(57)【要約】【課題】  像担持体および弾性ブレードの摩耗を防止することにより耐久性を向上させた画像形成装置およびプロセス・カートリッジを提供すること。【解決手段】  本発明は、像担持体１２と、像担持体１２に近接または接触して配置された帯電部材１４と、像担持体１２に当接するクリーニング部材２４とを備え、帯電部材１４を基準として像担持体１２の回動方向の上流側に配設された潤滑剤供給装置２８と、帯電部材１４と像担持体１２の現像位置との間に配置され、像担持体１２に潤滑剤を供給するための潤滑剤再供給装置３０とを備える、画像形成装置１０を提供する。また、本発明は、潤滑剤供給装置２８および潤滑剤再供給装置３０を備えるプロセス・カートリッジを提供し、クリーニング部材２４の耐久性を向上させることにより、プロセス・カートリッジの耐久性を向上し、画像形成装置の長期信頼性を改善する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体に近接または接触して配置される帯電部材と、前記像担持体に当接するクリーニング部材とを備え、
前記帯電部材を基準として前記像担持体の回動方向の上流側に配置される潤滑剤供給装置と、
前記帯電部材の下流側に配置され帯電後の前記像担持体に潤滑剤を供給するための潤滑剤再供給装置とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、非接触帯電または接触帯電により前記像担持体を帯電する帯電ローラである、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記潤滑剤再供給装置は、潤滑剤と、前記潤滑剤および前記像担持体に接触するブラシ・ローラまたは弾性ローラと、前記潤滑剤を弾性的に前記ブラシ・ローラまたは前記弾性ローラに押圧する弾性部材とを備える、請求項１または２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置に対して着脱自在に取り付けられる現像装置を含み、前記潤滑剤再供給装置または前記潤滑剤供給装置は、前記画像形成装置に着脱自在に配設される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の回動方向に対して、カウンタ方向またはトレーリング方向に保持され、前記潤滑剤を規制する規制部材を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、前記像担持体に近接または接触して配置される帯電部材と、前記像担持体に当接するクリーニング部材とを備えるプロセス・カートリッジであって、
前記プロセス・カートリッジは、前記プロセス・カートリッジに対して着脱自在に配設され、前記帯電部材を基準として前記像担持体の回動方向の上流側に配置される潤滑剤供給装置と、前記帯電部材の下流側で前記プロセス・カートリッジに対して着脱自在に配置され帯電後の前記像担持体に潤滑剤を供給するための潤滑剤再供給装置とを備える、プロセス・カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を使用した画像形成装置に関し、より詳細には、クリーニング部材の劣化を防止することにより、耐久性を向上させた画像形成装置およびプロセス・カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置は、帯電装置により一様に帯電させた像担持体上に露光を行い、静電潜像を形成し、静電潜像を現像剤により現像し、現像剤の像を転写材または中間転写材に転写した後、定着して転写材上に像を形成する画像形成方法である。転写材などにトナーを転写した後の像担持体は、さらにクリーニング装置において転写残現像剤が除去され、再度、上述した画像形成プロセスが繰返される。
【０００３】
近年、画像形成装置の高画質化、小型化が望まれており、これに伴い、帯電装置も高画質化および小型化が望まれている。このような要望に対応するために、帯電装置は、導電性ローラなどを像担持体に近接または接触させた帯電バイアスを印加して帯電を行う、近接帯電方式または接触帯電方式が多用されている。また、クリーニング装置は、通常、弾性ブレードとして形成されるクリーニング部材を備えており、クリーニング部材が像担持体に当接して転写残現像剤を像担持体上から除去する。高速機においては、クリーニング性をさらに向上させるため、クリーニング部材とは別に、クリーニング・ブラシを備えた画像形成装置も知られている。
【０００４】
クリーニング部材は、ゴムなどの弾性体から形成されており、像担持体に絶えず当接して継続的な変形および剪断応力が与えられるため、疲労破壊などにより、長期的に見れば摩耗して行く。クリーニング部材の摩耗は、クリーニング不良による画像欠陥を生じさせるので、これまで多くの検討が行われてきている。
【０００５】
