(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持して回転するトナー像担持体の該表面に担持されたトナー像を、
所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記トナー像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、該表面に先端を圧接させたゴム製のクリーニングブレードと、
前記トナー像担持体の表面に供給される固形潤滑剤と、
前記クリーニングブレードよりも前記トナー像担持体の回転方向上流側に配備されたものであって、前記トナー像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に前記固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置とを備え、
前記潤滑剤供給装置が前記トナー像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に接する領域と前記固体潤滑剤に接する領域との２つの領域を経由して回転する回転ブラシを備え、該回転ブラシを回転させることで該回転ブラシによって該固形潤滑剤を掻き取り該表面に掻き取った固形潤滑剤を塗布するものであり、
前記潤滑剤供給装置による前記固形潤滑剤の、前記トナー像担持体表面への供給量が、前記トナー像担持体の累積回転数が一定以上の回転数に到達し、前記クリーニングブレードに永久変形が生じる頃から、供給される潤滑剤量が減少するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面にトナー像を担持して回転するトナー像担持体の該表面に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、 
前記トナー像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、該表面に先端を圧接させたゴム製のクリーニングブレードと、
前記トナー像担持体の表面に供給される固形潤滑剤と、
前記クリーニングブレードよりも前記トナー像担持体の回転方向上流側に配備されたものであって、前記トナー像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に前記固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置とを備え、
前記潤滑剤供給装置が前記トナー像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に接する領域と前記固体潤滑剤に接する領域との２つの領域を経由して回転する回転ブラシを備え、該回転ブラシを回転させることで該回転ブラシによって該固形潤滑剤を掻き取り該表面に掻き取った固形潤滑剤を塗布するものであり、
前記固形潤滑剤は、前記回転ブラシに接する接触部分の面とは反対側の面上に切欠溝が設けられた直方体形状のもの、又は、前記回転ブラシに接する面側に硬度が低い低硬度潤滑剤層が設けられており、その低硬度潤滑剤層の上に低硬度潤滑剤層よりも硬度が高い高硬度潤滑剤層が設けられた２層構造を有するものであり、
前記潤滑剤供給装置による前記固形潤滑剤の、前記トナー像担持体表面への供給量が、前記トナー像担持体の累積回転数が一定以上の回転数に到達し、前記クリーニングブレードに永久変形が生じる頃から、供給される潤滑剤量が減少することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記固形潤滑剤は、前記クリーニングブレードに永久変形が生じる頃に、前記固体潤滑剤の底面のレベルが前記切欠溝が設けられたレベルに達して該固形潤滑剤の供給量が減少するように前記切欠溝の深さが決定されているものであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記固形潤滑剤は、前記クリーニングブレードに永久変形が生じる頃に、前記回転ブラシの掻き取りが前記低硬度潤滑剤層から前記高硬度潤滑剤層へ移行するように、前記低硬度潤滑剤層の厚さが決定されているものであることを特徴とする請求項２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、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成装置、特には、表面にトナー像を担持して回転するトナー像担持体のその表面に残留した残留物を掻き取る、その表面に先端を圧接させたクリーニングブレードを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式では、回転するトナー像担持体のその表面を帯電させ帯電後のトナー像担持体表面に露光光を照射することによりその表面に静電潜像を得、その静電潜像をトナーや外添剤を含む現像剤のうちのトナーによって現像しトナー像担持体表面にトナー像を形成し、トナー像担持体表面に形成されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着する画像形成プロセスによって、定着トナー像からなる画像を形成する。
【０００３】
所定の被転写面に転写を終えたトナー像担持体表面には、未転写のトナーや外添剤、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物などの異物が残留するため、これらを次の画像形成プロセスに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。
