JP2009031550A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固形潤滑剤６ｉを像担持体１の表面に確実に塗布し、耐久を通してクリーニング不良、画像流れ等を発生しない、良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転可能な像担持体１と、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、像担持体の表面から転写残トナーを取り除くクリーニング手段６と、を有する画像形成装置において、クリーニング手段は、像担持体１とニップ部Ｂｎｉｐを形成して転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード６ａと、前記ニップ部よりも像担持体回転方向上流側において像担持体に接触して回転する回転部材６ａと、回転部材を介して像担持体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布機構６ｉ・６ｈと、を備え、回転部材６ｄとニップ部には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である、１次粒子の粒径が３０〜３００ｎｍの無機微粉体が供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面から転写残トナーを取り除くクリーニング手段と、を有する転写方式の画像形成装置に関する。

上記において、回転可能な像担持体としては、電子写真画像形成装置における、回転ドラム型或いは回動ベルト型の電子写真感光体が挙げられる。また、静電記録装置における、回転ドラム型或いは回動ベルト型の静電記録誘電体が挙げられる。また、磁気記録装置における、回転ドラム型或いは回動ベルト型の磁気記録磁性体が挙げられる。また、記録媒体は、転写用紙・ＯＨＰシート・ラベル等の記録材や、回転ドラム型或いは回動ベルト型の中間転写体である。

従来、転写方式の画像形成装置において、記録媒体に対するトナー像転写後の像担持体上から転写残トナーを取り除くクリーニング手段としては、クリーニング性の良さからブレードクリーニング方式が多く採用されている。

ブレードクリーニング方式は、ポリウレタン等からなる弾性ブレード（クリーニングブレード）のエッジ部を像担持体に対して当接させて配設し、像担持体の回転に伴う摺擦により像担持体上の転写残トナーを掻き取って像担持体面をクリーニングする。クリーニングされた像担持体は次の画像形成工程に備えられる。

クリーニングブレードの物性や像担持体への当接のしかたは、転写残トナーの像担持体への付着度合いによるクリーニングのしやすさや像担持体の表面性等にも大きく左右される。またトナー形状、粒径、材質などの物性によってもクリーニング性は大きく影響を受ける。そのため、それに適したブレードを選択し、像担持体に対して適正な角度、当接荷重に設定する必要がある。実際のクリーニングブレードの選定や設定では、試行錯誤を繰り返して最適条件を見出しているのが現状である。

一方、実際の動作環境、特に温湿度の変動により、クリーニング性や像担持体の表層の磨耗具合は異なるため、耐久寿命を通してクリーニングブレードだけでクリーニングすることが難しい。このため、クリーニング補助部材として像担持体に接しながら回転するクリーニングブラシを設けているものもある。通常、このクリーニングブラシは、クリーニングブレードの像担持体当接部よりも像担持体回転方向上流側に配設され、転写後の像担持体上の転写残トナーを掻き取るとともに、クリーニングブレードのクリーニングを容易にする目的も有している。そのため、転写残トナーの像担持体との付着力を弱めるためにクリーニングブラシを接地したり、バイアスを印加したりしているものもある（特許文献１）。

また、近年、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを用いてカラー画像を得る種々の方式の画像形成装置が提案されているが、転写性の良さから重合法などによる球形に近い微粒子トナーを用いたものがある。このようなトナーを用いた場合には、像担持体に転写残トナーが強固に付着しているとクリーニングブレードをすり抜けやすいために、上述したようなクリーニング補助部材であるクリーニングブラシを設けることは有効である。

さらに、クリーニングブラシにステアリン酸亜鉛等の固形潤滑剤を当接し、クリーニングブラシを介して潤滑剤を像担持体の表面に塗布する機構を持つ装置もある（特許文献２）。ステアリン酸亜鉛のような潤滑剤を像担持体の表面に塗布すると、像担持体上に形成される潤滑剤による薄い膜で、クリーニングブレードによるクリーニング性能が向上したり、トナー外添剤によるフィルミングを防止することが知られている。また、この潤滑剤の被膜が画像流れ防止に効果があることも知られている。
特開平０４−１２４６９０号公報 特開平０９−０９０８３９号公報

しかし、このような潤滑剤をクリーニングブラシで像担持体の表面に供給する構成においては、潤滑剤の塗布が適切におこなわれなくなる場合がある。例えば、像担持体の回転周速度が高い場合や潤滑剤の供給が過多になる場合、固形潤滑剤が粉体状態のままクリーニングブレードと像担持体との当接ニップ部に送られ、クリーニングブレードに局所的なダメージを与える事がある。その結果、クリーニング不具合によるトナー漏れを起こし、記録媒体上の画像欠陥になるおそれがあった。

また、長期使用後、クリーニングブラシのヘタリや固形潤滑剤の偏削れ等が発生した場合、潤滑剤の像担持体表面に対する均一塗布ができなくなり、部分的にフィルミングや画像流れが発生してしまう場合があった。

本発明は上記の問題を解決するものである。その目的は、固形潤滑剤を像担持体の表面に確実に塗布し、耐久を通してクリーニング不良、画像流れ等を発生しない、良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供するものである。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面から転写残トナーを取り除くクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体とニップ部を形成して前記転写残トナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記ニップ部よりも像担持体回転方向上流側において前記像担持体に接触して回転する回転部材と、前記回転部材を介して前記像担持体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布機構と、を備え、前記回転部材と前記ニップ部には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である、１次粒子の粒径が３０〜３００ｎｍの無機微粉体が供給されることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置のプロセススピードが高速化した場合や、長期耐久後においても、像担持体に対する固形潤滑剤の塗布が安定しておこなわれ、画像流れやフィルミング等の画像不良を防ぐことができる。

次に本発明に係る画像形成装置の実施形態について図面を参照して説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例の全体的構成の説明
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成を示す模式図である。この画像形成装置は転写式電子写真画像形成装置であり、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリファクシミリ能機を有する複合機能機である。

Ａは画像形成部、Ｂは画像形成部Ａの上部に配設された原稿読取り部（原稿読み取り手段）である。原稿読取り部Ｂにおいて、２１は原稿台ガラス、２２は原稿台ガラス２１の上面に対して開閉可能な原稿押え板である。原稿台ガラス２１の上に原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２２を被せることで原稿Ｏをセットする。原稿押え板２２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ・ＲＤＦ）にしてシート状の原稿を自動的に原稿台ガラス２１の上に給送する構成にすることもできる。２３は原稿台ガラス２１の下面に沿って移動駆動される原稿読取りユニットである。この原稿読取りユニット２３により原稿台ガラス２１上のセット原稿Ｏの下向き画像面が走査される。これにより、原稿画像が電気的な画像情報として光電読取りされて、コントローラ部（制御回路部）Ｃの画像処理部に入力する。

画像形成部Ａにおいて、１は回転可能な像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）である。この感光体ドラム１は駆動機構（不図示）により、矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピード）、本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光体ドラム１は、ＯＰＣ等の感光材料の層を、アルミニウムなどのシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。本実施例では電子線照射により表面層を硬化させた高耐久の感光体ドラムを用いた。後述するように、本発明においては感光体ドラム１のクリーニング装置の機能を長期的に維持することができるため、感光体としても、磨耗性に優れ、長期的に用いられるものが好ましい。感光体としては、本実施例のものに限定されるものではなく、通常の有機感光体、ａ−Ｓｉ等の無機感光体等も好適に用いられる。本発明の構成を用いれば、磨耗レートが低い高耐久感光体ドラムを用いた場合でも、長期に渡り安定したクリーニングが可能である。