例えば、特開２００４−２７９７３４号公報（特許文献１）、特開２００４−３３３９６１号公報（特許文献２）、特開２００２−２８７５６７号公報（特許文献３）、特開２００２−２４４５１６号公報（特許文献４）、特開２００２−１５６８７７号公報（特許文献５）および特開２００２−５５５８０号公報（特許文献６）では、像担持体上に潤滑性物質を供給する画像形成装置が開示されている。これらの先行技術文献では、潤滑剤を像担持体上に塗布することにより、クリーニング性、像担持体の耐摩耗性、画像均一性、転写効率などが改善されている。また、特開２００４−３４１４８０号公報（特許文献７）では、像担持体表面に保護剤を塗布する保護剤塗布装置を帯電装置の回転方向上流側に配置した画像形成装置が開示されている。特許文献７では、帯電装置よりも上流側で脂肪酸金属塩といった保護剤を像担持体上に付着させることで、近接放電による像担持体の化学的劣化および脂肪酸金属塩の潤滑性による像担持体の耐摩耗性が改善されている。
【０００６】
図１２は、潤滑剤を感光体ドラムといった像担持体に供給するための潤滑剤供給装置を備える、従来の画像形成装置の一例を示す。図１２に示すように、従来の画像形成装置１００は、帯電ローラといった帯電部材１１４と、像担持体１１２とを備えており、像担持体１１２は、帯電部材１１４により帯電された後、半導体レーザなどを含む露光装置１１６により静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、トナーといった現像剤を収容する現像装置により現像され、転写部材１２０により印加される転写バイアスにより転写材１２２へと転写される。転写後の像担持体１１２は、転写残現像剤と共に潤滑剤供給装置１２８が備えるブラシ・ローラ１３６まで回動し、転写残現像剤がクリーニングされると同時に、潤滑剤が供給され、さらにその後、クリーニング・ブレード１２４へと侵入して行く。
【０００７】
像担持体１１２は、クリーニング・ブレード１２４により転写残現像剤がさらに除去され、除電装置１２６による除電の後、再度画像形成プロセスのために提供される。図１２に示した画像形成装置１００は、像担持体の摩耗を防止し、クリーニング性を改善し、クリーニング・ブレード１２４のメクレなどを防止して安定な特性を与え、プロセス・カートリッジの寿命を改善している。
【特許文献１】特開２００４−２７９７３４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３９６１号公報
【特許文献３】特開２００２−２８７５６７号公報
【特許文献４】特開２００２−２４４５１６号公報
【特許文献５】特開２００２−１５６８７７号公報
【特許文献６】特開２００２−５５５８０号公報
【特許文献７】特開２００４−３４１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、潤滑剤を像担持体上に供給することで、種々の利点があることが知られている。一方、画像形成装置は、多くの場合、クリーニング装置は、像担持体と一体とされたプロセス・カートリッジとして提供される。上述したように、像担持体上に潤滑剤を供給することでクリーニング性、像担持体の耐摩耗性などが改善されることに伴い、プロセス・カートリッジを含む画像形成装置の像担持体に接触する装置および部材の耐久寿命も向上するものと考えられてきた。しかしながら、近接帯電または接触帯電を使用し、潤滑剤を供給した場合には、像担持体に対しては耐摩耗性の向上などを向上させるものの、像担持体の耐摩耗性向上などに対応して、像担持体に当接する他の装置および部材の長期間の使用を検討した結果、クリーニング不良やフィルミングといった問題が発生し、潤滑剤を供給したことによる他の部材の耐久性向上が、プロセス・カートリッジを含む画像形成装置の像担持体に接触する装置および部材の耐久寿命に直接反映されない場合があることが判明してきた。
【０００９】
図１３は、図１２に示した従来の画像形成装置１００におけるクリーニング・ブレード１２４と、像担持体１１２との相対的な配置およびクリーニング・ブレード１２４の摩耗部Ｄを示した図である。図１３（ａ）に示されるように、クリーニング・ブレード１２４は、像担持体１１２との当接位置で弾性変形し、像担持体１１２上に残留した現像剤を除去する。従来の画像形成装置１００では、クリーニング・ブレード１２４は、像担持体１１２に当接するフロント部分付近で窪み状の摩耗部を形成してしまうことが見出された。図１３（ｂ）には、摩耗部Ｄの概略図を示す。図１３（ｂ）に示した摩耗部Ｄがクリーニング・ブレード１２４に形成されると、像担持体１１２に当接するクリーニング・ブレード１２４の当接部近傍での一体性が低下し、この結果、全体としての当接圧を減少させてしまい、クリーニング性を低下させることになる。
【００１０】