【０００４】
トナー等の残留物を除去するクリーニング方式としては、ウレタンゴムなどからなるゴム製のクリーニングブレードの先端エッジ部をトナー像担持体表面に圧接させる方式が多くとられている。この方式では、トナー像担持体の表面は、クリーニングブレードによって削り取られるとともに、そのクリーニングブレードにより堰き止められた残留トナー粒子によっても研磨され、トナー像担持体表面のリフレッシュ化が行われる。クリーニングブレードによってトナー像担持体の表面が削り取られる際には、トナー像担持体表面とクリーニングブレードの先端エッジ部との間に摺擦が生じ、その摺察が適正に保たれないと、トナー像担持体表面と先端エッジ部との摩擦力が高くなりすぎ、トナー像担持体の摩耗が必要以上に促進されたりクリーニングブレード先端エッジ部に摩耗やカケが発生し、長期にわたる良好なクリーニング特性を維持することが困難になる。残留物に含まれるトナー粒子や外添剤粒子が潤滑剤の働きをして、この摺察が好適に保たれているが、近年では高画質化や環境への負荷低減などから小径で粒度分布、形状分布が整った球形トナー粒子が用いられるようになってきており、球形トナー粒子では、潤滑剤としての働きが不十分であることが知られている。また、この球形トナー粒子は、クリーニングが困難であることも知られている。
【０００５】
そこで、固形潤滑剤をトナー像担持体表面に供給することで、ブレードの先端エッジ部を保護するとともにトナー像担持体表面の摩耗が必要以上に促進することを防止し、さらに良好なクリーニング性を確保することが従来より試みられている。トナー像担持体表面に固形潤滑剤が供給されると、トナー像担持体表面には潤滑剤膜が形成される。固形潤滑剤をトナー像担持体表面へ供給するにあたり、その供給量が少なすぎると、ブレード先端エッジ部の保護効果やトナー像担持体の必要以上の摩耗防止効果が不十分となり、反対に多すぎると、潤滑剤膜が厚くなりすぎ、ブレードの先端エッジ部がトナー像担持体の表面層にまで届かず、トナー像担持体をリフレッシュさせることができなくなり、その結果、像流れという画質欠陥が発生しやすくなる。このため、固形潤滑剤の供給量を、Ａ４一枚当たり２μｇ〜２０μｇの割合となるように設定にすることが多い。しかし、この種の固形潤滑剤の像担持体表面への塗布量は、環境の影響を受けやすく温湿度によって固形潤滑剤の供給量や掻き取り性が変動するため、潤滑剤の供給量を上記割合となるように保ったとしても、高温高湿下の環境では結果的に過剰供給になり像流れが生じやすい。この問題に対し、環境に応じて、固形潤滑材供給部材であるローラーやブラシの回転速度を可変し、潤滑剤供給量を一定に保つ技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−６２１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年はトナー像担持体等が組み込まれた画像形成ユニットの長寿命化が図られており、潤滑剤の供給量を上記割合となるようにしても長期間使用された後には像流れが発生する場合がある。これはゴム製のクリーニングブレードがトナー像担持体に長期間押しつけられていたことによりゴムの永久変形が進行し、トナー像担持体表面への押しつけ力が低下して掻き取り能力が低下するためである。
【０００７】
また、トナー像担持体の回転軸の軸方向両端部には、トナー像が形成されないか、あるいは形成されたとしても低画像密度のトナー像であることが多く、この軸方向両端部では軸方向中央部に比べて長期間での平均ではトナー粒子の数が少ない。そのため、トナー粒子による研磨効果が少なくトナー像担持体をリフレッシュさせにくく、長期間使用される前であっても像流れが発生する場合がある。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決し、トナー像担持体をリフレッシュさせ像流れの発生を抑えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決する本発明の第１の画像形成装置は、表面にトナー像を担持して回転するトナー像担持体のその表面に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、その表面に先端を圧接させたゴム製のクリーニングブレードと、
上記トナー像担持体の表面に供給される固形潤滑剤と、
上記クリーニングブレードよりも上記トナー像担持体の回転方向上流側に配備されたものであって、上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に上記固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置とを備え、
上記潤滑剤供給装置による上記固形潤滑剤の、上記トナー像担持体表面への供給量が、上記トナー像担持体の累積回転数の増加に応じて減少するものであることを特徴とする。
【００１０】
ここにいう被転写面とは、中間転写体の、上記トナー像担持体に接する面であってもよいし、あるいは記録媒体の記録面であってもよい（以下、同じ）。
【００１１】
