(57)【要約】【課題】  被清掃体上のトナーをブラシローラで除去し、ブラシローラ上のトナーを表面移動する回収部材で回収して、回収部材上のトナーを剥離部材で除去するもので、回収部材の表面と剥離部材との摩擦力が増加することに起因して各部材の寿命が低下するを防止することができるクリーニング装置、並びに、このクリーニング装置を備えた画像形成装置、及びユニット装置を提供する。【解決手段】  クリーニング装置７は、被清掃体である感光体１の表面に接触するブラシローラ７１と、ブラシローラ７１に接触するように表面移動し、ブラシローラ７１に付着したトナーを回収する回収ローラ７２と、回収ローラ７２の表面に付着したトナーを回収ローラ７２の表面から剥離させる剥離部材であるスクレーパ部材７３とを有し、回収ローラ７２に潤滑剤を供給する回収部材潤滑剤供給手段を構成する第二潤滑剤塗布装置３２を有する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被清掃体の表面に接触するように表面移動して、該被清掃体の表面上に付着する所定の極性に帯電したトナーを静電的に除去するブラシローラと、
該ブラシローラに接触するように表面移動し、該ブラシローラに付着したトナーを回収する回収部材と、
該回収部材の表面に接触して、該回収部材の表面に付着したトナーを該回収部材の表面から剥離させる剥離部材とを有するクリーニング装置において、
該回収部材に潤滑剤を供給する回収部材潤滑剤供給手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、
上記剥離部材はブレード状で、該回収部材の表面移動方向に対してカウンター方向で接触する剥離ブレードであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項２のクリーニング装置において、
上記剥離ブレードの上記回収部材に接触する先端部は鈍角形状であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項２または３のクリーニング装置において、
上記剥離ブレードは、上記回収部材に接触する先端部、または、表面全体が導電性コート剤で被膜されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のクリーニング装置において、
上記回収部材は、ローラ形状の回収ローラであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５のクリーニング装置において、
上記ブラシローラが上記被清掃体と接触する位置に対して該被清掃体の表面移動方向上流側で該被清掃体の表面に接触し、該被清掃体表面上のトナーの帯電極性を上記所定の極性となるように制御するトナー極性制御ブレードを備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、
上記剥離部材に上記所定の極性とは逆極性の電圧を印加する剥離部材電圧印加電源を有し、
該剥離部材は導電性の部材であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、
上記回収部材潤滑剤供給手段は、上記ブラシローラが上記回収部材に接触する位置に対して該回収部材の表面移動方向下流側、且つ、該剥離部材が該回収部材に接触する位置に対して該回収部材の表面移動方向上流側で、該回収部材の表面に該潤滑剤を供給することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、
上記回収部材潤滑剤供給手段は、上記ブラシローラを介して上記回収部材に上記潤滑剤を供給することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、
上記回収部材潤滑剤供給手段は上記潤滑剤を供給する対象に固形潤滑剤を接触させて潤滑剤を供給するものであり、
一つの該固形潤滑剤が上記ブラシローラと上記回収部材とに接触していることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
潜像担持体と、
該潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像化する現像手段と、
該潜像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、
転写後の該潜像担持体を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、
該潜像担持体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
上記現像手段として複数の現像装置と、
複数の該現像装置と同数の上記潜像担持体と、
複数の該潜像担持体と同数の上記クリーニング装置とを有し、
該潜像担持体１つに対して複数の該現像装置の一つと、複数の該クリーニング装置の一つとが対向することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２の画像形成装置において、
上記像担持体の保護層、または、電荷輸送部位の構造中のバインダー樹脂が、架橋型構造を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体と、
該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写する一次転写手段と、
該中間転写体上のトナー像を被転写材に転写する二次転写手段と、
二次転写後の該中間転写体を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、
該中間転写体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１１、１２、１３または１４の画像形成装置において、
上記トナー像を形成するトナーは、形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
少なくとも被清掃体と該被清掃体表面をクリーニングするクリーニング手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なユニット装置において、
該クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０のクリーニング装置を用いたことを特徴とするユニット装置。
【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、プリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニング装置、並びにこれを備えた画像形成装置及びユニット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被清掃体としてトナー像転写後の感光体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段としては、ゴム製のブレードを感光体に当接させてトナーを除去するブレードクリーニング方式のものが知られている。ブレードクリーニング方式では、ブレードと感光体表面との密着の精度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下しやすい。これを防止するために、ブレードを強い当接圧で感光体に押し付けることがおこなわれている。しかしながら、ブレードを強い当接圧で感光体に押し付けると、ブレードのめくれが発生し、スジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こしてしまい、安定したクリーニング性能を保ちつづけることが困難であった。また、長期的には、感光体の表面膜削れを増進させ、感光体寿命を短くさせてしまう。
【０００３】
また、近年、高画質化の要望が高まり、トナーを小粒径化する傾向にある。さらに、トナー製造コスト低減及び転写率向上の要望から、粉砕（不定形）トナーから重合法による球形トナーを採用する画像形成装置が製品化されている。このような小粒径、球形トナーを用いると、ブレードクリーニング方式ではクリーニング性が粉砕トナーに比べて劣ることが知られている。
【０００４】
小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備え、かつ、感光体の表面膜削れを軽減できる機械的な摺擦を抑えたクリーニング方式として、特許文献１に記載されているような静電ブラシクリーニング方式がある。特許文献１に記載のクリーニング装置では、感光体表面に接触摺擦するようにブラシローラを配し、さらにブラシローラに接触する回収部材としての回収ローラを配し、回収ローラ上のトナーを除去するスクレーパを備える。このクリーニング装置では、ブラシローラあるいはブラシローラと回収ローラとの両方に電圧を印加し、ブラシローラの摺擦力に加え静電気力で感光体からトナーを除去するものである。このため、小粒径トナーや球形トナーに対してもクリーニング性能が得られる。
また、このクリーニング装置では、ブラシローラに付着したトナーは静電気力によって表面移動する回収部材としての回収ローラ表面上に移動し、ブラシローラからトナーが回収される。さらに、回収ローラ上に付着したトナーは、回収ローラ表面に接触して回収ローラ上に付着したトナーを回収ローラの表面から剥離させる剥離部材としてのブレード状のスクレーパによって回収ローラ上から除去される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６５９０７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、特許文献１のクリーニング装置では、感光体上に形成されるトナー像の印字率が低い場合は、ブラシローラでクリーニングするトナー量が少なくなる。このようなときにブラシローラからトナーを回収する回収ローラとスクレーパとの接触部に入力されるトナーの量も少なくなる。特許文献１のクリーニング装置の回収ローラとスクレーパとの接触部では、トナーが入力されることによって、スクレーパと回収ローラ表面との摩擦力が軽減されているため、入力されるトナーの量が減少するとこの摩擦力が増加する。回収ローラとスクレーパとの間の摩擦力が増加すると回収ローラやスクレーパが磨耗して、これらの部材の寿命の低下につながる。さらに、特許文献１のクリーニング装置のスクレーパは回収ローラの表面移動方向に対してカウンター方向で接触するブレード状の部材である。このようなクリーニング装置で、スクレーパと回収ローラとの間の摩擦力が増加すると、ブレード状のスクレーパの先端が表面移動する回収ローラ表面に引っかかり、スクレーパが回収ローラに巻き込まれるおそれがある。
