JP2017181972A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体の削れを抑制し、帯電ローラの表面との間の絶縁性が低下することで生じる画像不良の発生を抑制するプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】 プロセスカートリッジは、枠体とクリーニング部材の長手方向における両端部と、の間に設けられ、像担持体の表面と接触し、現像剤漏れを防止するクリーニングシール部材と、像担持体の静電潜像を現像する現像剤担持体と、現像剤担持体の長手方向における両端部に設けられ、現像剤担持体に接触し、現像剤漏れを防止する現像剤シール部材と、を有する。そして、現像剤シール部材は、現像剤担持体と接する面は起毛層を有し、起毛層の毛倒れ方向は、現像剤担持体の回転方向に対し、長手方向の外側を上流、長手方向の内側を下流、として傾斜し、起毛層には、潤滑剤が塗布されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

例えば、複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真画像形成装置は、帯電手段によって像担持体（以下、感光体）表面を帯電し、画像データに対応した光を感光体に照射して静電像（以下、潜像）を形成する。そして、この潜像に対して、現像手段から記録材料である現像剤のトナーを供給して、トナー像として顕像化する。このトナー像は、転写手段によって感光体から記録紙などの記録材へ転写し、このトナー像を、定着手段で記録材上に定着することで記録画像が形成される。転写後の感光体に残留したトナーをクリーニング手段によってクリーニングし、また転写後の感光体表面を前露光手段によって一様に露光し、潜像の痕跡を無くし、再度、帯電手段によって帯電が行われる。

電子写真画像形成装置において、ハーフトーン画像の再現性や、画像の過剰なエッジ効果の抑制などの利点から、接触現像方式が用いられる。接触現像方式とは、現像手段の有する現像剤担持体を感光体に接触させ、感光体に形成された潜像をトナーで現像する方式である。接触現像方式の構成は、感光体と現像剤担持体が夫々の回転方向で均一に密着するように、一方を弾性体（弾性体にバックアップされたシートなどを含む）とし、他方を剛体とすることが一般的である。最も簡易な構成は、感光体を剛体とし、現像剤担持体を弾性体とする構成である。特に画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして、感光体と、現像剤担持体である現像ローラと、を含む構成された場合に、上記の組合せで用いられることが多い。プロセスカートリッジの有する現像枠体の開口部に取り付けられている現像ローラの回転軸方向（以下、長手方向）の端部におけるトナーのシール方法は、現像ローラ周面シール方式が一般的である。この方式では、開口部の長手方向の長さよりも長い現像ローラを用いる。そして、現像ローラの周面と対向させて設けられた両端部を円弧状に形成して両端部にフェルト材などの植毛材やパイル織物やモルトプレンのようなシール部材を現像枠体に貼り付ける。このようにしてシール部材を現像ローラの周面に押し当てる構成とし、現像剤をシールする。そのため、現像ローラの周面に現像剤が担持されている領域（以下、トナーコート領域）と、担持されていない領域（以下、トナー非コート領域）が生じる。

帯電手段は、オゾン抑制の観点から、導電性部材を感光体に接触させて帯電する接触帯電方式が、広く用いられている。接触帯電方式の構成としては、長手方向で感光体と帯電部材が均一に密着するように、一方を弾性体、他方を剛体とすることが一般的である。最も簡易なのは、感光体を剛体とし、帯電部材を弾性体とする構成である。帯電部材（以下、帯電ローラ）は、芯金の周囲に弾性層として導電ゴムを用い、端部は芯金に対しほぼ垂直に切断されているものが一般的である。

さらに、転写されずに感光体に残留したトナーをクリーニングする手段として、ゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードによって残留トナーを除去するものが広く実用されている。このクリーニングブレードの長手方向両端側においてトナー漏れを防止するため、シール手段を用いるのが一般的である。例えば、フェルト材などの植毛材やパイル織物、モルトプレンのようなシール部材をブレードの側面、且つ画像領域外の感光体表面に当接させる。これにより、クリーニングブレードによって掻き落とされたトナーやブレードエッジに沿って、長手方向外側に横走りしたトナーが外部に漏れることを阻止するように構成している。

