(57)【要約】【課題】電子写真感光体のクリーニングにおいて、像担持体の摩擦による像担持体表面へのトナー及び外添剤の融着やブレード鳴き、磨耗の加速を防止し、クリーニング不良を生ぜず、像担持体から残留トナーを除去し、異常画像の発生を防止することができ、操作性の良い装置を提供する。【解決手段】円形度が０．９６以上１．０未満であるトナーを含有する現像剤により画像を形成する画像形成装置のトナー像担持体からトナーを除去するクリーニング手段において、該クリーニング手段は、線圧が２５ｇ／ｃｍ以上５５ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記トナー像担持体とに接するように配置された潤滑剤塗布部材を回転させることによって前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布部材とを有することを特徴とする。【選択図】        図４
2005024953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形度が０．９６以上１．０未満であるトナーを含有する現像剤により画像を形成する画像形成装置のトナー像担持体からトナーを除去するクリーニング装置において、該クリーニング装置は、線圧が２５ｇ／ｃｍ以上５５ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記トナー像担持体とに接するように配置された潤滑剤塗布部材を回転させることによって前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布部材と、を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記クリーニング装置は、支持部材に保持されて線圧が３０ｇ／ｃｍ以上５０ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記像担持体とに接するように配置された塗布部材とから成り、該塗布部材を回転させることによって潤滑剤を塗布部材に付着させ、塗布部材から前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記画像形成装置の像担持体の表面速度が少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上である像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記画像形成装置の像担持体の摩擦係数μ０を０．１≦μ０≦０．３に設定した像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記クリーニング装置の弾性ブレードは、硬度６０°以上８５°以下のポリウレタンゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記画像形成装置の像担持体の最外部に、フィラーを分散した表面層を設けた像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
前記画像形成装置の像担持体が、少なくとも導電性支持体と、シリコン原子を母体として水素原子および／またはハロゲン原子を含有する非晶質材料から成る光導電層とを有する像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から４または６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項８】
前記クリーニング装置を有する画像形成装置本体に対して着脱自在に装着するプロセスカートリッジにおいて、少なくとも像担持体と、クリーニング装置と、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と像担持体とに接するように配置された塗布部材とをカートリッジ容器に一体的に組み込んでカートリッジ化し、前記像担持体上に画像を形成する現像剤は、円形度が０．９６以上１．０未満であり、また、前記クリーニング装置は、支持部材に保持されて線圧が３０ｇ／ｃｍ以上５０ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記像担持体表面に当接された弾性ブレードを有し、加えて、前記塗布部材は、前記固形状の潤滑剤と前記像担持体とに接するように配置されて所定の方向に回転されることで前記像担持体表面に潤滑剤を塗布することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
該プロセスカートリッジの像担持体の表面速度が少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記プロセスカートリッジの像担持体の摩擦係数μ０を０．１≦μ０≦０．３に設定したことを特徴とする請求項８または９記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザープリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、弾性ブレード及び塗布ローラを有するクリーニング手段を備えたカラー画像形成装置を含む画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真式の画像形成装置に於いては、像担持体上の転写残トナーを除去する為にブレードを用いていた。しかしながら、従来のブレードでは、百枚程度から千枚程度コピーした段階で、個々の形状がほぼ球形状のトナーを除去できなくなるという不具合があった。それにより、像担持体上に残ったトナーが帯電手段に付着したり、露光手段の露光光を遮断したりする不具合が発生する。また、前記不具合により、異常画像が発生する。
