JP4449719B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、像担持体表面をクリーニングする画像形成装置のクリーニング装置に関する。

従来、複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、帯電された感光体（像担持体）表面に露光によって静電潜像が形成され、静電潜像が形成された像担持体表面に現像剤（トナー）が供給されることにより、その表面に画像（トナー画像）が形成（現像）される。像担持体表面に形成されたトナー画像は、転写装置によって記録紙に転写される。トナー画像を記録紙に転写した後の像担持体表面に残留したトナーは、クリーニングブレードによって掻き取られる。

クリーニングブレードによる像担持体表面上の残留トナーの掻き取り時（クリーニング時）、クリーニングブレードと像担持体表面との間には摩擦が生じる。この摩擦が大きい場合、クリーニングブレードの像担持体との接触部が摩耗するとともに像担持体表面の皮膜が削れることがあり、それにより、クリーニングブレードと像担持体の寿命が短くなる可能性がある。この摩擦を低減するために、像担持体表面に潤滑剤塗布手段によって潤滑剤を塗布する構成が知られている。潤滑剤は、クリーニング時、像担持体表面とクリーニングブレードの間の摩擦を低減するように機能する。

ところが、潤滑剤塗布手段が回転することによって潤滑剤ブロックから掻き取って潤滑剤を担持し、担持した潤滑剤を像担持体の表面に回転しながら塗布する塗布ブラシである場合、像担持体表面に潤滑剤を塗布する際、像担持体に付着しているトナー（記録紙に転写されずに残ったトナー）を掻き取って担持することがあった。この場合、塗布ブラシは、トナーを担持したまま潤滑剤ブロックから像担持体に塗布する潤滑剤を掻き取ることになり、当然、トナーを担持してない場合に比べて潤滑剤の掻き取り性は減少する。その結果、像担持体の表面に塗布される潤滑剤の量が減少することがあった。

塗布ブラシによって像担持体の表面に塗布される潤滑剤の量の減少を抑制する構成を備えた画像形成装置が、特許文献１によって提案されている。この構成は、塗布ブラシと、潤滑剤ブロックから潤滑剤を削り取る研削ローラと、塗布ブラシからトナーを回収するバイアスローラを有する。研削ローラが潤滑剤ブロックから像担持体に塗布すべき潤滑剤を回転しながら削り取り、削り取った潤滑剤を接触している塗布ブラシに供給する。塗布ブラシは、供給された潤滑剤を像担持体の表面に塗布する。バイアスローラは、接触している塗布ブラシが像担持体表面から掻き取って担持しているトナーを回転しながら回収する。塗布ブラシが担持しているトナーがバイアスローラによって回収されるため、塗布ブラシの潤滑剤掻き取り性の低下が抑制される。また、塗布ブラシは、塗布ブラシが潤滑剤ブロックから直接潤滑剤を掻き取ることがないので潤滑剤ブロックを掻くことができる硬度のブラシ毛を有する必要がなく、そのため、柔らかいブラシ毛が使用でき、像担持体を傷つける可能性が小さくなる。

また、別の形態の画像形成装置が、特許文献２によって提案されている。これは、像担持体の回転方向に関して塗布ブラシの上流に像担持体の表面に残っているトナーの帯電極性を揃える帯電調整手段を配置し、極性が揃ったトナーを接地されている塗布ブラシに電気力によって移動させるものである。また、塗布ブラシに担持されたトナーは、塗布ブラシと接触し塗布ブラシの回転方向に関して塗布ブラシに掻き取られる潤滑剤ブロックより下流に配置されているフリッカーによって塗布ブラシから掻き取られる。
特開平９−８１００５号公報 特開２００３−５７９９６公報