このような電子写真画像形成装置では、現像ローラのトナー非コート領域と対向する位置では感光体の表面がシール部材で削られることがあった。この感光体の表面の削れにより、帯電ローラの表面との間の絶縁性が低下し、画像不良が発生する課題が生じており、この課題を抑制する構成が提案されている。例えば特許文献１では、クリーニングブレードの両端部において現像ローラの非トナーコート領域とオーバーラップする位置にシール部材を配置し、このシール部材にクリーニングブレードで回収したトナーを一定量保持させる。そして、シール部材から現像ローラの非トナーコート領域と対向する位置の感光体表面に潤滑剤としてトナーを供給し、感光体の表面の削れを減少させることで、画像不良の発生を抑制する構成が提案されている。

特開２０１３−６１６２６号公報

しかしながら、特許文献１の構成においては、低印字率の画像形成動作を大量に繰り返すと、感光体表面の現像ローラの非トナーコート領域と対向する位置において潤滑剤が枯渇する。この結果、特に現像ローラのトナーコート領域と非トナーコート領域の境目の位置で、感光層の局所的な削れが発生した。そして、この局所的な削れによって感光体の導電層が露出し、帯電ローラの表面との間の絶縁性が低下し、画像不良が発生することがあった。

本発明の目的は、上記で説明した像担持体の表面の削れを減少させ、画像不良の発生を抑制する電子写真画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することである。

本発明の実施例に係るプロセスカートリッジは、回転可能な像担持体と、像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、像担持体とクリーニング部材とが固定される枠体と、枠体とクリーニング部材の長手方向における両端部の間に設けられ、像担持体の表面と接触し、現像剤漏れを防止するクリーニングシール部材と、像担持体の静電潜像を現像剤によって現像する現像剤担持体と、現像剤担持体の長手方向における両端部に設けられ、現像剤担持体に接触し、現像剤漏れを防止する現像剤シール部材と、を有する。そして、現像剤シール部材は、現像剤担持体と接する面は起毛層を有し、起毛層の毛倒れ方向は、現像剤担持体の回転方向に対し、長手方向の外側を上流、長手方向の内側を下流、として傾斜し、起毛層には、潤滑剤が塗布されていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、現像剤シール部材の起毛層に潤滑剤を塗布し、起毛層の毛倒れ方向によって、現像剤担持体のトナーコート領域と非トナーコート領域の境目に潤滑剤を供給する構成を用いる。この構成によって、低印字率の画像形成動作を大量に行った場合においても、トナーコート領域と非トナーコート領域の境目に潤滑剤を枯渇することなく供給することができる。この結果、像担持体の削れを抑制し、現像剤担持体の表面との間の絶縁性が低下することで生じる画像不良の発生を抑制する画像形成装置を提供することができる。

実施例１に係るプロセスカートリッジにおける部材の配置を説明する平面図 実施例１に係る画像形成装置の断面図 実施例１に係るプロセスカートリッジの断面図 実施例１に係るシール部材を示す概略図 実施例１に係る現像ユニットのシール部材近傍に係る断面図 実施例１の変形例を示すシール部材の概略図 実施例と比較例に係る構成における動摩擦係数の測定結果を表す図 実施例と比較例に係る構成における感光体ドラムの膜厚測定結果を表す図 実施例と比較例に係る構成における潤滑剤の塗布量と感光ドラムの膜厚、及び潤滑剤の塗布量と潤滑剤漏れの関係を示す図

［実施例１］
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

（１）画像形成装置の構成と動作の概略
図２と図３を用い、本実施例に係る画像形成装置の構成と動作の説明をする。図２は画像形成装置の概略構成図であり、図３は画像形成装置に着脱可能とされたプロセスカートリッジの概略図である。図２及び図３に示した同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。尚、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジの構成および動作は実質的に同一である。

プロセスカートリッジＰ（ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ）は、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体である感光体ドラム（像担持体）１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）を有する。本実施例では感光体ドラム１として、直径２４ｍｍで厚さ０．７ｍｍのアルミ素管の基体を有し、その外周に有機感光体（感光層）を塗布したものを用いた。有機感光体は負帯電性であり、駆動用モータ（不図示）によって矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。感光体ドラム１は、その回転過程で帯電装置によって負の所定電位に一様に帯電処理を行う。具体的には、帯電部材として帯電ローラ２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）を用いた接触帯電装置において、帯電ローラ２を感光体ドラム１に対して接触させ、従動回転させることで感光体ドラム１の表面を帯電する。このとき、帯電ローラ２は、帯電バイアス電源（不図示）からバイアス電圧として−１０００Ｖが印加され、感光体ドラム上を−５００Ｖに均一帯電する。