図１４には、近接帯電を使用し、潤滑剤を供給した従来の画像形成装置において形成された摩耗部Ｄをレーザ顕微鏡で観察した結果を示す。図１４は、横軸がクリーニング・ブレードの厚さ方向に対応し、縦軸がクリーニング・ブレード１２４の自由端からの距離（深さ）に対応する。図１４に示されるように、摩耗部Ｄは、自由付近で幅が約５μｍ程度、深さが約２μｍ程度で形成され、クリーニング・ブレード１２４の当接部近傍の一体性を低下させ、この結果、クリーニング・ブレード１２４の耐久摩耗性を低下させていることがわかってきた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討してきた結果、近接帯電プロセスまたは接触帯電プロセスを用いる造形性プロセスに対して潤滑剤を併用した場合、有機物質を含む潤滑剤が帯電プロセスにより変質または劣化して潤滑性を低下させることが、クリーニング部材の劣化を生じさせることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１２】
このため、本発明では、近接帯電の後にフレッシュな潤滑剤を像担持体上に再び供給すれば、帯電プロセスにより劣化した潤滑剤の影響を低減、またはその影響を排除することができる、という着想の下になされたものである。再供給された潤滑剤は、近接帯電プロセスまたは接触帯電プロセスを経験していないので、劣化または変質しておらず、フレッシュな潤滑剤のまま、転写残現像剤の存在に拘わらずにクリーニング部材へと侵入する。クリーニング部材は、フレッシュな潤滑剤により与えられる適切な表面滑り性の下で転写残現像剤をクリーニングするが、この際、当接部に継続的に加えられる剪断応力が低減する。このため、本発明は、クリーニング・ブレードといったクリーニング部材の劣化を防止し、耐久性を向上させ、ひいてはプロセス・カートリッジの高耐久化および画像形成装置の高耐久化を達成する。
【００１３】
すなわち、本発明によれば、像担持体と、前記像担持体に近接または接触して配置される帯電部材と、前記像担持体に当接するクリーニング部材とを備え、前記帯電部材を基準として前記像担持体の回動方向の上流側に配置される潤滑剤供給装置と、前記帯電部材の下流側に配置され帯電後の前記像担持体に潤滑剤を供給するための潤滑剤再供給装置とを備える、画像形成装置が提供できる。本発明では、前記帯電部材は、非接触帯電または接触帯電により前記像担持体を帯電する帯電ローラとすることができる。前記潤滑剤再供給装置は、潤滑剤と、前記潤滑剤および前記像担持体に接触するブラシ・ローラまたは弾性ローラと、前記潤滑剤を弾性的に前記ブラシ・ローラまたは前記弾性ローラに押圧する弾性部材とを備えることができる。
【００１４】
本発明では、前記画像形成装置に対して着脱自在に取り付けられる現像装置を含み、前記潤滑剤再供給装置または前記潤滑剤供給装置は、前記画像形成装置に着脱自在に配設されてもよい。本発明では、前記像担持体の回転方向に対して、カウンタ方向またはトレーリング方向に保持され、前記潤滑剤を規制する規制部材を備えることができる。
【００１５】
また、本発明では、像担持体と、前記像担持体に近接または接触して配置される帯電部材と、前記像担持体に当接するクリーニング部材とを備えるプロセス・カートリッジであって、
前記プロセス・カートリッジは、前記プロセス・カートリッジに対して着脱自在に配設され、前記帯電部材を基準として前記像担持体の回動方向の上流側に配置される潤滑剤供給装置と、前記帯電部材の下流側で前記プロセス・カートリッジに対して着脱自在に配置され帯電後の前記像担持体に潤滑剤を供給するための潤滑剤再供給装置とを備える、プロセス・カートリッジが提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、潤滑剤供給装置により像担持体表面の摩耗を低減させ、同時に潤滑剤の近接帯電または接触帯電による影響を低減することにより、クリーニング部材の劣化を防止し、その結果、像担持体の耐久寿命の向上と相乗的に画像形成装置およびプロセス・カートリッジの耐久寿命をより一層向上させ、高信頼性の画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を図面に示した実施の形態により説明するが、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の画像形成装置１０の構成を示した図である。図１に示した画像形成装置は、像担持体１２と、像担持体１２を帯電させるための帯電部材１４と、像担持体１２上に静電潜像を形成させるための露光装置１６とを含んで形成されている。像担持体１２は、アルミニウム製ドラムや導電性シートなどの導電性支持体上に、電荷発生層と、電荷発生層を被覆し、耐電圧および耐摩耗性を付与する電荷輸送層などから形成されている。電荷発生層は、アゾ顔料、フタロシアニン顔料などの顔料をポリマー材料に分散させた後、導電性支持体にディップ・コーティングまたはロール・コーティング、ワイヤバー・コーティングなどの周知の方法でコーティングされている。
【００１９】
