JP2003058009A - 画像形成装置の像担持体クリーニング装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】画像形成装置の像担持体クリーニングブレ
ードの重合トナーに対するクリーニング性を向上させ、
それによって高画質の画像形成が、広範な使用条件下に
おいて長期的に実現でき、そのランニングコストもより
低減することが可能な画像形成装置の像担持体クリーニ
ング装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 固体潤滑剤を、該クリーニングブラシを
介して削りつつ該像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布機
構を持ち、該クリーニングブレードの該像担持体に対す
る線圧は０．２〜０．５Ｎ／ｃｍ、当接角は２２〜３２
度、ブレード材質の反発弾性率は４５〜６５％、３００
％モジュラスは１０００〜２５００Ｎ／ｃｍ² であるよ
うに構成して課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
採用する複写機やプリンタ等のような画像形成装置に関
し、更に詳しくは、弾性クリーニングブレード及び回転
可能なクリーニングブラシを備えた画像形成装置の像担
持体クリーニング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の複写機やレーザプリンタ
等の画像形成装置に採用されている電子写真方式は、感
光体ドラム等の像担持体上に、帯電・露光・現像工程に
より形成されたトナー像を、転写媒体に静電的に転写
し、更に定着することにより、転写媒体上に画像を形成
するように構成された画像形成方式である。近年、この
ような電子写真方式の画像形成装置に対しては、高画質
化とランニングコスト低減への要求が急速に高まってき
ているが、この高画質化への一つの対応として現像剤と
して用いるトナーの小粒径化が進められている。しか
し、従来のトナー製造方法である粉砕法でトナーの小粒
径化を行おうとすると、トナーの歩留まりが悪化し、コ
ストアップにつながってしまう。

【０００３】これに対して、最近、重合法によるトナー
製造方法が種々検討されてきており、この重合法によれ
ばトナーの小粒径化も効率よく、コスト面でも有利に行
うことが可能である。トナーを小粒径化すると、その流
動性が低下し、画像パターンの一部が欠ける等の画質欠
損を生じることがあることから、小粒径のトナーは、流
動性を改善するために表面形状を滑らかなものに、ひい
ては球形状とすることが行われている。

【０００４】上記重合法で調製された球形状トナーを用
いると、像担持体から中間転写体への転写効率が大幅に
向上する。これは、トナー粒径が揃っているため、転写
時に像担持体及び中間転写体から受ける力が全てのトナ
ーについてほぼ均一となることが大きく起因している。

【０００５】また、転写効率がよいことは、ランニング
コストの低減にもつながる。電子写真方式におけるラン
ニングコストは、その大部分を消耗品のコストが占めて
おり、トナーの消費量も１枚あたりのランニングコスト
の中においては無視できないものがある。重合トナーを
用いることによって期待できる転写効率の向上は、高画
質化のために不可欠であるばかりでなく、無駄なトナー
消費を低減できるため、ランニングコストの低減に直結
する。

【０００６】さらに、重合法で調製したトナーを用いた
画像形成装置では、従来の扮砕法を用いて作成したトナ
ーを使用したものと比較して、定着装置に使用するオイ
ルを不要にできるという大きなメリットがある。これ
は、重合法によってトナーを作成する際にトナー自身に
ワックスを内添することができるためである。このた
め、定着装置において定着する時に使用されていた剥離
用のオイルを不要にできる。

【０００７】また、定着装置において剥離用のオイルを
使用しないと、画質のてかりやぎらつきを押さえること
ができ、画質向上に対しても大変大きなメリットとな
る。また、オイル補給等の必要もなくなりメンテナンス
性も向上する。

【０００８】次に、上記画像形成装置におけるランニン
グコストの低減について説明する。現在の画像形成装置
では、装置本体に対して感光体、帯電装置、クリーニン
グ装置等を一体的に構成した画像形成ユニットを装着
し、感光体の寿命がくると画像形成ユニットを新しいも
のと交換するタイプのものが主流となってきている。

【０００９】感光体の寿命は、表面層の摩耗によって決
定される。したがって、摩耗しにくい感光体を使用する
ことによって、画像形成ユニットの長寿命化が可能とな
る。感光体を摩耗しにくくする方法としては、表面層に
フッ素樹脂粒子を含有させることが有効であることが知
られている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、従来の電子写真方式を採用した画像形成装置に
おいては、重合法で調製された球形状のトナーを用い、
転写効率を向上させた場合であっても、転写効率が１０
０％の完全な転写を実現することは難しく、転写後の像
担持体上にはどうしても転写残りトナーが残ってしまう
ので、この転写残トナーを像担持体上からクリーニング
することが必要となる。

【００１１】従来、上記画像形成装置には、転写後に像
担持体上に残る転写残トナーをクリーニングするため
に、簡易な構成で安価な弾性ブレードを用いたクリーニ
ング装置が広く採用されている。

【００１２】クリーニングブレードの物性や像担持体へ
の当接力及び角度等は、画像形成装置の仕様によりクリ
ーニング性及びその他の品質項目と、その維持性を達成
する適正なパラメータを選択し、設定する必要がある。
その中でも、とりわけ像担持体の径やスピード、トナー
及びトナー外添剤の仕様によるところが大きい。

【００１３】ところで、粒径分布の狭い球形に近い形状
の重合トナーは、上記のようなクリーニングブレードに
よるクリーニングが非常に困難である事が知られてい
る。これは、球形状トナーがクリーニングブレードをす
り抜けやすいためであるが、この球形状トナーがクリー
ニングブレードをすり抜ける現象については、これまで
様々な説明がなされている。

【００１４】クリーニングブレードによるトナーのクリ
ーニングとは、像担持体の表面に静電的力（クーロン
力）及び機械的力（ファンデルワールス力）によって付
着しているトナーに対し、像担持体表面と平行な方向に
力を与えて、トナーを像担持体表面に沿って滑らせ、除
去することである。このとき、球形状トナーは、像担持
体表面との接触面積が不定形トナーに比べて大きいた
め、大きな摩擦力が作用して滑りにくく、逆に転がりや
すい。その結果、球形状トナーは、像担持体とクリーニ
ングブレードとの間の隙間を転がり、ブレードをすり抜
けてしまうため、クリーニングが非常に困難である。

【００１５】かかる問題点に対し、単にクリーニングブ
レードやファーブラシの圧接力を増しても、その効果は
小さく、むしろ像担持体の寿命を低減させてしまう等の
不具合により適用できないケースが多い。

【００１６】そこで、重合法により調製された球形状ト
ナーをブレードでクリーニングする方法として、これま
で提案されてきたものは、大きく分類すると３種類であ
り、静電ロール等で電界を生じさせることによって像
担持体上からトナーを除去するもの、粉砕トナーを混
入させる方法、像担持体上に潤滑剤を供給すること等
により、トナーの滑り摩擦係数を低減するものである。

【００１７】の方法では、静電ロール等が別に必要と
なり、装置にコストが掛かりすぎるため現実的でなく、
の方法では、球形状トナー中に粉砕トナーが混在する
ことで当初の目的の高転写効率が果たせないため、コス
トと画質の両面で重合トナーの利点を生かすことができ
ないという問題点を有している。

【００１８】ここでは、の像担持体上に潤滑剤を供給
するケースについて、もう少し詳細に検討する。

【００１９】例えば、特開平１１−２８８１９４号公報
には、重合トナーのクリーニングシステムに、クリーニ
ングブラシを介した潤滑剤供給を適用することが提案さ
れている。さらに、ブレードの硬度と像担持体への当接
力を規定、感光体表面層の離型性層化が示されている。

【００２０】ところが、この特開平１１−２８８１９４
号公報に示されたブレードの当接力では、感光体表面の
磨耗及びスクラッチ傷が激しく発生するため、長寿命化
には耐えられず、ランニングコスト低減を実現すること
は出来ないという問題点を有している。また、ブレード
の硬度を規定するだけでは、基本的なクリーニング性能
も達成できないという問題点を有している。

【００２１】一方、特開２０００−１９９１８号公報で
はさらに、ブレード材質のｔａｎδピーク温度とトナー
外添剤の粒径を規定し、特開２０００−７５７５２号公
報では像担持体の単位回転数当たりの潤滑剤塗布量を規
定し、特開２０００−１４７９７０号公報ではブレード
材質の３００％モジュラスが２００ｋｇ／ｃｍ² 以上で
あることを規定している。

【００２２】しかしながら、上記特開２０００−１９９
１８号公報や、特開２０００−７５７５２号公報、ある
いは特開２０００−１４７９７０号公報に開示された技
術の場合には、ブレードのｔａｎδピーク温度や、外添
剤の粒径の規定を行っても、ブレードの材質自体の機械
的・化学的性能が反映された材質の選定を行わなけれ
ば、基本的なクリーニング性能を達成することは出来な
いという問題点を有している。また、ブレード材質の３
００％モジュラスは、ブレードの摩擦係数が高い条件下
で生じがちなブレードエッジ部分の欠け等に対する強度
と関係の深いものであるが、こればかりが高くても基本
的なクリーニング性の向上には直結しないという問題点
を有している。これは、ブレードの材質として通常用い
られるウレタンゴム等における３００％モジュラスが、
反発弾性率と相反する関係にあるためである。つまり、
ブレード材質の３００％モジュラスを２００ｋｇ／ｃｍ
² 以上と高い値に設定し、ブレードの摩擦係数が高い条
件下で生じがちなブレードエッジ部分の欠け等に対する
強度を高めたとしても、当該ブレード材質の３００％モ
ジュラスは、反発弾性率と相反する関係にあるため、３
００％モジュラスを高い値に設定すると、これに反して
反発弾性率が低下することになる。上記ブレードを構成
する材料の反発弾性率が低下すると、当該反発弾性率に
よって得られていたクリーニング効果も低下するため、
基本的なクリーニング性の向上には直結しないという問
題点を有しているのである。さらに、潤滑剤塗布量の規
定は有効な手段の一つであるが、これだけでは重合トナ
ーのクリーニング性の基本的な性能の確保と、温度や湿
度等の広範な使用条件下でのクリーニング性能および、
その性能の長期の維持性には直結しないという問題点を
有している。