次いでレーザ露光装置６で像露光を行う。レーザ露光装置６は、均一帯電された感光ドラム１に静電潜像を形成するものであり、本実施例では、半導体レーザスキャナを用いた。レーザ露光装置６は、画像形成装置内のホスト装置（不図示）から送られてくる画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、感光体ドラム１の均一帯電面を走査露光（像露光）する。これにより、露光箇所にかかる感光体ドラム１の表面の電位が−１００Ｖに低下し、画像情報に応じた静電潜像が順次形成される。

次いでその静電潜像は、現像装置（現像ユニット）により現像されてトナー像として顕像化される。本実施例では、接触現像方式を用いた。この方式では、不図示の現像バイアス電源から現像ローラ（現像剤担持体）７に対して直流の現像バイアス電圧（−３００Ｖ）を印加する。これによって、現像剤供給部材８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）と現像ローラ７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）、及び現像剤層厚規制部材１１と現像ローラ７、の接触箇所で負極性に帯電されたトナーを用い、感光体ドラム１の表面の静電潜像を反転現像する。

その後、不図示の転写バイアス電源から１次転写ローラ１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ）に対して＋１５００Ｖが印加され、負極性に帯電している感光体ドラム１上のトナーは矢印方向に回転移動している中間転写部材１２上に転写される。

一方で、所定の制御タイミングで、給紙カセット１５のピックアップローラ１６と給紙ローラ１７が回転駆動される。これにより、給紙カセット１５に積載収納されている記録材Ｓが１枚分離給紙され、レジローラ１７まで供給され、２次転写部分にトナー像が到達するタイミングに同期して、レジローラ１７によって２次転写ローラ１８に搬送される。

そしてトナー像は、２次転写部分において、押圧バネなどの付勢手段によってされている２次転写ローラ１８に中間転写部材１２が押圧されるより、給紙カセット１５から給送された紙等の記録材Ｓに転写させる。

中間転写部材１２から分離された感光体ドラム１は、図示しない前露光装置によって露光され感光体ドラム面は均一に−７０Ｖに除電される。前露光装置は、ＬＥＤを用い、感光体ドラム１の表面の回転方向と直交する方向に一定の間隔で複数個設置されている。その後、感光体ドラム１の表面はクリーニングブレード（クリーニング部材）９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）により転写残トナーを掻き取られて清掃され、再び帯電工程に入る。本実施例のクリーニングブレード９は、転写工程時に感光体ドラム１から転写部材１２に転写し切れなかった転写残トナーを回収するものであり、一定の圧力で感光体ドラム１に当接し、転写残トナーを回収することによって感光体ドラム１の表面を清掃する。同様に、２次転写後の中間転写部材１２上の転写残トナーは転写部材クリーニング装置２０により転写残トナーを掻き取られて清掃され、再び転写工程に入る。

トナー像の転写を受けた記録材Ｓは感光体ドラム面から分離されて定着装置１９へ導入されてトナー像の定着処理を受ける。定着装置１９は、記録材Ｓに転写されたトナー像を熱や圧力などの手段を用いて画像に定着するものである。

転写ローラ１８を通った記録材Ｓは、感光ドラム面から分離されて定着装置１９に導入される。記録材Ｓはこの定着装置１９で未定着のトナー像が熱と圧力により固着像として定着される。そして、定着装置１９でトナー像が定着された記録材Ｓは、排紙ローラ２１により装置外部の排紙トレイに排出される。

画像形成装置は、上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各工程を繰り返して画像形成を行う。

（２）プロセスカートリッジの長手関係の説明
図１はプロセスカートリッジの長手方向における配置の関係図である。ここで、長手方向とは回転体の回転軸線方向あるいは、これに平行な方向である。また、部材の一端部側と他端部側とは部材の長手方向において、一方と他方の端部側である。

本実施例の長手方向における配置の関係において、感光体ドラム１は剛体の基体１ａを有し、その基体１ａの外周面上（其体上）には、感光層１ｂとして有機光導電層を塗布している。感光層１ｂの材料はポリアリレート樹脂を含有した感光層を使用する。本実施例において、感光層１ｂの塗布領域Ｌｅ（感光層１ｂの長手方向長さ）は、現像ローラ７の長手方向長さＬｄｒと等しいもしくは長ければ良く、２５０ｍｍとした。

