JP5015626B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくはこれに採用される像担持体の帯電装置に関するものである。

近年、像担持体の帯電装置として電圧を印加した帯電ローラ、帯電ブラシ等の帯電部材を像担持体に圧接させる接触型帯電装置が知られている。接触型帯電装置では、経時で像担持体上の残トナーが帯電部材表面に付着して汚れてしまい、均一な帯電ができないという不具合が起こりやすい。そこで、帯電部材をクリーニングするためのパッド、ローラ等のクリーニング部材を設けるものが知られている。しかしながら、クリーニング部材を設けることでコストアップになる。また、経時でクリーニング部材が汚れてしまうとその機能が発揮できなくなるという欠点がある。

また、像担持体と帯電部材との間に、帯電部材表面に付着したトナーが像担持体側に移動するような電界を形成し、この電界により帯電部材表面に付着したトナーを像担持体で静電的にクリーニングするものも知られている(特許文献１、特許文献２）。

特開昭５８−４２０６７号公報 実開昭５８−５４６４４号公報

しかしながら、上記静電的に帯電部材をクリーニングするものでは、帯電部材に強く付着したトナーを取りきれないという欠点があった。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、接触型帯電装置の帯電部材のクリーニングを、安価で、良好におこなうことのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する像担持体に電圧を印加した帯電部材を圧接して該像担持体表面を帯電させる帯電装置と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、非画像形成領域で該帯電部材表面に付着したトナーが該像担持体側に向かう電界を形成する電圧を該帯電部材に印加する画像形成装置において、上記非画像形成領域で上記帯電部材の上記像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくする圧接力変更手段を設け、上記非画像形成領域で上記帯電部材表面に付着したトナーが上記像担持体側に向かう電界を形成する電圧を該帯電部材に印加した後に、上記圧接力変更手段で該帯電部材の該像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくすることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記圧接力変更手段による圧接力の変更を、画像形成を開始する際の上記像担持体の表面移動時、または、画像形成を終了する際の該像担持体の表面移動時におこなうことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記帯電部材が表面移動可能に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は上記帯電部材を上記像担持体側に付勢するための偏心カムであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は、上記帯電部材の上記像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくする方向に上記帯電部材を上記像担持体側に付勢するように、電圧が印加されることにより変形可能な圧電部材と、該圧電部材に該電圧を印加する電圧印加手段とからなることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は、上記帯電部材の上記像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくする方向に上記帯電部材を上記像担持体側に付勢するように、磁界が印加されることにより変形可能な磁歪部材と、該磁歪部材に該磁界を印加する磁界印加手段とからなることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は、上記像担持体と上記帯電部材とのニップ幅が２［ｍｍ］以上となるように圧接力を大きくすることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の何れかの画像形成装置において、上記該担持体の表面移動方向に関する画像形成領域で上記帯電部材に印加する電圧が直流に交流を重畳した電圧であり、非画像形成領域で該帯電部材に印加する電圧が直流電圧であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの画像形成装置において、上記現像装置は負極性帯電トナーを用い、画像形成領域で上記帯電部材に印加する電圧が−２００〜−１５００［Ｖ］の範囲であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の何れかの画像形成装置において、上記帯電部材が弾性ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の何れかの画像形成装置において、上記帯電部材がブラシローラであることを特徴とするものである。

本発明においては、帯電部材の静電的クリーニング時に、帯電部材の像担持体への圧接力を大きくすることにより、帯電部材と像担持体とのニップ幅を大きくすると共に、像担持体が帯電部材表面を摺擦する力を大きくする。帯電部材に付着しているトナーは、静電的に像担持体側に向かおうとすることに加え、大きなニップ間、大きな摺擦力で、像担持体で摺擦されるようになることにより力学的にも帯電部材から剥離し易くなる。よって、帯電部材に強く付着しているトナーもクリーニングされ易くなる。
なお、画像形成領域で帯電部材と像担持体との圧接力を強くしてしまうと、帯電均一性が得られなかったり、静電的に帯電部材に付着しようとするトナーが逆に埋め込まれやすくなったりする。また、常時圧接力を強くしてしまうことにより、像担持体の磨耗や、像担持体側に付着する成分によるフィルミング等の問題が発生することもある。本発明では、像担持体の表面移動方向に関する非画像形成領域でおこなう帯電部材の静電的クリーニング時のみ、像担持体と帯電部材との圧接力を強くすることで、画像形成領域の帯電特性に影響を与えたり、耐久性を低下させたりすることなく、帯電部材のクリーニングを良好におこなうことができる。また、圧接力変更手段を設けるのみで、帯電部材をクリーニングするクリーニング部材を設ける必要がないので、コストアップを抑えることができる。

