JP2007171882A

JP2007171882A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007171882A
Application number: JP2005373279A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yamaura; 正彰山浦; Mikio Yamaguchi; 幹夫山口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】異物がクリーニング部材に蓄積されないようにして帯電部材の汚染を抑制し、長期に亘って良好な帯電性能を発揮できる帯電部材を備えた画像形成装置の提供を課題とする。
【解決手段】駆動力を受けて回転する像担持体１２と、像担持体１２に当接又は近接して回転し、像担持体１２を帯電する帯電部材１４と、帯電部材１４に当接して回転し、帯電部材１４に付着した異物を除去するクリーニング部材１００と、クリーニング部材１００に接触して異物を帯電させる異物帯電部材９０と、を備えた画像形成装置１０とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機、レーザープリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、回転駆動される静電潜像担持体に接触して回転しつつ、その像担持体を帯電させる帯電部材と、帯電部材に接触して回転しつつ、その帯電部材に付着した異物を除去するクリーニング部材とを備えた画像形成装置に関する。

従来の接触型帯電部材では、帯電時において、像担持体上に存在する各種の付着物を吸着してしまい、汚染されやすいという不具合があったため、帯電部材にクリーニング部材を設けて、帯電部材の表面に吸着した付着物を除去する構成にしている。しかしながら、クリーニング部材中に、帯電部材から取り除いた異物が経時により蓄積すると、クリーニング部材の付着物除去能力が低下して帯電部材の汚染が進行し、帯電不良が生じる。そのため、従来では、クリーニング部材と、クリーニング部材に対向して位置する対向部材との間に電位差を生じさせる手段を設け、クリーニング部材に蓄積した異物を対向部材に移行させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、帯電部材に付着する異物は、転写手段により転写されなかった残トナー及びトナー表面から剥がれ落ちた外添剤のうち、像担持体に当接されたクリーニングブレード等をすり抜けたものであり、転写残トナーの場合には、その殆どが帯電不良のトナーである。したがって、正規の極性に帯電したトナーが飛翔する電界を形成するために、クリーニング部材と対向部材との間に電位差を設けても、異物としてクリーニング部材に捕獲されたトナーは吐き出されることなく蓄積し、帯電部材の汚染が進行してしまう。

また、トナー表面から剥がれ落ちた外添剤は、トナーとの機械的付着力及び静電的吸着力が弱いために、トナーから脱離しているので、当然、帯電極性もばらついており、帯電量も低いものと考えられる。すなわち、転写残トナーと同様に単純にクリーニング部材と対向部材との間に電位差を設けても、クリーニング部材から吐き出すことは困難である。ちなみに、帯電部材に付着する外添剤の多くは帯電付与剤である小径シリカであり、クリーニング部材中では殆どが凝集体として存在しているため、シリカ同士で摩擦帯電してしまい、帯電極性としては不安定になっている。
特開２００３-２７１０３３号公報

そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、異物がクリーニング部材に蓄積されないようにして帯電部材の汚染を抑制し、長期に亘って良好な帯電性能を発揮できる帯電部材を備えた画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像形成装置は、駆動力を受けて回転する像担持体と、前記像担持体に当接又は近接して回転し、該像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に当接して回転し、該帯電部材に付着した異物を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材に接触して前記異物を帯電させる異物帯電部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、異物帯電部材によりクリーニング部材に保持された異物が帯電される。これにより、その異物を再び帯電部材へ確実に転移させることができる。帯電部材へ転移された異物は、像担持体に転移され、像担持体に設けられているクリーニング装置により回収される。したがって、異物がクリーニング部材に蓄積せず、帯電部材の汚染が抑制される。よって、長期に亘って良好な帯電性能を発揮できる帯電部材を実現することができる。

また、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材と前記帯電部材との間に電位差を設けたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、クリーニング部材に保持された異物に帯電部材へ向かう力を与えることができる。したがって、その異物を再び帯電部材へ確実に転移させることができる。

以上のように、本発明によれば、クリーニング部材に保持された異物を再び帯電部材へ確実に転移させることができるので、異物がクリーニング部材に蓄積せず、帯電部材の汚染が抑制される。したがって、長期に亘って良好な帯電性能を発揮できる帯電部材を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置１０の構成を示す概略側面図である。図１で示すように、この画像形成装置１０は、４サイクル方式のフルカラーレーザープリンターであり、装置内の略中央部には、像担持体としての感光体ドラム１２が回転可能に配設されている。

