JP2013152293A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白抜け現象を生じさせることなく、感光体ドラムとクリーニングブレードの長寿命化を果たしながら、像流れの発生も防止可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体ドラム２６の周囲であり、感光体ドラム２６の回転方向に沿って、転写位置から帯電位置に至るまでの範囲に、感光体ドラム２６表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード４４と、感光体ドラム２６に接触した状態で回転して、感光体ドラム２６表面に付着した放電生成物を削り取るクリーニングブラシローラー４６と、感光体ドラム２６表面に潤滑剤皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成装置４７を、この順に配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式により画像を形成する複写機、プリンターなどの画像形成装置に関し、特に、感光体表面のクリーニング技術に関する。

電子写真方式により画像を形成する一般的な画像形成装置は、感光体としての感光体ドラムを中心としてその周囲に、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、およびクリーニング装置がこの順に配されてなる構成を有している。
上記構成からなる画像形成装置では、回転する感光体ドラムの表面（感光体表面）が帯電装置によって一様に帯電され、その帯電域は、露光装置からの光変調されたレーザー光による露光を受ける。露光によって感光体表面に形成された静電潜像は、現像装置によってトナー像として顕像化される。

一方、給紙装置からは記録シートが供給されて、感光体ドラムと転写装置との対向位置へ搬送され、転写装置によって発生される電界の作用を受けて、感光体ドラム上のトナー像が記録シートへと転写される。
また、記録シートに転写されずに感光体表面に残留しているトナー（残留トナー）や帯電プロセスで発生する放電生成物などの付着物は、クリーニング装置によって掻き落とされ、感光体表面は清掃される。

クリーニング装置としては、感光体表面にポリウレタンゴムなどからなるクリーニングブレードを当接させ機械的な力で付着物を除去するブレードクリーニング方式のものが広く用いられている。
ブレードクリーニング方式では、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦により、両者が徐々に摩耗していく。感光体ドラムとクリーニングブレードのそれぞれは、その摩耗量が所定量を超えて、必要な機能が果たせなくなると新しいものと交換される。

この摩耗の進行を遅くすることで、感光体ドラムやクリーニングブレードの交換頻度を少なくし、もって、画像形成装置のメンテナンスコストを減少させるべく、感光体表面に潤滑剤皮膜を形成する技術が実用化されている。
具体的には、固形潤滑剤と、当該固形潤滑剤と感光体表面との両方に接触状態で回転する塗布ブラシローラーとを有する潤滑剤塗布装置によって、塗布ブラシローラーで固形潤滑剤を削り取り、削り取った潤滑剤を皮膜状に感光体表面に塗布する。

このように形成された潤滑剤皮膜は、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦を低減するため、感光体ドラムとクリーニングブレードの摩耗による寿命低下を抑制することができる。
しかしながら、寿命は長くなるものの、感光体表面とクリーニングブレードとの間の摩擦が低減した分、放電生成物の除去能力が低下してしまうといった問題が生じる。

これは、次の理由による。すなわち、放電生成物は、静電力により感光体表面に付着するトナー粒子とは異なり、感光体表面がクリーニングブレードにより極僅かに削り取られるのと一緒に除去されていくものであり、感光体表面とクリーニングブレードとの間にある程度の摩擦力が作用している必要がある。
ところが、感光体ドラムとクリーニングブレードの寿命低下の抑制のために感光体表面に潤滑剤を塗布すると、感光体表面とクリーニングブレードとの間に作用する摩擦力が低減するので、それだけクリーニングブレードにより感光体表面が削り取られ難くなり、感光体表面に付着している放電生成物も除去され難くなるからである。

放電生成物の除去が不十分な場合、形成される画像にいわゆる像流れなどの不具合が発生してしまう。
そこで、特許文献１には、クリーニングブレードと潤滑剤塗布装置に加えて、放電生成物を除去するためのブラシローラーを備えた画像形成装置が開示されている。
この画像形成装置は、感光体ドラムの周囲に設けられた転写装置から帯電装置に至る間において、ブラシローラー、潤滑剤塗布装置、およびクリーニングブレードがこの順で配された構成を有している。

特開２０１０−１１７５２３号公報 特開２００４−３４１８４０号公報 特開２００４−４５４４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、ブラシローラーにより放電生成物は除去されるものの、形成される画像にいわゆる白抜け現象が生じる。
すなわち、特許文献１の画像形成装置では、転写装置の直後にブラシローラーが配されているため、感光体表面上の残留トナーの多くがブラシローラーのブラシに付着する。
ブラシに付着したトナー粒子の中には、回転するブラシの感光体表面への押付力によって感光体表面に強い力で押し付けられて付着するものがあり、そのトナー粒子の付着力がクリーニングブレードによる掻き取り力よりも大きくなると、トナー粒子がクリーニングブレードをすり抜けることが生じる。

このようにトナー粒子がクリーニングブレードをすり抜けることは、感光体表面に僅かな傷がある場合にも、その傷に、回転するブラシに付着したトナー粒子が入り込み、クリーニングブレードでは掻き取れなくなることによっても生じ易い。
トナー粒子がクリーニングブレードをすり抜けることが生じると、そのトナー粒子の存する感光体表面部分が露光装置による露光を受けなくなるため、この部分にトナー像が形成されない、いわゆる白抜け現象が生じる。

トナー粒子の、クリーニングブレードのすり抜けが一度、発生すると、そのトナー粒子が感光体ドラムの１周により再度、クリーニングブレードの位置に戻ったときに、そのトナー粒子に、クリーニングブレードと感光体表面との圧接部分に存在している別のトナー粒子がクリーニングブレードの押圧力により押し付けられ、同じ材質同士の複数個のトナー粒子が引っ付いて合体したようになり、今度は、その合体したトナー粒子がクリーニングブレードをすり抜けることが生じる場合がある。

