JP4921129B2 - クリーニングユニット・ベルトユニット・画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも一つを有する複合機等の画像形成装置、該画像形成装置に用いられるクリーニングユニット、およびベルトユニットに関する。

従来より電子写真方式を利用した画像形成装置においては、トナー像の一次転写及び二次転写時の転写不良を防止する為、または、像担持体上の転写残トナーの清掃性を向上させるために、像担持体（中間転写体を含む）の表面に潤滑剤を塗布して表面摩擦係数を下げ、トナーとの付着力を低減させる技術が知られている。
その中でも、例えば特許文献１の図４ｂに示すように、クリーニング工程後に潤滑剤を塗布し、そのさらに下流でブレード部材を用いて潤滑剤を均一にならすためのならしブレードを配設する構成が、表面摩擦係数を安定化させる点で有効な構成であり、これにより清掃性が向上することが知られている。

しかしながら、クリーニング装置としては清掃性だけではなく、クリーニングブレードのブレードめくれの発生を確実に防止する必要がある。「ブレードめくれ」とは、ブレード部材が像担持体の回動方向に対してカウンタ方向で当接する場合において、ブレードエッジが下流側に引き込まれる現象を指す。
この現象により、像担持体を回動駆動するモータへの過負荷や、像担持体へ過剰な加圧力が発生することによる像担持体の破損を引き起こす可能性がある。

特許文献２、３には、潤滑剤が塗布されない領域（摩擦係数の高い領域）でクリーニングブレードが像担持体の表面に接触しないように、クリーニングブレードの幅よりも潤滑剤の塗布領域幅を大きくする構成が開示されている。
特許文献４には、クリーニングブレードの上流近傍で潤滑剤を塗布する方式において、トナーの付着しない領域に潤滑剤が塗布されると潤滑剤過多となる点に着目し、クリーニングブレードの先端が潤滑剤のすり抜けで磨耗してダメージを受けることを抑制すべく、クリーニングブレードの幅を潤滑剤の塗布領域幅よりも大きくする構成が開示されている。

特開２００５−１２１７６０号公報 特開平８−２９２６５４号公報 特開平１１−６５３９１号公報 特開２００６−９１４１５号公報 特開２００１−３０５９０７号公報 特開２００６−７８８５３号公報

上述のように、従来技術においては、その着目する問題点によって潤滑剤の塗布領域幅に対するクリーニングブレードの幅設定が異なり、総合的観点からの好適指針は示されていない現状にある。
この種のクリーニングユニットにおいては、固形潤滑剤の無駄な消費を抑制することも望まれている。
特許文献４に記載の構成について考えて見ると、トナーの付着しない領域での潤滑剤過多は画像域外の問題であり、仮に当該部位において潤滑剤のすり抜けによりクリーニングブレードが磨耗したとしても、さほど大きな問題ではなく、潤滑剤が塗布されずに表面摩擦係数が上昇することによる「ブレードめくれ」の方がはるかに深刻である。

