(57)【要約】【課題】小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレードによる像担持体の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を低くして、像担持体の寿命を向上させる潤滑剤塗布装置を提供する。【解決手段】潤滑剤で構成される表面層を有する潤滑剤ローラ６ａと、前記潤滑剤ローラ６ａの表面層の潤滑剤を擦り取って像担持体１の表面に供給する潤滑剤供給部材（６ｂ）と、を回転自在に設けた潤滑剤塗布装置６において、前記潤滑剤ローラ６ａの表面を研磨する研磨部材６ｃが該潤滑剤ローラ６ａに接離可能に設けられているものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤で構成される表面層を有する潤滑剤ローラと、前記潤滑剤ローラの表面層の潤滑剤を擦り取って像担持体の表面に供給する潤滑剤供給部材と、を回転自在に設けた潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤ローラの表面を研磨する研磨部材が、該潤滑剤ローラに接離可能に設けられていることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項２】
前記研磨部材が、前記潤滑剤ローラに接する面に凹凸を設けた板状体、前記潤滑剤ローラに接するローラの表面に凹凸を設けた回転可能に支持されたローラ、又は、前記潤滑剤ローラに接するコイルスクリューにおけるコイルの先端を鋭角にした回転可能に支持されたコイルスクリューで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項３】
前記研磨部材及び前記潤滑剤供給部材が、次の式
Ｗ1 ＞Ｗ2
（式中、Ｗ1 は、前記研磨部材による潤滑剤消費量であり、そして、Ｗ2 は、前記潤滑剤供給部材による潤滑剤消費量である。）
で示される関係を満たす材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項４】
前記潤滑剤ローラにおける潤滑剤で構成される表面層が、芯金の表面に該潤滑剤で一体成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項５】
前記潤滑剤が、メラミンシアヌレート、ポリテトラフッ化エチレン、窒化ホウ素、及び、脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも１種の潤滑性物質からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項６】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体を回転自在に保持するカートリッジケースと、該カートリッジケースに保持された該像担持体の表面に残存した現像剤を除去するためのクリーニング手段と、潤滑剤塗布装置と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該潤滑剤塗布装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記クリーニング手段が、弾性部材で構成されるクリーニングブレードを有していることを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記クリーニングブレードが、前記像担持体の回転方向に対してカウンター方向に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記プロセスカートリッジが、クリーニングブレードより前記像担持体の移行方向の下流側で像担持体に当接するように配置した帯電装置を有していることを特徴とする請求項７又は８に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像装置と、前記可視像を記録媒体に転写する転写装置と、を少なくとも有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像装置で用いられるトナーの体積平均粒径が、３〜８μｍであり、そして、前記現像装置で用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００〜１．４０であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記現像装置で用いられるトナーの平均円形度が、０．９３〜１．００であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記現像装置で用いられるトナーを構成する結着樹脂の熱軟化点が５０〜１００℃であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記プロセスカートリッジが、前記転写装置よりも前記像担持体の移動方向の下流側位置であって、且つ、前記露光装置よりも前記像担持体の移動方向の上流側位置に配置されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に設けられるクリーニング装置、そのクリーニング装置を有するプロセスカートリッジ、及び、そのプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体を備えていて、像担持体の表面の放電によって電荷を与えて帯電させ、この帯電した像担持体の表面を露光して静電潜像を形成し、この像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して可視像を形成し、この像担持体の表面に形成された可視像を転写紙の表面に転写し、そして、この転写紙の表面に転写された可視像を定着して排出する。このような画像形成装置においては、可視像を転写した後の像担持体の表面に未転写のトナー等を含む付着物が残留するので、像担持体の表面は、これらの付着物が画像形成に悪い影響を与えないように、クリーニング装置でクリーニングされ、次の画像形成プロセスに備えられる。このようなクリーニング装置としては、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードや合成樹脂からなる繊維を用いて形成したクリーニングブラシを像担持体の表面に摺擦させて、未転写トナー等の付着物を除去するのが一般的に知られている。特に、クリーニングブレードによるクリーニング装置は、クリーニング性能の安定性やコスト面で広く普及している。