以上、本発明によれば、接触型帯電装置の帯電部材のクリーニングを、安価で、良好におこなうことのできるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタ全体の概略構成図である。本プリンタは、像担持体としての感光体１を備えている。この感光体１の周囲には、帯電装置２、静電潜像形成手段としての露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置７が、感光体１の回転方向に沿って順次配置されている。また、記録媒体の搬送方向に関して転写装置５よりも下流には定着装置６が配置されている。このような構成のプリンタでは、先ず、帯電装置２により感光体１を所定の電位に帯電させる。次に、露光装置３により帯電した感光体１の表面を露光して静電潜像を形成し、現像装置４によりこれをトナー像にする。そして、転写装置５によりトナー像を記録媒体へ転写する。転写されたトナー像は定着装置６により記録媒体へ定着され、これにより画像が得られる。一方、感光体１上の転写残留トナーはクリーニング装置７により除去される。

次に、本発明の特徴部である帯電装置２について説明する。この帯電装置２は、電圧を印加した帯電部材を感光体１表面に圧接させて、感光体１を帯電する接触型の帯電装置である。図１では、帯電部材として、弾性ローラからなる帯電ローラ２１を用いている。図２は、帯電ローラ２１を用いた帯電装置２の概略構成図である。帯電ローラ２１は、図示しない軸受けによって回転可能に受けられる金属製の回転軸部材２２と、これの表面に設けられた導電性粒子を含有する弾性層２３とを有し、弾性層２３に表層処理を施している。このような帯電ローラ２１は、回転軸部材２２を中心にして図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されながら、表面を感光体１に圧接させる。金属製の回転軸部材２２には、電源や配線等からなる帯電バイアス供給装置（不図示）が接続されており、これによって帯電バイアスが印加される。そして、帯電ローラ２１により感光体１の表面を、例えば負極性に一様帯電するように、負極性の帯電バイアスを印加する。具体的には、帯電バイアスとして直流のみを用いる場合は、−８００〜−１５００［Ｖ］の電圧を印加して感光体１を−４００〜−１０００［Ｖ］の表面電位に帯電させている。また、帯電の均一性のため、帯電バイアスとして直流に交流を重畳した電圧を用いる場合は、−４００〜−１０００［Ｖ］の直流に、Ｖｐ−ｐが６００〜１５００［Ｖ］の交流を重畳した電圧を印加して、感光体１を−４００〜−１０００［Ｖ］の表面電位に帯電させている。

帯電ローラ２１は、回転軸部材２２としては直径が３［ｍｍ］以上、弾性層２３が０．５ｍｍ〜１０ｍｍ厚、好ましくは０．５〜３［ｍｍ］厚とし、帯電ローラ２１としての外径が５〜２０［ｍｍ］となるようにする。弾性層２３は、硬度は５０〜７５［°］(ＪＩＳ-Ａ)、体積抵抗率が１０^４〜１０^７［Ω・ｃｍ］のものを用いる。表層処理はコーティング、チューブを被せる等ゴム中に含まれているシリコン等が露出、揮発しないようにする。また、帯電ローラ２１はクラウン形状でその量は最大でも２００［μｍ］程度とする。帯電ローラ２１を感光体１へ圧接させる手段としてはバネ等を用い、力量は両側１．５〜８［Ｎ］程度として、ニップ幅０．５〜３［ｍｍ］、食い込み量０．１〜１［ｍｍ］の範囲になるようにする。なお、セットアップ以降は、帯電ローラ２１は、常時、感光体１に付勢されて圧接するようにした。一方、セットアップまでの間、帯電ローラ２１と感光体１を圧接させておくと、感光体１と接触している部分が変形して帯電ローラ２１の周期ムラが発生する場合がある。そこで、セットアップまでの間は、帯電ローラ２１を退避させて感光体１より離間させることが望ましい。また、長期間本体電源をｏｆｆする時は、同様に、帯電ローラ２１と感光体１は離間させることが望ましい。帯電ローラ２１の駆動は、コスト削減のために、感光体１との圧接による従動回転にすることができる。また、帯電ローラ２１にギアを設けて、帯電ローラ２１と感光体１との表面移動速度差を設けることもできる。