回転駆動される感光体ドラム１は、除電手段としての前露光ランプ（イレーザランプ）７による全面露光を受ける。これにより、感光体ドラム１の表面が均一に除電されて前の画像形成工程時の電気的メモリの消去がなされる。そして、その感光体ドラム１の除電面が帯電手段（帯電器、帯電装置）２により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例において帯電手段２は帯電ローラ（ローラ型帯電部材、ローラ帯電器）を用いた接触帯電手段である。帯電ローラ２は感光体ドラム１の表面（像担持体表面）に対して接触させて配置されている。本実施例において、帯電ローラ２は、鉄、ステンレス鋼等の円筒或は円柱状の導電性部材（芯金）と、この導電性部材の外回りにローラ状に形成した、体積固有抵抗１０^４〜１０^１２Ω・ｃｍの抵抗層より構成される。また、抵抗層の表面を覆うようにして体積固有抵抗１０^４〜１０^１２Ω・ｃｍの表面層を備えても良い。帯電ローラ２は感光ドラム１の母線方向にほぼ並行に配置され、感光ドラム１に当接させることにより、感光ドラム１の回転に伴い従動して回転する。この帯電ローラ２の導電性部材に対して帯電バイアス印加電源部Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加されることで、回転する感光ドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例においては、電源部Ｓ１より導電性部材に対して所定の交流に所定の直流を重畳したバイアスを印加（ＡＣ方式）して、感光ドラム１の表面を暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様に接触帯電させている。帯電バイアスは所定の直流のみを印加（ＤＣ方式）してもよい。

なお、接触帯電部材は上記のようなローラ型に限られず、ブレード型、ファーブラシ型、磁気ブラシ型であってもよい。また、帯電手段２は、接触帯電手段に限られず、帯電部材を感光体ドラム１の表面に対して近接配置した近接帯電手段や、コロナ放電器を用いた非接触帯電手段であってもよい。接触帯電手段の帯電部材は被帯電体面に必ず接触させなくとも帯電部材と被帯電体面との間に、ギャップ間電圧とパッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、非接触に近接させた配置形態であっても被帯電体の帯電を行わせることができる。近接帯電はこれであり、帯電部材２を感光体ドラム１の表面に対して数１０〜数１００μｍ程度の僅少な空隙部を存在させて非接触に対向配置する。そして、帯電部材に所定の交流に所定の直流を重畳したバイアスを印加（ＡＣ方式）して、あるいは所定の直流のみを印加（ＤＣ方式）して、感光体ドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させるものである。

３は画像露光手段（潜像を形成する露光手段）であり、本実施例では、レーザー発信器、高速で回転するポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、偏向ミラー等を含むレーザースキャナ（レーザー走査露光装置）である。コントローラ部Ｃの画像処理部は、複写機モードの場合は、原稿読取り部Ｂから入力した原稿画像の電気的画像情報をレーザースキャナ３に入力する。レーザースキャナ３は入力した画像情報に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを出力して、帯電手段２で一様に帯電された感光体ドラム１の表面を走査露光する。これにより、感光ドラム１の表面に原稿Ｏの画像情報に対応した潜像が形成される。本実施例では、感光体ドラム１の表面に明部電位ＶＬとして−２００Ｖの静電潜像が形成される。

ここで、プリンタモードの場合は、コンピュータ・イメージスキャナ・ワークステーション等の外部装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがプリンタとして機能する。ファクシミリ受信モードの場合は、相手方ファクシミリ装置（不図示）からコントローラ部Ｃに入力した電気的画像情報が画像処理部で処理される。そして、レーザースキャナ３に入力して、画像形成部Ａがファクシミリ受信装置として機能する。ファクシミリ送信モードの場合は、原稿読取り部Ｂで光電読取りした原稿画像の電気的画像情報がコントローラ部Ｃにより相手方ファクシミリ装置に送信される。

感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像は、現像装置（現像手段、現像器）４によりトナー像（現像剤像）として現像される。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

上記において、帯電手段２と画像露光手段３と現像手段４とが、感光体ドラム１にトナー像を形成するトナー像形成手段である。

現像装置４は、本実施例では、現像方式として磁性１成分現像法を用いている。４１は非磁性の現像スリーブであり、固定のマグネット・ローラ４２を内包している。この現像スリーブ４１に、粒径（平均粒径）７μｍのネガトナーをコートし、感光体ドラム１の表面との距離を２００μｍに固定した状態で、感光体ドラム１と等速で回転させ、現像スリーブ４１に現像バイアス電源部Ｓ２より所定の現像バイアス電圧を印加する。本実施例では、現像バイアスは、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１．８ＭＨｚ、ピーク間電圧１．６ｋＶの矩形の交流電圧を重畳したものを用い、現像スリーブ４１と感光体ドラム１の間でジャンピング現像を行わせる。

本実施例で用いた現像剤の外添処方は、トナー１００重量部に対して、無機微紛体としてチタン酸ストロンチウム（不定形、平均粒径約１．０μｍ）を１．０重量部、疎水性シリカ（不定形、平均粒径約２０ｎｍ）を１．０重量部外添した。

本実施例では、粒子形状が立方体状（概略立方体状）及び／又は直方体状（概略直方体状）である１次粒子の粒径（平均粒径）が３０〜３００ｎｍの無機微粉体をトナーに外添して、感光体ドラム１の表面に供給する構成としている。

無機微粉体は硬度が高く優れた研磨性能を持つ。無機微紛体としては、例えばチタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等が用いられる。無機微粉体を、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であるペロブスカイト型結晶形にすることで、特に優れた研磨作用を発揮する。これは粒子形状が粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体状又は直方体状の稜線が対象物に当接することで、良好な掻き取り性を得ることができるためだと考えられる。

ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム等の無機微粉体は、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。平均粒径が３０ｎｍ未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えると上記研磨効果が強すぎるため感光体キズが発生する場合があるため適さない。研磨性能は無機微粉体の粒径にも大きく関わり、粒径が大きいものほど研磨効果が大きくなる。

感光体ドラム１の表面に対する上記の無機微粉体を供給する手段としては、本実施例のように現像トナーに外添する方法、クリーニング装置内に無機微粉体供給部材を設ける方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。

本実施例では、前記のように、現像装置４のトナーに、無機微粉体としてペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム（粒径１１０ｎｍ）１．０重量部外添し、感光体ドラム上に供給する手法を用いた。本実施例で用いられる現像法、現像剤はこれに限らず、非磁性１成分現像、２成分現像法等も好適に用いることができる。

一方、給紙部Ｄの給紙ローラ９が所定の制御タイミングで駆動されて、給紙カセット８に積載して収納されている記録媒体としての記録材（転写用紙、ＯＨＰシート等）Ｐが一枚分離給送されて、レジストローラ（レジスロレーションローラ）１０に送られる。レジストローラ１０は、記録材Ｐの斜行修正と、感光体ドラム１から記録材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するもので、給紙カセット８から給送された記録材Ｐの先端を受け止めて一旦停止させる。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ１０により、感光体ドラム１と中抵抗の転写ローラ（転写手段）５との圧接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送される間、転写バイアス電源部Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム１の表面に形成されているトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電的に転写される。

転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光体ドラム１の表面から分離され、ガイド部材１１でガイドされて定着手段としての画像加熱定着装置１２の、加熱定着ローラ１２ａとこれに所定の加圧力にて接触させた加圧ローラ１２ｂとの間の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持されて搬送され、その搬送過程で熱と圧力を受ける。これにより、トナー像が記録材Ｐの表面に固着画像として定着される。そして、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１３により排出トレイ１４に画像形成物（コピー、プリント）として排出される。

また、記録材分離後の感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置（クリーニング手段）６によって除去される。そして、表面がクリーニングされた感光体ドラム１は繰り返して画像形成に供される。

なお、本実施例においては、感光体ドラム１と、この感光体ドラム１に作用する、いくつかのプロセ手段をプロセスカートリッジ１５としてある。具体的には、感光体ドラム１と、帯電ローラ２と、現像装置４と、クリーニング装置６を、カートリッジ枠体１５ａ内に一体的に組み付けて、画像形成部Ａに対して取り外し可能に装着して使用されるカートリッジとしてある。

（２）クリーニング装置６
クリーニング装置６について図２を用いて説明する。このクリーニング装置６は、感光体クリーニング部材として弾性を有するクリーニングブレード（弾性ブレード）を用いたブレードクリーニング装置である。