【００２３】したがって、重合トナーのクリーニング性
の基本的な性能の確保と、温度や湿度等の広範な使用条
件下でのクリーニング性能および、その性能の長期の維
持性を満足するためには、像担持体の表面に潤滑剤を塗
布するという技術を前提としつつも、像担持体の表面か
ら重合トナーを除去するクリーニングブレードの構成す
る材質に求められる、ブレードの摩擦係数が高い条件下
で生じがちなブレードエッジ部分の欠け等に対する強度
を決定するパラメーターである３００％モジュラスの
値、クリーニングブレードのクリーニング性、特に低温
低湿環境下におけるクリーニング性に大きく影響する反
発弾性率等の値などを、トータルに考慮して、基本的に
重合トナーのクリーニング性を確保できるのは勿論のこ
と、高温高湿環境下から低温低湿環境下までの広範な使
用条件下でクリーニング性能を維持し、かつブレードエ
ッジ部分の欠け等に対する強度が高く、その性能を長期
にわたって維持することができ、感光体等の像担持体の
長寿命化という要求を、総合的に満たす像担持体のクリ
ーニング装置の開発が急務の技術的課題をなっているの
である。

【００２４】また、別の観点から、上述した重合法によ
り調製された球形状トナーのクリーニング性という課題
に対しては、クリーニングを補助するために、トナーに
外添剤を多量に添加する方法がある。

【００２５】しかし、トナーに外添剤を多量に添加する
と、感光体表面に外添剤が付着する所謂”フィルミン
グ”が発生するという問題点を有している。

【００２６】重合トナーのクリーニング性を確保しつ
つ、しかもフィルミングを防止するためにも、前述した
ように、感光体表面に潤滑剤を塗布する方法が有効であ
る。

【００２７】重合法を使用したトナーのクリーニング方
法としては、例えば、前述した特開平１１−２８８１９
４号公報が挙げられる。この中では、トナーの形状係数
ＳＦ１を１００〜１５０とし、感光体に潤滑剤を徐布す
るとともに、クリーニングブレードの接触圧力を５５ｇ
／ｃｍ以上１０５ｇ／ｃｍ以下にすることが提案されて
いる。

【００２８】しかしながら、このような高い接触圧でブ
レードを感光体に当接させると、長期にわたり使用した
際に感光体の周方向に激しい傷が発生することが明らか
になっている。この傷により低濃度のハーフトーン画像
を出力したときに画質上に白筋が発生してしまう。した
がって、トナーのクリーニング性は確保できても感光体
の寿命を長くすることに対しては有効ではないという問
題点を有している。

【００２９】また、感光体の長寿命化をはかるため、フ
ッ素樹脂を含有させた感光体を使用した画像形成装置の
例を２つ挙げる。特開平６−１３０７１１号公報では、
フッ素原子含有樹脂粒子を含有した感光体を使用し、感
光体表面粗さを十点平均粗さで０．１〜５．０μｍと
し、ブレードの接触圧力を２０〜５０ｇｆ／ｃｍとして
いる。

【００３０】更に、特開２００１−４２５５７号公報で
は、フッ素樹脂粒子が添加された表面層を有する感光体
を使用し、感光体の摩耗レートを１〜１０ｎｍ／ｋｃｙ
ｃとしている。

【００３１】しかしながら、感光体の長寿命化をはかる
ためフッ素樹脂粒子を含有させた感光体を使用した場
合、特開２００１−４２５５７号公報に開示されている
ように、感光体の摩耗レートが１〜１０ｎｍ／ｋｃｙｃ
と小さいと、高温高湿環境下で像ながれが発生すること
があるという問題点を有している。これは、感光体表面
が削れにくいため放電生成物が次第に蓄積されてしまう
ためである。

【００３２】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、画像形成装置の像担持体クリーニングブレ
ードの重合トナーに対するクリーニング性を向上させ、
それによって高画質の画像形成が、広範な使用条件下に
おいて長期的に実現でき、そのランニングコストもより
低減することが可能な画像形成装置の像担持体クリーニ
ング装置を提供することにある。

【００３３】また、この発明の他の目的とするところ
は、重合トナーのクリーニング性を向上させるため、当
該重合トナーに外添剤を添加した場合でも、外添剤によ
るフィルミングが発生するのを防止することができ、し
かも像担持体の長寿命化をはかった場合でも、像流れ等
の画質欠陥が発生するのを防止することが可能な画像形
成装置を提供することにある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
点に関し鋭意検討を重ねた結果、重合トナーのクリーニ
ング方法検討の方向性を、クリーニングブレード自体の
クリーニング性と機械的強度が可能な限り高いものを適
用することと、潤滑剤塗布、像担持体の表面層の離型性
層化、現像剤へのクリーニング助剤添加といったクリー
ニング補助手段を合わせ、最適化を行うこととした。

【００３５】まず、クリーニングブレード自体のクリー
ニング性を高めるようなブレード材質を考える。先に述
べた通り、クリーニングブレードによるクリーニングと
は、像担持体上にある付着力を持って付着しているトナ
ーに対し、像担持体の表面と平行な方向に力を加え、像
担持体の表面に沿った方向に滑らせて除去することであ
る。

【００３６】図６は、クリーニングブレード１００がト
ナー１０１をクリーニングする様子を模式的に示したも
のである。図６（ａ）は、クリーニングが良好に行われ
ている状態を示している。クリーニングブレード１００
のエッジ部１００ａは、トナー１０１に対して符号ｆで
表した力を与えるが、その水平方向成分ｆｘが、トナー
１０１の感光体１０２に対する滑り摩擦力ｆｓよりも大
きければ、トナー１０１は感光体１０２の上を滑るた
め、トナー１０１を除去することができる。

【００３７】次に、図６（ｂ）はトナー１０１がブレー
ド１００をすり抜ける様子を示している。クリーニング
ブレード１００からの水平方向の力ｆｘが滑り摩擦力ｆ
ｓよりも小さい場合、トナー１０１は感光体１０２上を
滑らずに転がってしまう。トナー１０１が転がってしま
うと、感光体１０２表面に対するクリーニングブレード
１００の移動距離よりも、感光体１０２に対するトナー
１０１の移動距離の方が短くなるため、ついにはクリー
ニングブレード１００のエッジ部１００ａをすり抜けて
しまう。これらから、感光体１０２上からトナー１０１
を確実にクリーニングするためには、クリーニングブレ
ード１００によってトナー１０１を滑らせることが出来
なければならないことが分かる。

【００３８】トナーをブレードからすり抜けない様にす
るためには、像担持体に対しブレードを強い力で押し当
て、ブレードがトナーによって押し上げられることを防
ぐことが考えられる。この場合、トナー１０１に対して
与えられる水平方向の力ｆｘは、図６（ａ）に示すよう
に、トナー１０１がブレード１００の表面に接触したと
きに生じる反力ｆの水平方向成分である。ブレードの像
担持体に対する線圧が大きければ、ブレードが動かされ
にくい分だけ反力は確実に生じることになる。ところ
が、線圧が大きいとブレードの摺動による像担持体表面
層の磨耗、表面の傷等の不具合に直結する。また、線圧
が大きいほどトナーの受ける反力が大きくなるというも
のでもない。

【００３９】もう１つ、トナーに対し水平方向の力を生
み出すものとして、ブレードと像担持体の間で生じるス
ティックスリップ現象が知られている。ブレードと像担
持体の間にはある摩擦力が働くため、像担持体の回動に
伴ってブレードの先端部は像担持体表面に引張られ、あ
る引張力に達したときにブレード自体の弾性力により反
発して元の形状に戻ろうとする。この繰り返しがスティ
ックスリップ現象と呼ばれている。図７（ｂ）に示すと
おり、スティックスリップ現象によって生じるトナー１
０１の受ける水平方向の力ｆｓｓは、前記の反力に比べ
ると能動的で力も大きいため、より効果的にトナーを弾
き飛ばし、除去することが可能となる。像担持体とブレ
ードの間に生じる摩擦係数の値は像担持体表面の場所に
よってランダムであるため、スティックスリップ現象
も、ブレードの像担持体接触線上のランダムな位置で生
じていることになる。反発して戻ろうとする動作が頻繁
にかつ迅速に行われることが、効果的なクリーニングに
つながるのである。

【００４０】以上のように、クリーニングブレードによ
るクリーニングという現象は、トナーがブレードに接触
することで受ける反力と、ブレード自体がスティックス
リップ運動をすることでトナーが受ける力とを合わせた
力によってトナーを像担持体上を滑らせる現象を指して
いると考えることができる。

【００４１】ところで、上記クリーニングブレードを構
成する主材料であるウレタンゴムの機械的特性値のう
ち、スティックスリップ現象に直結するのが反発弾性率
である。これは、外的な力に対して如何にゴムらしい伸
縮の挙動を示すかを表す代用特性値として知られてい
る。このことから、上記反発弾性率の数値が高いほどク
リーニング性が良いことは明らかであるが、クリーニン
グブレードの主材料であるウレタンゴムの場合、反発弾
性率が高いほど３００％モジュラスの数値が小さくなっ
てしまう。この３００％モジュラスは、機械的力に対す
る耐性に相関のある数値で、値が小さいと機械的強度が
弱いことになる。そのため、高温高湿条件下で像担持体
との摩擦係数が上昇した場合に生じがちな、ブレードエ
ッジの欠け等のダメージを起こしやすい。

【００４２】また、クリーニング性が最も悪くなる環境
条件は、低温低湿条件である。ブレードの反発弾性は温
度依存性が強く、温度が低いほど値が小さくなる。その
ため、スティックスリップ現象が起こりにくくなるので
クリーニング性の低下が生じる。そこで、低温低湿条件
下においても、ブレードのクリーニング性を確保するた
め、ブレードの反発弾性を高く設定すると、当該反発弾
性と相反する関係にある３００％モジュラスが低くな
る。その結果、逆に、高温高湿条件下では、上述したよ
うに、像担持体との間の摩擦係数が上昇するので、３０
０％モジュラスが低いと、ブレードエッジにダメージが
生じやすい。これは、像担持体との当接角を高くすると
さらに顕著となる。クリーニング性の向上のために反発
弾性の高い材料を選択し、最適な線圧と当接角を設定す
ることで低温低湿条件とのクリーニング性を確保したと
しても、逆に高温高湿条件でのブレードエッジダメージ
を生じてしまうことになる。すなわち、これら２つの相
反する特性値がバランスよく十分に高い数値を示すウレ
タンゴムを選択することが、クリーニングブレード材質
の選定の決め手である。