このトナー粒子の合体が増えることが続くと、感光体表面に、クリーニングブレードにより除去できない残留トナーが存する部分が徐々に広がって成長することが生じ、白抜け現象が生じる範囲が広がることになってしまう。
本発明は、可能な限り、白抜け現象を生じさせることなく、感光体とクリーニングブレードの長寿命化を果たしながら、像流れの発生も防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、帯電、露光、現像、および転写の各プロセスからなる電子写真プロセスを実行することにより、回転する感光体の表面にトナー像を形成し、これを転写材に転写して画像を形成する画像形成装置であって、前記感光体の周囲であり、当該感光体の回転方向に沿って、前記転写プロセスにおける転写位置から前記帯電プロセスにおける帯電位置に至るまでの範囲に、前記感光体表面のトナーを除去するクリーニングブレードと、前記感光体に接触した状態で回転して、前記帯電プロセスの際に発生し前記感光体表面に付着した放電生成物を削り取る摺擦ローラーを有する放電生成物除去装置と、前記感光体表面に潤滑剤皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成装置と、がこの順に配されていることを特徴とする。

また、前記放電生成物除去装置は、さらに、前記感光体表面から削り取られ、前記摺擦ローラーに付着した放電生成物を当該摺擦ローラーから除去する除去手段を有するとしても良い。
ここで、前記除去手段は、前記摺擦ローラーに当接して、前記放電生成物を前記摺擦ローラーから除去する当接部材であるとしても良い。

ここで、前記当接部材は、前記摺擦ローラーに付着している放電生成物を掻き取る板状部材であるとしても良い。
また、前記当接部材は、金属ローラーであり、前記金属ローラーには、前記感光体表面上の放電生成物と一緒に削り取られ、当該放電生成物が混入した状態で前記摺擦ローラーに付着している潤滑剤の帯電極性とは逆極性の電圧が印加されており、前記放電生成物が混入した状態で前記摺擦ローラーに付着している潤滑剤が静電力により前記金属ローラーに吸着されることにより、前記放電生成物が前記摺擦ローラーから除去される構成であるとしても良い。

さらに、前記摺擦ローラーは、ブラシローラーであるとしても良い。
また、前記摺擦ローラーは、円筒状をした弾性砥石に芯金がはめ込まれてなるものであるとしても良い。
ここで、前記弾性砥石を構成する結合材は、ゴム材料からなるとしても良い。
また、前記弾性砥石を構成する結合材は、発泡樹脂材料からなるとしても良い。

このように感光体の回転方向に沿って、転写位置から帯電位置に至るまでの範囲に、クリーニングブレードと、放電生成物除去装置と、潤滑剤皮膜形成装置とを、この順に配する構成により、感光体とクリーニングブレードの長寿命化と、感光体表面に付着している放電生成物の除去により白抜け現象と像流れの発生を防止することができる。
すなわち、まず、クリーニングブレードと、放電生成物除去装置と、潤滑剤皮膜形成装置のうち、感光体の回転方向最上流のクリーニングブレードにより、転写後の感光体表面の残留トナーが除去される。転写は、最下流の潤滑剤皮膜形成装置により感光体表面に潤滑剤が塗布された後の状態で行われるので、感光体表面とクリーニングブレード間の摩擦が低減されており、感光体とクリーニングブレードを長寿命化することができる。

クリーニングブレードによる残留トナーの除去後、放電生成物が放電生成物除去装置により削り取られる。既に残留トナーがクリーニングブレードにより除去された後なので、残留トナーが放電生成物除去装置の摺擦ローラーに付着して、その回転力により感光体表面に強固に付着するといったことがない。
また、潤滑剤皮膜形成装置が感光体の回転方向に沿って放電生成物除去装置よりも下流側かつ帯電位置よりも上流側に位置するので、帯電位置では、感光体表面に既に潤滑剤皮膜が形成されている。従って、帯電プロセスにより生じる放電生成物は、その潤滑剤被膜を介して感光体ドラムに付着することになり、直接、感光体ドラムに付着することが防止される。これにより、感光体表面上の放電生成物を潤滑剤被膜ごと削り取ることができるようになり、白抜け現象と像流れの発生を防止することが可能になる。

画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置に設けられる作像ユニットの構成を示す図である。 作像ユニットに設けられるクリーニングブラシローラーおよび潤滑剤塗布装置を示す拡大図である。 弾性ゴム砥石を示す図である。 実験機を構成する作像ユニットを模式的に示す図である。 実施例１〜４、および比較例１〜５に係る画像形成装置における各クリーニング装置の構成と、放電生成物の除去性およびクリーニングブレードの寿命についての実験結果とを示す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、プリンターを例に図面を参照しながら説明する。
＜プリンターの全体構成＞
図１は、実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成を示す図である。
画像形成装置１０は、周知の電子写真方式により画像を形成する、いわゆるタンデム型のカラープリンターであり、転写ベルト１２と、転写ベルト１２を張架する駆動ローラー１４、従動ローラー１６，１８、バックアップローラー２０、転写ベルト１２に対向し転写ベルト１２の走行方向に沿って所定間隔で配置されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の作像ユニット２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと、定着装置２４とが、不図示の筐体に収納された構成を有している。

各作像ユニット２２Ｙ，…，２２Ｋは、回転する感光体（像担持体）の一例としての感光体ドラム２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋを有する。
感光体ドラム２６Ｙ，…，２６Ｋの各々の表面には、後述するようにして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像が形成される。形成されたトナー像の各々は、各転写位置において転写ベルト１２の裏面側に配設された１次転写ローラー２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋの静電的作用により、転写ベルト１２の表面上に順次転写されていく。

この際、各色の作像動作は、そのトナー像が、走行する転写ベルト１２の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにすべく、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
一方、不図示の給紙装置からは、上記した転写ベルト１２への作像タイミングに合わせて、記録シートＳが給紙され、２次転写ローラー３０とバックアップローラー２０とが対向する位置（以下、「２次転写位置」と言う。）へと搬送される。

