JP2011053448A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体表面に付着する潤滑剤の偏り、及びブラシのトナーにいる汚れを防止する。
【解決手段】塗布ブラシ１１と、回転駆動装置１６と、固形潤滑剤１２と、クリーニングブレード３１と、を備えている画像形成装置１において、塗布ブラシ１１と固形潤滑剤１２との摩擦帯電における固形潤滑剤１２の帯電極性と、現像部４０によるトナーの帯電極性とが、共にマイナス極性であり、画像形成装置１が、更に、１次転写ローラ３と塗布ブラシ１１との間で、感光体表面２０ａを除電する、除電装置２４と、マイナス極性の電位を塗布ブラシ１１に印加する、電位印加回路１６と、を備えており、マイナス極性の電荷が塗布ブラシ１１から除電後の感光体ドラム２０に引かれるように、固形潤滑剤１２の帯電極性と塗布ブラシ１１に印加される電位の極性との関係に応じて、塗布ブラシ１１に印加される電位が、除電後の感光体２０の表面電位よりも低く設定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式を利用する画像形成装置に関し、特に、潤滑剤を像担持体に供給できる画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置は、高解像度、写真再現性など、画質向上が要求されている。その要求に応える有力な手段の一つとして、トナーの小粒径化あるいは球形化が行われている。

しかしトナーが小粒径化及び球形化されると、トナーがクリーニングブレードと感光体との間をすり抜け易くなる。小粒径化は、トナーと感光体（像担持体）とのファンデルワールス力に伴う付着力を強くする。また、粒径が小さくなると、トナーが、感光体とクリーニングブレードとの間（ニップ部）に進入し易くなる。更に、トナーが球形化されると、トナーが感光体とクリーニングブレードとの間で転がり易くなる。転がることによって、トナーが、ニップ部に進入し易くなる。

トナーがクリーニングブレードをすり抜けると、トナーが感光体に残ってしまう。残ったトナーが次の画像と一緒に転写されると、黒スジ状の画像ノイズが発生する。残ったトナーが露光工程の光を遮ると、感光体上に潜像が形成されない部分が発生する。

そこで、トナーをクリーニングしやすくするために、感光体の摩擦係数を低下させる物質を感光体上に供給する技術が、提案されている。これらの技術は、例えば、ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩からなる潤滑剤を、感光体表面に供給する。潤滑剤が感光体上に供給されると、トナーの感光体に対する付着力及び摩擦力が低下する。この結果、クリーニングブレード等でもトナーを十分に除去することが出来るようになる。

（潤滑剤現像供給方式）
感光体に対して潤滑剤を供給する方式として、潤滑剤現像供給方式がある。潤滑剤現像供給方式では、潤滑剤が粉体の状態でトナーの外部に添加され、トナーを用いて現像することによって感光体に潤滑剤が供給され、クリーニングブレードによって粉体の潤滑剤が感光体上に薄膜化される。

潤滑剤現像供給方式は、潤滑剤を供給するための特別な部品を必要としないため、コストやスペースといった点で非常にメリットを有している。そのため、低・中速領域の画像形成装置では、この方式が多く採用される。

しかし、潤滑剤粉の添付されたトナーが現像器内で撹拌されているときに、トナーと潤滑剤粉とが摩擦されることによって、ほとんどの場合、トナーだけでなく潤滑剤粉も帯電してしまう。潤滑剤粉がトナーと同極性に帯電した場合は、潤滑剤粉は感光体の画像部に付着し、潤滑剤粉が逆極性に帯電した場合は、潤滑剤粉は非画像部に付着する。したがって、同じ画像が連続的又は長期的に印字されると、感光体の表面上に、摩擦係数の異なる部分が発生する。また、低濃度画像が長期的に続く場合、クリーニングブレードへの潤滑剤の供給量自体が減少する。この場合、感光体の表面における摩擦係数が、十分に低下しない。また、潤滑剤の供給を増やすために１つのトナーに添加される潤滑剤粉の量を多くすると、現像器内で潤滑剤粉がトナーキャリアに転移し易くなる。潤滑剤粉がキャリアに転移すると、トナーの荷電性が失われ、逆荷電のトナーが発生する。この結果、トナーが非画像部に現像される。つまり、いわゆるカブリといわれる現象が引き起こされる。さらに現像ローラに潤滑剤が塗布されることによって、現像ローラの摩擦係数が低下する。この結果、トナーの適正な搬送が行なわれず、高濃度画像における印字画像濃度の低下が発生する。

（潤滑剤塗布方式）
感光体に対して潤滑剤を供給するもうひとつの方式として、潤滑剤塗布方式がある。潤滑剤塗布方式では、回転可能なブラシ（回転部材）に固形潤滑剤を押圧し、ブラシにより掻き取られた潤滑剤粉を感光体に塗布する。

潤滑剤塗布方式は、クリーニングブレードの他に、潤滑剤粉を掻き取り且つ掻き取られた潤滑剤粉を感光体に供給するためのロール状のブラシと、固形化された潤滑剤、更にそれらを保持する部品や押圧するためのバネなどを必要とする。このため、潤滑剤塗布方式では、コストが高くなるとともに、多くのスペースが必要である。しかし、潤滑剤塗布方式では、積極的に感光体に塗布を行なうことができるため、比較的塗布の安定性が高く、また環境依存が小さい。また、ブラシがクリーニングブレードの上流に配置されている場合、ブラシにトナー除去を積極的に行なわせることによって、クリーニングブレードのクリーニング能力をさらに高めることができる。