また、クリーニングブレードによって堰止められたトナーがブレード端部から漏れ出ることがあり、経時状態ではこのトナーで潤滑剤を塗布しているブラシローラがトナーで汚れることがある。
これにより、クリーニングブレード端部から外側の領域に相当する位置で固形潤滑剤を像担持体に塗布し難くなる現象が起こる。つまり、前記した端部部分のみ潤滑剤の塗布不足となり、その領域では像担持体の表面摩擦係数が上昇してしまい、その影響をならしブレードが受ける。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、長期に亘り安定したクリーニング性能を発揮できるクリーニングユニット、及びこれを備えたベルトユニット、画像形成装置の提供をその目的とする。
また、本発明は、清掃性を向上しながら、クリーニングブレード及び、ならしブレードのめくれの発生が無く、安定したクリーニング性能を長期に亘って発揮することができるようにすることを、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体の移動方向における前記クリーニングブレードの下流に設けられた固形潤滑剤及び該固形潤滑剤を削り取って前記像担持体の表面に塗布する塗布部材と、該塗布部材の下流に設けられ該塗布部材により上記像担持体に塗布された潤滑剤を均すためのならしブレードとを有するクリーニングユニットにおいて、前記クリーニングブレードの、前記像担持体の移動方向と直交し該像担持体の表面に沿う方向の幅をＬ１、前記塗布部材の同方向の幅をＬ２、前記固形潤滑剤の同方向の幅をＬ３、前記ならしブレードの、前記像担持体の移動方向と直交し該像担持体の表面に沿う方向の幅をＬ４、としたとき、Ｌ１〜Ｌ４の幅が
Ｌ４≦Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２ 、但し Ｌ４＞作像幅
の関係を満たし、かつ、前記クリーニングブレードと前記ならしブレードは共に、前記像担持体の移動方向に対してカウンタ方向で前記像担持体の表面に当接していることを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載のクリーニングユニットにおいて、前記塗布部材がブラシローラであることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、複数の支持部材間に掛け回されて回転移動する無端状の像担持ベルトを有するベルトユニットにおいて、請求項１又は２記載のクリーニングユニットを有していることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、請求項３記載のベルトユニットにおいて、前記像担持ベルトの全領域のうち、２つの支持部材間の展張領域に対してベルト表面側からローラ部材を押し当てて該展張領域をベルトループの内側に向けて湾曲させ、該湾曲領域内に前記クリーニングユニットの少なくとも一部を位置させたことを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項４記載のベルトユニットにおいて、前記ローラ部材の、前記像担持ベルトの移動方向と直交し該像担持体の表面に沿う方向の幅をＬ５としたとき、
Ｌ５＞Ｌ３
の関係を満たすことを特徴とする。

請求項６記載の発明では、画像形成装置において、請求項３〜５のうちのいずれか一つに記載のベルトユニットを有することを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項６記載の画像形成装置において、前記像担持ベルトが、作像終了後に作像中の回転方向とは逆方向に回転して停止し、次の作像に備える動作を行うことを特徴とする。

請求項８記載の発明では、請求項６記載の画像形成装置において、前記塗布部材がブラシローラであり、前記像担持ベルトの逆方向の回転による移動距離は、前記ならしブレードが前記像担持ベルトに当接する位置から、前記塗布部材が前記像担持ベルトに当接する位置までの距離よりも長いことを特徴とする。
請求項９記載の発明では、画像形成装置において、請求項１又は２記載のクリーニングユニットを有することを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項９記載の画像形成装置において、前記像担持体が、作像終了後に作像中の回転方向とは逆方向に回転して停止し、次の作像に備える動作を行うことを特徴とする。

請求項１１記載の発明では、請求項１０記載の画像形成装置において、前記塗布部材がブラシローラであり、前記像担持体の逆方向の回転による移動距離は、前記ならしブレードが前記像担持体に当接する位置から、前記塗布部材が前記像担持体に当接する位置までの距離よりも長いことを特徴とする。
請求項１２記載の発明では、請求項６〜１１のうちのいずれか一つに記載の画像形成装置において、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。
請求項１３記載の発明では、請求項６〜１１のうちのいずれか一つに記載の画像形成装置において、使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする。

請求項１４記載の発明では、請求項６〜１１のうちのいずれか一つに記載の画像形成装置において、使用するトナーの体積平均粒径（μｍ）をＤｖ、個数平均粒径（μｍ）をＤｎとするとき、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成動作に重大な影響を及ぼすクリーニングブレードのめくれの発生を抑制でき、長期に亘って安定したクリーニング機能（ひいては画質の安定）を得ることができるとともに固形潤滑剤の無駄な消費を抑制することができる。
また、クリーニングブレードと共にならしブレードのめくれを抑制でき、長期に亘って潤滑剤塗布機能に優れた安定したクリーニング機能を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図５に基づいて本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。同図において符号１００は画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の電子写真装置本体、２００は該本体を載せる給紙テーブルをそれぞれ示す。添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の各色をそれぞれ示す。
本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の像担持ベルトとしての中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、複数の支持部材としての支持ローラ間に掛け回されて支持され、図中時計回りに方向に回転移動する。
図中、支持ローラ１６の左側には、中間転写ベルト用のクリーニングユニットとしてのクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。

支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向（移動方向）に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ（以下１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのように略記する。）が横に並べて配置され、タンデム画像形成装置２０が構成されている。
タンデム画像形成装置２０の上には、露光装置２１を設けられている。タンデム画像形成装置２０の各画像形成手段１８は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。

