画像形成装置および画像形成方法
【課題】潜像担持体表面の帯電処理およびクリーニング処理ならびに潜像担持体表面への潤滑剤の塗布処理を行う画像形成装置および方法において、少ない部品数で帯電均一性を長期間にわたって維持する。
【解決手段】導電性ブレード４と塗布ブラシローラー３１の少なくとも一方に一次帯電バイアスＶcg1を印加して一次帯電処理を行っているため、少ない部品点数で一次帯電処理を行うことができる。また、導電性ブレード４による感光体２表面の一次帯電を継続して行うと、導電性ブレード４の耐久進行により帯電均一性が劣化するが、その前に導電性ブレード４による一次帯電から塗布ブラシローラー３１による一次帯電に切り替えているので、帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。
【解決手段】導電性ブレード４と塗布ブラシローラー３１の少なくとも一方に一次帯電バイアスＶcg1を印加して一次帯電処理を行っているため、少ない部品点数で一次帯電処理を行うことができる。また、導電性ブレード４による感光体２表面の一次帯電を継続して行うと、導電性ブレード４の耐久進行により帯電均一性が劣化するが、その前に導電性ブレード４による一次帯電から塗布ブラシローラー３１による一次帯電に切り替えているので、帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潜像担持体の表面に形成される静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する画像形成装置および画像形成方法、特に潜像担持体表面のクリーニングおよび帯電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の回転方向に周回移動する潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像することでトナー像を形成し、該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および方法が知られている。この画像形成装置および方法においては、潜像担持体から転写媒体への転写効率が１００％以下であるため、転写後の潜像担持体表面に少量ながらトナーが残存している場合がある。そこで、この種の画像形成装置では、潜像担持体の回転方向において転写位置よりも下流のクリーニング位置にクリーニングブレードを潜像担持体の表面に当接させて転写残りトナーを除去する、いわゆるブレード方式のクリーニング手段が多用されていた。
【０００３】
しかしながら、近年では、画像の高精細化、プロセスの高速化および定着温度の低温化などの目的のために、これまでより粒径の小さなトナー（例えば体積平均粒径が５μｍ以下であり、トナーの円形度は０．９５以上であるトナー）の採用が検討されつつある。このような小粒径トナーでは、クリーニングブレードをすり抜けて潜像担持体からの転写残りトナーの除去が難しいという問題がある。また、このような転写残りトナーにより徐々にフィルミング層が潜像担持体表面に形成されて転写性能が低下したり、クリーニングブレードと潜像担持体の摩擦係数が増大し、潜像担持体にダメージを与えてしまう等の問題が発生することがあった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、感光体表面に潤滑剤を塗布して上記問題の解消を図っている。すなわち、固形化したステアリン酸亜鉛（潤滑剤）に塗布ブラシを接触させてステアリン酸亜鉛を削りとり、塗布ブラシにより感光体表面上に塗布している。これにより感光体表面に潤滑剤層が感光体の保護膜として形成され、小粒径トナーを用いて画像形成を行う場合であっても、クリーニングブレードにより小粒径トナーを感光体表面から確実にクリーニング除去することが可能となっている。そして、こうしてクリーニングブレードによりクリーニング除去された感光体表面をクリーニング位置の下流に配置された帯電部材により所定の表面電位に帯電させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８６２６２号公報（図１）
【特許文献２】特開平４−３０４４７６号公報（図２、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、装置の小型化や部品数の低減などの観点から、例えば特許文献２に記載の技術、つまりクリーニングブレードに帯電機能とクリーニング機能を付加する技術を特許文献１に記載の装置に適用することが考えられる。しかしながら、このような組み合わせを有する画像形成装置では、感光体ドラムや感光体ベルトなどの潜像担持体の表面を帯電させるためにクリーニングブレードに対して帯電バイアスが印加されている。また、潜像担持体表面に対してクリーニングブレードを押し付けるために荷重が与えられている。このような帯電バイアスや荷重の影響により、クリーニングブレードの先端部のうち潜像担持体表面と当接している箇所に放電生成物、トナーや潤滑剤などの付着物が堆積していき、帯電均一性が劣化していく。このように、帯電機能とクリーニング機能を兼ね備えたクリーニングブレード（本発明の「導電性ブレード」に相当）の耐久が進んでいくと、帯電性能が劣化して画像品質を招いてしまう。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、潜像担持体表面の帯電処理およびクリーニング処理ならびに潜像担持体表面への潤滑剤の塗布処理を行う画像形成装置および方法において、少ない部品数で帯電均一性を長期間にわたって維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、所定の回転方向に周回移動する潜像担持体と、所定の塗布位置で、導電性当接部材を潜像担持体表面に当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、回転方向において塗布位置より下流の現像位置で、潤滑剤が塗布された潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、回転方向において現像位置より上流のクリーニング位置で、潜像担持体の表面に当接して潜像担持体表面上のトナーをクリーニング除去する導電性ブレードとを備え、導電性当接部材および導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスが印加されることにより潜像担持体表面が帯電され、導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて、導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電と、導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電との割合を変化させることを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するため、所定の回転方向に周回移動する潜像担持体の表面に導電性当接部材を当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布工程と、潤滑剤が塗布された潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像工程と、トナー像を転写媒体に転写する転写工程と、潜像担持体の表面に導電性ブレードを当接して潜像担持体表面に残存する転写残りトナーをクリーニング除去するクリーニング工程と、導電性当接部材および導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスを印加して潜像担持体表面を帯電させる帯電工程とを備え、帯電工程では、導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電と、導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電との割合が、導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて変化することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置および画像形成方法）では、導電性ブレードが潜像担持体の表面に当接してトナーをクリーニング除去するが、当該導電性ブレードにバイアスが印加されることで潜像担持体表面に対してクリーニング処理とともに帯電処理を実行可能となっている。また、導電性当接部材が潜像担持体の表面に当接して潤滑剤を塗布するが、当該導電性当接部材にバイアスが印加されることで潜像担持体表面への潤滑剤塗布処理とともに帯電処理を実行可能となっている。そして、本発明では、導電性ブレードと導電性当接部材の少なくとも一方にバイアスが印加されて帯電処理が行われる。したがって、少ない部品点数で帯電処理を行うことができる。
【００１１】
また、導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電を継続すると、導電性ブレードの耐久が進行するが、これにしたがって導電性ブレードの先端部、つまり潜像担持体表面と当接している部位に放電生成物、トナーや潤滑剤などの付着物が堆積していき、帯電均一性が劣化していく。そこで、本発明では、導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電と、導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電との割合を変化させている。したがって、導電性ブレードの耐久進行に応じて導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電の割合が増えて帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。
【００１２】
上記割合を変化させる具体的な手法として、例えばバイアスの印加先を切り替える切替手段を設けてもよい。すなわち、切替手段がバイアスの印加先を導電性ブレードに設定すると、クリーニング位置で導電性ブレードによりクリーニング処理と同時に帯電処理が実行される一方、塗布位置では潤滑剤の塗布処理のみが実行される。そして、導電性ブレードの耐久が進行して帯電均一性が低下してくると、切替手段はバイアスの印加先を導電性当接部材に切り替え、潜像担持体表面は導電性当接部材により帯電されることとなり、帯電均一性が高められる。このようにバイアスの印加先を切り替えることで帯電均一性が長期間にわたって維持される。なお、印加先の切替により導電性ブレードへのバイアス印加が完全に停止されるため、クリーニング位置では導電性ブレードによるクリーニング処理のみが実行されることとなり、その結果、帯電処理を同時に行っていたとき（耐久進行前）よりもクリーニング性能を高めることができる。
【００１３】
また、クリーニング位置と塗布位置の位置関係は任意であるが、上記のように切替手段によりバイアスの印加先を切り替える場合には、回転方向においてクリーニング位置が塗布位置より下流に位置するように構成するのが好適である。というのも、この配置関係を採用することで潤滑剤塗布手段により潜像担持体表面に塗布された潤滑剤が導電性ブレードにより均されて潜像担持体表面上に均一な潤滑剤膜を形成することができるからである。
【００１４】
また、上記割合を変化させる別の手法として、例えば回転方向においてクリーニング位置を塗布位置より上流に位置させるとともに、導電性当接部材および導電性ブレードの両方に同一の直流電圧を上記バイアスとして印加してもよい。このようにバイアスを印加した場合、クリーニング位置および塗布位置のいずれにおいても潜像担持体表面に対する帯電処理を実行可能であるが、上流側のクリーニング位置での帯電処理、つまり導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電が主体的に行われる。したがって、導電性ブレードの耐久が進行する前においては、クリーニング位置で導電性ブレードにより潜像担持体表面は均一に帯電される。このため、塗布位置に移動してきた潜像担持体表面はすでに帯電されているため、塗布位置での帯電処理は行われない、あるいは補助的に行われるのみである。しかしながら、導電性ブレードの耐久が進行して導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電均一性が低下してくると、塗布位置に移動してきた潜像担持体表面のうち十分に帯電されていない領域に対して導電性当接部材による帯電が行われて潜像担持体表面の帯電均一性が高められる。このように装置の使用開始時点では導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電が主体的であったものが、導電性ブレードの耐久進行にしたがって導電性当接部材による帯電の割合が増大し、潜像担持体表面の帯電均一性を確保している。その結果、潜像担持体表面の帯電均一性が長期間にわたって維持される。
【００１５】
また、潜像担持体表面に対する帯電処理については、上記のように導電性ブレードおよび導電性当接部材の少なくとも一方にバイアスを印加することによる１段階帯電であってもよいし、さらに帯電器による二次帯電を加えた２段階帯電であってもよい。後者の場合、帯電器は回転方向において導電性ブレードおよび導電性当接部材の下流側に配置される。そして、上記バイアスを印加することにより潜像担持体表面が第１電位に帯電され、さらに第１電位に帯電された潜像担持体表面は帯電器により二次帯電位置で第２電位に帯電される。このように２段階帯電を用いることで潜像担持体表面での帯電均一性をさらに向上させることができる。
【００１６】
また、２段階帯電の一例として、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧が上記バイアスとして導電性ブレードおよび導電性当接部材の少なくとも一方に印加されて潜像担持体表面を正規帯電極性と同極性の第１電位に帯電させ、帯電器により正規帯電極性と逆極性の電荷を付与して潜像担持体表面の電位を第２電位に調整するように構成してもよい。これにより潜像担持体表面をより均一に帯電させることができる。
【００１７】
また、１段階帯電では、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧に対して交流電圧を重畳させた重畳電圧が上記バイアスとして導電性ブレードおよび導電性当接部材の少なくとも一方に印加されて潜像担持体表面を帯電させるように構成してもよい。このように直流電圧のみならず交流電圧を重畳させることで直流電圧のみを上記バイアスとして印加する１段階帯電に比べて潜像担持体表面での帯電均一性を向上させることができる。
【００１８】
また、導電性当接部材として、例えば塗布ブラシローラーを用いるのが好ましい。さらに、塗布ブラシローラーを次のように設けるのが望ましい。すなわち、塗布位置で塗布ブラシローラーのブラシ先端部の移動方向が潜像担持体表面の移動方向と同じであり、ブラシ先端部が潜像担持体表面に当接しながら塗布ブラシローラーが回転するように構成すると、潜像担持体へのダメージを低減させることができるとともに、ブラシへのトナーの取込が抑制されて塗布ブラシローラーの長寿命化を図ることができる。
【００１９】
また、塗布位置でのブラシ先端部の移動速度が塗布位置での潜像担持体表面の移動速度よりも速くなるように設定するのが望ましい。このように構成することで、潤滑剤を潜像担持体表面に安定して塗布することができるとともに、帯電均一性をさらに高めることができる。