クリーニング装置６は、板金６ｆに支持されたクリーニングブレード６ａ、トナー捕集シート６ｂ、廃トナー回収容器６ｃ、回転部材（クリーニング補助部材）としてのブラシローラ（クリーニングブラシ）６ｄ、固形潤滑剤６ｉ等から構成されている。

クリーニングブレード６ａは、板金６ｆの先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、ブレードエッジ部が感光体ドラム１に対して所定の侵入量、設定角の条件でカウンター当接されて、クリーニングニップ部Ｂｎｉｐを形成している。ゴム硬度としては、５０〜８５°（ＪＩＳ Ａ）が好ましい。より好ましくは、６０〜８０°（ＪＩＳ Ａ）である。

本実施例では、７０°（ＪＩＳ Ａ）のウレタンゴムを有するクリーニングブレード６ａを用い、設定角＝２２°、侵入量は０．５〜１．３ｍｍの範囲で、クリーニングブレード６ａの感光体ドラム１への当接圧が１０〜５０ｇ／ｃｍの範囲となるようにした。当接圧は、１０〜５０ｇ／ｃｍであることが好ましい。１０ｇ／ｃｍ未満である場合、トナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすくなる。また、５０ｇ／ｃｍを超える場合、クリーニングブレード６ａの欠けにより満足な耐久性が得られにくくなった。

ブラシローラ６ｄは、クリーニングブレード６ａの当接位置（クリーニングブレードニップ部）よりも感光体ドラム回転方向上流側（像担持体回転方向）において、感光体ドラム１に接触させて配設されている。

ブラシローラ６ｄは、導電性のブラシ繊維を基布に織りこみ、それを直径６ｍｍの芯金６ｇ上に巻き付けて直径１６ｍｍのブラシローラに構成したものである。本実施例では導電性ブラシ繊維として、太さ６デニールのアクリルの導電糸を用い、繊維密度が５０Ｋ本／ｃｍ^２となるようにＷ織りで基布に植え込んだものをシート状に形成し、芯金６ｇとの導通を確保するようにして巻き付けている。そして、感光体ドラム１に対する侵入量α＝１ｍｍで、感光体ドラム回転方向における当接幅（接触ニップ部幅Ｌｎｉｐ）＝７ｍｍをもって接している。また、ブラシローラ６ｄは矢印の反時計方向に周速度（第１の周速度）ＶＢで回転駆動されている。即ち、感光体ドラム１とクリーニングブラシ６ｄとは接触部位において同方向に移動して摺擦している。

ブラシローラ６ｄは、コントローラ部Ｃで制御されるステッピングモータ等の駆動源Ｍに接続され、回転速度を任意に変更することができる。本実施例では感光体ドラム１の表面との周速比を１１０％としている。

固形潤滑剤６ｉは、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸が好適に用いられる。本実施例では、固形潤滑剤６ｉとしてステアリン酸亜鉛棒（ブラシローラ６ｄの長手方向に長い棒状ブロック体）を使用している。

そして、この固形潤滑剤６ｉをホルダ（不図示）に保持させ、ホルダをバネ部材６ｈによりブラシローラ６ｄの方向に移動付勢させることで、固形潤滑剤６ｉをブラシローラ６ｄに対して所定の押圧力をもって当接にさせている。ブラシローラ６ｄに当接している固形潤滑剤６ｉはブラシローラ６ｄが回転することで摺擦されて少しずつ削り取られてブラシローラ６ｄに付着する。そして、ブラシローラ６ｄに付着した潤滑剤が、回転する感光体ドラム１とブラシローラ６ｄとが擦れあうことで、感光体ドラム１の表面に塗布される。上記の固形潤滑剤６ｉ・ホルダ・バネ部材６ｈが、回転部材であるブラシローラ６ｄを介して感光体ドラム１の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布機構である。

感光体ドラム１の表面に塗布される固形潤滑剤（金属石鹸）の機能としては、感光体ドラム１の表面を被膜し放電ダメージから守ることである。そのためには、潤滑剤を感光体ドラム１の表面にムラ無く均一に塗布する必要がある。潤滑剤の被膜が成されていない所、或いは不十分な所は、感光体ドラム１の表面が直接帯電による放電ダメージを受けるため画像流れ／フィルミングを誘発させる。

しかしながら、潤滑剤を感光体ドラム１の表面に十分に供給させようとして、固形潤滑剤６ｉの硬度を低くして削れ易くする、又はブラシローラ６ｄの固形潤滑剤６ｉへの当接圧を強めて掻き取り能力を上げる等の手段をとった場合も問題を生じる。即ち、固形潤滑剤が粉体の塊となって感光体ドラム１の表面に供給されやすい状況となり、均一塗布が出来ないばかりか、クリーニングブレード６ａに局所的なダメージを与え、クリーニング不良を引き起こすおそれがある。

固形潤滑剤のブラシローラ６ｄによる塗布能力を決定する要素として、固形潤滑剤６ｉの硬さ、ブラシローラ６ｄの毛の硬さ、植毛密度等が挙げられる。本発明では、固形潤滑剤を均一に感光体ドラム１の表面に供給し、かつ過剰に供給しないようにする為に、次のような構成を採っている。

即ち、回転部材であるブラシローラ６ｄとクリーニングニップ部（以下、ニップ部と記す）Ｂｎｉｐには、無機微粉体を供給する。無機微粉体は、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である、１次粒子の粒径が３０〜３００ｎｍの粉体である。

この構成により、ブラシローラ６ｄ上に、無機微粉体、本実施例ではペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムを担持させた状態で固形潤滑剤６ｉを擦り、固形潤滑剤を均一に感光体ドラム１の表面に供給し、かつ過剰に供給しないようにしている。

無機微粉体は前述したように優れた研磨効果を有し、特にきめ細かく細部まで研磨する能力が高い。この無機微粉体をブラシローラ６ｄに担持させて固形潤滑剤６ｉを擦るので、固形潤滑剤６ｉを均一に、そして粉体の塊とならないようにきめ細かく削ることが出来る。

無機微粉体をブラシローラ６ｄ上に担持させる手段としては任意であるが、本実施例の場合は、前述したように、現像装置４から感光体ドラム１の表面上に無機微粉体を供給し、それをブラシローラ６ｄにより回収する構成である。即ち、現像装置４の現像トナーに外添されている無機微粉体は、静電潜像を現像するトナーに混じって感光体ドラム１の表面に供給される。そして、感光体ドラム上のトナー像のトナーは転写工程で記録材Ｐ上に静電転写するが、無機微粉体は帯電極性がトナーとは逆極性であることから、感光体ドラム１の表面に残りやすい。その残った無機微粉体が引き続く感光体ドラム１の回転でクリーニング装置６に持ち運ばれて、ブラシローラ６ｄとニップ部Ｂｎｉｐに供給される。

感光体ドラム１上の無機微粉体は、ブラシローラ６ｄが感光体ドラム１と当接していれば基本的にブラシローラ６ｄに回収されるが、より確実に回収するにはブラシローラ６ｄの感光体ドラム１に対する侵入量αが０．５〜２．０ｍｍの範囲が好ましい。また、接触ニップ部幅Ｌｎｉｐ（当接部幅、ニップ幅）が２〜１０ｍｍの範囲が好ましい。

侵入量が０．５ｍｍ未満、接触ニップ部幅が２ｍｍ未満の場合はブラシ繊維が感光体ドラム１に接する部分が少なくなり、必要となる無機微粉体の確実な担持が難しくなる。

侵入量が２．０ｍｍ超とすると、ブラシ繊維の毛倒れが促進されて長期的な機能が達成されなくなる。また接触ニップ部幅Ｌｎｉｐが１０ｍｍを超えるような構成はブラシローラ６ｄの大径化に繋がり好ましくない。