従来の画像形成装置、及びプロセスカートリッジの感光ドラム表面へのトナー及び外添剤の融着やブレード鳴きを防止し、クリーニング不良を生じることなく像担持体表面から残留トナーを除去する方法として、現像剤をその形状係数ＳＦ１が１００〜１５０となるように構成し、クリーニング装置を、支持部材に保持されて線圧が５５ｇ／ｃｍ以上１０５ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって感光ドラム表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、潤滑剤と感光ドラムとに接するように配置された塗布ローラとによって構成し、塗布ローラを一定方向に回転させることで感光ドラム表面に潤滑剤を塗布している。こうして、高い圧力で当接された弾性ブレードにより転写残留トナーのすり抜けを防止し、感光ドラム表面に塗布された潤滑剤により、弾性ブレードのブレード鳴きを抑え、また、感光ドラム表面に対するトナー及び外添剤の融着を防止する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、画像形成装置及びプロセスカートリッジの安定した清掃効果を得るため、画像不良の発生の高い初期から１００００枚の画像を形成するまでの潤滑剤の塗布量を、被潤滑剤の回転駆動距離あたりの塗布量として一定以上に維持するよう構成することにより、清掃効果を安定させた画像形成装置を開示している（例えば、特許文献２参照）。
斯かる画像形成装置では、上記課題を解決するために、代表的な構成として、潜像を形成される像担持体と、この潜像を現像剤にて顕像化する現像手段と、像担持体上に残留した現像剤を清掃する清掃手段と、前記像担持体の前記清掃手段より上流側に配置される潤滑剤塗布機構とを有する画像形成装置において、前記現像剤は形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であり、前記清掃手段は線圧５５ｇ／ｃｍ〜１０５ｇ／ｃｍの当接圧で前記像担持体に当接する弾性ブレードを有し、前記潤滑剤塗布機構は被塗布面たる前記像担持体の回転駆動距離が５２５ｍとなるまでに少なくとも潤滑剤を０．４ｇ以上塗布することを特徴とする方法である。
しかし、特許文献１と同じブレードの線圧なので、像担持体はほぼ同じ量が削られると思われる。
【０００４】
さらに、クリーニング装置及びそのクリーニング装置を具備する画像形成装置として、転写工程後の像担持体上に付着して残留するトナーを確実に除去して寿命も長く像担持体の耐久性が優れ低コストで高品質の画像を形成するクリーニング装置及びそのクリーニング装置を具備する画像形成装置を提供する開示がある。
これは、回動可能に保持された像担持体と、上記像担持体上に付着して残留するトナーを上記像担持体上に当接して回動可能に保持されて除去するクリーニングローラと、上記クリーニングローラに滑剤を塗布する滑剤塗布手段と、上記滑剤塗布手段で滑剤が塗布された上記クリーニングローラに付着するトナーを除去するクリーニングローラブレード部材とからなる装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
その他の従来技術として、電子写真方式を採用する画像形成装置に具備されるクリーニング手段において、簡易な構成で、かつ安価という観点から、図１から図３に示すような弾性ブレードを用いた、いわゆるブレードクリーニング方式が広く採用されている。
図１の装置では、矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光体２、帯電手段３、露光手段４、現像手段５、転写手段６、分離手段１４、廃トナー回収容器を兼ねたクリーニング手段７、これに取り付けられる支持部材と、これに保持される弾性ブレード１３、トナー捕集シートが備えられている。弾性ブレード１３は、ポリウレタンゴムによって形成されており、感光体２表面に対して、いわゆるカウンタ方向に当接されている。すなわち、支持部材に保持された弾性ブレードの少なくとも先端部が感光体表面に当接するとともに、弾性ブレードの感光体表面に対する当接面の少なくとも一部が、感光体の回転方向下流方向に沿って感光体表面から徐々に離間している。
従来の粉砕法により製造された現像剤を用いた画像形成装置にあっては、弾性ブレード１３の感光体表面に対する一般的な最低当接圧は、およそ１５〜２０ｇ／ｃｍに設定されていた。
また、前述のような画像形成装置の中には、感光体や弾性ブレードの損傷や摩耗を防止するために、固形状の潤滑剤３２と、この潤滑剤と感光体との双方に接触し所定の方向に回転する塗布ローラ３１とを備え、この塗布ローラによって潤滑剤を感光体表面に塗布する構成としたものが知られている（図４参照、潤滑剤は図示せず）。
【特許文献１】特開平１１−２８８１９４号公報
【特許文献２】特開２０００−７５７５２公報
【特許文献３】特開２００３−５６０５公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の従来技術には、上記のようにブレードの線圧が高いと像担持体の磨耗量が多くなる。上記発明に記載されている例では、常温常湿において１０００枚のコピーで約２μｍの削れが発生する。この割合でコピーを継続すると、像担持体の膜厚が２０μｍであるから、１００００枚で膜が無くなる計算になる。しかしながら、通常は像担持体の膜厚が約１／３になると、異常画像が発生する為、膜厚が仮に３０μｍであっても１００００枚しか寿命が持たないという不具合がある。又、特許文献２記載の従来技術でも、同様な結果しか得られない。
また、近年、カラー画像形成装置の需要の高まりがあり、安定度の高いトナーが求められ、この手段としてより均一な荷電特性を得ることができるほぼ球形状のトナーが採用されつつある。