【０００７】
このような問題は、剥離部材が回収ローラの表面移動方向に対してカウンター方向となるように回収ローラに接触するブレード状のスクレーパである場合に限るものではない。回収ローラに接触してトナーを除去する剥離部材であれば、トナーの入力量が減少することにより、回収ローラとの間の摩擦力が増加し、磨耗するおそれがある。また、回収部材としては、回収ローラに限らず、表面移動してブラシローラに付着したトナーを除去する回収部材であれば、剥離部材との間の摩擦力が増加したときに、磨耗するおそれがある。さらに、ブラシローラから静電的に回収部材に回収するものであれば、ブラシローラに電圧を印加せずに感光体表面上のトナーを機械的に回収する構成であっても同様の問題は生じ得る。
また、同様の問題を生じうるクリーニング装置は、感光体をクリーニングする感光体クリーニング装置に限るものではない。不要なトナーが付着し得る記録材搬送部材などのトナーが付着する表面移動部材をクリーニングするクリーニング装置であれば、同様の問題が発生し得る。
【０００８】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、被清掃体上のトナーをブラシローラで除去し、ブラシローラ上のトナーを表面移動する回収部材で回収して、回収部材上のトナーを剥離部材で除去するもので、回収部材の表面と剥離部材との摩擦力が増加することに起因して各部材の寿命が低下するを防止することができるクリーニング装置、並びに、このクリーニング装置を備えた画像形成装置、及びユニット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被清掃体の表面に接触するように表面移動して、該被清掃体の表面上に付着する所定の極性に帯電したトナーを静電的に除去するブラシローラと、該ブラシローラに接触するように表面移動し、該ブラシローラに付着したトナーを回収する回収部材と、該回収部材の表面に接触して、該回収部材の表面に付着したトナーを該回収部材の表面から剥離させる剥離部材とを有するクリーニング装置において、該回収部材に潤滑剤を供給する回収部材潤滑剤供給手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記剥離部材はブレード状で、該回収部材の表面移動方向に対してカウンター方向で接触する剥離ブレードであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２のクリーニング装置において、上記剥離ブレードの上記回収部材に接触する先端部は鈍角形状であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２または３のクリーニング装置において、上記剥離ブレードは、上記回収部材に接触する先端部、または、表面全体が導電性コート剤で被膜されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のクリーニング装置において、上記回収部材は、ローラ形状の回収ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のクリーニング装置において、上記ブラシローラが上記被清掃体と接触する位置に対して該被清掃体の表面移動方向上流側で該被清掃体の表面に接触し、該被清掃体表面上のトナーの帯電極性を上記所定の極性となるように制御するトナー極性制御ブレードを備えることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、上記剥離部材に上記所定の極性とは逆極性の電圧を印加する剥離部材電圧印加電源を有し、該剥離部材は導電性の部材であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、上記回収部材潤滑剤供給手段は、上記ブラシローラが上記回収部材に接触する位置に対して該回収部材の表面移動方向下流側、且つ、該剥離部材が該回収部材に接触する位置に対して該回収部材の表面移動方向上流側で、該回収部材の表面に該潤滑剤を供給することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、上記回収部材潤滑剤供給手段は、上記ブラシローラを介して上記回収部材に上記潤滑剤を供給することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、上記回収部材潤滑剤供給手段は上記潤滑剤を供給する対象に固形潤滑剤を接触させて潤滑剤を供給するものであり、一つの該固形潤滑剤が上記ブラシローラと上記回収部材とに接触していることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像化する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、転写後の該潜像担持体を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、該潜像担持体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０のクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、上記現像手段として複数の現像装置と、複数の該現像装置と同数の上記潜像担持体と、複数の該潜像担持体と同数の上記クリーニング装置とを有し、該潜像担持体１つに対して複数の該現像装置の一つと、複数の該クリーニング装置の一つとが対向することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１１または１２の画像形成装置において、上記像担持体の保護層、または、電荷輸送部位の構造中のバインダー樹脂が、架橋型構造を有することを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写する一次転写手段と、該中間転写体上のトナー像を被転写材に転写する二次転写手段と、二次転写後の該中間転写体を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段とを有する画像形成装置において、該中間転写体クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０のクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１１、１２、１３または１４の画像形成装置において、上記トナー像を形成するトナーは、形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０であることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、少なくとも被清掃体と該被清掃体表面をクリーニングするクリーニング手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なユニット装置において、該クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０のクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記請求項１乃至１６の発明においては、回収部材潤滑剤供給手段を有することにより、回収部材に潤滑剤を供給することができ、回収部材の表面と剥離部材との接触部で摩擦力が増加することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１乃至１６の発明によれば、回収部材の表面と剥離部材との接触部で摩擦力が増加することを防止することにより、回収部材や剥離部材が磨耗することを防止し、各部材の長寿命化を図ることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置であるプリンタ５００に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るプリンタ５００全体の概略構成を示す説明図である。
被清掃体である像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲には、帯電装置２、不図示の露光装置、現像装置６、転写装置５、クリーニング装置７及び除電ランプ８が順に配置されている。感光体１の上方には、帯電ローラ２ａで感光体１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電装置２、帯電された感光体１の表面にレーザ光Ｌで静電潜像を形成する図示しない潜像形成手段としての露光装置が配置されている。また、感光体１の図１中右側には、感光体１の表面上の静電潜像に所定極性（本実施形態では負極性）に帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成する現像手段としての現像装置６が配置されている。また、感光体１の下方には、感光体１上のトナー像を給紙カセット３から搬送された転写紙Ｐに転写ローラ１２ａで転写する転写手段としての転写装置５が設けられている。また、感光体１の図１中左側には、転写後に感光体１上に残った転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段としてのクリーニング装置７、及び、感光体１上の残留電位を除去する除電ランプ８が設けられている。
【００１３】
感光体１は、帯電装置２によってその表面が一様帯電された後、不図示の露光装置が画像情報に基づいて照射するレーザ光Ｌによって画像情報に基づいた静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体１の表面は、現像装置６によって静電潜像にトナーが供給され、トナー像が形成される。
【００１４】
転写装置５の下方には、記録材としての転写紙Ｐを複数枚重ねて収容する給紙カセット３が配設されている。この給紙カセット３は、一番上の転写紙Ｐに押し当てている給紙ローラ３ａを所定のタイミングで回転駆動させ、その転写紙Ｐを給紙搬送路に給紙する。給紙搬送路内では、送り出された転写紙Ｐが複数の搬送ローラ対１３を経た後、レジストローラ対１４のローラ間に挟まれて止まる。レジストローラ対１４は、挟み込んだ転写紙Ｐを、上述のようにして感光体１上に形成されたトナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ローラ１２ａと感光体１との間の転写ニップに向けて送り出す。これにより、感光体１上のトナー像と、レジストローラ対１４によって送り出された転写紙Ｐとが転写ニップで同期して密着する。そして、感光体１上のトナー像は、転写バイアスの作用を受けて転写紙Ｐ上に静電転写される。