固形潤滑剤６ｉの硬度としては、柔らかすぎると、削れムラや過剰供給が発生しやすく好ましくない。鉛筆硬度で２Ｂ以上のものが好適に用いられる。多少硬くて、削れにくい固形潤滑剤６ｉでも、ペロブスカイト型結晶の無機微粉体がブラシローラ６ｄに担持されている為、きめ細かく固形潤滑剤６ｉを削り取り、感光体ドラム１の表面上への安定した供給が可能となる。

また、上記の理由より、固形潤滑剤６ｉに対するブラシローラ６ｄの当接圧を従来より低目で用いることができる。これによりブラシローラ６ｄの長期使用による毛倒れを防ぎ、部材の長寿命化を計ることが出来る。上記の理由で、ブラシローラ６ｄの固形潤滑剤６ｉに対する侵入量は０．５〜１．５ｍｍが好ましい。

次に、ニップ部Ｂｎｉｐでの作用効果について述べる。クリーニングブレード６ａの作用としては、ブラシローラ６ｄで均一塗布された固形潤滑剤をニップ部Ｂｎｉｐで塗り伸ばし、感光体ドラム１の表面を完全に覆うように被膜にすることである。また、放電生成物を吸着した固形潤滑剤の被膜をニップ部Ｂｎｉｐでの摺擦により取り除くことである。画像流れを発生させない為には固形潤滑剤の被膜に吸着した放電生成物を取り除く必要がある。放電生成物の削り取り作用は主にクリーニングブレード６ａで行われ、クリーニングブレード６ａによる摺擦により成されると考えられる。そしてこの放電生成物の除去はニップ部Ｂｎｉｐにペロブスカイト型結晶の無機微粉体が供給されることにより効果的に行われるようになる。

（３）画像評価
以上の構成で画像評価を行った。評価モードは印字率５％のチャートを１枚間欠で５万枚の耐久試験を行った。

試験環境は高温多湿（３０℃・８０％）で行い、固形潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛の均一塗布具合、放電生成物の確実な除去を見る指標として、画像流れ／フィルミング／クリーニングブレードの損傷を評価した。

クリーニングブレード６ａの損傷はブレードエッジの幅（μｍ）×深さ（μｍ）で評価し、この値が大きいほどレベルが悪い事を意味する。

本実施例１の評価結果を図３の表１に示す。本実施例１では、無機微粉体として、優れた研磨能力を有する直方体状のチタン酸ストロンチウムをクリーニングブラシ６ｄに担持させて固形潤滑剤６ｉを削り取る。これにより、固形潤滑剤６ｉの均一研磨が成され、感光体ドラム１の表面への均一塗布が長期的に達成される。

また、放電生成物を吸着した固形潤滑剤皮膜をニップ部Ｂｎｉｐで効果的に除去することが出来る為、終始画像流れが発生しない安定した画像形成が行えた。

本実施例１の構成を用いれば、感光体ドラム１に対する固形潤滑剤の塗布を均一に安定して行え、クリーニングブレード６ａの負荷を低減し、長期にわたるクリーニング性能を保証できる画像形成装置の提供が可能となる。

なお、固形潤滑剤６ｉとしては、本実施例で用いたステアリン酸亜鉛以外の高級脂肪酸金属塩（いわゆる金属石鹸）であってもかまわないし、高級脂肪酸と高級アルコールのエステルを主成分とする固形ワックスでもかまわない。要は、ブロック状の固形潤滑剤をブラシローラ６ｄで削り取って微粉末化したものを感光体ドラム１に塗布することで、固形潤滑剤の薄膜を形成させることが出来れば同様の作用を奏することができる。

［比較例１］
本比較例１では、実施例１において、現像装置４の現像剤に、無機微粉体としてのペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムを外添していないものを用いた。

つまり、ブラシローラ６ｄとニップ部Ｂｎｉｐの双方に、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である１次粒子の粒径が３０〜３００ｎｍの無機微粉体を供給しない構成とした。その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行った結果を図３の表１に示す。

この比較例１では、感光体ドラム１に対する固形潤滑剤の供給ムラが発生し、部分的に画像流れ／フィルミングが見られた。またクリーニングブレード６ａの損傷のレベルも悪かった。

本比較例１の構成では、固形潤滑剤が感光体ドラム１の表面にうまく塗布されず、大半が粉体の状態でニップ部Ｂｎｉｐへ突入し、不均一な粉体はニップ部Ｂｎｉｐにダメージを与える。そして、クリーニングブレード６ａのエッジ欠けやビビリを誘発し、ニップ部Ｂｎｉｐでの潤滑剤の効果的な塗り伸ばし、放電生成物の適正な除去が成されていないものと考えられる。

［実施例２］
本実施例２は、回転部材としてのブラシローラ６ｄを、ブラシローラ前後（回転部材前後）で無機微粉体の感光体ドラム表面上（像担持体表面上）での通過率が変わるように構成したものである。

即ち、本実施例２は、実施例１において、ブラシローラ６ｄとして図４のような形態のものを用いた。このブラシローラ６ｄは、ブラシ繊維が在る領域Ｌｒと無い領域Ｌｐとがローラ周方向に交互に設けられている。ブラシ繊維が在る領域Ｌｒと無い領域Ｌｐは、無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域となる。

このブラシローラ６ｄを用いた場合、ブラシ繊維が在る領域Ｌｒでは、無機微粉体であるチタン酸ストロンチウムを感光体ドラム１の表面から掻き取りブラシ繊維に保持し、固形潤滑剤６ｉを均一研磨する作用を持つ。一方、ブラシ繊維が無い領域Ｌｐでは、感光体ドラム１の表面のチタン酸ストロンチウムをそのまま通過させてクリーニングブレードニップ部に効率良く供給する構成となっている。

このようなブラシローラ構成をとることにより、無機微粉体による固形潤滑剤６ｉの均一研磨と、ニップ部Ｂｎｉｐでの摺擦が効率良く行え、長期に渡りより安定したクリーニングが行える。

本実施例２では、ブラシ繊維が在る領域Ｌｒのブラシ繊維を太さ６デニールのアクリルの導電糸で、密度を１００Ｋ本／ｃｍ^２とした。本実施例２ではブラシ繊維が在る領域Ｌｒと無い領域Ｌｐの割合をほぼ１：１としており、ブラシ繊維−固形潤滑剤６ｉと、ニップ部Ｂｎｉｐでの双方の摺擦が適切に効率良く行われる状態となっている。

ブラシ繊維が在る領域Ｌｒのローラ周方向の長さを４ｍｍ、無い領域Ｌｐのローラ周方向の長さも４ｍｍとした。その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行った結果を図３の表１に示す。

実施例１の結果に比べて、クリーニングブレード６ａの損傷レベルがさらに良化していることが分かる。実施例１のブラシローラ６ｄように、ブラシ繊維密度がローラ周方向に一様である場合は、このブラシローラにより大部分の無機微粉体が一旦感光体ドラム１の表面から掻き取られる。即ち、実施例１では、ブラシローラ前後で無機微粉体の感光体ドラム表面上での通過率がほぼ一定となる。そのため、ニップ部Ｂｎｉｐへの無機微粉体の供給量が本実施例２のブラシローラ構成に比べて少なくなる。実施例１の構成でも実使用上問題を生じないけれども、像担持体として高耐久性の感光体ドラムを用いて長期的により安定したクリーニングを達成するには、本実施例２のような構成をとるのが好ましい。即ち、固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方にバランス良く無機微粉体を供給できる本実施例２のような構成をとるのが好ましい。

［比較例２］
本比較例２は、実施例１において、ブラシローラ６ｄとして図５のような形態のものを用いた。即ち、本比較例２で用いたブラシローラ６ｄは、ブラシ繊維を芯金６ｇ上に芯金長手に沿ってスパイラル状に巻きつけたものである。巻きつけた部分のブラシ繊維としては太さ６デニールのアクリルの導電糸／密度１００Ｋ本／ｃｍ^２のものを用いた。その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行った結果を図３の表１に示す。

この比較例２の構成では、ブラシローラ６ｄによる固形潤滑剤６ｉの摺擦、感光体ドラム１の表面への供給が均一に行えず、長手方向に画像流れムラが発生した。またクリーニングブレード６ａの損傷具合もレベルの悪いものだった。