しかし、回転するブラシが感光体に潤滑剤を塗布するときに、ブラシ毛の表面にトナーが徐々に付着する。この付着したトナーがコロ作用を発揮するので、ブラシが固形潤滑剤を掻き取りにくくなる。この結果、安定的に、必要量の固形潤滑剤を、感光体上に供給することができなくなる。

このため、ブラシに付着したトナーを除去できるように、ブラシの毛がフリッカーと呼ばれるトナー除去部材に当接するように、フリッカーが配置されている。しかしフリッカーがブラシに当接すると、ブラシの繊維にストレスが与えられることによって、繊維の消耗や毛倒れが生じる。この結果、ブラシによる固形潤滑剤の掻き取り性が低下してしまう。また、感光体に均一に潤滑剤を塗布するためには、塗布ブラシの繊維密度を高くする必要があった。しかし、繊維密度が高くなると、塗布ブラシ中のトナーを除去することが難しくなる。この結果、トナーロール化現象と呼ばれる不具合が発生する。つまり、ブラシがトナーでロール状に固まってしまう。さらに繊維密度が高くなると、ブラシの剛毛度（毛の硬さ）が大きくなる。この結果、感光体の表層を傷つけたり、感光体の減耗を加速する。

また、潤滑剤塗布方式が、高速領域の画像形成装置に適用された場合、プロセスユニットの容量が増大する。高速領域の画像形成装置では、ユニットの寿命が比較的長く設定されている。このため、潤滑剤を長期的に供給できるように、固形潤滑剤のサイズも大きくする必要がある。ここで、固形潤滑剤もユニットの内部に配置される。このため、固形潤滑剤のサイズが増大することによって、ユニットの容量も大きくなっている。

特開２００６−２５１７５１号公報 特開２００６−３１０３３６号公報

潤滑剤現像供給方式では、上述したように、トナーと潤滑剤粉とが摩擦するので、潤滑剤粉は帯電する。このため、潤滑剤粉が画像部及び非画像部の一方に偏って付着する。この結果、感光体の表面における潤滑剤の分布が不均一になる。一方、潤滑剤塗布方式においても、潤滑剤粉が固形潤滑剤からブラシによって掻き取られるときに、ブラシと潤滑剤粉とが摩擦する。この結果、潤滑剤粉が帯電する。本願の発明者らは、この事実を、試験を行うことによって確認している。このため、潤滑剤塗布方式においても、感光体の表面における潤滑剤の分布が不均一になる。

また、潤滑剤塗布方式では、ブラシがトナーによって汚されるので、長期的には、感光体の表面に潤滑剤を供給することができなくなる。ブラシがトナーによって汚される不具合を改善する技術が、特許文献１及び２に、記載されている。

特許文献１において提案される方式では、クリーニングブレードの下流側で固形潤滑剤を塗布し、固形潤滑剤の下流側において、ゴムブレード、いわゆる均しブレードを感光体にトレーリング状態で当接させることによって潤滑剤を薄膜化する。

この方式によれば、感光体からトナーが除去された後に、塗布ブラシが感光体に接触する。このため、塗布ブラシがトナーによって汚されることがなくなり、感光体表面が比較的少量の潤滑剤によって安定した低摩擦係数状態に維持される、と考えられている。

しかし、この方式の場合は、次のような課題がある。潤滑剤が、均しブレードによって成膜されずに粒子状態のまま均しブレードを通過してしまうと、均しブレードの下流側に配置された帯電手段を汚してしまう。この結果、画像不良が発生してしまう。画像不良の発生を避けるには、均しブレードの当接力を、クリーニングブレードの当接力と同等かそれ以上の値に設定する必要がある。この場合、感光体にはクリーニングブレードで発生する摩擦力と均しブレードで発生する摩擦力とが加わる。この結果、駆動モータへの負荷が増大する。また、均しブレードが追加されるため、プロセスユニット内に均しブレードを配置するためのスペースを確保する必要がある。比較的小径サイズの感光体を備えるユニットにおいては、ブレードの配置上の制約があるので、帯電器等の他の電子写真プロセス装置のコンパクト化が必要になる。この結果、画像形成装置のコストが増大する。

特許文献２に提案される方式では、塗布ブラシを感光体に対して非接触で配置し、フリッカーに電位を印加することによって潤滑剤に電荷を与え、ブラシと感光体との間に形成された電界によって感光体に潤滑剤を付着させる。

この方式の場合、ブラシが感光体に対して非接触で配置されていることから、直接的なトナーの汚れは防止される。しかし、ブラシと感光体とが非接触であるため、確実に潤滑剤を感光体に付着させるためには多くの潤滑剤をブラシによって掻き取る必要がある。過剰な量の潤滑剤が消費されるので、潤滑剤のサイズを大きくする必要がある。この結果、画像形成装置のコストが増大する。