特許文献１のクリーニング装置は、記録紙に転写されずに残ったトナーをクリーニングブレードによって掻き取るものの一部がクリーニングブレードと像担持体の接触部に堆積する。堆積したトナーは像担持体表面に塗布された潤滑剤を削り取る恐れがある。また、特許文献２のクリーニング装置は、像担持体表面に残ったトナーを回収するが、塗布ブラシに担持されたトナーを掻き取るフリッカーが潤滑剤ブロックより塗布ブラシ回転方向に関して下流に配置されており、そのため、塗布ブラシはトナーを担持したまま潤滑剤ブロックから像担持体に塗布する潤滑剤を掻き取ることになる。当然、塗布ブラシの掻き取り性が低下し、像担持体に塗布される潤滑剤量が減少することになる。

そこで、本発明は、像担持体表面とクリーニングブレードの接触部においてトナーが像担持体表面に塗布された潤滑剤を削り取ることを抑制するとともに、像担持体への潤滑剤塗布量の減少を抑制することができるクリーニング装置を提供することを目的とする。

本発明に係るクリーニング装置は、潤滑剤を画像形成装置の像担持体表面に塗布するとともに、像担持表面のトナーを回収するクリーニング装置であって、像担持体表面のトナーを回収するクリーニングブレードと、潤滑剤ブロックと、像担持体の回転方向に関してクリーニングブレードの上流に配置され、回転することによって潤滑剤ブロックを掻き取って潤滑剤を担持し、次に像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、像担持体に担持されているトナーが電気力によって潤滑剤塗布手段に移動するように像担持体と潤滑剤塗布手段の間に電界を発生させる電界発生手段と、潤滑剤塗布手段の回転方向に関して潤滑剤ブロックの上流に配置され、潤滑剤塗布手段に担持されているトナーを回収するトナー回収手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、電界発生手段によって像担持体と潤滑剤塗布手段との間に発生した電界により、像担持体表面に担持されているトナーが電気力を受けて潤滑剤塗布手段に移動する。それにより、像担持体に担持されているトナー量が減少し、像担持体表面とクリーニングブレードの接触部においてトナーが像担持体表面に塗布された潤滑剤を削り取ることが抑制される。また、潤滑剤塗布手段に担持されているトナーを潤滑剤塗布手段の回転方向に関して潤滑剤ブロックの上流に配置された回収部材が回収することにより、潤滑剤塗布手段の潤滑剤掻き取り性の低下が抑制される。その結果、像担持体表面に塗布される潤滑剤量の減少が抑制される。

第１の実施形態．
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態の概略的な構成図である。画像形成装置１０は、回転中心線１２（図面垂直方向）を有する円筒形状の像担持体１４を有し、像担持体１４の周囲に回転方向に沿って順に配置されている、像担持体１４の外周面１６を帯電する帯電装置１８、像担持体１４の外周面１６に静電潜像を形成する露光装置２０、静電潜像が形成された像担持体１４の外周面１６にトナー画像を形成する現像装置２２、トナー画像を記録媒体２４に転写する転写体２６、および像担持体１４の外周面１６をクリーニングするクリーニング装置２８を有する。クリーニング装置２８以外の画像形成装置１０の構成要素は周知であるため、これらの説明は簡略化する。また、本実施形態の画像形成装置１０は、負極性のトナーを用いて画像を形成するものである。

像担持体１４は、円筒形状の感光体であって、外周面１６に、露光装置２０や現像装置２２によって静電潜像やトナー画像が形成される。像担持体１４は、例えばモータなどの回転駆動手段（図示せず）によって回転中心線１２を中心に矢印３０方向に回転される。

帯電装置１８は、像担持体１４の外周面１６を一様に帯電するように構成されている。

露光装置２０は、最終的に出力される（記録媒体２４表面に形成される）画像に対応する画像データに基づいて、帯電されている像担持体１４の外周面１６に静電潜像を形成するように構成されている。

現像装置２２は、像担持体１４の外周面１６に形成された静電潜像にトナーを供給して現像するように構成されている。トナーの供給は、像担持体１４の回転中心線１２と略平行の回転中心線を有し、像担持体１４の外周面１６と対向している外周面を有するローラ形状の現像剤（トナー）担持体３２を介して行われる。