【００２０】
また、現像手段としては、潜像担持体に対して非接触対向配置されたトナー担持体からトナーを潜像担持体表面に与えてトナー像を形成する、いわゆる非接触現像方式のものを用いるのが望ましい。つまり、トナーから遊離した外添剤がトナー担持体に付着しており、これがトナー担持体から飛散して潜像担持体に付着すると、潜像担持体表面を均一に帯電させることができなくなり、画像不良の発生要因となる。この点、非接触現像方式では、トナー担持体と潜像担持体が離間しているため、トナーから遊離してトナー担持体に付着している外添剤が潜像担持体に飛散しにくく、上記問題発生を抑制することができる。なお、トナー担持体を金属現像ローラーで構成すると、トナー担持体に対する外添剤の鏡像力が大きくなり、外添剤が潜像担持体に飛散するのをさらに効果的に防止することができ、より好適である。
【００２１】
また、使用するトナーについては、研磨効果を有する外添剤を含むものを用いるのが望ましい。すなわち、導電性ブレードが潜像担持体と当接している稜線部分にトナーが固着すると、これが帯電性やクリーニング性の低下要因となる。しかも、この発明では潤滑剤を潜像担持体表面に塗布しているため、稜線部分へのトナーの固着が潤滑剤により促進される傾向にある。しかしながら、当該トナーには研磨効果を有する外添剤が含まれているため、導電性ブレードの稜線部分に固着したトナーや潤滑剤は上記外添剤により研磨され、固着トナーの成長が抑制される。このため、長期間にわたって潜像担持体表面の帯電処理およびクリーニング処理を良好に行うことができる。なお、このような研磨効果を有する外添剤としては例えばチタン酸ストロンチウムを用いることができる。
【００２２】
さらに、リーク機能を有する外添剤がトナーに含まれるように構成してもよい。これにより帯電電位の低下を防止することができる。すなわち、導電性ブレードによりクリーニング帯電を繰り返していく間にクリーニング帯電位置での帯電が不安定となり、帯電電位の低下などが発生することがある。しかしながら、トナーにリーク機能を有する外添剤が含まれていると、長期間使用により導電性ブレードにトナーが付着したとしてもリーク外添剤を介して電荷を潜像担持体表面に付与して潜像担持体表面を良好に帯電させることができる。その結果、長期間にわたって帯電不良を発生させることなく、良好な画像形成を行うことができる。このようなリーク機能を有する外添剤としては、例えばチタニア、酸化物半導体、または表面の少なくとも一部に半導電性被膜を被覆した無機微粒子を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態の主要構成を模式的に示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１の装置の動作を示すフローチャート。
【図４】図１の装置におけるブレード印加電圧とブレード電流の関係を示す図。
【図５】本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態の主要構成を模式的に示す図。
【図６】クリーニング位置近傍の拡大模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態の主要構成を模式的に示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１においては、非磁性一成分系負帯電トナーを用いて画像形成が行われる。すなわち、第１実施形態では、負極性が「正規帯電極性」である。もちろん、正極性を正規帯電極性とする正帯電トナーを用いて画像形成を行うこともできる。以下の説明では、画像形成装置１は負帯電トナーを用いるものとして説明するが、正帯電トナーを用いる場合には、以下の説明の各部材の帯電の電位を逆極性とすればよい。また、トナーは、トナー母粒子とこのトナー母粒子に外添される外添剤とを有しているが、以下の説明では、単に「トナー」という場合には、トナー母粒子に外添剤が外添されてなる粒子全体を指すものとする。
【００２５】
図１に示すように、この画像形成装置１は静電潜像およびトナー像が形成される感光体２を備えている。この感光体２は感光体ドラムからなり、従来公知の感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。この感光体２における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられるとともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。このように第１実施形態では、感光体２が本発明の「潜像担持体」に相当している。
【００２６】
感光体２の周囲には、塗布ブラシローラー３１を用いて潤滑剤を感光体２の表面に塗布する潤滑剤塗布ユニット３と、転写残りトナーをクリーニング除去する導電性ブレード４と、後述するように塗布ブラシローラー３１または導電性ブレード４により一次帯電された感光体２の表面に対して二次帯電処理を施して感光体２の表面電位を所定電位に調整する帯電器５と、感光体２表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ユニット６と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット７と、該トナー像を転写される転写ユニット８とが、それぞれこれらの順に感光体２の回転方向Ｄ２（図１では、時計回り）に沿って配設されている。なお、以下の説明においては、潤滑剤塗布ユニット３により潤滑剤を塗布する位置を塗布位置Ｐ０、導電性ブレード４が感光体２表面と当接してクリーニングを行う位置をクリーニング位置Ｐ１、帯電器５により二次帯電する位置を二次帯電位置Ｐ２、感光体２表面に露光ユニット６からの光ビームＬが照射される位置を露光位置Ｐ３、現像ユニット７の現像ローラー７ａと感光体２との対向位置を現像位置Ｐ４、感光体２と中間転写ベルト８ａとの当接位置を転写位置Ｐ５と称する。第１実施形態では、これらの各位置が感光体２の回転方向Ｄ２の上流側から下流側に向けて上記順序で設けられている。
【００２７】
第１実施形態では、本発明の「潤滑剤塗布手段」に相当する潤滑剤塗布ユニット３により感光体２表面に潤滑剤が塗布されるのに続いて、感光体２に対して２段階帯電が行われる。すなわち、塗布ブラシローラー３１または導電性ブレード４により感光体２の表面が一次帯電された後、さらに帯電器５により二次帯電されて感光体２表面が所望の電位で一様に帯電される。なお、潤滑剤塗布ユニット３、導電性ブレード４および帯電器５の構成および動作については、転写残りトナーのクリーニング動作を含めて後で詳述する。
【００２８】
このように帯電された感光体２の表面に対し、露光ユニット６により静電潜像が形成される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬにより感光体２表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。より具体的には、図２に示すように、画像信号を生成するホストコンピュータなどの外部装置からインターフェース１１２を介して画像信号が与えられると、この画像信号が画像処理ユニット１１１によって所定の処理を施される。この画像信号は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０１を介して露光ユニット６に受け渡される。露光ユニット６は画像信号に応じて感光体２表面に光ビームＬを照射して露光し、露光された感光体２の表面領域（露光部）では電荷が中和されて、露光されなかった表面領域（非露光部）とは異なる表面電位に変化する。こうして感光体２上に画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００２９】
こうして形成された静電潜像に対して現像ユニット７からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この例の画像形成装置１の現像ユニット７は、現像ローラー７ａが感光体２に接触しない非接触現像方式の現像手段である。現像ローラー７ａは感光体２と所定のギャップ、例えば１００μｍ以上を隔てて対向配置されており、図１の矢印方向Ｄ7に回転駆動される。現像ローラー７ａには現像バイアス電源７１から所定の現像バイアスＶbが印加される。このように第１実施形態では、現像ローラー７ａが本発明の「トナー担持体」に相当している。
【００３０】
転写ユニット８は、表面にトナー像を担持可能な無端状ベルトであり図１の矢印方向Ｄ8に周回移動する中間転写ベルト８ａを有しており、感光体２に近接配置されたバックアップローラー８ｂによって、中間転写ベルト８ａは感光体２の表面に当接されている。さらに、中間転写ベルト８ａには転写バイアス電源８１からトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスＶt1が印加されており、その作用により感光体２上で現像されたトナー像が中間転写ベルト８ａに転写（一次転写）される。中間転写ベルト８ａに転写されたトナー像はさらに図示しない記録紙に二次転写され、定着ユニット９によって記録紙上に永久定着されて出力される。
【００３１】
感光体２の回転方向Ｄ２において転写位置Ｐ５より下流の塗布位置Ｐ０に潤滑剤塗布ユニット３が配置されている。この潤滑剤塗布ユニット３は、塗布ブラシローラー３１と、潤滑剤を固形状に固めた潤滑剤バー３２とを有している。塗布ブラシローラー３１は、回転可能に設けられたローラー本体３１ａと、ローラー本体３１ａの外周面に植毛された複数のブラシ毛３１ｂとを有している。なお、ブラシ毛３１ｂとしては例えば、繊度２Ｄ（デニール）のナイロン製で原糸抵抗１．０×１０７〜１．０×１０１１Ωｃｍ（東英産業株式会社製、型番ＵＵＮ（６ナイロン、カーボンタイプ、均一分散タイプ）に相当する）、ブラシ密度が１００ＫＦ／ｉｎｃｈ２のものを用いることができる。すなわち、ブラシ毛３１ｂにはカーボン粒子が分散されて適度な導電性を有するように調整されている。また、塗布ブラシローラー３１は切替スイッチ５３を介して一次帯電バイアス電源５１と電気的に接続されており、ＣＰＵ１０１により切替スイッチ５３がポジションＢにセットされると、ＣＰＵ１０１により制御される一次帯電バイアス電源５１から負の直流（ＤＣ）の一次帯電バイアス電圧Ｖcg1が印加される。このように第１実施形態では、塗布ブラシローラー３１が本発明の「導電性当接部材」に相当しており、切替スイッチ５３を制御することで適当なタイミングで塗布ブラシローラー３１に一次帯電バイアスＶcg1を印加して感光体２表面を負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電させることが可能となっている。
【００３２】
ブラシ毛３１ｂが感光体２の表面に当接するように塗布ブラシローラー３１は感光体２に対して対向配置された状態で、ローラー本体３１ａが感光体２の回転と順回転（感光体２とブラシ毛３１ｂとの当接部で感光体２の回転の接線方向の速度の向きとブラシ毛３１ｂの回転の接線方向の速度の向きとが同じ向き）、すなわちいわゆるウィズ方向で回転するように構成されている。したがって、感光体２へのダメージを低減させることができるとともに、ブラシ毛３１ｂへのトナーの取込が抑制されて塗布ブラシローラー３１の長寿命化を図ることができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、塗布位置Ｐ０でのブラシ先端部、つまりブラシ毛３１ｂの先端の移動速度（塗布ブラシローラー３１の周速度）が塗布位置Ｐ０での感光体２表面の移動速度（感光体２の周速度）よりも速くなるように、塗布ブラシローラー３１が回転制御される。したがって、潤滑剤を感光体２表面に安定して塗布することができるとともに、塗布ブラシローラー３１による感光体２表面の帯電をより均一に行うことができる。
【００３４】
また、塗布ブラシローラー３１を挟んで感光体２の反対側（図１中の右手側）に潤滑剤バー３２が配置されており、上記のように回転する塗布ブラシローラー３１のブラシ毛３１ｂが潤滑剤バー３２に当接して削りとり、感光体２表面に運んで感光体２表面に塗布する。このようにして塗布位置Ｐ０で潤滑剤が感光体２の表面に塗布されて潤滑剤層が感光体２表面に形成される。なお、潤滑剤としては、例えば脂肪酸金属塩を使用することができ、上記したように固形状のものを用いる以外に粉状の潤滑剤を用いてもよいが、飛散等の問題をなくすためにも固形状で使用するのが望ましい。また、脂肪酸金属塩を構成する金属塩としては、例えば亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、鉛およびニッケル等を用いることができる。さらに、脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、例えばステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等を用いることができる。中でも、固形状として用いる場合はステアリン酸亜鉛を好適に使用することができる。
【００３５】
潤滑剤バー３２は使用につれて消耗する性質のものであり、第１実施形態では、少なくとも感光体２の寿命が尽きるまでの間は一定量以上の潤滑剤が残存するように、潤滑剤バー３２のサイズを定めている。また、感光体２が装置本体から取り外して交換可能なプロセスユニットとして構成される場合には、潤滑剤バー３２もこのプロセスユニットに収容されるのが好ましい。これにより、感光体２が新品に交換されたときには潤滑剤バー３２も更新され、当該感光体２の寿命が尽きるよりも前に潤滑剤が枯渇してしまうことが防止される。
【００３６】
また、回転方向Ｄ２において塗布位置Ｐ０より下流のクリーニング位置Ｐ１に導電性ブレード４が配置されている。この導電性ブレード４は、ゴムや樹脂などに導電性を付与したもの等、従来より感光体２に対してクリーニング処理を施すものを用いることができる。また、第１実施形態では、導電性ブレード４は幅方向（図１紙面の垂直方向）に延びたプレート形状を有しており、その幅方向サイズは感光体２の画像形成領域の幅よりも若干長くなっている。例えば、画像形成領域の幅方向サイズが２９１ｍｍであるとき、導電性ブレード４の幅方向サイズは３１０ｍｍに設定することができる。
【００３７】
この導電性ブレード４の後端部は、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、リン青銅などの金属（合金を含む）材料、あるいは、導電性樹脂、もしくは樹脂等にアルミニウムなど導電性を持つ金属等を蒸着し導電性を持たせた材料により形成された支持部材４１により支持される。一方、導電性ブレード４の先端部は支持部材４１の先端から突き出されてクリーニング位置Ｐ１で感光体２表面に当接されている。第１実施形態では感光体２の回転方向Ｄ２に対して導電性ブレード４の先端部はカウンター方向で当接されており、導電性ブレード４の当接角（クリーニング位置Ｐ１での感光体２表面の接線方向に対する導電性ブレード４の傾斜角）は約１０゜に設定されている。また、第１実施形態では、感光体２に対する導電性ブレード４の荷重を１３ｇ／ｃｍに設定している。このようなクリーニング条件で感光体２表面に残存するトナーが導電性ブレード４により掻き取られて感光体２表面からトナーがクリーニング除去される。なお、こうして掻き取られたトナーは導電性ブレード４および支持部材４１の下方位置に配置されたトナー回収ボックス４２に回収される。