そこで、本発明は、感光体表面に付着する潤滑剤粉の分布が偏ることを防止でき、且つ、コストの増大を防止しながらブラシがトナーによって汚されることを防止できる、画像形成装置を提供する。

第１発明は、像担持体に接触する状態で回転可能に保持される、導電性を有する回転部材と、回転部材を回転させる、回転駆動手段と、回転部材に接触するように押圧される、固形潤滑剤と、トナーを掻き落とすために像担持体に当接する、クリーニングブレードと、回転部材に電位を印加する、電位印加手段と、を備えている、画像形成装置において、像担持体の表面の移動方向に沿って、現像手段、転写手段、除電手段、回転部材、及びクリーニングブレードが、順に配置されており、電位印加手段が、像担持体の帯電極性と同一の極性の電位を、回転部材に印加するものであり、回転部材と固形潤滑剤との摩擦帯電における固形潤滑剤の帯電極性と、現像手段によるトナーの帯電極性とが、同じになるように、固形潤滑剤の材質及び回転部材の材質が選択されており、固形潤滑剤の帯電極性と同一の電荷が、回転部材から、除電後の像担持体に、引かれるように、回転部材に印加される電位が、除電後の像担持体の表面電位よりも高く又は低く設定されている、ことを特徴とする画像形成装置を、提供する。

第１発明では、固形潤滑剤の帯電極性と同一の電荷が回転部材から除電後の感光体表面に引かれるように、回転部材と感光体表面との間に電場が形成される。このため、回転部材によって掻き取られた潤滑剤粉が、画像部及び非画像部の一方だけでなく双方に、付着する。したがって、第１発明は、感光体表面に付着する潤滑剤粉の分布が偏ることを防止できる。また、トナーの帯電極性と潤滑剤粉の帯電極性とが同一であるので、回転部材にトナーが付着しない。したがって、第１発明は、コストの増大を防止しながら、回転部材がトナーによって汚されることを防止できる。

第１発明は、好ましくは、構成（１）〜（５）を採用できる。

（１）回転部材の回転方向が像担持体の回転に対する順方向に設定されている。

構成（１）では、潤滑剤粉が感光体表面上で散らされる。このため、構成（１）は、潤滑剤粉の分布を、より一層、平均化できる。

（２）回転部材の線速度が像担持体の線速度よりも小さく設定されている。

構成（２）では、感光体表面上の潤滑剤粉が、回転部材によって大きく散らされる。しかも、潤滑剤粉が過剰に供給されることもない。このため、構成（２）は、潤滑剤粉を過剰に供給することなく、潤滑剤粉の分布を、より一層、平均化できる。

（３）回転部材に印加される電位が、−２００〜−５００Ｖの範囲内に設定されている。

（４）除電手段が発光手段である。

（５）回転部材の材質が、ナイロン、アクリル、又はポリエステルである。

本実施例における画像形成装置の全体構成図である。 イメージングユニットの構成図である（比較例）。 塗布ブラシの正面側における感光体の表面電位の分布及び潤滑剤粉の分布を示す図である（比較例）。 イメージングユニットの構成図である（第１実施例）。 塗布ブラシの正面側における感光体の表面電位の分布及び潤滑剤粉の分布を示す図である（第１実施例）。 逆回転における潤滑剤粉の振る舞いを示す概念図である（第１実施例）。 イメージングユニットの構成図である（第２実施例）。 塗布ブラシの正面側における感光体の表面電位の分布及び潤滑剤粉の分布を示す図である（第２実施例）。 順回転における潤滑剤粉の振る舞いを示す概念図である。 塗布ブラシの正面側における感光体の表面電位の分布及び潤滑剤粉の分布を示す図である（第３実施例）。

図１は、本実施例における画像形成装置１の全体構成図である。画像形成装置１は、４つのイメージングユニット２と、４つの１次転写ローラ３と、中間転写ベルト（２次像担持体）４と、２次転写ローラ５と、中間転写クリーニング部６と、定着装置８と、を備えている。４つのイメージングユニット２は、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の４色に、それぞれ対応している。４つの１次転写ローラ３は、４つのイメージングユニット２に、それぞれ対応している。

画像形成装置１の大まかな作動を説明する。中間転写ベルト４が駆動され、中間転写ベルト４の所定領域が、４つのイメージングユニット２を順に通過する。当該所定領域は、用紙上における画像領域に対応している。したがって、所定領域の大きさは、画像形成先の用紙のサイズに合わせて設定される。このとき、４色のトナーが、４つのイメージングユニット２と４つの１次転写ローラ３とにより、前記所定領域に転写される。なお、モノクロ印字が行われる場合は、黒のトナーのみが前記所定領域に転写される。一方、用紙７が、中間転写ベルト４と２次転写ローラ５との間を搬送されている。所定領域の移動と用紙の搬送とにおけるタイミングが合わせられており、所定領域に転写されているトナーが、用紙７に転写される。続いて、所定領域は、中間転写クリーニング部６に移動する。中間転写クリーニング部６により、中間転写ベルト４上に残留するトナーが除去される。一方、トナーが転写された用紙７は、定着装置８を通過する。定着装置８により、用紙７に転写されたトナーが、用紙７に定着する。

