JP3750509B2

JP3750509B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3750509B2
Application number: JP2000282272A
Authority: JP
Inventors: 憲一三品; 信一郎藤森; 能孝黒田; 光雄山本; 康友石井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP2002091232A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の複写機やプリンター、あるいはファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、クリーニング性を向上させるため、感光体ドラム等の像担持体の表面に潤滑剤を供給するように構成した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置としては、球形トナーのブレードクリーニング性を付与する目的で、感光体ドラムの表面に潤滑剤を供給する手段が、検討されている。
【０００３】
かかる感光体ドラムの表面に潤滑剤を供給する技術としては、実開昭５６−１４７４７０号公報、特開昭６０−２２５８７０号公報、特開平４−３７２９８１号公報、特開平５−５３４８５号公報及び特開平５−１８８６４３号公報等に開示されたものが、既に提案されている。
【０００４】
上記実開昭５６−１４７４７０号公報には、固体潤滑剤を回転ブラシに接触させ、この回転ブラシに付着した固体潤滑剤を、間欠的に感光体ドラムの表面に供給するように構成したものである。
【０００５】
また、上記特開昭６０−２２５８７０号公報に係る画像記録装置は、像支持体表面に、該表面を実質的に摺擦しないトナー像形成手段と、前記像支持体のクリーニング性を改良するためのクリーニング助剤付与手段とを設けるように構成したものである。
【０００６】
さらに、上記特開平４−３７２９８１号公報に係るクリーニング方法は、体積平均粒径２〜８μｍのトナーにより感光体上に形成された潜像を現像し、しかるのち、転写、クリーニングする画像形成プロセスにおいて、感光体の摩擦係数を低下させる物質を感光体表面上に供給するように構成したものである。
【０００７】
また更に、上記特開平５−５３４８５号公報に係る画像形成装置は、有機光導電層を有する回転可能な像形成体表面の残留トナーをクリーニングするブレード状クリーニング手段と、像形成体表面にクリーニング助剤を付与するクリーニング助剤付与手段を含むクリーニング装置を有する画像形成装置において、前記クリーニング助剤付与手段が、固体の潤滑性物質から成るクリーニング助剤を含有し、像形成体表面に回転可能に当接する弾性ローラであって、前記クリーニング手段に対して像形成表面の移動方向上流側で、かつ該クリーニング手段の下方に配置されるように構成したものである。
【０００８】
更に、上記特開平５−１８８６４３号公報に係るクリーニング方法は、重合法で調製された体積平均粒径（Ｄｖ）２〜１０μｍで且つ体積平均粒径と個数平均粒径（Ｄｐ）との比Ｄｖ／Ｄｐ≦１．３０のトナーにより感光体上に形成された潜像を現像し、しかるのち、転写、クリーニングする画像形成プロセスにおいて、感光体の摩擦係数を低下させる物質を感光体表面上に供給するように構成したものである。
【０００９】
上記感光体ドラムの表面に供給される潤滑剤としては、一般的に、ステアリン酸亜鉛やＢＮ（チッ化ホウ素）などが使用されている。
【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、上記実開昭５６−１４７４７０号公報、特開昭６０−２２５８７０号公報、特開平４−３７２９８１号公報、特開平５−５３４８５号公報及び特開平５−１８８６４３号公報等に開示された技術の場合には、感光体ドラムの表面に、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）やチッ化ホウ素（ＢＮ）等の潤滑剤を供給するように構成したものであるが、これらの潤滑剤が感光体ドラムの表面に付着すると、球形トナーに対するクリーニングブレードのクリーニング効率は、飛躍的に向上するが、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）あるいはＢＮといった潤滑剤は、クリーニングブレードでは完全に掻き取りきれず、感光体ドラムの表面に残留してしまう。特に、感光体ドラムの表面に接触する帯電ロールを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に残留した潤滑剤が、帯電ロールの表面に付着し、当該帯電ロール表面の汚染が引き起こされ、放電ムラに起因する放電斑を招き、画像ディフェクトが発生するという問題点を有している。
【００１１】
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、像担持体の表面に残留した潤滑剤によって、画像ディフェクト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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の発明は、像担持体の表面を帯電装置によって帯電するとともに、前記像担持体の表面に静電潜像を形成し、当該像担持体の表面に形成された静電潜像を現像・転写した後、前記像担持体の表面に残留したトナーをクリーニングブレードで除去するように構成された画像形成装置において、前記像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備え、前記潤滑剤供給手段が供給する潤滑剤は、導電化処理されているとともに、前記帯電装置として接触型の帯電ロールを用い、更に前記帯電ロールの軸方向両端部に、当該帯電ロールと像担持体との間の摩擦係数よりも摩擦係数が高い回転補助部材を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
