、搬送ブラシの芯金に印加されるバイアス（−３５０Ｖ）と感光体１の表面電位（塗布部−５０Ｖ、非塗布部−５００Ｖ）の電位差により感光体１上に付着させる。この付着量は、電位差により制御される。

図５は電位差による感光体上の塗布量制御をグラフで示す図である。図６は感光体の長手方向の潤滑材塗布量制御をグラフで示す図である。図５の（ａ）には塗布量が多い場合を示し、感光体表面電位と潤滑材塗布装置２１側に印加するバイアスとの電位差が大きい。図５の（ｂ）には塗布量が少ない場合を示し、像担持体表面電位と潤滑材側に印加するバイアスとの電位差が小さい。
図６では電位差制御手段２５により感光体長手方向の帯電電位を制御することによって潤滑材を塗布する前に感光体１の長手方向に渡る表面電位を制御することができ、その結果、感光体１の長手方向の潤滑材の塗布量を制御することを可能とする。

次に、感光体１に当接している塗布ブレード２４ａで潤滑材が押圧されて薄い膜を形成する。この薄膜が感光体１の摩擦係数を低下させる。この時、感光体１の摩擦係数μを、０．４以下にすることが好ましい。
この潤滑材の膜を形成する感光体１上のトナーはクリーニングされ易くなり、さらに、感光体１表面の電位との付着力も減少していることから、円形度が０．９４以上の残留トナーであってもクリーニングすることができる。摩擦係数μは、粉体状潤滑材２１ｂに印加するバイアスで制御することができる。
感光体１は摩擦係数を０．４以下にすることで、クリーニングブレード７ａ又は塗布ブレード２４ａとの摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニングブレード７ａ又は塗布ブレード２４ａの変形又は捲れを抑えて、クリーニングブレード７ａ又は塗布ブレード２４ａをすり抜けるのを防止して、クリーニング不良の発生を抑制することができる。また、０．４以下、さらには、０．３以下が一層好ましい。

図７は感光体の摩擦係数の測定方法を説明するための概略図である。感光体１の摩擦係数は以下のように、オイラーベルト方式にて測定した。この場合、ベルトとして中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして感光体１のドラム円周１／４に張架し、ベルトの一方には、例えば、０．９８Ｎ（１００ｇｒ）の荷重を掛けている。
ベルトの他方には、フォースゲージを設置してフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動した時点での荷重を読み取って、摩擦係数μｓ＝２／π×１ｎ（Ｆ／０．９８）（但し、μ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値）に代入して算出する。なお、この画像形成装置Ａにおける感光体１の摩擦係数は、画像形成によって定常状態になった時の値をいう。
これは、感光体１の摩擦係数は、画像形成装置Ａに配設される他の装置の影響を受けるために、画像形成直後の摩擦係数の値から変化する。しかし、Ａ４版記録紙で１，０００枚程度の画像形成により摩擦係数の値はほぼ一定の値となる。従って、ここにいう摩擦係数とは、この定常状態における一定になった時の摩擦係数をいう。

本発明の画像形成装置Ａは、感光体１と、塗布装置２１、帯電装置３、現像装置５、クリーニング装置７の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える。また、この画像形成装置Ａは、発光手段としてＰＣＬ２０を本体に配設することで、円形度が０．９４以上のトナーであってもクリーニングすることができる。
また、感光体１と潤滑材塗布装置２１、帯電装置３、現像装置５、クリーニング装置７の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、画像形成装置Ａに着脱可能にし、さらに、感光体１の回転方向に対するクリーニング装置７の上流側に、感光体１を除電する発光部材であるＰＣＬ２０を備えるプロセスカートリッジを用いることができる。

ＰＣＬ２０をプロセスカートリッジに備えることで、感光体の残留電位を減衰させて、とくに、白地部と画像部のエッジ部における電界を減少させることで、トナーと感光体１との付着力を減少させてクリーニング不良の発生を抑制することができる。このように、潤滑材塗布を、電位差を用いて行うことで、塗布を必要とする時だけ電位差を発生することで、塗布を適時に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。 感光体を配設する画像形成ユニットの構成を示す概略図。 潤滑材塗布装置の他の実施の形態を示す概略図。 現像装置と同様な構成とした潤滑材塗布装置の他の実施の形態を示す概略図。 電位差による像担持体上の塗布量制御をグラフで示す図。 像担持体の長手方向の潤滑材塗布量制御をグラフで示す図。 感光体の摩擦係数の測定方法を説明するための概略図。

符号の説明

Ａ 画像形成装置、１ 像担持体（感光体）、２ 画像形成ユニット、３ 帯電装置、３ａ 帯電ローラ、３ｂ クリーニングローラ、４ 潜像形成手段（露光装置）、５ 現像装置、５ａ 現像剤担持体（現像ローラ）、６ 転写手段（転写装置）、６ａ 中間転写ベルト、６ｅ １次転写ローラ 、７ クリーニング手段（クリーニング装置）、７ａ クリーニングブレード、７ｂ 支持部材、７ｃ 加圧スプリング、８ 定着装置、１５ ベルトクリーニング装置、１６ ２次転写ローラ、２０ 発光手段（ＰＣＬ）、２１ 潤滑材塗布装置、２１ａ 搬送状ブラシ、２１ｂ 粉体状潤滑材、２１ｃ 加圧スプリング、２２ 帯電装置（潤滑材塗布用の）、２３ 塗布装置、２４ａ 塗布ブレード、２４ｂ 支持部材、２４ｃ ブレード加圧スプリング

Claims (12)

1. 像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像することにより得たトナー像を転写紙に転写後、潤滑材塗布手段により前記像担持体に潤滑材を塗布し、前記像担持体上に残留したトナーをクリーニング手段により除去するクリーニング方法において、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差により前記潤滑材を前記像担持体に塗布することを特徴とするクリーニング方法。
2. 前記電位差を制御することにより前記潤滑材の塗布量を変化させることを特徴とする請求項１記載のクリーニング方法。
3. 前記電位差を前記像担持体の長手方向で変化させることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング方法。
4. 前記潤滑材を塗布する位置よりも前記像担持体の回転方向上流側で前記像担持体表面を帯電させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のクリーニング方法。
5. 前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差を、温度又は湿度に応じて制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のクリーニング方法。
6. 請求項１乃至５の何れか一項記載のクリーニング方法に用いられる像担持体と、潤滑材塗布手段と、クリーニング手段と、を少なくとも備え、画像形成装置本体に脱着可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 静電潜像を形成可能な像担持体と、前記静電潜像を現像したトナー像を転写紙に転写後、前記像担持体に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段と、前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記潤滑材塗布手段は、帯電した前記潤滑材を前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスの電位差により前記像担持体上に潤滑材を塗布することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記電位差を制御し、前記潤滑材の塗布量を変化させる電位差制御手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記電位差制御手段は、前記電位差を前記像担持体の長手方向で変化させることを特徴とする請求項７又は８記載の画像形成装置。
10. 前記潤滑材塗布手段よりも前記像担持体の回転方向上流側に前記像担持体表面を帯電させる帯電手段を備えることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記電位差制御手段は、前記電位差を、温度又は湿度に応じて変化させることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項記載の画像形成装置。
12. 請求項６記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。

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