現像ローラ７は、ＳＵＳの芯金７ａの外周面上に直径１６ｍｍとなるように導電性の弾性体７ｂを有し、弾性体７ｂの長手方向長さＬｄｒは２４０ｍｍである。図示していないが両端部の芯金７ａは、現像枠体１０ｂに回転可能に支持されている。そして現像ローラ７は、感光体ドラム１と並行に配設され、現像ローラ７が感光体ドラム１に対して所定の押圧力で圧接されている。

現像枠体１０ｂの長手方向両端部からトナー漏れ（現像剤漏れ）を防止するために、弾性体７ｂの両端部にはシール部材（現像剤シール部材）Ａが配設されている。このシール部材Ａは、弾性体７ｂの外周面と接するように配設され、弾性体７ｂの外周面と接する面に起毛層Ａｈを設けている。起毛層は、例えば植毛材やパイル織物、フェルト又はレーヨンなどで構成されており、モルトプレンなどの基体上に接着されている。長手方向両端部からトナー漏れを防止するために、シール部材Ａの長手方向長さＬｓｄは５ｍｍとした。

ここでシール部材Ａの長手方向内側端をＡａ、長手方向外側端をＡｂとする。現像ブレード１１によってトナーが塗布される領域、つまり両端部のシール部材Ａの両内側端Ａａの間の距離であるトナーコート領域（トナーを担持する担持領域：現像領域）Ｌｔの長手方向長さを２２２ｍｍである。よって、シール部材Ａの内側端Ａａから長手方向外側のトナーが塗布されていない領域（トナーを担持しない非担持領域）Ｌｎｔの長手方向長さは９ｍｍである。本実施例においては現像ローラ７のトナーコート領域（現像領域）Ｌｔが２２２ｍｍであるので、Ａ４サイズの記録材Ｓを縦送り、またＡ５サイズの記録材Ｓを横送りして通紙することが可能である。

帯電ローラ２は、芯金２ａの外周面上に導電性の弾性体２ｂを有し、ローラ状に形成された導電性ローラである。弾性体２ｂの長手方向長さＬｃｒは２２８ｍｍである。

クリーニングブレード９は、良好なクリーニング性を確保するために感光体ドラム９の表面に対する接触圧（当接圧）を、６５〜１２０ｇ／ｃｍで設定し、長手方向長さＬｃｂは２３７ｍｍとした。クリーニングブレード９、帯電ローラ２、感光体ドラム１は廃トナー収容容器を兼ねたクリーニング枠体１０ａに固定される。感光体ドラム１の表面からクリーニングされた廃トナーがクリーニング枠体１０ａの外へこぼれ落ちることを防止するため、クリーニングブレード９の長手方向両端部に密着するクリーニングシール部材Ｂが設けられる。クリーニングシール部材ＢはＬ字および逆Ｌ字形状であり、例えば、羊毛フェルトなどの植毛材やベロア材であるパイル織物、モルトプレンで構成される。廃トナーのこぼれ落ち防止と感光体ドラム１の削れを抑制するため、クリーニングシール部材Ｂの長手方向長さＬｓｃは１７ｍｍとした。よって、シール部材Ｂ・Ｂの内側端Ｂａ・Ｂａの間の距離Ｌｈｔは２２０ｍｍである。

（３）プロセスカートリッジの長手端部のシール構成
前述の通り、現像ローラ７は、トナーコート領域であるＬｔと、非トナーコート領域であるＬｎｔと、を有する。トナーコート領域Ｌｔは、現像ローラ７と感光体ドラム１、そしてクリーニングブレード９の先端にトナーが潤滑剤として存在する。そのため、感光体ドラム１と現像ローラ７の間と、感光体ドラム１とクリーニングブレード９の間の摺擦・研磨を緩衝し、感光層１ｂの削れが抑制される。一方で、非トナーコート領域Ｌｎｔは、現像ローラ７表面にトナーが存在しないため、感光体ドラム１とクリーニングブレード９の先端にもトナーが存在しない。そのため、感光体ドラム１と現像ローラ７の間と、感光体ドラム１とクリーニングブレード９の間で摺擦・研磨し合い感光層１ｂの削れが大きくなる。特にシール部材Ａの領域（Ｌｓｄの領域）は、シール部材Ａが現像ローラ７表面のトナーやドラム削れ粉などの潤滑剤を回収してしまう。このため、感光体ドラム１と現像ローラ７の間と、感光体ドラム１とクリーニングブレード９の間でより強く摺擦・研磨し合い、感光層１ｂの削れが顕著に発生する。ここでシール部材Ａの領域（Ｌｓｄの領域）と対向する感光体ドラム１の領域を端部削れ発生領域Ｃとする。