【００４３】以上のことに基づいて、上記課題を克服す
るために以下の発明を提案する。この発明の請求項１に
記載の発明は、回転駆動される像担持体と、該像担持体
上に均一な帯電を施す帯電手段と、該像担持体上に静電
潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成さ
れた静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像され
たトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、該像担持
体上に残った該転写残トナーを除去すべく該像担持体上
に当接されたクリーニングブレードと、その上流に回動
可能なクリーニングブラシとを有し、該トナーは、下記
式で表される形状係数（ＳＦ）を用いて表した場合、 ＳＦ＝（ＭＬ² π／４Ａ）×１００ （ＭＬ：トナー粒子の最大長、Ａ：トナー粒子投影像の
面積） ＳＦ≦１３５である画像形成装置の像担持体クリーニン
グ装置において、固体潤滑剤を、該クリーニングブラシ
を介して削りつつ該像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布
機構を持ち、該クリーニングブレードの該像担持体に対
する線圧は０．２〜０．５Ｎ／ｃｍ、当接角は２２〜３
２度、ブレード材質の反発弾性率は４５〜６５％、３０
０％モジュラスは１０００〜２５００Ｎ／ｃｍ² である
ことを特徴とする画像形成装置の像担持体クリーニング
装置である。

【００４４】この発明の請求項２に記載の発明は、回転
駆動される像担持体と、該像担持体上に均一な帯電を施
す帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像
形成手段と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナ
ーで現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写媒
体に転写する転写手段と、該像担持体上に残った該転写
残トナーを除去すべく該像担持体上に当接されたクリー
ニングブレードと、その上流に回動可能なクリーニング
ブラシとを有し、該トナーは、下記式で表される形状係
数（ＳＦ）を用いて表した場合、 ＳＦ＝（ＭＬ² π／４Ａ）×１００ （ＭＬ：トナー粒子の最大長、Ａ：トナー粒子投影像の
面積） ＳＦ≦１３５である画像形成装置の像担持体クリーニン
グ装置において、固体潤滑剤を、該クリーニングブラシ
を介して削りつつ該像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布
機構を持ち、該クリーニングブレードの該像担持体に対
する線圧Ｎ（Ｎ／ｃｍ）、該クリーングブレードと該像
担持体との間の摩擦係数μ、該クリーニングブレードの
材質の引き裂き強度Ｓ（Ｎ／ｃｍ）との間には、以下の
式で表わされる関係があることを特徴とする画像形成装
置の像担持体クリーニング装置である。 μＮ／Ｓ＜０．００２

【００４５】この発明の請求項３に記載の発明は、該像
担持体の表面層には、摩擦係数を低減する材料が分散さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の画
像形成装置の像担持体クリーニング装置である。

【００４６】この発明の請求項４に記載の発明は、該現
像手段で使用する現像剤には、該固体潤滑剤と同様の潤
滑物質を含む材質の、個数平均粒径０．５〜３μｍの粒
子を混合することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の画像形成装置の像担持体クリーニング装置で
ある。

【００４７】この発明の請求項５に記載の発明は、該粒
子は、該トナーの帯電極性とは逆極の帯電極性を帯びる
傾向を持つことを特徴とする請求項４に記載の画像形成
装置の像担持体クリーニング装置である。

【００４８】この発明の請求項６に記載の発明は、該ト
ナーに粒径１００〜２００ｎｍの粒子を外添したことを
特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成
装置の像担持体クリーニング装置である。

【００４９】この発明の請求項７に記載の発明は、該ト
ナーは、重合法で精製されたものであることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置の像
担持体クリーニング装置である。

【００５０】この発明の請求項８に記載の発明は、フッ
素系樹脂粒子を含有する表面層をもつ像担持体に対して
潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を有する画像形成装置
において、前記潤滑剤供給装置の下流側にクリーングブ
レードを有し、前記像担持体の１キロサイクルあたりの
磨耗量を１０ｎｍより大きくかつ２０ｎｍ以下としたこ
とを特徴とする画像形成装置である。

【００５１】この発明の請求項９に記載の発明は、前記
画像形成装置に使用されかつトナーは重合法により作成
したものであり、トナーの形状係数の値を１３０以下に
するとともに、クリーニングブレードの接触圧力を０．
２〜０．５Ｎ／ｃｍとしたことを特徴とする請求項８に
記載の画像形成装置である。

【００５２】この発明の請求項１０に記載の発明は、前
記潤滑剤塗布装置の上流側に像担持体に電荷を付与する
帯電装置を有し、帯電装置の帯電極性が前記潤滑剤の帯
電極性と逆極性である一ことを特徴とする請求項８また
は９に記載の画像形成装置である。

【００５３】この発明の請求項１１に記載の発明は、前
記潤滑剤塗布装置は導電性繊維を含むものであり、前記
導電性繊維を含むブラシの上流側に像担持体に電荷を付
与する帯電装置を有し、帯電装置通過後の感光体電位と
前記導電性繊維を含むブラシとの電位差を６００Ｖ以下
にすることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに
記載の画像形成装置である。

【００５４】

【作用】上記のように構成すれば、以下のような作用に
より重合トナーのクリーニング性を効果的に向上させる
ことができるので、高画質でかつ低コストな画像形成装
置の像担持体クリーニング装置を提供できる。なお、こ
こでは、像担持体として感光体を例にとって説明する。

【００５５】請求項１に記載の発明では、球形よりも楕
円体状に近い”ポテト”形状のトナーを用いた画像形成
装置で、固形潤滑剤をクリーニングブラシで削りつつ感
光体表面に塗布する潤滑剤供給システムと、ブレードの
感光体に対する当接角、線圧の規定、ブレード材質の反
発弾性と３００％モジュラスの規定を行い、転写後感光
体上に残留するトナーのクリーニング性を良好にする手
段を示した。

【００５６】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１同様の潤滑剤塗布システムとブレードの材質その他の
組み合わせにより、感光体駆動トルクとブレードの引き
裂き強度との関係を示している。

【００５７】次に、感光体の表面に潤滑剤を塗布した場
合の効果について説明する。まず第一に、トナーと感光
体との間の滑り摩擦係数を低下させる効果がある。これ
は、トナーが転がることを防ぐ効果につながるので、ブ
レードクリーニング性の向上につながる。第二に、感光
体とブレードエッジの間の密着性を向上させる効果があ
る。感光体とブレードエッジが密着すると、ブレードエ
ッジと感光体表面の摩擦が大きくなることから、エッジ
のスティックスリップが起こりやすい状態となる。この
ため、一般に高反発弾性と言われる７０％に満たない、
中程度（４５〜６５％程度）の反発弾性率のブレードで
も、スティックスリップ運動が効果的に生じ、クリーニ
ング性が向上することになる。

【００５８】また、クリーニングブレードの当接角は、
大きいほどブレード先端部の摺動方向への動きの自由度
が大きくなるため、スティックスリップ運動にとっては
有利であるが、角度が大きすぎるとブレードと感光体表
面との摩擦があまりにも大きくなるような環境その他の
条件下では、感光体駆動トルクの上昇、ブレードめくれ
やエッジダメージが生じやすくなる。また、ブレードの
線圧も、高いほどトナーによってブレードが押し上げら
れにくくなるためトナーの受ける反力は確実に生じる
が、高すぎるとスティックスリップ運動には妨げとなる
ためクリーニングにとっては有利とは言えない。

【００５９】さらに、ブレード材質の特性値のうち、反
発弾性率と３００％モジュラスの数値規定については、
図３に示すように、両者の間には負の相関関係があるた
め、両者が可能な限り大きな数字となるよう設定するた
めには、請求項１に示した数値近辺になることが分か
る。これは、前記のとおり一般には高反発弾性と呼ばれ
る７０％近辺の反発弾性率と比較すると、中程度の反発
弾性でしかない。高反発弾性と呼ばれるブレードに匹敵
するだけのクリーニング性能を得るために、潤滑剤の塗
布が一役買っているという状態である。

【００６０】また、請求項２に記載の発明では、ブレー
ドの引き裂き強度は、高温高湿条件下でのブレードエッ
ジの欠けの生じやすさに関連した特性値の一つである。
クリーニング性能実現のため結果的に感光体の駆動トル
クが大きくなり、駆動系の許容値いっぱいになってしま
ったとしても、高温高湿条件下でもブレードエッジの欠
け等が生じない条件を数値化した。

【００６１】以上のとおり、ブレードの物性とパラメー
タ、及び潤滑剤の塗布によってバランスをとることで、
低温低湿条件下でもブレードのスティックスリップ運動
が効果的に生じるため残留トナーをクリーニングでき、
同時に、高温高湿条件下でブレードエッジの欠け等の機
械的ダメージを生じない好適なブレードクリーニング状
態を作ることができる。

【００６２】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１又は２に加え、表面層に摩擦係数を低減する材料が
分散されている感光体を用いている。

【００６３】請求項１、２で示したブレードクリーニン
グ条件では、ブレードと感光体の間の摩擦を大きくした
ために、感光体の駆動トルクの上昇が問題となってく
る。図４に示すとおり、駆動トルクは主に起動時のトル
ク上昇、特に画像形成装置の使用を開始した初期段階で
のトルク上昇が最も大きいことがわかる。また、潤滑剤
としてのジンクステアレートを供給することにより、感
光体表面とブレードとが密着し、感光体の駆動トルクが
上昇している傾向も現れている。潤滑剤の塗布条件によ
っては、画像形成装置の使用初期段階でも既に感光体上
には潤滑剤塗布がなされているが、ブレードエッジに到
達しているトナーや外添剤の量はまだ少ないという状態
が生じる場合があり、この様な場合には起動時のトルク
が非常に高くなる。トルクの上昇で問題となるのは、駆
動系の振動によるモーションクオリティの悪化であり、
バンディングなど画質の悪化に直結する。そこで、感光
体の表面層そのものを低摩擦化することで、初期トルク
の上昇を防止することが可能となる。駆動トルクの抑制
は、感光体を回転駆動するための電力の抑制につなが
り、或いはモータの定格を下げることもできるため、コ
ストダウンにつながる。