【００３８】
また、導電性ブレード４は、塗布ブラシローラー３１と同様に、切替スイッチ５３を介して一次帯電バイアス電源５１と電気的に接続されており、ＣＰＵ１０１により切替スイッチ５３がポジションＡにセットされると、ＣＰＵ１０１により制御される一次帯電バイアス電源５１から負の直流（ＤＣ）の一次帯電バイアス電圧Ｖcg1が印加され、感光体２表面を負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電させることが可能となっている。このように第１実施形態では、ＣＰＵ１０１により切替スイッチ５３の接続ポジションを切り替えることで一次帯電バイアスＶcg1の印加先を塗布ブラシローラー３１および導電性ブレード４から選択することが可能となっている。すなわち、一次帯電バイアスＶcg1が塗布ブラシローラー３１に印加されることで塗布位置Ｐ０で感光体２表面に対する一次帯電処理が実行される一方、一次帯電バイアスＶcg1が導電性ブレード４に印加されることでクリーニング位置Ｐ１で感光体２表面に対する一次帯電処理が実行される。なお、第１実施形態では、一次帯電バイアスＶcg1が本発明の「バイアス」に相当している。
【００３９】
こうして一次帯電された感光体２の表面電位をさらに均して帯電均一性をより一層向上させるとともに、当該表面電位を画像形成に適した電位（本発明の「第２電位」に相当）に二次帯電させるため、感光体２の回転方向Ｄ２においてクリーニング位置Ｐ１より下流の二次帯電位置Ｐ２に帯電器５が設けられている。第１実施形態では、当該帯電器５として、感光体２の表面に接触しないものであり、従来周知慣用のスコロトロン帯電器５が用いられている。このスコロトロン帯電器５は二次帯電バイアス電源５２と電気的に接続され、二次帯電バイアスとして、スコロトロン帯電器５のチャージワイヤ５ｂには正のワイヤ電流Ｉwが流されるとともに、グリッド５ａには負の直流（ＤＣ）のグリッド帯電バイアスＶgが印加される。これにより、帯電器５によりトナーと逆極性（正極性）の電荷が感光体２に与えられて感光体２の表面の電位が略均一となり、しかも第１電位から第２電位、より具体的には画像形成時に設定される表面電位に調整される。例えば、金メッキのチャージワイヤ５ｂに（＋４ｋＶ）の直流電圧を印加して（＋４００μＡ）のワイヤ電流Ｉwを流すとともに、グリッド５ａには（−５００Ｖ）の直流電圧を印加すると、一次帯電により（−６００Ｖ）に帯電していた感光体２の表面電位は略均一の（−５００Ｖ）に調整される。
【００４０】
なお、このように所望の第２電位に帯電された感光体２の表面に対して上記した露光処理および現像処理が順次実行されてトナー像が形成されるとともに、当該トナー像が転写ユニット８により中間転写ベルト（転写媒体）８ａに転写される。
【００４１】
図３は図１の装置の動作を示すフローチャートである。上記のように構成された画像形成装置１では、導電性ブレード４の耐久が進行しておらず、導電性ブレード４により感光体２表面を均一に一次帯電させることができると判断する間（ステップＳ２で「ＮＯ」と判断される間）、切替スイッチ５３の接続ポジションはポジションＡにセットされ、一次帯電バイアス電圧Ｖcg1がブレード印加電圧として一次帯電バイアス電源５１から切替スイッチ５３を介して導電性ブレード４に印加される（ステップＳ１）。これにより、クリーニング位置Ｐ１で感光体２表面は負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電する。なお、このとき塗布ブラシローラー３１には一次帯電バイアスＶcg1は印加されておらず、塗布位置Ｐ０では感光体２表面への潤滑剤の塗布処理のみが実行される。また、第１実施形態では、新品の導電性ブレード４が装着された画像形成装置１による印字開始からの累積印字枚数、つまり耐久枚数を基づきブレード印加電圧Ｖcg1を段階的に増大させている。その理由について、図４を参照しつつ詳述する。
【００４２】
図４は図１の装置におけるブレード印加電圧とブレード電流の関係を示す図である。同図に示すように、第１実施形態では、新品の導電性ブレード４に対しては直流の（−１．４ｋＶ）の一次帯電バイアスＶcg1を印加して感光体２表面を所望の第１電位（−６００Ｖ）に帯電させている。そして、一次帯電バイアスＶcg1（ブレード印加電圧）を一定値に保った、いわゆる定電圧制御を行いながら印字枚数を重ねていくと、耐久枚数が２０００枚以下程度では良好な画像形成を行うことができるものの、それを超えると、同図中の１点鎖線に示すように導電性ブレード４と感光体２との間を流れるブレード電流が大幅に減少し、感光体２表面に帯電ムラが発生して画像品質が落ちることが実験により確認された。つまり、感光体２表面を良好に帯電させるためには、ブレード電流を所定値Ｉth（例えば２５μＡ）以上に維持する必要があることがわかる。そこで、第１実施形態では、導電性ブレード４による感光体２表面の一次帯電を良好に行うために、耐久枚数が１０００枚、２０００枚、３０００枚、５０００枚に達する毎に、導電性ブレード４に印加する一次帯電バイアスＶcg1（ブレード印加電圧）をステップ状に増大させている。これによって、導電性ブレード４と感光体２表面との間に流れるブレード電流を所定値Ｉth以上に維持して感光体２の表面を良好に帯電させている。したがって、長期間にわたって感光体２表面を均一に、しかも良好に帯電させることができる。ただし、一次帯電バイアスＶcg1（ブレード印加電圧）を増大させるにも限界があり、また導電性ブレード４の耐久が進行することで帯電均一性を維持することが困難となる。
【００４３】
そこで、第１実施形態では、ＣＰＵ１０１が耐久枚数を基づき上記判断（ステップＳ２）を行っている。より具体的には、ＣＰＵ１０１は耐久枚数をカウントし、そのカウント値をメモリ（図示省略）に記憶しており、耐久枚数が所定値、例えば１００００枚を超えた時点を、「導電性ブレード４の耐久が進行し、これ以降も導電性ブレード４により一次帯電を行うと、所望の帯電均一性が得られない」という限界タイミングと判断している。なお、上記所定値については、実験や検証などに基づき予め決定しておき、メモリに記憶することができる。また、画像形成装置１を設置した周辺の温度や湿度などの環境条件を加味して上記した所定値を変更設定するように構成してもよい。さらに、第１実施形態では、導電性ブレード４の耐久進行を耐久枚数で判断しているが、その他の指標値、例えば感光体２の回転総数や画像形成装置１の稼働時間などに基づき導電性ブレード４の耐久進行を判断してもよい。また、ユーザが導電性ブレード４の耐久進行を認定し、その旨の入力を画像形成装置１の操作パネル（図示省略）や画像形成装置１と繋がるコンピュータなどの外部装置を介して入力するように構成してもよい。
【００４４】
ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断される、つまり導電性ブレード４の耐久が進行して導電性ブレード４を用いて一次帯電を良好に行うことが難しいと判断されると、ＣＰＵ１０１は切替スイッチ５３の接続ポジションをポジションＡからポジションＢに切り替え、一次帯電バイアス電圧Ｖcg1が一次帯電バイアス電源５１から切替スイッチ５３を介して塗布ブラシローラー３１に印加される（ステップＳ３）。これにより、塗布位置Ｐ０で感光体２表面は負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電する。
【００４５】
以上のように、第１実施形態によれば、導電性ブレード４と塗布ブラシローラー３１の少なくとも一方に一次帯電バイアスＶcg1を印加して一次帯電処理を行っているため、少ない部品点数で一次帯電処理を行うことができる。また、導電性ブレード４による感光体２表面の一次帯電を継続して行うと、導電性ブレード４の耐久進行により帯電均一性が劣化するが、その前に導電性ブレード４による一次帯電から塗布ブラシローラー３１による一次帯電に切り替えているので、帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。
【００４６】
また、上記切替を行うことで導電性ブレード４へのバイアス印加がなくなり、それ以降は導電性ブレード４へのバイアス印加が完全に停止されるため、クリーニング位置Ｐ１では導電性ブレード４によるクリーニング処理のみが実行されることとなる。したがって、一次帯電処理を同時に行っていたときよりもクリーニング性能を高めることができる。
【００４７】
また、耐久枚数が所定値（第１実施形態では１００００枚）を超えた段階で塗布ブラシローラー３１に一次帯電バイアスＶcg1が印加されるため、次の作用効果も得られる。すなわち、第１実施形態では潤滑剤を感光体２表面に塗布して感光体２表面を保護しその磨耗を抑制したり、転写残りトナーに対するクリーニング性を高めている。装置の使用が進むにつれて潤滑剤バー３２の厚みが小さくなるため、塗布ブラシローラー３１による潤滑剤掻き取り量は経時的に減少する。特に、ブラシによる掻き取りでは、潤滑剤バー３２の表面が均等に削られるわけではなく、刷毛目状の凹凸が不可避的に生じてしまうため、潤滑剤掻き取り量の低下が顕著である。このように潤滑剤の掻き取り量が経時的に低下すると、装置寿命を通じて安定した潤滑剤塗布量を維持することが難しくなる。
【００４８】
しかしながら、第１実施形態では耐久枚数が所定値を超えた装置寿命の後半期に塗布ブラシローラー３１に一次帯電バイアスＶcg1が印加されて一次帯電が行われるが、その際、塗布ブラシローラー３１のブラシ毛３１ｂと感光体２との間に電流が流れる。この電流によりブラシ毛３１ｂが昇温し、その昇温効果によって潤滑剤バー３２表面の潤滑剤が軟化し、ブラシ毛３１ｂによる掻き取り量が増加する。その結果、装置寿命の後半期においても十分な潤滑剤を感光体２表面に塗布することができ、潤滑剤塗布量の安定化を図ることができる。
【００４９】
また、クリーニング位置Ｐ１と塗布位置Ｐ０の位置関係は本来的には任意であるが、第１実施形態では、回転方向Ｄ２においてクリーニング位置Ｐ１が塗布位置Ｐ０より下流に位置しているので、潤滑剤塗布ユニット３により感光体２表面に塗布された潤滑剤が導電性ブレード４により均されて感光体２表面上に均一な潤滑剤膜を形成することができる。したがって、潤滑剤による感光体２の劣化防止や放電発生物の発生抑制を感光体２表面全体にわたって発揮させることができる。
【００５０】
また、感光体２表面に対する帯電処理については、例えば特許文献２に記載の装置のように１段階帯電であってもよいが、第１実施形態では上記したように２段階帯電を行っているため、次のような作用効果も得られる。
【００５１】
１段階帯電を行う場合、例えば特許文献２に記載されているように、塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４に対して交流と直流を重畳させた、いわゆる重畳バイアスを印加することが多い。この場合、感光体２表面と塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４の間で極性や電位差が大きく変動し、感光体２の劣化により膜削れやクリーニング性の低下などが発生したり、振動による塗布ムラやクリーニング不良などが発生することがある。これに対し、第１実施形態では、塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４に対してトナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧（一次帯電バイアスＶcg1）を印加して感光体２表面の一次帯電を図っているため、感光体２の劣化、クリーニング不良および塗布ムラなどを抑制しながら、一次帯電処理、クリーニング処理および塗布処理を良好に行うことができる。
【００５２】
また、ＣＰＵ１０１からの動作指令に応じて一次帯電バイアス電源５１が直流電圧の一次帯電バイアスＶcg1を定電圧制御しており、これに対応して除電手段を設けていない、いわゆる除電レス構成を採用している。すなわち、第１実施形態では、感光体２表面のうち転写位置Ｐ５を通過した表面領域は除電されない状態のまま塗布位置Ｐ０およびクリーニング位置Ｐ１に達するように構成されている。このため、当該表面領域が非露光部である場合、光ビームＬの照射を受けていないために当該表面領域の表面電位は直前の二次帯電処理により調整された電位（つまり第２電位）のままであり、当該非露光部と塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４の電位差は小さく、その間に流れる電流も少ない。したがって、感光体２の劣化、塗布ブラシローラー３１の劣化および導電性ブレード４の劣化を効果的に抑制することができ、装置の長寿命化を図ることができる。特に、平均印字デューティーが低い、つまり非露光部が比較的広い、モノクロ印字の場合、上記作用効果は顕著となり、効果的である。したがって、単色印字を専門に行うモノクロ画像形成装置に対して本発明を適用することは非常に有効である。
【００５３】
導電性ブレード４の耐久進行に応じて導電性ブレード４に印加する一次帯電バイアス（ブレード印加電圧）Ｖcg1をステップ状に増大させているので、導電性ブレード４と感光体２表面との間に流れるブレード電流を常に所定値Ｉth以上に維持して感光体２の表面を良好に帯電させることができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、一次帯電された感光体２表面に対して、いわゆる正極性スコロトロン帯電器５により二次帯電を行っているため、放電生成物やオゾンの発生が少ないという作用効果が得られる。また、チャージワイヤ５ｂの長寿命化も可能となる。なお、上記のように構成された画像形成装置１において放電生成物を全く発生させないというのは非現実的であるため、塗布位置Ｐ０、クリーニング位置Ｐ１および二次帯電位置Ｐ２の周囲を排気する排気手段を設けるのが望ましい。また、塗布位置Ｐ０、クリーニング位置Ｐ１や二次帯電位置Ｐ２に気流を案内するフィンなどの気流形成手段を設けて、塗布位置Ｐ０、クリーニング位置Ｐ１および二次帯電位置Ｐ２からの放電生成物の排出効率を高めるのが好適である。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、感光体２に対して非接触対向配置された現像ローラー（トナー担持体）７ａからトナーを感光体２表面に与えて静電潜像を現像する、いわゆる非接触現像方式を採用しているため、次のような作用効果も得られる。すなわち、トナーから遊離した外添剤は感光体２表面の均一帯電に対する阻害要因のひとつである。したがって、現像ローラー７ａに付着している遊離外添剤が現像ローラー７ａから飛散して感光体２に付着すると、感光体２表面を適切に帯電させることができなくなり、画像不良の発生要因となる。これに対し、第１実施形態では、現像ローラー７ａと感光体２が離間しているため、トナーから遊離して現像ローラー７ａに付着している外添剤が感光体２に飛散しにくく、上記問題発生を抑制することができる。また、現像ローラー７ａからの遊離外添剤の飛散をより効果的に抑制するためには、例えば現像ローラー７ａを金属現像ローラーで構成するのが望ましい。というのも、このような構成を採用した場合、現像ローラー７ａに対する外添剤の鏡像力が大きくなり、感光体２からの遊離外添剤の飛び出しが難しくなるからである。
【００５６】