このような帯電装置２において、感光体１上にクリーニング等の残トナーがあると、帯電ローラ２１を汚してしまう。例えば、帯電バイアスとして直流を用いる場合、帯電バイアスと逆極性トナー（ここでは、正極性トナー）が帯電ローラ２１に付着しやすい。一旦帯電ローラ２１に付着したトナーはそのままでは感光体１に戻り難く、非画像形成領域にて帯電ローラ２１に付着しているトナーが感光体１側に移動するような電界を形成するバイアスを印加する。これにより、帯電ローラ２１に付着したトナーを感光体１側にトナーを移動させて静電的にクリーニングする。

さらに、静電的クリーニング時に、帯電ローラ２１の感光体１対する圧接力を、画像形成時に比べて大きくするような圧接力変化手段２４を設ける。圧接力変化手段としては、帯電ローラ２１の回転軸部材２２を感光体１側に付勢するためのアクチュエータを用いることができる。

図３は、画像形成領域の帯電ローラ２１と感光体１との圧接状態の説明図であり、帯電ローラ１と感光体１とは帯電均一性が得られるような圧接状態で圧接している。図４は、非画像形成時の帯電ローラ２１と感光体１との圧接状態の説明図であり、画像形成時に比べて圧接力が強くなっている。これにより、帯電ローラ２１と感光体１とのニップ幅が大きくなると共に、感光体１による帯電ローラ２１表面を摺擦する力が大きくなる。帯電ローラ２１に付着しているトナーは、静電的に感光体１側に向かうことに加え、大きなニップ間、大きな摺擦力で、感光体１で摺擦されることにより、力学的にも剥離し易くなる。よって、帯電ローラ２１に強く付着しているトナーも感光体１によりクリーニングされ易くなる。ここで、帯電ローラ２１を感光体１に従動回転する構成の場合でも、帯電ローラ２１を引きずりながら回転しているため、摺擦力は大きくする効果が得られる。また、帯電ローラ２１と感光体１との表面移動速度が比較的大きい場合は、摺擦力が大きくなる効果が顕著である。

なお、画像形成領域で帯電ローラ２１と感光体１との圧接力を強くしてしまうと、帯電均一性が得られなかったり、静電的に帯電ローラに付着しようとするトナーが埋め込まれやすくなることもある。また、常時圧接力を強くしてしまうことにより、感光体１の磨耗や、感光体側に付着する成分によるフィルミング等の問題も発生することもある。本実施形態のプリンタでは、非画像形成領域でおこなう帯電ローラ２１の静電的クリーニング時のみ、圧接力変更手段２４により感光体１と帯電ローラ２１との圧接力を強くすることで、画像領域の帯電特性に影響を与えたり、耐久性を低下させたりすることなく、帯電ローラ２１のクリーニングを良好におこなうことができる。また、圧接力変更手段２４を設けるのみで、帯電ローラ２１をクリーニングするクリーニング部材を設ける必要がないので、コストアップを抑えることができる。

圧接力変化手段としては、この他、図５にしめすような、帯電ローラ２１の回転軸部材２２を感光体１側に付勢するための偏心カム２５を用いることができる。また、図６に示すように、帯電ローラ２１の回転軸部材２２を感光体１側に付勢するための圧電部材２６と、圧電部材２６に電圧を印加する電圧印加手段（不図示）とからなるものを用いることができる。また、図７に示すように、帯電ローラ２１の回転軸部材２２を感光体１側に付勢するための磁歪部材２７と、磁歪部材２７に磁界を印加する磁界印加手段とからなるものを用いることができる。なお、磁歪部材２７とは磁界を印加することで変形する部材である。

また、帯電部材としては、上記帯電ローラ２１のほか、図８にしめす回転可能な帯電ブラシローラ３１を用いることができる。帯電ブラシローラ３１は、金属製の回転軸部材と、これの表面に立設せしめられた複数の導電性の植毛繊維とを有している。回転軸部材には、図示しない帯電バイアス供給装置から直流に交流を重畳した電圧からなる帯電バイアスが印加される。そして、回転軸部材を中心にして図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されながら、それぞれの植毛繊維の先端側を感光体１に摺擦させる。これにより、帯電ブラシローラ３１により感光体１の表面を一様帯電せしめる。図１０は、帯電ブラシローラ３１を用いたプリンタの概略構成図である。