【００６４】また、請求項４に記載の発明では、固形潤
滑剤と同様の潤滑物質を含む微小粒子を現像剤に混入さ
せている。

【００６５】さらに、請求項５に記載の発明では、請求
項４の粒子はトナーとは逆極性に帯電している。

【００６６】潤滑剤の供給システムの仕様によっては、
画像形成装置の使用初期段階において潤滑剤の供給が十
分でなく、低温低湿条件下でブレードの十分なスティッ
クスリップ運動が生じず、クリーニング不良を生じる場
合がある。そこで、現像剤に混入した固形潤滑剤と同様
の潤滑物質を含む微粒子は、現像器が感光体に対向する
と感光体表面に移行するので、感光体表面の潤滑効果な
らびにブレードと感光体との密着性の向上に寄与する。

【００６７】また、請求項５のような帯電極性であれ
ば、トナーの現像時に、より面積の大きい非画像部に微
粒子を現像することができる。しかも、上記微粒子は、
転写時に転写材上に転写されることがないため、よりそ
の効果は大きい。但し、この様な現像剤への潤滑剤粒子
添加は、初期的にはクリーニング性能の向上に寄与する
が、長期的には効果が無くなっていく傾向にあることが
実験的に明らかになっている。クリーニング部における
ブラシを介した潤滑剤塗布の方が、長期的にはより安定
的な潤滑剤供給が行える。

【００６８】次に、トナーの形状係数の規定について述
べる。図５に示すように、トナーの形状係数がクリーニ
ング性に関連があることは知られている。一般に、形状
係数が１２０を下回るような球形状トナーの場合には、
低温低湿条件下において、ブレードのより長寿命化を目
指すと、ブレードの規定値のうち、公差の下限値におい
て、クリーニング性が低下してしてしまう虞れがある。
そこで、この場合には、トナーの形状係数を指定の範
囲、つまり１３５以下とすることで、ブレードの公差範
囲をより広く確保しつつ、クリーニング性の低下を防止
することができるので、量産性の向上、ひいてはコスト
ダウンにも直結する。

【００６９】また、請求項７に記載の発明では、形状係
数が１３５以下である球形よりも楕円体に近い所謂”ポ
テト”形状のトナーの効果的な製造方法として、重合法
を用いていることを示した。形状係数を規定する場合、
コスト面、技術面において、重合法が最も適した製造方
法である。

【００７０】この発明のクリーニング技術を、スコロト
ロン帯電方式の画像形成装置に適用することについて説
明する。画像形成装置の帯電装置のうち、バイアスチャ
ージロールのような接触帯電装置の場合には、クリーニ
ングブレードからすり抜けたトナー等の異物は、一旦、
感光体の表面に接触する帯電装置の表面に吸着し、帯電
装置へのバイアスのオフオンのタイミングで変化する感
光体との間の電界によって感光体表面に再度戻して、現
像器内に回収するようなシステムを構築することが可能
であるため、接触帯電装置の表面がある限度以上に汚れ
ることさえ防ぐことができれば、ブレードをすり抜けた
トナーが画像に影響を与えることはない。逆に、帯電装
置としてスコロトロンを用いるケースでは、ブレードを
すり抜けたトナーは直接的にスコロトロン及び露光の直
下を通過してしまうので、その影響がすぐに画像へ及ん
でしまう。このように、スコロトロンを用いる画像形成
装置では、ブレードクリーニング性に対する要求はより
厳しいものである。そのため、帯電装置として、スコロ
トロン等の非接触式の帯電装置を使用した場合に、特
に、クリーニングブレードによる高いクリーニング性が
要求される。

【００７１】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００７２】実施の形態１ 図１はこの発明の実施の形態１に係る像担持体のクリー
ニング装置を適用した画像形成装置を示す構成図であ
る。この図１は、画像形成装置においてフルカラーの４
色のトナー像形成及び転写プロセス部分の概要を示すも
のである。

【００７３】図１において、１は像担持体としての感光
体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム１は、例
えば、感光体として有機光導電体（ＯＰＣ）を採用した
ものが用いられるが、これに限定されるものではなく他
の感光体を用いても良いことは勿論である。また、上記
感光体ドラム１は、図示しない駆動手段により、矢印方
向に沿って所定の回転速度（例えば、周速２２０ｍｍ／
ｓｅｃ）で駆動されるように構成されている。

【００７４】上記感光体ドラム１の周囲には、当該感光
体ドラム１の表面を所定の極性（マイナス極性）かつ所
定の電位に一様に帯電する帯電手段としてのスコロトロ
ンからなる帯電器２と、画像情報に応じてレーザービー
ムＬＢを射出するレーザ光源や、当該レーザー光源から
射出されたレーザービームＬＢを感光体ドラム１の表面
に走査露光するレンズ・ミラー等からなる潜像形成手段
としての露光光学装置３と、感光体ドラム１上に順次形
成されるブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）等の４色のトナー１７で現像する
４つの現像器４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃを、回転可能なロ
ータリー４ａの周方向に沿って備え、これら４つの現像
器４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃをロータリー４ａによって回
転させることで所定の色のトナーで現像することが可能
なロータリー方式の現像装置４と、感光体ドラム１上に
形成されたトナー像を後述する中間転写体に転写した後
に、当該感光体ドラム１上に残留する転写残トナーを除
去するための像担持体クリーニング装置としてのクリー
ニングユニット５とが配設されている。なお、図１中、
６は、クリーニングユニット５の上流側に配設されたク
リーニング前帯電装置を示している。

【００７５】このクリーニングユニット５は、感光体ド
ラム１の表面に対向した位置に開口部を有する筐体５ａ
を備えており、この筐体５ａの開口部には、ウレタンゴ
ム製のクリーニングブレード５ｂが、感光体ドラム１の
表面に、当該感光体ドラム１の回転方向に対してカウン
タ方向、つまりブレード５ｂの先端が感光体ドラム１の
回転方向下流側から上流側に向けて接触する方向に向
け、所定のオーバーラップ量をもって接するように配設
されている。

【００７６】また、クリーニングユニット５の筐体５ａ
の内部には、クリーニングブレード５ｂの上流側に位置
し、開口部から一部が外周に突出して感光体ドラム１の
表面に接触するクリーニングブラシ５ｃと、除去された
トナーを回収するオーガ５ｄが、ともに回転可能に配設
されている。さらに、上記クリーニングブラシ５ｃの表
面には、図２に示すように、フリッカーバー５ｅが当接
し、クリーニングブラシ５ｃの表面に付着したトナーや
外添剤等の付着物をフリッキングするようになってい
る。

【００７７】上記感光体ドラム１の下方には、図１に示
すように、中間転写体としての中間転写ベルト７が配設
されている。この中間転写ベルト７は、一次転写用のバ
イアス転写ロール８によって感光体ドラム１の表面に圧
接されており、感光体ドラム１上に順次形成される４色
のトナー像を、静電的に中間転写ベルト７上に互いに重
ね合わせた状態で順次一次転写するようになっている。
中間転写ベルト７は、駆動ローラ９と、テンションロー
ラ１０と、バックアップローラとしての従動ローラ１１
との間に、所定のテンションで掛け回されたおり、定速
性に優れた図示しない駆動モータによって回転駆動され
る駆動ロール９により、感光体ドラム１の回転速度（周
速）と等しいか、略等しい速度で回転駆動される。

【００７８】中間転写ベルト７の周囲には、図１に示す
ように、当該中間転写ベルト７上に一次転写されたトナ
ー像を、転写媒体としての転写用紙１２に一括して二次
転写するための二次転写ロール１３が、従動ローラ１１
に対向して圧接されている。また、二次転写した後に中
間転写ベルト７上に残留したトナーは、中間転写体クリ
ーニング装置１４によって除去回収される。また、上記
中間転写ベルト７の二次転写ロール１３の側方には、二
次転写像を載せた転写用紙１２を搬送する用紙搬送ベル
ト１５と、この用紙搬送ベルト１５の終端側には、転写
用紙１２上に形成されたトナー像を、当該転写用紙１２
上に定着させるための定着ローラ１６ａを内設した定着
装置１６が設けられている。

【００７９】上述のような構成において、カラー画像の
作成プロセスについて、図１を用いて説明する。

【００８０】まず、上記の如く構成される画像形成装置
では、感光体ドラム１の表面を帯電器２によって所定の
電位にほぼ均一に帯電した後、感光体ドラム１の表面に
露光光学装置３から射出されたレーザービームＬＢを照
射することによって、当該感光体ドラム１の表面に各色
の画像情報に応じた静電潜像を形成する。その後、この
画像形成装置では、感光体ドラム１上に形成された静電
潜像を、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）等の各色のトナー１７を収容した
４つの現像器４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃのうち、対応する
色の現像器４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃにより現像し、この
感光体ドラム１の表面に現像されたトナー像を、バイア
ス転写ロール８の放電作用により中間転写ベルト７に一
次転写する。この帯電・露光・現像・転写の各工程をロ
ータリー方式の現像装置４の回転動作により、ブラック
（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）の４色分順次繰り返し、中間転写ベルト７上にフ
ルカラーのトナー像を形成させる。こうして得られた中
間転写ベルト７上のフルカラートナー像は、その間、中
間転写ベルト７から離間されていた二次転写ロール１３
を中間転写ベルト７に接触させ、所定のタイミングで搬
送されてくる転写用紙１２に、二次転写ロール１３の放
電効果によって二次転写させ、用紙搬送ベルト１５によ
って転写用紙１２を搬送し、定着装置１６の熱と圧力と
によって転写用紙１２上にフルカラートナー像を定着さ
せる。以上の工程により、上記画像形成装置では、転写
用紙１２上にフルカラートナー画像を得ることができ
る。