【００１５】
転写ローラ１２ａには、紙搬送ベルト１２が巻き付いている。紙搬送ベルト１２は、転写ローラ１２ａと駆動ローラ１２ｂとに張架されており、図中反時計回りに無端移動する。また、紙搬送ベルト１２の図中左側方には、定着手段としての定着装置９、排紙ローラ対１０が設けられている。トナー像が静電転写された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト１２により定着装置９へ送られる。定着装置９内に入った転写紙Ｐは、加熱処理及び加圧処理が施される。これにより、トナーが圧力を受けながら熱溶融して転写紙Ｐにトナー像が定着する。そして、転写紙Ｐは定着装置９内から排紙ローラ対１０を経て機外へと排出される。
【００１６】
転写されずに感光体１上に残った転写残トナーはクリーニング装置７によって回収される。転写残トナーを除去された感光体１の表面は除電ランプ８で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。また、紙搬送ベルト１２上に転移してしまった不要なトナーは、ベルトクリーニング装置１５によって紙搬送ベルト１２上から除去される。
【００１７】
本実施形態では、感光体１、現像装置６、帯電装置２、クリーニング装置７が、これらを一体に支持した構造体からなるユニット装置としてのプロセスカートリッジ１００に収容されている。プロセスカートリッジ１００は、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ１００内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ１００を交換すればよく、利便性が向上する。
【００１８】
図２は、本実施系形態の特徴部を適用可能なクリーニング装置７の概略構成を示す説明図である。
クリーニング装置７は、回転軸体であるローラ状のコア部材７１ａの表面に、無数のブラシ繊維７１ｂが植毛された静電クリーニング部材としてのブラシローラ７１を備える。また、クリーニング装置７は、ブラシ繊維に付着したトナーを回収する回収部材としての回収ローラ７２と、回収ローラ７２に付着したトナーを剥離させて回収ローラ７２上から除去する剥離部材としてのスクレーパ部材７３とを備える。さらに、クリーニング装置７は、極性制御手段を構成する導電性のブレードからなるトナー極性制御ブレード７５及びブレード電圧印加手段としてのブレード電源７０６とを備える。
【００１９】
ブラシローラ７１は、そのブラシ繊維の先端を感光体１に接触させながら、その接触部で感光体１表面とは逆方向にブラシ繊維の先端が移動するように、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動する。そして、感光体１表面を摺擦する複数のブラシ繊維によって転写残トナーを捕捉する。回収ローラ７２は、感光体１との間にブラシローラ７１を挟み込むように配設されており、ブラシローラ７１との接触部においてブラシローラ７１のブラシ先端の移動方向とは逆方向に表面移動するように、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動する。ブレード状のスクレーパ部材７３は、その先端のエッジを所定の圧力で回収ローラ７２の表面に当接させている。また、不図示の搬送手段は、スクレーパ部材７３の重力方向下側に配設されている。
【００２０】
また、トナー極性制御ブレード７５は、ブレード電源７０６からのバイアス印加を受けることで、感光体１表面上の転写残トナーに電荷を注入し、転写残トナーの極性をブレード電源７０６から受けるバイアス極性と同極性に揃える。
【００２１】
ここで、本実施形態におけるトナーの正規帯電極性は負極性であるが、トナーは転写ニップにおいて正極性のバイアスの作用を受ける結果、一部が正極性に帯電するものが出てくる。よって、転写残トナーの帯電分布は、図３（ａ）に示すように、負極性のトナーと正極性のトナーとが混在した状態になる。
【００２２】
このように両極性のトナーが混在した転写残トナーを除去するものとして、それぞれことなる電圧が印加されたブラシローラを２本設けて、２つのブラシローラが印加された電圧とは逆極性に帯電したトナーを除去する構成がある。しかし、このような構成は、感光体からトナーを除去するブラシローラと、ブラシローラからトナーを回収する各部材とをそれぞれ二つずつ設ける必要がある、装置の大型化、及び、コスト高につながる。
また、他の方式としては、トナー極性制御部材でトナーの帯電極性を片側の極性に揃えて、ブラシローラには揃えた極性と反対の電圧を印加して吸着する方式もこれまでにあった。このトナー極性制御部材としてはトナーと接触しないで極性を変える方法と接触させて変える方法がある。
非接触方式としてはコロナ等のイオン照射でトナー外周にイオン付着させるものである。この方式は高電圧放電によってイオン以外の環境汚染などの欠点がある。接触方式は放電させないで摩擦帯電、電荷注入などの作用によって電荷制御する。具体的には導電性ブラシ、導電性ブレードなどと接触させて行なう。しかしブラシの場合はトナーが付着して時間と共に制御能力が低下する。ブレードを使用する場合はトナーを一つの極性に揃える機能と共に、ブラシローラの除去能力に抑えるためのトナーを除去する機能がある。極性ブレードを用いたブラシクリーニング方式では極性ブレードで除去できなかったトナーをクリーニングして補完することが基本的な機能となる。
【００２３】
本実施形態では、ブレード電源７０６から供給するバイアスの極性を負極性としている。よって、負極性のトナーと正極性のトナーとが混在した状態の転写残トナーは、トナー極性制御ブレード７５により負極性の電荷注入を受けることで、図３（ｂ）に示すように極性が一様に負極性に揃えられる。
なお、本実施形態では、トナー極性制御ブレード７５により転写残トナーの極性を負極性に揃える場合を例に挙げているが、正極性に揃えるようにしても同様である。
【００２４】
ブラシローラ７１の回転軸体であるコア部材７１ａにはクリーニング電圧印加手段としてのブラシ電源７０１が接続されており、正極性のバイアスが印加されている。すなわちブラシ電源７０１がブラシローラ７１に印加する電圧は、ブレード電源７０６がトナー極性制御ブレード７５に印加する電圧の極性（負極性）とは逆極性（正極性）の電圧が印加される。これにより、トナー極性制御ブレード７５により負極性に揃えられた転写残トナーは、正極性が印加されたブラシローラ７１に静電的に吸着する。これにより、感光体１の表面から転写残トナーが除去される。
また、回収ローラ７２の軸部には回収電源７０２が接続されており、正極性のバイアスが印加されている。ブラシローラ７１に静電吸着した負極性のトナーは、ブラシローラ７１と回収ローラ７２との電位勾配により回収ローラ７２に回収される。回収ローラ７２に回収されたトナーはスクレーパ部材７３により、回収ローラ７２の表面から機械的に掻き落とされる。掻き落とされたトナーは不図示の搬送手段により図示しない廃トナーボトルに搬送される。なお、トナーを再利用するために現像装置６へ搬送してもよい。
【００２５】
クリーニング装置７で、回収ローラ７２の表面層の体積抵抗率が例えば１０5〜１０8［Ω・ｃｍ］程度の低抵抗である場合、感光体１表面上の不要トナーがわずかではあるがブラシローラ７１と対向するクリーニング領域を通過してしまい、クリーニング不良が発生することが確認されている。この原因は、ブラシローラ７１に一旦は静電吸着したトナーが回収ローラ７２と接触したときに回収ローラ７２から電荷注入を受け、回収ローラ７２の印加バイアスと同極性に帯電してしまう結果、そのトナーがブラシローラ７１から感光体表面に戻ってしまうからである。このようなクリーニング不良を抑制する方法としては、回収ローラ７２の表面層を絶縁層で構成する方法が挙げられる。この方法によれば、回収ローラ７２にトナーが接触しても回収ローラ７２からトナーへ電荷注入が発生するようなことはないので、上記のようなクリーニング不良を解消することが可能となる。よって、クリーニング装置７では、回収ローラ７２の表面層を絶縁層で構成している。
【００２６】
クリーニング装置７の回収ローラ７２は、金属材料を芯金（軸部）とし、これを中空円柱状の絶縁性部材にインサートして一体成型することで製造できる。具体的には、ＰＥＴ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、共重合ナイロン等をチューブ状にしたものを芯金に被せることで、容易に絶縁性の回収ローラ７２が製造できる。
他の製造方法としては、芯金としてアルミニウムを用いてアルマイト処理、テフロン（登録商標）硬質アルマイト処理をして絶縁性の金属表面を得る。そして、その金属表面にセラミックなどの無機材、ＰＴＦＥ、ポリイミド、ポリカなどの有機材をコートするようにしてもよい。
回収ローラ７２の表面層の厚さが厚いと、温度や湿度等の環境変動により芯金との膨張係数の差や吸湿による径変化によって、絶縁層からなる表面層にクラックや境界剥離が生じやすい。このため、回収ローラ７２の表面層の厚さは１［ｍｍ］以下が良く、望ましくは０．５［ｍｍ］以下が良い。
【００２７】
ところが、回収ローラの表面層を絶縁層で構成しても、経時的には感光体表面にクリーニング不良が発生するという現象が確認された。この原因については、ブラシローラ７１と回収ローラ７２との間の電界が弱まったため、ブラシローラ７１に付着したトナーを回収ローラ７２で十分に回収できなくなった結果であることは、容易に推測できる。しかし、回収ローラ７２に印加したバイアス値に変動は見られず正常値のままであった。そこで、本発明者らは、回収ローラ７２の表面電位に着目し、その表面電位を測定したところ、回収ローラ７２の表面電位が経時的に低下することが判明した。
【００２８】
ここで、静電クリーニング方式によるトナーの回収メカニズムについて説明する。