感光体ドラム１２は、例えば表面にＯＰＣ等よりなる感光体層１２Ａ（図３参照）が被覆された、直径約４７ｍｍの導電性円筒体からなり、図示しない駆動モーターによって、図示の矢印方向に約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動されている。また、感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置１６から出射されるレーザービームＬＢにより画像露光され、画像情報に応じた静電潜像が、その表面に形成される。

この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが周方向に沿って配置された回転式現像器１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。すなわち、現像工程では回転式現像器１８が回転し、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。

そして、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数繰り返される。例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。

感光体ドラム１２上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト２０に一次転写される。中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて感光体ドラム１２とのラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて感光体ドラム１２とのラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８と、によって所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、例えば感光体ドラム１２の回転に伴って従動されている。

そして、一次転写ロール２２が当接している一次転写位置において、各色のトナー像が、その一次転写ロール２２により、中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わされた状態に一次転写（多重転写）される。中間転写ベルト２０上に一次転写（多重転写）されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像は、二次転写位置に所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して転写される。

記録用紙２４は、画像形成装置１０の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。

二次転写位置において、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、定着装置６４へと搬送され、この定着装置６４によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙２４上に定着される。定着装置６４によってトナー像が定着された記録用紙２４は、片面プリントの場合には、排出ロール６６によって画像形成装置１０の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。

両面プリントの場合には、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆回転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替える。そして、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の裏面にトナー像を転写する。その後、記録用紙２４の裏面のトナー像を定着装置６４によって定着し、記録用紙２４を排出トレイ６８上に排出する。

中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置されたスクレーパー５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備えており、スクレーパー５８及びクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。

なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計回り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離隔した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。また、中間転写ベルト２０は、画像形成装置１０の小型化を図るために、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。

更に、この画像形成装置１０には、各部を制御する制御装置５０が配設されている。そして、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８とで、像形成ユニット５２が構成されている。この像形成ユニット５２は、画像形成装置１０の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、画像形成装置１０から取り外し可能となっている。

また、画像形成装置１０には、オプションによって、画像形成装置１０の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙５６は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７３及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送される。これにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙５６にも画像を形成することが可能になっている。

一方、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。なお、クリーニングブレード８０によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置７８の内部に回収される。

図２、図３で示すように、感光体ドラム１２の下方部には、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール１４が配置されている。この帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａの周囲に帯電層１４Ｂが形成されたものであり、シャフト１４Ａが回転可能に軸支されている。帯電ロール１４の感光体ドラム１２と反対側の下方部には、帯電ロール１４の表面に接触するクリーニング部材としてのクリーニングロール１００が設けられている。クリーニングロール１００は、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂが形成されたものであり、シャフト１００Ａが回転可能に軸支されている。

上記したように、感光体ドラム１２は、図示しない駆動モーターによって、時計回り（図示の矢印Ａ方向）に回転駆動されている。したがって、感光体ドラム１２の回転により、帯電ロール１４は、図示の矢印Ｂ方向に従動回転する。そして、その帯電ロール１４の回転により、クリーニングロール１００は、図示の矢印Ｃ方向に従動回転する。なお、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００のそれぞれについて又はどちらか一方のみに駆動源を設けて、感光体ドラム１２、帯電ロール１４、クリーニングロール１００間において、線速差を設けても構わない。

クリーニングロール１００は帯電ロール１４に所定の荷重で押圧されており、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形して、クリーニングニップ部１０１を形成している。このようにクリーニングロール１００が帯電ロール１４に圧接した状態で回転することにより、帯電ロール１４の表面に付着した転写残トナーや外添剤Ｓ（図４参照）などの汚れ（異物）が、そのスポンジ層１００Ｂによってクリーニングされる。

スポンジ層１００Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなる多孔質弾性層である。すなわち、このスポンジ層１００Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択されて形成される。特にスポンジ層１００Ｂには、帯電ロール１４との従動摺擦により、転写残トナーや外添剤Ｓなどの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１４の表面にスポンジ層１００Ｂの擦れによる傷を付けないために、また、長期に亘り、千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き力、引っ張り力などに強いポリウレタンが好適に用いられる。

転写残トナーや外添剤Ｓなどの異物は、図４で示すように、スポンジ層１００Ｂを構成する発泡体のセル（穴）１０２内に取り込まれる。そして、セル１０２内に回収された異物が凝集して適度な大きさになると、クリーニングロール１００から帯電ロール１４に戻され、更に帯電ロール１４から感光体ドラム１２に戻されて、感光体ドラム１２をクリーニングするクリーニング装置７８に回収される。これにより、クリーニング性能の継続維持がなされる。