また、電荷輸送層は、電荷輸送材とポリマー材料とを含んで形成されている。ポリマー材料としては、製造性、コスト、耐久性および光学的特性といった観点から、近年では、２，２′−ジ−（４，４′−ジヒドロキシフェニル）プロパン、（４，４′−ジヒドロキシフェニル）シクロヘキサンなどのアリーレンジフェノール化合物から形成されるポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、またはこれらのいかなる共重合体が使用され、電荷発生層と同様に、ディップ・コーティングまたはロール・コーティング、ワイヤバー・コーティングなどの周知の方法でコーティングされて、形成することができる。
【００２０】
露光装置１６は、電荷発生層に対して光キャリアを生成させることが可能な波長の光線を照射できる半導体レーザ、発光ダイオードなどの光源を含んでおり、さらにポリゴンミラー、ｆ−θレンズなどを備えており、像担持体１２上に静電潜像を形成している。露光装置１６の下流側には現像装置１８が配置されている。現像装置１８は、現像ローラといった現像部材を備えていて、現像部材から帯電した現像剤が像担持体に移行して現像が行われる。なお、本発明では、像担持体１２と現像部材との間において現像が行われる位置を現像位置として参照する。現像されたトナー像は、転写部材２０により印加される転写バイアス電位の下で転写材２２へと転写され、その後、図示しない定着装置により転写材上に定着され、印刷物を与えている。転写プロセスが終了した後の像担持体１２上には、転写残現像が付着しており、像担持体１２の回動に伴い、転写残現像剤がクリーニング部材（以下、クリーニング・ブレード２４として参照する。）によりクリーニングされた後、像担持体１２上に残留した電荷を除去するための除電装置２６により表面電位が制御され、次の像形成プロセスが行われる。なお、本発明では、除電装置２６は、像担持体の除電を必要としないプロセス条件では必ずしも用いられなくともよい。
【００２１】
図１に示した実施の形態では、クリーニング・ブレード２４の像担持体１２の移動方向上流側にブラシ・ローラを備えた潤滑剤供給装置２８が配置されており、像担持体１２の表面に対して潤滑剤を供給し、同時に、転写残現像剤を除去している。なお、以下、本発明においては上流側、下流側とは、所定の装置または部材を基準として、像担持体１２の移動方向に沿った方向を下流側として参照し、その反対方向を上流側として参照する。潤滑剤供給装置２８は、ブラシ・ローラ３６と、ブラシ・ローラ３６に接触する位置に保持された潤滑剤３４と、弾性部材３２とを備えており、弾性部材３２は、潤滑剤供給装置２８の容体の適切な位置に一端が固定され、他端が潤滑剤３４をブラシ・ローラ３６に対して適切な圧力で接触させている。なお、図１に示した実施の形態では、弾性部材３２は、スプリング・コイルとして示されているが、本発明では、適切な圧力を与えることができる限り、弾性部材３２は、板バネ、弾性ゴムなどいかなる材料から作成することができる。
【００２２】
本発明で使用することができる潤滑剤としては、固体または液体の潤滑剤を使用することができ、脂肪酸、脂肪酸金属塩、シリコーン・オイル、フッ素樹脂粉末、ワックスなどを挙げることができる。脂肪酸としては、例えばステアリン酸、ラウリン酸、セバシン酸、パルミチン酸などの高級脂肪酸を挙げることができ、また金属としては、亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、鉛、ニッケルなどを挙げることができ、これらはどのような組合せで使用されてもよい。これらの潤滑剤のうち、脂肪酸金属塩は、常温で固体であり、所定の形状に成型でき、適切な潤滑性を与える点で好ましい。像担持体１２の帯電前に潤滑剤を塗布することで、後にクリーニング・ブレード２４で像担持体１２が周擦される場合の摩擦係数を低減することができ、また、近接帯電または接触帯電による像担持体１２の劣化を防止することができる。
【００２３】
本発明において用いるクリーニング・ブレード２４は、図１に示した実施の形態では、ブラシ・ローラ３６により除去されなかった転写残現像剤を除去する他、ブラシ・ローラ３６により像担持体１２上に供給された潤滑剤を均一化する。クリーニング・ブレード２４は、本発明では、弾性を有する合成ゴムから形成することができ、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなどを用いて形成することができる。通常、クリーニング・ブレード２４は、保持金具に一端が固定され、他端が自由端として像担持体１２に対して当接するようにプロセス・カートリッジに固定されている。クリーニング・ブレード２４の像担持体１２に対する配置は、概ねカウンタ方式と、トレーリング方式とが知られており、クリーニング効果の点でカウンタ方式が多く用いられる。カウンタ方式としてクリーニング・ブレード２４を配置する場合には、クリーニング・ブレード２４の弾性率を像担持体１２の表面層を形成する樹脂の約２０〜約８０％とし、厚さを１〜６ｍｍとし、像担持体１２の当接角度を約１５°〜約４５°とすることが好ましい。
【００２４】