当該２次転写位置において、２次転写ローラー３０の静電的作用により、転写ベルト１２上のトナー像が記録シートＳへ再転写（２次転写）される。
トナー像が転写された記録シートＳは、さらに、定着装置２４にまで搬送される。
記録シートＳは、定着装置２４において高熱下で加圧され、その表面のトナー粒子がシート表面に融着して定着された後、排紙ローラー３２によって不図示の排紙トレイ上に排出される。
＜作像ユニット＞
（全体構成）
図２を参照しながら、作像ユニット２２Ｙ，…，２２Ｋの構成について、さらに説明する。作像ユニット２２Ｙ，…，２２Ｋは、現像装置において用いられるトナーの色が異なる以外は、同じ構成を有している。よって、以下、特に作像ユニット２２Ｙ，…，２２Ｋを区別する必要の無い場合は、各構成要素には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を付さずに、作像ユニットの構成について説明し、区別する場合は同符号を付して説明することとする。

作像ユニット２２は、円筒状をした感光体ドラム２６を中心としてその周囲に、アレイ型のＬＥＤランプを有する除電装置３４、スコロトロン式の帯電装置３６、図外の露光装置、現像装置３８、１次転写ローラー２８を有する転写装置４０、およびクリーニング装置４２がこの順に配されてなる構成を有している。なお、感光体ドラム２６とその周囲に配されたクリーニング装置４２、除電装置３４、および帯電装置３６とは、これらが一体としてユニット化されている。このユニットを以下、感光体ユニット４３と称する。

不図示の駆動装置によって矢印Ａの向きに回転される感光体ドラム２６は、除電装置３４の前記ＬＥＤランプからの光の照射を受けて除電された後、帯電装置３６によって一様に帯電され、その帯電域は、前記露光装置からの光変調されたレーザー光ＬＢによる露光を受ける。露光によって感光体ドラム２６表面に形成された静電潜像は、現像装置３８によってトナー像として顕像化される。このトナー像は、転写ベルト１２の裏面側に配設された転写装置４０の１次転写ローラー２８の静電的作用により、転写ベルト１２の表面上に転写される。

なお、帯電装置３６が除電機能を兼ねる構成とすることも可能であるため、除電装置３４は、必須の構成要素ではない。
（クリーニング装置）
感光体ドラム２６の周方向において、転写装置４０と帯電装置３６（除電装置３４）との間に設けられているクリーニング装置４２は、感光体ドラム２６から転写ベルト１２へ転写し切れずに、感光体ドラム２６表面に残留したトナー（残留トナー）や、帯電装置３６で発生し、感光体ドラム２６表面に付着するＯ₃やＮＯ_Xなどの放電生成物を感光体ドラム２６表面から除去するためのものである。

クリーニング装置４２は、転写装置４０から帯電装置３６（除電装置３４）に至る感光体ドラム２６外周に沿って、クリーニングブレード４４、クリーニングブラシローラー４６、潤滑剤皮膜形成装置４７がこの順に設けられてなる構成を有している。潤滑剤皮膜形成装置４７は、潤滑剤塗布装置４８および均しブレード５０を有する。
クリーニングブレード４４は、細長い長方形をしている。クリーニングブレード４４は、筐体５２に取り付けられたホルダー５４にホットメルト接着剤によって固定され、その一辺（長辺）が感光体ドラム２６表面に押し当てられた状態で設けられていて、主として残留トナーを掻き取る（スクレイプする）。クリーニングブレード４４は、弾性ゴムブレードからなり、例えば遠心成形機で製造される。ゴム材料としては、例えば、熱硬化性ポリウレタンゴムが用いられる。

クリーニングブレード４４によって感光体ドラム２６表面から掻き落とされたトナーは、筐体５２の底部に設けられた回収スクリュー５６によって筐体５２から搬出され、不図示の廃トナーボックスに回収される。
図３に、クリーニングブラシローラー４６および潤滑剤塗布装置４８の拡大図を示す。
クリーニングブラシローラー４６は、感光体ドラム２６の軸方向の全長が感光体ドラム２６と略同じ長さであり、感光体ドラム２６と平行に設けられている。

クリーニングブラシローラー４６は、不図示の駆動手段によって、矢印Ｂの向きに回転されながら、感光体ドラム２６の表面を摺擦する。ここで、矢印Ａ，Ｂで示すようにクリーニングブラシローラー４６を感光体ドラム２６と同じ向きに回転させること、すなわち、クリーニングブラシローラー４６による感光体ドラム２６外周面の摺擦位置におけるクリーニングブラシローラー４６外周の移動方向が、感光体ドラム２６外周の移動方向と逆向きになる場合を、クリーニングブラシローラー４６を感光体ドラム２６に対し「カウンター方向に回転させる」と称することとする。

クリーニングブラシローラー４６は、その周速（線速度）が感光体ドラム２６の周速の、例えば１．３倍になる回転速度で回転される。なお、その周速度差が１．３倍に限られず、１よりも大きい値（高速）とすることができる。装置構成に適した周速度差が決められるが、装置構成によっては１倍（等速）または１よりも小さい値（低速）とする場合もあり得る。

クリーニングブラシローラー４６は、外径６〔ｍｍ〕の金属製（例えば、ステンレス製）シャフト５８の外周にブラシ部６０が形成されてなるものである。
ブラシ部６０は、帯状をした厚さ０．５〔ｍｍ〕の基布６２に導電性繊維の束をループ状に織り込んで植毛したパイル地（以下、「パイル帯」と称する。）を芯棒であるシャフト５８外周にスパイラル状に巻回することによって形成されている。以下、植毛された導電性繊維束の１ループを「ループ毛６０Ａ」と称することとする。ループ毛６０Ａの基布６２上面からの高さは、約２．５〔ｍｍ〕である。よって、前記パイル帯の厚みは、約３〔ｍｍ〕であり、クリーニングブラシローラー４６の外径は、ブラシ部６０の変形が無い状態において、約１２〔ｍｍ〕である。