図４は、静電クリーニングの概念図である。転写工程では負極性に帯電した現像後のトナーに正極性の転写電圧を印加した場合、本来ならば感光体１上のトナーは全て転写紙Ｐまたは中間転写ベルト等の転写される。しかし、転写部では、狭いギャップ間で電界を形成するため、剥離放電が生じて転写残トナーＴ０は正負両極性のトナーが混在している。この帯電極性が混在したトナーをトナー極性制御ブレード７５によって正または負の何れかの極性を有する状態にトナーの帯電極性を均す。次に、トナーが感光体１と付着している静電力より大きな静電力によってブラシローラ７１にトナーを付着させる。この工程を一次クリーニングと称す。次に、ブラシローラ７１に付着した転写残トナーＴ２を回収ローラ７２に移動させる工程を二次クリーニングと称する。最後に回収ローラ７２に付着した転写残トナーＴ３を除去する工程を三次クリーニングと称して、感光体１上の転写残トナーが廃棄トナーとして回収される。
【００２９】
電位差による移動モデルを図５に示す。
図５（ａ）及び（ｂ）は、感光体（ＯＰＣ）の表面から回収ローラ７２の表面までのトナーの移送と、感光体表面電位Ｖｏｐｃ、ブラシローラ７１の表面電位Ｖｂ、回収ローラ７２の表面電位Ｖｒとの関係で示した説明図である。
回収ローラ７２には、その表面層を絶縁層で構成したものを用いている。また、トナーは、負極性に帯電しており、感光体１上の転写残トナーＴ１の帯電量をＱ１とし、ブラシローラ７１上の転写残トナーＴ２の帯電量をＱ２とし、回収ローラ７２上の転写残トナーＴ３の帯電量をＱ３とする。また、感光体表面電位Ｖｏｐｃは０［Ｖ］であるとする。
【００３０】
一次クリーニングでは、感光体１上の転写残トナーＴ１は、感光体とブラシローラ７１との間の電位差（Ｖ１＝Ｖｂ）によって形成される電界の作用を受けてブラシローラ７１へ移動する。また、二次クリーニングでは、ブラシローラ７１上の転写残トナーＴ２は、ブラシローラ７１と回収ローラ７２との間の電位差（Ｖ２＝Ｖｒ−Ｖｂ）によって形成される電界の作用を受けて回収ローラ７２へ移動する。一次クリーニング及び二次クリーニングでは、それぞれの部材間の電位差（Ｖ１，Ｖ２）と転写残トナーの帯電量（Ｑ１，Ｑ２）との積で静電力が規定され、この静電力によって転写残トナーは順次移動する。そして、二次クリーニングで回収ローラ７２上に移動した転写残トナーＴ３は三次クリーニングでスクレーパ部材７３によって掻き落とされて回収される。
【００３１】
トナーの移動によってブラシローラ７１や回収ローラ７２の表面電位は単に各ローラの軸に電圧印加しただけでは低下する。表面電位が低下すると各部材間でトナーを移動させるだけの電位差が確保できなくなる。二次クリーニングにおいて、図５（ａ）のように、ブラシローラ７１と回収ローラ７２との間の電位差Ｖ２を十分に確保できれば、ブラシローラ７１上のトナーを回収ローラ７２へ移動させるための十分な電界を形成できる。しかし、トナーが回収ローラ７２から脱落していくことによって回収ローラ７２の表面電位が下がり、図５（ｂ）のように、ブラシローラ７１と回収ローラ７２との間の電位差Ｖ２が小さくなると、ブラシローラ７１上のトナーを回収ローラ７２へ移動させるための十分な電界を形成できなくなり、二次クリーニングを行うことができなくなる。二次クリーニングを行うことができないと、トナーはブラシローラ７１に蓄積されてロール化する。
【００３２】
それを防ぐ為にブラシローラ７１の表面にコア部材７１ａに印加する電圧よりポテンシャルで２００〜５００［Ｖ］大きな電圧を印加しなくてはならない。同様に回収ローラ７２表面にも回収ローラ７２の軸に印加する電圧より４００〜８００［Ｖ］高い電圧を印加しなくてはならない。このため、回収ローラ７２のダメージとしては、スクレーパ部材７３による摺擦劣化と表面に印加される電圧によって生じる放電劣化の両方が加わる。
よって、これらの外部ダメージで回収ローラ７２表面は荒れてくる。粗面になるとスクレーパ部材７３と回収ローラ７２間の摩擦係数が大きくなり、摩擦力も同様に大きくなる。
なお、図４に示す回収ローラ７２とスクレーパ部材７３との当接部をすり抜けたトナーＴ３’はブラシローラ７１に再付着してトナーＴ２’となる。そして、ブラシローラ７１から感光体１表面に逆付着したトナーＴ１’となって後の工程に影響を及ぼす。
よって、回収ローラ７２に要求される特性は、電荷が逃げづらい絶縁性の部材であり、表面粗さが良好であること、更に放電や、摺擦に対して傷がつかないことが必須である。
【００３３】
上述した回収ローラ７２の表面電位が下がる原因について検討したところ、回収ローラ７２上のトナーをスクレーパ部材７３によって回収ローラ７２から除去する場合に、回収ローラ７２の表面電位が低下することを確認した。これは、回収ローラ７２上のトナーを回収ローラ７２から除去するときに、回収ローラ表面とトナーとの間で比較的強い剥離放電が発生し、回収ローラ７２の表面にカウンターチャージが蓄積されるためだと推測される。そして、回収ローラ７２の表面層が絶縁層であると、このようなカウンターチャージにより低下する表面電位を回収ローラ７２の軸部に印加されるバイアスでは十分に回復させることができず、回収ローラ７２の表面電位が経時的に低下するものと考えられる。
【００３４】
回収ローラ７２に当接させるスクレーパ部材７３は、二つの機能を持たせている。先ず一番目の機能は回収ローラ７２上のトナーをローラ表面から掻き落として除去する。二番目の機能は、回収ローラ７２表面に電荷を付与させる機能である。この二番目の機能は、回収ローラ７２からスクレーパ部材７３によってトナーが除去されることで回収ローラ７２表面電位が低下し、ブラシローラ７１と回収ローラ７２との間の電位差が低下するために要する機能である。
両方の機能を満足させるために、スクレーパ部材７３としては、ポリウレタン、シリコン、ニトリルゴムなどのエラストマー材であって回収ローラ表面との密着性が確保できる材料であること必要がある。さらに、回収ローラ表面への電荷付与を確実にするために、スクレーパ部材７３の体積抵抗率は１０12［Ω・ｃｍ］以下であることが必要である。このような体積抵抗率となる導電性を得る方法としては、上述したエラストマー材にカーボン、金属フィラー、イオン導電性剤などを添加する方法が挙げられる。
【００３５】
上述した回収ローラ７２の表面電位が経時的に低下するのを防ぐために、クリーニング装置７では、スクレーパ部材７３に不図示の電源を接続し、ブラシローラ７１での除去対象であるトナーの極性（負極性）とは逆極性の電荷を回収ローラ７２の表面に付与する。具体的には、回収ローラ７２の軸部に印加するバイアスよりも４００〜８００［Ｖ］程度高いバイアスをスクレーパ部材７３を介して回収ローラ７２の表面に印加する。なお、スクレーパ部材７３とは別の電荷付与手段により回収ローラ７２の表面に電荷を付与するようにしてもよい。
【００３６】
また、同様の理由から、ブラシローラ７１の表面電位も経時的に低下するおそれがある。よって、クリーニング装置７では、ブラシローラ７１の表面電位が経時的に低下するのを防ぐために、不図示の電源に接続された電圧印加部材をブラシローラ７１の表面に接触させる。この電圧印加部材は、ブラシローラ７１が回収ローラ７２と接触する位置に対してブラシローラ７１の回転方向下流側で、ブラシローラ７１が感光体１と接触する位置に対してブラシローラ７１の回転方向上流側となる位置でブラシローラ７１に接触する。これにより、ブラシローラ７１の表面には、ブラシローラ７１での除去対象であるトナーの極性（負極性）とは逆極性の電荷が付与される。具体的には、ブラシローラ７１の軸部に印加するバイアスよりも２００〜５００［Ｖ］程度高いバイアスを電圧印加部材によりブラシローラ７１の表面に印加する。
【００３７】
図６は、スクレーパ部材７３に印加する電圧と、回収ローラ表面電位との関係を示すグラフである。なお、このグラフには、ブラシローラ７１の表面電位についても合わせて記載してある。
このグラフは、ブラシローラ７１の軸部に７００［Ｖ］の電圧を印加し、回収ローラ７２の軸部に１０００［Ｖ］の電圧を印加したものにおいて、スクレーパ部材７３の印加電圧を１０００［Ｖ］、１５００［Ｖ］、２０００［Ｖ］と変えたときの、回収ローラ表面電位の時間変化を示している。
このグラフからわかるように、スクレーパ部材７３の印加電圧が低いと、時間経過とともに回収ローラ表面電位が下がり、ブラシローラ７１の表面電位に近づいてくる。この状態となると、回収ローラ７２の表面電位とブラシローラ７１の表面電位との電位差が小さくなって、ブラシローラ７１上のトナーが回収ローラ７２へ移動できなくなる。
逆に、２０００［Ｖ］程度の十分に高い電圧をスクレーパ部材７３に印加すれば、回収ローラ７２の表面電位が低下するのを防ぐことができ、回収ローラ７２の表面電位とブラシローラ７１の表面電位との電位差が経時的に小さくなる事態を防ぎ、回収ローラ７２によるトナーの回収効率を経時的に維持できる。
【００３８】
次に、クリーニング装置７で用いるトナー極性制御ブレード７５について説明する。
トナー極性制御ブレード７５は転写後の感光体１上に残った転写残トナーが有する極性を揃えるための部品である。転写後のトナーは正、負の極性が混在する為、ブレードへ印加する極性に応じて、電荷注入又は放電のいずれかの現象でトナーの極性は転移する。トナー極性制御ブレード７５の他の重要な機能としては、ブラシローラ７１と感光体１との接触部（以下、ブラシ接触部と呼ぶ）へのトナーの入力量を規制する働きをもつ。
【００３９】
ブラシ接触部への入力量が多いと、ブラシローラ７１でトナーをクリーニングしきれないという不具合が生じる。ブラシローラ７１はローラと異なり全表面が感光体１と接触せず、ブラシ繊維が植毛されている箇所のトナーがブラシ繊維と接触することで静電吸引力によってブラシに付着して感光体１表面はクリーニングされる。
前述したようにブレードによるクリーニングでは球形で且つ小径のトナーをクリーニングする為には限界がある。このため、長期安定したクリーニングをする為には、像担持体への押し付け力を従来比に比べ５倍以上の力を加えないと出来なかった。このように大きな力を加えると、感光体１、ブレード共に損傷して耐久性を損なってきた。しかし、ブレードで完璧なクリーニングをしないでブラシで最終的なクリーニング機能を負わせる程度に感光体１上のトナーを減少させるにはそれほど大きな力を加える必要は無い。そこでクリーニング装置７では、ブラシローラ７１によるクリーニング能力が追従可能な量にトナー極性制御ブレード７５で機械的に規制する必要がある。
【００４０】
このため、クリーニング装置７が備えるトナー極性制御ブレード７５に要求される機能は、トナーへの電荷注入機能と余剰トナーのふるい落とし機能である。ここで感光体１の表面を傷つけないで全面に接触する為の材質はポリウレタン、シリコン、フッ素ゴムなど弾性体が好適である。