感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向するように、一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。
支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。ブラック単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には駆動ローラ以外の支持ローラ１５、１５’を移動させて、イエロー、シアン、マゼンタの感光体４０Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることも可能である。
本実施形態のようなタンデム型ではなく、感光体が一つしかない装置においても可能である。

中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が備えられている。２次転写装置２２は、図示例では、２次転写対向ローラ１６に２次転写ローラ１６’を押し当て転写電界を印加することで中間転写体１０上の画像を転写紙としての図示しないシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成を有している。
搬送ベルト２４により、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送する。搬送ベルト２４に代えて、固定されたガイド部材で搬送してもよい。
２次転写装置２２および定着装置２５の下には、タンデム画像形成装置２０と略平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８が備えられている。

画像形成装置１００に画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、不図示の駆動モータで支持ローラ１４が回転駆動され、他の複数の支持ローが従動回転し、中間転写ベルト１０が回転移動する。
同時に、個々の画像形成手段１８で各感光体４０上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の移動とともに、それらの単色画像を転写部６２で順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
また、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込まれ、熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。または、不図示の切換爪で切り換えてシート反転装置２８に入れられ、そこで反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去され、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
中間転写ベルト１０、支持ローラ１４、１５、１５’、１６及びクリーニング装置１７等により本実施形態に係るベルトユニット７０が構成されている。

図２に基づいて、クリーニング装置１７の構成を説明する。
クリーニング装置１７は、中間転写ベルト１０の表面にカウンタ方向に弾性力で当接して残トナーを除去するクリーニングブレード１０３を有している。クリーニングブレード１０３は、クリーニングベース１１４に軸１１５を介して回動自在に支持された支持ブラケット１１６に基端部を固定されている。支持ブラケット１１６の他端とクリーニングベース１１４との間にはバネ１０９が張設されている。
クリーニングブレード１０３の、中間転写ベルト１０の移動方向（矢印Ａ方向）上流側には、紙粉除去ローラ１０２が設けられており、クリーニングブレード１０３で除去された残トナーや紙粉除去ローラ１０２で除去された紙粉は回収コイル１０６で回収される。

クリーニングブレード１０３の下流側には、ブロックないしバー状の固形潤滑剤１０７と、該固形潤滑剤１０７を削り取って中間転写ベルト１０の表面に供給する塗布部材としてのブラシローラ１０４が設けられている。
固形潤滑剤１０７はクリーニングベース１１４に固定されたホルダ１１７に収容され、バネ１０８でブラシローラ１０４側に向けて付勢されている。
ブラシローラ１０４の下流側には、ブラシローラ１０４により供給された潤滑剤を中間転写ベルト１０上に均一にならすためのならしブレード１０５が配置されている。ならしブレード１０５は中間転写ベルト１０の表面にカウンタ方向に弾性力で当接している。

ならしブレード１０５は、クリーニングブレード１０３と同様に、クリーニングベース１１４に軸１１８を介して回動自在に支持された支持ブラケット１１９に基端部を固定されている。支持ブラケット１１９の他端とクリーニングベース１１４との間にはバネ１１０が張設されている。
クリーニングブレード１０３と紙粉除去ローラ１０２に対向する中間転写ベルト１０の内側の部位には、除去機能を高めるための対向ローラ１１１が配置されている。
同様に、ブラシローラ１０４とならしブレード１０５に対向する中間転写ベルト１０の内側の部位には、塗布機能及びならし機能を高めるための対向ローラ１１２が配置されている。

潤滑剤を塗布するブラシローラ１０４は、中間転写ベルト１０の回転方向に連れ回る方向に回転駆動されるが、中間転写ベルト１０の回転方向に対してカウンタ方向に回転駆動される場合でも本発明での効果を発揮することができる。
但し、前者の連れ回り方向で回転した方が、ブラシローラ１０４へのダメージが少ないため、より長期間の使用が可能である。
ならしブレード１０５は中間転写ベルト１０にカウンタ方向で当接しているが、トレーリング（順方向）方式で当接させてもよい。カウンタ方向で当接させた場合、クリーニングブレード１０３の除去機能を補完する機能を持たせることができる。