【０００３】
しかしながら、これらのクリーニングブレードは、像担持体との摺擦を続けると経時で磨耗して欠けや変形を起こすので、クリーニング性能が低下するという問題があった。また、像担持体の表面も磨耗するので、像担持体の寿命が短くなるという問題もあった。
【０００４】
近年、画像形成装置の分野においては、画像を高画質化する要求が高まっている。特に高精細なカラー画像の形成を実現するために、トナーの小粒径化及び球形化が進められている。トナーを小粒径化すると、ドットの再現性が良好になり、また、トナーを球形化すると、現像性及び転写性の向上を図ることができる。しかしながら、このようなトナーの小粒径化及び球形化によって、トナーのクリーニング性は、一層、難しくなってきている。また、クリーニング部材（クリーニングブレード）と像担持体との摺擦により、像担持体の表面も摩耗するので、像担持体の寿命も短くなる。そこで、像担持体の表面に潤滑剤を塗布して、像担持体とクリーニング部材との間に働く摩擦抵抗を低減することにより、クリーニング部材と像担持体との摩耗等による不具合を解消している。また、像担持体の表面に潤滑剤を塗布すると、像担持体の表面の摩擦係数が低下するので、トナーに外添される流動性付与剤、帯電制御剤等の添加剤がクリーニング部材との当接圧で像担持体の表面に固着する、という問題（いわゆる、フィルミングが発生する、という問題）の発生を防止することができる。さらに、像担持体の表面におけるトナーの付着力が低減されるので、像担持体上に形成されたトナー像の転写性が向上する。
【０００５】
像担持体の表面に潤滑剤を塗布する手段としては、例えば、次のような装置がある。即ち、脂肪酸金属塩等の潤滑剤を棒状に成型した固形潤滑剤を設置し、この固形潤滑剤と像担持体の両方に当接するようにブラシローラ（潤滑剤供給部材）を備えるものである。この塗布手段によれば、ブラシローラが回転駆動することにより、固形潤滑剤がブラシローラの摺擦により削られて粉体となってブラシローラの繊維に付着し、そのブラシローラに付着した粉体状の潤滑剤が像担持体の表面に塗布されるようになっている。
【０００６】
像担持体の表面に塗布される潤滑剤の量が、少なすぎると、潤滑剤が十分に塗布される部分と塗布されない部分とができるので、塗布ムラが生じたり、十分に潤滑剤が塗布されていない部分にクリーニング不良や像担持体の偏摩耗が発生したりする。また、像担持体上に前述のフィルミングが発生して、その部分にトナーが現像されない、といった問題も発生する。一方、潤滑剤の塗布量が多すぎると、像担持体の表面と近接する帯電ローラの表面を汚染したり、像担持体上の塗布量のムラが顕著に現れたりして、ハーフトーンなどの画像にムラが生じる。また、高温高湿の環境下で潤滑剤が吸湿することにより、像担持体表面に形成する静電潜像が流れ、画像ボケを発生させてしまう。それ故、像担持体の表面に適切な量の潤滑剤を塗布することが重要である。
【０００７】
そこで、従来においては、潤滑剤を塗布するブラシローラの繊維密度を規定したり、固形潤滑剤をブラシローラ側に加圧する加圧部材を設けて、その加圧力を規定したり、ブラシローラの像担持体表面への喰い込み量を規定した潤滑剤塗布装置（特許文献１、２を参照。）が提案されている。しかしながら、従来の潤滑剤塗布装置においては、使用開始時には、潤滑剤の塗布量を適正な量にムラ無く塗布することが可能であるが、使用末期には、固形潤滑剤が減少して固形潤滑剤の加圧力が低下すること、ブラシローラの繊維が摩耗して固形潤滑剤の塗布量が使用開始時に比べ低下すること、といった問題があった。
【０００８】
そこで、このような問題を解決するために、潤滑剤をローラ状に成形した回転可能に支持された潤滑剤ローラからなる潤滑剤供給部と、供給された潤滑剤を像担持体の表面に塗布するために回転可能に支持された潤滑剤塗布部と、からなる潤滑剤塗布装置（特許文献３，４を参照。）が提案されている。しかしながら、このような潤滑剤塗布装置では、同一画像を連続して出力した場合に、前記潤滑剤ローラの表面にトナーが固着して、潤滑剤の供給が停止される部分が出ること等の問題があった。また、近年、画像形成装置の省エネルギー駆動のニーズに対してトナーの低温定着化が進んでいるが、前記したような低温定着トナーを用いた際に発生する潤滑剤の表面にトナーが固着する問題を解決することは、難しくなってきている。
【特許文献１】特開平１０−２６０６１４公報
【特許文献２】特開２００３−５７９９６公報
【特許文献３】特開平８−５４８０７号公報
【特許文献４】特開２００５−３０９１１９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１０】
即ち、本発明は、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレードによる像担持体の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を低くして、像担持体の寿命を向上させる潤滑剤塗布装置を提供することを第１の目的とし、その潤滑剤塗布装置を有するプロセスカートリッジを提供することを第２の目的とし、そして、そのプロセスカートリッジを有する画像形成装置を提供することを第３の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、潤滑剤で構成される表面層を有する潤滑剤ローラと、前記潤滑剤ローラの表面層の潤滑剤を擦り取って像担持体の表面に供給する潤滑剤供給部材と、を回転自在に設けた潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤ローラの表面を研磨する研磨部材が、該潤滑剤ローラに接離可能に設けられていることを特徴とする潤滑剤塗布装置である。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記研磨部材が、前記潤滑剤ローラに接する面に凹凸を設けた板状体、前記潤滑剤ローラに接するローラの表面に凹凸を設けた回転可能に支持されたローラ、又は、前記潤滑剤ローラに接するコイルスクリューにおけるコイルの先端を鋭角にした回転可能に支持されたコイルスクリューで構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記研磨部材及び前記潤滑剤供給部材が、次の式