耐久性をもち、環境変動にも耐えられるブレードの要求物性は、硬度ＨＳ（ＪＩＳＡ）：６５〜８０［度］、２３℃反発弾性係数：１５〜６０［％］、ヤング率：５０〜２００［ｋｇ／ｃｍ２］、１００％モジュラス：６０〜２００［ｋｇｆ／ｃｍ２］の範囲が好適である。電荷注入特性としては放電しないで注入効率を上げる為に体積抵抗率１０３〜１０８［Ω・ｃｍ］で、導電物質とカーボン、イオン、又は両方のハイブリット型で所望の抵抗領域が得られる。ここでトナー極性制御ブレード７５への印加電圧は、−５００〜−１２００［Ｖ］が好適である。この印加電圧が低すぎると注入効率が悪く、高すぎると感光体１の表面電位も過剰に負極性となってトナーと感光体１との付着力が強くなる等の不具合が生じる。
【００４１】
次に、クリーニング装置７で用いるブラシローラ７１について説明する。
ブラシローラ７１のブラシ繊維はアクリル、ＰＥＴ、ポリエステルなどに導電材を混入させた導電性ブラシであることが必須である。この時の導電材の構造はブラシ表面に単に分散させたものでなく、抵抗層の内部に装入して表面に露出されない芯鞘構造で無ければならない。もし、表面に導電材が露出していると、トナーに電荷を注入してブラシ表面の電位Ｖｂが維持できなくなる。ブラシ抵抗は１０４〜１０９［Ω］が好適で、抵抗が小さいとトナーに電荷を注入し易く、又、抵抗が大きいと電界強度が小さくなって高電圧を印加しないとトナーを吸引する為の電界が確保出来なくなる。又、トナーとの接触確率を上げるために植毛密度も重要な因子で７［万本／ｉｎｃｈ２］以上で好ましくは１０［万本／ｉｎｃｈ２］以上必要である。
なお、上記のブラシ抵抗は、芯金とブラシ表面に当接した電極との間に電圧を印加して、その間に流れる電流の値と印加した電圧の値とから算出される抵抗の値である。
接触確率を上げるためには、感光体１に対してカウンター方向回転で、線速比は０．７以上にすることで好ましい接触状態となる。他の重要な因子としてはブラシの倒れがある。一般にブラシ繊維は直毛といわれているが、芯鞘構造で直毛状態であるとブラシ繊維の導電材が露出している先端部とトナーが接触しやすい状態にある。そのため、ブラシ繊維の倒れは斜毛やブラッシング処理をすることで、感光体１の回転によってブラシ繊維が食い込まない方向に倒して、直接トナーと導電材が接触しない構造にすることが望ましい。
ブラシローラ７１への印加電圧はトナー極性制御ブレード７５が接触したあとの感光体１表面の表面電位によっても異なるが、実験的には１００〜４００［Ｖ］で感光体１とブラシローラ７１との間で電位差が確保できた。このため、１００〜４００［Ｖ］を越える電圧を印加することにより安定したクリーニング性能が得られる。
【００４２】
クリーニング装置７では、次のような課題がある。ブラシローラ７１を用いた静電クリーニングでは、トナー極性制御ブレード７５で概ねせき止められた後のトナーをクリーニングする。このため、印字率が低い画像を形成した場合など、転写残トナーの量が少ないときは極めて少量のトナーしか、ブラシ接触部に入力されてこない。ブラシ接触部に入力されるトナーが少ないと、ブラシローラ７１から回収ローラ７２に回収されるトナーの量も少なくなる。回収ローラ７２はブレード状のスクレーパ部材７３が常に接した状態で空回り状態となっているため、ブラシ接触部に入力されるトナーの量が減少すると、スクレーパ部材７３と回収ローラ７２との間の摩擦力は大きくなる。スクレーパ部材７３と回収ローラ７２との間の摩擦力が大きくなると、表面移動する回収ローラ７２の表面にスクレーパ部材７３の先端部が引っかかった状態となり、それによってスクレーパ部材７３が捲り上げられる。この状態になると、クリーニング装置７によって感光体１のクリーニングできないばかりか、画像形成システムがダウンする。
【００４３】
次に、本実施形態のクリーニング装置７の特徴部について説明する。
本実施形態のクリーニング装置７は、回収部材である回収ローラ７２の表面に潤滑剤を供給する回収部材潤滑剤供給手段を備える。
回収部材潤滑剤供給手段を備えることにより、回収ローラ７２の表面に潤滑剤を供給することができ、回収ローラ７２の表面と剥離部材であるスクレーパ部材７３との接触部で摩擦力が増加することを防止することができる。これにより、回収ローラ７２やスクレーパ部材７３が磨耗することを防止し、各部材の長寿命化を図ることができる。また、本実施形態のクリーニング装置７のように剥離部材がブレード状のスクレーパ部材７３であっても、表面移動する回収ローラ７２の表面とスクレーパ部材７３の先端部との摩擦力を低下させることができる。このため、スクレーパ部材７３の先端部が回収ローラ７２の表面に引っかかった状態となることを防止し、スクレーパ部材７３が回収ローラ７２に巻き込まれることを防止することができる。
【００４４】
〔実施例１〕
次に、本実施形態の特徴部を適用したクリーニング装置７の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図７は、実施例１のクリーニング装置７を備えたプリンタ５００の作像部の概略説明図である。
図７に示すように、実施例１のクリーニング装置７は、回収部材潤滑剤供給手段を構成する第二潤滑剤塗布装置３２を備える。第二潤滑剤塗布装置３２は、第二固形潤滑剤３２ａがブラシローラ７１に接触するように、ブラシローラ７１に向けて第二固形潤滑剤３２ａを押圧する構成である。第二固形潤滑剤３２ａは、感光体１がブラシローラ７１に接触する位置に対してブラシローラ７１の回転方向下流側で、且つ、回収ローラ７２がブラシローラ７１に接触する位置に対してブラシローラ７１の回転方向上流側に接触している。第二固形潤滑剤３２ａが回転するブラシローラ７１に接触することで潤滑剤が削り取られ、ブラシローラ７１のブラシ繊維に潤滑剤が付着する。第二固形潤滑剤３２ａから潤滑剤を削り取ったあとのブラシ繊維が第二固形潤滑剤３２ａの次に回収ローラ７２に接触することにより、回収ローラ７２の表面に多層の潤滑層ができるほどに十分な量の潤滑剤が回収ローラ７２に塗布される。
【００４５】
また、実施例１のクリーニング装置７では、ブラシローラ７１に潤滑剤を供給する第二潤滑剤塗布装置３２と、供給された潤滑剤を回収ローラ７２の表面に塗布するブラシローラ７１とによって、回収部材潤滑剤供給手段を構成する。実施例１のように、ブラシローラ７１を介して回収ローラ７２に潤滑剤を供給することにより、たとえ部品の製造誤差でブラシローラ７１が偏心して回転時に１００［μｍ］程度の触れが生じても、良好に潤滑剤を塗布することができる。これは、ブラシローラ７１のブラシ繊維７１ｂが第二固形潤滑剤３２ａに対して約１［ｍｍ］の食い込み量で食い込んでいるためである。
【００４６】
また、実施例１のクリーニング装置７は、被清掃体である感光体１表面に潤滑剤を供給する被清掃体潤滑剤塗布手段としての第一潤滑剤塗布装置３１を備える。第一潤滑剤塗布装置３１は、第一固形潤滑剤３１ａがブラシローラ７１に接触するように、ブラシローラ７１に向けて第一固形潤滑剤３１ａを押圧する構成である。第一固形潤滑剤３１ａは、回収ローラ７２がブラシローラ７１に接触する位置に対してブラシローラ７１の回転方向下流側で、且つ、感光体１がブラシローラ７１に接触する位置に対してブラシローラ７１の回転方向上流側に接触している。第一固形潤滑剤３１ａから潤滑剤を削り取ったあとのブラシ繊維が第一固形潤滑剤３１ａの次に感光体１に接触することにより、感光体１の表面に潤滑剤が塗布される。感光体１の表面に潤滑剤が塗布されることにより、感光体１の表面にコート膜を形成させて帯電ローラ２ａによる放電ハザードを防ぐことができる。さらに、この放電現象で生じる放電生成物によって感光体１表面の摩擦係数が高くなるので、感光体１の表面に潤滑剤が塗布されることにより、この摩擦係数を低減することができる。
【００４７】
〔実験〕
次に、実施例１のクリーニング装置７を備えたプリンタ５００と、実施例１のクリーニング装置７から第二潤滑剤塗布装置３２を取り外した比較例のクリーニング装置７を備えたプリンタ５００とで、同条件の下で連続プリントを行った。
図８は、比較例のクリーニング装置７を備えたプリンタ５００の作像部の概略説明図である。図８に示すように、比較例のクリーニング装置７は、第二潤滑剤塗布装置３２を備えない点のみ図７の実施例１のクリーニング装置７と異なり、他の構成は実施例１のクリーニング装置７と共通である。
【００４８】
本実験の実験条件を以下に示す。
各部材に印加する電圧の条件を以下に示す。
ブラシローラ軸印加電圧Ｖｂ：３００［Ｖ］
回収ローラ軸印加電圧Ｖr：８００［Ｖ］
スクレーパ部材印加電圧Ｖｋ：２０００［Ｖ］
各部材の表面部の線速の条件を以下に示す。
なお、ブラシローラ線速は、ブラシローラ７１が回転することによるブラシ繊維の先端部の移動速度である。
感光体線速：２００［ｍｍ／ｓ］
ブラシローラ線速：１００〜３００［ｍｍ／ｓ］
回収ローラ線速：１００〜３００［ｍｍ／ｓ］
形成画像の印字率：５［％］
固形潤滑剤としては以下のものを用いる。
ステアリン酸亜鉛、幅：８［ｍｍ］、高さ：７［ｍｍ］、長さ：３００［ｍｍ］
実施例１の第二固形潤滑剤３２ａをブラシローラ７１に押圧する圧力の条件は以下の３種類である。
２［Ｎ］／３００［ｍｍ］、５［Ｎ］／３００［ｍｍ］、８［Ｎ］／３００［ｍｍ］
【００４９】
この条件で、連続プリントを行ったところ、回収部材潤滑剤塗布手段がない比較例の構成であると、１０００枚の画像形成を行ったところでスクレーパ部材７３が回収ローラ７２に巻き込まれてプリンタ５００が停止した。
比較例のクリーニング装置７では、ブラシローラ７１によって感光体１の表面に潤滑剤を塗布するもので、回収ローラ７２には潤滑剤は塗布されない。転写後の転写残トナーはトナー極性制御ブレード７５によっても除去されるためブラシローラ７１で除去する量はかなり少量となる。このような状態で装置を稼動すると回収ローラ７２とスクレーパ部材７３の間ではトナーが介在しない状態で摺擦され、且つ、電圧が印加されているため両部材間の摩擦力が上昇してくる。これによって回収ローラ７２の駆動トルクが上昇すると共に、スクレーパ部材７３が回収ローラ７２によって巻き込まれる現象が生じる。
【００５０】
一方、実施例１のクリーニング装置７を備えたプリンタ５００では、第二固形潤滑剤３２ａをブラシローラ７１に押圧する圧力の条件が、２［Ｎ］／３００［ｍｍ］の条件で１０万枚まで連続プリントしても異常は発生しなかった。
この実験により、実施例１のように回収部材潤滑剤塗布手段を備えることにより、回収ローラ７２の表面と剥離部材であるスクレーパ部材７３との接触部で摩擦力が増加することを防止することができることが確認された。
摩擦力の増加を低減することで、回収ローラ７２表面層およびスクレーパ部材７３の接触部の磨耗が低減できる。このため、各部材の長寿命化とトナー入力量が少ないときにも潤滑膜によってブレード状のスクレーパ部材７３が巻きもまれないで経時的にも安定なクリーニング性能が得られる。
【００５１】