本発明者らは、クリーニング・ブレード２４に対して摩耗部を形成する要因を検討するためにクリーニング・ブレード２４のプロセス条件を種々変更して、クリーニング・ブレード２４に形成される摩耗部の形成をレーザ顕微鏡で観察した。その結果を表１に示す。プロセス条件は、（近接帯電あり＋潤滑剤供給）、（近接帯電なし＋潤滑剤供給）、（近接帯電あり＋潤滑剤なし）、（近接帯電なし＋潤滑剤供給なし）の４条件である。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１に示されるように、クリーニング・ブレード２４の摩耗は、帯電プロセスによる高い電界と潤滑剤とが共存する場合に加速され、その他では検討期間中には見出されない程度に小さいことが見出された。このことから、潤滑剤が近接帯電による電圧または電界により何らかの変質を受け、変性した潤滑剤が要因となってクリーニング・ブレード２４に侵入することが、クリーニング・ブレード２４の摩耗による劣化を加速させていることがわかった。
【００２７】
このため、本発明では、帯電後に再度フレッシュな潤滑剤を像担持体１２の表面上に供給することにより、変質しない潤滑剤をクリーニング・ブレード２４に侵入させる構成を用いる。再度、図１を参照して本発明の構成を説明すると、本発明では、上述した検討に基づき、画像形成装置１０の帯電部材１４の下流側に潤滑剤再供給装置３０を配置する。本発明の図１に示した実施の形態では、潤滑剤再供給装置３０は、潤滑剤供給装置２８と同一の構成を備えており、ブラシ・ローラ４０と、ブラシ・ローラ４０に当接する潤滑剤４２と、潤滑剤４２をブラシ・ローラ４０に接触させるための弾性部材３８とを備えていて、像担持体１２の表面に再度フレッシュな潤滑剤を供給されている。
【００２８】
このとき、ブラシ・ローラ４０には、帯電部材１４により与えられた表面電位を乱さないように、適切なバイアス電位を印加しておくことができる。像担持体１２は、その後、露光装置１６により露光されて静電潜像が形成され、現像・転写の後、潤滑剤供給装置２８により潤滑剤の供給を受け、クリーニング・ブレード２４へと侵入する。このとき、像担持体１２の表面は、フレッシュな潤滑剤で被覆されており、表面すべり性が向上し、その結果、変質した潤滑剤および転写残現像剤が存在していたとしても、クリーニング・ブレード２４に対する剪断応力を低下させることができる。
【００２９】
なお、図１に示した実施の形態では、像担持体１２、帯電部材１４、現像装置１８、潤滑剤供給装置２８、潤滑剤再供給装置３０、およびクリーニング・ブレード２４が一体とされ、プロセス・カートリッジとして形成されている。また、本発明では、潤滑剤供給装置２８が使用する潤滑剤と潤滑剤再供給装置３０が使用する潤滑剤とは同一とすることが好ましいが、特に不都合を生じさせない限り、異なる潤滑剤を使用することもでき、特に限定されるものではない。さらに、本発明では、潤滑剤を像担持体１２に直接当接させることも可能であり、この場合には、潤滑剤を像担持体表面に均一に塗布するように規制ローラなどを併用することが好ましい。
【００３０】
図２は、本発明の画像形成装置の第２の実施の形態を示した図である。図２に示した画像形成装置１０は、図１で説明した画像形成装置とほぼ同様の構成とされているが、潤滑剤供給装置２８が、クリーニング・ブレード２４の下流側に配置されている点で、図１の実施の形態とは相違する。この場合にでも、像担持体１２の表面には帯電前に潤滑剤が塗布され、近接帯電または接触帯電の際に像担持体１２の表面が直接、放電電界および放電生成物に曝される度合いを低下させ、像担持体１２の劣化を防止することができる。また、図１に示した実施の形態と同様に、帯電後に再度潤滑剤が塗布されるので、像担持体１２の表面には、帯電プロセスを経ていないフレッシュな潤滑剤が存在しており、クリーニング・ブレード２４に対する過度な剪断応力は発生せず、クリーニング・ブレード２４の摩損を防止することが可能となる。
【００３１】
図３は、本発明の画像形成装置１０の第３の実施の形態を示した図である。図３に示した画像形成装置１０は、潤滑剤再供給装置３０の下流側に配置され、像担持体１２の表面に当接する規制ブレード４４を備えている。規制ブレード４４は、カウンタ方式で像担持体１２に当接されており、ブラシ・ローラ４０により供給されたフレッシュな潤滑剤を、像担持体１２の画像形成領域わたり潤滑剤を薄層化および均一化させて、現像プロセスにおける現像性を向上させている。規制ブレード４４としては、クリーニング・ブレード２４に使用することができる材料および構成を使用することができる。なお、規制ブレード４４は、クリーニング機能を与える必要はないので、クリーニング・ブレードよりも低い当接圧として像担持体に当接させることができる。
【００３２】
規制ブレード４４には、本発明では像担持体１２の表面の電位を乱さないように、適切なバイアス電位を加えることができる。図４に示した画像形成装置１０の像担持体１２は、表面に対して規制ブレード４４により潤滑剤が供給された後、下流側において露光、現像、転写プロセスを経て、転写残現像剤と共にクリーニング・ブレード２４へと侵入してゆく。このとき、像担持体１２の表面には、フレッシュな潤滑剤が存在しているので、クリーニング・ブレード２４には過度な応力が加えられず、クリーニング・ブレード２４の劣化を防止することができる。