以下において、イメージングユニット２の構成の異なる３つの実施例及び１つの比較例を説明する。説明の便宜上、比較例から先に説明する。

（比較例）
図２は、比較例におけるイメージングユニット２の構成図である。イメージングユニット２は、感光体ドラム（像担持体）２０、潤滑剤供給部１０、クリーニング部３０、帯電装置（帯電手段）２２、露光装置（露光手段）２３、現像部（現像手段）４０、除電装置（除電手段）２４、及びケーシング２５を備えている。

潤滑剤供給部１０は、塗布ブラシ（回転部材）１１、固形潤滑剤１２、バネ（押圧手段）１３、フリッカー（トナー除去部材）１４、電位印加回路（電位印加手段）１５、及び回転駆動装置（回転駆動手段）１６を備えている。塗布ブラシ１１は、感光体ドラム１１に接触する状態で、回転可能に保持されている。固形潤滑剤１２は、塗布ブラシ１１に接触するように、バネ１３により押圧されている。塗布ブラシ１１は、導電性繊維であるブラシ毛によって構成されている。ブラシ毛の材質は、導電性のナイロンである。固形潤滑剤１２は、溶融されたステアリン酸亜鉛の粉末を整形することによって、形成されている。固形潤滑剤１２は割れやすいので、固形潤滑剤１２は板金１９に接着され、且つ、板金１９にバネ１３が固定されている。フリッカー１４は、塗布ブラシ１１のブラシ毛に接触するように、配置されている。

クリーニング部３０は、クリーニングブレード３１及び回収スクリュー（トナー回収手段）３２を備えている。クリーニングブレード３１は、感光体ドラム２０からトナーを掻き落とすための手段であり、感光体ドラム２０に当接するように配置されている。回収スクリュー３２は、エア吸引により、掻き落とされたトナーを回収する。

除電装置２４は、発光手段である。除電装置２４は、感光体ドラム２０の軸方向全体に光を照射できるように、一列に配置された複数のＬＥＤで構成されている。

感光体ドラム２０は、図示せぬ駆動手段により、右回りに回転する。感光体ドラム２０が回転方向Ｄ２０に沿って１回転するときに、感光体表面２０ａは、帯電装置２２、露光装置２３、現像部４０、１次転写ローラ３、塗布ブラシ１１、クリーニングブレード３１、及び除電装置２４による処理を、順に受ける。

次に、感光体表面２０ａが受ける処理を、より詳しく説明する。まず、感光体表面２０ａは、帯電装置２２の作用により、帯電される。この結果、感光体表面２０ａの電位（表面電位）が−６００Ｖになる。

次に、感光体表面２０ａは、露光装置２３から光の照射を受ける。この結果、照射された部位が除電される。感光体表面２０ａにおいて照射された部位が画像部である。画像部は、トナーを付着させるための部位である。除電は完全ではないので、画像部には約−１５０Ｖ程度の電位が残留する。一方、感光体表面２０ａにおいて照射されなかった部位が、非画像部である。非画像部の表面電位は、−６００Ｖのままである。

次に、感光体表面２０ａは、現像部４０から、電気的な作用を受ける。ここで、現像部４０の現像ローラ４１には、−５００Ｖの電位が印加されている。画像部の電位は、現像ローラ４１の表面電位に対して、３５０Ｖだけ相対的にプラス側にある。非画像部の電位は、現像ローラ４１の表面電位に対して、１００Ｖだけ相対的にマイナス側にある。一方、トナーは、現像部４０により、マイナス極性に帯電している。マイナス極性のトナーは、相対的にプラス側の電位に向けて移動する。このため、現像ローラ４１上のトナーが、画像部にのみ付着する。

次に、感光体表面２０ａは、１次転写ローラ３から、電気的な作用を受ける。ここで、１次転写ローラ３には、＋１ｋＶの電位が印加されている。このため、感光体表面２０ａ上のトナーは、１次転写ローラ３に向けて移動し、途中の中間転写ベルト４に付着する。このとき、感光体表面２０ａは、中間転写ベルト４から、わずかに電荷の供給を受ける。この結果、非画像部の表面電位が−６００Ｖから−５００Ｖに変化し、画像部の表面電位が−１５０Ｖから−１００Ｖに変化する。

次に、感光体表面２０ａは、塗布ブラシ１１から電気的作用及び機械的作用を受ける。潤滑剤供給部１０において、回転駆動装置１６は、塗布ブラシ１１を左回りに積極的に回転させている。回転する塗布ブラシ１１は、固形潤滑剤１２に摩擦すると共に、感光体表面２０ａに摩擦する。塗布ブラシ１１が固形潤滑剤１２に摩擦するとき、潤滑剤粉１２ａが掻き取られると共に、摩擦によって潤滑剤粉１２ａ（図３）が帯電する。塗布ブラシ１１の材質がナイロンであるので、潤滑剤粉１２ａの帯電極性はマイナスである。塗布ブラシ１１が感光体表面２０ａに摩擦するとき、塗布ブラシ１１内の潤滑剤粉１２ａが感光体表面２０ａに移動する。