転写体２６は、像担持体１４の外周面１６に形成されている現像された画像（トナー画像）を、例えば紙などの記録媒体２４に転写するように構成されている。また、転写体２６は、像担持体１４の回転中心線１２と略平行な回転中心線を有するローラ形状であって、その外周面は像担持体１４の外周面１６と対向し、像担持体１４と協働して記録媒体２４を対向部で挟持しながら回転し、これにより、定着装置（図示せず）向かって送り出す。

図２は、クリーニング装置２８と像担持体１４の一部を概略的に示している。クリーニング装置２８は、ハウジング３４を有し、その内部に、像担持体１４の外周面１６に潤滑剤を塗布する塗布ブラシ（潤滑剤塗布手段）３６と、潤滑剤ブロック３８と、潤滑剤ブロック３８を塗布ブラシ３６に向かって押圧するバネ４０と、塗布ブラシ３６が担持しているトナーを掻き取るフリッカー（トナー回収手段）４２と、像担持体１４の回転方向３０に関して塗布ブラシ３６の下流に設けられたクリーニングブレード４４を有する。

また、クリーニング装置２８は、像担持体１４と塗布ブラシ３６間に電界を発生させる電場発生装置４６を有する。

塗布ブラシ３６は、像担持体１４の回転中心線１２と略平行な回転中心線を有するブラシ軸部５０の外周面表面に放射方向に伸びる略一定長さの多数のブラシ毛を高密度に有する構造である。塗布ブラシ３６は、塗布ブラシ３６の外周面（ブラシ毛先端によって定義される端）に像担持体１４が所定量食い込むように、像担持体１４に対して所定の位置に配置されている。このとき、塗布ブラシ３６は、回転中心線１２が伸びる方向（以下、「回転中心線方向」と称する。）に関して像担持体１４の外周面１６全体に亘って接触している。また、塗布ブラシ３６は、回転中心線方向に関して潤滑剤ブロック３８全体に渡って接触している。

また、塗布ブラシ３６は、像担持体１４との間に電界発生装置４６による電界が発生するように導電性を有する。例えば、導電性を有する塗布ブラシは、そのブラシ毛が導電性のナイロン繊維、アクリル繊維、レーヨンなどで形成され、導電性のブラシ毛を金属性のブラシ軸部５０に導電性両面テープによって固定することにより構成される。

さらに、塗布ブラシ３６は、回転駆動手段、例えばモータ（図示せず）などによって像担持体１４の回転に対して所定の回転比で回転されるように構成されている。例えば、図２に示すように、像担持体１４と塗布ブラシ３６が異なる方向に回転し、像担持体１４と塗布ブラシ３６の接触部において両者の周速比が１．５（塗布ブラシ３６の方が高い周速で回転している。）になるように回転される。塗布ブラシ３６は、回転することにより、塗潤滑剤ブロック３８から潤滑剤５２を掻き取って像担持体１４の外周面１６に塗布することができる。図に示すように、像担持体１４と異なる方向に塗布ブラシ３６が回転する場合、塗布ブラシ３６は、像担持体１４と塗布ブラシ３６とのニップ部においてそれぞれの周速の大きさが異なるように回転される必要がある。なお、回転方向は、同じであってもよい。

潤滑剤ブロック３８は、板状または直方体形状に潤滑剤を固形化したものであって、像担持体１４の外周面１６に塗布される潤滑剤の元である。また、潤滑剤ブロック３８は、バネ４０によって塗布ブラシ３６に向かって押圧され、塗布ブラシ３６と接触している。これにより、潤滑剤ブロック３８が塗布ブラシ３６に掻き取られることによって摩耗し、その結果、大きさが小さくなっても、バネ４０によって塗布ブラシ３６と潤滑剤ブロック３８との接触が維持される。

潤滑剤の材料は、表面エネルギーが低く、化学的に不活性で、熱的に安定していればよく、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸金属塩などのいわゆる金属石鹸や、ポリテトラフルオロエチレン、四フッ化エチレン-エチレン共重合樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系ポリマーが挙げられる。