このようなほぼ球形のトナーは、クリーニング手段としての弾性ブレードにより感光体表面から掻き落とし、除去することは非常に困難であることが知られている。これは、感光体が回転駆動される際に表面に当接する弾性ブレードが振動し、このときに生じる感光体表面と弾性ブレードとの間のわずかな間隙を、ほぼ球形状のトナーがすり抜け易いためと考えられている。
【０００７】
この問題を解決するために、ほぼ球形状のトナーを使用して画像形成動作を行う画像形成装置において、弾性ブレードを線圧５５ｇ／ｃｍ以上１０５ｇ／ｃｍ以下の当接圧で感光体表面に当接させることにより、転写工程後の感光体表面に残存するトナー（残留トナー）を感光体表面から除去する際のクリーニング不良を防止する手段が提案されたのである。
しかし、感光体に対する弾性ブレードの当接圧が高い程、感光体表面にトナーや、トナーに付加される流動化剤及び電荷付与剤としての外添剤が、感光体表面に固着するいわゆる融着と呼ばれる不良現象が発生しやすい傾向があるという問題が起る。
また、感光体に対する弾性ブレードの当接圧が高いと、弾性ブレードのニップ部での摩擦が大きくなって感光体の削れ量が増加し、これは装置のさらなる長寿命化を目指す上での問題点でもあった。
一方、弾性ブレードの当接圧を５５ｇ／ｃｍ以上１０５ｇ／ｃｍ以下とした場合、画像形成スピード（プロセススピード）を５０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすると、弾性ブレードのびびりが大きくなり、特に異音であるブレード鳴きを生じやすい傾向もあった。
【０００８】
特許文献３のクリーニングローラに滑剤を塗布する滑剤塗布手段と、上記滑剤塗布手段で滑剤が塗布された上記クリーニングローラに付着するトナーを除去するクリーニングローラブレード部材とからなる装置においても、通常クリーニングローラは、ブレードよりもトナー除去性が悪い為、クリーニングローラの下流側にある帯電部材等に像担持体上の残留トナーが付着し不具合が発生し易いという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みなされたもので、像担持体の摩擦係数の増加による像担持体表面へのトナー及び外添剤の融着やブレード鳴き、磨耗が加速、を防止し、クリーニング不良を生じることなく像担持体表面から残留トナーを除去し、異常画像の発生を防止することができ、操作性の良い装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、円形度が０．９６以上１．０未満であるトナーを含有する現像剤により画像を形成する画像形成装置のトナー像担持体からトナーを除去するクリーニング装置において、該クリーニング装置は、線圧が２５ｇ／ｃｍ以上５５ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記トナー像担持体とに接するように配置された潤滑剤塗布部材を回転させることによって前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布部材とを有するクリーニング装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記クリーニング装置は、支持部材に保持されて線圧が３０ｇ／ｃｍ以上５０ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記像担持体とに接するように配置された塗布部材とから成り、該塗布部材を回転させることによって潤滑剤を塗布部材に付着させ、塗布部材から前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布する請求項１記載のクリーニング装置を主要な特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明では、前記画像形成装置の像担持体の表面速度が少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上である像担持体をクリーニングする請求項１または２記載のクリーニング装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記画像形成装置の像担持体の摩擦係数μ０を０．１≦μ０≦０．３に設定した像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記クリーニング装置の弾性ブレードは、硬度６０°以上８５°以下のポリウレタンゴムによって形成されている請求項１記載のクリーニング装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記画像形成装置の像担持体の最外部に、フィラーを分散した表面層を設けた像担持体をクリーニングする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置を主要な特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明では、前記画像形成装置の像担持体が、少なくとも導電性支持体と、シリコン原子を母体として水素原子および／またはハロゲン原子を含有する非晶質材料から成る光導電層とを有する像担持体をクリーニングする請求項１から４または６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記クリーニング装置を有する画像形成装置本体に対して着脱自在に装着するプロセスカートリッジにおいて、少なくとも像担持体と、クリーニング装置と、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と像担持体とに接するように配置された塗布部材とをカートリッジ容器に一体的に組み込んでカートリッジ化し、前記像担持体上に画像を形成する現像剤は、円形度が０．