帯電ブラシローラ３１の複数の植毛繊維は、それぞれ導電性繊維が所定の長さにカットされたものである。導電性繊維の素材としては、ナイロン６（登録商標）、ナイロン１２（登録商標）、アクリル、ビニロン、ポリエステルなどの樹脂材料を例示することができる。かかる樹脂材料にカーボンや金属微粉などの導電性粒子を分散せしめて導電性を付与する。製造コストとヤング率の低さとを考慮すると、ナイロン樹脂にカーボンを分散させた導電性繊維が好ましい。なお、カーボンの分散を繊維の中で偏在させても良い。複数の植毛繊維が立設せしめられる基材である回転軸部材の材料としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４３０などのステンレス鋼を例示することができる。また、ＳＵＭ２２、ＳＵＭ２３、ＳＵＭ２３Ｌ、ＳＵＭ２４Ｌなどの快削鋼や、これらをメッキしたものを用いてもよい。これらの材料のうち、コストと安全性（鉛を含まない）を考慮すると、ＳＵＭ２２、ＳＵＭ２３の表面にメッキ処理を施したものが好適である。

また、帯電部材としては、図９に示すように、上記植毛繊維をバーブラシ形状とした、帯電バーブラシ３２を用いることもできる。

このような、帯電装置２は、上記構成のプリンタに加え、感光体１上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレード装置７を設けず、現像装置３で転写残トナーを回収するクリーナーレスのプリンタに適用することができる。クリーナーレスのプリンタでは、クリーニング装置による感光体１への負荷を減らし高耐久化すると共に、コストダウン、小型化、トナーリサイクル等のメリットがある。しかしながら、このようなクリーナーレス方式では、上述の残トナーによる帯電ローラ２１の汚れが著しくなる。そこで、上記帯電装置２を用いることで、良好に帯電ローラ２１に付着しているトナーも感光体１によりクリーニングされ易くなる

次に、本発明者らが行った実験について説明する。
［実験１］
本発明者らは、上記クリーナーレスのプリンタと同様の構成の試験機を用意した。そして、この試験機を用いて、帯電ローラ２１の感光体１に対する圧接力を適宜変化させて、帯電ローラ２１のクリーニング性を評価した。具体的には、それぞれの条件下にてモノクロのハーフチャート（ハーフトーン階調画像）をＡ４用紙に５［％］の画像面積率でプリントした。そして、５０枚毎に４秒間づつ圧接力変更手段２４により圧接力を変化させる非画像形成領域を設け、連続１０００枚までプリントした後、帯電ローラ２１のクリーニング性を評価した。クリーニング性の評価は、ハーフチャートにおけるローラ汚れによる縦黒スジ、帯を官能評価した。具体的には、スジ、帯が顕著に認められる（×）、６００ＤＰＩのツー・バイ・ツーの網点画像でスジ帯なしで問題とならないレベル（○）、ワン・バイ・ワンの網点画像でも問題とならないレベル（◎）の３段階で評価した。帯電ムラは、○、◎を許容範囲とし、且つ、×を実使用上差し障りのあるレベルとした。

なお、ツー・バイ・ツーやワン・バイ・ワンにおける「バイ」の前後の数字は、ハーフトーンを表現する場合の最小ドット間距離を表している。ハーフトーンをワン・バイ・ワン方式で表現するワン・バイ・ワン画像の場合には、最小ドット間距離が２個分のドット長に相当する。また例えば、ハーフトーンをツー・バイ・ツー方式で表現するツー・バイ・ツー画像の場合には、最小ドット間距離が４個分のドット長に相当する。

このときの試験機の具体的条件は、感光体線速１００［ｍｍ／ｓｅｃ］、現像装置は一成分接触現像、トナーとして体積平均粒径が８．５［μｍ］粉砕トナー、外添処理したものを用いた。また、帯電ローラ２１は、直径６［ｍｍ］の回転軸部材２２に２ｍｍ厚の弾性層２３を設け、直径１０［ｍｍ］のローラ状にしたものを用いた。また、弾性層２３の体積抵抗率が１０^６［Ω・ｃｍ］のものを用いた。帯電ローラ２１のクラウン形状は５０［μｍ］とした。また、画像形成領域でのばねによる帯電ローラ２１の感光体１への圧接は３［Ｎ］とし、画像形成領域でのニップ幅は１〜２［ｍｍ］となるようにした。帯電ローラ２１の駆動は、感光体１との圧接による従動回転とした。また、試験機では、帯電バイアスは、画像形成領域では直流−１２００［Ｖ］、非画像形成領域では直流＋３００［Ｖ］とした。また、圧接力は、画像形成領域のニップ幅を基準とし、ニップ幅が適宜変化するよう帯電ローラ２１の付勢力を表１のように調整することで変化させた。