なお、上記実施形態では、塗布ブラシローラー３１および導電性ブレード４に印加する一次帯電バイアスＶcg1を定電圧制御しているが、塗布ブラシローラー３１、導電性ブレード４と感光体２との間に流れる電流を定電流制御してもよい。ただし、定電流制御を行った場合、塗布位置Ｐ０で一次帯電処理を行う際に非露光部と塗布ブラシローラー３１の間に電流が流れ、またクリーニング位置Ｐ１で一次帯電処理を行う際に非露光部と導電性ブレード４の間に所定の電流が流れ、非露光部が過帯電状態となってしまう。これを防止するためには、転写位置Ｐ５と塗布位置Ｐ０との間に除電手段を設けるのが好適である。
【００５７】
また、上記のように定電流制御を行う場合には、クリーニング位置Ｐ１で一次帯電処理を行う際の一次帯電バイアスＶcg1に基づき導電性ブレード４の耐久進行を判断してもよい。つまり、ステップＳ２で耐久枚数の代わりに一次帯電バイアスＶcg1を所定値と対比し、所定値を超えてしまうことを判断基準として一次帯電バイアスＶcg1の印加先を導電性ブレード４から塗布ブラシローラー３１に切り替えるように構成してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、２段階帯電方式で感光体２表面を所望の表面電位に帯電させているが、例えば塗布ブラシローラー３１による帯電または導電性ブレード４による帯電のみによる１段階帯電を行ってもよい。すなわち、塗布ブラシローラー３１または導電性ブレード４に対して交流と直流を重畳させた重畳電圧を帯電バイアスとして印加し、塗布位置Ｐ０で塗布処理と同時に、またはクリーニング位置Ｐ１でクリーニング処理と同時に、感光体２表面の帯電を完結させてもよい。この場合、帯電器５の設置は不要となり、装置の簡素化および小型化をさらに進めることができる。
【００５９】
図５は本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態の主要構成を模式的に示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、潤滑剤塗布ユニット３と導電性ブレード４の配置関係と、一次帯電バイアスＶcg1の印加態様との２点であり、その他の構成は第１実施形態と基本的に同一である。したがって、以下の説明では、相違点を中心に説明する。
【００６０】
第２実施形態では、図５に示すように、導電性ブレード４および潤滑剤塗布ユニット３が感光体２の回転方向Ｄ２の上流側から下流側に向けてこの順序で設けられている。つまり、回転方向Ｄ２においてクリーニング位置Ｐ１は塗布位置Ｐ０より上流に位置している。また、第１帯電バイアス電源５１が導電性ブレード４および塗布ブラシローラー３１に接続されており、導電性ブレード４および塗布ブラシローラー３１に対して一次帯電バイアスＶcg1が印加され、第１実施形態と同様に、定電圧制御される。
【００６１】
このように構成された第２実施形態では、導電性ブレード４および塗布ブラシローラー３１のいずれにも同一の直流電圧が印加されるため、クリーニング位置Ｐ１および塗布位置Ｐ０のいずれにおいても感光体２表面に対する一次帯電処理を実行可能となっている。ただし、この実施形態では、上記したようにクリーニング位置Ｐ１が塗布位置Ｐ０の上流側に位置しているため、クリーニング位置Ｐ１での一次帯電処理が主体的に行われる。つまり、導電性ブレード４の耐久が進行していない間、クリーニング位置Ｐ１で導電性ブレード４により感光体２表面は均一に帯電される。このため、クリーニング位置Ｐ１より下流側の塗布位置Ｐ０では感光体２表面はすでに帯電されており、塗布位置Ｐ０での帯電処理は行われない、あるいは補助的に行われるのみである。
【００６２】
一方、装置の使用が進むにつれて導電性ブレード４の耐久が進行してクリーニング位置Ｐ１での帯電均一性が低下してくると、塗布位置Ｐ０では感光体２表面のうち十分に帯電されていない領域に対して塗布ブラシローラー３１による帯電が行われて感光体２表面の帯電均一性が高められる。このように第２実施形態では導電性ブレード４の耐久進行に応じて一次帯電処理の主体が導電性ブレード４から塗布ブラシローラー３１に移行する。したがって、装置の使用が進むにつれて導電性ブレード４の耐久が進行して導電性ブレード４による帯電の均一性が低下していくものの、塗布ブラシローラー３１による帯電の割合が高まって帯電均一性が確保され、帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。このように第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６３】
ところで、クリーニング位置Ｐ１では、感光体２表面に対して導電性ブレード４が押し付けられており、しかも一次帯電バイアスＶcg1が印加されている。これら荷重およびバイアス印加の影響により、図６に示すように、導電性ブレード４の先端部のうち感光体２表面と当接している稜線部分４ａにトナーが固着し、さらに潤滑剤の影響によりトナー固着が促進される。なお、当該固着部分ＡＲについては、同図に太線で示している。このような固着部分ＡＲがそのまま残存してしまうと、導電性ブレード４による一次帯電が不安定となったり、導電性ブレード４によるクリーニングを良好に行うことができない等の問題が生じて画像不良が発生することがある。
【００６４】
そこで、このような問題を解消するためには、上記画像形成装置１で使用するトナーに研磨効果を有する外添剤を含有させると、導電性ブレード４の稜線部分４ａに固着したトナーや潤滑剤は上記外添剤により研磨されるため、固着部分ＡＲが成長するのを確実に抑制することができる。その結果、画像形成を長期間継続してしたとしても、導電性ブレード４による感光体２の一次帯電処理およびクリーニング処理を良好に行うことができる。このような研磨効果を有する外添剤としては、例えばチタン酸ストロンチウムを用いることができる。
【００６５】
また、上記のように小粒径トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置１では、トナーの一部が導電性ブレード４をすり抜けてブレード面４ｂに付着することがあり、導電性ブレード４によりクリーニング帯電を繰り返していく間にブレード面４ｂにトナーが堆積していきクリーニング位置Ｐ１での一次帯電が不安定となり、帯電電位の低下などが発生することがある。この問題を解消するためには、リーク機能を有する外添剤をトナーに含有させるのが好ましい。つまり、上記のように導電性ブレード４に付着したトナーにリーク機能を有する外添剤（以下「リーク外添剤」という）が含まれると、長期間使用により導電性ブレード４にトナーが付着したとしてもリーク外添剤を介して電荷を感光体２表面に付与して感光体２表面を良好に帯電させることができる。その結果、長期間にわたって帯電不良を発生させることなく、良好な画像形成を行うことができる。ここで、遊離率が低いリーク外添剤を用いることでトナーからのリーク外添剤の離脱が抑制され、上記作用効果を確実に得ることができ、好適である。また、リーク外添剤の外径を、トナーに含まれる絶縁性外添剤の外径よりも大きくすることで一次帯電をより安定化することができる。なお、このようなリーク外添剤としては、チタニア、酸化物半導体（酸化亜鉛、酸化スズなど）、または表面の少なくとも一部にＡＴＯ（スズ酸化物にアンチモンをドープしたもの）、ＩＴＯ（スズ酸化物にインジウムをドープしたもの）等の半導電性被膜を被覆した、シリカなどの無機微粒子などを用いることができる。特に、これらの中でも遊離率が低いものとしては酸化亜鉛を挙げることができる。
【００６６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、二次帯電を行う帯電器５として正極性スコロトロン帯電器５を用いているが、非接触式ローラー帯電器や接触式ローラー帯電器などの他の帯電器を用いてもよい。すなわち、正規帯電極性と逆極性の電荷を一次帯電された感光体２表面に付与して感光体２の表面電位を第２電位に調整することができるものを帯電器５として用いることができる。
【００６７】
また、例えば、上記実施形態の説明において示した各数値は一例にすぎず、本発明がこれらに限定されるものではない。また、本実施形態では負帯電トナーを使用しているが、正帯電トナーを使用する画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。この場合には各部の電位関係を上記と逆転させればよい。
【００６８】
また、上記実施形態の画像形成装置は、均一に帯電された感光体２表面を露光ユニット６により露光することで静電潜像を形成する装置であるが、帯電された潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができるものであれば、上記のように露光によるもの以外の潜像形成手段を用いてもよい。
【００６９】
さらに、上記実施形態では現像ユニット７の個数について特に言及していないが、本発明は、回転自在のロータリー現像ユニットに複数の現像ユニットを装着したカラー画像形成装置や、複数の現像ユニットを中間転写媒体の周囲に配置したいわゆるタンデム型の画像形成装置、現像ユニットを１個だけ備えてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成装置などに対して好適に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１…画像形成装置、 ２…感光体（潜像担持体）、 ３…潤滑剤塗布ユニット（潤滑剤塗布手段）、 ４…導電性ブレード、 ５…正極性スコロトロン帯電器、 ７…現像ユニット（現像手段）、 ７ａ…現像ローラー（トナー担持体）、 ８…転写ユニット、 ８ａ…中間転写ベルト（転写媒体）、 ３１…塗布ブラシローラー（導電性当接部材）、 ５３…切替スイッチ（切替手段）、 Ｄ２…（感光体の）回転方向、 Ｐ０…塗布位置、 Ｐ１…クリーニング位置、 Ｐ２…二次帯電位置、 Ｐ４…現像位置、 Ｐ５…転写位置、 Ｖcg1…一次帯電バイアス
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潜像担持体の表面に形成される静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する画像形成装置および画像形成方法、特に潜像担持体表面のクリーニングおよび帯電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の回転方向に周回移動する潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像することでトナー像を形成し、該トナー像を転写媒体に転写する画像形成装置および方法が知られている。この画像形成装置および方法においては、潜像担持体から転写媒体への転写効率が１００％以下であるため、転写後の潜像担持体表面に少量ながらトナーが残存している場合がある。そこで、この種の画像形成装置では、潜像担持体の回転方向において転写位置よりも下流のクリーニング位置にクリーニングブレードを潜像担持体の表面に当接させて転写残りトナーを除去する、いわゆるブレード方式のクリーニング手段が多用されていた。
【０００３】
しかしながら、近年では、画像の高精細化、プロセスの高速化および定着温度の低温化などの目的のために、これまでより粒径の小さなトナー（例えば体積平均粒径が５μｍ以下であり、トナーの円形度は０．９５以上であるトナー）の採用が検討されつつある。このような小粒径トナーでは、クリーニングブレードをすり抜けて潜像担持体からの転写残りトナーの除去が難しいという問題がある。また、このような転写残りトナーにより徐々にフィルミング層が潜像担持体表面に形成されて転写性能が低下したり、クリーニングブレードと潜像担持体の摩擦係数が増大し、潜像担持体にダメージを与えてしまう等の問題が発生することがあった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、感光体表面に潤滑剤を塗布して上記問題の解消を図っている。すなわち、固形化したステアリン酸亜鉛（潤滑剤）に塗布ブラシを接触させてステアリン酸亜鉛を削りとり、塗布ブラシにより感光体表面上に塗布している。これにより感光体表面に潤滑剤層が感光体の保護膜として形成され、小粒径トナーを用いて画像形成を行う場合であっても、クリーニングブレードにより小粒径トナーを感光体表面から確実にクリーニング除去することが可能となっている。そして、こうしてクリーニングブレードによりクリーニング除去された感光体表面をクリーニング位置の下流に配置された帯電部材により所定の表面電位に帯電させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８６２６２号公報（図１）
【特許文献２】特開平４−３０４４７６号公報（図２、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、装置の小型化や部品数の低減などの観点から、例えば特許文献２に記載の技術、つまりクリーニングブレードに帯電機能とクリーニング機能を付加する技術を特許文献１に記載の装置に適用することが考えられる。しかしながら、このような組み合わせを有する画像形成装置では、感光体ドラムや感光体ベルトなどの潜像担持体の表面を帯電させるためにクリーニングブレードに対して帯電バイアスが印加されている。また、潜像担持体表面に対してクリーニングブレードを押し付けるために荷重が与えられている。このような帯電バイアスや荷重の影響により、クリーニングブレードの先端部のうち潜像担持体表面と当接している箇所に放電生成物、トナーや潤滑剤などの付着物が堆積していき、帯電均一性が劣化していく。このように、帯電機能とクリーニング機能を兼ね備えたクリーニングブレード（本発明の「導電性ブレード」に相当）の耐久が進んでいくと、帯電性能が劣化して画像品質を招いてしまう。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、潜像担持体表面の帯電処理およびクリーニング処理ならびに潜像担持体表面への潤滑剤の塗布処理を行う画像形成装置および方法において、少ない部品数で帯電均一性を長期間にわたって維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、所定の回転方向に周回移動する潜像担持体と、所定の塗布位置で、導電性当接部材を潜像担持体表面に当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、回転方向において塗布位置より下流の現像位置で、潤滑剤が塗布された潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、回転方向において現像位置より上流のクリーニング位置で、潜像担持体の表面に当接して潜像担持体表面上のトナーをクリーニング除去する導電性ブレードとを備え、導電性当接部材および導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスが印加されることにより潜像担持体表面が帯電され、導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて、導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電と、導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電との割合を変化させることを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するため、所定の回転方向に周回移動する潜像担持体の表面に導電性当接部材を当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布工程と、潤滑剤が塗布された潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像工程と、トナー像を転写媒体に転写する転写工程と、潜像担持体の表面に導電性ブレードを当接して潜像担持体表面に残存する転写残りトナーをクリーニング除去するクリーニング工程と、導電性当接部材および導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスを印加して潜像担持体表面を帯電させる帯電工程とを備え、帯電工程では、導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電と、導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電との割合が、導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて変化することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明（画像形成装置および画像形成方法）では、導電性ブレードが潜像担持体の表面に当接してトナーをクリーニング除去するが、当該導電性ブレードにバイアスが印加されることで潜像担持体表面に対してクリーニング処理とともに帯電処理を実行可能となっている。また、導電性当接部材が潜像担持体の表面に当接して潤滑剤を塗布するが、当該導電性当接部材にバイアスが印加されることで潜像担持体表面への潤滑剤塗布処理とともに帯電処理を実行可能となっている。そして、本発明では、導電性ブレードと導電性当接部材の少なくとも一方にバイアスが印加されて帯電処理が行われる。したがって、少ない部品点数で帯電処理を行うことができる。