【００８１】次に、感光体ドラム１上の転写残トナーを
クリーニングするクリーニングユニット５について、更
に拡大した図２を用いて説明する。

【００８２】クリーニングブラシ５ｃの上部には、図２
に示すように、所定の圧力でクリーニングブラシ５ｃに
接触している固形潤滑剤５ｆが、筐体５ａの壁面から板
バネ５ｇにより支持された状態で設けられている。この
実施の形態では、クリーニングブラシ５ｃが感光体ドラ
ム１の表面と接触しながら、当該感光体ドラム１表面の
移動速度の１．２倍〜３倍の回転速度で、感光体ドラム
１の回転方向と順方向に回転する。このとき、固形潤滑
剤５ｆは、クリーニングブラシ５ｃによって掻き削ら
れ、微粒子となってクリーニングブラシ５ｃにより感光
体ドラム１の表面に塗布される。

【００８３】このように、上記感光体ドラム１の表面に
固形潤滑剤５ｆの微粒子を塗布することによって、クリ
ーニングブレード５ｂと感光体ドラム１表面との間の摩
擦係数を低減させることができるとともに、現像器４
Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ中のトナーに外添剤を添加した場
合であっても、当該外添剤のフィルミング等を防止する
ことができる。

【００８４】固形潤滑剤５ｆの実施例としては、金属石
鹸として知られている脂肪酸金属塩、ここではステアリ
ン酸亜鉛（ジンクステアレート）を用いている。この固
体潤滑剤５ｆの硬度は、ＪＩＳの鉛筆硬度表示でＨＢに
設定されているが、これ以外の硬度のものを用いても勿
論よい。また、上記固体潤滑剤５ｆは、感光体ドラム１
の１回転あたり１０μｇ程度の消費量で塗布されるよう
になっている。脂肪酸金属塩としては他に、ステアリン
酸銅、パルチミン酸バグネシウム、オレイン酸亜鉛等が
挙げられる。固形潤滑剤５ｆの中には、放電生成物除去
のために多孔質ガラスやゼオライトのような多孔質粉体
や、親水性粉体を混入させてもよい。

【００８５】ところで、この実施の形態では、クリーニ
ングブレードの像担持体に対する線圧が０．２〜０．５
Ｎ／ｃｍ、当接角は２２〜３２度、ブレード材質の反発
弾性率は４５〜６５％、３００％モジュラスは１０００
〜２５００Ｎ／ｃｍ² であるように構成されている。

【００８６】また、この実施の形態では、クリーニング
ブレードの該像担持体に対する線圧Ｎ（Ｎ／ｃｍ）、該
クリーングブレードと該像担持体との間の摩擦係数μ、
該クリーニングブレードの材質の引き裂き強度Ｓ（Ｎ／
ｃｍ）との間には、 μＮ／Ｓ＜０．００２ で表わされる関係があるように構成されている。ここ
で、μＮは、単位面積当たりの摩擦力を示しており、μ
Ｎ／Ｓは、単位面積当たりの摩擦力μＮを、クリーニン
グブレードの材質の引き裂き強度Ｓで除した値が、所定
値０．００２よりも小さいことを規定しており、その分
だけ、クリーニングブレードの材質の引き裂き強度Ｓ
が、単位面積当たりの摩擦力μＮと比較して大きけれ
ば、クリーニングブレードの長寿命化が可能となる。

【００８７】すなわち、この実施の形態では、クリーニ
ングブレード５ｂとして、反発弾性率５０％、硬度７７
度のウレタンゴムからなるブレードを用いている。ま
た、上記クリーニングブレード５ｂは、３００％モジュ
ラスが１５００Ｎ／ｃｍ² 、引き裂き強度Ｓが５１０Ｎ
／ｃｍとなるように設定されている。さらに、上記クリ
ーニングブレード５ｂは、厚さが２ｍｍ、自由長が９ｍ
ｍの短冊形状に形成され、感光体ドラムに対する当接角
が２５度、食い込み量が１ｍｍ、線圧が０．３Ｎ／ｃｍ
に設定されている。

【００８８】また、この実施の形態では、クリーニング
ブレードの該像担持体に対する線圧Ｎ（Ｎ／ｃｍ）、該
クリーングブレードと該像担持体との間の摩擦係数μ、
該クリーニングブレードの材質の引き裂き強度Ｓ（Ｎ／
ｃｍ）との間には、 μＮ／Ｓ＜０．００１４ となるように構成されており、μＮ／Ｓの値が０．００
２よりも小さな値となっている。

【００８９】さらに、この実施の形態では、感光体ドラ
ム１として、導電性円筒基材の表面に下引き層（ＵＣ
Ｌ）、電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）の
順にディップ方式で塗布したものが用いられ、表面層で
ある電荷輸送層中には、フッ素系樹脂粒子が分散されて
いる。導電性円筒基材としては、アルミニウム、ニッケ
ル、クロム、ステンレス鋼等の金属類、あるいはアルミ
ニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス
鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＯＴ
等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等からなるもの
が挙げられる。下引き層としては、ポリビニルブチラー
ルなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、
ポリアミド樹脂、セルロース樹脂などの高分子樹脂化合
物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウ
ム、マンガン、シリコン原子などを含有する有機金属化
合物などが挙げられる。電荷発生層は、電荷発生材料を
適当な結着樹脂中に分散し塗布することにより形成され
る。電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、ク
ロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタ
ロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用可能である。
電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジ
エチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾー
ル等のオキサジアゾール誘導体、１，３，５−トリフェ
ニル−ピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−
（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチル
アミノスチリル）ピラゾリン等のピラゾリン誘導体等が
使用可能で、それらの化合物からなる基を主鎖または側
鎖に有する重合体などがあげられる。これらの電荷輸送
材料は、１種または２種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。

【００９０】フッ素系樹脂粒子としては、４フッ化エチ
レン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化プロピ
レン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、
２フッ化２塩化エチレン樹脂およびそれらの共重合体の
中から１種あるいは２種以上を適宜選択するのが望まし
いが、特に、４フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン
樹脂が好ましい。

【００９１】前記フッ素系樹脂粒子の一次粒子径は、
０．０５〜１μｍが良く、更に好ましくは０．１〜０．
５μｍが好ましい。一次粒子径が０．０５μｍを下回る
と分散時の凝集が進みやすくなる。又、１μｍを上回る
と画質欠陥が発生し易くなる。

【００９２】なお、感光体ドラム１の内面には基材に沿
うように円筒状のヒータを取り付けても良い。この場
合、低温を検知した際に起動させ、温度は３０〜５０℃
程度とする。これは、感光体ドラム１上に残留した放電
生成物が高湿条件下で含水する事により生じてしまう像
の乱れを、水分を蒸発させる事によって防止する上で効
果がある。

【００９３】また、この実施の形態では、現像手段で使
用する現像剤に、固体潤滑剤と同様の潤滑物質を含む材
質の、個数平均粒径０．５〜３μｍの粒子を混合するよ
うに構成されている。さらに、上記粒子は、トナーの帯
電極性とは逆極の帯電極性を帯びる傾向を持つように調
製されている。

【００９４】さらに、この実施の形態では、トナーに粒
径１００〜２００ｎｍの粒子を外添するように構成され
ている。

【００９５】現像剤に混入させる潤滑物質粒子１８とし
ては、固形潤滑剤５ｆにも用いたステアリン酸亜鉛の粒
径０．５〜３μｍの粒子が挙げられる。或いは、ステア
リン酸亜鉛そのものを分散重合法で微粒子化すること
で、トナー外添剤レベルの５０〜１５０ｎｍ程度の微粒
子にしても良い。その重合反応中或いは終了後、反応系
中に荷電制御剤や極性物質等を含む重合粒子を添加する
ことでその表面に付着させ、所定の帯電極性（トナーの
帯電極性とは逆極の帯電極性）にコントロールされた仕
様にしても良い。この潤滑物質粒子１８をトナー１７に
混入或いは外添する。潤滑物質粒子１８をトナー１７と
逆極の帯電極性のものとすれば、現像時に、特に非画像
部にて顕著に感光体ドラム１へ正規現像と同様の工程に
より移行し、転写部でも転写媒体１２に転写されること
なくクリーニング部へ送られることになる。

【００９６】また、重合トナー１７の実施例としては、
分散重合法によって凝集成長させた平均粒径５．５μｍ
のトナーを用いた。製造工程としては、スチレンアクリ
ル粒子分散液と色剤粒子の分散液、また、ワックス粒子
の分散液を混合し、粒子を凝集させる工程、凝集粒子に
加熱して癒着させる工程、洗浄工程を経て、球形形状の
トナーが精製される。分散粒子の凝集工程における温
度、凝集時間、分散液濃度等の制御により、トナー粒
径、形状をコントロールすることができる。ここで、用
いた重合トナーは、下記式で表される形状係数（ＳＦ）
を用いて表した場合、 ＳＦ＝（ＭＬ² π／４Ａ）×１００ （ＭＬ：トナー粒子の最大長、Ａ：トナー粒子投影像の
面積） ＳＦ≦１３５である。さらに詳しくは、重合トナー１７
の形状係数が中心値１３０に対し±２の範囲となるよう
に設定されている。

【００９７】形状係数ＳＦは、スライドグラス上に散布
したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルー
ゼックス画像解析装置に取り込み、５０個以上のトナー
について計算し、個数平均値を求めて得ている。

【００９８】以上の構成において、この実施の形態に係
る画像形成装置の像担持体クリーニング装置では、次の
ようにして、クリーニングブレードの重合トナーに対す
るクリーニング性を向上させ、それによって高画質の画
像形成が、広範な使用条件下において長期的に実現で
き、そのランニングコストもより低減することが可能と
なっている。

【００９９】すなわち、この実施の形態に係るクリーナ
ーユニットが適用される画像形成装置では、図１に示す
ように、感光体ドラム１上にブラック（Ｋ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー
像が順次形成され、この感光体ドラム１上に順次形成さ
れるブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、感光体ドラ
ム１が１回転する毎に、中間転写ベルト７上に互いに重
ね合わせた状態で順次転写される。