この端部削れ発生領域Ｃおいて顕著に発生する感光層１ｂの削れに対して、シール部材Ａと長手方向でオーバーラップする位置に、感光体ドラム１と接触しトナーを貯留可能な貯留部材を設けた。この貯留部材にトナーを蓄え、貯留部材から感光体ドラムに潤滑剤としてトナーを供給することでシール部材Ａの領域における感光層１ｂの削れを抑制する。

さらに本実施例においては、この構成でも現像ローラ７のトナーコート領域（Ｌｔの領域）と非トナーコート領域（Ｌｎｔの領域）の境目における削れを抑制する構成とした。つまりシール部材Ａの内側端Ａａにおいて感光層の局所的な感光体ドラム１の削れが発生し、感光体ドラム１の導電層が露出することを抑制する構成とした。

ここでシール部材Ａの内側端Ａａにおいて、局所的な感光体ドラム１の削れが発生する原因について説明する。まず、感光体ドラム１において局所的なドラム削れが発生する位置、つまり端部削れ発生領域Ｃの内側端を境界Ｃ’とする。この構成は、貯留部材から感光体ドラムに供給されるトナーの量が若干量であり、長期間にわたって低印字率の画像形成動作を行った場合、特に感光体ドラム１上の境界Ｃ’において潤滑剤が枯渇してしまうことがあった。これによって、感光体ドラム１と現像ローラ７の間や感光体ドラム１とクリーニングブレード９の間において、境界Ｃ’の位置で局所的な摺擦・研磨が行われてしまっていた。具体的には本実施例では、局所的な感光体ドラム１の削れが発生する内側端Ａａ・Ａａ間の長手長さＬｔは２２２ｍｍとし、帯電ローラの長手長さＬｃｒは２２８ｍｍとしている。この場合、露出した感光体ドラム１の導電層（基体１ａ）が帯電ローラ２と接し、帯電ローラ２との間の絶縁性低下を抑制し、画像不良が発生する恐れがあった。

そこで本実施例では、境界Ｃ’における局所的なドラム削れを抑制するため、起毛層Ａｈの毛倒れ方向は、長手方向外側から内側に向かう方向とし、現像ローラ７の軸方向と並行な線Ｄと起毛層Ａｈの毛がなす角Ａｈｒ’が３０°となるようにした。具体的な構成について、図４と図５を参照して説明する。尚、同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図４はシール部材Ａの現像ローラ７に接する面とその断面を表す概略図である。図５は、現像ローラ７のシール部材Ａが存在する端部位置における断面図である。

シール部材Ａは、基体Ａｍとして厚さ２ｍｍのモルトプレンを有し、基体Ａｍ上で現像ローラ７と接する面にレーヨンからなる長さ１．７ｍｍの起毛層Ａｈの毛を１インチ四方に６０万本の密度で接着させている。そして、起毛層Ａｈの毛倒れ方向を長手方向外側から内側に向かう方向とし、現像ローラ７の軸方向と並行な線Ｄと起毛層Ａｈの毛がなす角Ａｈｒ’が３０°となるようにした（図４中の点線矢印で表示）。加えて、本実施例では、予めシール部材Ａの表面全域に潤滑剤Ｉとして白色粉体のステアリン酸亜鉛を２ｍｇ塗布し、起毛層Ａｈに保持させている。

図５に示すように現像ローラ７の長手方向端部においてトナー漏れを防止するため、シール部材Ａを現像ローラ７の周面に沿って接触配置させ所定の押圧力で圧接している。現像ローラ７が矢印Ｒｄ方向に回転すると、潤滑剤Ｉは回転方向Ｒｄの下流側にいくに従って、起毛層Ａｈの毛の向きに沿ってシール部材Ａの内側端Ａａに送られる。図４に示すように、シール部材Ａの内側端Ａａに最も多くの潤滑剤Ｉが供給され、その内側端Ａａから外側端Ａｂに向かって徐々に潤滑剤Ｉの量が減少する構成となる。その後、シール部材Ａの潤滑剤Ｉはシール部材Ａから現像ローラ７表面に移行し（潤滑剤Ｉｄ）、次に感光体ドラム１表面に移行し（潤滑剤Ｉｄｒ）、感光体ドラム１の回転Ｒｄｒによってクリーニングブレード９の先端に貯留される（潤滑剤Ｉｃｂ）。潤滑剤Ｉｄ、Ｉｄｒ、Ｉｃｂが存在することで、現像ローラ７と感光体ドラム１との摺擦・研磨、さらに感光体ドラム１とクリーニングブレード９との摺擦・研磨を抑制することが出来る。