クリーニングブレード１０３の当接を中間転写ベルト１０の回動方向に対してカウンタ方向とすることで、高い清掃性を発揮することができる。本実施形態ではクリーニングブレード１０３と、ならしブレード１０５を共にカウンタ当接させることでトナー除去性に優れ、より高信頼で、高耐久なクリーニング装置を構成している。
クリーニングブレード１０３の材質としては、ウレタンゴムで、反発弾性（Ｋ６３０１リュプケ式）が１７、硬度（Ｋ６３０１ ＪＩＳ−Ａ）が７０程度のものを使用している。
本発明で採用できるブレード物性を以下に示す。
硬度：６０〜８０（ＪＩＳ−Ａ ｋ６３０１による） 好ましくは７０程度
ヤング率：３〜１０ＭＰａ 好ましくは６〜７ＭＰａ程度
反発弾性：１０〜８０（Ｋ６３０１リュプケ式） 好ましくは２０程度

ならしブレード１０５でもこれと同程度の部材を使用すれば、クリーニングブレード１０３から万一トナーがすり抜けた場合でも、ならしブレード１０５がこれをクリーニングすることができるようになっている。なお、クリーニングブレード１０３と、ならしブレード１０５の幅は同じでも本発明での効果を発揮することができる。

図１に基づいて、クリーニングブレード１０３等の幅について説明する。ここでの「幅」は、中間転写ベルト１０移動方向と直交し且つ中間転写ベルト１０の表面に沿う方向の幅、換言すれば、シートの搬送方向と直交するシートの幅方向の幅である（以下同じ）。
クリーニングブレード１０３の幅をＬ３、ブラシローラ１０４の幅をＬ２、固形潤滑剤１０７の幅をＬ３、ならしブレード１０５の幅をＬ４としたとき、Ｌ１〜Ｌ３の幅が
Ｌ４≦Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２ 、但し Ｌ４＞作像幅
の関係を満たすように設定されている。

固形潤滑剤１０７の幅Ｌ３をクリーニングブレード１０３の幅Ｌ１よりも広くすることにより、クリーニングブレード１０３の幅全領域に相当する中間転写ベルト１０の表面の摩擦係数を低く保つことができる。これにより、クリーニングブレード１０３の端部からのブレードめくれの発生を防ぐことができる。
このとき、ブラシローラ１０４の幅Ｌ２を、Ｌ３＜Ｌ２とすることで固形潤滑剤１０７の全領域をブラシローラ１０４で削りとることができるので、無駄無く潤滑剤を消費することができる。

また、クリーニングブレードによって堰止められたトナーがブレード端部から漏れ出ることがあり、経時状態ではこのトナーで潤滑剤を塗布しているブラシローラがトナーで汚れることがある。これにより、クリーニングブレード端部から外側の領域に相当する位置で固形潤滑剤を像担持体に塗布し難くなる現象が起こる。
この場合、ブラシローラの端部部分のみ潤滑剤の塗布不足となり、その領域では像担持体の表面摩擦係数が上昇してしまい、ならしブレードがカウンタ当接の場合にはならしブレードのめくれを引き起こす。

この問題に対処すべく、本実施形態では、Ｌ４≦Ｌ１の関係としている。このようにすることで、ならしブレード１０５はクリーニングブレード１０３の端部から漏れ出たトナーによる潤滑剤塗布不足の影響を受けることなく安定して機能することができる。
本実施形態では、ならしブレード１０５の幅をクリーニングブレード１０３の幅よりも狭くしており、両端におけるクリーニングブレード１０３との差ｍを２〜３ｍｍに設定している。
したがって、クリーニング装置１７内の各部材の幅を上記のように設定することで、清掃性を向上しながら、クリーニングブレード１０３及び、ならしブレード１０５のめくれの発生が無く、安定したクリーニング性能を長期に亘って発揮することができる。
Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２、但し Ｌ１＞作像幅
を満足するように設定した場合でも、クリーニングブレード１０３のめくれを防止できるとともに、潤滑剤の消費の無駄を無くすことができる。

一般的に、複数の色を重ねてフルカラー像を形成する画像形成装置では、モノカラーの場合よりもクリーニングの負荷が高く、クリーニング装置の長寿命化が課題となる。フルカラー画像形成装置において、本実施形態に係るクリーニング装置１７を備えることにより、クリーニング不良などによる画像不良のないフルカラー印刷品質を長期に亘り提供することができる。