【００３３】
図４は、本発明の画像形成装置１０の第４の実施の形態を示した図である。図４に示した画像形成装置１０では、規制ブレード４４は、潤滑剤再供給装置３０内に配置されていて、像担持体１２に対してトレーリング方式で当接している。規制ブレード４４は、図３で示した実施の形態と同様に、フレッシュな潤滑剤を像担持体１２の画像形成領域わたり薄層化および均一化させている。フレッシュな潤滑剤で被覆された像担持体１２は、露光装置１６により露光され、現像装置１８により現像された後、表面に担持された現像剤は、転写部材２０による転写バイアス電位の下で転写材２２へと転写される。像担持体１２は、その後さらにクリーニング・ブレード２４によるクリーニング・プロセスを経て、上述した画像形成プロセスが繰返される。
【００３４】
図５は、本発明の画像形成装置１０の第５の実施の形態を示した図である。図５に示した実施の形態では潤滑剤供給装置２８および潤滑剤再供給装置３０は、ブラシ・ローラの代わりに、弾性ローラ４６および弾性ローラ４８を備えている。弾性ローラ４６および弾性ローラ４８には、それぞれ潤滑剤３４および潤滑剤４２が当接していて、各潤滑剤３４、４２は、さらに弾性部材３２、３８によりそれぞれ弾性ローラ４６、４８へと押圧されている。図５に示した弾性ローラ４６、４８は、ステンレス・スチールまたは軟鉄または強化プラスチックなどで形成される芯金を中心として、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンフォームなどの種々の弾性材料で芯金を被覆して形成することができ、また、ローラ・ブラシの場合と同様に、帯電部材１４により与えられた表面電荷を乱さないように、適切なバイアス電位を印加することができる。
【００３５】
図６は、本発明の画像形成装置１０の第６の実施の形態を示した図である。図６に示した画像形成装置１０は、像担持体１２と、クリーニング・ブレード２４と、除電装置２６と、潤滑剤供給装置２８と、潤滑剤再供給装置３０とが一体としてプロセス・カートリッジ５０とされている。また、図６に示した実施の形態では、現像装置１８が、プロセス・カートリッジ５０とは別に、画像形成装置１０に対して着脱自在に形成されていて、プロセス・カートリッジ５０を全体として交換するのではなく、現像剤だけを補給することができる構成とされている。図６に示した実施の形態においても、本発明にしたがい、潤滑剤再供給装置３０によりフレッシュな潤滑剤が像担持体１２に供給され、クリーニング・ブレード２４の摩損や劣化が防止でき、同時に、像担持体１２の劣化も低減できるので、より高耐久の画像形成装置に適した構成を与えている。
【００３６】
なお、図６に示した実施の形態においては、図１、図２、図４、図５に示した実施の形態の構成を適宜組み合わせて用いることも可能であり、クリーニング・ブレード２４の劣化を防止し、長寿命化を可能とする限り、図面に示した実施の形態にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を具体的な実施例をもって説明するが、本発明は後述する具体的な実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
（Ｉ）画像形成装置
近接帯電式の帯電ローラと、感光体ドラムと、現像装置と、クリーニング・ブレードとを備える市販のプロセス・カートリッジを改造し、クリーニング・ブレードの上流側にブラシ・ローラを備える潤滑剤供給装置を、潤滑剤が感光体ドラム表面に供給する位置に固定した。また、帯電ローラの下流側に潤滑剤再供給装置を、帯電後に潤滑剤を感光体ドラムに再塗布するように配置して固定し、本発明のプロセス・カートリッジを作成した。
【００３９】
作成したプロセス・カートリッジを、モータなどの駆動システム、帯電バイアス制御システムなどを残し、露光システム、現像システム、転写システム、給紙システムを除去し、作成したプロセス・カートリッジを収容することができる空間を確保した市販の電子写真複写機に装着した。クリーニング・ブレードに対する影響を検討するために、上述した構成を有する電子写真複写機に対して帯電バイアスを印加し、転写・現像プロセスを排除して、帯電プロセスおよびクリーニング・プロセスだけを感光体ドラムおよびクリーニング・ブレードに対して経験させる加速試験を行ない、クリーニング・ブレードの劣化および感光体ドラムの表面滑り性について検討を行った。各検討の条件は、下記の通りである。
【００４０】
（ＩＩ）試験条件
（１）潤滑剤：
ステアリン酸亜鉛、ブラシ・ローラ塗布
（２）帯電：
非接触近接帯電方式、ＡＣ重畳帯電
ＡＣ部分＝正弦波、振幅＝３ｋＶ、周波数＝２ｋＨｚ
ＤＣ部分＝−６００Ｖ
（３）感光体ドラム：