図３は、塗布ブラシ１１の正面側における感光体２０の表面電位の分布及び潤滑剤粉１２ａの分布を示す図である。図３において、非画像部の表面電位が−５００Ｖであり、画像部の表面電位が−１００Ｖである。ここで、感光体表面２０ａが１次転写ローラ３の正面から塗布ブラシ１１の正面を経由して除電装置２４の正面に到達するまで、感光体２０の表面電位は、上述した１次転写ローラ３による転写後の電位に、保たれている。

塗布ブラシ１１の電位は、電位印加回路１５により、−３００Ｖに保たれている。このため、画像部の電位は、塗布ブラシ１１の電位に対して、２００Ｖだけ相対的にプラス側にある。一方、非画像部の電位は、塗布ブラシ１１の電位に対して、２００Ｖだけ相対的にマイナス側にある。マイナス帯電している潤滑剤粉１２ａは、相対的にプラス側の電位に向けて移動する。このため、図３に示されるように、塗布ブラシ１１内の潤滑剤粉１２ａが、画像部にのみ付着する。

次に、感光体表面２０ａは、クリーニングブレード３１から機械的作用を受ける。感光体表面２０ａ上に残留しているトナーは、クリーニングブレード３１によって掻き取られ、回収スクリュー３２によって廃棄用トナーボックスに回収される。また、感光体表面２０ａ上に付着している潤滑剤粉１２ａが、クリーニングブレード３１によって押し潰される。この結果、感光体表面２０ａ上に、潤滑剤の皮膜が形成される。

次に、感光体表面２０ａは、除電装置２４から光の照射を受ける。この結果、感光体表面２０ａが軸方向の全体にわたって除電される。このようにして、感光体表面２０ａが１回転する。

比較例１では、潤滑剤粉１２ａが、画像部にのみ付着し、非画像部には付着しない。画像部の位置はプリントジョブ毎に変化する。しかし、プリントジョブが繰り返し実行されても、潤滑剤粉１２ａの付着位置が平均化されるとは限らない。このため、感光体表面２０ａ上に、不均一な潤滑剤の塗布層が形成されてしまう。以下で説明する第１〜第３実施例では、このような不具合が解消されている。

（第１実施例）
図４は、第１実施例におけるイメージングユニット２の構成図である。第１実施例と比較例との相違点は、除電装置２４の位置及び塗布ブラシ１１の回転方向である。第１実施例では、除電装置２４が、感光体ドラム２０が回転方向Ｄ２０において、１次転写ローラ３と塗布ブラシ１１との間に、配置されている。また、塗布ブラシ１１の回転方向が、右回りである。

感光体表面２０ａが受ける処理を、より詳しく説明する。感光体表面２０ａが受ける処理は、帯電装置２２から１次転写ローラ３まで、比較例の場合と同様である。このため、感光体表面２０ａが１次転写ローラ３を通過すると、非画像部の表面電位が−５００Ｖになり、画像部の表面電位が−１００Ｖになる。

次に、感光体表面２０ａは、全体的に、除電装置２４によって光の照射を受ける。この結果、感光体表面２０ａが軸方向の全体にわたって除電される。非画像部の電位は大幅に低下し、電位が−５００Ｖから−１５０Ｖに変化する。画像部の電位はわずかに低下し、電位が−１００Ｖから−５０Ｖに変化する。

次に、感光体表面２０ａは、塗布ブラシ１１から電気的作用を受ける。

図５は、塗布ブラシ１１の正面側における感光体２０の表面電位の分布及び潤滑剤粉１２ａの分布を示す図である。上述したように、非画像部の電位は−１５０Ｖであり、画像部の電位は−５０Ｖであり、塗布ブラシ１１の電位は−３００Ｖである。画像部及び非画像部の双方が、塗布ブラシ１１の電位に対して、相対的にプラス側にある。このため、マイナス帯電している潤滑剤粉１２ａは、画像部及び非画像部の双方に向けて移動する。ただし、感光体表面２０ａと画像部との電位差が２５０Ｖであるのに対して、感光体表面２０ａと非画像部との電位差は１５０Ｖである。このため、潤滑剤粉１２ａは、電位差（電界の強さ）の違いに応じて、非画像部よりも画像部に多く付着する。

図４において、回転駆動装置１６は、塗布ブラシ１１を右回りに積極的に回転させている。塗布ブラシ１１の回転方向Ｄ１１は、感光体ドラム２０の回転方向Ｄ２０に対して、逆方向である。ここで、順方向及び逆方向は、２つの回転体１１、２０の接触部位を基準として、設定されている。接触部位において、２つの回転体１１、２０の回転方向が異なっているとき、一方の回転方向が他方の回転方向に対して逆方向である。逆に、接触部位において、２つの回転体１１、２０の回転方向が同一であるとき、一方の回転方向が他方の回転方向に対して順方向である。