【０１００】ところで、上記感光体ドラム１上にトナー
像を形成するトナー１７としては、形状係数（ＳＦ）が
１３５以下で、具体的には１３０程度の球体よりも楕円
体に近い”ポテト”形状のトナーが用いられ、転写効率
を高めるようになっている。ただし、球形状に近いポテ
ト形状のトナー１７を用いた場合でも、転写効率を１０
０％にすることはできず、感光体ドラム１の表面には、
転写後に転写残トナーが存在する。この感光体ドラム１
上の転写残トナーは、クリナーユニット５のクリーニン
グブラシ５ｃによって一部が除去されるとともに、最終
的にクリーニングブレード５ｂによって感光体ドラム１
の表面から除去される。

【０１０１】この実施の形態では、クリーニングブレー
ド５ｂとして、反発弾性率５０％、硬度７７度のウレタ
ンゴムからなるブレードを用いている。したがって、上
記クリーニングブレード５ｂは、図３に示すように、反
発弾性率が５０％であり、高反発弾性と呼ばれる７０％
近辺の反発弾性率と比較すると、中程度の反発弾性でし
かないが、感光体ドラム１の表面に固体潤滑剤５ｆを塗
布することによって、クリーニングブレード５ｂと感光
体ドラム１表面との密着性が高まり、低温低湿環境下に
おいても、図７に示すようなスティックスリップ現象を
効果的に発生させ、良好なクリーニング性を得ることが
できる。

【０１０２】また、上記クリーニングブレード５ｂは、
３００％モジュラスが１５００Ｎ／ｃｍ² と比較的高い
値に設定されており、高温高湿環境下においも、クリー
ニングブレード５ｂのエッジに欠け等が発生するのを防
止することができる。即ち、上記クリーニングブレード
５ｂは、図３に示すように、当該クリーニングブレード
５ｂをウレタンゴムによって形成した場合、反発弾性率
と３００％モジュラスが互いに相反する相関関係を有
し、反発弾性率の値が高いと３００％モジュラスの値が
低くなり、逆に、３００％モジュラスの値が高いと反発
弾性率の値が低くなる関係にある。

【０１０３】したがって、スティックスリップ現象を効
果的に発生させ、クリーニング性を向上させるため、反
発弾性率を７０％と高い値に設定すると、多少のバラツ
キはあるものの、図３から明らかなように、３００％モ
ジュラスの値が１０００Ｎ／ｃｍ² 以下となってしま
い、高温高湿環境下において摩擦係数が高くなると、ク
リーニングブレード５ｂのエッジに欠け等が発生し、ク
リーニング性が低下するとともに、クリーニングブレー
ド５ｂの寿命が短くなるため、不適切である。

【０１０４】そこで、この発明の実施の形態１では、ク
リーニングブレード５ｂの反発弾性率を６５％以下に設
定する必要がある。また、クリーニングブレード５ｂの
反発弾性率を４５％よりも低いと、次に述べるように、
低温低湿環境下におけるクリーニング性の低下が問題と
なるため、反発弾性率は４５％以上である必要がある。

【０１０５】一方、高温高湿環境下におけるクリーニン
グブレード５ｂの強度を向上させるため、３００％モジ
ュラスの値を２５００Ｎ／ｃｍ² を越えて、２５００〜
３０００Ｎ／ｃｍ² に設定すると、反発弾性率が４０％
以下となるため、低温低湿環境下においては、クリーニ
ングブレード５ｂの反発弾性率が大幅に低下し、スティ
ックスリップ現象を効果的に発生させることができず、
重合トナー１７のクリーニング性が大幅に低下してしま
う。

【０１０６】そこで、この発明の実施の形態１では、ク
リーニングブレード５ｂの３００％モジュラスの値を２
５００Ｎ／ｃｍ² 以下に設定する必要がある。また、ク
リーニングブレード５ｂの３００％モジュラスの値が１
０００Ｎ／ｃｍ² を下回ると、高温高湿環境下において
摩擦係数が高くなると、クリーニングブレード５ｂのエ
ッジに欠け等が発生し、クリーニング性が低下するとと
もに、クリーニングブレード５ｂの寿命が短くなるた
め、不適切である。

【０１０７】そこで、この発明の実施の形態１では、ク
リーニングブレード５ｂの３００％モジュラスの値を１
０００〜２５００Ｎ／ｃｍ² に設定する必要がある。

【０１０８】また、この実施の形態では、クリーニング
ブレード５ｂの感光体ドラム１に対する線圧Ｎ（Ｎ／ｃ
ｍ）、該クリーングブレード５ｂと感光体ドラム１との
間の摩擦係数μ、該クリーニングブレードの材質の引き
裂き強度Ｓ（Ｎ／ｃｍ）との間には、 μＮ／Ｓ＜０．００１４ となるように構成されている。そのため、クリーニング
ブレード５ｂの長寿命化が可能となる。

【０１０９】また、μＮ／Ｓの値が０．００２以上にな
ると、クリーニングブレード５ｂの長寿命化が困難とな
るため、望ましくない。これは、図１４の実験結果に示
すように、μＮ／Ｓの値とブレードエッジの欠けには相
関関係があり、μＮ／Ｓが０．００２以上になると、高
温高湿条件下でエッジの欠けが発生する。ブレード材質
Ｂは、初期のクリーニング性は良好だが、μＮ／Ｓの値
が悪いためエッジの欠けが生じた結果、クリーニング維
持性が悪い。なお、図１４のグラフは、図３に示す各種
ウレタン材料のうち、代表的なもの図３中のＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの特性を有する４つのウレタン材料を選択し、こ
れら各種ウレタンゴム材料の適用条件でのクリーニング
性及びエッジ欠けの実験結果を示すものである。

【０１１０】ところで、上記クリーニングブレードの反
発弾性率、３００％モジュラス、感光体ドラムとの間の
摩擦係数μ、引き裂き強度Ｓ（Ｎ／ｃｍ）は、次のよう
に測定した。反発弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ６２５５（加
硫ゴムのリュプケ振り子による反発弾性率試験方法）に
準拠したゴムの反発弾性試験で、４本のつり糸に懸垂さ
れた振り子（リュプケ振り子）の一端を所定の高さから
ゴム試験片に衝突させ、跳ね返った振り子の高さの元の
高さとの比率をさす。３００％モジュラスは、ＪＩＳ
Ｋ ６３０１（加硫ゴム物理試験方法）に準拠した３０
０％伸張時の応力をさす。引き裂き強度Ｓ（Ｎ／ｃｍ）
は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠して測定した。なお、
感光体とブレードの間の摩擦係数μは、感光体の駆動ト
ルク測定値より算出した。

【０１１１】また、クリーニングブレードの該像担持体
に対する線圧が０．２〜０．５Ｎ／ｃｍ、当接角が２２
〜３２度であることの根拠は、図１５に示すとおり、ク
リーニング性（維持性）、駆動トルク、ブレードめくれ
の観点でブレード設定公差を求めたものによるものであ
る。

【０１１２】実施の形態２ 図８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記
実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明
すると、この実施の形態２では、フッ素系樹脂粒子を含
有する表面層をもつ像担持体に対して潤滑剤を供給する
潤滑剤供給装置を有する画像形成装置において、前記潤
滑剤供給装置の下流側にクリーングブレードを有し、前
記像担持体の１キロサイクルあたりの磨耗量を１０ｎｍ
より大きくかつ２０ｎｍ以下とするように構成されてい
る。

【０１１３】すなわち、この実施の形態２では、図８に
示すように、クリーニングユニット５の上流側に、クリ
ーニング前帯電装置６が設けられている。このクリーニ
ング前帯電装置６の主な役割は、一次転写ロール８によ
る感光体ドラム１の正帯電履歴を消去することである。
上記感光体ドラム１上に形成されたトナー像を中間転写
ベルト７に一次転写する際に、中間転写ベルト７の裏面
側から一次転写ロール８によって、トナー１７の帯電極
性と逆極性の正極性の電荷を付与するため、感光体ドラ
ム１の表面に転写用の電荷によって正帯電の履歴が残
る。感光体ドラム１の表面に正帯電の履歴が残っている
と、画質欠陥が発生する場合がある。そこで、クリーニ
ング前帯電装置６により感光体ドラム１の表面を負極性
の電位に再帯電させることにより、画質欠陥を防止する
ようになっている。

【０１１４】また、上記クリーニングユニット５を通過
した後の感光体ドラムは、イレーズランプ２０により一
様に露光されていったん除電され、次の帯電工程に備え
る。なお、図８中、２１は中間転写ベルト７の補助的な
従動ローラを、２２は二次転写ロール１３のクリーニン
グ装置をそれぞれ示している。

【０１１５】上述のような構成において、図８を用いて
カラー画像の作成プロセスについて簡単に説明する。感
光体ドラム１の表面を帯電器２によりほぼ均一に帯電
し、レーザービームＬＢを感光体ドラム１の表面に照射
することによって、当該感光体ドラム１の面上に静電潜
像を形成する。その後、カラートナーを収容した現像器
４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃにより、感光体ドラム１の面上
に現像し、そのトナー像をバイアス転写ロール８により
中間転写ベルト７に静電的に一次転写する。この転写工
程をブラック（Ｋ）色から順に４色分順次繰り返し、中
間転写ベルト７の面上にフルカラートナー像を形成させ
る。こうして得られた中間転写ベルト７上のフルカラー
トナー像を、二次転写ロール１３により転写用紙１２に
二次転写させ、定着装置１６の熱と圧力とによって転写
用紙１２上のフルカラートナー像を転写用紙１２に定着
させる。以上により、転写用紙１２上にフルカラー画像
を得ることができる。

【０１１６】次に、この発明の実施の形態２に係る感光
体クリーニング装置について図９を用いて詳細に説明す
る。

【０１１７】感光体クリーニング装置としてのクリーナ
ーユニット５の構成要素は、クリーニングブレード５
ｂ、固体潤滑剤塗布装置２５、クリーニングブラシ５
ｃ、フリッカーバー５ｅである。クリーニングブレード
５ｂの上流側にクリーニングブラシ５ｃが配置され、感
光体ドラム１に対し所定量食込んだ状態で、矢印ｃの方
向（感光体ドラム１の回転方向と順方向）に感光体ドラ
ム１よりも速い周速度で回転している。これにより、転
写後に感光体ドラム１上に残留するトナー１７や紙粉の
一部を機械的に掻き取る。クリーニングブラシ５ｃで完
全に掻き取ることができなかった残留トナー１７や紙粉
は、クリーニングブレード５ｂにより除去される。クリ
ーニングブレード５ｂは、感光体ドラム１に対し所定量
の角度および食込み量となるように設置されている。