本発明の第１の画像形成装置によれば、上記クリーニングブレードが永久変形によって掻き取り能力が低下する問題を受け入れ、永久変形によって掻き取り能力が低下したクリーニングブレードの像担持体表面のリフレッシュ性をさらに低下させる要因を排除するため、上記供給量を、上記トナー像担持体の累積回転数の増加に応じて減少させる。すなわち、永久変形によってクリーニングブレードの押しつけ力が低下すると、上記固形潤滑剤の供給により形成された、上記トナー像担持体表面上の潤滑剤膜の削り取り能力も低下することから、実効的により多くの固形潤滑剤を供給をしていることとと同じになる。その結果、潤滑剤膜の膜厚が厚くなりブレード先端がトナー像担持体の表面層にまで届かず、トナー像担持体をリフレッシュさせることができなくなる。まして、永久変形したクリーニングブレードでは掻き取り能力が低下していることから、潤滑剤膜の膜厚が厚くなることはことさら問題になる。そこで、上記供給量を、上記トナー像担持体の累積回転数の増加に応じて減少させることで、掻き取り能力が低下したクリーニングブレードでも、ブレード先端がトナー像担持体の表面層にまで届く程度の薄い潤滑剤膜をトナー像担持体表面に形成し、この薄い潤滑剤膜によってブレード先端の摩耗やカケを防止ししつつ、クリーニングブレードによってトナー像担持体がリフレッシュされる。その結果、本発明の第１の画像形成装置によれば像流れの発生が抑えられる。
【００１２】
ここで、上記潤滑剤供給装置が、上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に接する領域と上記固形潤滑剤に接する領域との２つの領域を経由して回転する回転ブラシを備え、その回転ブラシを回転させることでその回転ブラシによってその固形潤滑剤を掻き取りその表面に掻き取った固形潤滑剤を塗布するものであり、
上記固形潤滑剤は、その回転ブラシに接する接触部分の面積が上記回転ブラシに掻き取られることにより狭くなる形状を有するものであってもよいし、あるいは、
上記固形潤滑剤は、その回転ブラシに接する接触部分の硬度が上記回転ブラシに掻き取られることにより高くなる層構造を有するものであってもよい。
【００１３】
本発明の第１の画像形成装置の一態様として、上記潤滑剤供給装置を、上記トナー像担持体表面に上記固形潤滑剤を押し付けるものとし、その押しつけ力を弱めることで上記供給量を減少させる態様が考えられるが、上記形状を有する固形潤滑剤や上記層構造を有する固形潤滑剤を用いることで、上記態様に比べて上記供給量を簡単に減少させることができる。
【００１４】
上記目的を解決する本発明の第２の画像形成装置は、表面にトナー像を担持して回転するトナー像担持体のその表面に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、その表面に先端を圧接させたクリーニングブレードと、
上記トナー像担持体の表面に供給される固形潤滑剤と、
上記クリーニングブレードよりも上記トナー像担持体の回転方向上流側に配備されたものであって、上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に上記固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置とを備え、
上記潤滑剤供給装置による上記固形潤滑剤の、上記トナー像担持体表面への供給量が、上記トナー像担持体の回転軸の軸方向中央部よりもその軸方向両端部の方が少ないことを特徴とする。
【００１５】
上記トナー像担持体の回転軸の軸方向両端部には、トナー像が形成されないか、あるいは形成される画像数が少ない場合が多く、長期間でのこの軸方向両端部では上記軸方向中央部に比べてトナー粒子の数が少ない。そのため、トナー像担持体をリフレッシュさせにくく、この軸方向両端部に厚い潤滑剤膜が存在すると、なおさらトナー像担持体をリフレッシュさせにくくなる。本発明の第２の画像形成装置によれば、上記トナー像担持体の軸方向両端部に形成される潤滑剤膜がその軸方向中央部に形成される潤滑剤膜に比べて薄くなり、軸方向両端部においてもトナー像担持体がリフレッシュされる。その結果、本発明の第２の画像形成装置によっても像流れの発生が抑えられる。
【００１６】
ここで、上記潤滑剤供給装置が、上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に接する領域と上記固形潤滑剤に接する領域との２つの領域を経由して回転する回転ブラシを備え、その回転ブラシを回転させることでその回転ブラシによってその固形潤滑剤を掻き取りその表面に掻き取った固形潤滑剤を塗布するものであり、
上記固形潤滑剤は、上記トナー像担持体の回転軸の軸方向に延在したものであって、上記回転ブラシに接する接触部分の硬度が、その軸方向中央部よりその軸方向両端部の方が高いものであってもよい。
【００１７】
こうすることで、上記トナー像担持体の軸方向両端部に供給される固形潤滑剤の供給量を、上記軸方向中央部に比べて簡単に少なくすることができる。
【００１８】
上記目的を解決する本発明の第３の画像形成装置は、表面にトナー像を担持して回転するトナー像担持体のその表面に担持されたトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を掻き取る、その表面に先端を圧接させたクリーニングブレードと、
上記トナー像担持体の表面に供給される固形潤滑剤と、
上記クリーニングブレードよりも上記トナー像担持体の回転方向上流側に配備されたものであって、上記トナー像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に上記固形潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置とを備え、
上記トナー像担持体が１０００回転する間に、そのトナー像担持体へ供給されることで減少する上記固形潤滑剤の重量減少速度（ｍｇ／ｋｃｙｃｌｅ）をＹとし、そのトナー像担持体の累積回転数（ｃｙｃｌｅ）をＸとすると、
Ｙ＝−ａＸ＋ｂ
０．００７≦ａ≦０．０１３
１２≧ｂ≧８