［実施例３］
本実施例３は、実施例１において、ブラシローラ６ｄとして図６のような形態のものを用いた。即ち、本実施例で用いたブラシローラ６ｄは、ブラシ繊維密度が相対的に密な領域Ｌｒと疎な領域Ｌｐとが周方向に交互に設けられている。このブラシローラ６ｄにおいては、上記のブラシ繊維密度が密な領域Ｌｒと疎な領域Ｌｐは、無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域となり、ブラシローラ前後で無機微粉体の感光体ドラム表面上での通過率が変わる。

繊維密度が高い領域Ｌｒは、ブラシ繊維として太さ３デニールのアクリルの導電糸／密度１００Ｋ本／ｃｍ^２、繊維密度が低い領域Ｌｐは、ブラシ繊維として太さ５デニールのアクリルの導電糸／密度１０Ｋ本／ｃｍ^２とした。その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行った結果を図３の表１に示す。

本実施例３の構成をとることにより、実施例２（図４）と同様、固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方にバランス良く無機微粉体を供給でき、長期的に安定したクリーニング性能が得られた。

また、発明者らは鋭意検討の末、次のような条件を満たす構成にすることで、長期的なクリーニング性能が得られ、より好ましい構成であることを見出した。

即ち、ブラシローラ６ｄのブラシ繊維密度が密な領域Ｌｒのブラシ繊維の太さをＡｒ（デニール）、密度をＢｒ（Ｋ本／ｃｍ^２）とする。ブラシ全領域に対する前記密な領域Ｌｒの占める割合をＲｒとする。ブラシ繊維密度が疎な領域Ｌｐのブラシ繊維の太さをＡｐ（デニール）、密度をＢｐ（Ｋ本／ｃｍ^２）とする。ブラシ全領域に対する前記疎な領域Ｌｐの占める割合をＲｐとする。前記無機微粉体の１次粒子の粒径（平均粒径）をＣ（μｍ）とする。そして、
３００≦ＡｒＢｒ＋ＡｐＢｐ≦１２００ ・・・（ａ）
ＡｒＢｒ＞５ＡｐＢｐ ・・・（ｂ）
５＜Ｒｒ／Ｒｐ＜２．０ ・・・（ｃ）
１０＜ＡｒＢｒＣ ・・・（ｄ）
０．０３≦Ｃ≦０．３ ・・・（ｅ）
の関係式（ａ）〜（ｅ）を満たす時、長期的なクリーニング性能が得られ、より好ましい構成であることを見出した。これらの関係を表した結果を図７の表２に示す。

ここで、上記の関係式（ａ）〜（ｅ）について説明する。ＡｒＢｒ、ＡｐＢｐは、ブラシ繊維の太さとブラシ繊維密度を掛け合わせたものであり、この値が大きい程、ブラシ繊維の占有する面積が大きいことを意味する。つまり、この値が大きい程、感光体ドラム１の表面上の無機微粉体をブラシローラ６ｄに保持し、値が小さい程、そのまま通過させニップ部Ｂｎｉｐに供給される確率が高いことを意味する。また、無機微粉体の粒径もこれに関係し、粒径が小さい程、ブラシローラ６ｄを通過してニップ部Ｂｎｉｐに直接供給される確率が高くなる。つまり、粒径が小さい無機微粉体をブラシローラ６ｄに適切量担持させ固形潤滑剤６ｉを研磨するには、ＡｒＢｒの値を大きくとり、ブラシ繊維と無機微粉体の接触機会を増やしてやる必要がある。

以上のことを踏まえて、上記の関係式を説明する。ＡｒＢｒ＋ＡｐＢｐが３００未満、そして１０＜ＡｒＢｒＣであると、ブラシ繊維に無機微粉体を担持させ固形潤滑剤６ｉを均一研磨する作用が十分に成されなくなる（表２−Ｎｏ１１、２０、２１、２２）。

逆に、ＡｒＢｒ＋ＡｐＢｐが１２００を超えると、固形潤滑剤６ｉの研磨が過剰となるのと、ニップ部Ｂｎｉｐへの無機微粉体の供給が不足する方向となる（表２−Ｎｏ２５）。

但し、これらはＡｒＢｒ＋ＡｐＢｐの値だけではなく、ブラシ繊維密度が密な領域Ｌｒと疎な領域Ｌｐのそれぞれのブラシ繊維条件のバランス、占める領域の割合も関係してくる。

ＡｐＢｐ＜ＡｒＢｒ≦５ＡｐＢｐの条件（表２−Ｎｏ３、５）だと、ブラシ繊維密度が密な領域Ｌｒと疎な領域Ｌｐの差が小さい。そのため、本発明の狙いである無機微粉体による固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐでの双方の摺擦が適切に行えず、ブラシローラ６ｄによる機能分離的な働きが行えない状態となる。

これは、各々の領域Ｌｒ・Ｌｐのブラシ繊維占有割合にも関係し、０．５≧Ｒｒ／Ｒｐの条件（表２−Ｎｏ７）では、固形潤滑剤６ｉの研磨が不十分な方向となる。Ｒｒ／Ｒｐ≧１．５（表２−Ｎｏ８、９）では、ニップ部Ｂｎｉｐに供給される無機微粉体が不足する方向となる。

上記の理由より、上記の関係式（ａ）〜（ｅ）の関係を満たす時、無機微粉体を適切に固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方に供給可能となり、長期的なクリーニング性能が得られる。

さらに、無機微粉体がブラシ繊維に保持されるか、そのまま通過するかを決める要素として下記の事項が挙げられる。即ち、感光体ドラム１とブラシローラ６ｄの周速差、ブラシローラ６ｄの感光体ドラム１に対する当接部幅（ニップ幅）、ブラシローラ６ｄのブラシ繊維密度が疎な領域Ｌｐの周方向の長さも関係してくる。

そこで、感光体ドラム１の移動速度（像担持体表面の移動速度（プロセススピード））をＶｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、ブラシローラの周速をＶｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）とする。また、ブラシローラ６ｄの感光体ドラム１に対する接触ニップ部幅をＬｎｉｐ（ｍｍ）とし、ブラシローラ６ｄのブラシ繊維密度が疎な領域Ｌｐのブラシローラ周方向における長さをＬｐ（ｍｍ）とする。そして、上記の関係式（ａ）〜（ｅ）に加え、
Ｖｂ／Ｖｄ＜Ｌｐ／Ｌｎｉｐ＜１．５Ｖｂ／Ｖｄ ・・・（ｆ）
２≦Ｌｎｉｐ≦１０ ・・・（ｇ）
の関係を満たすことで、ブラシローラ６ｄの周方向のブラシ繊維密度の密／疎の特性を安定して引き出せる。

ブラシローラ６ｄの回転方向に関して、実施例は感光体ドラム１との当接部で同方向に移動する構成である。逆方向に移動する設定とすると、ブラシ繊維が感光体ドラム１の表面を摺擦する機会が増えすぎて、無機微粉体をそのままニップ部Ｂｎｉｐへ通過させる作用が行えなくなる。Ｖｂ／Ｖｄは感光体ドラム１とブラシローラ６ｄの周速比であり、この値が大きい程、ブラシローラ６ｄが感光体ドラム１に対して速く移動するのでブラシ繊維が感光体ドラム１の表面を摺擦する機会が増える方向である。すなわち、Ｖｂ／Ｖｄの値が大きな条件では、ブラシローラ６ｄのＬｐをＬｎｉｐに対して長く設定しなければ、本発明の目的である無機微粉体のニップ部Ｂｎｉｐへの効果的な供給が成されなくなる。逆に言えば、Ｌｐが狭いようなブラシローラ６ｄを使う場合は、Ｖｂ／Ｖｄの値を大きくは出来ない。ここでのＬｎｉｐは、図２のように、ブラシローラ全域にブラシ繊維が存在すると仮定して出している値である。上記の理由で、Ｖｂ／Ｖｄ＞Ｌｐ／Ｌｎｉｐでは、無機微粉体のニップ部Ｂｎｉｐへの供給不足となり、十分な効果が得られなかった（表２−Ｎｏ１６、１７）。逆に、Ｌｐ／Ｌｎｉｐ＞１．５Ｖｂ／Ｖｄとすると、Ｌｐが長くなりすぎ、ニップ部Ｂｎｉｐへの供給過多、固形潤滑剤６ｉの摺擦不足が発生する（表２−Ｎｏ１４、１５、１９）。また、Ｌｎｉｐの範囲は、実施例１でも述べたように、無機微粉体の回収性、部材の耐久性からくるものである。