【０１１８】図９において、２５ａは固体潤滑剤であ
り、固体潤滑剤２５ａの支持板２５ｂと一体的に、前記
クリーニングブラシ５ｃ上に配置されている。５ｅはフ
リッカーバーであり、クリーニングブラシ５ｃで掻き取
った感光体ドラム１上の残留トナー１７および固体潤滑
剤２５ａの粒子をフリッキングできるように所定量クリ
ーニングブラシ５ｃに対し食込んでいる。この食込み量
は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の間で設定可能だが、ブラ
シ５ｃの毛倒れを防止するために１ｍｍ〜２ｍｍ程度に
設定することが望ましい。

【０１１９】固体潤滑剤塗布装置２５は、前記支持板２
５ｂと一体的に構成された固体潤滑剤２５ａ、クリーニ
ングブラシ５ｃ、フリッカー５ｅとで構成されており、
固体潤滑剤２５ａとクリーニングブラシ５ｃとの食込み
量は、固体潤滑剤２５ａと支持板２５ｂとの自重により
決定される。また、５ｄはオーガーであり、フリッカー
５ｅによってフリッキングされた残留トナー等を回収
し、図示しない回収装置へと残留トナー等を搬送する。
５ｈはシール部材であり、クリーニングブラシ５ｃおよ
びクリーニングブレード５ｂで掻き取った残留トナー１
７等がクリーニング装置５の外部にこぼれないようにク
リーニング装置５を閉空間となすようにしている。

【０１２０】上記のように構成しているので、クリーニ
ングブラシ５ｃで掻き取られた残留トナー１７は確実に
フリッカー５ｅによりフリッキングされ、クリーニング
ブラシ５ｃはクリーニング性能を損なわない状態を保つ
ことができる。一方、クリーニングブラシ５ｃで掻き取
られた固体潤滑剤２５ａは、フリッカー５ｅにより比較
的粒径の大きな固体潤滑剤２５ａがフリッキングされ、
小さな粒径の固体潤滑剤２５ａのみがクリーニグブラシ
５ｃ上に残り、感光体ドラム１の表面へと塗布される。
感光体ドラム１上に均一に固体潤滑剤２５ａを塗布して
いることにより、摩擦係数を低く安定させることができ
る。これにより重合法で作成した形状が球形に近いトナ
ー１７でもクリーニング可能となる。

【０１２１】球形トナーの実施例としては、分散重合法
によって凝集成長させた平均粒径５．５μｍの重合トナ
ーを用いた。製造工程としては、スチレンアクリル粒子
分散液と色剤粒子の分散液、また、ワックス粒子の分散
液を混合し、粒子を凝集させる工程、凝集粒子に加熱し
て癒着させる工程、洗浄工程を経てトナーが精製され
る。分散粒子の凝集工程における温度、凝集時間、分散
液濃度等の制御により、トナー粒径、形状をコントロー
ルすることができる。

【０１２２】形状係数ＳＦ１は、トナー長径ＭＬと投影
面積Ａで表わされる形状係数（ＭＬ ² ／Ａ）＊２５πで
算出される。この形状係数ＳＦ１は、スライドグラス上
に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じ
てルーゼックス画像解析装置に取り込み、５０個以上の
トナーの形状係数を計算し、個数平均値を求めて得る。

【０１２３】この実施の形態では、トナーの形状係数Ｓ
Ｆ１が１３０以上のものを用いており、具体的には、形
状係数ＳＦ１が１３５のトナーを採用している。

【０１２４】また、この実施の形態で使用される固体潤
滑剤２５ａとしては、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属
塩を、ＪＩＳの鉛筆硬度でＢ以上のものが感光体ドラム
上に塗布が均一にしやすいという点で望ましい。また、
クリーニングブラシ５ｃとしては、固体潤滑剤２５ａと
同様の理由で、ポリエステル、アクリル樹脂等のブラシ
材質を用いることができる。また、これらの樹脂にカー
ボン等が添加して作成した導電性繊維によるブラシも使
用することができる。固体潤滑剤２５ａのクリーニング
ブラシ５ｃに対する荷重としては、０．０３〜０．１０
ｇｆ／ｃｍとなることが望ましい。

【０１２５】さらに、この実施の形態で使用される感光
体ドラム１は、表面層にフッ素系樹脂粒子を含有してい
る。表面層に用いるフッ素系樹脂粒子としては、４フッ
化エチレン、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化プロ
ピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹
脂、２フッ化塩化アチレン樹脂およびこれらの共重合体
の中から１種あるいは２種以上を適宜選択するのが望ま
しいが、特に、４フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデ
ン樹脂が好ましい。

【０１２６】前記フッ素系樹脂粒子の一次粒径は、０．
０５〜１μｍが良く、更に好ましくは０．１〜０．５μ
ｍが好ましい。一次粒径が０．０５μｍを下回ると、分
散時の凝集が進みやすくなる。又、１μｍを上回ると、
画質欠陥が発生し易くなる。

【０１２７】クリーニングブレード５ｃの材料として
は、耐磨耗性を考慮するとウレタンゴムが好ましい。ク
リーニングブレード５ｃの接触圧力は、０．２〜０．５
Ｎ／ｃｍの間で選択されるが、クリーニング性を確保し
つつ感光体ドラム１の傷の発生を抑制するためには、
０．３〜０．４Ｎ／ｃｍがより好ましい。

【０１２８】クリーニング兼潤滑剤塗布用ブラシ５ｃの
上流側には、クリーニング前帯電装置６が配置されてい
る。このクリーニング前帯電装置６はワイヤーとシール
ドから構成されている。この実施の形態では、ワイヤー
に負の直流電圧を印加している。固体潤滑剤２５ａをブ
ラシ５ｃで掻き取ることにより固体潤滑剤２５ａが正極
性に摩擦帯電される。クリーニング前帯電装置６により
感光体ドラム１が負極性に帯電されるため、固体潤滑剤
２５ａの感光体ドラム１への塗布がより容易となる。こ
のように、クリーニング前帯電装置６の帯電極性と潤滑
剤の摩擦帯電極性を逆極性にすると、固体潤滑剤２５ａ
の塗布を高効率に行うことができる。クリーニング前帯
電装置６に印加する電圧は直流でも良いし直流に交流を
重畳したものでも良い。

【０１２９】次に、本発明者らは、以上のように説明し
た画像形成装置（富士ゼロックス社製のドキュプリント
１２５０）を使用して、以下に示す条件でランニング試
験を実施した。

【０１３０】 ＜固定条件＞ 低温低湿環境：１０℃／１５％ 高温高湿環境：２８℃／９０％ プロセススピード：２２０ｍｍ／ｓｅｃ 使用トナー：重合法により生成したもの。平均粒子径 ６μｍ 感光体帯電電位：ＶＨ（背景部）−６５０Ｖ ＶＬ（画像部）−３００Ｖ 現像バイアス：−５３０Ｖ 感光体クリーニングブレード：ポリウレタン（厚さ２ｍｍ、自由長１０ｍ） クリーニングブラシ：アクリル繊維にカーボンを添加した導電性ブラシ。 密度 ５５０００本／ｉｎｃｈ² シャフトを接地して使用 潤滑剤：ステアリン酸亜鉛を固形化したもの クリーニング前帯電装置：ＤＣ 定電流制御 ２００μＡ チャート：文字・写真混合チャート（画像密度２０％）、Ａ４横送り ランニングｐｖ：低温低湿環境：３０ｋｐｖ→高温高湿環境：３０ｋｐｖ→低 温低湿環境：３０ｋｐｖ→高温高湿環境：３０ｋｐｖ 合計１２０ｋｐｖ 画質評価：一日５ｋｐｖ出力し画質確認。一晩放置し翌
朝ハーフトーン画質を確認。

【０１３１】 ＜実験間で変更した条件＞ 感光体：フッ素樹脂粒子として４フッ化エチレン樹脂を６ｗｔ％含有。 フッ素樹脂粒子非含有品 トナー形状係数ＳＦ１：１３２及び１１２ ブレード線圧： ４０ｇｆ／ｃｍ ２０ｇｆ／ｃｍ ８０ｇｆ／ｃｍ

【０１３２】上記の条件を組み合わせてランニング試験
を実施した。選択した条件とランニング試験の結果を図
１０にまとめた。

【０１３３】この結果、条件の組み合わせでは、１２
０ｋｐＶまで安定した画質が得られた。

【０１３４】の組み合わせでは、高温高湿環境下で９
５ｋｐｖで像ながれが発生した。トナーの形状係数が１
１２と球形に近いケースでは、感光体ドラムの磨耗レー
トが小さくなったためである。

【０１３５】これは、トナーが球形に近いとブレードと
感光体ドラムの間の摩擦係数が低くなったためと推測さ
れる。感光体ドラムの表面を削りとる力が小さいと、長
期にわたり使用した場合に放電生成物が次第に感光体ド
ラムの表面に蓄積する。これが水分を吸収して感光体ド
ラム表面の抵抗が低下し、像ながれが発生したと考えら
れる。

【０１３６】でも同様に像流れが発生した。このケー
スではブレードの接触圧力を２０ｇｆ／ｃｍに下げたた
め、感光体ドラム上に放電生成物が徐々に蓄積しやがて
吸湿し像流れが発生したと推定される。

【０１３７】のケースでは潤滑剤を使用しなかった。
この場合は感光体ドラムにトナーの外添剤が付着するフ
ィルミングが発生した。このため画質上に白抜けが発生
した。感光体磨耗率は、付着物が発生したため測定でき
なかった。

【０１３８】のケースでは、像流れやフィルミングは
未発生であったが、感光体ドラムの周方向に激しい傷が
発生し白筋状の画質欠陥となった。これはブレードの線
圧が高すぎることが原因と考えられる。