図６は、逆回転における潤滑剤粉１２ａの振る舞いを示す概念図である。潤滑剤粉１２ａは、塗布ブラシ１１が感光体ドラム２０に接触するときに、塗布ブラシ１１から感光体ドラム２０に移動する。逆回転の場合、移動の前後において、潤滑剤粉１２ａの搬送方向が逆転する。潤滑剤粉１２ａは、塗布ブラシ１１と感光体ドラム２０との接触部の手前で塗布ブラシ１１から感光体ドラム２０に移動し、接触部から遠ざかるように搬送される。感光体ドラム２０上に付着した潤滑剤粉１２ａは、塗布ブラシ１１に接触しない。つまり、感光体ドラム２０上の潤滑剤粉１２ａは、塗布ブラシ１１によって散らされない。このため、付着後の潤滑剤粉１２ａの位置は変化しない。したがって、感光体表面２０ａにおける潤滑剤粉１２ａの分布は、感光体表面２０ａにおける電位の分布によってのみ決定される。

図５において、非画像部の電位差は１５０Ｖであり、画像部の電位差は２５０Ｖである。非画像部の電位差に対する画像部の電位差の比は、１５０／２５０であり、約１／２である。逆回転では、塗布ブラシ１１による散らしの影響はない。このため、単位面積当たりにおける潤滑剤粉１２ａの付着量について、非画像部の付着量に対する画像部の付着量の比も、約２／１である。

次に、感光体表面２０ａは、クリーニングブレード３１から機械的作用を受ける。この結果、転写されなかったトナーが回収され、感光体表面２０ａ上に潤滑剤の皮膜が形成される。

第１実施例は、次の作用、効果を有している。

塗布ブラシ１１の材質がナイロンであり、且つ、固形潤滑剤１２の材質がステアリン酸亜鉛であるので、塗布ブラシ１１と固形潤滑剤１２との摩擦によって、固形潤滑剤１２がマイナス極性に帯電する。当然ながら、塗布ブラシ１１によって掻き取られた潤滑剤粉１２ａも、マイナス極性に帯電する。除電装置２４が感光体表面２０ａを除電すると、画像部の表面電位が−５０Ｖになり、非画像部の表面電位が−１５０Ｖになる。電位印加回路１５は、−３００Ｖの電位を塗布ブラシ１１に印加する。ここで、塗布ブラシ１１に印加される電位の極性は、感光体表面２０ａの帯電極性と同様に、マイナス極性である。回転部材に印加される電位は、マイナス極性の電荷が塗布ブラシ１１から除電後の感光体表面２０ａに引かれるように、設定されている。ここで、塗布ブラシ１１の帯電極性がマイナスであり、塗布ブラシ１１に印加される電位の極性がマイナスであり、感光体表面２０ａの帯電極性もマイナスである。このため、回転部材に印加される電位が感光体２０の表面電位より低く設定されると、マイナス極性の電荷が、塗布ブラシ１１から除電後の感光体表面２０ａに引かれる。そこで、塗布ブラシ１１に印加される電位が、−３００Ｖに設定されている。−３００Ｖは、除電後における感光体表面２０ａの表面電位（−５０Ｖ又は−１５０Ｖ）よりも、低い。このため、潤滑剤粉１２ａが、塗布ブラシ１１から除電後の感光体表面２０ａに移動し、感光体表面２０ａに付着する。

第１実施例では、マイナス極性の電荷が塗布ブラシ１１から除電後の感光体表面２０ａに引かれるように、塗布ブラシ１１と感光体表面２０ａとの間に電場が形成される。このため、塗布ブラシ１１によって掻き取られた潤滑剤粉１２ａが、画像部及び非画像部の一方だけでなく双方に、付着する。したがって、第１実施例は、感光体表面２０ａに付着する潤滑剤粉１２ａの分布が偏ることを防止できる。また、トナーの帯電極性と潤滑剤粉１２ａの帯電極性とが同一であるので、塗布ブラシ１１にトナーが付着しない。また、上記構成を画像形成装置１に配置するために、電子写真プロセス装置のコンパクト化や固形潤滑剤１２の大型化は要求されない。したがって、第１実施例は、コストの増大を防止しながら、塗布ブラシ１１がトナーによって汚されることを防止できる。

（第２実施例）
図７は、第２実施例におけるイメージングユニット２の構成図である。第２実施例は、第１実施例と同様の構成を備えている。第２実施例と第１実施例との相違点は、塗布ブラシ１１の回転方向の違いのみである。

図７において、回転駆動装置１６は、塗布ブラシ１１を左回りに積極的に回転させている。塗布ブラシ１１の回転方向Ｄ１１は、感光体ドラム２０の回転方向Ｄ２０に対して、順方向である。上述したように、順方向及び逆方向は、２つの回転体１１、２０の接触部位を基準として、設定されている。

また、塗布ブラシ１１の線速度Ｖ１１は、感光体ドラム２０の線速度Ｖ２０以上に設定されている。つまり、感光体ドラム２０に対する塗布ブラシ１１の線速度比θは、１以上である。θ＝Ｖ１１／Ｖ２０≧１。線速度比θは、例えば、１．２に設定される。

図８は、塗布ブラシ１１の正面側における感光体２０の表面電位の分布及び潤滑剤粉１２ａの分布を示す図である。第１実施例（図５）と同様に、非画像部の電位は−１５０Ｖであり、画像部の電位は−５０Ｖであり、塗布ブラシ１１の電位は−３００Ｖである。