フリッカー４２は、板状の部材であって、例えば、ＳＵＳなどで作製されている。フリッカー４２は、塗布ブラシ３６の回転方向に関して像担持体１４と塗布ブラシ３６との接触部の下流側で、塗布ブラシ３６の外周面に当接するように配置されている。これにより、回転している塗布ブラシ３６が担持しているトナー５４を掻き取ることができる。また、フリッカー４２は、塗布ブラシ３６の回転方向に関して潤滑剤ブロック３８の上流に配置されている。これにより、塗布ブラシ３６はトナーを担持したまま潤滑剤を掻き取ることがなくなる。

クリーニングブレード４４は、回転中心線方向に関して像担持体１４全体に亘って接触し、像担持体１４の外周面１６上に残ったトナーを掻き取る。クリーニングブレード４４が掻き取るトナー量は、後述するように像担持体１４の回転方向に関して上流に配置されている塗布ブラシ３６が像担持体１４の外周面１６から多くのトナーを回収するため少ない。それにより、像担持体１４の外周面１６とクリーニングブレード４４の接触部において、トナーが像担持体表面に塗布された潤滑剤を削り取ることが抑制される。

また、クリーニングブレード４４は、塗布ブラシ３６の像担持体１４の回転方向に関して下流に存在するため、言い換えると、塗布ブラシ３６によって像担持体１４の外周面１６に潤滑剤が塗布された後であるため、像担持体１４とクリーニングブレード４４との間の摩擦が比較的小さい。これにより、クリーニングブレード４４と像担持体１４との間の摩擦による両者の寿命の低下を抑制できる。

電界発生装置４６は、像担持体１４の外周面１６上のトナーが電気力によって塗布ブラシ３６に向かって移動するような電界を形成するように構成されている。電界発生装置４６は、像担持体１４の外周面１６と塗布ブラシ３６の間に電位差を生じさせて像担持体１４の外周面１６と塗布ブラシ３６の間に電界を発生させるものである。

具体的に、本実施形態では、図２に示すように、塗布ブラシ３６に正極性の電圧を印加することにより、負極性の表面電位の像担持体１４の外周面との間で塗布ブラシ３６から像担持体１４に向かう方向の電界を発生させる。これにより、負極性のトナーが像担持体１４の外周面１６から塗布ブラシ３６に移動する。なお、塗布ブラシ３６に印加する電圧は正極性に限定されるわけでなく、像担持体１４の外周面１６の表面電位より高ければ、負極性であってもよい。また、塗布ブラシ３６は接地されていてもよい。この場合、塗布ブラシ３６を接地する構成が電界発生装置４６に該当する。

電界発生装置４６が像担持体１４と塗布ブラシ３６の間に電界を発生させることにより、塗布ブラシ３６は、像担持体１４の外周面１６上のトナーを回収する。なお、塗布ブラシ３６が像担持体１４から回収するトナーは、ほとんどが電気力によって塗布ブラシ３６に移動したトナーであるが、少量ながら塗布ブラシ３６が機械的に回収した（掻き取った）トナーも含まれている。

本実施形態に係る画像形成装置において、画像形成工程およびクリーニング工程は、以下のように行われる。

図１に戻り、まず、帯電装置１８において、像担持体１４の外周面１６が一様に帯電される。帯電された像担持体１４の部分は、像担持体１４の回転によって露光装置２０と対向する位置に送られ、そこで、静電潜像が形成される。静電潜像が形成された像担持体１４の部分は、現像装置２２の現像剤担持体３２と対向する位置に送られ、静電潜像が現像される（静電潜像に対応したトナー画像が形成される。）。トナー画像を有する像担持体１４の部分は転写体２６と対向する位置に送られ、トナー画像が像担持体１４と転写体２６の間に送られた記録媒体２４に転写される。トナー画像が転写された像担持体１４の部分はクリーニング装置２８に送られ、塗布ブラシ３６によって潤滑剤を塗布されるとともに、転写されずに残っていたトナーのほとんどが電界発生装置４６によって発生した電界によって塗布ブラシ３６に移動して回収される。塗布ブラシ３６に回収されて担持されたトナーは、フリッカー４２によって塗布ブラシ３６から掻き取られる。潤滑剤が塗布された像担持体１４の部分は、クリーニングブレード４４と接触する位置に送られ、そこで、クリーニングブレード４４によって塗布ブラシ３６に回収されずに像担持体１４の外周面１６に残った少量のトナーが掻き取られる。また、クリーニングブレード４４と像担持体１４との間の摩擦は、上流で潤滑剤が塗布されたことにより小さくされている。クリーニングブレード４４によるクリーニングが完了した像担持体１４の部分は、再び、帯電装置１８と対向する位置に送られる。