【００１１】
また、導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電を継続すると、導電性ブレードの耐久が進行するが、これにしたがって導電性ブレードの先端部、つまり潜像担持体表面と当接している部位に放電生成物、トナーや潤滑剤などの付着物が堆積していき、帯電均一性が劣化していく。そこで、本発明では、導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電と、導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電との割合を変化させている。したがって、導電性ブレードの耐久進行に応じて導電性当接部材による潜像担持体表面の帯電の割合が増えて帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。
【００１２】
上記割合を変化させる具体的な手法として、例えばバイアスの印加先を切り替える切替手段を設けてもよい。すなわち、切替手段がバイアスの印加先を導電性ブレードに設定すると、クリーニング位置で導電性ブレードによりクリーニング処理と同時に帯電処理が実行される一方、塗布位置では潤滑剤の塗布処理のみが実行される。そして、導電性ブレードの耐久が進行して帯電均一性が低下してくると、切替手段はバイアスの印加先を導電性当接部材に切り替え、潜像担持体表面は導電性当接部材により帯電されることとなり、帯電均一性が高められる。このようにバイアスの印加先を切り替えることで帯電均一性が長期間にわたって維持される。なお、印加先の切替により導電性ブレードへのバイアス印加が完全に停止されるため、クリーニング位置では導電性ブレードによるクリーニング処理のみが実行されることとなり、その結果、帯電処理を同時に行っていたとき（耐久進行前）よりもクリーニング性能を高めることができる。
【００１３】
また、クリーニング位置と塗布位置の位置関係は任意であるが、上記のように切替手段によりバイアスの印加先を切り替える場合には、回転方向においてクリーニング位置が塗布位置より下流に位置するように構成するのが好適である。というのも、この配置関係を採用することで潤滑剤塗布手段により潜像担持体表面に塗布された潤滑剤が導電性ブレードにより均されて潜像担持体表面上に均一な潤滑剤膜を形成することができるからである。
【００１４】
また、上記割合を変化させる別の手法として、例えば回転方向においてクリーニング位置を塗布位置より上流に位置させるとともに、導電性当接部材および導電性ブレードの両方に同一の直流電圧を上記バイアスとして印加してもよい。このようにバイアスを印加した場合、クリーニング位置および塗布位置のいずれにおいても潜像担持体表面に対する帯電処理を実行可能であるが、上流側のクリーニング位置での帯電処理、つまり導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電が主体的に行われる。したがって、導電性ブレードの耐久が進行する前においては、クリーニング位置で導電性ブレードにより潜像担持体表面は均一に帯電される。このため、塗布位置に移動してきた潜像担持体表面はすでに帯電されているため、塗布位置での帯電処理は行われない、あるいは補助的に行われるのみである。しかしながら、導電性ブレードの耐久が進行して導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電均一性が低下してくると、塗布位置に移動してきた潜像担持体表面のうち十分に帯電されていない領域に対して導電性当接部材による帯電が行われて潜像担持体表面の帯電均一性が高められる。このように装置の使用開始時点では導電性ブレードによる潜像担持体表面の帯電が主体的であったものが、導電性ブレードの耐久進行にしたがって導電性当接部材による帯電の割合が増大し、潜像担持体表面の帯電均一性を確保している。その結果、潜像担持体表面の帯電均一性が長期間にわたって維持される。
【００１５】
また、潜像担持体表面に対する帯電処理については、上記のように導電性ブレードおよび導電性当接部材の少なくとも一方にバイアスを印加することによる１段階帯電であってもよいし、さらに帯電器による二次帯電を加えた２段階帯電であってもよい。後者の場合、帯電器は回転方向において導電性ブレードおよび導電性当接部材の下流側に配置される。そして、上記バイアスを印加することにより潜像担持体表面が第１電位に帯電され、さらに第１電位に帯電された潜像担持体表面は帯電器により二次帯電位置で第２電位に帯電される。このように２段階帯電を用いることで潜像担持体表面での帯電均一性をさらに向上させることができる。
【００１６】
また、２段階帯電の一例として、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧が上記バイアスとして導電性ブレードおよび導電性当接部材の少なくとも一方に印加されて潜像担持体表面を正規帯電極性と同極性の第１電位に帯電させ、帯電器により正規帯電極性と逆極性の電荷を付与して潜像担持体表面の電位を第２電位に調整するように構成してもよい。これにより潜像担持体表面をより均一に帯電させることができる。
【００１７】
また、１段階帯電では、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧に対して交流電圧を重畳させた重畳電圧が上記バイアスとして導電性ブレードおよび導電性当接部材の少なくとも一方に印加されて潜像担持体表面を帯電させるように構成してもよい。このように直流電圧のみならず交流電圧を重畳させることで直流電圧のみを上記バイアスとして印加する１段階帯電に比べて潜像担持体表面での帯電均一性を向上させることができる。
【００１８】
また、導電性当接部材として、例えば塗布ブラシローラーを用いるのが好ましい。さらに、塗布ブラシローラーを次のように設けるのが望ましい。すなわち、塗布位置で塗布ブラシローラーのブラシ先端部の移動方向が潜像担持体表面の移動方向と同じであり、ブラシ先端部が潜像担持体表面に当接しながら塗布ブラシローラーが回転するように構成すると、潜像担持体へのダメージを低減させることができるとともに、ブラシへのトナーの取込が抑制されて塗布ブラシローラーの長寿命化を図ることができる。
【００１９】
また、塗布位置でのブラシ先端部の移動速度が塗布位置での潜像担持体表面の移動速度よりも速くなるように設定するのが望ましい。このように構成することで、潤滑剤を潜像担持体表面に安定して塗布することができるとともに、帯電均一性をさらに高めることができる。
【００２０】
また、現像手段としては、潜像担持体に対して非接触対向配置されたトナー担持体からトナーを潜像担持体表面に与えてトナー像を形成する、いわゆる非接触現像方式のものを用いるのが望ましい。つまり、トナーから遊離した外添剤がトナー担持体に付着しており、これがトナー担持体から飛散して潜像担持体に付着すると、潜像担持体表面を均一に帯電させることができなくなり、画像不良の発生要因となる。この点、非接触現像方式では、トナー担持体と潜像担持体が離間しているため、トナーから遊離してトナー担持体に付着している外添剤が潜像担持体に飛散しにくく、上記問題発生を抑制することができる。なお、トナー担持体を金属現像ローラーで構成すると、トナー担持体に対する外添剤の鏡像力が大きくなり、外添剤が潜像担持体に飛散するのをさらに効果的に防止することができ、より好適である。
【００２１】
また、使用するトナーについては、研磨効果を有する外添剤を含むものを用いるのが望ましい。すなわち、導電性ブレードが潜像担持体と当接している稜線部分にトナーが固着すると、これが帯電性やクリーニング性の低下要因となる。しかも、この発明では潤滑剤を潜像担持体表面に塗布しているため、稜線部分へのトナーの固着が潤滑剤により促進される傾向にある。しかしながら、当該トナーには研磨効果を有する外添剤が含まれているため、導電性ブレードの稜線部分に固着したトナーや潤滑剤は上記外添剤により研磨され、固着トナーの成長が抑制される。このため、長期間にわたって潜像担持体表面の帯電処理およびクリーニング処理を良好に行うことができる。なお、このような研磨効果を有する外添剤としては例えばチタン酸ストロンチウムを用いることができる。
【００２２】
さらに、リーク機能を有する外添剤がトナーに含まれるように構成してもよい。これにより帯電電位の低下を防止することができる。すなわち、導電性ブレードによりクリーニング帯電を繰り返していく間にクリーニング帯電位置での帯電が不安定となり、帯電電位の低下などが発生することがある。しかしながら、トナーにリーク機能を有する外添剤が含まれていると、長期間使用により導電性ブレードにトナーが付着したとしてもリーク外添剤を介して電荷を潜像担持体表面に付与して潜像担持体表面を良好に帯電させることができる。その結果、長期間にわたって帯電不良を発生させることなく、良好な画像形成を行うことができる。このようなリーク機能を有する外添剤としては、例えばチタニア、酸化物半導体、または表面の少なくとも一部に半導電性被膜を被覆した無機微粒子を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態の主要構成を模式的に示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１の装置の動作を示すフローチャート。
【図４】図１の装置におけるブレード印加電圧とブレード電流の関係を示す図。
【図５】本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態の主要構成を模式的に示す図。
【図６】クリーニング位置近傍の拡大模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態の主要構成を模式的に示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１においては、非磁性一成分系負帯電トナーを用いて画像形成が行われる。すなわち、第１実施形態では、負極性が「正規帯電極性」である。もちろん、正極性を正規帯電極性とする正帯電トナーを用いて画像形成を行うこともできる。以下の説明では、画像形成装置１は負帯電トナーを用いるものとして説明するが、正帯電トナーを用いる場合には、以下の説明の各部材の帯電の電位を逆極性とすればよい。また、トナーは、トナー母粒子とこのトナー母粒子に外添される外添剤とを有しているが、以下の説明では、単に「トナー」という場合には、トナー母粒子に外添剤が外添されてなる粒子全体を指すものとする。
【００２５】
図１に示すように、この画像形成装置１は静電潜像およびトナー像が形成される感光体２を備えている。この感光体２は感光体ドラムからなり、従来公知の感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。この感光体２における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられるとともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。このように第１実施形態では、感光体２が本発明の「潜像担持体」に相当している。
【００２６】
感光体２の周囲には、塗布ブラシローラー３１を用いて潤滑剤を感光体２の表面に塗布する潤滑剤塗布ユニット３と、転写残りトナーをクリーニング除去する導電性ブレード４と、後述するように塗布ブラシローラー３１または導電性ブレード４により一次帯電された感光体２の表面に対して二次帯電処理を施して感光体２の表面電位を所定電位に調整する帯電器５と、感光体２表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ユニット６と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット７と、該トナー像を転写される転写ユニット８とが、それぞれこれらの順に感光体２の回転方向Ｄ２（図１では、時計回り）に沿って配設されている。なお、以下の説明においては、潤滑剤塗布ユニット３により潤滑剤を塗布する位置を塗布位置Ｐ０、導電性ブレード４が感光体２表面と当接してクリーニングを行う位置をクリーニング位置Ｐ１、帯電器５により二次帯電する位置を二次帯電位置Ｐ２、感光体２表面に露光ユニット６からの光ビームＬが照射される位置を露光位置Ｐ３、現像ユニット７の現像ローラー７ａと感光体２との対向位置を現像位置Ｐ４、感光体２と中間転写ベルト８ａとの当接位置を転写位置Ｐ５と称する。第１実施形態では、これらの各位置が感光体２の回転方向Ｄ２の上流側から下流側に向けて上記順序で設けられている。
【００２７】
第１実施形態では、本発明の「潤滑剤塗布手段」に相当する潤滑剤塗布ユニット３により感光体２表面に潤滑剤が塗布されるのに続いて、感光体２に対して２段階帯電が行われる。すなわち、塗布ブラシローラー３１または導電性ブレード４により感光体２の表面が一次帯電された後、さらに帯電器５により二次帯電されて感光体２表面が所望の電位で一様に帯電される。なお、潤滑剤塗布ユニット３、導電性ブレード４および帯電器５の構成および動作については、転写残りトナーのクリーニング動作を含めて後で詳述する。
【００２８】