図９は、順回転における潤滑剤粉１２ａの振る舞いを示す概念図である。潤滑剤粉１２ａは、塗布ブラシ１１が感光体ドラム２０に接触するときに、塗布ブラシ１１から感光体ドラム２０に移動する。順回転の場合、移動の前後において、潤滑剤粉１２ａの搬送方向は変化しない。このため、潤滑剤粉１２ａは、塗布ブラシ１１と感光体ドラム２０との接触部を通過し、塗布ブラシ１１と感光体ドラム２０とによって挟まれる。感光体表面２０ａ上の潤滑剤粉１２ａが塗布ブラシ１１によって散らされるので、付着後の潤滑剤粉１２ａの位置が変化する。したがって、感光体表面２０ａにおける潤滑剤粉１２ａの分布は、感光体表面２０ａにおける電位の分布とは異なっている。潤滑剤粉１２ａの分布は、電位の分布よりも偏りの小さな分布になる。

図８において、上述したように、非画像部の電位差は１５０Ｖであり、画像部の電位差は２５０Ｖである。非画像部の電位差に対する画像部の電位差の比は、１５０／２５０であり、約１／２である。順回転では、塗布ブラシ１１による散らしの影響がある。このため、単位面積当たりにおける潤滑剤粉１２ａの付着量について、非画像部の付着量に対する画像部の付着量の比は、２／１より小さな値（例えば３／２）である。

第２実施例は、第１実施例が有する作用、効果に加えて、次の作用、効果を有している。第２実施例では、塗布ブラシ１１が感光体ドラム２０に対して順方向に回転するので、潤滑剤粉１２ａが感光体表面２０ａ上で散らされる。このため、第２実施例は、潤滑剤粉１２ａの分布を、より一層、平均化できる。

（第３実施例）
第３実施例は、第２実施例と同様の構成を備えている。第３実施例と第２実施例との相違点は、線速度比θの違いのみである。

塗布ブラシ１１の線速度Ｖ１１は、感光体ドラム２０の線速度Ｖ２０よりも小さく設定されている。つまり、感光体ドラム２０に対する塗布ブラシ１１の線速度比θは、１よりも小さい。θ＝Ｖ１１／Ｖ２０＜１。線速度比θは、例えば、０．７に設定される。

図１０は、塗布ブラシ１１の正面側における感光体２０の表面電位の分布及び潤滑剤粉１２ａの分布を示す図である。第１、２実施例（図５、図８）と同様に、非画像部の電位は−１５０Ｖであり、画像部の電位は−５０Ｖであり、塗布ブラシ１１の電位は−３００Ｖである。

第３実施例も、順回転である。このため、潤滑剤粉１２ａの振る舞いは、基本的に、第２実施例の場合と同様に、塗布ブラシ１１による散らしの影響を受ける。第３実施例では、線速度比θが１より小さい。線速度比θが１とは異なる場合、塗布ブラシ１１と感光体ドラム２０との相対速度が０ではない。線速度比θが１から離れるにつれて、塗布ブラシ１１と感光体ドラム２０との相対速度が増大する。このため、線速度比θが１から離れるにつれて、感光体表面２０ａ上の潤滑剤粉１２ａが、より大きく散らされる。しかし、線速度比θが１よりも大きくなると、一定面積の感光体表面２０ａに接触する塗布ブラシ１１の表面積が増大する。この結果、塗布ブラシ１１から感光体ドラム２０に供給される単位時間当たりにおける潤滑剤粉１２ａの供給量が増大する。潤滑剤粉１２ａが過剰に供給されると、画像不良が発生する。一方、線速度比θが１よりも小さいとき、潤滑剤粉１２ａが過剰に供給されることなく、潤滑剤粉１２ａの散らし効果が得られる。

第３実施例は、第２実施例が有する作用、効果に加えて、次の作用、効果を有している。第３実施例では、線速度比θが１より小さいので、感光体表面２０ａ上の潤滑剤粉１２ａが、塗布ブラシ１１によって大きく散らされる。しかも、潤滑剤粉１２ａが過剰に供給されることもない。このため、第３実施例は、潤滑剤粉１２ａを過剰に供給することなく、潤滑剤粉１２ａの分布を、より一層、平均化できる。

（変形例）
本実施例は、次の変形構成を採用できる。

像担持体は、ドラム形状の感光体ドラム２０に限定されない。像担持体の形状は、ベルトなどの無端体でもよい。

塗布ブラシ１１に印加される電位は、マイナス極性の場合、−２００Ｖから−５００Ｖの範囲内の任意の電位を適用できる。この範囲内の電位の場合、放電が発生しない。

除電装置２４は、発光手段に限定されない。

回転部材は、塗布ブラシ１１に限定されない。回転部材は、導電性を有し且つ潤滑剤を保持できる回転体を適用できる。回転部材の形態は、ブラシ部材以外に、発泡ローラ又はソリッドローラを適用できる。

摩擦によって固形潤滑剤１２をマイナス極性に帯電させるために、回転部材の材質は、摩擦帯電系列において、固形潤滑剤１２の材質よりもプラス極性の材質を適用できる。例えば、回転部材の材質は、ナイロン、アクリル、又はポリエステルを適用できる。固形潤滑剤１２の材質は、ステアリン酸亜鉛の他に、ステアリン酸マグネシウム又はステアリン酸リチウムなどの脂肪酸金属塩を適用できる。