導電性繊維には、ポリエステルに導電材であるカーボンブラックを分散してなるものが用いられている。導電性繊維は、その太さが３Ｔ（デシテックス）で、１×１０⁶〔ｍｍΩ/ｃｍ〕の線抵抗値を有する。当該導電性繊維の基布６２における植毛密度は、２２５〔kF/inch²〕である。
矢印Ｂの向きに回転されながら、感光体ドラム２６の表面を摺擦するクリーニングブラシローラー４６は、感光体ドラム２６表面に後述するようにして形成された潤滑剤の皮膜上に付着した前記放電生成物を前記皮膜ごと掻き取る。掻き取られた放電生成物および皮膜の一部は、ブラシ部６０に付着したまま残存する。この残存する付着物を払い落として、クリーニングブラシローラー４６から除去させる除去手段として、クリーニングブラシローラー４６に対してその直下に、フリッカー６４が併設されている。

フリッカー６４は、横断面がＬ字状をした細長い金属（例えば、ステンレス）板からなり、クリーニングブラシローラー４６の軸方向に沿って長尺状になっている。
フリッカー６４は、図３に示すように、一端部６４Ａがブラシ部６０をクリーニングブラシローラー４６の径方向に押し込む状態になるように、他端部６４Ｂが筐体６６に固定されている。クリーニングブラシローラー４６が矢印Ｂの向きに回転すると、フリッカー６４に当接するループ毛６０Ａは矢印Ｂの向きとは反対の向きに撓む。そして、撓んだループ毛６０Ａは、フリッカー６４を通り過ぎた瞬間に、その復元力で勢い良く元に戻り、この際に、ループ毛６０Ａに付着していた放電生成物および皮膜が振り落とされ、ループ毛６０Ａから除去されることとなる。

続いて、潤滑剤塗布装置４８について説明する。
潤滑剤塗布装置４８は、塗布ブラシローラー６８、固形潤滑剤７０などを含む。
塗布ブラシローラー６８は、ここではクリーニングブラシローラー４６と同じブラシローラーである。すなわち、塗布ブラシローラー６８は、全長が感光体ドラム２６と略同じ長さであり、感光体ドラム２６と平行に設けられている。

また、塗布ブラシローラー６８は、シャフト７２の外周にブラシ部７４が形成されてなるものであり、ブラシ部７４は、帯状をした基布７６に導電性繊維の束をループ状に織り込んで植毛してなるパイル帯をシャフト７２外周にスパイラル状に巻回することによって形成されている。なお、塗布ブラシローラー６８の構成部材の材質や寸法は、クリーニングブラシローラー４６の対応する構成部材と同じであるが、これに限られず、異なるものとすることもできる。

固形潤滑剤７０は、塗布ブラシローラー６８を挟んで感光体ドラム２６と反対側に設けられており、感光体ドラム２６の軸方向全長が塗布ブラシローラー６８と略同じ長さの角材状をしている。
固形潤滑剤７０は、板金からなるホルダー７８に、両面テープ（不図示）によって接着されて、保持されている。一端部がホルダー７８に構成され、他端部が筐体６６に固定されている圧縮コイルばねなどの付勢手段８０によって、固形潤滑剤７０は、塗布ブラシローラー６８の外周の一部に押圧されている。固形潤滑剤７０は、例えば、ステアリン酸亜鉛の粉体を溶融させて型に流し込み、これを固化させた成形物からなる。

固形潤滑剤７０は、不図示の駆動手段によって矢印Ｃの向きに回転される塗布ブラシローラー６８のループ毛７４Ａによって削り取られる。削り取られて粉状体に戻り、塗布ブラシローラー６８のループ毛７４Ａに付着した潤滑剤は、感光体ドラム２６の摺擦位置において、感光体ドラム２６表面に塗布される。
図２に戻り、均しブレード５０は、クリーニングブレード４４と同様の形状をしており、また同様の材質からなる。均しブレード５０は、ホルダー８２に固定され、その一辺（長辺）が感光体ドラム２６表面に図２に示す姿勢（カウンター方向）で押し当てられた状態で設けられている。均しブレード５０は、塗布ブラシローラー６８によって感光体ドラム２６表面に塗布された潤滑剤が一様な膜厚になるように、当該潤滑剤を平坦にし、感光体ドラム２６に潤滑剤皮膜を形成する。

なお、感光体ドラム２６が未使用の状態、すなわち潤滑剤皮膜が全く形成されていない状態から、感光体ドラム２６の回転回数に比例して、潤滑剤皮膜は徐々にその厚みを増していき、５０回転から１００回転後においてその厚みは最大となって、以後安定する。すなわち、潤滑剤は感光体ドラム２６の回転毎に感光体ドラム２６の表面に積層され、前記安定した厚みの潤滑剤皮膜は複数の層からなる層状を呈している。

上記の構成からなる画像形成装置１０によれば、（ａ）クリーニングブレード４４および感光体ドラム２６の寿命を延ばしつつ、（ｂ）像流れを防止することができると共に、（ｃ）白抜けが生じ難くすることができる。これらの理由について、以下に説明する。
（ａ）クリーニングブレードおよび感光体ドラムの寿命が延びる理由
潤滑剤塗布装置４８と均しブレード５０を有する潤滑剤皮膜形成装置４７によって形成された潤滑剤皮膜は、感光体ドラム２６の回転に伴って、クリーニングブレード４４の感光体ドラム２６の当接位置まで、ほとんどそのまま残存した状態で移動してくる。

よって、クリーニングブレード４４と感光体ドラム２６との間の摩擦が十分に低減され、当該摩擦に起因する摩耗に因る寿命の低下を抑制できる。なお、クリーニングブレード４４によって、残留トナーは十分に除去される。
（ｂ）像流れが防止できる理由
上述したように、帯電装置３６による帯電プロセスで発生し、感光体ドラム２６表面に付着する放電生成物の除去が不十分であると、それが、記録シートＳに形成されたトナー画像のエッジがぼやけたりトナー像がこすれたように流れたりする、いわゆる像流れとなって現れる。放電生成物などの吸湿性の物質が感光体ドラム２６表面に付着し、高温高湿下で吸湿するとその部分で電気抵抗が極端に低下するため、潜像電荷が感光体ドラム２６表面に沿った方向に流れてしまうからである。