上記像担持体表面の潤滑物質としては、従来から脂肪酸金属塩が使われることは公知であるが、基本的にはこの潤滑物質がクリーニングブレードをすり抜けながら、像担持体の表面を潤滑させるのであるが、この潤滑物質は、粉体抵抗値が１０¹⁴〜１０¹⁶Ωと非常に高い値を示し、この潤滑物質が接触式帯電部材や中間転写ベルト材の表面に付着すると、放電阻害を引き起こし、画像欠陥となる。
【００１４】
そこで、前記潤滑剤供給手段が供給する潤滑剤を、導電化処理することによって、その抵抗値を所定の範囲まで低下させ、潤滑剤が接触式帯電部材や中間転写ベルト材の表面に付着した場合でも、放電阻害が発生するのを防止し、画像欠陥が生じるのを回避することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記潤滑剤の体積抵抗が１０⁵ Ω・ｃｍから１０¹⁰ Ω・ｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１６】
潤滑剤の体積抵抗が上記の範囲以外の場合には、潤滑剤の抵抗が高いと帯電阻害が発生してしまい、一方低すぎると転写時の電荷リーク等による転写不良などが発生する。
【００１７】
潤滑剤としては、例えば、脂肪酸金属塩（例えば、脂肪酸金属塩を構成する金属としては、亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、鉛、ニッケル等が有り、また脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウリン酸、パルチミン酸等）を用いることができる。
【００１８】
また、上記潤滑剤の抵抗値を下げるための導電性フィラーとしては、例えば、ＴｉＯ₂が挙げられ、潤滑剤であるＺｎＳｔにＴｉＯ₂を混合比７５：２５〜２５：７５の範囲で混合することにより、所望の抵抗値を得ることができる。その他の導電性フィラーとしては、例えば、ＳｎＯ₂、カーボンブラック、ＺｎＯ、ＩｎＯ₂、ＳｂＯ₂等を挙げることができる。
【００１９】
さらに、イオン導電性付与剤の一つであるＰＥＬ（日本カーリット社製；ポリアルキレングリコールを主成分とするポリオールに過塩素酸リチウムなどの過塩素酸を複合化させた材料）等を用いてもよい。
【００２０】
【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。
【００２１】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機を示すものである。
【００２２】
図２において、１はカラー電子写真複写機の本体を示すものであり、このカラー電子写真複写機本体１の上部には、原稿２を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置３と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る原稿読取装置４が配設されている。この原稿読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。
【００２３】
上記原稿読取装置４によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置１２に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００２４】
そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）（各８ｂｉｔ）の４色の原稿色材階調データとしてＲＯＳ１３（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）に送られ、このＲＯＳ１３では、原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【００２５】
上記カラー電子写真複写機本体１の内部には、色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像形成手段Ａが配設されている。この画像形成手段Ａは、主として、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム１７と、前記感光体ドラム１７の表面を所定の電位に一様に帯電する接触型帯電装置としての帯電装置１８と、前記感光体ドラム１７の表面に画像露光を施す画像露光手段としてのＲＯＳ１３と、前記感光体ドラム１７上に形成された静電潜像を現像して色の異なる複数のトナー像を形成可能な現像手段としてのロータリー方式の現像装置１９とから構成されている。
【００２６】
上記ＲＯＳ１３は、図２に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿再現色材階調データに応じて変調し、この半導体レーザーからレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光ＬＢは、回転多面鏡１４によって偏向走査され、ｆ・θレンズ１５及び反射ミラー１６を介して像担持体としての感光体ドラム１７上に走査露光される。
【００２７】