固形潤滑剤１２の帯電極性は、他の条件を満たす限り、マイナス極性の代わりに、プラス極性を適用できる。この場合、トナーの帯電極性が、固形潤滑剤１２の帯電極性に合わせて、プラスに設定される。また、塗布ブラシ１１に印加される電位が、固形潤滑剤１２の帯電極性と塗布ブラシ１１に印加される電位の極性との関係に応じて、固形潤滑剤１２の帯電極性と同一の電荷が塗布ブラシ１１から除電後の感光体ドラム２０に引かれるように、設定される。感光体ドラム２０の帯電極性と塗布ブラシ１１に印加される電位の極性とが同じである場合、回転部材に印加される電位は、除電後の像担持体の表面電位よりも低く設定される。これは、上述の比較例及び実施例の場合である。一方、感光体ドラム２０の帯電極性と塗布ブラシ１１に印加される電位の極性とが異なっている場合、回転部材に印加される電位は、除電後の像担持体の表面電位よりも高く設定される。

（試験例）
表１は、試験例１〜２８における耐久試験によって得られた画像評価の結果を示す一覧表である。画像評価は、中抜け評価及び飛び散り評価である。表１には、５つの項目が記載されている。試験例１〜２８の各々は、少なくとも１つの項目について、他の試験例とは異なっている。５つの項目は、除電装置２４の位置、感光体２０の線速度、塗布ブラシ１１の印加電位、塗布ブラシ１１の回転方向、及び線速度比θである。除電装置２４の位置は、クリーニング部３０を基準として、設定されている。試験例１〜２８には、上述の比較例及び実施例１〜３が含まれている。

試験に用いられた画像形成装置１は、コニカミノルタビジネステクノロジーズ製ＢｉｚｈｕｂＣ４５０（Ａ４Ｙ３５枚／分、６００ｄｐｉ）である。バネ１３による押圧力は、２Ｎ／ｍ^２である。クリーニングブレード３１において、材質がポリウレタンゴムであり、ＪＩＳ−Ａ硬度が７７度であり、反発弾性が３５％であり、感光体表面２０ａに対する当接力が２５Ｎ／ｍ^２であり、当接角度が１５度である。飛び散り評価のための耐久条件として、温度が１０℃であり、ＲＨが１５％であり、各色画像濃度１％程度の格子状ライン画像（ブルー）が１枚間欠で１Ｋ枚プリントされる。１Ｋ枚プリント後の画像について、飛び散り評価が行われた。中抜け評価のための耐久条件として、温度が３０℃であり、ＲＨが８５％であり、各色画像濃度２０％程度の格子状ライン画像（ブルー）が１枚間欠で１Ｋ枚プリントされる。１Ｋ枚プリント後にプリントされた６ｄｏｔのライン画像（ブルー）について、中抜け評価が行われた。

表１において、中抜け評価及び飛び散り評価が、◎、○、△、又は×によって示されている。◎印は、画像として全く問題がないレベルである。○印は、中抜け又は飛び散りが確認できるが画像として問題がないレベルである。△印は、中抜け又は飛び散りが確認でき且つ一部のユーザーが不満を抱くレベルである。×印は、多くのユーザーが不満を抱くレベルである。

１ 画像形成装置
３ １次転写ローラ（転写手段）
１１ 塗布ブラシ（回転部材）
１２ 固形潤滑剤
１５ 電位印加回路（電位印加手段）
１６ 回転駆動装置（回転駆動手段）
２０ 感光体（像担持体）
２０ａ 感光体表面
２４ 除電装置（除電手段）
３１ クリーニングブレード
４０ 現像部（現像手段）

Claims (6)

1. 像担持体に接触する状態で回転可能に保持される、導電性を有する回転部材と、
   回転部材を回転させる、回転駆動手段と、
   回転部材に接触するように押圧される、固形潤滑剤と、
   トナーを掻き落とすために像担持体に当接する、クリーニングブレードと、
   回転部材に電位を印加する、電位印加手段と、
   を備えている、画像形成装置において、
   像担持体の表面の移動方向に沿って、現像手段、転写手段、除電手段、回転部材、及びクリーニングブレードが、順に配置されており、
   電位印加手段が、像担持体の帯電極性と同一の極性の電位を、回転部材に印加するものであり、
   回転部材と固形潤滑剤との摩擦帯電における固形潤滑剤の帯電極性と、現像手段によるトナーの帯電極性とが、同じになるように、固形潤滑剤の材質及び回転部材の材質が選択されており、
   固形潤滑剤の帯電極性と同一の電荷が、回転部材から、除電後の像担持体に、引かれるように、回転部材に印加される電位が、除電後の像担持体の表面電位よりも高く又は低く設定されている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 回転部材の回転方向が像担持体の表面の移動方向に対する順方向に設定されている、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 回転部材の線速度が像担持体の線速度よりも小さく設定されている、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 回転部材に印加される電位が、−２００〜−５００Ｖの範囲内に設定されている、
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 除電手段が発光手段である、
   請求項１に記載の画像形成装置。
6. 回転部材の材質が、ナイロン、アクリル、又はポリエステルである、
   請求項１に記載の画像形成装置。

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