本実施の形態では、感光体ドラム２６の回転方向において、帯電装置３６の直前に潤滑剤皮膜形成装置４７が設けられているため、帯電装置３６の対向位置における感光体ドラム２６表面には、潤滑剤皮膜形成装置４７により潤滑剤皮膜が形成されている。このため、帯電装置３６で発生する放電生成物は、感光体ドラム２６表面に潤滑剤皮膜を介して付着する。

感光体ドラム２６表面に付着し、感光体ドラム２６の回転に伴って移動する放電生成物は、クリーニングブレード４４をすり抜けたとしても、クリーニングブラシローラー４６によって掻き取られることとなる。潤滑剤皮膜の感光体ドラム２６表面への付着力は弱いため、潤滑剤皮膜上に付着した放電生成物は、当該潤滑剤皮膜と一緒に掻き取られるので、容易に、感光体ドラム２６表面から除去されるのである。

これにより、放電生成物が原因で生じる像流れは、可能な限り防止されることとなる。
（ｃ）白抜けが生じにくい理由
本実施の形態では、感光体ドラム２６の回転方向において、転写装置４０（１次転写ローラー２８）からクリーニングブラシローラー４６に至る間に、クリーニングブレード４４が設けられている。

クリーニングブレード４４によって、感光体ドラム２６上の残留トナーは、感光体ドラム２６表面から十分に除去されるため、クリーニングブラシローラー４６にまで移動する残留トナーは、ほとんど存在しない。よって、クリーニングブラシローラー４６に残留トナーが付着することがほとんどない。このため、本実施の形態によれば、特許文献１に記載された画像形成装置において生じる白抜け、すなわち、上述した通り残留トナーがクリーニングブラシローラー４６に付着することに起因して生じる白抜けが発生するのを可能な限り防止することができる。

＜変形例＞
感光体ドラム２６表面に接触した状態で回転して、帯電プロセスの際に発生し感光体ドラム２６表面に付着した放電生成物を削り取る摺擦ローラー（回転体）として、上述した例では、クリーニングブラシローラー４６を用いたが、これに限らず、ローラー状をした弾性砥石を用いても構わない。

図４に、当該弾性砥石の一例として、弾性ゴム砥石８４を示す。なお、図４では、感光体ドラム２６の周囲に配された、クリーニングブレード４４や潤滑剤塗布装置４８などの他の構成要素の図示は省略している。
弾性ゴム砥石８４は、円筒状をしたゴムロール８６と、ゴムロール８６に嵌め込まれた金属製（例えば、ステンレス製）のシャフト８８とを有する。ゴムロール８６は、結合材であるゴムに砥粒を分散させてなるものである。前記ゴムには、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、塩素化ポリイソプレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、水素添加ポリブタジエンゴムなどのゴム材料のうち、１種類、または２種類以上を配合してなる材料が用いられる。

また、前記砥粒には、例えばアルミナが用いられる。なお、アルミナに限らず、例えばチタン酸ストロンチウム、炭化ケイ素を用いても構わない。
砥粒にアルミナ、炭化ケイ素を用いる場合、例えば３〜１００〔μｍ〕の粒径のものを用いることができ、チタン酸ストロンチウムを用いる場合、例えば１〜８００〔ｎｍ〕の粒径のものを用いることができる。

弾性ゴム砥石８４は、感光体ドラム２６に対し押圧された状態で設けられており、弾性ゴム砥石８４の感光体ドラム２６との接触面は、感光体ドラム２６表面に倣って弾性変形している。
弾性ゴム砥石８４の下側には、金属ローラー９０が設けられている。金属ローラー９０は、例えば、鉄、ステンレスもしくはアルミニウムなどの材料、またはその金属の表面をメッキ処理したものからなる。

金属ローラー９０は、弾性ゴム砥石８４がその軸方向全長に渡り当接した太径部９０Ａと、太径部９０Ａの両端から延出された細径部９０Ｂとを有し、当該細径部９０Ｂが不図示の支持部材（例えば、軸受け）により回転自在に保持されている。
金属ローラー９０は、弾性ゴム砥石８４に対し、押圧されて設けられていて、弾性ゴム砥石８４の金属ローラー９０との接触面は、金属ローラー９０表面に倣って弾性変形している。また、金属ローラー９０には、負のバイアス電圧が印加されている。

金属ローラー９０には、板状をしたスクレイパー９２が当接状態で設けられている。スクレイパー９２は、クリーニングブレード４４と同様の形状をしており同様の材質からなるため、詳細な説明は省略する。
上記した構成において、不図示の駆動装置により矢印Ｅの向きに回転駆動される弾性ゴム砥石８４は、感光体ドラム２６表面から、放電生成物を潤滑剤皮膜ごと削り取る。

潤滑剤皮膜と一緒に削り取られた放電生成物は、弾性ゴム砥石８４の回転に伴って、金属ローラー９０との接触位置まで移動する。
潤滑剤皮膜は、弾性ゴム砥石８４との間の摩擦により正に帯電しており、金属ローラー９０には負のバイアス電圧が印加されているため、前記接触位置に移動した潤滑剤皮膜は、静電力により金属ローラー９０により吸着される。このとき、放電生成物は、潤滑剤皮膜に混入しているため、当該潤滑剤皮膜と共に、金属ローラー９０へと移動する。

金属ローラー９０は、摩擦力により、弾性ゴム砥石８４の回転に追随して矢印Ｆの向きに従動回転している。
この従動回転に伴い、金属ローラー９０に吸着して、スクレイパー９２の当接位置まで移動した潤滑剤皮膜および放電生成物は、スクレイパー９２によって金属ローラー９０表面から掻き落とされ、当該表面から除去される。これにより、一旦、弾性ゴム砥石８４によって削り取られた放電生成物が、感光体ドラム２６表面に再付着するのを防止できる。