本実施形態による効果を示す。図３は、像担持体の外周面上のトナーが外周面に塗布された潤滑剤に与える影響を示している。具体的には、クリーニングブレードと接触する前の像担持体の外周面の部分に大量のトナーがある場合（ケース１）と、ケース１と比較して小量のトナーがある場合（ケース２）において、トナーの量が像担持体の外周面に塗布されている潤滑剤へ与える影響を示している。

潤滑剤への影響は、実験によって求めた像担持体の外周面に滴下された純水の接触角と像担持体の外周面上のトナー量との関係で示されている。純水接触角は、外周面の摩擦係数に関連する指標であり、摩擦係数が低いほど純水接触角は大きくなる。摩擦係数が低いことは、潤滑剤が像担持体の外周面に十分に存在することを意味する。参考として、潤滑剤が塗布されていない像担持体の外周面において測定した純水接触角は約７８°であった。また、図中の純水接触角は、クリーニングブレードによってクリーニングされた像担持体の外周面の部分を測定したものである。

図に示すように、像担持体の外周面上のトナー量が大きい方（ケース１）が、トナー量が小さい方（ケース２）に比べて純水接触角が小さくなっている。

したがって、クリーニングブレードと像担持体の外周面との接触部において、像担持体の外周面上のトナー量が大きくなるに従って像担持体の外周面に塗布されている潤滑剤を削り取る量が大きくなることがわかる。像担持体の外周面に塗布されている潤滑剤量は大きい方がクリーニングブレードと像担持体の外周面との間の摩擦をより低減できるので、クリーニングブレードと像担持体の外周面との接触部においてトナーは少ない方がクリーニングブレードと像担持体の寿命の観点から好ましいことがわかる。

また、図に示すように、感光体回転数が大きくなるに従って純水接触角は小さくなっていくが、その程度はトナー量の大きい方（ケース１）がトナー量の小さい方（ケース２）に比べて大きい。これより、像担持体回転数が大きくなればなるほど、像担持体の外周面に塗布されている潤滑剤は大きく削り取られるが、その削り取られる量はトナー量が小さいほど小さいことがわかる。

図４は、本実施形態のもう一つの効果を示している。図は、実験によって算出された潤滑剤の消費量と像担持体の摩耗量との関係を示している。また、フリッカーと電場発生装置が存在することによる効果を示している。

図４に示す関係を算出した実験には、像担持体の外周面の表面電位が約−１５０〜約−５０Ｖ（平均−１００Ｖ）、トナーが負極性、像担持体と塗布ブラシが異なる方向に回転してその周速比が１．５（塗布ブラシの周速の方が大きい）、塗布ブラシのブラシ毛が約５．５×１０^―４ｇ／ｍ（当業者で使用される単位を用いると、５．５デシテックス（６デニール））、塗布ブラシのブラシ毛の密度が６．４５×１０^６本／ｍｍ^２（当業者で使用される単位を用いると、１００ＫＦ／ｉｎｃｈ^２）、塗布ブラシの抵抗値が１００Ｖ印加で１０^５〜１０^８Ω、像担持体の塗布ブラシへの食い込み量が約０．５ｍｍである画像形成装置が使用されている。この画像形成装置を使用して、フリッカーがクリーニング装置に設けられておらず電界発生装置によって塗布ブラシが接地されている場合（ケース３）と、フリッカーが設けられており塗布ブラシに＋３００Ｖが印加されている場合（ケース４）と、フリッカーが設けられており塗布ブラシが接地されている場合（ケース５）において、それぞれ２０，０００枚印刷して潤滑剤の消費量と像担持体の摩耗量との関係を算出した。また、３つの場合それぞれにおいて、バネの潤滑剤ブロックに対する押圧力が３Ｎ／ｍの場合と６Ｎ／ｍの場合の潤滑剤の消費量と像担持体の摩耗量との関係を算出した。