作像が終了した後（２次転写終了後）は図３に示すような逆転動作を行う。これによりクリーニングブレード１０３のエッジに付着した紙紛などの異物が除去されるほか、ならしブレード１０５のエッジに溜まった潤滑剤を除去し、次の作像の前に、エッジをリフレッシュすることができる。これにより、異物の噛みこみによる清掃不良を防ぎ、また、潤滑剤がならしブレード１０５のエッジに溜まり、ならしムラが発生しないようにしている。

作像終了後、長期間放置すると、ならしブレード１０５のエッジに溜まった潤滑剤が、固まった状態でエッジに固着することがある。これによって潤滑剤のならしムラが発生することがあるため、作像前にはなるべく、ならしブレード１０５のエッジがリフレッシュされた状態であることが望ましい。
単に逆転させるだけでもエッジ部分のリフレッシュはある程度できるが、本実施形態では、ならしブレード１０５のエッジに溜まった潤滑剤を粉砕するために、逆方向の回転による移動距離を、ならしブレード１０５が中間転写ベルト１０に当接する位置から、ブラシローラ１０４が中間転写ベルト１０に当接する位置までの距離よりも長く設定している。

このようにすることで、ならしブレード１０５のエッジに溜まった潤滑剤はブラシローラ１０４の位置まで戻り、潤滑剤は、ブラシローラ１０４と中間転写ベルト１０の間で粉砕される。これにより、潤滑剤が、かたまりとなって再度エッジに侵入することを確実に防ぐことができる。
中間転写ベルト１０が停止して直ぐに図示しないベルト駆動モータを逆転させずに、停止時間ｔを設けて逆転させるようになっている。この停止時間ｔはベルト駆動モータのサージ電圧等の不具合を回避するための時間である。

図２に示すように、ベルトユニット７０におけるクリーニング装置１７の下流位置には、中間転写ベルト１０の全領域のうち、２つの張架部材（支持ローラ１５’、１６）の間の展張領域に対して中間転写ベルト１０の外側から押し当てられたローラ部材６３が配置され、これによりクリーニング装置１７が設置されるスペースを確保している。
中間転写ベルト１０の表面側から押し当てて該展張領域をベルトループ内側に向けて湾曲させ、この湾曲領域内にクリーニング装置１７の少なくとも一部を位置させることにより、省スペース化を図ることができ、設計の自由度を高めることができる。

図４に示すように、ベルト表面から押し当てたローラ部材６３の中間転写ベルト１０への接触領域幅をＬ５としたときに、
Ｌ５＞Ｌ３
の関係を満たすように設定されている。
固形潤滑剤１０７の幅Ｌ３と、それよりも下流にあるならしブレード１０５の幅Ｌ４の関係は、上記のようにＬ３＞Ｌ４であるので、ならしブレード１０５の脇では、潤滑剤がならされない状態で中間転写ベルト１０が搬送される。
その領域では紛体状の潤滑剤がベルト上に乗っているだけなので、長期に亘る使用状態ではそのベルト上の潤滑剤が飛散し、それによる装置の汚染を引き起こすことがある。
したがってモータや電装部品などに本来不要だったカバーなどを設ける必要が生じてくる。

ここでＬ５＞Ｌ３として、潤滑剤の塗布領域の全域に対してベルトの表側からローラ部材６３を押し当てることにより、ならしブレード１０５の脇に付着している紛体状の潤滑剤をベルト上に押し付けて、潤滑剤が無用に飛散することを防ぐことができる。
換言すれば、ローラ部材６３が固形潤滑剤１０７の幅よりも広く設定されているので、ならしブレード１０５の領域外である中間転写ベルト１０の端部領域から潤滑剤が飛散することが防止される。