なお、潤滑剤皮膜の帯電極性が負の場合には、その逆である正の電圧が金属ローラー９０に印加されることになる。
（弾性砥石の変形例）
なお、ローラー状をした弾性砥石は、上記した弾性ゴム砥石８４に限らない。例えば、ゴムロールに代えて、発泡樹脂ロールを用いた、弾性発泡樹脂砥石を用いてもかなわない。発泡樹脂ロールは、結合材である発泡樹脂に砥粒を分散させてなるものである。前記発泡樹脂には、例えば、ウレタンが用いられる。また、前記砥粒には、例えばアルミナが用いられる。なお、アルミナに限らず、チタン酸ストロンチウム、炭化ケイ素などを用いても構わない。また、砥粒の粒径を上記の範囲のものとすることができる。
＜実験＞
実施の形態に係る画像形成装置と比較例に係る画像形成装置の比較実験について説明する。実験における評価項目は、感光体ドラム表面に付着した放電生成物の除去能力と、クリーニングブレードの寿命である。

〔実験機〕
実験には、図１を用いて説明した画像形成装置１０の構成を基本として種々の実験機を作製した。
図５を参照しながら、実験機について説明する。図５は、実験機を構成する作像ユニット１００を示している。

実験機の各々は、転写装置４０から帯電装置３６（除電装置３４）に至る感光体ドラム２６周囲の（Ａ）位置、（Ｂ）位置、（Ｃ）位置の各々に、クリーニングブレード、放電生成物除去装置、および潤滑剤皮膜生成装置のいずれかを設置した構成をしている。
当該クリーニングブレードおよび潤滑剤皮膜生成装置は、いずれも、上述したクリーニングブレード４４および潤滑剤皮膜形成装置４７と同様のものであり、放電生成物除去装置も上述したクリーニングブラシローラー４６、弾性ゴム砥石８４、および前記弾性発泡樹脂砥石のいずれかと同様のものである。

なお、比較例については、これら３個の構成のいずれか１個または２個を欠いた構成としたものもある。また、図５に矢印で示す（Ａ）位置、（Ｂ）位置、（Ｃ）位置の各々は、感光体ドラム２６の周方向において、転写装置４０から帯電装置３６（除電装置３４）に至る順番を示すものであり、正確な位置を示すものではない。
図６に、実施例１〜４、および比較例１〜５に係る画像形成装置における各クリーニング装置の構成を示す。なお、図６に示す通り、クリーニングブラシローラーには、フリッカー付きのもの（実施例１）とフリッカー無しのもの（実施例２）とが在る。また、弾性発泡樹脂砥石（実施例３）と弾性ゴム砥石（実施例４）のいずれにも、金属ローラーは設けない構成とした。

〔実験手順、評価項目〕
（１）実験手順
（ａ）先ず、気温２３〔℃〕、相対湿度６５〔％〕ＲＨの標準環境の下で、Ａ４サイズの普通紙を横方向（普通紙をその長辺が搬送方向に直交する姿勢で搬送する方向）に通紙し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各作像ユニットでカバレッジ（印字率）５〔％〕の画像を形成する動作を、感光体ドラムが４００,０００回転（以下、４００〔ｋｒｏｔ〕と標記する。）するまで実行した。普通紙は、６枚の連続通紙を、４〜５秒の間隔を空けて繰り返した。

（ｂ）次に、気温３０〔℃〕、相対湿度８５〔％〕の高温高湿環境の下で、１,０００枚の普通紙に同カバレッジ５〔％〕の画像を形成した。
（ｃ）同高温高湿環境の下で、上記（ｂ）の実施から実験機を８時間放置した後、１ｄｏｔハーフトーン画像を普通紙に形成し、これを第１サンプルとし、これにより像流れの有無およびその程度を検査した。

第１サンプルは、感光体ユニット４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ毎に単独で画像形成を実行することにより作成した。よって、第１サンプルは４枚となる。この場合に、ブラック（Ｋ）以外の感光体ユニット４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃは、感光体ユニット４３Ｋと取り替えて実行した。よって、４枚の第１サンプルは全て黒色のハーフトーン画像である。このようにしたのは、像流れは、黒色のトナー像の方が、その他の色のトナー像よりも観察しやすいからである。

ここで、１ｄｏｔハーフトーン画像とは、主走査方向および副走査方向に１ｄｏｔ間隔で、１ｄｏｔのトナー像を形成したものである。すなわち、１ｄｏｔハーフトーン画像では、ある１ｄｏｔにトナー像が形成されていると、これを囲む８ｄｏｔにはトナー像が形成されていないため、１ｄｏｔ分のトナー像の形状が観察しやすいものとなっている。以下、１ｄｏｔ分のトナー像を「ドット像」と称する。

（ｄ）次に、気温１０〔℃〕、相対湿度１５〔％〕の低温低湿環境に切り換えて８時間放置した後、Ａ３サイズの１枚の普通紙を縦方向（普通紙をその長辺が搬送方向に沿った姿勢で搬送する方向）において、その長手方向（搬送方向）先端から副走査方向に１００〔ｍｍ〕の位置までの範囲をトナー像で一色に塗りつぶす、いわゆるベタ画像を形成し、その１００〔ｍｍ〕の位置から副走査方向後端までの範囲にはトナー像を形成しない、いわゆる白ベタ部としたものを、第２サンプルとし、これによりクリーニングブレードの寿命を調査した。

第２サンプルは、感光体ユニット４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの取り付け位置を変更することなく、感光体ユニット４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ毎に単独で画像形成を実行することにより作成した。よって、第２サンプルは、４枚となり各サンプルには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかのベタ画像が形成されている。
クリーニングブレードによる残留トナーの掻き取り性（除去性）が低下すると、普通紙において、本来、トナー像が形成されるべきではない白ベタ部に、うっすらと副走査方向に延びるスジ状のトナー像が現れ、クリーニングブレードが寿命に達すると、うっすらとベタのトナー像が現れるため、これによりクリーニングブレードの寿命を判定することができる。このうっすらと現れるベタのトナー像を「残像」と称することとする。