上記ＲＯＳ１３によってレーザー光ＬＢが走査露光される感光体ドラム１７は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム１７の表面は、予め一次帯電用の帯電装置１８によって、所定の極性（例えば、マイナス極性）及び電位に帯電された後、原稿再現色材階調データに応じてレーザー光ＬＢが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１７上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の現像器１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９ＢＫを備えたロータリー方式の現像装置１９によって、例えば、感光体ドラム１７の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナー（帯電色材）によって反転現像され、所定の色のトナー像となる。上記ロータリー方式の現像装置１９の各現像器１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９ＢＫでは、例えば、平均粒径が５．５μｍの球形トナーが用いられる。尚、上記感光体ドラム１７上に形成されたトナー像は、必要に応じて転写前帯電器２０によってマイナス極性の帯電を受け、電荷量が調整されるようになっている。
【００２８】
上記感光体ドラム１７上に形成された各色のトナー像は、当該感光体ドラム１７の下部に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２１上に、第１の転写手段としての１次転写ロール２２によって多重に転写される。この中間転写ベルト２１は、駆動ロール２３、従動ロール２４ａ、テンションロール２４ｂ及び２次転写手段の一部を構成する対向ロールとしてのバックアップロール２５によって、感光体ドラム１７の周速と同一の移動速度で矢印方向に沿って回動可能に支持されている。
【００２９】
上記中間転写ベルト２１上には、形成する画像の色に応じて、感光体ドラム１７上に形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色のすべて又はその一部のトナー像が、一次転写ロール２２によって順次重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト２１上に転写されたトナー像は、所定のタイミングで２次転写位置へと搬送される記録媒体としての記録用紙２６上に、中間転写ベルト２１を支持するバックアップロール２５と、当該バックアップロール２５に圧接する第２の転写手段の一部を構成する２次転写ロール２７の圧接力及び静電吸引力によって転写される。上記記録用紙２６は、図２に示すように、カラー電子写真複写機本体１内の下部に配置された複数の記録媒体収容部材としての給紙カセット２８、２９、３０、３１の何れかから、所定のサイズのものがフィードロール２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａによって給紙される。給紙された記録用紙２６は、複数の搬送ロール３２及びレジストロール３３によって、所定のタイミングで中間転写ベルト２１の２次転写位置まで搬送される。そして、上記記録用紙２６には、上述したように、２次転写手段としてのバックアップロール２５と２次転写ロール２７とによって、中間転写ベルト２１上から所定の色のトナー像が一括して転写されるようになっている。
【００３０】
また、上記中間転写ベルト２１上から所定の色のトナー像が転写された記録用紙２６は、中間転写ベルト２１から分離された後、搬送ベルト３４によって定着装置３５へと搬送され、この定着装置３５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙２６上に定着され、片面複写の場合には、そのまま排紙トレイ３６上に排出されてカラー画像の複写工程が終了する。
【００３１】
一方、両面複写の場合には、第１面（表面）にカラー画像が形成された記録用紙２６を、そのまま排紙トレイ３６上に排出せずに、図示しない反転ゲートによって下向きに搬送方向が変更され、３つのロールが圧接されたトリロール３７及び反転ロール３８によって、反転通路３９へと一旦搬送される。そして、上記記録用紙２６は、今度は逆転する反転ロール３８によって両面用通路４０へと搬送され、この両面用通路４０に設けられた搬送ロール４１によってレジストロール３３まで一旦搬送されて停止する。記録用紙２６は、中間転写ベルト２１上のトナー像と同期して、再度レジストロール３３によって搬送が開始され、当該記録用紙２６の第２面（裏面）に対してトナー像の転写・定着工程が行われた後、排出トレイ３６上に排出されるようになっている。
【００３２】
なお、図２中、４２は転写工程が終了した後の感光体ドラム１７の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置、４３は中間転写ベルト２１の清掃を行うための中間転写ベルト用クリーナー、４４は手差しトレイをそれぞれ示している。
【００３３】
ここで、上記クリーニング装置４２としては、クリーニングブレード４２ａによって、感光体ドラム１７の表面をクリーニングするものが用いられる。
【００３４】
図３は上記カラー電子写真複写機の画像形成手段Ａを示す構成図である。
【００３５】
このカラー電子写真複写機では、上述したように、感光体ドラム１７の表面が帯電装置１８によって所定の電位に一様に帯電された後、当該感光体ドラム１７の表面には、ＲＯＳ１３によって所定の色に対応した画像が露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１７の表面に各色に対応して形成された静電潜像は、対応する色の現像器１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９ＢＫによって現像され、当該感光体ドラム１７の表面には、所定の色のトナー像Ｔが形成される。