電荷輸送層／電荷発生層機能分離型感光体
表面層結着剤樹脂：ポリカーボネート樹脂
ドラム径：３０ｍｍ
周速：１２５ｍｍ／ｓ
（４）クリーニング・ブレード：
保持方式＝保持金具に片持ち保持
材質＝ウレタンゴム・ブレード
自由長（保持金具端からブレード自由端までの長さ）＝７ｍｍ
厚さ＝２ｍｍ
感光体に対する当接角＝当接部接線に対して２０°
（５）試験時間：
３時間連続
【００４１】
また、クリーニング・ブレードの摩損は、下記条件で測定した。
（１）測定装置：
超深度形状測定顕微鏡（レーザ顕微鏡）：株式会社キーエンス製）、
ＫＶ−８５００
（２）判定方法：
レーザ顕微鏡による形状観察により、ブレード先端部の平均的な形状
分布を超えて摩耗している部分がある場合を摩耗（×）とし、それが
認められない場合を摩耗せず（○）として判断した。また、実施例１
および比較例１については、走査型電子顕微鏡（株式会社キーエンス
製、ＶＥ−７５００）を使用して表面構造を観測した。
【００４２】
感光体ドラムの表面滑り性は、下記条件で測定した。
（１）測定装置：
ＨＥＩＤＯＮ、ＴＹＰＥ  １４ＤＲ、測定プローブ：金属球
測定加重：１００ｇ
掃引方向：ドラム長さ方向
（２）測定対象：
感光体ドラム：初期および加速試験後の感光体ドラム
【００４３】
（ＩＩＩ）結果
（１）表面滑り性
図７には、加速試験後の感光体ドラムの表面滑り性の結果を示し、図８には、加速試験開始直後に測定した感光体ドラムの表面滑り性の結果を示す。図７に示されるように、帯電ローラ後に潤滑剤再供給装置を設置した本発明では、図８に示す初期状態の表面滑り性に比較して、加速試験後で表面滑り性の分布は広がるものの、図７に示した初期状態とほぼ同レベルの表面滑り性を維持していることがわかる。これは、帯電ローラ後にフレッシュな潤滑剤を供給することにより、劣化した潤滑剤の影響を低下させ、表面滑り性が向上したためと考えられる。
【００４４】
（２）クリーニング・ブレード劣化
加速試験後のクリーニング・ブレードを、超深度形状測定顕微鏡により先端部を観測した。その結果、感光体ドラムへの当接部以外での摩損は、観測されなかった。また、加速試験後のクリーニング・ブレードの自由端を、ＳＥＭ（倍率２０００倍）により観測した。その結果を図９に示す。なお、図９に示したエアー側およびカット面は、図１３で使用したと同一の定義を用いて示している。図９に示されるように、クリーニング・ブレードの先端には、図１３に示すような摩耗部はまったく観測されず、本発明のプロセス・カートリッジが良好な耐久性を有していることが示された。これらの結果を、表２に示す。
【００４５】
（実施例２）
近接帯電式の帯電ローラと、感光体ドラムと、現像装置と、クリーニング・ブレードとを備える市販のプロセス・カートリッジを改造し、クリーニング・ブレードの下流側であって、帯電ローラの上流側に、ブラシ・ローラを備える潤滑剤供給装置を、潤滑剤が感光体ドラム表面に供給される位置に固定した。また、帯電ローラの下流側に潤滑剤再供給装置を、帯電後に潤滑剤を感光体ドラムに再塗布するように配置して固定し、本発明のプロセス・カートリッジを作成した。それ以外は、実施例１と同様にしてクリーニング・ブレードの摩損および感光体ドラムの表面滑り性を検討した。その結果、感光体ドラムの表面滑り性は、加速試験後にも良好に保たれ、またクリーニング・ブレードの摩損も観測されなかった。得られた結果を、表２に示す。
【００４６】
（実施例３）
ブラシ・ローラの下流側にクリーニング・ブレードと同一の構成および材料の規制ブレードをカウンタ方式で固定した以外は実施例２と同様にしてプロセス・カートリッジを作成し、実施例１と同様にしてクリーニング・ブレードの摩損および感光体ドラムの表面滑り性について検討を行った。その結果、感光体ドラムの表面滑り性は、加速試験後にも良好に保たれ、またクリーニング・ブレードの劣化も観測されなかった。得られた結果を、表２に示す。
【００４７】
（実施例４）
潤滑剤再供給装置の下流側にクリーニング・ブレードと同一の構成および材料の規制ブレードをトレーリング方式で固定した以外は実施例２と同様にしてプロセス・カートリッジを作成し、実施例１と同様にしてクリーニング・ブレードの摩損および感光体ドラムの表面滑り性について検討を行った。その結果、感光体ドラムの表面滑り性は、加速試験後にも良好に保たれ、またクリーニング・ブレードの摩損も観測されなかった。得られた結果を、表２に示す。
【００４８】
（実施例５）
ブラシ・ローラの代わりに、ステンレス・スチールを芯金とし、ウレタンゴムを表面層として備える弾性ローラを使用した以外は、実施例２と同様の構成を備えるプロセス・カートリッジを作成し、実施例１と同様に試験を行ったところ、感光体ドラムの表面滑り性は、加速試験後にも良好に保たれ、またクリーニング・ブレードの摩損も観測されなかった。得られた結果を、表２に示す。
【００４９】
（実施例６）