図に示すように、バネの潤滑剤ブロックに対する押圧力が６Ｎ／ｍであるとき、フリッカーが設けられていない場合（ケース３）の方が、フリッカーが設けられている場合（ケース４、５）に比べて潤滑剤の消費量が小さい。これは、フリッカーが設けられていないために塗布ブラシがトナーを担持したままで潤滑剤ブロックから潤滑剤を掻き取ることになり、その結果、塗布ブラシの掻き取り性が減少したことによる。また、フリッカーが設けられている場合、塗布ブラシに＋３００Ｖ印加されている方（ケース４）が、接地されている方（ケース５）に比べて像担持体の摩耗量が小さい。これは、＋３００Ｖが印加されている方が、接地されている方に比べて像担持体と塗布ブラシの間の電位差が大きくなり（接地されている場合は約５０〜約１５０Ｖ、＋３００Ｖ印加されている場合は約３５０〜約４５０Ｖとなり）、より多くの像担持体の外周面上のトナーが電気力によって移動することによる。多くのトナーが像担持体の外周面から塗布ブラシに移動することによってクリーニングブレードと像担持体の外周面との接触部においてトナーが少なくなり、その結果、該接触部でトナーによって外周面から削り取られる潤滑剤の量が減少する。削り取られる潤滑剤量が減少することにより、クリーニングブレードと像担持体との摩擦の増加が抑制され、その結果、像担持体の摩耗量が小さくなる。また、バネの潤滑剤ブロックに対する押圧力が３Ｎ／ｍである場合、６Ｎ／ｍに比べて像担持体の摩耗量が増加している。これは、押圧力が小さくなることにより、塗布ブラシが掻き取る潤滑剤量が減少し、その結果、像担持体の外周面に塗布される潤滑剤量が減少したことによる。

したがって、像担持体の寿命の観点から見れば、バネの潤滑剤ブロックへの押圧力は大きい方が好ましく、また、フリッカーが設けられ、像担持体と塗布ブラシとの間の電位差が高いほど好ましいのがわかる。しかしながら、像担持体と塗布ブラシとの間の電位差は高すぎると両者の間で放電が起こる可能性があるので、像担持体と塗布ブラシとの間の電位差には上限が存在する。発明者は、塗布ブラシと像担持体の電位差が約４５０〜約５５０Ｖになると放電が生じることを確認している。

本実施形態によれば、塗布ブラシと像担持体の間に所定の電位差を生じさせることにより、像担持体の外周面に担持されているトナーが電気力によって塗布ブラシに移動するため、クリーニングブレードと像担持体の外周面の接触部でトナーに削り取られる潤滑剤の量が少なくなり、その結果、像担持体とクリーニングブレードの間の摩擦の増加が抑制される。また、塗布ブラシに担持されているトナーが、塗布ブラシの回転方向に関して潤滑剤ブロック上流に配置されているフリッカーによって掻き取られるため、塗布ブラシの掻き取り性の低下も抑制される。

図５には、本発明に関連する形態に係るクリーニング装置と、クリーニング装置によってクリーニングされる像担持体の一部が概略的に示されている。クリーニング装置１１０は、ハウジング１１２を有し、その内部に、像担持体１１４の外周面１１６に潤滑剤を塗布する塗布ブラシ（潤滑剤塗布手段）１１８と、潤滑剤ブロック１２０と、潤滑剤ブロック１２０から潤滑剤を掻き取って塗布ブラシ１１８に供給する潤滑剤供給ローラ（潤滑剤供給手段）１２２と、潤滑剤ブロック１２０を潤滑剤供給ローラ１２２に向かって押圧するバネ１２４と、潤滑剤供給ローラ１２２が担持しているトナーを掻き取るフリッカー（トナー回収手段）１２６と、像担持体１１４の回転方向１２８に関して塗布ブラシ１１８の下流に設けられたクリーニングブレード１３０を有する。本関連形態のクリーニング装置１１０を有する画像形成装置は、負極性のトナーを用いて画像を形成するものである。