表１のニップ幅とクリーニング性の評価からわかるように、上記非画像形成領域で、帯電ローラ２１と感光体１との当接力を画像形成領域より小さい（Ｎｏ．１）、または、同等（Ｎｏ．２）としたものでは、良好なクリーニング性能は得られなかった。一方、上記非画像形成領域で、帯電ローラ２１と感光体１との当接力を画像形成領域より大きく（Ｎｏ，３，４）したものでは、良好なクリーニング性能が得られた。

［実験２］
同様に、図８にしめす帯電ブラシローラ３１と、図９にしめす帯電バーブラシ３２を用いて、非画像形成時に圧接力を画像形成領域より変化させ、そのときのクリーニング性を評価した。帯電ブラシローラ３１は、体積抵抗率が１０^５［Ω・ｃｍ］程度で、導電性粒子を含有する導電ナイロン繊維からなる太さ２［デニール］、植毛密度２０［万本／ｉｎｃｈ^２］の植毛繊維を、直径５［ｍｍ］の回転軸部材に複数立設せしめて、直径１１［ｍｍ］のローラ状にしたものを用いた。なお、実験２でも、実験１と同様、圧接力はニップ幅を基準とし、ニップ幅が表２のように適宜変化するよう調整した。

表２のニップ幅とクリーニング性の評価からわかるように、上記非画像形成領域で、帯電ローラ２１と感光体１との当接力を画像形成領域に比べ大きくしていくことで、良好なクリーニング性能が得られた。また、表１の帯電ローラ２１に比べて、帯電ブラシローラ３１、帯電バーブラシ３２は、クリーニング性に関しては良好な結果が得られている。例えば、帯電ブラシローラ３１を用いた場合は、ニップ幅が２［ｍｍ］でも６００ＤＰＩのツー・バイ・ツーの網点画像でスジ帯なしで問題とならないレベル（○）が得られている。これは、ブラシでは圧接力を大きくして食い込み量をあげることで、ブラシが先端のみではなく、根元までが感光体１と接触するようになるため、帯電部材と感光体１との接触面積が増加することによりクリーニング性能が向上するためと考えられる。

このように、帯電ローラ２１、帯電ブラシローラ３１、帯電バーブラシ３２等の接触型帯電部材の静電的クリーニング時に、帯電部材の感光体１への圧接力を大きくすることにより、帯電部材に付着しているトナーを静電的に感光体側に向かうことに加え、力学的にも帯電部材から剥離し易くする。よって、帯電部材に強く付着しているトナーがクリーニングされ易くなる。なお、上記実験１、２は試験機による強制実験であるので、連続１０００枚プリント時に５０枚毎に４秒間づつ帯電部材の感光体１への圧接力を大きくする非画像形成領域を設けた。実際のプリンタの使用時には、非画像形成領域における静電的クリーニング時であれば、適宜そのタイミングを決めることができる。例えば、画像形成を開始する際の感光体１の表面移動時、または、画像形成を終了する際の感光体１の表面移動時の非画像形成領域で、帯電部材の感光体１への圧接力を大きくする。このようなタイミングでおこなうことは、別途、帯電ローラ２１をクリーニングするための時間を設けて生産性を落とすことがないので好ましい。

また、プリンタで使用するトナーとしては、体積平均粒径が８．５［μｍ］のものをもちいたが、体積平均粒径が６［μｍ］以上のものを用いると、良好なクリーニング性能を得られる。また、微分量が１０％以下と少ないトナー用いると、良好なクリーニング性能を得られる。

また、感光体１は表面摩擦係数が０．１〜０．５の範囲のものを用いることが好ましい。感光体１の表面摩擦係数が０．１よりちいさいと、クリーニング性が著しく低下する．一方、表面摩擦係数が０．５より大きいと、クリーニング性はよくなるが感光体１の磨耗が多く耐久性が悪くなる。