で表される関係式が成立することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置において上記潤滑剤供給装置が、上記固形潤滑剤を保持し上記回転ブラシの回転軸に平行な回動軸を介して回動自在に支持された回動部と、その回動軸の回りにモーメントを発生させるモーメント発生部とを有するものであって、その回動部に保持されたその固形潤滑剤を上記モーメント発生部で発生したモーメントによりその回転ブラシに接触させる支持部材を備えたものであることが好ましい。
【００２０】
こうすることで、上記供給量を調整しながら上記トナー像担持体表面に上記固形潤滑剤を安定して供給することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、トナー像担持体をリフレッシュさせ像流れの発生を抑えた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】
【００２２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００２４】
本実施形態の画像形成装置１は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーそれぞれに対応した、４つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間媒体としての中間転写ベルト上に重ね合わせ（１次転写）、中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体である用紙に転写（２次転写）し、定着するものである。
【００２５】
図１に示す画像形成装置１は、４つのトナー像形成ユニット１０、４つの１次転写ロール２０、３つの支持ロール３１に支持されて反時計回りの方向に循環移動する半導電性の中間転写ベルト３０、２次転写を行う一括転写装置４０、および未定着トナー像を用紙に定着させる定着装置５０を備えている。
【００２６】
４つのトナー像形成ユニット１０は、中間転写ベルト３０の循環方向に並んで配置されており、各トナー像形成ユニット１０には、時計回りに回転する感光体ドラム１１が配備されている。各感光体ドラム１１は、円筒上のＡｌ基板の上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、表面層を積層してなるものであって、表面層の表面は、この感光体ドラム１１の表面に相当する。この感光体ドラム１１の表面は、中間転写ベルト３０に接している。中間転写ベルト３０が感光体ドラム１１に接する領域には、中間転写ベルト３０を感光体ドラム１１と挟み込むように１次転写ロール２０が配備されており、この領域が１次転写領域である。
【００２７】
ここで、図１とともに図２も用いて、本実施形態の画像形成装置の説明をさらに進める。
【００２８】
図２は、図１に示す４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットの概略構成を中心に示した図である。
【００２９】
図２に示すトナー像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１の他に、帯電装置１２、露光器１３、現像装置１４、クリーニング装置１５、および除電器１６を備えている。また、図２には、感光体ドラム１１の表面層１１１が模式的に示されている。
【００３０】
帯電装置１２は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。なお、接触帯電方式を採用し、コロトロン帯電器に代えてロール状の帯電部材や、ブレード状の帯電部材、ベルト状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材、磁気ブラシ状の帯電部材などを配備してもよい。感光体ドラム１１の表面は、この帯電装置１２によって一様に帯電される。以下、感光体ドラム１１がこの帯電装置１２によって帯電される領域を帯電領域と称することにする。
【００３１】
露光器１３は、感光体ドラムの表面に向けて、画像情報に基づくレーザ光を照射するものである。
【００３２】
現像装置１４は、トナー粒子およびトナー粒子よりも微粒子の外添剤を含む現像剤を収容した現像剤収容体１４１と、現像剤収容体１４１中のトナー粒子を担持して感光体ドラム１１の表面に接した状態で回転する現像ロール１４２を有する。感光体ドラム１１の表面には、この現像装置１４によってトナー像が形成される。
【００３３】
図１に示す画像形成装置１において画像形成が行われる際には、感光体ドラム１１の表面は、まず、帯電装置１２によって一様に帯電される。次に、露光器１３によって画像情報に基づくレーザー光が照射され、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１４によって現像され、感光体ドラム１１の表面にはトナー像が形成される。こうして形成されたトナー像は、１次転写領域において感光体ドラム１１の表面から中間転写ベルト３０の表面に転写される。各トナー像形成ユニット１０で形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像となる。
【００３４】
また、図１に示す一括転写装置４０は、中間転写ベルト３０のトナー像担持面側に圧接配置された２次転写ロール４１と、中間転写ベルト３０の裏面側に配置されたバックアップロール４２を備えており、これら２つのロール４１，４２で中間転写ベルト３０を挟みこんでいる。これら２つのロール４１，４２の間が２次転写領域になる。
【００３５】