Ｗ1 ＞Ｗ2
（式中、Ｗ1 は、前記研磨部材による潤滑剤消費量であり、そして、Ｗ2 は、前記潤滑剤供給部材による潤滑剤消費量である。）
で示される関係を満たす材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載された発明において、前記潤滑剤ローラにおける潤滑剤で構成される表面層が、芯金の表面に該潤滑剤で一体成形されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載された発明において、前記潤滑剤が、メラミンシアヌレート、ポリテトラフッ化エチレン、窒化ホウ素、及び、脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも１種の潤滑性物質からなることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に記載された発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体を回転自在に保持するカートリッジケースと、該カートリッジケースに保持された該像担持体の表面に残存した現像剤を除去するためのクリーニング手段と、潤滑剤塗布装置と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該潤滑剤塗布装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有していることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１７】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記クリーニング手段が、弾性部材で構成されるクリーニングブレードを有していることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に記載された発明は、請求項７に記載された発明において、前記クリーニングブレードが、前記像担持体の回転方向に対してカウンター方向に支持されていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９に記載された発明は、請求項７又は８に記載された発明において、前記プロセスカートリッジが、クリーニングブレードより前記像担持体の移行方向の下流側で像担持体に当接するように配置した帯電装置を有していることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１０に記載された発明は、請求項６〜９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像装置と、前記可視像を記録媒体に転写する転写装置と、を少なくとも有していることを特徴とする画像形成装置である。
【００２１】
請求項１１に記載された発明は、請求項１０に記載された発明において、前記現像装置で用いられるトナーの体積平均粒径が、３〜８μｍであり、そして、前記現像装置で用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００〜１．４０であることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１２に記載された発明は、請求項１０又は１１に記載された発明において、前記現像装置で用いられるトナーの平均円形度が、０．９３〜１．００であることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１３に記載された発明は、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載された発明において、前記現像装置で用いられるトナーを構成する結着樹脂の熱軟化点が５０〜１００℃であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１４に記載された発明は、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載された発明において、前記プロセスカートリッジが、前記転写装置よりも前記像担持体の移動方向の下流側位置であって、且つ、前記露光装置よりも前記像担持体の移動方向の上流側位置に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１，２に記載された発明によれば、潤滑剤で構成される表面層を有する潤滑剤ローラと、前記潤滑剤ローラの表面層の潤滑剤を擦り取って像担持体の表面に供給する潤滑剤供給部材と、を回転自在に設けた潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤ローラの表面を研磨する研磨部材が該潤滑剤ローラに接離可能に設けられているので、該研磨部材が連続又は断続的に前記潤滑剤ローラの表面を研磨して常に潤滑剤ローラの表面をリフレッシュさせるこができ、そのために、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレードによる像担持体の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を低くして、像担持体の寿命を向上させる潤滑剤塗布装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３に記載された発明によれば、前記研磨部材及び前記潤滑剤供給部材が、次の式
Ｗ1 ＞Ｗ2
（式中、Ｗ1 は、前記研磨部材による潤滑剤消費量であり、そして、Ｗ2 は、前記潤滑剤供給部材による潤滑剤消費量である。）
で示される関係を満たす材料で構成されているので、前記潤滑剤供給部材では擦り取れない前記潤滑剤ローラ表面の付着物等を前記研磨部材により擦り取ることが可能となる。
【００２７】
請求項４に記載された発明によれば、前記潤滑剤ローラにおける潤滑剤で構成される表面層が、芯金の表面に該潤滑剤で一体成形されているので、前記潤滑性物質を無駄なく使用することができ、そのために、潤滑性物質の設置スペースを最小限に抑えることができる。