また、非画像形成領域で帯電ローラ２１へ印加する帯電バイアスを変更した後に、圧接力変更手段で帯電ローラ２１の感光体１への圧接力を画像形成領域よりも大きくしてもよい。この場合、静電的に帯電ローラ２１のクリーニングをおこないトナーの量を減らす。そして、残った帯電ローラ２１に付着したまま少ないトナーを感光体１との摺擦力２１によりクリーニングする事で、効果的な帯電ローラ２１のクリーニングが可能となる。

また、上記実施形態では、帯電バイアスとして直流を用い、逆極性トナーが帯電ローラ２１に付着しやすい例を用いて説明したが、これに限るものではない。例えば、帯電バイアスとして直流に交流を重畳したものを用いる場合は、正規極性トナー（ここでは、負極性トナー）も交流による電界で付着しやすくなる。また、帯電バイアス、トナーが帯電ローラ２１に付着している時間等の条件によっては、帯電ローラ２２に付着したトナーが帯電バイアスにより荷電され徐々に正規帯電極性になることがある。いずれにしても、非画像形成領域において帯電ローラ２１に付着したトナーが、感光体１側に向かう電界を形成するよう帯電バイアスを変更する装置においては、適用可能であり、同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、単色画像形成のプリンタを用いて帯電装置２を説明したが、これに限らず、中間転写体を用いたタンデム型のフルカラー画像形成装置や、複数色のトナーを１つの感光体１に供給する１ドラム型のフルカラー画像形成装置に用いることが可能である。

以上、本実施形態によれば、電圧を印加した帯電ローラ２１を感光体１に圧接して帯電させる帯電装置２を備えたプリンタにおいて、感光体１の表面移動方向に関する非画像形成領域で、帯電ローラ２１に印加する電圧を帯電ローラ２１表面に付着したトナーが感光体１側に向かう電界を形成する電圧に変更とするとともに、帯電ローラ２１の感光体１への圧接力を画像形成領域よりも大きくする圧接力変更手段２４を設けた。帯電ローラ２１の静電的クリーニング時に、圧接力変更手段２４により帯電ローラ２１の感光体１への圧接力を大きくすることにより、帯電ローラ２１と感光体１とのニップ幅を大きくすると共に、感光体１が帯電ローラ２１表面を摺擦する力を大きくする。帯電ローラ２１に付着しているトナーは、静電的に感光体１側に向かおうとすることに加え、大きなニップ間、大きな摺擦力で、感光体１で摺擦されることにより力学的にも帯電ローラ２１から剥離し易くなる。よって、帯電ローラ２１に強く付着しているトナーもクリーニングされ易くなる。なお、本発明では、非画像形成領域でおこなう帯電ローラ２１の静電的クリーニング時のみ、感光体１と帯電ローラ２１との圧接力を強くすることで、画像形成領域の帯電特性に影響を与えたり、耐久性を低下させたりすることなく、帯電ローラのクリーニングを良好におこなうことができる。また、圧接力変更手段２４を設けるのみで、帯電ローラ２１をクリーニングするクリーニング部材を設ける必要がないので、コストアップを抑えることができる。
また、圧接力変更手段２４による圧接力の変更を、画像形成を開始する際の感光体１の表面移動時、または、画像形成を終了する際の感光体１の表面移動時におこなう。このようなタイミングでおこなうことで、別途、帯電ローラ２１をクリーニングするための時間を設けて生産性を落とすことがない。
また、帯電部材として帯電ローラ２１、帯電ブラシローラ３１等の表面移動可能に構成されているものを用いる。これにより、帯電部材の表面積を大きくでき、帯電部材の耐久性が向上する。
また、圧接力変更手段２４は帯電ローラ２１を感光体１側に付勢するための偏心カム２５を用いることにより、低コストで簡易な方法で圧接力を変更とできる。
また、圧接力変更手段２４は帯電ローラ２１を感光体１側に付勢するため圧電部材２６と、圧電部材２６に電圧を印加する電圧印加手段を用いることにより、低コストで簡易な方法で圧接力を変更とできる。
また、圧接力変更手段２４は帯電ローラ２１を感光体１側に付勢するため磁歪部材２７と、磁歪部材２７に磁界を印加する磁界印加手段を用いることにより、低コストで簡易な方法で圧接力を変更とできる。
また、圧接力変更手段２４は、感光体１と帯電ローラ２１とのニップ幅が２［ｍｍ］以上となるように圧接力を大きくする。ニップ幅が２［ｍｍ］未満では摺擦力も弱く、十分な摺擦長さも得られない。ニップ幅が２［ｍｍ］以上とすると、良好なクリーニング性能が得られた。
また、非画像形成領域で帯電ローラ２１へ印加する帯電バイアスを変更した後に、圧接力変更手段で帯電ローラ２１の感光体１への圧接力を画像形成領域よりも大きくしてもよい。この場合、静電的に帯電ローラ２１のクリーニングをおこないトナーの量を減らす。そして、残った帯電ローラ２１に付着したまま少ないトナーを感光体１との摺擦力２１によりクリーニングする事で、効果的な帯電ローラ２１のクリーニングが可能となる。
また、帯電ローラ２１に印加する帯電バイアス電圧を画像形成領域では直流に交流を重畳した電圧とし、非画像形成領域では直流電圧とする。これにより、画像形成領域における帯電均一性が得られると共に、非画像形成領域における静電的クリーニング性を向上させる。
また、負極性帯電トナーを用い、画像形成領域における帯電バイアス電圧を−２００〜−１５００［Ｖ］とする。
また、帯電部材として弾性ローラを用いることにより、帯電均一性を向上させることができる。
また、帯電部材としてブラシローラを用いることにより、クリーニング性を向上させることができる。これは、圧接力を大きくして食い込み量をあげることで、ブラシが先端のみではなく、根元までが感光体１と接触するようになるため、感光体１との接触面積が増加することによる。
また、感光体１は表面摩擦係数が０．１〜０．５の範囲のものを用いることが好ましい。これは、感光体の表面摩擦係数が０．１よりちいさいと、クリーニング性が著しく低下する．一方、表面摩擦係数が０．５より大きいと、クリーニング性はよくなるが感光体の磨耗が多く耐久性が悪くなる。