さらに、図１に示す画像形成装置１には、用紙トレイ６０が配備されており、用紙トレイ６０に収容された用紙Ｐは、フィードロール６１によって用紙トレイ６０から送り出され、所定のタイミングで２次転写領域へと送り込まれる。２次転写領域では、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像が、送り込まれてきた用紙Ｐ上に転写される。定着装置５０は、加熱熱機構５１１を有する定着ロール５１、および定着ロール５１に対向するように設けられた圧力ロール５２を備えている。互いに対向する定着ロール５１と圧力ロール５２との間には、２次転写位置を通過した用紙Ｐが搬送されてくる。用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール５１の加熱機構５１１により溶融され用紙Ｐに定着する。
【００３６】
また、一括転写装置４０の下流側にはベルトクリーナ７０が設けられており、中間転写ベルト３０上の残留トナーは、このベルトクリーナ７０によって中間転写ベルト３０上から除去される。
【００３７】
一方、図２示す感光体ドラム１１の、１次転写領域を通過した表面層１１１には、１次転写領域において中間転写ベルト３０表面へ移行することができなかった残留トナーや、その残留トナーに付着していた外添剤粒子、さらには、帯電において生じた放電生成物などの異物が残留している。図１および図２に示すクリーニング装置１５は、これらの異物を除去するための装置であって、１次転写領域よりも感光体ドラム回転方向下流側であって帯電領域よりも感光体ドラム回転方向上流側の位置に配備されたものである。このクリーニング装置１５は、クリーニングブレード１５１、固形潤滑剤１５２、潤滑剤供給装置１５３、および廃トナー搬送オーガ１５４を備えている。クリーニングブレード１５１は、感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に延びる板状のものであって、その先端エッジ部１５１１は、感光体ドラム１１の、中間転写ベルト３０にトナー像が転写された後の表面層１１１に圧接している。クリーニングブレード１５１は、感光体ドラム１１が回転することで、感光体ドラム１１の表面層１１１を削り取るとともに残留物を堰き止める。感光体ドラム１１の表面層１１１は、クリーニングブレード１５１によって削り取られる他に、この堰き止められた残留トナー粒子や外添剤によっても研磨され、表面層１１１のリフレッシュ化が行われる。クリーニングブレード１５１が表面層１１１を削り取ることによって感光体ドラム１１上から除去された異物は、廃トナー搬送オーガ１５４によりクリーニング装置１５の外まで搬送される。
【００３８】
図２に示す固形潤滑剤１５２は、感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に延びるステアリン酸亜鉛を主成分とするものである。固形潤滑剤１５２についての詳しい説明は後述することにする。
【００３９】
図２に示す潤滑剤供給装置１５３は、ロールブラシ１５３１と、回動アーム１５３２と、おもり１５３３とを有する。ロールブラシ１５３１は、感光体ドラム１１の表面層１１１に接する領域と固形潤滑剤１５２に接する領域との２つの領域を経由して、感光体ドラム１１の回転軸１１ａに対して平行な回転軸１５３１ａを中心に回転するものである。回転するロールブラシ１５３１の毛部は固形潤滑剤１５２に接することで、固形潤滑剤１５２を掻き取り、掻き取った固形潤滑剤１５２を担持して感光体ドラム１１の表面層１１１に接する。これにより、感光体ドラム１１の表面層１１１には潤滑剤が塗布される。潤滑剤が塗布された感光体ドラム１１の表面層１１１には潤滑剤膜が形成される。固形潤滑剤１５２は回動アーム１５３２によって保持されており、その回動アーム１５３２は、ロールブラシ１５３１の回転軸１５３１ａに平行な回動軸１５３２ａを回動中心にして回動自在に支持されたものである。また、回動アーム１５３２の、固形潤滑剤１５２を保持する面とは反対の面にはおもり１５３３が配備されている。したがって、回動アーム１５３２には、おもり１５３３の重量によるモーメントが生じており、この潤滑剤供給装置１５３では、回動アーム１５３２に保持された固形潤滑剤１５２が、おもり１５３３の重量によるモーメントによってロールブラシ１５３１の毛部に押し付けられている。この結果、感光体ドラム１１の表面層１１１には、固形潤滑剤１５２が感光体ドラム１１の回転軸方向に安定して供給される。
【００４０】
なお、回動アーム１５３２やおもり１５３３を省略し、固形潤滑剤１５２の自重によって固形潤滑剤１５２とロールブラシ１５３１を接触させてもよい。
【００４１】
ここで、図３を用いて、感光体ドラムの累積回転数と、クリーニングブレードによって削り取られる感光体ドラム表面層の厚さの関係について説明する。
【００４２】
図３は、直径８４ｍｍの感光体ドラムへの固形潤滑剤供給量を、感光体ドラム１０００回転（１ｋｃｙｃｌｅ）当たりほぼ８ｍｇに保ったときの、経時による感光体ドラム表面層の層厚変化の一例を示すグラフである。
【００４３】
図３に示すグラフの横軸は感光体ドラムの累積回転数（感光体サイクル数；ｋｃｙｃｌｅ）を示し、縦軸は感光体ドラム表面層の厚さ（感光体膜厚；μｍ）を示す。図３のグラフに示すように、感光体サイクル数が増してくると、サイクル数と膜厚の関係は比例関係から外れ、サイクル数の増加に対して膜厚の低下は緩くなる。すなわち、図３中に示す点線のグラフは、累積回転数が２００ｋｃｙｃｌｅまでの感光体ドラムの摩耗レートが最後まで維持された場合の感光体ドラム表面層の膜厚変化を示したものであるが、実線のグラフに示すように実際は、サイクル数の増加につれて感光体ドラムの摩耗レートが低下する。
【００４４】
また、下記の表１に、クリーニングブレードの、感光体ドラム表面層への食い込み量の変化を示す。
【００４５】
【表１】
0004665415.tif 000002
【００４６】