近接帯電式の帯電ローラと、感光体ドラムと、クリーニング・ブレードとを備える市販のプロセス・カートリッジを改造し、クリーニング・ブレードの下流側にブラシ・ローラを備える潤滑剤供給装置を、潤滑剤が感光体ドラム表面に供給される位置に固定した。また、帯電ローラの下流側に潤滑剤再供給装置を、帯電後に潤滑剤を感光体ドラムに再塗布するように配置して固定し、本発明のプロセス・カートリッジを作成した。その後、市販の画像形成装置に適合する現像剤カートリッジおよび作成したプロセス・カートリッジを装着し、その他は、実施例１と同様に試験を行ったところ、感光体ドラムの表面滑り性は、加速試験後にも良好に保たれ、またクリーニング・ブレードの摩損も観測されなかった。得られた結果を、表２に示す。
【００５０】
（比較例）
帯電ローラの下流側に潤滑剤再供給装置を配置せずに、プロセス・カートリッジを作成したことを除き、その他は、実施例１と同様にしてプロセス・カートリッジを作成し、実施例１と同様に試験および評価を行った。図１０には、感光体ドラムの表面滑り性について得られた結果を示す。図１０に示されるように、加速試験後の感光体ドラムの表面滑り性は、大きく低下し、かつ表面滑り性に大きなムラが観測された。また、クリーニング・ブレードについても大きな摩耗部が形成された。図１１には、比較例において観察されたクリーニング・ブレードの自由端の走査型電子顕微鏡による形状を示す。
【００５１】
図１１に示されるように、比較例ではクリーニング・ブレードの自由端摩耗部Ｄが形成され、当接部におけるクリーニング・ブレードの一体性を低下させているのが示される。なお、測定条件は、実施例１と同様、ＳＥＭ（株式会社キーエンス、ＶＥ−７５００：倍率２０００倍）であった。図１１に示される摩耗部Ｄは、感光体ドラムに対してフレッシュな潤滑剤が供給されなかったことに対応して、近接帯電により劣化した潤滑剤のため、感光体ドラムの表面滑り性が不均一に低下し、その結果、クリーニング・ブレードに不均一で、かつ過剰な剪断応力が加えられたためと考えられる。得られた結果を、表２に示す。
【００５２】
【表２】
2006337849.tif 000004
【００５３】
以上説明したように、本発明によれば、近接または接触帯電を用いる画像形成装置で潤滑剤を像担持体上に供給することによるクリーニング・ブレードへの弊害を防止し、より高耐久な画像形成装置およびプロセス・カートリッジが提供でき、画像形成装置の信頼性をより向上することができる。また、本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリなどを含む画像形成装置に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の画像形成装置の第１の実施の形態を示した図。
【図２】本発明の画像形成装置の第２の実施の形態を示した図。
【図３】本発明の画像形成装置の第３の実施の形態を示した図。
【図４】本発明の画像形成装置の第４の実施の形態を示した図。
【図５】本発明の画像形成装置の第５の実施の形態を示した図。
【図６】本発明の画像形成装置の第６の実施の形態を示した図。
【図７】本発明のプロセス・カートリッジの加速試験後の感光体ドラムの表面滑り性を示したグラフ図。
【図８】本発明のプロセス・カートリッジの加速試験直後の感光体ドラムの表面滑り性を示した図。
【図９】本発明の実施例において加速試験後のクリーニング・ブレードを、超深度形状測定顕微鏡により先端部を観測したＳＥＭ写真。
【図１０】比較例におけるプロセス・カートリッジの加速試験直後の感光体ドラムの表面滑り性を示したグラフ図。
【図１１】比較例において加速試験後のクリーニング・ブレードを、超深度形状測定顕微鏡により先端部を観測したＳＥＭ写真。
【図１２】従来の潤滑剤供給装置を備える従来の画像形成装置の概略図。
【図１３】従来の画像形成装置におけるクリーニング・ブレードと、像担持体との相対的な配置およびクリーニング・ブレードの摩耗部の概略図。
【図１４】図１３に示した摩耗部Ｄをレーザ顕微鏡で観察した図。
【符号の説明】
【００５５】
１０…画像形成装置、１２…像担持体、１４…帯電部材、１６…露光装置、１８…現像装置、２０…転写部材、２２…転写材、２４…クリーニング部材、２６…除電装置、２８…潤滑剤供給装置、３０…潤滑剤再供給装置、３２、３８…弾性部材、３４、４２…固体潤滑剤、３６、４０…ブラシ・ローラ、４４…規制ブレード、４６、４８…弾性ローラ、５０…プロセス・カートリッジ
【図１】
2006337849.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006337849.tif 000013
【図１０】
2006337849.tif 000014
【図１１】
2006337849.tif 000015
【図１２】
2006337849.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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