また、クリーニング装置１１０は、像担持体１１４と塗布ブラシ１１８の間に電界（第１の電界）を発生させる電界発生装置（第１電界発生装置）１３２と、塗布ブラシ１１８と潤滑剤供給ローラ１２２の間に電界（第２の電界）を発生させる電界発生装置（第２電界発生装置）１３４を有する。

像担持体１１４、塗布ブラシ１１８、潤滑剤ブロック１２０、バネ１２４、クリーニングブレード１３０、電界発生装置１３２は、第１の実施の形態の像担持体１４、塗布ブラシ３６、潤滑剤ブロック３８、バネ４０、クリーニングブレード４４、電界発生装置４６の構成と同じであるため、必要な場合を除いて説明は省略する。以下、潤滑剤供給ローラ１２２、フリッカー１２６、電界発生装置１３４について説明する。

潤滑剤供給ローラ１２２は、ローラ形状の金属製部材であって、回転することにより、バネ１２４によって押圧されている潤滑剤ブロック１２０から潤滑剤を掻き取り、接触している塗布ブラシ１１８に掻き取った潤滑剤を供給するように構成されている。潤滑剤供給ローラ１２２の外周面は潤滑剤の掻き取り性を考慮して、例えば、約１〜約１００μｍの表面粗さを備える。また、潤滑剤供給ローラ１２２は、回転することにより機械的に塗布ブラシ１１８からトナーを掻き取って担持するとともに、電界発生装置１３４によって発生した塗布ブラシ１１８との間の第２の電界によって塗布ブラシ１１８が担持しているトナーを回収して担持する。

フリッカー１２６は、板状の部材であって、潤滑剤供給ローラ１２２に担持されているトナーを掻き取るために、潤滑剤供給ローラ１２２の回転方向に関して潤滑剤供給ローラと塗布ブラシ１１８との接触部の下流側で、潤滑剤供給ローラ１２２と当接するように配置されている。また、潤滑剤供給ローラ１２２の回転方向に関して潤滑剤ブロック１２０の上流に配置されている。これにより、潤滑剤供給ローラ１２２はトナーを担持したまま潤滑剤を掻き取ることがなくなる。

電界発生装置１３４は、塗布ブラシ１１８に担持されているトナーが潤滑剤供給ローラ１２２に電気力によって移動するような電界を形成するように構成されている。電界発生装置１３４は、塗布ブラシ１１８と潤滑剤供給ローラ１２２の間に電位差を生じさせて像塗布ブラシ１１８と潤滑剤供給ローラ１２２の間に電界を発生させるものである。

具体的に、本関連形態では、図５に示すように、塗布ブラシ１１８に印加されている正極性の電圧より高い電圧を潤滑剤供給ローラ１２２に印加することにより、塗布ブラシ１１８と潤滑剤供給ローラ１２２との間で潤滑剤供給ローラ１２２から塗布ブラシ１１８に向かう方向の電界を発生させる。これにより、塗布ブラシ１１８に担持されている負極性のトナーが潤滑剤供給ローラ１２２に移動する。なお、潤滑剤供給ローラ１２２に印加される電圧は、正極性に限定しておらず、電界発生装置１３２によって像担持体１１４の外周面１１６の負極性の表面電位より高い負極性の電圧が塗布ブラシ１１８に印加されている場合、塗布ブラシ１１８の電圧より高電圧であれば負極性であってもよい。また、このように塗布ブラシ１１８に負極性の電圧が印加されている場合、潤滑剤供給ローラ１２２は接地されてもよい。この場合、潤滑剤供給ローラ１２２を接地する構成が電界発生装置１３４に該当する。