また、この実験時に回収ローラ７２の駆動トルクを計測したところ、第二固形潤滑剤３２ａをブラシローラ７１に押圧する圧力が大きいほど、駆動トルクの値は小さくなる傾向がある。具体的には圧力を上げることで、回収ローラ７２の回転軸に不図示の駆動源から入力される駆動トルクが４［ｋｇｆ・ｃｍ］から１．５［ｋｇｆ・ｃｍ］と低下する。また、１０万枚プリントした後の潤滑剤の消費量は２［Ｎ］で０．９［ｇ］、５［Ｎ］で３．３［ｇ］、８［Ｎ］で５．７［ｇ］といったように、第二固形潤滑剤３２ａを押圧する圧力が大きいほど消費量は大きくなる傾向にある。
【００５２】
〔実施例２〕
次に、本実施形態の特徴部を適用したクリーニング装置７の２つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図９は、実施例２のクリーニング装置７の概略説明図である。
図９に示すように、実施例２のクリーニング装置７は、回収部材潤滑剤塗布手段を構成する第二潤滑剤塗布装置３２が、第二固形潤滑剤３２ａをブラシローラ７１に接触するように、ブラシローラ７１に向けて押圧する構成である。詳しくは、ブラシローラ７１が回収ローラ７２に接触する位置に対して回収ローラ７２の表面移動方向下流側、且つ、スクレーパ部材７３が回収ローラ７２に接触する位置に対して回収ローラ７２の表面移動方向上流側で、第二固形潤滑剤３２ａが接触する。
実施例２のクリーニング装置７では、潤滑剤はブラシローラ７１を介して回収ローラ７２に供給されるものではなく、第二潤滑剤塗布装置３２から直接回収ローラ７２に供給される。この方式であると、ブラシローラ７１に削られたものの、回収ローラ７２に塗布されずに、そのまま消耗される分が無くなり、第二固形潤滑剤３２ａから消費される潤滑剤は全て回収ローラ７２に供給される。このため、実施例２のクリーニング装置７の回収部材潤滑剤供給手段は、経済性の点で優れている。
また、回収ローラ７２の回転方向についてブラシローラ７１との接触位置よりも下流側、且つ、スクレーパ部材７３との接触位置よりも上流側に潤滑剤を供給する。これにより、導電性材料からなり、電圧が印加されたスクレーパ部材７３による放電によって表面疎粗度が荒れても潤滑剤の塗布によって面粗さが低減できる。
【００５３】
〔実施例３〕
次に、本実施形態の特徴部を適用したクリーニング装置７の３つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
図１０は、実施例３のクリーニング装置７の概略説明図である。
図１０に示すように、実施例３のクリーニング装置７は、回収部材潤滑剤塗布手段を構成する潤滑剤塗布装置３０の固形潤滑剤３０ａがブラシローラ７１と回収ローラ７２との両方に接触するように、配置されている。実施例３の回収部材潤滑剤供給手段である潤滑剤塗布装置３０は、潤滑剤を供給する対象に固形潤滑剤３０ａを接触させて潤滑剤を供給するものである。そして、実施例３のクリーニング装置７では、１つの固形潤滑剤３０ａがブラシローラ７１と回収ローラ７２との両方に接触している。ブラシローラ７１が固形潤滑剤３０ａに接触することにより、ブラシローラ７１に供給された潤滑剤は、ブラシローラ７１の回転により感光体１上に塗布される。このため、実施例３のクリーニング装置７では、一つの潤滑剤塗布装置３０で、回収ローラ７２と感光体１との両方に潤滑剤を塗布することができる。
実施例３のクリーニング装置７は、図１０に示すように、固形潤滑剤３０ａを回収ローラ７２とブラシローラ７１との間に配設することで一つの潤滑剤で両部材に潤滑剤を供給するものである。これにより、固形潤滑剤３０ａと、これを備える潤滑剤塗布装置３０を一つにすることができ、小スペース化による装置の小型化やコスト低減を図ることができる。
【００５４】
次に、スクレーパ部材７３を低摩擦の部材とする構成について説明する。
一般的なゴム材料（ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ等）からなるスクレーパ部材７３の摩擦係数は通常約０．８であるため、スクレーパ部材７３と回収ローラ７２との接触部にトナーの入力が無い状態であるとすぐにメクレが生じる。メクレが生じると、スクレーパ部材７３が回収ローラ７２に巻き込まれる状態となる。
スクレーパ部材７３と回収ローラ７２との接触部にトナーが入力される状態であれば、トナーがスクレーパ部材７３のした面に侵入して、スクレーパ部材７３の摩擦係数を約０．４に低下させる。
【００５５】
クリーニング装置７のように、トナー極性制御ブレード７５を備える構成であると、ブラシローラ７１が接触する前の感光体１表面上にトナー極性制御ブレード７５が接触する。このため、回収ローラ７２に入力されるトナー量は極めて少ない。
よって、スクレーパ部材７３の低摩擦係数化のためにスクレーパ部材７３の表面に導電性樹脂コートを施してもよい。具体的なコート剤はポリカーボ、アクリル、ポリアリレート、ポリスチレンのいずれか一つを溶剤で希釈してデイッピングやスプレーなどで膜厚さ５〜１０［μｍ］に成膜する。スクレーパ部材７３は導電性のブレードである為、イオンやカーボンを混合させても良い。また、硬化方法として、光や熱硬化を用いても良い。特にスクレーパ部材７３はポリウレタンを基材としている為、熱硬化よりも光重合反応を用いたＵＶ硬化が好適である。
このように、剥離ブレードであるスクレーパ部材７３を、回収ローラ７２に接触する先端部、または、表面全体を導電性コート剤で被膜することにより、回収ローラ７２との接触部での摩擦係数を下げることができる。このため、回収ローラ７２にスクレーパ部材７３が巻き込まれることを、より確実に防止することができる。さらに、スクレーパ部材７３の表面を導電性コート剤で被膜することにより、放電劣化を防止し、スクレーパ部材７３が回収ローラ７２上からトナーを剥離する能力を維持することができる。スクレーパ部材７３の巻き込みを防止しし、トナーを剥離する能力を維持することにより、プリンタ５００の安定化を図ることができる。
【００５６】
次に、回収ローラ７２に巻き込まれにくいスクレーパ部材７３の形状について説明する。図１１は、回収ローラ７２に巻き込まれにくい形状のスクレーパ部材７３が回収ローラ７２に接触している状態の模式図である。剥離ブレードであるスクレーパ部材７３の先端部の回収ローラ７２の表面と接触する接触部７３ａは、通常角度θが９０［°］となるようにカットされている。しかし、図１１の示すスクレーパ部材７３では、接触部７３ａの角度θを９５〜１４０［°］の鈍角状に形成している。このとき、角度θを１４０［°］以上にすると、回収ローラ７２との間で密着する力が弱くなり、滑りが生じて小粒径のトナーを阻止する力が弱くなる。
クリーニング装置７が有するスクレーパ部材７３の接触部７３ａの角度θが９０［°］であると、回収ローラ７２に容易に巻き込まれる。しかし、図１１に示すように、スクレーパ部材７３の接触部７３ａを鈍角形状にすると巻き込まれそうになると、スクレーパ部材７３の先端面７３ｂが回収ローラ７２表面に接触して巻き込み力に対抗して巻き込みづらくなる。このように、スクレーパ部材７３の先端部が鈍角形状であることで、ブレードに高摩擦力が加わって巻き込み回転力が生じても、先端部が鈍角形状である為、巻き込み回転が阻止されて巻き込みが防止出来る。
なお、本実施形態のクリーニング装置７では、回収部材としてローラ状の回収ローラ７２を有する構成について説明した。回収部材としては、ローラ状のものに限らず、表面移動するものであればよく、例えば、複数の張架部材に張架され、表面移動する無端ベルト状の回収ベルトであっても良い。
また、クリーニング装置７では剥離部材として、回収ローラ７２にカウンター方向で接触する剥離ブレードとしてのスクレーパ部材７３を備えているが、剥離部材としてはブレード状に限るものではない。例えば、四角形または三角形のブロック部材の角部が回収ローラ７２に接触して、その表面上のトナーを剥離させる剥離ブロックであっても良い。
【００５７】
次に、本実施形態のクリーニング装置７で使用する潤滑剤について説明する。
潤滑剤は回収ローラ７２表面に数ナノメートルの薄層を形成して保護膜を形成する。この保護膜は回収ローラ７２とスクレーパ部材７３との間で生じる放電現象によって回収ローラ７２の表面が荒れることを防止する働きをする。実際にスクレーパ部材７３に２０００［Ｖ］、２０時間の通電すると表面粗さＲａが初期は０．０５だったものが０．１０となり悪化した。このとき、潤滑剤を塗布しながら通電するとほとんど表面粗さは変化しない。また、潤滑剤を塗布することで文字通り潤滑作用があり、回収ローラ７２とスクレーパ部材７３との間の摩擦係数を低減できて、ブレード状のスクレーパ部材７３のブレードメクレや回収ローラ７２の回転トルクを低くおさえることができる。
ミクロ的に見ると潤滑効果は表面に塗布された状態がブロックを積み上げたようなラメラ構造を持ち、分子層間ですべりを起こしやすいため、潤滑剤同士では付着しにくく、他の物体とは付着しやすい。よって弱い力で回収ローラ７２表面に塗布されても容易に層状に潤滑剤は成膜される。成膜された潤滑剤層は回収ローラ７２との界面ではがれるのではなく、潤滑剤の層間ですべることで潤滑作用が得られる。
潤滑剤の材質としてはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、パルミチン酸マグネシウウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸鉛、リノレン酸コバルト等がある。
また、塗布方法として固体状に成形した潤滑剤を、ブラシを介して回収ローラ７２に塗布する方法や、直接回収ローラ７２に押し付ける方法がある。塗布する量は固形化された潤滑剤を被着物に押し付ける圧力によって決まる。
【００５８】
次に、本実施形態のプリンタ５００で好適に用いられる感光体１について説明する。
感光体の基本的構成は、導電性支持体、潜像担持層、表面層（保護層）からなる。また、潜像担持層としては帯電可能な電気絶縁性であることが必要であるが、非光導電性の誘電層または光導電性を有した感光層が使用可能である。
【００５９】
感光体１とクリーニング装置７のブラシローラ７１の接触圧は、従来のブレード方式に比べ大幅に小さくなっているが、ブラシローラ７１を高速で回転すると経時で感光体表面が磨耗してくる。そこで長期寿命を確保するために、感光体保護層のバインダー樹脂を架橋構造としたり、架橋構造を有するバインダー樹脂の構造中に、電荷輸送部位を有する事で感光体１の表面が強固となって耐久性が向上する。
具体的には、バインダー樹脂の架橋構造の形成に関して、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で１官能及び２官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