このような構成のクリーニングロール１００では、シャフト１００Ａの材質として、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じて、材質及び表面処理方法が適宜選択される。なお、導電性を有していない材質の場合には、メッキ処理など、一般的な加工方法により導電化処理してもよく、もちろん、そのまま使用してもよい。また、クリーニングロール１００は、スポンジ層１００Ｂを介して帯電ロール１４と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時に撓みのない強度を持った材質、又はシャフト長に対して充分剛性を持ったシャフト径が選択される。

また、帯電ロール１４には、導電性のシャフト１４Ａ上に、帯電層１４Ｂとして導電性弾性層１４Ｃ及び表面層１４Ｄが順次形成されている。シャフト１４Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じて、材質及び表面処理方法が適宜選択される。なお、導電性を有していない材質の場合には、メッキ処理など、一般的な加工方法により導電化処理してもよい。

帯電ロール１４の帯電層１４Ｂを構成する導電性弾性層１４Ｃは、例えば弾性を有するゴムや発泡体等の弾性材と、導電性弾性層１４Ｃの抵抗値を調整する導電材との混合物を、導電性のシャフト１４Ａの周面に被覆することにより形成される。なお、その混合物に、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、劣化防止剤、シリカ及び炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。抵抗値の調整を目的とした導電材としては、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電材のような電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。

帯電ロール１４の帯電層１４Ｂを構成する表面層１４Ｄは、転写残トナー等の異物による汚染防止等のために形成される。表面層１４Ｄの材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく、特に限定されるものではない。例えば、ポリエステル、ポリイミド、共重合ポリアミド系合成繊維、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。

また、その表面層１４Ｄには導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。その導電性材料としては、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電材のような電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができるが、その粒径が３μｍ以下とされているものが望ましい。

抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ＩＴＯ等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電材であれば、何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても２種類以上を併用しても構わない。

また、本発明を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整及び強度の点から、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンが好ましく、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫が特に好ましい。このような導電性材料によって抵抗値制御を行うことにより、表面層１４Ｄの抵抗値は環境条件によって変化せず、常に安定した特性が得られる。

また、表面層１４Ｄには、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂を用いるのが特に好ましく、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが更に好ましい。また、表面層１４Ｄの中にその微粒子を添加してもよい。これにより、表面層１４Ｄが疎水性となって、帯電ロール１４への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１４の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１２との摺擦時の負担を小さくして、帯電ロール１４と感光体ドラム１２の耐摩耗性を向上させることも可能である。

次に、帯電ロール１４の表面に付着する異物、即ち感光体ドラム１２に当接するクリーニングブレード８０をすり抜けて来る転写残トナー及び外添剤Ｓの流れについて説明する。本実施例で用いたトナーは、負極性に帯電する極性を有するものであって、懸濁重合法、乳化凝集合法、溶解懸濁法等により、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダー樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。外添剤Ｓには、平均粒径５ｎｍ〜２００ｎｍのシリカ（ＳｉＯ_２）、チタニア（ＴｉＯ_２）、セリア（ＣｅＯ_２）等の無機微粒子が用いられる。

本実施例では、感光体ドラム１２に当接するクリーニング部材として、クリーニングブレード８０が採用されているため、異物の大部分はトナーから脱離した外添剤Ｓである。更に、外添剤Ｓに含まれるチタニアやセリアは、大体がトナーに付着した状態を維持しており、その殆どがトナーと共にクリーニングブレード８０によって掻き取られる。一方、外添剤Ｓに含まれるシリカは、トナーに付着していないものが多く、その多くがクリーニングブレード８０をすり抜ける。本発明者の調査によれば、クリーニングブレード８０をすり抜け、帯電ロール１４に転移・付着する外添剤Ｓの９０％以上がシリカである。

さて、帯電ニップ部１３（図３参照）に搬送された外添剤Ｓは、感光体ドラム１２から帯電ロール１４に転移・付着する。帯電ロール１４に転移・付着した外添剤Ｓは、帯電ロール１４の回転に伴ってクリーニングロール１００との対向部（クリーニングニップ部１０１）まで搬送される。そして、クリーニングニップ部１０１に搬送された異物としての外添剤Ｓは、帯電ロール１４からクリーニングロール１００に転移・付着する。

クリーニングロール１００に転移・付着した外添剤Ｓは、クリーニングロール１００の回転に伴って搬送されるが、この間に、クリーニングロール１００上で外添剤Ｓ同士が凝集し、凝集体としての凝集外添剤Ｇを形成する。このように外添剤Ｓが凝集するのは、外添剤Ｓの粒径が小さく、かつ球形であるために、ファンデルワールス力が強く働き、かつ、外添剤Ｓ単体では不安定になりやすいためであると考えられる。