（ｅ）以降、上記（ａ）〜（ｄ）を、（ａ）における感光体ドラムの累積回転数が１２００〔ｋｒｏｔ〕になるまで繰り返した。
（２）評価項目：放電生成物の除去性
顕微鏡を用いて、上記第１サンプルに形成されたドット像を観察し、当該ドット像に像流れによる変形が認められなければ、放電生成物等は十分除去されていると判定し、図６の「放電生成物等の除去性」の対応する判定欄に「○」を記入した。

ドット像の崩れ（変形）が認められるものの許容範囲である場合には、前記「放電生成物等の除去性」の対応する判定欄に「△」を記入した。
ドット像の崩れ（変形）が許容範囲を超えて場合には、前記「放電生成物等の除去性」の対応する判定欄に「×」を記入した。
なお、第１サンプルにおいて検査した領域は、普通紙に形成されたトナー像の内、上記８時間の放置中に、帯電装置３６（図２）と対向する感光体ドラム２６表面部分上のトナー像に相当するトナー像部分である。帯電装置３６から発生した放電生成物は、放置中では、感光体ドラム２６表面のうち、帯電装置３６が対向する位置において付着しやすく、この付着した部分が像流れとなって現れるからである。

（３）評価項目：クリーニングブレードの寿命
第２サンプルを肉眼で観察し、全く残像が現れていない場合には、クリーニングブレードによって残留トナーが良好に除去されていると判定し、図６の「クリーニングブレードの寿命」の対応する判定欄に「○」を記入した。
帯状の残像がうっすらと現れるものの、許容範囲である場合には、前記「クリーニングブレードの寿命」の対応する判定欄に「△」を記入した。

ベタの残像が現れた場合には、クリーニングブレードが寿命に達したと判定して、前記「クリーニングブレードの寿命」の対応する判定欄に「×」を記入した。
〔実験結果について〕
図６を見ると、実施例１では放電生成物の除去性とクリーニングブレードの寿命の両方が良好（○）になっており、実施例２〜４では、放電生成物の除去性については８００〔ｋｒｏｔ〕までは「○」、１２００〔ｋｒｏｔ〕で「△」、クリーニングブレードの寿命については１２００〔ｋｒｏｔ〕まで全て「○」になっており、０〜１２００〔ｋｒｏｔ〕までの間において許容範囲（形成画像の一定以上の画質を維持できる範囲）で放電生成物を除去しつつクリーニングブレードの長寿命化を図れることが判った。

これに対して、比較例１〜５では、放電生成物の除去性とクリーニングブレードの寿命について少なくとも１つが「×」になっており、放電生成物の除去とクリーニングブレードの寿命の少なくとも一方に問題があることが判った。
すなわち、比較例１では、クリーニングブレードしか設けられておらず、潤滑剤皮膜を形成しない構成なので、感光体ドラムの回転数が多くなるに伴って、感光体ドラムとクリーニングブレード間の摩擦が大きくなり、早期にクリーニングブレードの寿命に達したものと考えられる。

比較例２では、潤滑剤皮膜を形成するが、放電生成物を削り取る摺擦ローラー（ブラシローラーまたは弾性砥石）が設けられていないので、クリーニングブレードを長寿命化できても、放電生成物を削り取ることができず、早期に放電生成物による像流れが生じたものと考えられる。
比較例３では、感光体ドラムの回転方向に沿って、クリーニングブラシローラー、クリーニングブレード、潤滑剤皮膜形成装置がこの順に配置されているので、感光体ドラム表面に塗布された潤滑剤皮膜が最上流のクリーニングブラシローラーで掻き取られてしまい、感光体ドラム表面とクリーニングブレードとの当接部分に潤滑剤が供給されず、比較例１と同様に、早期にクリーニングブレードの寿命に達したものと考えられる。

比較例４では、放電生成物を削り取るブラシローラーが設けられているが、潤滑剤皮膜が形成されないので、放電生成物が直接、感光体ドラム表面に強固に付着してしまい、その放電生成物の全てをブラシローラーで除去することができず、画像形成による感光体ドラムの回転数が多くなるに伴って、感光体ドラム表面に付着したままになった放電生成物の量も多くなり、早期に像流れが生じたものと考えられる。また、潤滑剤被膜が形成されないために、早期にクリーニングブレードの寿命に達したものと考えられる。

比較例５では、放電生成物を削り取る部材としてクリーニングブレードが配置されており、放電生成物の除去性が早期に低下している。これは、次の理由によると考えられる。
すなわち、クリーニングブレードにより放電生成物が削り取られても、クリーニングブレードが感光体ドラム表面に当接したままなので、削り取られた放電生成物が回収されることがなく、クリーニングブレードと感光体ドラム表面との当接部分に滞留したままになる。滞留している放電生成物は、画像形成による感光体ドラムの回転数が多くなるに伴って増加していき、その放電生成物の量が過大になると、その放電生成物がクリーニングブレードにより感光体ドラム表面に引き伸ばされた状態でクリーニングブレードをすり抜けることが生じ、放電生成物による像流れが生じたものと考えられる。

一方、実施例１〜４では、感光体ドラムの回転方向に沿ってクリーニングブレード、摺擦ローラー（ブラシローラーまたは弾性砥石）、潤滑剤皮膜形成装置がこの順に配置されている。従って、まず転写後の感光体ドラム表面の残留トナーが最上流のクリーニングブレードにより除去される。転写は、最下流の潤滑剤皮膜形成装置により感光体ドラム表面に潤滑剤が塗布された後の状態で行われるので、感光体ドラム表面とクリーニングブレード間の摩擦が低減されており、クリーニングブレードと感光体ドラムが長寿命化される。

クリーニングブレードによる残留トナーの除去後、放電生成物が摺擦ローラーにより削り取られる。既に残留トナーがクリーニングブレードにより除去された後なので、残留トナーが摺擦ローラーに付着して、その回転力により感光体ドラム表面に強固に付着することが防止される。感光体ドラム表面上の放電生成物は、感光体ドラム表面との付着力が小さい潤滑剤皮膜を介して感光体ドラム表面に付着しているので、摺擦ローラーにより潤滑剤皮膜と一緒に削り取ることができ、感光体ドラム表面に残ることがほとんどなくなる。