【００２８】
請求項５に記載された発明によれば、前記潤滑剤がメラミンシアヌレート、ポリテトラフッ化エチレン、窒化ホウ素、及び、脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも１種の潤滑性物質からなるので、前記像担持体の表面の摩擦係数を長期間抑えることができ、そのために、前記像担持体の寿命を向上させることができる。
【００２９】
請求項６に記載された発明によれば、潜像を担持する像担持体と、該像担持体を回転自在に保持するカートリッジケースと、該カートリッジケースに保持された該像担持体の表面に残存した現像剤を除去するためのクリーニング手段と、潤滑剤塗布装置と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該潤滑剤塗布装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有していることを特徴とするプロセスカートリッジであるので、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレードによる像担持体の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を低くして、像担持体の寿命を向上させるプロセスカートリッジを提供することができる。また、部品の交換作業等が容易になり、そのために、部品の交換時間を短縮することができる。
【００３０】
請求項７に記載された発明によれば、前記クリーニング手段が弾性部材で構成されるクリーニングブレードを有しているので、クリーニング部材のコストを最小限に抑えることができる。
【００３１】
請求項８に記載された発明によれば、前記クリーニングブレードが、前記像担持体の回転方向に対してカウンター方向に支持されているので、該クリーニングブレードのクリーニング性能を効果的に高めることができ、そのために、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、トナーのすり抜けをいっそう抑えることができる。
【００３２】
請求項９に記載された発明によれば、前記プロセスカートリッジが、クリーニングブレードより前記像担持体の移行方向の下流側で像担持体に当接するように配置した帯電装置を有しているので、画像装置内の簡素化及び小型化が可能となる。
【００３３】
請求項１０に記載された発明によれば、請求項６〜９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像装置と、前記可視像を記録媒体に転写する転写装置と、を少なくとも有していることを特徴とする画像形成装置であるので、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレードによる像担持体の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体の表面の摩擦係数を低くすることができ、そのために、潤滑剤消費量の低下による像担持体の表面へのフィルミングや像担持体の偏摩耗を防ぐことができ、よって、長期間にわたり白抜けや濃度偏差が少ない出力画像を提供することができる。
【００３４】
請求項１１に記載された発明によれば、前記現像装置で用いられるトナーの体積平均粒径が３〜８μｍであり、そして、前記現像装置で用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０であるので、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができると共に、トナーの帯電量分布が均一になって転写率も高くなり、そのために、いっそう高画質の画像を得ることができる。
【００３５】
請求項１２に記載された発明によれば、前記現像装置で用いられるトナーの平均円形度が０．９３〜１．００であるので、トナーの細密充填が可能となり、そのために、いっそう高画質の画像を得ることができる。
【００３６】
請求項１３に記載された発明によれば、前記現像装置で用いられるトナーを構成する結着樹脂の熱軟化点が５０〜１００℃であるので、低温でトナーの定着が可能となり、そのために、画像形成装置の省エネルギー化を促進することができる。
【００３７】
請求項１４に記載された発明によれば、前記プロセスカートリッジが前記転写装置よりも前記像担持体の移動方向の下流側位置であって、且つ、前記露光装置よりも前記像担持体の移動方向の上流側位置に配置されているので、潤滑性物質の塗布が他のプロセスに影響されずに行うことが可能となり、そのために、潤滑剤消費量の低下による像担持体の表面へのフィルミングや像担持体の偏摩耗を防ぐことができ、よって、長期間にわたり白抜けや濃度偏差が少ない出力画像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】
【００３８】
図１は、本発明の実施の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。図２は、本発明の実施の一実施の形態を示す潤滑剤塗布装置の拡大説明図である。図３は、本発明の他の実施の一実施の形態を示す潤滑剤塗布装置の拡大説明図である。図４は、本発明の他の実施の一実施の形態を示す潤滑剤塗布装置の拡大説明図である。図５は、クリーニングブレードの当接条件であるカウンター方式を説明する説明図である。図６は、クリーニングブレードの当接条件であるトレーリング方式を説明する説明図である。
【００３９】
図１に示されているように、本発明の潤滑剤塗布装置６では、潤滑剤で構成される表面層を有する潤滑剤ローラ６ａと、前記潤滑剤ローラ６ａの表面層の潤滑剤を擦り取って像担持体１の表面に供給する潤滑剤供給部材（図１における６ｂ）と、が回転自在に設けられている。そして、前記潤滑剤ローラ６ａの表面を研磨する研磨部材（図１〜４における６ｃ，６ｄ，６ｅを参照。）が該潤滑剤ローラ６ａに接離可能に設けられている。前記潤滑剤供給部材６ｂは、例えば、ブラシローラである。
【００４０】