また、本実施例では、クリーニングロール１００の表面に、スポンジ層１００Ｂ（多孔質弾性層）を形成しているため、スポンジ層１００Ｂの表面に存在する発泡体のセル（穴）１０２内に外添剤Ｓが集まりやすくなることも１つの理由であると考えられる。そして、クリーニングロール１００に付着した凝集外添剤Ｇは、クリーニングロール１００の回転に伴って、再びクリーニングニップ部１０１に到達する。

ここで、クリーニングロール１００は帯電ロール１４に所定の圧力で押圧されており、また、クリーニングロール１００はスポンジ層１００Ｂを有している。このため、クリーニングニップ部１０１において、スポンジ層１００Ｂは圧縮され、発泡部１０４が潰された状態になっている。したがって、クリーニングニップ部１０１を通過した後、スポンジ層１００Ｂは自身が有する弾性力により、元の状態に復元しようとする。

このとき、クリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂの外周面に担持されていた凝集外添剤Ｇは、この弾性力によって外側に向けて付勢され、クリーニングロール１００の表面からはじき出される（図４参照）。そして、クリーニングロール１００からはじき出された凝集外添剤Ｇは、再度帯電ロール１４に転移・付着する。

帯電ロール１４に再び転移・付着した凝集外添剤Ｇは、帯電ロール１４の回転に伴って感光体ドラム１２と対向する帯電ニップ部１３まで搬送され、更に感光体ドラム１２に転移・付着する。その後、感光体ドラム１２に転移・付着した凝集外添剤Ｇは、回転式現像器１８やクリーニングブレード８０によって回収される。なお、突発的にクリーニングブレード８０をすり抜けて来るトナーの場合も、その流れは凝集外添剤Ｇと同様である。

以上のような構成の画像形成装置１０において、次にクリーニングロール１００内に保持された異物を帯電ロール１４に転移させる作用をアシストする構成について説明する。従来では、経時によりクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂが劣化して弾性力が低下したり、高湿下において、クリーニングロール１００内に捕獲された外添剤Ｓや転写残トナーの流動性が悪くなったりして、クリーニングロール１００の弾性力だけでは、充分にその外添剤Ｓ等を帯電ロール１４へはじき出すことが困難になることがあった。その結果、クリーニングロール１００内に外添剤Ｓ及び転写残トナーが蓄積され、帯電ロール１４表面との摺擦により、フィルミングを起こしていた。

そこで、クリーニングロール１００に異物帯電部材としての帯電ブレード９０を当接（接触）させて、外添剤Ｓや転写残トナーを摩擦帯電させ、クリーニングロール１００と帯電ロール１４との間に形成される電界で、充分に外添剤Ｓ及び転写残トナーが帯電ロール１４へ転移できるようにした。図５にその構成を示す。

図５で示すように、クリーニングロール１００には、例えばリン青銅やＳＵＳ等の金属、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やウレタン等の樹脂で構成された板状の帯電ブレード９０が所定の圧力で当接している。帯電ブレード９０材質は、転写残トナーや外添剤Ｓが負極性帯電するものの場合は、イオン化ポテンシャルが、転写残トナー及び外添剤Ｓのイオン化ポテンシャルよりも低いものほど好ましく、反対に正極性帯電するものの場合は、高いものの方が好ましい。

本実施例では、ＳＵＳ製の帯電ブレード９０を採用している。ちなみに、今回使用したトナーのイオン化ポテンシャルは４．８７ｅＶであり、ＳＵＳのイオン化ポテンシャルは４．５５ｅＶである。外添剤Ｓである小径シリカのデータは無いが、トナーよりも強い負極性を示すので、トナーよりも大きなイオン化ポテンシャルであることは明らかである。また、帯電ブレード９０のクリーニングロール１００に対する食込み量は、適宜設定して構わないが、本実施例では０．７５ｍｍに設定されている。

また、クリーニングロール１００と帯電ロール１４との間には、クリーニングロール１００内の外添剤Ｓ及び転写残トナーが帯電ロール１４に向かって力を受けるように電位差が設けられている。本実施例では、帯電ロール１４の直流電位が−７５０Ｖであるのに対し、クリーニングロール１００の直流電位は−８５０Ｖに設定されている。もちろん、クリーニングロール１００には帯電ロール１４と同期したＡＣ電圧を重畳させて、直流電界のみを形成してもよいし、位相や振幅を変えたＡＣ電圧を重畳させたり、ＡＣ電圧を重畳させないで、帯電ロール１４との間に振動電界を形成してもよい。