クリーニングブレード９の先端に貯留される潤滑剤Ｉｃｂは感光体ドラム１の回転Ｒｄｒによって、若干量ながらクリーニングブレード９をすり抜ける（潤滑剤Ｉｄｒ’）。このすり抜けた潤滑剤Ｉｄｒ’は再度、現像ローラ７に移行し（潤滑剤Ｉｄ’）、シール部材Ａによって回収される（潤滑剤Ｉ）。回収された潤滑剤Ｉは再度、起毛層Ａｈの毛の向きに沿ってシール部材Ａの内側端Ａａに送られるため、境界Ｃ’に十分な量の潤滑剤Ｉを長期間にわたって供給することが可能である。

なお、シール部材Ａに塗布された潤滑剤Ｉを境界Ｃ’の位置に効果的に供給するために、起毛層のＡｈの毛の長さを長手方向で異なる構成にすることも効果的である。具体的には、長手方向外側の毛の長さを長手方向内側よりも長くすることで、効果的に潤滑剤Ｉを境界Ｃ’の位置に供給することができる。図６を用いてシール部材Ａの変形例を示す。シール部材Ａの長手方向内側端をＡａ、長手方向外側端をＡｂとし、長手方向ＡａとＡｂの中間の位置をＡｃとする。本実施例においては、起毛層Ａｈの毛の長さを長手全域（内側端Ａａから外側端Ａｂの領域）で１．７ｍｍとした。しかしこれに限らず、変形例に示すように内側端Ａａから中間位置Ａｃまで（以下、内側領域Ａ２）を１．５ｍｍとし、中間位置Ａｃから外側端Ａｂまで（以下、外側領域Ａ１）を２．０ｍｍとする構成も効果的である。このように起毛層Ａｈは、現像ローラ７の軸方向において、毛の長さの異なる領域を少なくとも二以上有し、毛の長さが内側より外側の方が長いものとすることが好ましい。つまり、毛の長さを長くすることで、長い毛に沿って断続的に潤滑剤Ｉを長手方向に移動させることができ、外側領域Ａ１の潤滑剤Ｉを内側領域Ａ２に効果的に移動させることができる。

加えてシール部材Ａに塗布する潤滑剤Ｉは、トナーとの混色をさけるため白色若しくは無色透明の粉体が望ましいが本発明はこれに限定されるものではない。またシール部材Ａに塗布する潤滑剤Ｉとして粉体のステアリン酸亜鉛を用いたが、例えばポリエチレンテレフタレート（ＳＴＦＥ）やチッ化ホウ素の粉体、つまり感光体ドラム１表面に潤滑性を与える粉体であれば良く本発明を限定するものではない。

例えば、起毛層Ａｈの毛倒れ方向がランダムな方向を向いていた場合、境界Ｃ’において潤滑剤Ｉが枯渇し、局所的な感光体ドラム１の削れが発生してしまう。本実施例の特徴は、起毛層Ａｈの毛倒れ方向を設定し、起毛層Ａｈに潤滑剤Ｉを塗布し、局所的なドラム削れが発生する境界Ｃ’に十分な量の潤滑剤Ｉを長期間にわたって供給したことである。この構成によって境界Ｃ’の位置における局所的なドラムの削れを減少し、帯電ローラの表面との間の絶縁性が低下することで生じる画像不良の発生を抑制することが可能である。

また、本実施例においてプロセスカートリッジの長手方向関係を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の特徴は、現像ローラ７の端部に配置されたシール部材Ａに起毛層Ａｈを設け、起毛層Ａｈの毛倒れ方向を設定し、シール部材Ａに潤滑剤Ｉを塗布したことである。この構成によればプロセスカートリッジの長手方向関係によらず感光体ドラム１の端部の削れを減少させ、帯電ローラ２との間の絶縁性低下を抑制し、画像不良の発生を抑制することができる。

＜実験１＞
ドラム削れを減少させる効果について、本発明の実施例に係る構成と、比較例に係る構成と、で対比実験を行った。評価は、画像形成装置を評価環境２３℃、５０％Ｒｈにて一日放置して当該環境になじませた後、印字率１％の画像を２枚間欠で５００００枚プリントし、感光体ドラム１の動摩擦係数μと感光層の膜厚を測定した。