表１に示すことから、摩耗レートの低下は、感光体ドラム表面層への押しつけ力が低下し、クリーニングブレードの掻き取り能力が低下したことが一つの要因としてとらえることができる。押しつけ力の低下は、クリーニングブレードの永久変形が進行したためと考えられる。また、クリーニングブレードの押しつけ力が低下すると、感光体ドラム表面層に形成された潤滑剤膜の削り取り能力も低下することから、供給量を８ｍｇ／ｋｃｙｃｌｅに保っても表面層へ実効的により多くの固形潤滑剤が供給されたことになり、その結果、潤滑剤膜の膜厚が厚くなりブレード先端がトナー像担持体の表面層にまで届かなくなったことも要因としてとらえることができる。
【００４７】
現像剤の画像形成パターンにもよるが、固形潤滑剤供給量がおよそ８ｍｇ／ｋｃｙｃｌｅではクリーニングブレードの押し付け圧力が固形潤滑剤の、感光体ドラム表面層への供給量がおよそ１．９ｇｆ／ｍｍを下回ると低摩耗になりすぎる傾向がある。感光体ドラム表面層上の適正な潤滑剤量は、ブラシなどによる潤滑剤供給量と、現像剤をクリーニングするときの感光体ドラム表面層からの掻き取り量のバランスで決まる。上述の如く、経時でクリーニングブレードの押しつけ力が低下した場合はその掻き取り力も低下するため、潤滑剤供給量が同程度であっても感光体ドラム表面層上の潤滑剤量は増加する傾向にある。このため、固形潤滑剤を塗布した場合はクリーニングブレードの食い込み量が低下すると、特に低画像密度の続いた部分では極端に摩耗レートが低下してしまい像流れが発生しやすくなる傾向があると考えられる。
【００４８】
図４は、感光体ドラム表面層の摩耗レートと潤滑剤供給量の関係を示したグラフである。
【００４９】
図４のグラフの横軸はプリント１枚あたりの潤滑剤供給量（μｇ／ＰＶ）を示し、縦軸は感光体ドラム表面層の摩耗レート（ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅ）を示す。また、図４のグラフ中、丸印のプロットを結んだ曲線は感光体ドラムの累積回転数が０〜２００ｋｃｙｃｌｅの間における摩耗レートと潤滑剤供給量の関係を示すものであり、三角印のプロットを結んだ曲線は感光体ドラムの累積回転数が２００〜４００ｋｃｙｃｌｅの間における摩耗レートと潤滑剤供給量の関係を示すものであり、四角印のプロットを結んだ曲線は感光体ドラムの累積回転数が４００〜２００ｋｃｙｃｌｅの間における摩耗レートと潤滑剤供給量の関係を示すものである。丸印のプロットを結んだ曲線から、感光体ドラムの累積回転数が２００ｋｃｙｃｌｅまでであっても潤滑剤供給量の増加によって摩耗レートが低下することがわかる。また、同程度の潤滑剤供給量であっても、累積回転数が多い方が摩耗レートは低くなることがわかる。
【００５０】
以上のことから、固形潤滑剤の、感光体ドラム表面層への好適な供給量を決定する指標として、感光体ドラムが１０００回転する間に、感光体ドラムへ供給されることで減少する固形潤滑剤の重量減少速度（ｍｇ／ｋｃｙｃｌｅ）をＹとし、感光体ドラムの累積回転数（ｃｙｃｌｅ）をＸとすると、
Ｙ＝−ａＸ＋ｂ
０．００７≦ａ≦０．０１３
１２≧ｂ≧８
で表される関係式があげられる。図１に示す画像形成装置１では、この関係式が成立している。
【００５１】
図５は、図２に示す固形潤滑剤を、延在方向に直交する方向に断面したときの図である。
【００５２】
図２に示す固形潤滑剤１５２は、断面略台形状の形状を有するものである。この図５では図示省略したが、図５に示す固形潤滑剤１５２の下方には図２に示すロールブラシ１５３１が配備されており、断面略台形状の固形潤滑剤１５２の底面１５２１が、ロールブラシ１５３１によって掻き取られる面になる。したがって、図２に示す固形潤滑剤１５２では、ロールブラシ１５３１による掻き取りが進むと、底面１５２１の面積が徐々に狭くなっていく。このため、ロールブラシ１５３１の掻き取り量が減り、その結果、固形潤滑剤の、感光体ドラム１１への塗布量も減少していく。ロールブラシ１５３１は、感光体ドラム１１が回転しているときに回転するものであり、図２に示す潤滑剤供給装置１５３では、固形潤滑剤の、感光体ドラム１１への塗布量が、感光体ドラム１１の累積回転数の増加に応じて徐々に減少する。したがって、本実施形態の画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１の累積回転数が増加すればするほど、クリーニングブレード１５１の永久変形が進む一方で、感光体ドラム１１の表面層１１１に形成される潤滑剤膜の膜厚は薄くなる。その結果、永久変形によって掻き取り能力が低下したクリーニングブレード１５１でも、先端エッジ部１５１１が感光体ドラム１１の表面層１１１にまで届く程度の薄い潤滑剤膜が形成され、この薄い潤滑剤膜によって先端エッジ部１５１１の摩耗やカケを防止ししつつ、クリーニングブレード１５１によって感光体ドラム１１がリフレッシュされる。これにより、図１に示す画像形成装置１では、像流れの発生が抑えられる。
【００５３】
続いて、図６および図７を用いて、図２に示す固形潤滑剤の変形例を２つ示す。いずれの変形例における固形潤滑剤も、感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に延びるステアリン酸亜鉛を主成分とするものである。また、図６および図７の各図は、固形潤滑剤を、延在方向に直交する方向に断面したときの図を示すものであって、固形潤滑剤の、図の下方側の面がロールブラシ１５３１によって掻き取られる面になる。
【００５４】
図６は、図２に示す固形潤滑剤の第１変形例を示す図である。
【００５５】