【００３６】
例えば、上記感光体ドラム１７上に形成された静電潜像がイエロー色に対応したものであれば、この静電潜像は、イエロー色の現像器１９Ｙによって現像され、感光体ドラム１７上には、イエロー色のトナー像Ｔが形成される。また、他のマゼンタ色、シアン色、ブラック色についても、同様のプロセスによって対応する色のトナー像Ｔが、感光体ドラム１７上に順次形成される。
【００３７】
上記感光体ドラム１７上に順次形成された各色のトナー像Ｔは、感光体ドラム１７と中間転写ベルト２１とが接触する１次転写位置において、感光体ドラム１７上から中間転写ベルト２１の表面に転写される。この１次転写位置には、中間転写ベルト２１の裏面側に半導電性の１次転写用のバイアスロール２２が配設されており、中間転写ベルト２１は、１次転写用のバイアスロール２２によって感光体ドラム１７の表面に接触するようになっている。１次転写用のバイアスロール２２には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム１７上に形成されたトナー像Ｔは、中間転写ベルト２１上に圧接力及び静電吸引力によって転写される。
【００３８】
単色の画像を形成する場合は、中間転写ベルト２１上に１次転写された所定の色のトナー像Ｔが、直ちに記録用紙２６上に２次転写されるが、複数色のトナー像Ｔを重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１７上への所定色のトナー像Ｔの形成、並びにトナー像Ｔの中間転写ベルト２１上への１次転写の工程が、所定の色数分だけ繰り返される。
【００３９】
例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色のトナー像Ｔを重ね合わせたフルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１７上には、その一回転毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色のトナー像Ｔが順次形成され、これらの４色のトナー像は、順次中間転写ベルト２１上に重ね合わせた状態で１次転写される。
【００４０】
その際、上記中間転写ベルト２１は、最初に１次転写されたイエロー色の未定着トナー像Ｔを保持したまま、感光体ドラム１７と同期した周期で回動し、当該中間転写ベルト２１上には、位置検知センサー４５によって決められた所定の位置に、その一回転毎にマゼンタ色、シアン色及びブラック色の未定着トナー像Ｔが、イエロー色の未定着トナー像Ｔに順次重ね合わされた状態で転写される。
【００４１】
このようにして中間転写ベルト２１に１次転写された未定着トナー像Ｔは、中間転写ベルト２１の回転に伴って、記録用紙２６の搬送経路に面した２次転写位置へと搬送される。
【００４２】
そして、この記録用紙２６は、前述したように、所定の給紙カセット２８、２９、３０、３１からフィードロール２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａによって給紙され、搬送ロール３２によってレジストロール３３まで搬送され、レジストロール３３によって所定のタイミングで、２次転写ロール２７と中間転写ベルト２１とのニップ部間に給送される。
【００４３】
また、２次転写位置における中間転写ベルト２１の裏面側には、２次転写ロール２７の対向電極をなすバックアップロール２５が配設されている。２次転写位置では、所定のタイミングで半導電性の２次転写ロール２７が中間転写ベルト２１に圧接し、当該バックアップロール２５にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することにより、中間転写ベルト２１上に転写された未定着トナー像Ｔは、前記２次転写位置において記録用紙２６上に静電的に２次転写される。
【００４４】
この実施の形態では、図３に示すように、２次転写ロール２７にトナーの帯電極性と同極性の電圧を直接印加するのではなく、当該２次転写ロール２７に中間転写ベルト２１を介して圧接するバックアップロール２５に、バイアスロール４６によって転写バイアス電圧印加手段としての転写バイアス用高圧電源４７から、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加するように構成されている。しかし、２次転写ロール２７にトナーの帯電極性と同極性の電圧を直接印加するように構成しても勿論よい。
【００４５】
そして、未定着トナー像が転写された記録用紙２６は、中間転写ベルト２１から剥離され、２次転写部の下流に配置された電極部材４８、案内板４９および搬送ベルト３４によって定着装置３５に送り込まれ、未定着トナー像Ｔの定着処理がなされる。
【００４６】
一方、未定着トナー像Ｔの２次転写が終了した中間転写ベルト２１は、中間転写ベルト用クリーナー４４によって残留トナーが除去される。
【００４７】
上記中間転写ベルト２１としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成されている。この中間転写ベルト２１の厚さは、例えば、０．１ｍｍに設定される。なお、上記中間転写ベルト２１の周長は、感光体ドラム１７の周長の整数倍（例えば、３倍）に設定されている。
【００４８】
また、上記２次転写ロール２７及び中間転写ベルト用クリーナー４３は、中間転写ベルト２１と接離可能に配設されており、カラー画像が形成される場合には、最終色の未定着トナー像Ｔが中間転写ベルト２１上に１次転写されるまで、少なくとも中間転写ベルト用クリーナー４４は、中間転写ベルト２１から離間している。