実施例１のプロセスカートリッジは、起毛層Ａｈの毛倒れ方向を図４に示すように現像ローラ７の軸方向と並行な線Ｄと起毛層Ａｈの毛がなす角Ａｈｒ’を３０°とし、シール部材Ａに潤滑剤Ｉとしてステアリン酸亜鉛を２ｍｇ塗布した構成である。一方、比較例１のプロセスカートリッジは、起毛層Ａｈの毛倒れ方向がランダムである点、実施例１と異なる構成とした。

＜実験結果＞
図７と図８は、実験結果を表す図である。図７は横軸が感光体ドラム１の長手であり、縦軸が感光体ドラム１の動摩擦係数μである。図７から明らかなように、比較例１は境界Ｃ’において局所的に動摩擦係数μが高くなっていることが分かる。一方、実施例１は境界Ｃ’において動摩擦係数μがトナーコート領域Ｌｔの動摩擦係数μよりも低くなっていることが分かる。これは、比較例１は境界Ｃ’の位置において感光体ドラム１の表面に潤滑剤Ｉが枯渇したためであり、一方、実施例１は境界Ｃ’の位置において感光体ドラム１の表面に潤滑剤Ｉが供給されたためである。

図８は横軸が感光体ドラム１の長手であり、縦軸が感光体ドラム１の膜厚である。図８から明らかなように、比較例１は潤滑剤としてのトナー供給が枯渇したため、特に境界Ｃ’の位置において感光体ドラムの膜厚が局所的に減少していることが分かる。これに対し、実施例１は境界Ｃ’の局所的な位置において感光体ドラムの膜厚の減少が抑制されたことが分かる。以上の結果から、実施例１の構成で感光体ドラムの境界Ｃ’の位置における動摩擦係数μを低くすることで、局所的な感光層１ｂの削れを減少させることが可能となることがわかった。

＜実験２＞
また、毛倒れ方向と必要となる潤滑剤Ｉの量の関係について、本発明の実施例に係る構成と、比較例に係る構成と、で比較実験を行った。また、併せて潤滑剤Ｉの量と潤滑剤の漏れの関係について、実験を行った。評価は、画像形成装置を評価環境２３℃、５０％Ｒｈにて一日放置して当該環境になじませた後、印字率１％の画像を２枚間欠で５００００枚プリントし、感光体ドラム１の感光層の削れ量を測定した。

毛倒れ方向と必要となる潤滑剤Ｉの量の関係について、実施例１〜４、及び比較例１〜３、の計７構成について比較を行った。実施例１は、シール部材Ａの起毛層Ａｈの毛倒れ方向が３０°の方向を向いた構成を用いたプロセスカートリッジである。一方、比較例１は、シール部材Ａの起毛層Ａｈの毛倒れ方向がそれぞれランダムに異なる方向を向いた構成を用いたプロセスカートリッジである。その他、実施例１と毛倒れ方向のみを変えた構成として、毛倒れ方向が０°の比較例２、毛倒れ方向が１０°の実施例２、毛倒れ方向が６０°の実施例３、毛倒れ方向が８０°の実施例４、毛倒れ方向が９０°の比較例３、を含め、実験を行った。

他方、潤滑剤Ｉの量と潤滑剤の漏れの関係については、これらのプロセスカートリッジに対して、シール部材Ａに塗布する潤滑剤Ｉの量を２ｍｇ、４ｍｇ、６ｍｇ、８ｍｇ、１０ｍｇと変えて実験を行った。なお、潤滑剤Ｉとしてステアリン酸亜鉛を用い、シール部材Ａに塗布する構成とした。

＜実験結果＞
図９は、実験結果を表す図である。実験終了時の感光体ドラムの膜厚において、特に境界Ｃ’の局所的な位置の膜厚がトナーコート領域Ｌｔの膜厚以上の場合は○と表示し、境界Ｃ’の局所的な位置の膜厚がトナーコート領域Ｌｔの膜厚よりも小さい場合は×と表示した。図９に示す通り、境界Ｃ’の局所的な感光層１ｂの削れを減少させるためには、比較例１〜３は潤滑剤Ｉの量が１０ｍｇ必要であったのに対して、実施例１〜４は潤滑剤Ｉの量が２ｍｇで十分であることが分かった。すなわち、起毛層Ａｈの毛の方向は、現像ローラ７の回転方向Ｒｄに対し、長手方向の外側を上流、長手方向の内側を下流、として傾斜し、図４に示す現像ローラ７の軸方向と並行な線Ｄと起毛層Ａｈの毛がなす角Ａｈｒ’を１０°以上８０°以下の範囲とする。これによって、境界Ｃ’における局所的な感光体ドラム１の削れを減少させることができる。これはシール部材Ａの起毛層Ａｈの毛倒れ方向を１０°以上８０°以下とすることによって、潤滑剤を特に枯渇し易い境界Ｃ’に効果的に供給することができるようにしたためと考えられる。