上記の説明の通り、関係式（ａ）〜（ｇ）の関係を満たすことにより、無機微粉体を適切に固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方に供給可能となる。これにより、固形潤滑剤の感光体ドラム１の表面への均一塗布、放電生成物を吸着した固形潤滑剤皮膜のニップ部Ｂｎｉｐでの確実な除去が効果的に行え、長期的なクリーニング性能が得られる。

［実施例４］
本実施例４は、実施例１において、ブラシローラ６ｄとして図８のような形態のものを用いた。即ち、本実施例で用いたブラシローラ６ｄは、ブラシ繊維が導電性を持つ領域（導電ブラシ領域）Ｌａと絶縁性を持つ領域（絶縁ブラシ領域）Ｌｂとが周方向に交互に設けられ、且つ無機微粉体が持つ極性とは逆極性のバイアスが印加されることを特徴とする。また、本実施例においては、導電ブラシ領域Ｌａの繊維ブラシ密度と絶縁ブラシ領域Ｌｂの繊維ブラシ密度と相対的に前者を密な領域、後者を疎な領域の構成にしている。このブラシローラ６ｄにおいては、上記の導電ブラシ領域Ｌａと絶縁ブラシ領域Ｌｂは、無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域となり、ブラシローラ前後で無機微粉体の感光体ドラム表面上での通過率が変わる。

導電ブラシ領域Ｌａは、ブラシ繊維として電気抵抗値が約１０Ωｃｍのアクリル導電糸を用い、繊維太さ６デニール／繊維密度１００Ｋ本／ｃｍ^２とした。絶縁ブラシ領域Ｌｂは、ブラシ繊維としてＰＥＴを用い、繊維太さ１０デニール／繊維密度１０Ｋ本／ｃｍ^２とした。導電ブラシ領域Ｌａと絶縁ブラシ領域Ｌｂの占める割合は１：１とした。

また、本実施例ではブラシローラ６ｄにバイアスを印加し、導電ブラシ領域Ｌｂで無機微粉体を積極的にブラシ上に回収する構成としている。本実施例では、無機微粉体であるチタン酸ストロンチウムはプラス極性を持つ為、ブラシローラ６ｄの芯金６ｇに電源部Ｓ４から−５００Ｖのバイアスを印加した。その他の構成は実施例１と同じとし同様の評価を行って結果を図３の表１に示す。

本実施例の構成をとることにより、導電ブラシ領域Ｌａで確実に無機微粉体の担持が可能となり、より一層の固形潤滑剤６ｉの均一研磨が安定して可能となった。また絶縁ブラシ領域Ｌｂでは無機微粉体であるペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムを静電的に吸着しないし、繊維密度も疎であることから、ニップ部Ｂｎｉｐへの供給が十分に可能となる。これらの作用効果により、本実施例では長期的に安定したクリーニング性能が得られた。

［実施例５］
本実施例では、図９に示すように、回転部材（クリーニング補助部材）として、感光体ドラム１への当接圧が相対的に強い（高い）領域Ｈと弱い（低い）領域Ｓとが周方向に交互に設けられている弾性ローラ（クリーニングローラ）６ｅを用いた。この弾性ローラ６ｅにおいては、上記の強い領域Ｈと弱い領域Ｓは、無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域となり、弾性ローラ前後で無機微粉体の感光体ドラム表面上での通過率が変わる。

具体的に、本実施例で用いる弾性ローラ６ｅは、ローラ芯金６ｇに２種の弾性部材ＨとＳをローラ周方向に交互に張り合わせたものとし、直径１６ｍｍ相当のローラとした。

弾性部材Ｈは、アスカーＣ硬度で７０°、弾性部材ＳはアスカーＣ硬度で２０°とし、弾性部材Ｈの方は感光体ドラム１に対する侵入量を０．７ｍｍ、弾性部材Ｓの方は感光体ドラム１に対する侵入量を０．３ｍｍとした。

弾性材料としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴムが挙げられる。また、クロロプレンゴム、ヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。また、これらの材料に導電材として酸化チタン、酸化スズ等の金属酸化物、カーボンブラック、アルミニウム粉末、ニッケル粉末等を分散して、導電性を付与してもよい。

弾性ローラ６ｅの固形潤滑剤６ｉに対する侵入量は、対弾性部材Ｈ部で０．５ｍｍとした。弾性ローラ６ｅは感光体ドラム１との当接部にて同方向に回転し、感光体ドラム１に対して１０５％の周速比とした。その他の構成は実施例１と同じとし、同様の評価を行った結果を図３の表１に示す。

本実施例では、弾性部材の硬度が高いＨ部では、感光体ドラム１に対する当接圧が強くなり、無機微粉体の感光体表面からの剥ぎ取り性が高くなる。そして、無機微粉体を担持した状態で固形潤滑剤６ｉを摺擦するので、きめ細かい研磨、均一塗布が可能となる。

本実施例では、弾性ローラ６ｅの固形潤滑剤６ｉに対する侵入量を対弾性部材Ｈ部で０．５ｍｍとしたが、０．３〜１．０ｍｍの範囲であれば好適に用いることが出来る。０．３ｍｍ未満とすると、当接状態が不安定になり均一研磨／塗布性が低下し、逆に１．０ｍｍ超では固形潤滑剤の過剰供給になり好ましくない。

一方、弾性部材の硬度が低いＳ部では、感光体ドラム１に対する当接圧が弱いため無機微粉体を感光体表面から剥ぎ取る能力が低くなり、弾性ローラ部をそのまま通過しニップ部Ｂｎｉｐに供給される確率が高くなる。すなわち、回転部材がブラシローラ６ｄの場合と同様に、固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方にバランス良く無機微粉体を供給できる構成となっている為、本実施例でも長期的に安定したクリーニング性能が得られた。

また、発明者らは鋭意検討の末、次のような条件を満たす構成にすることで、長期的なクリーニング性能が得られ、より好ましい構成であることを見出した。

即ち、感光体ドラム１に対する当接圧が強い領域Ｈの当接圧をＰｓ（ｇｆ／ｃｍ）、感光体ドラム１に対する当接圧が弱い領域Ｓの当接圧をＰｗ（ｇｆ／ｃｍ）とする。ローラ全表面積中で当接圧が強い領域Ｈの表面積が占める割合をＲｓとし、当接圧が弱い領域Ｓの表面積が占める割合をＲｗとする。弾性ローラ６ｅの周速をＶｇ（ｍｍ／ｓｅｃ）、感光体ドラム１の表面の移動速度（プロセススピード）をＶｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）とする。弾性ローラ６ｅの感光体ドラム１に対する接触ニップ部幅をＬｇｎｉｐ（ｍｍ）とし、弾性ローラ６ｅの当接圧が弱い領域Ｓの周方向における長さをＬｗ（ｍｍ）とする。また、無機微粉体の１次粒子の粒径（平均粒径）をＣ（μｍ）とする。そして、
３０≦Ｐｓ＋Ｐｗ≦２００ ・・・（ｈ）
Ｐｓ＞１０Ｐｗ ・・・（ｉ）
０．５＜Ｒｓ／Ｒｗ＜２．０ ・・・（ｊ）
３＜ＰｓＣ＜５０ ・・・（ｋ）
０．０３≦Ｃ≦０．３ ・・・（ｌ）
Ｖｇ／Ｖｄ＜Ｌｗ／Ｌｇｎｉｐ＜１．５Ｖｇ／Ｖｄ ・・・（ｍ）
２≦Ｌｇｎｉｐ≦７ ・・・（ｎ）
の関係を満たす時、長期的なクリーニング性能が得られ、より好ましい構成であることを見出した。これらの関係を表した結果を図１０の表３に示す。