このように、潤滑剤で構成される表面層を有する潤滑剤ローラ６ａと、前記潤滑剤ローラ６ａの表面層の潤滑剤を擦り取って像担持体１の表面に供給する潤滑剤供給部材（６ｂ）と、を回転自在に設けた潤滑剤塗布装置６において、前記潤滑剤ローラ６ａの表面を研磨する研磨部材（図１〜４における６ｃ〜６ｅを参照。）が該潤滑剤ローラ６ａに接離可能に設けられていると、該研磨部材６ｃが連続又は断続的に前記潤滑剤ローラ６ａの表面を研磨して常に潤滑剤ローラ６ａの表面をリフレッシュさせることができ、そのために、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレードによる像担持体１の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体１上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体１の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体１の表面の摩擦係数を低くして、像担持体１の寿命を向上させる潤滑剤塗布装置６を提供することができる。
【００４１】
本発明においては、前記研磨部材は、好ましくは、図２に示されているような、前記潤滑剤ローラ６ａに接する面に凹凸を設けた板状体６ｃ、図３に示されているような、前記潤滑剤ローラ６ａに接するローラの表面に凹凸を設けた回転可能に支持されたローラ６ｄ、又は、前記潤滑剤ローラ６ａに接するコイルスクリューにおけるコイルの先端を鋭角にした回転可能に支持されたコイルスクリュー６ｅで構成されている。
【００４２】
本発明においては、前記研磨部材６ｃ，６ｄ，６ｅ及び前記潤滑剤供給部材６ｂは、次の式
Ｗ1 ＞Ｗ2
（式中、Ｗ1 は、前記研磨部材６ｃ，６ｄ，６ｅによる潤滑剤消費量であり、そして、Ｗ2 は、前記潤滑剤供給部材６ｂによる潤滑剤消費量である。）
で示される関係を満たす材料で構成されている。前記潤滑剤消費量は、前記潤滑剤ローラ６ａに静止状態の研磨部材６ｃ，６ｄ，６ｅ及び前記潤滑剤供給部材６ｂを１０Ｎ／ｍの線圧で当接させ、一定時間ローラを回転させた前後の潤滑剤ローラ６ａの重量変化量を意味する。本明細書においては、このように定義される潤滑剤消費量を「潤滑剤消費量」という。
【００４３】
このように、前記研磨部材６ｃ，６ｄ，６ｅ及び前記潤滑剤供給部材６ｂは、次の式
Ｗ1 ＞Ｗ2
（式中、Ｗ1 は、前記研磨部材６ｃ，６ｄ，６ｅによる潤滑剤消費量であり、そして、Ｗ2 は、前記潤滑剤供給部材６ｂによる潤滑剤消費量である。）
で示される関係を満たす材料で構成されていると、前記潤滑剤供給部材（６ｂ）では擦り取れない前記潤滑剤ローラ６ａの表面の付着物等を前記研磨部材６ｃ，６ｄ，６ｅにより擦り取ることが可能になる。
【００４４】
前記研磨部材６ｃ、６ｄ、６ｅの中でも、コストを優先する場合は、図２に示すような形態が好ましい。また、Ｗ1 の値は長期間動作させると徐々に低下していくので、前述のＷ1 の低下を極力抑える、つまり研磨部材としての研磨能力をさらに長期間持続させる場合には、図３、４に示すように回転自在に保持された回転体の構成がより好ましい。
【００４５】
本発明においては、前記潤滑剤ローラ６ａにおける潤滑剤で構成される表面層は、好ましくは、芯金の表面に該潤滑剤で一体成形されたものである。このように、前記潤滑剤ローラ６ａにおける潤滑剤で構成される表面層が、芯金の表面に該潤滑剤で一体成形されていると、前記潤滑性物質を無駄なく使用することができ、そのために、潤滑性物質の設置スペースを最小限に抑えることができる。
【００４６】
本発明においては、前記潤滑剤は、好ましくは、メラミンシアヌレート、ポリテトラフッ化エチレン、窒化ホウ素、及び、脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも１種の潤滑性物質からなる。このように、前記潤滑剤がメラミンシアヌレート、ポリテトラフッ化エチレン、窒化ホウ素、及び、脂肪酸金属塩から選ばれる少なくとも１種の潤滑性物質からなると、前記像担持体１の表面の摩擦係数を長期間抑えることができ、そのために、前記像担持体１の寿命を向上させることができる。
【００４７】
前記潤滑剤は、特に、像担持体１上への塗布性、塗布後の像担持体１表面における低摩擦係数化の観点から、メラミンシアヌレート、及び、脂肪酸金属塩を主成分とするものが好ましい。例えば、潤滑剤ローラ６ａはＳＵＭ等の芯金の外周にメラミンシアヌレートを圧縮成形により一体成型したものである。本発明においては、前記潤滑剤供給部材は、好ましくは、ブラシローラ６ｂである。このブラシローラ６ｂは、化学繊維で構成されていて、潤滑剤塗布装置６内において回転自在に備えられている。回転方向は特に規定しないが、例えば潤滑性物質を多く像担持体１上に供給したい場合は、潤滑剤ローラ６ａの回転方向に対して、ブラシローラ６ｂの回転方向は逆回転にするなど適宜選択することが可能である。前記化学繊維には、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、およびアクリルなどの熱可塑性の樹脂繊維が好ましい。特に、像担持体１を傷つけることなく像担持体１表面に前記潤滑性物質を供給することが可能なポリエステル、およびナイロン製の繊維が好ましい。
【００４８】
図１に示されているように、本発明のプロセスカートリッジ９は、潜像を担持する像担持体１と、該像担持体１を回転自在に保持するカートリッジケース８と、該カートリッジケース８に保持された該像担持体１の表面に残存した現像剤を除去するためのクリーニング手段７と、潤滑剤塗布装置６と、を少なくとも有している。そして、前記潤滑剤塗布装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有している。このように、潜像を担持する像担持体１と、該像担持体１を回転自在に保持するカートリッジケース８と、該カートリッジケース８に保持された該像担持体１の表面に残存した現像剤を除去するためのクリーニング手段７と、潤滑剤塗布装置６と、を少なくとも有するプロセスカートリッジ９において、該潤滑剤塗布装置６として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有していると、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレード７ａによる像担持体１の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体１上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体１の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体１の表面の摩擦係数を低くして、像担持体１の寿命を向上させるプロセスカートリッジ９を提供することができる。また、部品の交換作業等が容易になり、そのために、部品の交換時間を短縮することができる。