【００４９】
さらに、上記２次転写ロール２７は、カーボンを分散したウレタンゴムのチューブからなる表面層と、カーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなる内部層とを備えており、当該２次転写ロール２７の表面には、フッ素コートが施されている。この２次転写ロール２７は、その体積抵抗率が１０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍに設定され、ロール径がφ２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば３０°（アスカＣ）に設定される。
【００５０】
一方、上記バックアップロール２５は、カーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブからなる表面層と、ＥＰＤＭのゴムからなる内部層とを備えており、その表面抵抗率が１０⁷〜１０¹⁰Ω／□で、ロール径がφ２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。
【００５１】
また、２次転写位置のニップ部下流に配置された電極部材４８は、導電性の板状部材として板金が好ましく、この実施の形態では厚さ０．５ｍｍのスレンレス鋼板を使用しており、記録用紙２６側を針状としたものが用いられている。さらに、上記電極部材４８の２次転写領域側の先端は、バックアップロール２５と２次転写ロール２７のニップ部が成す線より１ｍｍだけ２次転写ロール２７側で、かつニップ部の出口より７ｍｍだけ離れて配置されている。
【００５２】
ところで、この実施の形態１では、像担持体の表面を接触式の帯電装置によって帯電するとともに、前記像担持体の表面に静電潜像を形成し、当該像担持体の表面に形成された静電潜像を現像・転写した後、前記像担持体の表面に残留したトナーをクリーニングブレードで除去するように構成された画像形成装置において、前記像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備え、前記潤滑剤供給手段が供給する潤滑剤は、導電化処理されているように構成されている。
【００５３】
また、実施の形態１では、前記潤滑剤の体積抵抗が１０⁵ Ω・ｃｍから１０¹⁰ Ω・ｃｍの範囲にあるように構成されている。
【００５４】
すなわち、この実施の形態１に係るカラー電子写真複写機では、図１に示すように、感光体ドラム１７の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段５０を備えている。この潤滑剤供給手段５０は、感光体ドラム１７の表面に接触して回転する回転ブラシ５１と、当該回転ブラシ５１に圧接する断面矩形の棒状の固形潤滑剤５２とから構成されている。上記回転ブラシ５１は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）製の太さ８．５ｄ（デニール）の繊維を、７０ｋｆ／ｉｎｃｈ²の密度で３ｍｍの高さに植設したものが用いられ、この回転ブラシは、感光体ドラム１７の回転方向と逆方向に、当該感光体ドラム１７の回転速度の１／２の速度で回転駆動されるようになっている。また、上記固形潤滑剤５２としては、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）に導電性フィラーを混合したものを、圧力成型によって６Ｂ（鉛筆硬度）の硬さで断面矩形の棒状に成型したものが用いられる。
【００５５】
上記固形潤滑剤５２に分散される導電性フィラーとしては、例えば、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、カーボンブラック、ＺｎＯ等が用いられ、当該導電性フィラーの潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）に対する混合比（潤滑剤：導電性フィラー）は、７５：２５〜２５：７５の範囲で、固形潤滑剤が所望の抵抗値となるように設定される。また、上記導電性フィラーとしては、上記のもの以外に、イオン性導電性付与剤の一つであるＰＥＬ（日本カーリット社製；商品名）等を用いることができ、このＰＥＬ（日本カーリット社製；商品名）を、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）等と溶融混合させて、所望の抵抗値を得ることができる。
【００５６】
図４は潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）に、導電性フィラーとしてＴｉＯ₂を混合比を変えて混合したときの抵抗値を示すものである。尚、図４中、１Ｅ＋０１や１．０Ｅ＋０５は１０¹や１０⁵を示している。
【００５７】
この図４から明らかなように、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）に、導電性フィラーとしてＴｉＯ₂を混合比７５：２５〜２５：７５の範囲で混合することにより、潤滑剤を導電化処理して、当該潤滑剤の抵抗値を１０⁹ Ω・ｃｍ以下にすることができることがわかる。
【００５８】
実験例−１
次に、本発明者らは、図２に示すような富士ゼロックス（株）社製のＡ−ｃｏｌｏｒ９３６の改造機を用いて、潤滑剤が感光体ドラムの表面に残留することに起因する帯電障害に伴う画質ディフェクトが発生するか否かを確認する実験を行った。
【００５９】
潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）に対して、テイカ社製のＴｉＯ₂を７５：２５〜２５：７５の範囲（潤滑剤：導電性フィラー）の混合比で混合し、潤滑剤供給手段５０で用いる潤滑剤の抵抗値を、図５に示すように、調製したものを用いた。これらの混合物を熱溶融、或いは圧力成型により固形物５２にし、図１に示すように、回転ブラシ５１を介して感光体ドラム１７の表面に供給した後、潤滑剤が帯電ロール１８の表面に付着したときに帯電阻害が発生し、この帯電阻害に起因する画像ディフェクトを、富士ゼロックス（株）社製のＡ−ｃｏｌｏｒ９３６の改造機を用いて確認した。尚、トナーとしては、粒径が５．５μｍの球形カラートナーを用いた。
【００６０】
図５は上記実験例−１の結果を示すものである。
【００６１】
この図５から明らかなように、導電化処理を施さなかった、つまりステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）をそのまま使用した場合に比べ、明らかに本実験例の場合には、黒筋からなる画像ディフェクトが発生するのを確実に防止することができ、本発明の有効性を確認することができた。又、導電性フィラーとしてＴｉＯ₂の代わりに、ＳｎＯ₂をＺｎＳｔに対して５０：５０（体積比率）で調整しても、潤滑剤としての抵抗値が１０⁷ Ω・ｃｍのものが得られ、実機によって確認した結果、同様に帯電阻害による画像デイフェクトは発生しなかった。又、ＺｎＯ（商品名ＦＩＮＥＸ−５０：堺化学製）の場合もＺｎＳｔに対して、体積比２０〜３０％混合することで、１０⁸ Ω・ｃｍ程度に調整することができ、実機においても良好な結果が得られた。又、日本カーリット社製ＣＯＳ（テトラシアノキシジメタン錯体）２０〜１００Ｖｏｌ％混合することで、１０⁸ Ω・ｃｍ〜１０¹⁰ Ω・ｃｍの抵抗値を得ることができ、付着後の帯電均一性も良好であった。
【００６２】
実施の形態２
図６乃至図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、導電性フィラーが配合された潤滑剤の供給方法が、前記実施の形態と異なるように構成されている。
【００６３】
すなわち、この実施の形態２では、図６に示すように、潤滑剤供給手段５０が、回転ブラシを介して導電性フィラーが配合された潤滑剤を供給するものではなく、回転する弾性スポンジロール５５に、導電性フィラーが配合された潤滑剤５６を含浸させ、当該弾性スポンジロール５５を感光体ドラム１７の表面に接触させることにより、導電性フィラーが配合された潤滑剤５６を直接感光体ドラム１７の表面に供給するように構成されている。
【００６４】
また、図７に示すように、ポリウレタンなどからなるゴム材の中に、粉体状のまま導電性フィラーを分散させた供給ブレード５７を用い、当該供給ブレード５７をクリーニングブレード４２ａの上流側に配置し、この供給ブレード５７を感光体ドラム１７表面との摺擦により、磨滅させながら潤滑剤を供給するように構成してもよい。尚、図７中、５８はクリーニングブレード４２ａで回収したトナーを搬送するためのオーガーを示すものである。
【００６５】
さらに、図８に示すように、図６で使用した潤滑剤を含浸させない弾性スポンジロール５５に、圧力成型した潤滑剤バー５２を接触させ、当該弾性スポンジロール５５を介して、潤滑剤バー５２を感光体ドラム１７の表面に供給するように構成しても良い。
【００６６】
実験例−２
次に、本発明者らは、図６乃至図８に示すような潤滑剤供給手段を、図２に示すような富士ゼロックス（株）社製のＡ−ｃｏｌｏｒ９３６の改造機に用いて、潤滑剤が感光体ドラムの表面に残留することに起因する帯電障害に伴う画質ディフェクトが発生するか否かを確認する実験を行った。
【００６７】
潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）に対して、イオン導電性付与剤の一つであるＰＥＬ（日本カーリット社製；ポリアルキレングリコールを主成分とするポリオールに過塩素酸リチウムなどの過塩素酸を複合化させた材料）を、重量比において１０％弱程度、溶融混合することにより、所望の抵抗値が得られ，接触帯電装置の表面に付着しても、安定した画質が得られることがわかった。
【００６８】
潤滑剤の供給方法としては、図６乃至図８に示すような手段を用いた。
【００６９】
図６は発泡ウレタンからなるアスアーＣ硬度４０度、直径１７ｍｍの弾性スポンジロールを用いたもので、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）とＰＥＬ８ｗｔ％とを溶融混合したものを、発泡ウレタンに対し３０ｖｏｌ％含浸させたものである。
【００７０】
また、図７は厚み２ｍｍ自由長１０ｍｍのウレタンブレードの中に、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）とＴｉＯ₂とを５０：５０の割合で５０ｖｏｌ％分散させたものである。
【００７１】
又、図１７は厚み２ｍｍ自由長１０ｍｍのウレタンブレードの中に、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）とＴｉＯ₂とを５０：５０の割合で５０ｖｏｌ％分散させたものを、帯電装置１８としてスコロトロンを使用した画像形成装置に具備した例を示す。この時は、非接触式のスコロトロンであるため、帯電装置１８への汚染は、度外視できるが、中間転写ベルト２１への付着による転写阻害が回避できた。本発明の導入前は、中間転写ベルト２１への付着による障害が発生していた。
【００７２】