【０１３９】のケースでは、フッ素樹脂粒子を添加し
ない感光体ドラムを使用した。この場合は感光体ドラム
の磨耗が激しくなった。結果として感光体ドラムの表面
電位が安定せずにかぶりが発生した。

【０１４０】次に、この実施の形態２におけるクリーニ
ング前帯電装置の設定条件についてさらに、詳しく説明
する。

【０１４１】図１１にクリーニング前帯電装置の電流値
とクリーニング前帯電装置通過後の感光体ドラムの表面
電位との関係を示した。

【０１４２】この実施の形態２では、クリーニングブラ
シ５ｃに導電性のブラシを使用し、当該導電性ブラシを
接地して使用している。ブラシを導電性とした理由は、
クリーニングブラシ５ｃと感光体ドラム１間の電界で転
写残トナーの一部を吸引してブレード突入トナーを減ら
し、ブレードクリーニング５ｃの補助をすることがあ
る。また、ブラシ繊維にカーボンを内添することにより
適度なこしをもたせる効果もある。

【０１４３】図１２はクリーニング前帯電装置とクリー
ニングブラシ部の放電について説明するものである。

【０１４４】導電性のクリーニングブラシ５ｃと感光体
ドラム１の間で放電が発生することに対して、次の２つ
の懸念点がある。感光体ドラム１への微小なピンホール
の発生、及び感光体ドラム１への放電生成物の付着であ
る。これらはそれぞれ画質上の微小な色点、高湿環境下
における像流れを引き起こす可能性がある。

【０１４５】以上の点を確認するために先ほどの条件
に対してクリーニング前帯電装置の電流値を変化させて
図１０の一連の試験と同様にランニングテストを実施し
た。

【０１４６】その結果、図１３に示すように、クリーニ
ング前帯電装置の電流値を４００μＡとした条件Ｂで
は、高温高湿環境下でごく軽微な像流れが発生した。ク
リーニング前帯電装置の電流値を６００μＡとした条件
Ｃでは高温高湿環境下で像流れが発生し、また感光体ド
ラムの表面に１００μｍ程度のピンホールが数個発生
し、画質上に色点が発生した。

【０１４７】以上のテストから、この発明の実施の形態
２に係る画像形成装置においては、図１０に示すよう
に、潤滑剤供給装置２５の下流側にクリーングブレード
５ｂを有し、感光体ドラム１表面の１キロサイクルあた
りの磨耗量を、図１０のに示すように、１０ｎｍより
大きく設定することにより、高温高湿環境下における像
流れの発生を確実に防止することができ、かつ、感光体
ドラム１表面の１キロサイクルあたりの磨耗量を、図１
０のに示すように、２０ｎｍ以下とすることにより、
感光体ドラム１の表面層の磨耗に伴う傷等の発生を防止
することができる。

【０１４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像形成装置の像担持体クリーニングブレードの重
合トナーに対するクリーニング性を向上させ、それによ
って高画質の画像形成が、広範な使用条件下において長
期的に実現でき、そのランニングコストもより低減する
ことが可能な画像形成装置の像担持体クリーニング装置
を提供することができる。

【０１４９】また、この発明による画像形成装置では、
重合トナーの利点を生かしながらかつ、長期にわたり像
流れ等の画質欠陥を発生させることがない。したがっ
て、感光体の長寿命化が達成でき、高信頼でラニングコ
ストを低下させた画像形成装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る像担持体
クリーニング装置を適用した画像形成装置の画像形成部
を示す構成図である。

【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る像担持体
クリーニング装置をを示す構成図である。

【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る像担持体
クリーニング装置のクリーニングブレードの材質の３０
０％モジュラスと反発弾性率との関係を示すグラフであ
る。

【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る像担持体
クリーニング装置を適用した画像形成装置の感光体ドラ
ムの回転数と駆動トルクとの関係を示すグラフである。

【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る像担持体
クリーニング装置を適用した画像形成装置のトナーの形
状係数とクリーニング性との関係を示すグラフである。

【図６】図６はクリーニングブレードのクリーニング原
理を示す説明図である。

【図７】図７はクリーニングブレードのクリーニング原
理を示す説明図である。

【図８】図８はこの発明の実施の形態２に係る画像形成
装置の画像形成部を示す構成図である。

【図９】図９はこの発明の実施の形態１に係る画像形成
装置に適用される像担持体クリーニング装置を示す構成
図である。

【図１０】図１０は実験結果を示す図表である。

【図１１】図１１はクリーニング前帯電装置の電流値
と、感光体ドラムの表面電位との関係を示すグラフであ
る。

【図１２】図１２はクリーニング前帯電装置とクリーニ
ングブラシとの関係を示す説明図である。

【図１３】図１３は実験結果を示す図表である。

【図１４】図１４は実験結果を示す図表である。

【図１５】図１５は実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１：感光体ドラム（像担持体）、５：クリーニングユニ
ット、５ｂ：クリーニングブレード、５ｃ：クリーニン
グブラシ、５ｆ：固形潤滑剤、１７：重合トナー。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 9/087 Ｇ０３Ｇ 21/00 15/00 ３１８ 21/00 ３１４ 9/08 ３８４ (72)発明者 眞下 佳也 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 轡田 知己 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 黒田 能孝 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 百武 信男 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 丸山 彰久 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 半田 修 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H005 AA06 AA08 CA14 EA05 EA10 2H068 AA06 BB31 2H134 GA01 GB02 HB00 HD02 HD05 HD07 HD11 LA01 LA02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される像担持体と、該像担持体
   上に均一な帯電を施す帯電手段と、該像担持体上に静電
   潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成さ
   れた静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像され
   たトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、該像担持
   体上に残った該転写残トナーを除去すべく該像担持体上
   に当接されたクリーニングブレードと、その上流に回動
   可能なクリーニングブラシとを有し、 該トナーは、下記式で表される形状係数（ＳＦ）を用い
   て表した場合、 ＳＦ＝（ＭＬ² π／４Ａ）×１００ （ＭＬ：トナー粒子の最大長、Ａ：トナー粒子投影像の
   面積） ＳＦ≦１３５である画像形成装置の像担持体クリーニン
   グ装置において、 固体潤滑剤を、該クリーニングブラシを介して削りつつ
   該像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布機構を持ち、 該クリーニングブレードの該像担持体に対する線圧は
   ０．２〜０．５Ｎ／ｃｍ、当接角は２２〜３２度、ブレ
   ード材質の反発弾性率は４５〜６５％、３００％モジュ
   ラスは１０００〜２５００Ｎ／ｃｍ² であることを特徴
   とする画像形成装置の像担持体クリーニング装置。
2. 【請求項２】 回転駆動される像担持体と、該像担持体
   上に均一な帯電を施す帯電手段と、該像担持体上に静電
   潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成さ
   れた静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像され
   たトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、該像担持
   体上に残った該転写残トナーを除去すべく該像担持体上
   に当接されたクリーニングブレードと、その上流に回動
   可能なクリーニングブラシとを有し、 該トナーは、下記式で表される形状係数（ＳＦ）を用い
   て表した場合、 ＳＦ＝（ＭＬ² π／４Ａ）×１００ （ＭＬ：トナー粒子の最大長、Ａ：トナー粒子投影像の
   面積） ＳＦ≦１３５である画像形成装置の像担持体クリーニン
   グ装置において、 固体潤滑剤を、該クリーニングブラシを介して削りつつ
   該像担持体表面に塗布する潤滑剤塗布機構を持ち、 該クリーニングブレードの該像担持体に対する線圧Ｎ
   （Ｎ／ｃｍ）、該クリーングブレードと該像担持体との
   間の摩擦係数μ、該クリーニングブレードの材質の引き
   裂き強度Ｓ（Ｎ／ｃｍ）との間には、以下の式で表わさ
   れる関係があることを特徴とする画像形成装置の像担持
   体クリーニング装置。 μＮ／Ｓ＜０．００２
3. 【請求項３】 該像担持体の表面層には、摩擦係数を低
   減する材料が分散されていることを特徴とする請求項１
   または２に記載の画像形成装置の像担持体クリーニング
   装置。
4. 【請求項４】 該現像手段で使用する現像剤には、該固
   体潤滑剤と同様の潤滑物質を含む材質の、個数平均粒径
   ０．５〜３μｍの粒子を混合することを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置の像担持体
   クリーニング装置。
5. 【請求項５】 該粒子は、該トナーの帯電極性とは逆極
   の帯電極性を帯びる傾向を持つことを特徴とする請求項
   ４に記載の画像形成装置の像担持体クリーニング装置。
6. 【請求項６】 該トナーに粒径１００〜２００ｎｍの粒
   子を外添したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   かに記載の画像形成装置の像担持体クリーニング装置。
7. 【請求項７】 該トナーは、重合法で精製されたもので
   あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   の画像形成装置の像担持体クリーニング装置。
8. 【請求項８】 フッ素系樹脂粒子を含有する表面層をも
   つ像担持体に対して潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を
   有する画像形成装置において、前記潤滑剤供給装置の下
   流側にクリーングブレードを有し、前記像担持体の１キ
   ロサイクルあたりの磨耗量を１０ｎｍより大きくかつ２
   ０ｎｍ以下としたことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記画像形成装置に使用されかつトナー
   は重合法により作成したものであり、トナーの形状係数
   の値を１３０以下にするとともに、クリーニングブレー
   ドの接触圧力を０．２〜０．５Ｎ／ｃｍとしたことを特
   徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記潤滑剤塗布装置の上流側に像担持
    体に電荷を付与する帯電装置を有し、帯電装置の帯電極
    性が前記潤滑剤の帯電極性と逆極性である一ことを特徴
    とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記潤滑剤塗布装置は導電性繊維を含
    むものであり、前記導電性繊維を含むブラシの上流側に
    像担持体に電荷を付与する帯電装置を有し、帯電装置通
    過後の感光体電位と前記導電性繊維を含むブラシとの電
    位差を６００Ｖ以下にすることを特徴とする請求項８乃
    至１０のいずれかに記載の画像形成装置。