図６に示す固形潤滑剤１５５は、切欠溝１５５２が設けられた直方体形状のものである。図６に示す固形潤滑剤１５５の断面形状は、切欠が設けられた略矩形状である。図６に示す切欠溝１５５２は、固形潤滑剤１５５の、ロールブラシ１５３１によって掻き取られる面（底面１５５１）とは反対側の面、即ち上面１５５３に設けられたものであって、固形潤滑剤１５５の延在方向全長にわたって底面１５５１に向かって窪んだものである。したがって、ロールブラシ１５３１による、図６に示す固形潤滑剤１５５の掻き取りが進み、底面１５５１のレベルが切欠溝１５５２の設けられたレベルに達すると、底面１５５１の面積が切欠溝１５５２の面積分だけ狭くなる。こうなると、掻取面積が狭くなった分、ロールブラシ１５３１の掻き取り量が減り、その結果、固形潤滑剤の、感光体ドラム１１への塗布量も減少する。この変形例における固形潤滑剤１５５では、クリーニングブレード１に永久変形が生じる頃に、底面１５５１のレベルが切欠溝１５５２が設けられたレベルに達するように、切欠溝１５５２の深さが決定されている。したがって、この変形例の固形潤滑剤１５５が配備された画像形成装置では、感光体ドラム１１の累積回転数がある一定以上の回転数に達しクリーニングブレード１５１に永久変形が生じ始めた頃に、感光体ドラム１１の表面層１１１に供給される潤滑剤量が減少する。その結果、クリーニングブレード１５１に永久変形が生じ始めても、潤滑剤は過剰な供給とはならず先端エッジ部１５１１の摩耗やカケを防止ししつつ、クリーニングブレード１５１によって感光体ドラム１１がリフレッシュされる。これにより、この第１変形例の固形潤滑剤１５５が配備された画像形成装置でも像流れの発生が抑えられる。
【００５６】
図７は、図２に示す固形潤滑剤の第２変形例を示す図である。
【００５７】
図７に示す固形潤滑剤１５６は、２層構造の直方体形状のものである。この図７に示す固形潤滑剤１５６は、ロールブラシ１５３１によって掻き取られる面（底面１５６１）側に硬度が低い低硬度潤滑剤層１５６２が設けられており、その低硬度潤滑剤層１５６２の上に低硬度潤滑剤層１５６２よりも硬度が高い高硬度潤滑剤層１５６３が設けられたものである。したがって、感光体ドラム１１の累積回転数が少ないときには、ロールブラシ１５３１は低硬度潤滑剤層１５６２から固形潤滑剤を掻き取るが、低硬度潤滑剤層１５６２が掻き取られると、ロールブラシ１５３１は高硬度潤滑剤層１５６３から固形潤滑剤を掻き取ることになる。こうなると、潤滑剤の硬度が高まった分、ロールブラシ１５３１の掻き取り量が減り、その結果、固形潤滑剤の、感光体ドラム１１への塗布量も減少する。図７に示す固形潤滑剤１５６では、クリーニングブレード１に永久変形が生じる頃に、ロールブラシ１５３１の掻き取りが低硬度潤滑剤層１５６２から高硬度潤滑剤層１５６３へ移行するように、低硬度潤滑剤層１５６２の厚さが決定されている。したがって、第２変形例の固形潤滑剤１５６が配備された画像形成装置では、感光体ドラム１１の累積回転数がある一定以上の回転数に達しクリーニングブレード１５１に永久変形が生じ始めた頃に、感光体ドラム１１の表面層１１１に形成される潤滑剤膜の供給量が減少する。その結果、クリーニングブレード１５１に永久変形が生じ始めても、安定した潤滑剤膜によって先端エッジ部１５１１の摩耗やカケを防止ししつつ、クリーニングブレード１５１によって感光体ドラム１１がリフレッシュされる。これにより、この第２変形例の固形潤滑剤１５６が配備された画像形成装置でも像流れの発生が抑えられる。
【００５８】
続いて、図２に示す固形潤滑剤の第３変形例について説明する。今まで説明した変形例は、感光体ドラム１１の累積回転数が増したときに効果を発揮する例であったが、この第３変形例は、感光体ドラム１１の累積回転数に関わらず効果を発揮する例である。すなわち、図２に示す感光体ドラム１１の回転軸１１ａの軸方向両端部には、トナー像が形成されないか、あるいは形成されたとしても作像される回数が少ないことが多く、長期間ではこの軸方向両端部には軸方向中央部に比べてトナー粒子の数が少ない。そのため、感光体ドラム１１の軸方向両端部では、トナー粒子による研磨効果が低下し表面層１１１をリフレッシュさせにくいという問題が生ずるが、この第３変形例は、感光体ドラム１１の累積回転数に関わらず、感光体ドラム１１の軸方向両端部における表面層１１１のリフレッシュ性を向上させるものである。
【００５９】
図８は、図２に示す固形潤滑剤の第３変形例を示す図である。
【００６０】
図８に示す固形潤滑剤１５７も、感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に延びるステアリン酸亜鉛を主成分とするものである。この図８には、図２に示すロールブラシ１５３１側から見た固形潤滑剤が示されている。すなわち、図８の左右方向が、図２に示す感光体ドラムの回転軸１１ａの延在方向であり、図８に示す固形潤滑剤１５７では、図の左右方向に広がる面が、ロールブラシ１５３１によって掻き取られる面１５７１になる。図８に示す固形潤滑剤１５７は、固形潤滑剤１５７の、感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向両端部分に高硬度部分１５７２を有するとともに、両端部分に挟まれた中央部分に低硬度部分１５７３を有する。高硬度部分１５７２は、低硬度部分１５７３よりも硬度が高い部分である。したがって、ロールブラシ１５３１が図８に示す固形潤滑剤１５７を掻き取る際に、中央部分の低硬度部分１５７３から掻き取る掻取量に比べて両端部分の高硬度部分１５７２から掻き取る掻取量は少なくなり、その結果、感光体ドラム１１の、回転軸１１ａの延在方向中央部分に形成された潤滑剤膜の厚さに比べて両端部分に形成された潤滑剤膜の厚さは薄くなる。このため、トナー粒子の数が少なくても、表面層１１１の軸方向両端部分も中央部分と同程度にリフレッシュされる。これにより、この第３変形例の固形潤滑剤１５７が配備された画像形成装置でも像流れの発生が抑えられる。