【００４９】
前記クリーニング装置７は、クリーニング部材としてクリーニングブレード７ａ、前記クリーニングブレード７ａを保持するためのブレード保持部材７ｂ、及び、クリーニングされて余剰になったトナーや紙粉等を搬送しつつ回収するトナー回収コイル７ｃを備えている。ここで、クリーニングブレード７ａは、ウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマー等の弾性部材で構成されるが、それらの中でも、ウレタンエラストマーは、耐磨耗性、高機械強度等の点から優れている。クリーニングブレード７ａは、一般的には、遠心成形により弾性部材をシート状に成形した後、これをブレード形状にカットする。また、クリーニングブレード７ａは、ブレード保持部材７ｂに貼着されて支持されている。前記ブレード保持部材７ｂは、好ましくは、金属、プラスチック及びセラミックから選ばれる材料で構成されるが、それらに限定されるものではない。機械強度の高いＳＵＳ等の鋼板、アルミニウム板、又は、リン青銅等の銅板を用いることもできる。このような材料で構成されるクリーニングブレード７ａは、ブレード保持部材７ｂをスプリングにより加圧したり、クリーニング装置７のケースに固定したりすることで、弾性部材を撓ませることにより、所定の当接圧で像担持体１の表面に当接する。ここで、クリーニングブレード７ａの当接条件であるカウンター方式及びトレーリング方式の定義を図５、６を用いて行う。図５にカウンター方式の代表例を示し、そして、図６にトレーリング方式の代表例を示す。図中の当接角：βで数値化すると、βが０°を越えて９０°未満の場合をカウンター方式と呼び、βが９０°を越えて１８０°未満の場合をトレーリング方式と呼ぶ。本発明を実施する場合は、画像形成装置１０が動作し始めると、クリーニングブレード７ａによる当接圧の上昇量の大きいカウンター方式の方がクリーニング性能が向上するという点で好ましい。
【００５０】
前記クリーニング手段７が弾性部材で構成されるクリーニングブレード７ａを有していることは、前述のとおりであるが、このように、前記クリーニング手段７が弾性部材で構成されるクリーニングブレード７ａを有していると、クリーニング部材のコストを最小限に抑えることができる。
【００５１】
本発明においては、前記クリーニングブレード７ａは、好ましくは、前記像担持体１の回転方向に対してカウンター方向に支持されている。このように、前記クリーニングブレード７ａが前記像担持体１の回転方向に対してカウンター方向に支持されていると、該クリーニングブレード７ａのクリーニング性能を効果的に高めることができ、そのために、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、トナーのすり抜けをいっそう抑えることができる。
【００５２】
本発明においては、前記プロセスカートリッジ９は、クリーニングブレード７ａより前記像担持体１の移行方向の下流側で像担持体１に当接するように配置した帯電装置２を有している。このように、前記プロセスカートリッジ９がクリーニングブレード７ａより前記像担持体１の移行方向の下流側で像担持体１に当接するように配置した帯電装置２を有していると、画像装置内の簡素化及び小型化が可能となる。
【００５３】
図１に示されているように、本発明の画像形成装置１０は、請求項６〜９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ９と、前記像担持体１の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置３と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像装置４と、前記可視像を記録媒体５ｂに転写する転写装置５と、を少なくとも有している。このように、請求項６〜９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ９と、前記像担持体１の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置３と、前記静電潜像をトナーを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像装置４と、前記可視像を記録媒体５ｂに転写する転写装置５と、を少なくとも有していると、小粒径であって、球形であり、且つ、低温定着が可能であるトナーを用いた際にも、クリーニングブレード７ａによる像担持体１の表面における未転写トナーのクリーニングを可能にすると共に、像担持体１上に必要量だけ供給された潤滑剤の粉体を長期間にわたり像担持体１の表面に無駄なく均一に塗布し、像担持体１の表面の摩擦係数を低くすることができ、そのために、潤滑剤消費量の低下による像担持体１の表面へのフィルミングや像担持体１の偏摩耗を防ぐことができ、よって、長期間にわたり白抜けや濃度偏差が少ない出力画像を提供することができる。
【００５４】
本発明の画像形成装置１０においては、像担持体１は、回転可能に支持され、矢印方向に回転される。像担持体１の外周部には、電子写真方式に基づき、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、潤滑剤塗布装置６、クリーニング装置７が配備されている。像担持体１は４個あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じであり、現像装置４が扱う色材（トナー）の色がそれぞれ異なる。像担持体１は、一部が転写装置５の中間転写ベルト５ｂに接している。５ａは転写ローラである。像担持体１は、直径が３０から１００ｍｍ程度の導電性支持体表面に光導電性物質である感光層を設けたものである。導電性支持体にはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の導電性金属が可能である。なお、図１ではドラム状の像担持体１を用いているが、ベルト状の像担持体も採用可能である。図１では、ドラム状の像担持体１を用いているが、ベルト状の像担持体であってもかまわない。感光層は電荷発生材と電荷輸送材との機能が一体的に構成された単層型のものと、電荷発生層と電荷輸送層との２層構成となった機能分離型のものが採用可能である。一般的な機能分離型の像担持体１には、導電性支持体上に直接、又は、下引き層（中間層）を介して電荷発生層が設けられ、そして、この電荷発生層上に電荷輸送物質を含有する樹脂層（電荷輸送層）が設けられている。特に、機能分離型の積層像担持体を用いると感度設計の自由度が広がるので、像担持体１には機能分離型の積層像担持体が好ましい。