ここで、上記の関係式（ｈ）〜（ｎ）について説明する。Ｐｓ、Ｐｗは、弾性ローラ６ｅの感光体ドラム１に対する上記２つの領域Ｈ・Ｓそれぞれでの当接圧であり、この値が大きい程、感光体ドラム１の表面上の無機微粉体の剥ぎ取り性が向上する。また、値が小さいほどそのまま通過させニップ部Ｂｎｉｐに供給される確率が高いことを意味する。また、無機微粉体の粒径もこれに関係し、粒径が小さい程、感光体ドラム１の表面との付着性が強くなり、弾性ローラ部を通過しニップ部Ｂｎｉｐに直接供給される確率が高くなる。つまり粒径が小さい無機微粉体を弾性ローラ６ｅに適切量担持させ固形潤滑剤６ｉを研磨するにはＰｓの値を大きくとり、弾性ローラ６ｅによる剥ぎ取り性を強くしてやる必要がある。また無機微粉体は粒径が大きい程、その研磨能力は高くなり、粒径が３００ｎｍ超とすると感光体ドラム１の表面に傷を発生させる場合があるため、３００ｎｍ以下が好適に用いられる。しかし、３００ｎｍ以下でも、弾性ローラ６ｅの感光体ドラム１に対する当接圧が強い場合、傷を発生させる場合があった。

以上のことを踏まえて上記の関係式を説明する。Ｐｓ＋Ｐｗが３０未満（表３−Ｎｏ１）、そして３≧ＰｓＣ（表３−Ｎｏ１、１２）であると、弾性ローラ６ｅに無機微粉体を担持させ固形潤滑剤６ｉを均一研磨する作用が十分に成されなくなる。逆に、Ｐｓ＋Ｐｗが２００を超えると、固形潤滑剤の研磨が過剰となるのと、ニップ部Ｂｎｉｐへの無機微粉体の供給が不足する方向となる（表３−Ｎｏ２３）。また、ＰｓＣ≧５０の条件（表３−Ｎｏ１７）では感光体表面に傷が発生した。

但し、これらはＰｓ＋Ｐｗの値だけではなく、当接圧が強い領域Ｈと弱い領域Ｓそれぞれの当接圧のバランス、占める領域の割合も関係してくる。Ｐｗ＜Ｐｓ≦１０Ｐｗの条件（表３−Ｎｏ４）だと、それぞれの領域の差が小さく、狙いである無機微粉体による固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐでの双方の摺擦が適切に行えない。そのため、弾性ローラ周方向特性による機能分離的な働きが行えない状態となる。

これは各々の領域の表面積割合にも関係し、０．５≧Ｒｓ／Ｒｗの条件（表３−Ｎｏ７）では固形潤滑剤６ｉの研磨が不十分な方向となる。Ｒｓ／Ｒｗ≧１．５では（表３−Ｎｏ１０）、ニップ部Ｂｎｉｐに供給される無機微粉体が不足する方向となる。

上記の理由より、
３０≦Ｐｓ＋Ｐｗ≦２００ ・・・（ｈ）
Ｐｓ＞１０Ｐｗ ・・・（ｉ）
０．５＜Ｒｓ／Ｒｗ＜２．０ ・・・（ｊ）
３＜ＰｓＣ＜５０ ・・・（ｋ）
０．０３≦Ｃ≦０．３ ・・・（ｌ）
の関係を満たす時、無機微粉体を適切に固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方に供給可能となり、長期的なクリーニング性能が得られる。

さらに無機微粉体が弾性ローラ６ｅに剥ぎ取られるか、そのまま通過するかを決める要素として下記の事項が挙げられる。即ち、感光体ドラム１と弾性ローラ６ｅの周速差、弾性ローラ６ｅの感光体ドラム１に対する当接部幅（ニップ幅）、弾性ローラ当接圧の低い領域Ｓの周方向の長さも関係してくる。

そこで、感光体ドラム１の移動速度をＶｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、弾性ローラ６ｅの周速をＶｇ（ｍｍ／ｓｅｃ）、弾性ローラ６ｅの感光体ドラム１に対する接触ニップ部幅をＬｇｎｉｐ（ｍｍ）とする。また、弾性ローラ当接圧の弱い領域Ｓの弾性ローラ周方向における長さをＬｗ（ｍｍ）とする。そして、上記の関係式（ｈ）〜（ｌ）に加え、
Ｖｇ／Ｖｄ＜Ｌｗ／Ｌｇｎｉｐ＜１．５Ｖｇ／Ｖｄ ・・・（ｍ）
２≦Ｌｇｎｉｐ≦７ ・・・（ｎ）
の関係を満たすことで、弾性ローラ６ｅの周方向の当接圧強／弱の特性を安定して引き出せる。

弾性ローラ６ｅの回転方向に関して、本実施例では感光体ドラム１との当接部で同方向に移動する構成である。逆方向に移動する設定とすると、当接圧が強い領域Ｈが感光体表面を摺擦する機会が増えすぎて、無機微粉体をそのままニップ部Ｂｎｉｐへ通過させる作用が行えなくなる。Ｖｇ／Ｖｄは感光体ドラム１と弾性ローラ６ｅの周速比であり、この値が大きい程、弾性ローラ６ｅが感光体ドラム１に対して速く移動するので、弾性ローラ表面が感光体ドラム表面を摺擦する機会が増える方向である。すなわち、Ｖｇ／Ｖｄの値が大きな条件では、弾性ローラ６ｅの当接圧が弱いＬｗの領域ＳをＬｇｎｉｐに対して長く設定しなければ、無機微粉体のニップ部Ｂｎｉｐへの効果的な供給が成されなくなる。逆に言えば、Ｌｗが狭いような弾性ローラを使う場合は、Ｖｇ／Ｖｄの値を大きくは出来ない。ここでのＬｇｎｉｐは弾性ローラ６ｅの当接圧が強い領域Ｈが感光体ドラム１と接する時に形成する値としている。上記の理由で、Ｖｇ／Ｖｄ＞Ｌｗ／Ｌｇｎｉｐでは、無機微粉体のニップ部Ｂｎｉｐへの供給不足となり（表３−Ｎｏ１９、２０）、十分な効果が得られなかった。逆に、Ｌｗ／Ｌｇｎｉｐ＞１．５Ｖｂ／Ｖｄとすると（表３−Ｎｏ１８、２２）、Ｌｗが長くなりすぎ、ニップ部Ｂｎｉｐへの供給過多、固形潤滑剤６ｉの摺擦不足が発生する。また、Ｌｇｎｉｐの範囲としては２ｍｍ未満であると、無機微粉体の剥ぎ取り性低下に繋がり好ましくなく、７ｍｍ超であると、感光体傷の誘発、部材の大径化に繋がり好ましくない。

上記の説明の通り、関係式（ｈ）〜（ｎ）の関係を満たすことにより、無機微粉体を適切に固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方に供給可能とななる。これにより、固形潤滑剤の感光体ドラム表面への均一塗布、放電生成物を吸着した固形潤滑剤皮膜のニップ部Ｂｎｉｐでの確実な除去が効果的に行え、長期的なクリーニング性能が得られる。

［その他の事項］
１）本発明において、無機微粉体の１次粒子の粒径（平均粒径）の測定方法は、次の方法を用いている。即ち、電子顕微鏡にて５万倍の倍率で撮影した写真から１００個の粒径を測定して、その平均を求めた。粒径は、一次粒子の最長辺をａ、最短辺をｂとしたとき、（ａ＋ｂ）／２として求めた。
２）本発明において採用しているトナーの平均粒径（重量平均粒径（Ｄ４））の測定方法は、次の方法を用いている。即ち、「コールター・カウンター Multisizer ３」（登録商標、ベックマン・コールター社製）を用いる。また、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version３．５１」（ベックマン・コールター社製）を用いる。そして、実効測定チャンネル数２万５千チャンネルで測定し、測定データの解析を行ない、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）を算出した。