このように帯電された感光体２の表面に対し、露光ユニット６により静電潜像が形成される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬにより感光体２表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。より具体的には、図２に示すように、画像信号を生成するホストコンピュータなどの外部装置からインターフェース１１２を介して画像信号が与えられると、この画像信号が画像処理ユニット１１１によって所定の処理を施される。この画像信号は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０１を介して露光ユニット６に受け渡される。露光ユニット６は画像信号に応じて感光体２表面に光ビームＬを照射して露光し、露光された感光体２の表面領域（露光部）では電荷が中和されて、露光されなかった表面領域（非露光部）とは異なる表面電位に変化する。こうして感光体２上に画像信号に対応した静電潜像が形成される。
【００２９】
こうして形成された静電潜像に対して現像ユニット７からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この例の画像形成装置１の現像ユニット７は、現像ローラー７ａが感光体２に接触しない非接触現像方式の現像手段である。現像ローラー７ａは感光体２と所定のギャップ、例えば１００μｍ以上を隔てて対向配置されており、図１の矢印方向Ｄ7に回転駆動される。現像ローラー７ａには現像バイアス電源７１から所定の現像バイアスＶbが印加される。このように第１実施形態では、現像ローラー７ａが本発明の「トナー担持体」に相当している。
【００３０】
転写ユニット８は、表面にトナー像を担持可能な無端状ベルトであり図１の矢印方向Ｄ8に周回移動する中間転写ベルト８ａを有しており、感光体２に近接配置されたバックアップローラー８ｂによって、中間転写ベルト８ａは感光体２の表面に当接されている。さらに、中間転写ベルト８ａには転写バイアス電源８１からトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスＶt1が印加されており、その作用により感光体２上で現像されたトナー像が中間転写ベルト８ａに転写（一次転写）される。中間転写ベルト８ａに転写されたトナー像はさらに図示しない記録紙に二次転写され、定着ユニット９によって記録紙上に永久定着されて出力される。
【００３１】
感光体２の回転方向Ｄ２において転写位置Ｐ５より下流の塗布位置Ｐ０に潤滑剤塗布ユニット３が配置されている。この潤滑剤塗布ユニット３は、塗布ブラシローラー３１と、潤滑剤を固形状に固めた潤滑剤バー３２とを有している。塗布ブラシローラー３１は、回転可能に設けられたローラー本体３１ａと、ローラー本体３１ａの外周面に植毛された複数のブラシ毛３１ｂとを有している。なお、ブラシ毛３１ｂとしては例えば、繊度２Ｄ（デニール）のナイロン製で原糸抵抗１．０×１０７〜１．０×１０１１Ωｃｍ（東英産業株式会社製、型番ＵＵＮ（６ナイロン、カーボンタイプ、均一分散タイプ）に相当する）、ブラシ密度が１００ＫＦ／ｉｎｃｈ２のものを用いることができる。すなわち、ブラシ毛３１ｂにはカーボン粒子が分散されて適度な導電性を有するように調整されている。また、塗布ブラシローラー３１は切替スイッチ５３を介して一次帯電バイアス電源５１と電気的に接続されており、ＣＰＵ１０１により切替スイッチ５３がポジションＢにセットされると、ＣＰＵ１０１により制御される一次帯電バイアス電源５１から負の直流（ＤＣ）の一次帯電バイアス電圧Ｖcg1が印加される。このように第１実施形態では、塗布ブラシローラー３１が本発明の「導電性当接部材」に相当しており、切替スイッチ５３を制御することで適当なタイミングで塗布ブラシローラー３１に一次帯電バイアスＶcg1を印加して感光体２表面を負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電させることが可能となっている。
【００３２】
ブラシ毛３１ｂが感光体２の表面に当接するように塗布ブラシローラー３１は感光体２に対して対向配置された状態で、ローラー本体３１ａが感光体２の回転と順回転（感光体２とブラシ毛３１ｂとの当接部で感光体２の回転の接線方向の速度の向きとブラシ毛３１ｂの回転の接線方向の速度の向きとが同じ向き）、すなわちいわゆるウィズ方向で回転するように構成されている。したがって、感光体２へのダメージを低減させることができるとともに、ブラシ毛３１ｂへのトナーの取込が抑制されて塗布ブラシローラー３１の長寿命化を図ることができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、塗布位置Ｐ０でのブラシ先端部、つまりブラシ毛３１ｂの先端の移動速度（塗布ブラシローラー３１の周速度）が塗布位置Ｐ０での感光体２表面の移動速度（感光体２の周速度）よりも速くなるように、塗布ブラシローラー３１が回転制御される。したがって、潤滑剤を感光体２表面に安定して塗布することができるとともに、塗布ブラシローラー３１による感光体２表面の帯電をより均一に行うことができる。
【００３４】
また、塗布ブラシローラー３１を挟んで感光体２の反対側（図１中の右手側）に潤滑剤バー３２が配置されており、上記のように回転する塗布ブラシローラー３１のブラシ毛３１ｂが潤滑剤バー３２に当接して削りとり、感光体２表面に運んで感光体２表面に塗布する。このようにして塗布位置Ｐ０で潤滑剤が感光体２の表面に塗布されて潤滑剤層が感光体２表面に形成される。なお、潤滑剤としては、例えば脂肪酸金属塩を使用することができ、上記したように固形状のものを用いる以外に粉状の潤滑剤を用いてもよいが、飛散等の問題をなくすためにも固形状で使用するのが望ましい。また、脂肪酸金属塩を構成する金属塩としては、例えば亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、鉛およびニッケル等を用いることができる。さらに、脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、例えばステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等を用いることができる。中でも、固形状として用いる場合はステアリン酸亜鉛を好適に使用することができる。
【００３５】
潤滑剤バー３２は使用につれて消耗する性質のものであり、第１実施形態では、少なくとも感光体２の寿命が尽きるまでの間は一定量以上の潤滑剤が残存するように、潤滑剤バー３２のサイズを定めている。また、感光体２が装置本体から取り外して交換可能なプロセスユニットとして構成される場合には、潤滑剤バー３２もこのプロセスユニットに収容されるのが好ましい。これにより、感光体２が新品に交換されたときには潤滑剤バー３２も更新され、当該感光体２の寿命が尽きるよりも前に潤滑剤が枯渇してしまうことが防止される。
【００３６】
また、回転方向Ｄ２において塗布位置Ｐ０より下流のクリーニング位置Ｐ１に導電性ブレード４が配置されている。この導電性ブレード４は、ゴムや樹脂などに導電性を付与したもの等、従来より感光体２に対してクリーニング処理を施すものを用いることができる。また、第１実施形態では、導電性ブレード４は幅方向（図１紙面の垂直方向）に延びたプレート形状を有しており、その幅方向サイズは感光体２の画像形成領域の幅よりも若干長くなっている。例えば、画像形成領域の幅方向サイズが２９１ｍｍであるとき、導電性ブレード４の幅方向サイズは３１０ｍｍに設定することができる。
【００３７】
この導電性ブレード４の後端部は、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、リン青銅などの金属（合金を含む）材料、あるいは、導電性樹脂、もしくは樹脂等にアルミニウムなど導電性を持つ金属等を蒸着し導電性を持たせた材料により形成された支持部材４１により支持される。一方、導電性ブレード４の先端部は支持部材４１の先端から突き出されてクリーニング位置Ｐ１で感光体２表面に当接されている。第１実施形態では感光体２の回転方向Ｄ２に対して導電性ブレード４の先端部はカウンター方向で当接されており、導電性ブレード４の当接角（クリーニング位置Ｐ１での感光体２表面の接線方向に対する導電性ブレード４の傾斜角）は約１０゜に設定されている。また、第１実施形態では、感光体２に対する導電性ブレード４の荷重を１３ｇ／ｃｍに設定している。このようなクリーニング条件で感光体２表面に残存するトナーが導電性ブレード４により掻き取られて感光体２表面からトナーがクリーニング除去される。なお、こうして掻き取られたトナーは導電性ブレード４および支持部材４１の下方位置に配置されたトナー回収ボックス４２に回収される。
【００３８】
また、導電性ブレード４は、塗布ブラシローラー３１と同様に、切替スイッチ５３を介して一次帯電バイアス電源５１と電気的に接続されており、ＣＰＵ１０１により切替スイッチ５３がポジションＡにセットされると、ＣＰＵ１０１により制御される一次帯電バイアス電源５１から負の直流（ＤＣ）の一次帯電バイアス電圧Ｖcg1が印加され、感光体２表面を負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電させることが可能となっている。このように第１実施形態では、ＣＰＵ１０１により切替スイッチ５３の接続ポジションを切り替えることで一次帯電バイアスＶcg1の印加先を塗布ブラシローラー３１および導電性ブレード４から選択することが可能となっている。すなわち、一次帯電バイアスＶcg1が塗布ブラシローラー３１に印加されることで塗布位置Ｐ０で感光体２表面に対する一次帯電処理が実行される一方、一次帯電バイアスＶcg1が導電性ブレード４に印加されることでクリーニング位置Ｐ１で感光体２表面に対する一次帯電処理が実行される。なお、第１実施形態では、一次帯電バイアスＶcg1が本発明の「バイアス」に相当している。
【００３９】
こうして一次帯電された感光体２の表面電位をさらに均して帯電均一性をより一層向上させるとともに、当該表面電位を画像形成に適した電位（本発明の「第２電位」に相当）に二次帯電させるため、感光体２の回転方向Ｄ２においてクリーニング位置Ｐ１より下流の二次帯電位置Ｐ２に帯電器５が設けられている。第１実施形態では、当該帯電器５として、感光体２の表面に接触しないものであり、従来周知慣用のスコロトロン帯電器５が用いられている。このスコロトロン帯電器５は二次帯電バイアス電源５２と電気的に接続され、二次帯電バイアスとして、スコロトロン帯電器５のチャージワイヤ５ｂには正のワイヤ電流Ｉwが流されるとともに、グリッド５ａには負の直流（ＤＣ）のグリッド帯電バイアスＶgが印加される。これにより、帯電器５によりトナーと逆極性（正極性）の電荷が感光体２に与えられて感光体２の表面の電位が略均一となり、しかも第１電位から第２電位、より具体的には画像形成時に設定される表面電位に調整される。例えば、金メッキのチャージワイヤ５ｂに（＋４ｋＶ）の直流電圧を印加して（＋４００μＡ）のワイヤ電流Ｉwを流すとともに、グリッド５ａには（−５００Ｖ）の直流電圧を印加すると、一次帯電により（−６００Ｖ）に帯電していた感光体２の表面電位は略均一の（−５００Ｖ）に調整される。
【００４０】
なお、このように所望の第２電位に帯電された感光体２の表面に対して上記した露光処理および現像処理が順次実行されてトナー像が形成されるとともに、当該トナー像が転写ユニット８により中間転写ベルト（転写媒体）８ａに転写される。
【００４１】
図３は図１の装置の動作を示すフローチャートである。上記のように構成された画像形成装置１では、導電性ブレード４の耐久が進行しておらず、導電性ブレード４により感光体２表面を均一に一次帯電させることができると判断する間（ステップＳ２で「ＮＯ」と判断される間）、切替スイッチ５３の接続ポジションはポジションＡにセットされ、一次帯電バイアス電圧Ｖcg1がブレード印加電圧として一次帯電バイアス電源５１から切替スイッチ５３を介して導電性ブレード４に印加される（ステップＳ１）。これにより、クリーニング位置Ｐ１で感光体２表面は負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電する。なお、このとき塗布ブラシローラー３１には一次帯電バイアスＶcg1は印加されておらず、塗布位置Ｐ０では感光体２表面への潤滑剤の塗布処理のみが実行される。また、第１実施形態では、新品の導電性ブレード４が装着された画像形成装置１による印字開始からの累積印字枚数、つまり耐久枚数を基づきブレード印加電圧Ｖcg1を段階的に増大させている。その理由について、図４を参照しつつ詳述する。
【００４２】
図４は図１の装置におけるブレード印加電圧とブレード電流の関係を示す図である。同図に示すように、第１実施形態では、新品の導電性ブレード４に対しては直流の（−１．４ｋＶ）の一次帯電バイアスＶcg1を印加して感光体２表面を所望の第１電位（−６００Ｖ）に帯電させている。そして、一次帯電バイアスＶcg1（ブレード印加電圧）を一定値に保った、いわゆる定電圧制御を行いながら印字枚数を重ねていくと、耐久枚数が２０００枚以下程度では良好な画像形成を行うことができるものの、それを超えると、同図中の１点鎖線に示すように導電性ブレード４と感光体２との間を流れるブレード電流が大幅に減少し、感光体２表面に帯電ムラが発生して画像品質が落ちることが実験により確認された。つまり、感光体２表面を良好に帯電させるためには、ブレード電流を所定値Ｉth（例えば２５μＡ）以上に維持する必要があることがわかる。そこで、第１実施形態では、導電性ブレード４による感光体２表面の一次帯電を良好に行うために、耐久枚数が１０００枚、２０００枚、３０００枚、５０００枚に達する毎に、導電性ブレード４に印加する一次帯電バイアスＶcg1（ブレード印加電圧）をステップ状に増大させている。これによって、導電性ブレード４と感光体２表面との間に流れるブレード電流を所定値Ｉth以上に維持して感光体２の表面を良好に帯電させている。したがって、長期間にわたって感光体２表面を均一に、しかも良好に帯電させることができる。ただし、一次帯電バイアスＶcg1（ブレード印加電圧）を増大させるにも限界があり、また導電性ブレード４の耐久が進行することで帯電均一性を維持することが困難となる。
【００４３】
そこで、第１実施形態では、ＣＰＵ１０１が耐久枚数を基づき上記判断（ステップＳ２）を行っている。より具体的には、ＣＰＵ１０１は耐久枚数をカウントし、そのカウント値をメモリ（図示省略）に記憶しており、耐久枚数が所定値、例えば１００００枚を超えた時点を、「導電性ブレード４の耐久が進行し、これ以降も導電性ブレード４により一次帯電を行うと、所望の帯電均一性が得られない」という限界タイミングと判断している。なお、上記所定値については、実験や検証などに基づき予め決定しておき、メモリに記憶することができる。また、画像形成装置１を設置した周辺の温度や湿度などの環境条件を加味して上記した所定値を変更設定するように構成してもよい。さらに、第１実施形態では、導電性ブレード４の耐久進行を耐久枚数で判断しているが、その他の指標値、例えば感光体２の回転総数や画像形成装置１の稼働時間などに基づき導電性ブレード４の耐久進行を判断してもよい。また、ユーザが導電性ブレード４の耐久進行を認定し、その旨の入力を画像形成装置１の操作パネル（図示省略）や画像形成装置１と繋がるコンピュータなどの外部装置を介して入力するように構成してもよい。
【００４４】
ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断される、つまり導電性ブレード４の耐久が進行して導電性ブレード４を用いて一次帯電を良好に行うことが難しいと判断されると、ＣＰＵ１０１は切替スイッチ５３の接続ポジションをポジションＡからポジションＢに切り替え、一次帯電バイアス電圧Ｖcg1が一次帯電バイアス電源５１から切替スイッチ５３を介して塗布ブラシローラー３１に印加される（ステップＳ３）。これにより、塗布位置Ｐ０で感光体２表面は負電位、例えば（−６００Ｖ）に帯電する。