【００６１】
（実施例）
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００６２】
（実施例１）
富士ゼロックス（株）製  ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ５００において、感光体ドラムの回転方向でクリーニングブレードの上流に位置するディスターバーブラシに、ＺｎＳｔを片支持ホルダーに装着した自重式（総重量１５ｇ）でＺｎＳｔを当接させ、ディスターバーブラシ経由で感光体ドラム表面上にＺｎＳｔを供給するように改造したトナー像形成ユニットを用いた。クリーニングブレードは厚み２．０ｍｍ、自由長９ｍｍのウレタンゴムからなり２８°のセッティング角度、感光体ドラム表面に対し１．２ｍｍの食い込み量で２．８６ｇ／ｍｍの圧力で感光体ドラム回転方向に対してカウンター方向に接触するようにした。固形潤滑剤としてのＺｎＳｔは、図５に示すような断面略台形状の形状を有するものとし、図５を用いて説明した底面（面積は広い方の面）がブラシに接するように配備した。したがって、この実施例１においては、固形潤滑剤の、感光体ドラム１１への塗布量が、感光体ドラム１１の累積回転数の増加に応じて徐々に減少する。
【００６３】
ここでの実験では、Ａ４フルカラー画像を３枚出力することを１ｊｏｂとし、合計７万４千枚出力した。この時実験開始時から２万４千枚（感光体ドラムの累積回転数で約２００ｋｃｙｃｌｅ）、４万９千枚（感光体ドラムの累積回転数で約４００ｋｃｙｃｌｅ）、７万４千枚（感光体ドラムの累積回転数で約６００ｋｃｙｃｌｅ）出力時にＺｎＳｔ重量および感光体ドラムの表面層の膜厚を計測した。
【００６４】
（比較例１）
ＺｎＳｔを、断面形状が略矩形状の直方体のものに変更した以外は、実施例１と同様の実験を実施し、計測を行った。すなわち、この比較例１では、感光体ドラム１１の累積回転数が増加してもロールブラシ１５３１による固形潤滑剤の掻き取り量は常にほぼ一定であり、この結果、固形潤滑剤の、感光体ドラム１１への供給量も、感光体ドラム１１の累積回転数に関係なく常に一定である。
【００６５】
図９は、感光体ドラムの累積回転数と、感光体ドラム表面層の摩耗レートの関係を示すグラフである。
【００６６】
この図９に示すグラフの横軸は感光体ドラムの累積回転数（ｋｃｙｃｌｅ）を示し、縦軸は感光体ドラム表面層の摩耗レート（ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅ）を示す。また、図９のグラフ中、丸印のプロットを結んだ実線は実施例１の結果を示すものであり、三角印のプロットを結んだ点線は比較例１の結果を示すものである。
【００６７】
また、下記の表２に、実施例１および比較例１それぞれにおける、クリーニングブレードの、感光体ドラム表面層への食い込み量の変化を示す。
【００６８】
【表２】
0004665415.tif 000003
【００６９】
図９に示すように、比較例１に比べて実施例１では、摩耗レートの低下が抑えられている。このことは、表２に示す、感光体ドラム表面層の摩耗量からもわかる。特に、比較例１では、クリーニングブレードのへたりが大きくなった４００ｋｃｙｃｌｅ以降では、摩耗レートの低下が著しい。この比較例１では、４００ｋｃｙｃｌｅ以降の画像において像流れが発生した。これに対して、実施例１では、４００ｋｃｙｃｌｅ以降の画像においても像流れが発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットの概略構成を中心に示した図である。
【図３】直径８４ｍｍの感光体ドラムへの固形潤滑剤供給量を、感光体ドラム１０００回転（１ｋｃｙｃｌｅ）当たりほぼ８ｍｇに保ったときの、経時による感光体ドラム表面層の層厚変化の一例を示すグラフである。
【図４】感光体ドラム表面層の摩耗レートと潤滑剤供給量の関係を示したグラフである。
【図５】図２に示す固形潤滑剤を、延在方向に直交する方向に断面したときの図である。
【図６】図２に示す固形潤滑剤の第１変形例を示す図である。
【図７】図２に示す固形潤滑剤の第２変形例を示す図である。
【図８】図２に示す固形潤滑剤の第３変形例を示す図である。
【図９】感光体ドラムの累積回転数と、感光体ドラム表面層の摩耗レートの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１    画像形成装置
１０    トナー像形成ユニット
１１    感光体ドラム
１２    帯電装置
１３    露光器
１４    現像装置
１５    クリーニング装置
１６    除電器
２０    １次転写ロール
３０    中間転写ベルト
４０    一括転写装置
５０    定着装置
６０    用紙トレイ
７０    ベルトクリーナ
１５１    クリーニングブレード
１５１１    先端エッジ部
１５２，１５５，１５６，１５７    固形潤滑剤
１５３    潤滑剤供給装置
１５４    廃トナー搬送オーガ
１５３１    ロールブラシ
１５３２    回動アーム
１５３３    おもり
【図１】
0004665415.tif 000004
【図２】
0004665415.tif 000005
【図３】
0004665415.tif 000006
【図４】
0004665415.tif 000007
【図５】
0004665415.tif 000008
【図６】
0004665415.tif 000009
【図７】
0004665415.tif 000010
【図８】
0004665415.tif 000011
【図９】
0004665415.tif 000012