削り取られた放電生成物は、摺擦ローラーの回転により、感光体ドラムと摺擦ローラーとの接触位置に滞留し続けることがないので、比較例５のように放電生成物の滞留により像流れが早期に生じ易くなることもない。これにより、長期に、本実験例では０〜１２００〔ｋｒｏｔ〕に亘って、放電生成物を効果的に除去することができる。
また、実施例１のようにフリッカーを設けることにより、クリーニングブラシローラーのブラシ部に付着している放電生成物がクリーニングブラシローラーから払い落とされて、ブラシ部に蓄積されたり感光体ドラムに再付着したりすることが防止され易くなるので、放電生成物が１２００〔ｋｒｏｔ〕まで確実に除去されることが判る。

なお、実施例２〜４では、フリッカーまたは金属ローラーが設けられていないことから、１２００〔ｋｒｏｔ〕で放電生成物の除去性の判定が「△」になっているが、いずれにしても１２００〔ｋｒｏｔ〕までの間、画質に影響を及ぼすには至っていないことから、放電生成物を効果的に除去することができるものであるといえる。
このように実施例１〜４では、放電生成物の除去により、１２００〔ｋｒｏｔ〕までの間、形成画像の画質を一定以上に維持できることから、比較例１〜５のようにその途中で感光体ドラムを新たなものに交換する必要がなく、クリーニングブレードに加えて、感光体ドラムの長寿命化を実現することができる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態としても構わない。
（１）上記実施の形態では、回転する感光体としてドラム状の感光体ドラム２６を用いる例を説明したが、回転体であればこれに限られず、例えば感光体ベルトでも良い。
また、クリーニングブラシローラー４６をパイルブラシにより構成する例を説明したが、回転するブラシローラーであれば、パイルブラシに限られず、例えば直毛（静電植毛）のものを用いる構成としても良い。

さらに、クリーニングブラシローラー４６、塗布ブラシローラー６８、弾性ゴム砥石８４を、感光体ドラム２６に対してカウンター方向に回転させるとしたが、回転方向はこれに限られない。放電生成物の除去、潤滑剤の塗布を効果的に行うことができれば、例えば非カウンター（トレール）方向に回転させる構成をとることもできる。
また、スクレイパー９２が金属ローラー９０に対してカウンター方向に配置されるとしたが、カウンター方向に限られない。放電生成物が混じる潤滑剤皮膜を金属ローラー９０から除去させることができれば良く、例えば非カウンター方向とすることもできる。

また、潤滑剤塗布装置４８により感光体ドラム２６表面に塗布された潤滑剤粉を均す均し部材として均しブレード５０を用いたが、ブレードに限られず、例えばローラー状のものを用いるとしても良い。
（２）上記実施の形態では、画像形成装置をタンデム型のカラープリンターに適用した場合の例を説明したが、カラーやモノクロに限られず、また二次転写方式にも限られず、帯電、露光、現像、および転写の各プロセスからなる電子写真プロセスを実行することにより、回転する感光体の表面にトナー像を形成し、これを転写材（例えば、記録シートまたは、転写ベルトなどの中間転写体など）に転写して画像を形成する画像形成装置一般に適用することができる。

また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明に係る画像形成装置は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を有する複合機に好適に利用可能である。

１０ 画像形成装置
２６ 感光体ドラム
３６ 帯電装置
３８ 現像装置
４０ 転写装置
４２ クリーニング装置
４４ クリーニングブレード
４６ クリーニングブラシローラー
４７ 潤滑剤皮膜形成装置
４８ 潤滑剤塗布装置
５０ 均しブレード
５８，７２，８８ シャフト
６０，７４ ブラシ部
６４ フリッカー
６８ 塗布ブラシローラー６８
７０ 固形潤滑剤
８４ 弾性ゴム砥石
８６ ゴムロール
９０ 金属ローラー
９２ スクレイパー

Claims (9)

1. 帯電、露光、現像、および転写の各プロセスからなる電子写真プロセスを実行することにより、回転する感光体の表面にトナー像を形成し、これを転写材に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
   前記感光体の周囲であり、当該感光体の回転方向に沿って、前記転写プロセスにおける転写位置から前記帯電プロセスにおける帯電位置に至るまでの範囲に、
   前記感光体表面のトナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記感光体に接触した状態で回転して、前記帯電プロセスの際に発生し前記感光体表面に付着した放電生成物を削り取る摺擦ローラーを有する放電生成物除去装置と、
   前記感光体表面に潤滑剤皮膜を形成する潤滑剤皮膜形成装置と、
   がこの順に配されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記放電生成物除去装置は、さらに、
   前記感光体表面から削り取られ、前記摺擦ローラーに付着した放電生成物を当該摺擦ローラーから除去する除去手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記除去手段は、
   前記摺擦ローラーに当接して、前記放電生成物を前記摺擦ローラーから除去する当接部材であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記当接部材は、
   前記摺擦ローラーに付着している放電生成物を掻き取る板状部材であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記当接部材は、金属ローラーであり、
   前記金属ローラーには、
   前記感光体表面上の放電生成物と一緒に削り取られ、当該放電生成物が混入した状態で前記摺擦ローラーに付着している潤滑剤の帯電極性とは逆極性の電圧が印加されており、
   前記放電生成物が混入した状態で前記摺擦ローラーに付着している潤滑剤が静電力により前記金属ローラーに吸着されることにより、前記放電生成物が前記摺擦ローラーから除去される構成であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記摺擦ローラーは、
   ブラシローラーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記摺擦ローラーは、
   円筒状をした弾性砥石に芯金がはめ込まれてなるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記弾性砥石を構成する結合材は、ゴム材料からなることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記弾性砥石を構成する結合材は、発泡樹脂材料からなることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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