【００５５】
帯電装置２は、導電性芯金の周りに中抵抗の弾性層や樹脂層を被覆して構成される帯電ローラ２ａや帯電ローラ２ａを像担持体１に当接させるための図示しないスプリング等を備えている。帯電ローラ２ａは図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。また、この帯電ローラ２ａは、両端部にスペーサー部材を設けると、このスペーサーが像担持体１と当接し、像担持体１と一定のギャップを持たせて配置することも可能となる。この帯電ローラ２ａと像担持体１とが接している帯電ローラ２ａの周囲には、帯電ローラ２ａの表面に付着した異物を清掃する帯電清掃ローラ２ｂが設けられている。これにより、帯電ローラ２ａの長寿命化を実現することができる。
【００５６】
露光装置３は、公知のレーザー方式によって、カラー画像形成に対応した光情報を一様に帯電された像担持体１の表面に潜像として照射する。ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置も採用可能である。
【００５７】
現像装置４は、像担持体１と対向する位置に、内部に磁界発生手段を備える現像スリーブ４ａが配置されている。現像スリーブ４ａの下方には図示しないトナーボトルから投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブ４ａへ汲み上げるための２つのスクリュー４ｂが備えられている。現像スリーブ４ａによって汲み上げられるトナーと磁性キャリアからなる現像剤は、ドクターブレード４ｃによって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブ４ａに担持される。現像スリーブ４ａは、像担持体１との対向位置において矢印の方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを像担持体１の潜像面に供給する。
【００５８】
転写装置５は、導電性芯金の周りに中抵抗の弾性層を被覆して構成される転写ローラ５ａ、基体の厚みが２０〜６００μｍの樹脂フィルム、又は、ゴムを基体にした耐熱性かつトナーを静電的に転写可能にする抵抗値を持った中間転写ベルト５ｂ等から構成されており、中間転写ベルト５ｂは矢印方向に移動可能であり、図示しないが回転ローラ、テンションローラ等を用いて支持、張架されている。またベルトループの内側には、転写ローラ５ａが像担持体１の近傍に配備されている。ここでは、転写ローラ５ａは高電圧を印加するローラタイプであるが、電極から放電するチャージャを採用することもできる。
【００５９】
現像装置４においては、小粒径のトナーを用いると、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。しかしながら、体積平均粒径が３μｍ未満であると、２成分現像剤として用いた場合には、現像装置４における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着するので、磁性キャリアの帯電能力が低下し、また、１成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が８μｍを超えると、高解像度で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、高品位な画像を得ることができ、また転写率を高くすることができる。しかしながら、Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像度も低下するため好ましくない。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００６０】
したがって、本発明の画像形成装置においては、前記現像装置４で用いられるトナーの体積平均粒径は、好ましくは、３〜８μｍであり、そして、前記現像装置４で用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は、好ましくは、１．００〜１．４０である。このように、前記現像装置４で用いられるトナーの体積平均粒径が３〜８μｍであり、そして、前記現像装置４で用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０であると、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができると共に、トナーの帯電量分布が均一になって転写率も高くなり、そのために、いっそう高画質の画像を得ることができる。
【００６１】
また、トナーの形状は、円形度が０．９３以上あることが好ましい。円形度ＳＲ＝（粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長）×１００％で定義され、トナーが真球に近いほど１００％に近い値となる。従来の画像形成装置において、このようなトナーを使用するとクリーニングブレード等のクリーニング部材の当接で十分掻き取れない場合が発生する。これはトナーが像担持体上で転がりやすくなることに起因する。この場合、対策としてはクリーニングブレードでより強い当接圧で像担持体に当接させる事が考えられるが、像担持体の回転もしくは移動精度に影響を与え、バンディングの原因となる。これに対し、固体潤滑剤を用い、像担持体表面とクリーニングブレードとの動摩擦係数を低減させることで、クリーニングブレードによるクリーニングの負担を減らし、クリーニングブレードをより強い当接圧で当接する必要が無く、観転写トナーや像担持体１上の付着物をクリーニングすることが可能となる。
【００６２】