９６以上１．０未満であり、また、前記クリーニング装置は、支持部材に保持されて線圧が３０ｇ／ｃｍ以上５０ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記像担持体表面に当接された弾性ブレードを有し、加えて、前記塗布部材は、前記固形状の潤滑剤と前記像担持体とに接するように配置されて所定の方向に回転されることで前記像担持体表面に潤滑剤を塗布するプロセスカートリッジを主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、該プロセスカートリッジの像担持体の表面速度が少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上である請求項８記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明では、前記プロセスカートリッジの像担持体の摩擦係数μ０を０．１≦μ０≦０．３に設定した請求項８または９記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１から図３は従来例を示し、図４以降が本発明の実施例である。
図１、図２は、従来の一般的な白黒電子写真複写機の概略構造図を示す。図１ではクリーニング手段７としてクリーニングブレード１３を記載しているが、図２では、図１と同様のクリーニングブレード１３とクリーニングブラシ１３−１を併設したものである。また、図３は同じく記録紙に直接転写を行うカラー画像用電子写真複写機の概略断面図である。
弾性ブレード１３は、硬度６０°以上８５°以下のポリウレタンゴムによって形成される。
【００１３】
図４は本発明のクリーニング手段７近傍の構成を示す詳細図である。像担持体２と潤滑剤３２に接する塗布部材である塗布ブラシ３１は、像担持体２と逆の反時計周りに回転しており、固形の潤滑剤を像担持体に塗布する。
実験結果から、塗布ブラシの線速は、像担持体の線速（少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上）に対し、０．８〜１．２倍程度が良く、また、ブラシの密度は５００から５００００本／ｃｍ２程度が良い。図４では塗布ブラシの回転方向を反時計周りにしているが、時計周りに回転させても良い。但し、実験において、時計周りに回転させた場合は、反時計周りにした場合よりも像担持体の磨耗量が増大した。
像担持体の摩擦係数μ０は、０．１≦μ０≦０．３に設定する。
クリーニング対象となる像担持体としては、例えば少なくとも導電性支持体と、シリコン原子を母体として水素原子および／またはハロゲン原子を含有する非晶質材料から成る光導電層とを有する像担持体とする。
また、ブレードの線圧を変化させた実験では、線圧が高い方がクリーニング性能が高いが、６０ｇ／ｃｍを超えると像担持体の磨耗量が急増する。従って、５５ｇ／ｃｍ以下が良い。線圧を低くして行くと、初期は十分なクリーニング性能を示すものの、１０００枚程度のプリント（又はコピー）で急激にクリーニング性能が低下する。その為、２５ｇ／ｃｍ或いは３０ｇ／ｃｍ以上の線圧が望ましい。
潤滑剤の像担持体への塗布量は測定が不能である為、実験開始前と１００００枚のプリントを行った後に、固形潤滑剤の重量を測定して、減少量を塗布量と想定した。上記減少量は、３回の実験結果を平均すると、約１８０ｍｇであった。
【００１４】
図５は画像形成装置全体図（断面図）であり、本発明の一実施例である。ここに示した画像形成装置は、画像形成装置本体内に配置された像担持体を有している。この像担持体は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状の感光体により構成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体を用いることもできる。加えて、本発明のクリーニング手段を有するプロセスカ−トリッジを有する構造としても使用できる。
図５に示した像担持体２は、画像形成動作時に図５における時計方向に回転駆動され、このとき像担持体が帯電手段３によって所定の極性に帯電される。帯電手段３によって帯電された像担持体には、露光手段の一例であるレーザ書き込みユニット４から出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体に静電潜像が形成される。図示した例では、レーザ光が照射された像担持体表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像（画像部）となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。
【００１５】
次いで、この静電潜像は、現像手段５を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。ＬＥＤアレイを有する露光手段や、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体上に結像する露光手段などを用いることもできる。
一方、給紙手段１７から、例えば転写（記録）紙より成る転写材が送り出され、像担持体２に対置された転写手段６と像担持体２との間に、その転写材が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体上に形成されたトナー像が転写材上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材は、引き続き定着手段１０を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。
定着手段を通った転写材は排紙部に排出される。転写材に転写されずに像担持体表面に残された転写残トナーは、クリーニング手段７によって除去される。