中間転写ベルト１０のテンションは、０．５Ｎ／ｃｍ〜３Ｎ／ｃｍ、好ましくは１〜２Ｎ／ｃｍである。
固形潤滑剤１０７の材料（自己潤滑性を有する物質）の例としては、有機物では以下のような、脂肪酸の安定した金属塩が挙げられる。
安定した疎水性金属塩が取出される代表的な脂肪酸には、カプロン酸、カプリル酸、エナンチル酸、ペラルゴン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデコイン酸、ミスチリン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、ノンデサイクリック酸、アラキジン酸、ベヘン酸、スチリンギン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リシノレイン酸、ペテロセリニン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、リカニン酸、バリナリン酸、ガドレイン酸、アラキドン酸、鯨油酸及びそれらの混合物がある。
脂肪酸の代表的な安定した金属塩には、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。
無機物では、窒化ホウ素、黒鉛、炭化ホウ素、二硫化モリブデン、酸化鉛、フッ化カルシウム、セラミックスス、などがあるがこれに限るものではない。

ならしブレード１０５で中間転写ベルト１０を押圧する力は、固形潤滑剤１０７が延展し保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として５ｇｆ／ｃｍ以上８０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることがより好ましい。
また、ブラシ状の部材（ブラシローラ１０４）は固形潤滑剤供給部材として好ましく用いられるが、この場合、像担持体表面への機械的ストレスを抑制するためにはブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から１種乃至２種以上を選択して使用することができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン）；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共重合体；スチレン−ブタジエン樹脂；フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）；ポリエステル；ナイロン；アクリル；レーヨン；ポリウレタン；ポリカーボネート；フェノール樹脂；アミノ樹脂（例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂）；などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。

また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
ブラシ繊維は繊維径１０〜５００μｍ程度、ブラシの繊維の長さは１〜１５ｍｍ、ブラシ密度は１平方インチ当たり１万〜３０万本（１平方メートル当たり１．５×１０^７〜４．５×１０⁸本）のものが好ましく用いられる。
ブラシローラ１０４は、供給の均一性やその安定性の面から、極力ブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、１本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。例えば、３３３デシテックス＝６．７デシテックス×５０フィラメント（３００デニール＝６デニール×５０フィラメント）のように６．７デシテックス（６デニール）の微細な繊維を５０本束ねて１本の繊維として植毛することも可能である。

また、ブラシ表面には必要に応じてブラシの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定される事無く使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品）；パーフルオロアルキルエーテル，ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。

以下に、本発明に好適に用いられるトナーについて説明する。
（円形度および円形度分布）
本発明におけるトナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度が０．９０未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。
なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９０〜０．９９のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。

より好ましくは、平均円形度が０．９３〜０．９７で円形度が０．９４未満の粒子が１０％以下である。また、平均円形度が０．９９を越えた場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。
例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。上述したクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。

（円形度の測定方法）
フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。

（形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２）
ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、図６に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式、
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
で定義されるものである。
このＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。

また、形状係数ＳＦ−２は、図７に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式、
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）で定義されるものである。
ＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。

なお、本発明の実施の形態では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
トナーの形状が球形に限りなく近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）と、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになった。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体 等）との間では点接触しかしないために、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。
一方、トナーの形状が球形に近づくと、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。
このことは上述したように、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まって、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまう。よってクリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凸凹（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）していた方が好ましい。

（Ｄｖ／Ｄｎ（体積平均粒径／個数平均粒径の比））
Ｄｖ／Ｄｎとは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。
トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が４〜８μｍであり、個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーによると、トナーの粒度分布が狭くなるため、以下のメリットが発生する。
トナー粒径面での選択現像（画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される）といった現象が発生しにくいため、常時、安定した画像を形成することができる。
トナーリサイクルシステムを塔載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされることになるが、もともとトナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくく、このことからも常時、安定した画像を形成することができる。

二成分現像剤においては、長期に亘るトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。

一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。
また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。

逆に、トナーの粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．３０よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
また、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、細線部分を小サイズ粒子で現像、一方、ベタ画像を大サイズ粒子を中心に現像するといったトナー粒径による機能分離ができにくくなるため、かえって好ましくない。

（トナー粒径に関わる測定方法）
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。
ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。