したがって、前記現像装置４で用いられるトナーの平均円形度は、０．９３〜１．００である。このように、現像装置４で用いられるトナーの平均円形度が０．９３〜１．００であると、トナーの細密充填が可能となり、そのために、いっそう高画質の画像を得ることができる。
【００６３】
前記現像装置４で用いられるトナーを構成する結着樹脂の熱軟化点は、好ましくは、５０〜１００℃である。このように、前記現像装置４で用いられるトナーを構成する結着樹脂の熱軟化点が５０〜１００℃であると、低温でトナーの定着が可能となり、そのために、画像形成装置１０の省エネルギー化を促進することができる。
【００６４】
前記プロセスカートリッジ９は、前記転写装置５よりも前記像担持体１の移動方向の下流側位置であって、且つ、前記露光装置３よりも前記像担持体１の移動方向の上流側位置に配置されている。このように、前記プロセスカートリッジ９が前記転写装置５よりも前記像担持体１の移動方向の下流側位置であって、且つ、前記露光装置３よりも前記像担持体１の移動方向の上流側位置に配置されていると、潤滑性物質の塗布が他のプロセスに影響されずに行うことが可能となり、そのために、潤滑剤消費量の低下による像担持体１の表面へのフィルミングや像担持体１の偏摩耗を防ぐことができ、よって、長期間にわたり白抜けや濃度偏差が少ない出力画像を提供することができる。
【００６５】
（実施例１）
（ａ）メラミンシアヌレート５０ｇを圧縮成形により芯金への一体成型をして得た外径１２ｍｍの潤滑剤ローラと、（ｂ）ポリエステル繊維からなる直毛状のブラシローラを像担持体に対しては１ｍｍ、潤滑剤ローラに対しては１ｍｍ食い込ませて配置し、（ｃ）ＳＵＳ製の板材の表面に直線状の溝を設けた研磨部材を５Ｎの荷重で潤滑剤ローラに当接させて潤滑剤塗布装置を構成した。
【００６６】
（実施例２）
実施例１において、潤滑性物質をポリテトラフッ化エチレンに変更した以外は、実施例１と同様の構成で潤滑剤塗布装置を得た。
【００６７】
（実施例３）
実施例１において、潤滑性物質を窒化ホウ素に変更した以外は、実施例１と同様の構成で潤滑剤塗布装置を得た。
【００６８】
（実施例４）
実施例１において、潤滑性物質を脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛に変更した以外は、実施例１と同様の構成で潤滑剤塗布装置を得た。
【００６９】
（比較例１）
（ａ）メラミンシアヌレート５０ｇを圧縮成形により芯金への一体成型をして得た外径１２ｍｍの潤滑剤ローラと、（ｂ）ポリエステル繊維からなる直毛状のブラシローラを像担持体に対しては１ｍｍ、潤滑剤ローラに対しては１ｍｍ食い込ませて配置して潤滑剤塗布装置を構成した。
【００７０】
以上、実施例１〜４及び比較例１で得た潤滑剤塗布装置を用いて、前述のＷ1 、Ｗ2 及び潤滑剤ローラの耐久時の消費量を評価した。その後、前述の潤滑剤塗布装置をデジタル複写機（ｉｍａｇｉｏＮｅｏ  Ｃ４５５、リコー社製）のプロセスカートリッジに組み込んで像担持体を保持したプロセスカートリッジを作製し、図１に示されるデジタル複写機（ｉｍａｇｉｏＮｅｏ  Ｃ４５５、リコー社製）に取り付けて画像形成装置とした。そして、この画像形成装置を用い、トナーを平均円形度：０．９７２、体積平均粒径：５．０μｍ、結着樹脂の熱軟化点：７０℃の重合トナー（リコー社製）として、Ａ４サイズ紙に５％濃度の規定画像を１００万枚通紙後下記の項目（Ｂ）（Ｃ）について評価を実施し、評価項目（Ｂ）（Ｃ）の結果を踏まえて、最終的な判定を行った。
【００７１】
（評価方法）
（Ａ）Ｗ1 を評価する際には、潤滑剤供給部材であるブラシローラを画像形成装置から取り外し、そして、Ｗ2 を評価する際には、研磨部材を画像形成装置から取り外して、外部電源により、画像形成装置を５時間駆動させた後に測定された潤滑剤ローラの重量変化量をＷ1 、Ｗ2 とした。
【００７２】
（Ｂ）潤滑剤消費量の直線性：上記画像形成装置を用いて、２０、５０、８０万枚通紙時点での潤滑剤ローラの重量変化から潤滑剤消費量を測定した。そして、通紙枚数と潤滑剤消費量から相関係数：Ｒを算出し、その２乗した値Ｒ2 により直線性を評価した。相関係数は１に近いほど潤滑性物質を安定供給できていることになり、０．９５以下のものは実用上安定供給できていないと判断した。
【００７３】
（Ｃ）画像評価：上記画像形成装置を用いて、８０万枚通紙後に画像評価用の専用チャートを出力し、目視にて出力画像の異常（白抜けや濃度偏差）を判断した。
【００７４】
測定結果は、次の表１に示される。表１における判定の基準は、
○：実用上問題無し
×：８０万枚の画像において問題があるか又は消費量の直線性を示すＲ2 の値が０．９５を下回ることを示す
とした。
【００７５】
【表１】
2008309899.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。
【図２】本発明の実施の一実施の形態を示す潤滑剤塗布装置の拡大説明図である。
【図３】本発明の他の実施の一実施の形態を示す潤滑剤塗布装置の拡大説明図である。
【図４】本発明の他の実施の一実施の形態を示す潤滑剤塗布装置の拡大説明図である。
【図５】クリーニングブレードの当接条件であるカウンター方式を説明する説明図である。
【図６】クリーニングブレードの当接条件であるトレーリング方式を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  像担持体
２  帯電装置
２ａ  帯電ローラ
２ｂ  帯電清掃ローラ
３  露光装置
４  現像装置
４ａ  現像スリ−ブ
４ｂ  スクリュー
４ｃ  ドクターブレード
５  転写手段（転写装置）
５ａ  転写ローラ
５ｂ  中間転写ベルト
６  潤滑剤塗布装置
６ａ  潤滑剤ローラ
６ｂ  潤滑剤供給部材（ブラシローラ）
６ｃ  研磨部材
７  クリーニング装置
７ａ  クリーニングブレード
７ｂ  ブレード保持部材
７ｃ  トナー回収コイル
８  カートリッジケース
９  プロセスカートリッジ
１０  画像形成装置
【図１】
2008309899.tif 000004
【図２】
2008309899.tif 000005
【図３】
2008309899.tif 000006
【図４】
2008309899.tif 000007
【図５】
2008309899.tif 000008
【図６】
2008309899.tif 000009