【００１６】
図５に示した現像手段５は、乾式の現像剤を収容した現像ケースと、その現像剤を担持しながら搬送する現像ローラを有している。現像剤としては、例えばトナーとキャリアを有する乾式の現像剤や、キャリアを有さない一成分系現像剤を用いることができる。また液状の現像剤を用いる現像手段を採用することもできる。現像ローラが矢印方向に回転駆動され、このとき現像ローラの周面に現像剤が担持されて搬送され、現像ローラと像担持体２の間の現像領域に運ばれた現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
また、図５に示した転写手段６は、像担持体２上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転写手段などを用いることもできる。また、像担持体上のトナー像を直に最終記録媒体としての転写材に転写する代りに、像担持体上のトナー像を、中間転写体より成る転写材上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体に転写するように構成することもできる。
【００１７】
また、図５に示したクリーニング手段７は、図４と同様に、クリーニングケースに回転自在に支持された塗布ブラシとその下流にクリーニングブレードを配置している。前記塗布ブラシの上部には、潤滑剤が配置されており、塗布ブラシによって微量ずつ削られて、像担持体に塗布される。クリーニングブレードは、像担持体の表面に当接して、その表面に付着する転写残トナーを清掃する。その後、像担持体から除去されたトナーは回収コイルにより廃トナー容器に送られて回収されるか、現像機に送られて再利用される。
上述のように、本例の画像形成装置は、像担持体と、これを帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、その静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、そのトナー像を転写材に転写する転写手段と、トナー像転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去するクリーニング手段７とを有している。
【００１８】
（トナー円形度測定方法）
本発明におけるトナーは特定の形状を有すことが重要であり、平均円形度が０．９５未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状では、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９５以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である事が判明した。より好ましくは、平均円形度が０．９６０から０．９９８である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００１９】
次に、本発明に使用するプロセスカートリッジ４０の説明について説明する。
図７に本発明のクリーニング手段を有するプロセスカ−トリッジの概略構成を示す。
図７のプロセスカ−トリッジは、像担持体である感光体２、帯電手段３、現像手段５、クリーニング手段７を有しているが、感光体と上記手段の内の一つ或いは二つとの組合せでも良い。本発明においては、上述の感光体、帯電装置手段、現像手段及びクリ−ニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
また、本例の作像ユニットは、本発明のクリーニング手段のほかに、像担持体に接触する接触部材を有している。図７に示した例では、帯電ローラが回転可能にユニットケースに組み付けられているとともに、現像手段もケーシング内に組付けられている。そして、これらの部材が像担持体に接触する接触部材を構成している。
【００２０】
これらの接触部材をクリーニング手段とは別々に画像形成装置本体に着脱できるように構成してもよいが、このようにすると、その接触部材の着脱時にこれらの部材が像担持体に接触したまま移動するので、その像担持体に大きな外力が加えられ、これによって像担持体が傷つくおそれがある。これに対し、接触部材も作像ユニットの要素にすれば、作像ユニットを画像形成装置本体に対して着脱するとき、塗布ブラシより成るクリーニング手段も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体に対して相対的に動くことはなく、これにより像担持体と塗布ブラシの接触量が変化することは無い。
また像担持体２が、例えば０．１μｍ以下のアルミナ粉などのフィラーを分散した表面層を有する感光体や、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）を用いた感光体として構成されていると、その表面硬度が高められ、耐摩耗性が向上するので、その寿命を大きく伸ばすことが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、円形度が０．９６以上１．０未満であるトナーを含有する現像剤により画像を形成する画像形成装置のトナー像担持体からトナーを除去するクリーニング装置において、該クリーニング装置は、線圧が２５ｇ／ｃｍ以上５５ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記トナー像担持体とに接するように配置された潤滑剤塗布部材を回転させることによって前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布部材とを有することを特徴とするクリーニング装置により、固形状の潤滑剤と塗布ローラを配置し、像担持体に潤滑剤を塗布するとともに、ブレードの当接圧を上記値に設定することで、ほぼ球形状のトナーをブレードで除去することができる。