本実施例では、帯電ロール１４と同期したＡＣ電圧を重畳させ、直流電界のみを形成している。また、帯電ブレード９０についても、接地するなどして、クリーニングロール１００との間に振動電界を形成し、クリーニングロール１００から異物が離脱しやすいようにアシストする構成にしてもよいし、電気的に浮かせた状態にしても構わない。本実施例では帯電ブレード９０を接地して、振動電界を形成している。

次に、帯電ブレード９０の作用について説明する。すなわち、径φ３０の感光体ドラム１２と、径φ８のシャフト１４Ａで全体径φ１２（帯電層１４Ｂ：肉厚２ｍｍ）の帯電ロール１４と、径φ６のシャフト１００Ａ上に肉厚２ｍｍの発泡ポリウレタン層（スポンジ層１００Ｂ）を設けたクリーニングロール１００を用い、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ製の帯電ブレード９０を当接させた場合（ケースα）と当接させない場合（ケースβ）について、５０ＫＰＶのプリント実験を行い、帯電ロール１４の抵抗値の上昇量を測定して、帯電ロール１４の汚染具合を評価した。

プリントチャートは印字率５％の画像を用い、プリント実験は、気温２８℃、湿度８５％の環境下にて行い、抵抗値測定は、気温１０℃、湿度１５％の環境下にて行った。帯電ロール１４には、−７５０Ｖｄｃ＋１．５ｋＶｐｐ（周波数：ｆ＝１．３ｋＨｚ）の電圧を印加し、クリーニングロール１００には、−８５０Ｖｄｃに帯電ロール１４と同様のＡＣ電圧を重畳した。

また、ケースαでは帯電ブレード９０を接地し、帯電ブレード９０とクリーニングロール１００との間に振動電界を形成した。なお、クリーニングロール１００と帯電ロール１４の食込み量は０．７５ｍｍである。結果を図６に示す。この図６で示すように、ケースαの方が、ケースβに比べて帯電ロール１４の抵抗値の上昇幅が小さく、抵抗値としても飽和傾向を示した。つまり、これにより、帯電ブレード９０をクリーニングロール１００に当接させた方が、良好なクリーニング性能を継続維持できることが判明した。

以上、説明したように、本発明では、クリーニングロール１００に当接し、クリーニングロール１００の回転により異物を摩擦帯電させる帯電ブレード９０を設けたことにより、帯電ロール１４からクリーニングロール１００へ転移して付着した異物を、再び帯電ロール１４へ確実に戻すことができる。したがって、異物がクリーニングロール１００に蓄積せず、帯電ロール１４の汚染が抑制される。よって、長期に亘って良好な帯電性能を発揮できる帯電ロール１４を実現することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の種々の形態が実施可能である。例えば、上記実施例では、異物帯電部材を板状の帯電ブレード９０としたが、異物帯電部材は、板状に限定されるものではなく、回転不能とされたロール状にするなど、異物を摩擦帯電できる構成であれば、どのような形状にしてもよい。また、異物を帯電させる手段も摩擦に限定されるものではない。

更に、感光体ドラム１２の下方部に帯電ロール１４を接触させ、その帯電ロール１４の下方部にクリーニングロール１００を接触させる構成としているが、感光体ドラム１２、帯電ロール１４、クリーニングロール１００の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラム１２の上方部に帯電ロール１４を接触させ、その帯電ロール１４の上方部にクリーニングロール１００を接触させる構成等にも本発明を適用することができる。

また、本発明を適用する画像形成装置１０については、上記実施例のように、回転式現像器１８を用いて感光体ドラム１２へのトナー像の形成を４回繰り返して行う４サイクル方式の構成に限定されるものではない。例えば、中間転写ベルト２０の移動方向に沿ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニットを並設する構成であっても、各画像形成ユニットの感光体ドラム１２、帯電ロール１４、クリーニングロール１００に本発明を適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略側面図感光体ドラム付近の構成を示す概略側面図感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロールの構成を拡大して示す説明図外添剤を吐き出す様子を示す説明図感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロール、帯電ブレードの構成を拡大して示す説明図帯電ブレードを当接させた帯電ロールと当接させない帯電ロールの抵抗値の推移を示すグラフ

符号の説明

１０画像形成装置
１２感光体ドラム（像担持体）
１４帯電ロール（帯電部材）
９０帯電ブレード（異物帯電部材）
１００クリーニングロール（クリーニング部材）

Claims

駆動力を受けて回転する像担持体と、
前記像担持体に当接又は近接して回転し、該像担持体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に当接して回転し、該帯電部材に付着した異物を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材に接触して前記異物を帯電させる異物帯電部材と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記クリーニング部材と前記帯電部材との間に電位差を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。