【００６０】
また、熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合があるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。
この場合の重合開始剤とは、主には波長４００［ｎｍ］以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
【００６１】
このように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
【００６２】
感光体１の具体例としては、保護層塗工液及び膜厚・作成条件を次のようにしたものが挙げられる。すなわち、メチルトリメトキシシラン１８２部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０部、２−プロパノール２２５部、２％酢酸１０６部、アルミニウムトリスアセチルアセトナート１部を混合し、保護層用の塗布液を調製し、この塗布液を電荷輸送層の上に塗布・乾燥し、１１０［℃］、１時間の加熱硬化を行い、膜厚３［μｍ］の保護層を形成する。
【００６３】
また、感光体１の他の具体例としては、保護層塗工液および膜厚・作成条件を次のように代えた以外は感光体１と同様にして作成した。
下記の化１に示す構造式（Ｉ）の正孔輸送性化合物を３０部、下記の化２に示す構造式（II）のアクリルモノマー及び光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）０．６部を、モノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン５０部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製し、この塗料をスプレーコーティング法により先の電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００［ｍＷ／ｃｍ2］の光強度で３０秒間硬化させることによって、膜厚５［μｍ］の表面保護層を形成する。
【化１】
2009042308.tif 000003
【化２】
2009042308.tif 000004
【００６４】
次に、プリンタ５００で用いるトナーについて説明する。
電子写真はデジタル化、複合化が進み高画質化への要求がこれまで以上に増大している。そのため画質再現性向上を目的としたトナーの小粒径化が求められている。また、製造時の環境負荷低減についても省エネルギーを求める社会的な要望が強くなってきた。これまでのトナー製造方法として溶融混練粉砕法が主流であったが、小粒径にするほど生産性が低下し、製造コスト上昇、製造時の環境負荷が大きくなるといった問題があった。これに対して最近のトナー工法である重合法は小粒径且つシャープな粒径分布制御が比較的容易であり、着色剤及びＷＡＸなどを内包する構造制御が可能な為、注目されている。しかし、重合法は通常の工程であるとトナーの形状係数ＳＦ１が大きくなる為、これまでのブレードクリーニングではクリーニングが出来ないという問題が生じてきた。そこで、重合法においては形状係数ＳＦ１を下げる為に異形化工程を設けてＳＦ１を大きくしてブレードクリーニングで使用してきた。しかし、この異形化工程はコストが高くなるというデメリットがあった。
【００６５】
以下、トナーの形状係数について説明する。
図１２は形状係数ＳＦ１を求めるための説明図であり、図１３は形状係数ＳＦ２を求めるための説明図である。
形状係数ＳＦ１とは、図１２に示すように、球状物質の形状における丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。つまり、ＳＦ１は下記の数式（１）により算出される。
ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・（１）
また、形状係数ＳＦ２は、図１３に示すように、物質の形状における凹凸の割合を示す数値であり、物質を二次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じた値で表される。つまり、ＳＦ２は下記の数式（２）により算出される。
ＳＦ２＝｛（ＰＥＬＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
形状係数ＳＦ２については、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、インターフェースを介して、ニコレ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
【００６６】
形状係数ＳＦ１の値が１００の場合、トナー形状は真球となり、形状係数ＳＦ１の値が大きくなるほど不定形となる。一般的にトナーの形状が球形に近くなるとトナーとトナーあるいはトナーと像担持体との接触状態が点接触になるため、トナー同士の吸着力は弱くなって流動性が高くなる。又、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって転写率は高くなる。
本実施形態で使用したトナーは有機溶媒中にウレア結合しうる変性されたポリエステル系樹脂を含む結着樹脂、着色剤を含有したトナー組成物を溶解或いは分散させ、水溶媒体中で粒子化するとともに重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去、洗浄、乾燥して得られたトナーを用いた。球形トナーを得る製造方法として、先述の製造方法以外に公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等の重合法を用いてもよいし、従来の粉砕法でえられたトナーを熱処理によって球形化処理したものを用いてもよい。
また、本実施形態のトナーとしては、形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であるものが好ましい。さらに、平均粒径が６［μｍ］以下の小粒径のトナーを用いることが好ましい。このようなトナーを用いることにより、１２００［ｄｐｉ］以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
【００６７】
ユニット装置であるプロセスカートリッジ１００とは感光体１を含んで、複数の画像形成デバイスを一体化構成したもので、画像形成装置であるプリンタ５００から容易に着脱できる構造体をいう。画像形成デバイスは帯電手段、クリーニング手段、現像手段、書き込み手段、更に感光体１である。これらのユニットの一つ以上と感光体１とを一体化構成することでプロセスカートリッジ１００は得られる。
図１中のプロセスカートリッジ１００は、クリーニング装置７、現像装置６、帯電装置２及び感光体１を一体化構成にして脱着可能な構造体した例である。他のプロセスカートリッジ１００の例としては感光体１とクリーニング装置７及び帯電装置２を一体化して磨耗損傷部品の少ない現像装置６を分離して構成にしても良い。
【００６８】
また、本実施形態では、ひとつのプロセスカートリッジを備えたモノクロ画像形成装置に本発明のクリーニング装置７を適応しているが、これに限られない。例えば、図１４に示すような、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの４つのプロセスカートリッジ１００Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成するカラー画像形成装置に適応できる。
また、図１４の例ではトナーはマゼンタ、シアン、イエローそしてブラックと示しているが、他に、中間色を出す為にライトブラック、ライトシアン、ライトマゼンタなど更に増やしてプロセスカートリッジを装着しても良い。
【００６９】
また、感光体１上のトナー像を中間転写体としての中間転写ベルトに転写し、その中間転写ベルト上のトナー像を転写紙に転写する中間転写方式の画像形成装置にも適応することができる。このとき、本発明のクリーニング装置は、感光体上に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置のみならず、中間転写ベルト上に付着した転写残トナーをクリーニングする中間転写体クリーニング装置としても適用できる。中間転写体としては、ベルト状の中間転写ベルトのほか、ドラム状の中間転写ドラム等を用いることができる。中間転写体の電気的特性（体積抵抗率、表面抵抗率など）、厚さ、構造（単層、二層、それ以上の複層）、材料、材質等は、作像条件などにより適切なものを種々選択して採用することができる。
また、本発明のクリーニング装置は、感光体や中間転写体などの像担持体をクリーニングするものに限らず、トナーが付着し得る表面移動体をクリーニングするクリーニング装置であれば適用可能である。例えば、紙搬送ベルト１２をクリーニングするベルトクリーニング装置１５にクリーニング装置７と同様の構成のクリーン装置を用いてもよい。これにより、紙搬送ベルト１２が良好にクリーニングされ、転写紙Ｐの裏汚れの発生を防止することができる。
【００７０】
以上、本実施形態によれば、クリーニング装置７は、被清掃体である感光体１の表面に接触するように表面移動して、感光体１の表面上に付着する所定の極性に帯電したトナーを静電的に除去するブラシローラ７１を有する。また、ブラシローラ７１に接触するように表面移動し、ブラシローラ７１に付着したトナーを回収する回収部材である回収ローラ７２を有する。また、回収ローラ７２の表面に接触して、回収ローラ７２の表面に付着したトナーを回収ローラ７２の表面から剥離させる剥離部材であるスクレーパ部材７３とを有する。また、クリーニング装置７は、回収ローラ７２に潤滑剤を供給する回収部材潤滑剤供給手段を構成する第二潤滑剤塗布装置３２を有する。第二潤滑剤塗布装置３２を有することにより、ブラシローラ７１を介して、回収ローラ７２の表面に潤滑剤を供給することができ、回収ローラ７２の表面とスクレーパ部材７３との接触部で摩擦力が増加することを防止することができる。このため、回収ローラ７２やスクレーパ部材７３が磨耗することを防止し、各部材の長寿命化を図ることができる