請求項２によれば、前記クリーニング装置は、支持部材に保持されて線圧が３０ｇ／ｃｍ以上５０ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記トナー像担持体表面に当接された弾性ブレードと、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と前記像担持体とに接するように配置された塗布部材とから成り、該塗布部材を回転させることによって潤滑剤を塗布部材に付着させ、塗布部材から前記トナー像担持体表面に潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置により、像担持体の磨耗量の増加とクリーニング性能の低下を防ぎ、像担持体の摩耗を抑制しながら良好なクリーニングを達成することが可能となる。
【００２２】
請求項３によれば、前記画像形成装置の像担持体の表面速度が少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上である像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置により、線速を上げることで生産性を向上するとともに、ブレードからの異音の発生を防止することが出来る。
請求項４によれば、前記画像形成装置の像担持体の摩擦係数μ０を０．１≦μ０≦０．３に設定した像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置により、球形状のトナーのブレードによる除去、生産性の向上、ブレードからの異音の発生の防止が可能となる。
【００２３】
請求項５によれば、前記前記クリーニング装置の弾性ブレードは、硬度６０°以上８５°以下のポリウレタンゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置により、材質と硬度の適格性から、球形状のトナーのブレードによる除去、生産性の向上、ブレードからの異音の発生の防止が可能となる。
請求項６によれば、前記画像形成装置の像担持体の最外部に、フィラーを分散した表面層を設けた像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置により、像担持体の最外部に、フィラーを分散した表面層を設けることで、像担持体の長寿命化が可能となる。
請求項７によれば、前記画像形成装置の像担持体が、少なくとも導電性支持体と、シリコン原子を母体として水素原子および／またはハロゲン原子を含有する非晶質材料から成る光導電層とを有する像担持体をクリーニングすることを特徴とする請求項１から４または６のいずれか１項に記載のクリーニング装置により、磨耗を抑制でき像担持体の長寿命化が可能となる。
【００２４】
請求項８によれば、前記クリーニング装置を有する画像形成装置本体に対して着脱自在に装着するプロセスカートリッジにおいて、少なくとも像担持体と、クリーニング装置と、固形状の潤滑剤と、該潤滑剤と像担持体とに接するように配置された塗布部材とをカートリッジ容器に一体的に組み込んでカートリッジ化し、前記像担持体上に画像を形成する現像剤は、円形度が０．９６以上１．０未満であり、また、前記クリーニング装置は、支持部材に保持されて線圧が３０ｇ／ｃｍ以上５０ｇ／ｃｍ以下の当接圧をもって前記像担持体表面に当接された弾性ブレードを有し、加えて、前記塗布部材は、前記固形状の潤滑剤と前記像担持体とに接するように配置されて所定の方向に回転されることで前記像担持体表面に潤滑剤を塗布することを特徴とするプロセスカートリッジにより、上記の良好な効果を得ると同時に、装置の操作性を向上させることが可能となる。
請求項９によれば、該プロセスカートリッジの像担持体の表面速度が少なくとも１５０ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置により、線速を上げることで生産性を向上するとともに、ブレードからの異音の発生を防止することが出来る。
請求項１０によれば、前記プロセスカートリッジの像担持体の摩擦係数μ０を０．１≦μ０≦０．３に設定したことを特徴とする請求項８または９記載の画像形成装置により、装置の操作性を向上させ、線速を上げることで生産性を向上するとともに、ブレードからの異音の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一般的な白黒電子写真複写機の概略構造図。
【図２】従来の一般的な白黒電子写真複写機の他の例の概略構造図。
【図３】従来の記録紙に直接転写するカラー画像用電子写真複写機の概略説明図。
【図４】本発明のクリーニング装置近傍の詳細構成を示す断面図。
【図５】本発明の一実施例である画像形成装置全体の断面図。
【図６】本発明の装置を適用できる間接転写カラー電子写真複写機の概略断面図。
【図７】本発明のクリーニング装置を有するプロセスカ−トリッジの概略構成図。
【符号の説明】
１  画像形成装置、２  像担持体、３  帯電装置、４  露光装置、５  現像装置、６  転写装置、７  クリーニング装置、８  除電装置、１０  定着装置、１１定着ローラ、１２  加圧ローラ、１３  クリーニングブレード、１３−１  クリーニングブラシ、１４  分離装置、１５  記録紙、１６  搬送ベルト、１７  給紙装置、３０  転写残トナー、３１  塗布ブラシ、３２  潤滑剤、３３  回収コイル、４０  プロセスカートリッジ
【図１】
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【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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