３）弾性ローラ６ｅの構成は、無機微粉体を固形潤滑剤６ｉとニップ部Ｂｎｉｐの双方にバランス良く供給できれば、実施例５の構成に限られない。

例えば、無機微粉体をそのまま通過させたい領域の表面を離型性が高いフッ素処理等を施しておき、表面に付着しないような構成としても良い。図１１はこの例の弾性ローラ６ｅを示すものである。この弾性ローラ６ｅは、ローラ芯金６ｇの周りに弾性部材層６ｊをローラ状に形成し、その弾性部材層６ｊの表面にローラ周方向に間欠的にフッ素処理領域６ｋを形成したものである。即ち、弾性ローラ６ｅの周方向にフッ素処理領域６ｋと未処理領域６ｍとが交互に設けられている弾性ローラである。この弾性ローラ６ｅにおいては、上記の未処理領域６ｍとフッ素処理領域６ｋは、無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域となり、弾性ローラ前後で無機微粉体の感光体ドラム表面上での通過率が変わる。

４）図１２は、更に他の弾性ローラ構成を示すものである。この弾性ローラ６ｅは弾性多孔質ローラであり、多孔質部材の孔径が相対的に大きい領域Ｘと小さい領域Ｙとが周方向に交互に設けられている。この弾性多孔質ローラ６ｅにおいては、上記の領域Ｘと領域Ｙは、無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域となり、弾性多孔質ローラ前後で無機微粉体の感光体ドラム表面上での通過率が変わる。

５）回転可能な像担持体としては、電子写真画像形成装置における、回転ドラム型或いは回動ベルト型の電子写真感光体が挙げられる。また、静電記録装置における、回転ドラム型或いは回動ベルト型の静電記録誘電体が挙げられる。また、磁気記録装置における、回転ドラム型或いは回動ベルト型の磁気記録磁性体が挙げられる。また、記録媒体は、転写用紙・ＯＨＰシート・ラベル等の記録材や、回転ドラム型或いは回動ベルト型の中間転写体である。

実施例における画像形成装置の概略構成を示す模式図 クリーニング装置部分の拡大図 実施例１〜５と比較例１・２の評価表 実施例２で用いたブラシローラの構成説明図 比較例２で用いたブラシローラの構成説明図 実施例３で用いたブラシローラの構成説明図 実施例３の評価表 実施例４で用いたブラシローラの構成説明図 実施例５で用いたクリーニング装置の構成説明図 実施例５の評価表 弾性ローラの他の構成例を示した図 弾性ローラの更に他の構成例を示した図

符号の説明

Ａ・・画像形成部、Ｂ・・原稿読取り部、２１・・原稿台ガラス、１・・感光体ドラム（像担持体）、２・・帯電手段、３・・画像露光手段（レーザースキャナ）、４・・現像手段、５・・転写ローラ、６・・クリーニング装置、６ａ・・クリーニングブレード、６ｄ・・回転部材（ブラシローラ）、６ｅ・・回転部材（弾性ローラ）、７・・前露光ランプ、１２・・定着装置

Claims (11)

1. 回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面から転写残トナーを取り除くクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、
   前記クリーニング手段は、前記像担持体とニップ部を形成して前記転写残トナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記ニップ部よりも像担持体回転方向上流側において前記像担持体に接触して回転する回転部材と、前記回転部材を介して前記像担持体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布機構と、を備え、
   前記回転部材と前記ニップ部には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である、１次粒子の粒径が３０〜３００ｎｍの無機微粉体が供給されることを特徴とする画像形成装置。
2. 回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面から転写残トナーを取り除くクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、
   前記クリーニング手段は、前記像担持体とニップ部を形成して前記転写残トナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記ニップ部よりも像担持体回転方向上流側において前記像担持体に接触して回転する回転部材と、前記回転部材を介して前記像担持体の表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布機構と、を備え、
   前記回転部材と前記ニップ部には、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状である、１次粒子の粒径が３０〜３００ｎｍの無機微粉体が供給され、前記回転部材前後で前記無機微粉体の像担持体表面上での通過率が変わるように前記回転部材が構成されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記回転部材には、前記無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域とが周方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記回転部材はブラシローラであり、前記無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域として、ブラシ繊維密度が相対的に密な領域と疎な領域とが周方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記密な領域のブラシ繊維の太さをＡｒ（デニール）、密度をＢｒ（Ｋ本／ｃｍ^２）、ブラシ全領域に対する前記密な領域の占める割合をＲｒとし、前記疎な領域のブラシ繊維の太さをＡｐ（デニール）、密度をＢｐ（Ｋ本／ｃｍ^２）、ブラシ全領域に対する前記疎な領域の占める割合をＲｐとし、前記ブラシローラの周速をＶｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）、像担持体表面の移動速度をＶｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記ブラシローラの前記像担持体に対する接触ニップ部幅をＬｎｉｐ（ｍｍ）とし、前記疎な領域のブラシローラ周方向における長さをＬｐ（ｍｍ）とし、前記無機微粉体の１次粒子の粒径をＣ（μｍ）とすると、
   ３００≦ＡｒＢｒ＋ＡｐＢｐ≦１２００
   ＡｒＢｒ＞５ＡｐＢｐ
   ０．５＜Ｒｒ／Ｒｐ＜２．０
   １０＜ＡｒＢｒＣ
   ０．０３≦Ｃ≦０．３
   Ｖｂ／Ｖｄ＜Ｌｐ／Ｌｎｉｐ＜１．５Ｖｂ／Ｖｄ
   ２≦Ｌｎｉｐ≦１０
   の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記回転部材はブラシローラであり、前記無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域として、ブラシ繊維が導電性を持つ領域と絶縁性を持つ領域とが周方向に交互に設けられ、且つ前記無機微粉体が持つ極性とは逆極性のバイアスが印加されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記回転部材は弾性ローラであり、前記無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域として、前記像担持体への当接圧が相対的に強い領域と弱い領域とが周方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置
8. 前記強い領域の当接圧をＰｓ（ｇｆ／ｃｍ）、前記弱い領域の当接圧をＰｗ（ｇｆ／ｃｍ）とし、ローラ全表面積中で前記強い領域の表面積が占める割合をＲｓとし、前記弱い領域の表面積が占める割合をＲｗとし、前記弾性ローラの周速をＶｇ（ｍｍ／ｓｅｃ）、像担持体表面の移動速度をＶｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記弾性ローラの前記像担持体に対する接触ニップ部幅をＬｇｎｉｐ（ｍｍ）とし、前記弱い領域の弾性ローラ周方向における長さをＬｗ（ｍｍ）とし、前記無機微粉体の１次粒子の粒径をＣ（μｍ）とすると、
   ３０≦Ｐｓ＋Ｐｗ≦２００
   Ｐｓ＞１０Ｐｗ
   ０．５＜Ｒｓ／Ｒｗ＜２．０
   ３＜ＰｓＣ＜５０
   ０．０３≦Ｃ≦０．３
   Ｖｇ／Ｖｄ＜Ｌｗ／Ｌｇｎｉｐ＜１．５Ｖｇ／Ｖｄ
   ２≦Ｌｇｎｉｐ≦７
   の関係を満たすことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記回転部材は弾性多孔質ローラであり、前記無機微粉体を相対的に保持し易い領域と保持し難い領域として、多孔質の孔径が相対的に大きい領域と小さい領域とが周方向に交互に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
10. 前記トナー像形成手段には前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段を有し、前記帯電手段が、像担持体表面に対して接触又は近接配置させたローラ型帯電部材に交流に直流を重畳したバイアスを印加するものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体が回転ドラム型或いは回動ベルト型の電子写真感光体であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。