【００４５】
以上のように、第１実施形態によれば、導電性ブレード４と塗布ブラシローラー３１の少なくとも一方に一次帯電バイアスＶcg1を印加して一次帯電処理を行っているため、少ない部品点数で一次帯電処理を行うことができる。また、導電性ブレード４による感光体２表面の一次帯電を継続して行うと、導電性ブレード４の耐久進行により帯電均一性が劣化するが、その前に導電性ブレード４による一次帯電から塗布ブラシローラー３１による一次帯電に切り替えているので、帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。
【００４６】
また、上記切替を行うことで導電性ブレード４へのバイアス印加がなくなり、それ以降は導電性ブレード４へのバイアス印加が完全に停止されるため、クリーニング位置Ｐ１では導電性ブレード４によるクリーニング処理のみが実行されることとなる。したがって、一次帯電処理を同時に行っていたときよりもクリーニング性能を高めることができる。
【００４７】
また、耐久枚数が所定値（第１実施形態では１００００枚）を超えた段階で塗布ブラシローラー３１に一次帯電バイアスＶcg1が印加されるため、次の作用効果も得られる。すなわち、第１実施形態では潤滑剤を感光体２表面に塗布して感光体２表面を保護しその磨耗を抑制したり、転写残りトナーに対するクリーニング性を高めている。装置の使用が進むにつれて潤滑剤バー３２の厚みが小さくなるため、塗布ブラシローラー３１による潤滑剤掻き取り量は経時的に減少する。特に、ブラシによる掻き取りでは、潤滑剤バー３２の表面が均等に削られるわけではなく、刷毛目状の凹凸が不可避的に生じてしまうため、潤滑剤掻き取り量の低下が顕著である。このように潤滑剤の掻き取り量が経時的に低下すると、装置寿命を通じて安定した潤滑剤塗布量を維持することが難しくなる。
【００４８】
しかしながら、第１実施形態では耐久枚数が所定値を超えた装置寿命の後半期に塗布ブラシローラー３１に一次帯電バイアスＶcg1が印加されて一次帯電が行われるが、その際、塗布ブラシローラー３１のブラシ毛３１ｂと感光体２との間に電流が流れる。この電流によりブラシ毛３１ｂが昇温し、その昇温効果によって潤滑剤バー３２表面の潤滑剤が軟化し、ブラシ毛３１ｂによる掻き取り量が増加する。その結果、装置寿命の後半期においても十分な潤滑剤を感光体２表面に塗布することができ、潤滑剤塗布量の安定化を図ることができる。
【００４９】
また、クリーニング位置Ｐ１と塗布位置Ｐ０の位置関係は本来的には任意であるが、第１実施形態では、回転方向Ｄ２においてクリーニング位置Ｐ１が塗布位置Ｐ０より下流に位置しているので、潤滑剤塗布ユニット３により感光体２表面に塗布された潤滑剤が導電性ブレード４により均されて感光体２表面上に均一な潤滑剤膜を形成することができる。したがって、潤滑剤による感光体２の劣化防止や放電発生物の発生抑制を感光体２表面全体にわたって発揮させることができる。
【００５０】
また、感光体２表面に対する帯電処理については、例えば特許文献２に記載の装置のように１段階帯電であってもよいが、第１実施形態では上記したように２段階帯電を行っているため、次のような作用効果も得られる。
【００５１】
１段階帯電を行う場合、例えば特許文献２に記載されているように、塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４に対して交流と直流を重畳させた、いわゆる重畳バイアスを印加することが多い。この場合、感光体２表面と塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４の間で極性や電位差が大きく変動し、感光体２の劣化により膜削れやクリーニング性の低下などが発生したり、振動による塗布ムラやクリーニング不良などが発生することがある。これに対し、第１実施形態では、塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４に対してトナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧（一次帯電バイアスＶcg1）を印加して感光体２表面の一次帯電を図っているため、感光体２の劣化、クリーニング不良および塗布ムラなどを抑制しながら、一次帯電処理、クリーニング処理および塗布処理を良好に行うことができる。
【００５２】
また、ＣＰＵ１０１からの動作指令に応じて一次帯電バイアス電源５１が直流電圧の一次帯電バイアスＶcg1を定電圧制御しており、これに対応して除電手段を設けていない、いわゆる除電レス構成を採用している。すなわち、第１実施形態では、感光体２表面のうち転写位置Ｐ５を通過した表面領域は除電されない状態のまま塗布位置Ｐ０およびクリーニング位置Ｐ１に達するように構成されている。このため、当該表面領域が非露光部である場合、光ビームＬの照射を受けていないために当該表面領域の表面電位は直前の二次帯電処理により調整された電位（つまり第２電位）のままであり、当該非露光部と塗布ブラシローラー３１や導電性ブレード４の電位差は小さく、その間に流れる電流も少ない。したがって、感光体２の劣化、塗布ブラシローラー３１の劣化および導電性ブレード４の劣化を効果的に抑制することができ、装置の長寿命化を図ることができる。特に、平均印字デューティーが低い、つまり非露光部が比較的広い、モノクロ印字の場合、上記作用効果は顕著となり、効果的である。したがって、単色印字を専門に行うモノクロ画像形成装置に対して本発明を適用することは非常に有効である。
【００５３】
導電性ブレード４の耐久進行に応じて導電性ブレード４に印加する一次帯電バイアス（ブレード印加電圧）Ｖcg1をステップ状に増大させているので、導電性ブレード４と感光体２表面との間に流れるブレード電流を常に所定値Ｉth以上に維持して感光体２の表面を良好に帯電させることができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、一次帯電された感光体２表面に対して、いわゆる正極性スコロトロン帯電器５により二次帯電を行っているため、放電生成物やオゾンの発生が少ないという作用効果が得られる。また、チャージワイヤ５ｂの長寿命化も可能となる。なお、上記のように構成された画像形成装置１において放電生成物を全く発生させないというのは非現実的であるため、塗布位置Ｐ０、クリーニング位置Ｐ１および二次帯電位置Ｐ２の周囲を排気する排気手段を設けるのが望ましい。また、塗布位置Ｐ０、クリーニング位置Ｐ１や二次帯電位置Ｐ２に気流を案内するフィンなどの気流形成手段を設けて、塗布位置Ｐ０、クリーニング位置Ｐ１および二次帯電位置Ｐ２からの放電生成物の排出効率を高めるのが好適である。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、感光体２に対して非接触対向配置された現像ローラー（トナー担持体）７ａからトナーを感光体２表面に与えて静電潜像を現像する、いわゆる非接触現像方式を採用しているため、次のような作用効果も得られる。すなわち、トナーから遊離した外添剤は感光体２表面の均一帯電に対する阻害要因のひとつである。したがって、現像ローラー７ａに付着している遊離外添剤が現像ローラー７ａから飛散して感光体２に付着すると、感光体２表面を適切に帯電させることができなくなり、画像不良の発生要因となる。これに対し、第１実施形態では、現像ローラー７ａと感光体２が離間しているため、トナーから遊離して現像ローラー７ａに付着している外添剤が感光体２に飛散しにくく、上記問題発生を抑制することができる。また、現像ローラー７ａからの遊離外添剤の飛散をより効果的に抑制するためには、例えば現像ローラー７ａを金属現像ローラーで構成するのが望ましい。というのも、このような構成を採用した場合、現像ローラー７ａに対する外添剤の鏡像力が大きくなり、感光体２からの遊離外添剤の飛び出しが難しくなるからである。
【００５６】
なお、上記実施形態では、塗布ブラシローラー３１および導電性ブレード４に印加する一次帯電バイアスＶcg1を定電圧制御しているが、塗布ブラシローラー３１、導電性ブレード４と感光体２との間に流れる電流を定電流制御してもよい。ただし、定電流制御を行った場合、塗布位置Ｐ０で一次帯電処理を行う際に非露光部と塗布ブラシローラー３１の間に電流が流れ、またクリーニング位置Ｐ１で一次帯電処理を行う際に非露光部と導電性ブレード４の間に所定の電流が流れ、非露光部が過帯電状態となってしまう。これを防止するためには、転写位置Ｐ５と塗布位置Ｐ０との間に除電手段を設けるのが好適である。
【００５７】
また、上記のように定電流制御を行う場合には、クリーニング位置Ｐ１で一次帯電処理を行う際の一次帯電バイアスＶcg1に基づき導電性ブレード４の耐久進行を判断してもよい。つまり、ステップＳ２で耐久枚数の代わりに一次帯電バイアスＶcg1を所定値と対比し、所定値を超えてしまうことを判断基準として一次帯電バイアスＶcg1の印加先を導電性ブレード４から塗布ブラシローラー３１に切り替えるように構成してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、２段階帯電方式で感光体２表面を所望の表面電位に帯電させているが、例えば塗布ブラシローラー３１による帯電または導電性ブレード４による帯電のみによる１段階帯電を行ってもよい。すなわち、塗布ブラシローラー３１または導電性ブレード４に対して交流と直流を重畳させた重畳電圧を帯電バイアスとして印加し、塗布位置Ｐ０で塗布処理と同時に、またはクリーニング位置Ｐ１でクリーニング処理と同時に、感光体２表面の帯電を完結させてもよい。この場合、帯電器５の設置は不要となり、装置の簡素化および小型化をさらに進めることができる。
【００５９】
図５は本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態の主要構成を模式的に示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、潤滑剤塗布ユニット３と導電性ブレード４の配置関係と、一次帯電バイアスＶcg1の印加態様との２点であり、その他の構成は第１実施形態と基本的に同一である。したがって、以下の説明では、相違点を中心に説明する。
【００６０】
第２実施形態では、図５に示すように、導電性ブレード４および潤滑剤塗布ユニット３が感光体２の回転方向Ｄ２の上流側から下流側に向けてこの順序で設けられている。つまり、回転方向Ｄ２においてクリーニング位置Ｐ１は塗布位置Ｐ０より上流に位置している。また、第１帯電バイアス電源５１が導電性ブレード４および塗布ブラシローラー３１に接続されており、導電性ブレード４および塗布ブラシローラー３１に対して一次帯電バイアスＶcg1が印加され、第１実施形態と同様に、定電圧制御される。
【００６１】
このように構成された第２実施形態では、導電性ブレード４および塗布ブラシローラー３１のいずれにも同一の直流電圧が印加されるため、クリーニング位置Ｐ１および塗布位置Ｐ０のいずれにおいても感光体２表面に対する一次帯電処理を実行可能となっている。ただし、この実施形態では、上記したようにクリーニング位置Ｐ１が塗布位置Ｐ０の上流側に位置しているため、クリーニング位置Ｐ１での一次帯電処理が主体的に行われる。つまり、導電性ブレード４の耐久が進行していない間、クリーニング位置Ｐ１で導電性ブレード４により感光体２表面は均一に帯電される。このため、クリーニング位置Ｐ１より下流側の塗布位置Ｐ０では感光体２表面はすでに帯電されており、塗布位置Ｐ０での帯電処理は行われない、あるいは補助的に行われるのみである。
【００６２】
一方、装置の使用が進むにつれて導電性ブレード４の耐久が進行してクリーニング位置Ｐ１での帯電均一性が低下してくると、塗布位置Ｐ０では感光体２表面のうち十分に帯電されていない領域に対して塗布ブラシローラー３１による帯電が行われて感光体２表面の帯電均一性が高められる。このように第２実施形態では導電性ブレード４の耐久進行に応じて一次帯電処理の主体が導電性ブレード４から塗布ブラシローラー３１に移行する。したがって、装置の使用が進むにつれて導電性ブレード４の耐久が進行して導電性ブレード４による帯電の均一性が低下していくものの、塗布ブラシローラー３１による帯電の割合が高まって帯電均一性が確保され、帯電均一性を長期間にわたって維持することが可能となる。このように第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６３】
ところで、クリーニング位置Ｐ１では、感光体２表面に対して導電性ブレード４が押し付けられており、しかも一次帯電バイアスＶcg1が印加されている。これら荷重およびバイアス印加の影響により、図６に示すように、導電性ブレード４の先端部のうち感光体２表面と当接している稜線部分４ａにトナーが固着し、さらに潤滑剤の影響によりトナー固着が促進される。なお、当該固着部分ＡＲについては、同図に太線で示している。このような固着部分ＡＲがそのまま残存してしまうと、導電性ブレード４による一次帯電が不安定となったり、導電性ブレード４によるクリーニングを良好に行うことができない等の問題が生じて画像不良が発生することがある。
【００６４】
そこで、このような問題を解消するためには、上記画像形成装置１で使用するトナーに研磨効果を有する外添剤を含有させると、導電性ブレード４の稜線部分４ａに固着したトナーや潤滑剤は上記外添剤により研磨されるため、固着部分ＡＲが成長するのを確実に抑制することができる。その結果、画像形成を長期間継続してしたとしても、導電性ブレード４による感光体２の一次帯電処理およびクリーニング処理を良好に行うことができる。このような研磨効果を有する外添剤としては、例えばチタン酸ストロンチウムを用いることができる。
【００６５】
また、上記のように小粒径トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置１では、トナーの一部が導電性ブレード４をすり抜けてブレード面４ｂに付着することがあり、導電性ブレード４によりクリーニング帯電を繰り返していく間にブレード面４ｂにトナーが堆積していきクリーニング位置Ｐ１での一次帯電が不安定となり、帯電電位の低下などが発生することがある。この問題を解消するためには、リーク機能を有する外添剤をトナーに含有させるのが好ましい。つまり、上記のように導電性ブレード４に付着したトナーにリーク機能を有する外添剤（以下「リーク外添剤」という）が含まれると、長期間使用により導電性ブレード４にトナーが付着したとしてもリーク外添剤を介して電荷を感光体２表面に付与して感光体２表面を良好に帯電させることができる。その結果、長期間にわたって帯電不良を発生させることなく、良好な画像形成を行うことができる。ここで、遊離率が低いリーク外添剤を用いることでトナーからのリーク外添剤の離脱が抑制され、上記作用効果を確実に得ることができ、好適である。また、リーク外添剤の外径を、トナーに含まれる絶縁性外添剤の外径よりも大きくすることで一次帯電をより安定化することができる。なお、このようなリーク外添剤としては、チタニア、酸化物半導体（酸化亜鉛、酸化スズなど）、または表面の少なくとも一部にＡＴＯ（スズ酸化物にアンチモンをドープしたもの）、ＩＴＯ（スズ酸化物にインジウムをドープしたもの）等の半導電性被膜を被覆した、シリカなどの無機微粒子などを用いることができる。特に、これらの中でも遊離率が低いものとしては酸化亜鉛を挙げることができる。