一方、図８は図６で使用した発泡ウレタンロールに、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）に対してＺｎＯを４０ｖｏｌ％混合し、圧力成型した潤滑剤バーを接触ささせて使用したものである。その際、上記弾性ロール自体の硬さは、成型した潤滑剤バーの硬度よりも同等以上であれば、感光体ドラム上に潤滑剤を供給することができることは明らかである。
【００７３】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００７４】
実施の形態３
図９はこの発明の実施の形態３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３では、帯電装置の構成を工夫することによって、像担持体の表面に傷や画質欠陥が発生するのを防止するように構成されている。
【００７５】
上記画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に、潤滑剤供給手段によって潤滑剤を供給するように構成した場合、帯電ロールと感光体ドラム表面との間にスリップが生じたり、帯電ロールとして発泡体を使用した場合に、帯電ロールの硬度が低いことに起因する、当該帯電ロールのつぶれ過ぎによる帯電不良を防止するため、帯電ロールと感光体ドラムとの接触圧力を低くすると、両者の間にスリップが生じたりして、トナーや潤滑剤が研磨材の作用をし、感光体ドラムの表面に傷が発生する虞れがある。
【００７６】
そこで、この実施の形態３では、上記のように、帯電ロールと感光体ドラム表面との間にスリップが生じ、感光体ドラムの表面に傷が発生する虞れを防止するように構成したものである。
【００７７】
すなわち、この実施の形態３では、図９に示すように、帯電ロール１８の両端に、当該帯電ロール１８と感光体ドラム１７との間における摩擦係数よりも、摩擦係数が高い回転補助部材６０を設けるように構成したものである。この回転補助部材６０の材質としては、例えば、ＮＢＲ等のゴムが使用される。また、上記回転補助部材６０は、例えば、帯電ロール１８の非作像領域部に、帯電ロール１８よりの硬度よりも高く、かつ当該帯電ロール１８と感光体ドラム１７との間における摩擦係数よりも、摩擦係数が高くなるように設けられる。尚、図９中、６５は帯電ロール１８を感光体ドラム１７の表面に接触させるスプリングを示している。
【００７８】
上記帯電ロール１８としては、図１０に示すように、ステンレスや鉄からなる直径６〜８ｍｍの金属製シャフト６１の外周に、ウレタン樹脂にカーボンブラックを分散させ、アスカーＣ硬度が１０〜３０度程度、好ましくは１５度程度に調整された弾性層６２と、ポリアミド樹脂にカーボンブラックを分散させたものや、ＰＶＤＦ樹脂にカーボンブラックを分散させ、表面抵抗が１０⁹Ωｃｍ程度になるように調製された厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度、例えば０．２ｍｍの表面層６３とを被覆し、外径が１４ｍｍとなるように形成されたものが用いられる。
【００７９】
そして、上記帯電ロール１８の両端部には、図１１に示すように、その非作像領域部に、ＮＢＲやウレタンゴム等からなり、アスカーＣ硬度が５０度程度の回転補助部材６０が、幅１５ｍｍにわたって外径１４ｍｍとなるように設けられる。
【００８０】
また、上記回転補助部材６０としては、図１２に示すように、上述した素材と同一のものを、帯電ロール１８の外径よりもわずかに大きい外径１４．４ｍｍとなるように設けたものを用いてもよい。
【００８１】
このように、上記実施の形態３では、帯電ロール１８の両端に回転補助部材６０を設けることにより、感光体ドラム１７と帯電ロール１８との接触状態が安定することができ、感光体ドラム１７と帯電ロール１８との間ですべりが発生せず、感光体ドラム１７の表面に傷が発生するのを防止することができる。
【００８２】
実験例−３
次に、本発明者らは、図１１に示すような帯電ロール１８を用いて、感光体ドラム１７の表面に発生する傷の評価を行う実験を行った。
【００８３】
画像形成装置としては、富士ゼロックス（株）社製のＤｏｃｕＣｏｌｏｒ１２５０（プロセススピード２２０ｍｍ／ｓｅｃ）を用い、帯電ロール１８への印加電圧は、Ｖｄｃ＝−５５０Ｖ、Ｉａｃ＝２ｍＡ、Ｖｐｐ＝２Ｋｖ、帯電電位＝−５００Ｖに設定して、プリント枚数５０００枚でハーフトーンの画像の画質を評価した。尚、帯電ロール１８への荷重は、例▲１▼及び▲３▼が２００ｇｆ×２（スプリング）、例▲２▼が５００ｇｆ×２（スプリング）にそれぞれ設定した。
【００８４】
図１３は上記実験例−３の例▲１▼及び例▲２▼、並びに▲３▼の結果を示すものである。
【００８５】
この図１３から明らかなように、回転補助部材６０を用いた場合には、感光体ドラム１７の傷の発生がないか（○）、わずか（△）に抑えることができることがわかる。
【００８６】
尚、上記帯電ロール１８は、感光体ドラム１７の表面に同時圧接していると、当該帯電ロール１８に永久変形が発生する虞れがあるため、図１４に示すように、帯電ロール１８を感光体ドラム１７の下端に位置する時計の約６時の位置近傍に配置し、待機時は、偏心カム６６を回動させることにより、帯電ロール１８を自重で感光体ドラム１８の表面からリトラクトするように構成してもよい。
【００８７】
図１５はこの実施の形態３の変形例を示すものであり、この変形例では、帯電ロール１８の両端に回転補助部材６０を設けるのではなく、帯電ロール１８を構成する弾性層６２の表面に被覆される表面層６３の幅を、弾性層６２の幅よりも短く設定し、帯電ロール１８の両端に弾性層６２を露出させるように構成したものである。
【００８８】
この変形例の場合には、感光体ドラム表面の感光体層が磨耗したときに、当該感光体ドラムの端部からリークするのを防止するため、図１５に示すように、露出した帯電ロールの弾性層は、感光体ドラムの感光層塗布領域の端部より内側に位置し、しかも、作像領域よりも外側に位置するように配置するのが望ましい。