電界発生装置１３４が塗布ブラシ１１８と潤滑剤供給ローラ１２の間に電界を発生させることにより、潤滑剤供給ローラ１２２は、塗布ブラシ１１８が担持しているトナーを回収する。なお、潤滑剤供給ローラ１２２が塗布ブラシ１１８から回収するトナーは、ほとんどが電気力によって潤滑剤供給ローラ１２２に移動したトナーであるが、少量ながら潤滑剤供給ローラ１２２が機械的に回収した（掻き取った）トナーも含まれている。

本関連形態のクリーニング工程に関して説明する（画像形成工程の説明は、第１の実施の形態と同じであるため省略する。）。まず、潤滑剤供給ローラ１２２が潤滑剤ブロック１２０から潤滑剤を掻き取り、掻き取った潤滑剤を塗布ブラシ１１８に供給する。塗布ブラシ１１８は供給された潤滑剤１３６を像担持体１１４の外周面１１６に塗布するとともに、像担持体１１４の外周面１１６上のトナーのほとんどを電界発生装置１３２による電気力によって回収し、それを担持する。塗布ブラシ１１８に担持されているトナー１３８は、電界発生装置１３４による電気力によって潤滑剤供給ローラ１２２に回収されて担持される。潤滑剤供給ローラ１２２に担持されたトナーは、フリッカー１２６によって潤滑剤供給ローラ１２２から掻き取られる。また、塗布ブラシ１１８によって掻き取られずに像担持体１１４の外周面１１６上に残った少量のトナーは、クリーニングブレード１３０によって像担持体１１４の外周面１１６から掻き取られる。

本関連形態よれば、塗布ブラシに担持されているトナーが潤滑剤供給ローラに第２電界発生装置による電気力によって移動するため、機械的には回収しにくい（例えば、フリッカーで掻き取りにくい）塗布ブラシの奥（ブラシ軸部近傍のブラシ毛の根元）に担持されているトナーを確実に回収できる。

最後に、塗布ブラシのブラシ毛やその密度は上述の値に限定したものでなく、例えば、１．８〜１６．５×１０^−４ｇ／ｍ（当業者で使用される単位を用いると、１．８〜１６．５デシテックス（２〜１５デニール））、塗布ブラシのブラシ毛の密度が１．２９〜３２．２５×１０^６／ｍｍ^２（当業者で使用される単位を用いると、２０〜５００ＫＦ／ｉｎｃｈ^２）の範囲であってもよい。また、潤滑剤塗布手段は、塗布ブラシだけでなく、例えば、導電性のウレタンローラなどの発泡部材でもよい。さらに、潤滑剤ブロックは、塗布ブラシ（第１の実施形態）や潤滑剤供給ローラ（関連形態）に対し自重で当接してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す図である。 図１のクリーニング装置の詳細を示す図である。 実験によって求めた像担持体の外周面に滴下された純水の接触角と像担持体の外周面上のトナー量との関係を示す図である。 実験によって求めた潤滑剤の消費量と像担持体の摩耗量との関係を示す図である。 本発明に関連するクリーニング装置を概略的に示す図である。

符号の説明

１４ 像担持体
１６ 表面
２８ クリーニング装置
３６ 潤滑剤塗布手段
３８ 潤滑剤ブロック
４２ トナー回収手段
４６ 電界発生手段

Claims (2)

1. 潤滑剤を画像形成装置の像担持体表面に塗布するとともに、像担持表面のトナーを回収するクリーニング装置であって、
   像担持体表面のトナーを回収するクリーニングブレードと、
   潤滑剤ブロックと、
   像担持体の回転方向に関してクリーニングブレードの上流に配置され、回転することによって潤滑剤ブロックを掻き取って潤滑剤を担持し、次に像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
   像担持体に担持されているトナーが電気力によって潤滑剤塗布手段に移動するように像担持体と潤滑剤塗布手段の間に電界を発生させる電界発生手段と、
   潤滑剤塗布手段の回転方向に関して潤滑剤ブロックの上流に配置され、潤滑剤塗布手段に担持されているトナーを回収するトナー回収手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１のクリーニング装置と、
   像担持体を有する画像形成装置。

Images