【００６６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、二次帯電を行う帯電器５として正極性スコロトロン帯電器５を用いているが、非接触式ローラー帯電器や接触式ローラー帯電器などの他の帯電器を用いてもよい。すなわち、正規帯電極性と逆極性の電荷を一次帯電された感光体２表面に付与して感光体２の表面電位を第２電位に調整することができるものを帯電器５として用いることができる。
【００６７】
また、例えば、上記実施形態の説明において示した各数値は一例にすぎず、本発明がこれらに限定されるものではない。また、本実施形態では負帯電トナーを使用しているが、正帯電トナーを使用する画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。この場合には各部の電位関係を上記と逆転させればよい。
【００６８】
また、上記実施形態の画像形成装置は、均一に帯電された感光体２表面を露光ユニット６により露光することで静電潜像を形成する装置であるが、帯電された潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができるものであれば、上記のように露光によるもの以外の潜像形成手段を用いてもよい。
【００６９】
さらに、上記実施形態では現像ユニット７の個数について特に言及していないが、本発明は、回転自在のロータリー現像ユニットに複数の現像ユニットを装着したカラー画像形成装置や、複数の現像ユニットを中間転写媒体の周囲に配置したいわゆるタンデム型の画像形成装置、現像ユニットを１個だけ備えてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成装置などに対して好適に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１…画像形成装置、 ２…感光体（潜像担持体）、 ３…潤滑剤塗布ユニット（潤滑剤塗布手段）、 ４…導電性ブレード、 ５…正極性スコロトロン帯電器、 ７…現像ユニット（現像手段）、 ７ａ…現像ローラー（トナー担持体）、 ８…転写ユニット、 ８ａ…中間転写ベルト（転写媒体）、 ３１…塗布ブラシローラー（導電性当接部材）、 ５３…切替スイッチ（切替手段）、 Ｄ２…（感光体の）回転方向、 Ｐ０…塗布位置、 Ｐ１…クリーニング位置、 Ｐ２…二次帯電位置、 Ｐ４…現像位置、 Ｐ５…転写位置、 Ｖcg1…一次帯電バイアス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転方向に周回移動する潜像担持体と、
所定の塗布位置で、導電性当接部材を前記潜像担持体表面に当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記回転方向において前記塗布位置より下流の現像位置で、前記潤滑剤が塗布された前記潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記回転方向において前記現像位置より上流のクリーニング位置で、前記潜像担持体の表面に当接して前記潜像担持体表面上のトナーをクリーニング除去する導電性ブレードとを備え、
前記導電性当接部材および前記導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスが印加されることにより前記潜像担持体表面が帯電され、
前記導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて、前記導電性ブレードによる前記潜像担持体表面の帯電と、前記導電性当接部材による前記潜像担持体表面の帯電との割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアスの印加先を切り替えることで前記割合を変化させる切替手段を備える請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記切替手段は前記バイアスの印加先を前記導電性ブレードから前記導電性当接部材に切り替える請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回転方向において前記クリーニング位置は前記塗布位置より下流に位置している請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回転方向において前記クリーニング位置は前記塗布位置より上流に位置しており、
前記導電性当接部材および前記導電性ブレードの両方に同一の直流電圧が前記バイアスとして印加される請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回転方向において前記クリーニング位置および前記塗布位置よりも下流で、かつ前記現像位置より上流の二次帯電位置で前記潜像担持体表面を帯電させる帯電器を備え、
前記バイアスを印加することにより前記潜像担持体表面が前記二次帯電位置の上流側で第１電位に帯電され、
前記第１電位に帯電された前記潜像担持体表面が前記二次帯電位置で前記帯電器により第２電位に帯電される請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧を前記バイアスとして印加することにより前記潜像担持体表面が前記二次帯電位置の上流側で前記正規帯電極性と同極性の第１電位に帯電され、
前記帯電器により前記正規帯電極性と逆極性の電荷を付与することにより前記潜像担持体表面の電位が第２電位に調整される請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧に対して交流電圧を重畳させた重畳電圧を前記バイアスとして印加することにより前記潜像担持体表面を帯電させる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記導電性当接部材は塗布ブラシローラーであり、
前記塗布ブラシローラーは、前記塗布位置で前記塗布ブラシローラーのブラシ先端部の移動方向が前記潜像担持体表面の移動方向と同じであり、前記ブラシ先端部が前記潜像担持体表面に当接しながら回転する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記塗布位置での前記ブラシ先端部の移動速度が前記塗布位置での前記潜像担持体表面の移動速度よりも速い請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像手段は、前記現像位置で前記潜像担持体に対して非接触対向配置されたトナー担持体を有しており、前記トナー担持体から前記トナーを前記潜像担持体表面に与えてトナー像を形成する請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記トナーは研磨効果を有する外添剤を含む請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記研磨効果を有する外添剤はチタン酸ストロンチウムである請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記トナーはリーク機能を有する外添剤を含む請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記リーク機能を有する外添剤は、チタニア、酸化物半導体、または表面の少なくとも一部に半導電性被膜を被覆した無機微粒子である請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記トナーの体積平均粒径が５μｍ以下であり、前記トナーの円形度は０．９５以上である請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
所定の回転方向に周回移動する潜像担持体の表面に導電性当接部材を当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布工程と、
前記潤滑剤が塗布された前記潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を転写媒体に転写する転写工程と、
前記潜像担持体の表面に導電性ブレードを当接して前記潜像担持体表面に残存する転写残りトナーをクリーニング除去するクリーニング工程と、
前記導電性当接部材および前記導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスを印加して前記潜像担持体表面を帯電させる帯電工程とを備え、
前記帯電工程では、前記導電性ブレードによる前記潜像担持体表面の帯電と、前記導電性当接部材による前記潜像担持体表面の帯電との割合が、前記導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて変化する
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
所定の回転方向に周回移動する潜像担持体と、
所定の塗布位置で、導電性当接部材を前記潜像担持体表面に当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
前記回転方向において前記塗布位置より下流の現像位置で、前記潤滑剤が塗布された前記潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記回転方向において前記現像位置より上流のクリーニング位置で、前記潜像担持体の表面に当接して前記潜像担持体表面上のトナーをクリーニング除去する導電性ブレードとを備え、
前記導電性当接部材および前記導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスが印加されることにより前記潜像担持体表面が帯電され、
前記導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて、前記導電性ブレードによる前記潜像担持体表面の帯電と、前記導電性当接部材による前記潜像担持体表面の帯電との割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイアスの印加先を切り替えることで前記割合を変化させる切替手段を備える請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記切替手段は前記バイアスの印加先を前記導電性ブレードから前記導電性当接部材に切り替える請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回転方向において前記クリーニング位置は前記塗布位置より下流に位置している請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回転方向において前記クリーニング位置は前記塗布位置より上流に位置しており、
前記導電性当接部材および前記導電性ブレードの両方に同一の直流電圧が前記バイアスとして印加される請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回転方向において前記クリーニング位置および前記塗布位置よりも下流で、かつ前記現像位置より上流の二次帯電位置で前記潜像担持体表面を帯電させる帯電器を備え、
前記バイアスを印加することにより前記潜像担持体表面が前記二次帯電位置の上流側で第１電位に帯電され、
前記第１電位に帯電された前記潜像担持体表面が前記二次帯電位置で前記帯電器により第２電位に帯電される請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧を前記バイアスとして印加することにより前記潜像担持体表面が前記二次帯電位置の上流側で前記正規帯電極性と同極性の第１電位に帯電され、
前記帯電器により前記正規帯電極性と逆極性の電荷を付与することにより前記潜像担持体表面の電位が第２電位に調整される請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧に対して交流電圧を重畳させた重畳電圧を前記バイアスとして印加することにより前記潜像担持体表面を帯電させる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記導電性当接部材は塗布ブラシローラーであり、
前記塗布ブラシローラーは、前記塗布位置で前記塗布ブラシローラーのブラシ先端部の移動方向が前記潜像担持体表面の移動方向と同じであり、前記ブラシ先端部が前記潜像担持体表面に当接しながら回転する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記塗布位置での前記ブラシ先端部の移動速度が前記塗布位置での前記潜像担持体表面の移動速度よりも速い請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像手段は、前記現像位置で前記潜像担持体に対して非接触対向配置されたトナー担持体を有しており、前記トナー担持体から前記トナーを前記潜像担持体表面に与えてトナー像を形成する請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記トナーは研磨効果を有する外添剤を含む請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記研磨効果を有する外添剤はチタン酸ストロンチウムである請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記トナーはリーク機能を有する外添剤を含む請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記リーク機能を有する外添剤は、チタニア、酸化物半導体、または表面の少なくとも一部に半導電性被膜を被覆した無機微粒子である請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記トナーの体積平均粒径が５μｍ以下であり、前記トナーの円形度は０．９５以上である請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
所定の回転方向に周回移動する潜像担持体の表面に導電性当接部材を当接させて潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布工程と、
前記潤滑剤が塗布された前記潜像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を転写媒体に転写する転写工程と、
前記潜像担持体の表面に導電性ブレードを当接して前記潜像担持体表面に残存する転写残りトナーをクリーニング除去するクリーニング工程と、
前記導電性当接部材および前記導電性ブレードの少なくとも一方にバイアスを印加して前記潜像担持体表面を帯電させる帯電工程とを備え、
前記帯電工程では、前記導電性ブレードによる前記潜像担持体表面の帯電と、前記導電性当接部材による前記潜像担持体表面の帯電との割合が、前記導電性ブレードの耐久が進行するのに応じて変化する
ことを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３０９０７（Ｐ２０１０−２３０９０７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７２７０（Ｐ２００９−７７２７０）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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