【００８９】
実施の形態４
図１６はこの発明の実施の形態４を示すものであり、この実施の形態４では、感光体ドラム１７の表面にピンホールが発生し、このピンホールから電荷がリークすると、図１６（ａ）に示すような黒点画質が発生するため、この黒点画質の発生を抑制するように構成したものである。
【００９０】
すなわち、この実施の形態４では、図１６（ａ）に示すように、画像上に黒点画質が発生した場合には、帯電ロール１８の電源の出力を、通常の電源出力Ｉａｃ＝２ｍＡの定電流制御で、ＡＣピーク電圧Ｖｐｐ＝２Ｋｖから、電源出力Ｉａｃ＝３ｍＡ（Ｍａｘ値）、ＡＣピーク電圧Ｖｐｐ＝２．５Ｋｖ、あるいはＡＣピーク電圧Ｖｐｐ＝２．５Ｋｖで定電圧制御を行うように切り換えることにより、帯電ロール１８から感光体ドラムに流入する電流を制限し、ピンホールから電荷がリークすることによる楕円状の黒点画質の発生を抑制し、図１６（ｂ）に示すように、小さな黒点のみに留め、画質を最低限維持するように構成されている。
【００９１】
更に説明すると、図１６（ａ）に示すような黒点画質が発生した場合には、一般的に画像形成ユニットが交換されるが、上記のような手段を採用することにより、交換までの短期間のあいだ画質をできる限り維持することが可能となる。
【００９２】
そのため、画像形成装置では、上記の制御を行うとともに、コントロールパネルの表示部に、ユニットの交換を促すメッセージを表示するようになっている。
【００９３】
また、図１６（ａ）に示すような黒点画質が発生したか否かの判別方法としては、ユーザーが出力された画像を見て判断し、コントロールパネル等に設けられた制御ボタンを操作することによって切り換えるか、あるいは帯電装置に印加する電源の電圧変動等をモニターして、黒点画質の発生を検出する方法などが採用される。
【００９４】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、像担持体上に潤滑剤を供給することにより、球形トナー等をクリーニング用のブレードによって良好にクリーニングすることができるのは勿論のこと、潤滑剤が接触帯電装置や中間転写ベルト材の表面に付着した場合でも、長期間にわたって安定した帯電性を維持でき、帯電阻害に起因する画質欠陥のない良好な画質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要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に係る画像形成装置としてのカラー電子写真複写機を示す構成図である。
【図３】図３は画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４は印加電圧と体積抵抗との関係を示すグラフである。
【図５】図５は実験結果を示す図表である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置の要部を示す構
【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要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３に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１１】図１１はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１２】図１２はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１３】図１３は実験結果を示す図表である。
【図１４】図１４はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置の変形例の要部を示す構成図である。
【図１５】図１５はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置の変形例の要部を示す構成図である。
【図１６】図１６（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置の作用を示す説明図である。
【図１７】図１７はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置の変形例の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
１７：感光体ドラム（像担持体）、１８：帯電装置、４２ａ：クリーニングブレード、５０：潤滑剤供給手段、５１：回転ブラシ、５２：固形潤滑剤。

Claims

像担持体の表面を帯電装置によって帯電するとともに、前記像担持体の表面に静電潜像を形成し、当該像担持体の表面に形成された静電潜像を現像・転写した後、前記像担持体の表面に残留したトナーをクリーニングブレードで除去するように構成された画像形成装置において、
前記像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備え、前記潤滑剤供給手段が供給する潤滑剤は、導電化処理されているとともに、前記帯電装置として接触型の帯電ロールを用い、更に前記帯電ロールの軸方向両端部に、当該帯電ロールと像担持体との間の摩擦係数よりも摩擦係数が高い回転補助部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
前記潤滑剤の体積抵抗が１０⁵ Ω・ｃｍから１０¹⁰ Ω・ｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。