また、クリーニング装置７が有する剥離部材であるスクレーパ部材７３は、ブレード状で、回収部材である回収ローラ７２の表面移動方向に対してカウンター方向で接触する剥離ブレードである。スクレーパ部材７３が、回収ローラ７２にカウンター方向で接触する剥離ブレードであることにより、回収ローラ７２上のトナーを確実に除去することができるが、回収ローラ７２に巻き込まれるおそれがある。しかし、回収ローラ７２に潤滑剤を供給するため、スクレーパ部材７３が巻き込まれることを防止しつつ、回収ローラ７２上のトナーを良好に剥離し、除去することができる。
また、クリーニング装置７は、剥離ブレードであるスクレーパ部材７３の回収部材である回収ローラ７２の表面に接触する先端部の接触部７３ａは鈍角形状である。これにより、スクレーパ部材７３と回収ローラ７２との間に高摩擦力が加わって巻き込み回転力が生じても、スクレーパ部材７３の先端面７３ｂが回収ローラ７２の表面に接触して先端部の回転が阻止され、巻き込みを防止できる。
また、クリーニング装置７は、剥離ブレードであるスクレーパ部材７３は、回収部材である回収ローラ７２に接触する先端部、または、表面全体が導電性コート剤で被膜されている。これにより、スクレーパ部材７３の回収ローラ７２との接触部での摩擦係数を下げることができ、回収ローラ７２にスクレーパ部材７３が巻き込まれることを、より確実に防止することができる。
また、クリーニング装置７は、回収部材が、ローラ形状の回収ローラ７２であることにより、無端ベルトを用いた構成よりも簡易な構成で、良好なクリーニング性を実現することができる。
また、クリーニング装置７では、被清掃体である感光体１表面上のトナーの帯電極性を所定の極性となるように制御するトナー極性制御ブレード７５を備える。また、トナー極性制御ブレード７５は、ブラシローラ７１が感光体１と接触する位置に対して感光体１の表面移動方向上流側で感光体１の表面に接触する。トナー極性制御ブレード７５と感光体１との接触部を通過するトナーの帯電極性を負極性に揃えることにより、その下流側のブラシローラ７１による静電クリーニングをより確実に行うことができる。さらに、感光体１上のトナーをトナー極性制御ブレード７５の摺擦によって除去することにより、ブラシローラ７１と感光体１との接触部にブラシローラ７１で除去できる量を超えるトナー量が入力されることを防止できる。これにより、感光体１上のトナーをより確実に除去することができる。
また、クリーニング装置７は、剥離部材であるスクレーパ部材７３に所定の極性とは逆極性の正極性の電圧を印加する剥離部材電圧印加電源である不図示の電源を有し、スクレーパ部材７３は導電性の部材である。これにより、スクレーパ部材７３から回収ローラ７２の表面にトナーの極性とは逆極性の電荷を付与することができる。これにより、回収ローラ７２からトナーを剥離するときの剥離放電に起因する回収ローラ７２の表面の電位が低下することを防止することができる。
また、実施例２のクリーニング装置７は、回収部材潤滑剤供給手段である第二潤滑剤塗布装置３２は、ブラシローラ７１が回収部材である回収ローラ７２に接触する位置に対して回収ローラ７２の表面移動方向下流側、且つ、剥離部材であるスクレーパ部材７３が回収ローラ７２に接触する位置に対して回収ローラ７２の表面移動方向上流側で、回収ローラ７２の表面に潤滑剤を供給する。これにより、第二固形潤滑剤３２ａから消費される潤滑剤は全て回収ローラ７２に供給されるため、実施例２のクリーニング装置７の回収部材潤滑剤供給手段は、経済性の点で優れている。
また、実施例１のクリーニング装置７の回収部材潤滑剤供給手段を構成する第二潤滑剤塗布装置３２は、ブラシローラ７１を介して回収部材である回収ローラ７２に潤滑剤を供給する。ブラシローラ７１で回収ローラ７２上に潤滑剤を引き伸ばすことができ、引き伸ばされた潤滑剤は回収ローラ７２上に潤滑層を形成するため、回収ローラ７２の表面とスクレーパ部材７３との摩擦力を確実に低下させることができる。
また、実施例３のクリーニング装置７は、回収部材潤滑剤供給手段である潤滑剤塗布装置３０を備え、潤滑剤塗布装置３０は潤滑剤を供給する対象に固形潤滑剤３０ａを接触させて潤滑剤を供給するものである。そして、一つの固形潤滑剤３０ａがブラシローラ７１と回収ローラ７２とに接触することにより、一つの潤滑剤塗布装置３０で、感光体１と回収ローラ７２との両方に潤滑剤を塗布することができる。
また、本実施形態の画像形成装置であるプリンタ５００は、潜像担持体である感光体１と、感光体１を帯電せしめる帯電手段である帯電装置２と、感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段である露光装置とを有する。また、感光体１上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像化する現像手段である現像装置６と、感光体１上のトナー像を被転写材に転写する転写手段である転写装置５を有する。そして、転写後の感光体１を被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する潜像担持体クリーニング手段として、クリーニング装置７を用いる。このため、良好にクリーニングが成された感光体１を用いて画像形成を行うことができるので、良好な画像形成を行うことができる。
また、図１１に示すプリンタ５００は、現像手段として複数の現像装置６と、複数の現像装置６と同数の潜像担持体である感光体１と、複数の感光体１と同数のクリーニング装置７とを有し、感光体１の１つに対して現像装置６の一つと、クリーニング装置７の一つとが対向する。すなわち、図１１のプリンタ５００は、図１に示すプロセスカートリッジ１００を複数個、具備した画像形成装置である。少なくとも感光体１とクリーニング装置７とを備えるプロセスカートリッジ１００をプリンタ５００本体から着脱可能とすることにより、各色毎に消耗品を交換することができ、操作性が向上する。
また、像担持体である感光体１の保護層、または、電荷輸送部位の構造中のバインダー樹脂が、架橋型構造を有することで高剛性のブラシでクリーニングしても感光体層の摩耗劣化を抑制することができるため、感光体１の高寿命化を図ることができる。
また、画像形成装置であるプリンタ５００としては、中間転写体としての中間転写ベルトを備えるものであっても良い。このプリンタ５００は、像担持体である感光体１と、感光体１上にトナー像を形成するトナー像形成手段としての作像部（帯電装置２、露光装置、現像装置６、クリーニング装置７など）を有する。また、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する一次転写手段と、中間転写ベルト上のトナー像を被転写材である転写紙Ｐに転写する二次転写手段を有する。さらに、二次転写後の中間転写ベルトを被清掃体として表面に付着した転写残トナーを除去する中間転写体クリーニング手段とクリーニング装置７と同様の構成のクリーニング装置を用いる。これにより、良好にクリーニングが成された中間転写ベルトで画像形成を行うことができるので、良好な画像形成を実現することができる。
また、トナー像を形成するトナーとして、形状係数ＳＦ−１が、１００〜１５０の範囲にあるものを用いることで、これまでのクリーニング方式では適用できなかったトナーを使用することが可能となって、転写効率が上がり廃棄トナーが減少することで省エネルギー化及び省資源化を図ることができる。
また、被清掃体である感光体１と少なくとも感光体１表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニング装置７とを一体に支持し、画像形成装置であるプリンタ５００本体に対して着脱自在なユニット装置であるプロセスカートリッジ１００を構成することにより、消耗品の着脱交換の操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態に係るプリンタ全体の概略構成を示す説明図。
【図２】クリーニング装置の概略構成を示す説明図。
【図３】転写残トナーの帯電分布を示すグラフ、（ａ）は、ブレード接触部を通過する前の帯電分布、（ｂ）は、ブレード接触部を通過した後の帯電分布。
【図４】静電クリーニングの概念図。
【図５】電位差による移動モデル、（ａ）は、各部材の電位差が良好な状態、（ｂ）は、二次クリーニングでの電位差が不足した状態。
【図６】スクレーパ部材に印加する電圧と、回収ローラ表面電位との関係を示すグラフ。
【図７】実施例１のクリーニング装置を備えたプリンタの作像部の概略説明図。
【図８】比較例のクリーニング装置を備えたプリンタの作像部の概略説明図。
【図９】実施例２のクリーニング装置の概略説明図。
【図１０】実施例３のクリーニング装置の概略説明図。
【図１１】回収ローラに巻き込まれにくい形状のスクレーパ部材が回収ローラ７２に接触している状態の模式図。
【図１２】形状係数ＳＦ１を求めるための説明図。
【図１３】形状係数ＳＦ２を求めるための説明図。
【図１４】タンデム式のカラー画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００７２】
１      感光体
２      帯電装置
２ａ    帯電ローラ
３      給紙カセット
３ａ    給紙ローラ
５      転写装置
６      現像装置
７      クリーニング装置
８      除電ランプ
９      定着装置
１０    排紙ローラ対
１２    紙搬送ベルト
１２ａ  転写ローラ
１２ｂ  駆動ローラ
１３    搬送ローラ対
１４    レジストローラ対
１５    ベルトクリーニング装置
３０    潤滑剤塗布装置
３０ａ  固形潤滑剤
３１    第一潤滑剤塗布装置
３１ａ  第一固形潤滑剤
３２    第二潤滑剤塗布装置
３２ａ  第二固形潤滑剤
７１    ブラシローラ
７１ａ  コア部材
７１ｂ  ブラシ繊維
７２    回収ローラ
７３    スクレーパ部材
７３ａ  接触部
７３ｂ  先端面
７５    トナー極性制御ブレード
１００  プロセスカートリッジ
５００  プリンタ
７０１  ブラシ電源
７０２  回収電源
７０６  ブレード電源
【図１】
2009042308.tif 000005
【図２】
2009042308.tif 000006
【図３】
2009042308.tif 000007
【図４】
2009042308.tif 000008
【図５】
2009042308.tif 000009
【図６】
2009042308.tif 000010
【図７】
2009042308.tif 000011
【図８】
2009042308.tif 000012
【図９】
2009042308.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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