上記実施形態では像担持体として中間転写ベルトを例示したが、感光体ドラムにおいても同様に実施することができる。

本発明の一実施形態に係るクリーニングユニットにおけるクリーニングブレード等の要素の幅関係を示す展開図である。 ベルトユニットにおけるクリーニングユニットの構成を示す概要断面図である。 像担持ベルトを逆回転させるときのタイミングチャートである。 クリーニングユニットにおけるクリーニングブレード等の要素と、ベルトユニットを押圧するローラ部材との幅関係を示す展開図である。 画像形成装置の概要断面図である。 形状係数ＳＦ−１を説明するためのトナー形状の模式図である。 形状係数ＳＦ−２を説明するためのトナー形状の模式図である。

符号の説明

１０ 像担持体で且つ像担持ベルトとしての中間転写ベルト
１４、１５、１５’、１６ 支持部材としての支持ローラ
１７ クリーニング装置
６３ ローラ部材
７０ ベルトユニット
１０３ クリーニングブレード
１０４ 塗布部材としてのブラシローラ
１０５ ならしブレード
１０７ 固形潤滑剤

Claims (14)

1. 像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体の移動方向における前記クリーニングブレードの下流に設けられた固形潤滑剤及び該固形潤滑剤を削り取って前記像担持体の表面に塗布する塗布部材と、該塗布部材の下流に設けられ該塗布部材により上記像担持体に塗布された潤滑剤を均すためのならしブレードとを有するクリーニングユニットにおいて、
   前記クリーニングブレードの、前記像担持体の移動方向と直交し該像担持体の表面に沿う方向の幅をＬ１、前記塗布部材の同方向の幅をＬ２、前記固形潤滑剤の同方向の幅をＬ３、前記ならしブレードの、前記像担持体の移動方向と直交し該像担持体の表面に沿う方向の幅をＬ４、としたとき、Ｌ１〜Ｌ４の幅が
   Ｌ４≦Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２ 、但し Ｌ４＞作像幅
   の関係を満たし、かつ、前記クリーニングブレードと前記ならしブレードは共に、前記像担持体の移動方向に対してカウンタ方向で前記像担持体の表面に当接していることを特徴とするクリーニングユニット。
2. 請求項１記載のクリーニングユニットにおいて、
   前記塗布部材がブラシローラであることを特徴とするクリーニングユニット。
3. 複数の支持部材間に掛け回されて回転移動する無端状の像担持ベルトを有するベルトユニットにおいて、
   請求項１又は２記載のクリーニングユニットを有していることを特徴とするベルトユニット。
4. 請求項３記載のベルトユニットにおいて、
   前記像担持ベルトの全領域のうち、２つの支持部材間の展張領域に対してベルト表面側からローラ部材を押し当てて該展張領域をベルトループの内側に向けて湾曲させ、該湾曲領域内に前記クリーニングユニットの少なくとも一部を位置させたことを特徴とするベルトユニット。
5. 請求項４記載のベルトユニットにおいて、
   前記ローラ部材の、前記像担持ベルトの移動方向と直交し該像担持体の表面に沿う方向の幅をＬ５としたとき、
   Ｌ５＞Ｌ３
   の関係を満たすことを特徴とするベルトユニット。
6. 請求項３〜５のうちのいずれか一つに記載のベルトユニットを有する画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   前記像担持ベルトが、作像終了後に作像中の回転方向とは逆方向に回転して停止し、次の作像に備える動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６記載の画像形成装置において、
   前記塗布部材がブラシローラであり、前記像担持ベルトの逆方向の回転による移動距離は、前記ならしブレードが前記像担持ベルトに当接する位置から、前記塗布部材が前記像担持ベルトに当接する位置までの距離よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１又は２記載のクリーニングユニットを有する画像形成装置。
10. 請求項９記載の画像形成装置において、
    前記像担持体が、作像終了後に作像中の回転方向とは逆方向に回転して停止し、次の作像に備える動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０記載の画像形成装置において、
    前記塗布部材がブラシローラであり、前記像担持体の逆方向の回転による移動距離は、前記ならしブレードが前記像担持体に当接する位置から、前記塗布部材が前記像担持体に当接する位置までの距離よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項６〜１１のうちのいずれか一つに記載の画像形成装置において、
    使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項６〜１１のうちのいずれか一つに記載の画像形成装置において、
    使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項６〜１１のうちのいずれか一つに記載の画像形成装置において、
    使用するトナーの体積平均粒径（μｍ）をＤｖ、個数平均粒径（μｍ）をＤｎとするとき、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする画像形成装置。

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