一方で図９に示すように、シール部材Ａの毛倒れ方向がランダムな比較例１や、０°の比較例２もしくは９０°の比較例３の構成であっても、潤滑剤Ｉの塗布量を１０ｍｇにすることで境界Ｃにおける局所的な削れを抑制することが可能である。しかしながら、潤滑剤Ｉの塗布量を１０ｍｇ以上にすると、潤滑剤Ｉがシール部材Ａからこぼれ落ち、さらにカートリッジから漏れ出てしまうことがわかった。したがって、毛倒れ方向を１０°〜８０°としたシール部材Ａに８ｍｇ以下の潤滑剤Ｉを塗布した構成とすることで、潤滑剤Ｉがカートリッジから漏れ出しを抑制しつつ、境界Ｃ’における局所的な感光体ドラム１の削れを減少させることができることがわかった。

なお、上記構成及び実験では、シール部材Ａに塗布する潤滑剤Ｉとして、粉体のステアリン酸亜鉛を用いたが、これに限らず、感光体ドラム１表面に潤滑性を与える粉体であれば良い。したがって、上述の通り、潤滑剤Ｉとして、例えばポリエチレンテレフタレート（ＳＴＦＥ）やチッ化ホウ素の粉体に加え、トナーを用いることができる。加えて、上記構成では、シール部材Ａに予め潤滑剤Ｉを塗布する構成とした。しかし、これに限らず、シール部材Ａに予め潤滑剤Ｉを塗布しない構成であってもよい。この場合、現像ローラ７がシール部材Ａに対して摺動することで、トナーや現像ローラ７とクリーニングブレード９の摺動性を向上させるための潤滑剤が毛倒れ方向を１０°以上８０°以下としたシール部材Ａの起毛層Ａｈでシール部材Ａ上に供給される。これにより、潤滑剤を特に枯渇し易い境界Ｃ’に効果的に供給することができ、境界Ｃ’における局所的な感光体ドラム１の削れを減少させることができる。

１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
５ 現像器
７ 現像ローラ
８ 供給ローラ
９ クリーニングブレード
Ａ トナーシール部材
Ｂ クリーニングシール部材
Ｃ 端部削れ発生領域
Ｃ’ 境界（局所的ドラム削れ発生位置）
Ｓ 記録材
Ｉ 潤滑剤

Claims (10)

1. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記像担持体と、前記クリーニング部材と、が固定される枠体と、
   前記枠体と、前記クリーニング部材の長手方向における両端部と、の間に設けられ、前記像担持体の表面と接触し、現像剤漏れを防止するクリーニングシール部材と、
   前記像担持体の静電潜像を現像剤によって現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の前記長手方向における両端部に設けられ、前記現像剤担持体に接触し、現像剤漏れを防止する現像剤シール部材と、
   を有するプロセスカートリッジにおいて、
   前記現像剤シール部材は、前記現像剤担持体と接する面は起毛層を有し、前記起毛層の毛倒れ方向は、前記現像剤担持体の回転方向に対し、前記長手方向の外側を上流、前記長手方向の内側を下流、として傾斜し、
   前記起毛層には、潤滑剤が塗布されている
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記起毛層の毛倒れ方向と、前記現像剤担持体の軸方向と並行な線と、のなす角は１０°以上８０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記起毛層は、前記現像剤担持体の軸方向において、毛の長さの異なる領域を少なくとも二以上有し、前記毛の長さが内側の領域に比べ外側の領域の方が長いことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記起毛層は、パイル織物、フェルト又はレーヨンで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記潤滑剤は、前記起毛層に予め塗布されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記潤滑剤は、粉体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記潤滑剤は、白色又は無色透明であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛、ポリエチレンテレフタレートまたはチッ化ホウ素のいずれかからなるものであることを特徴とする請求項６又は７に記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記潤滑剤は、前記現像剤であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジを着脱可能としたことを特徴とする画像形成装置。

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