本実施形態のプリンタの概略構成図。 帯電ローラを用いた帯電装置の概略構成図。 画像形成領域での帯電ローラと感光体との圧接状態の説明図。 非画像形成領域での帯電ローラと感光体との圧接状態の説明図。 圧接力変更手段として偏心カムを用いたものの概略構成図。 圧接力変更手段として圧電部材を用いたものの概略構成図。 圧接力変更手段として磁歪部材を用いたものの概略構成図。 帯電ブラシローラを用いた帯電装置の概略構成図。 帯電バーブラシを用いた帯電装置の概略構成図。 帯電ブラシローラを用いたプリンタの概略構成図。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ 定着装置
７ クリーニング装置
１１ トナー
２１ 帯電ローラ
２２ 回転軸部材
２３ 導電性弾性層
２４ 圧接力変更部材
２５ 偏心カム
２６ 圧電部材
２７ 磁歪部材
３１ 帯電ブラシローラ
３２ 帯電バーブラシ

Claims (11)

1. 表面移動する像担持体に電圧を印加した帯電部材を圧接して該像担持体表面を帯電させる帯電装置と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを備え、非画像形成領域で該帯電部材表面に付着したトナーが該像担持体側に向かう電界を形成する電圧を該帯電部材に印加する画像形成装置において、
   上記非画像形成領域で上記帯電部材の上記像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくする圧接力変更手段を設け、
   上記非画像形成領域で上記帯電部材表面に付着したトナーが上記像担持体側に向かう電界を形成する電圧を該帯電部材に印加した後に、上記圧接力変更手段で該帯電部材の該像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、上記圧接力変更手段による圧接力の変更を、画像形成を開始する際の上記像担持体の表面移動時、または、画像形成を終了する際の該像担持体の表面移動時におこなうことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、上記帯電部材が表面移動可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は上記帯電部材を上記像担持体側に付勢するための偏心カムであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は、上記帯電部材の上記像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくする方向に上記帯電部材を上記像担持体側に付勢するように、電圧が印加されることにより変形可能な圧電部材と、該圧電部材に該電圧を印加する電圧印加手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は、上記帯電部材の上記像担持体への圧接力を画像形成領域よりも大きくする方向に上記帯電部材を上記像担持体側に付勢するように、磁界が印加されることにより変形可能な磁歪部材と、該磁歪部材に該磁界を印加する磁界印加手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６の何れかの画像形成装置において、上記圧接力変更手段は、上記像担持体と上記帯電部材とのニップ幅が２［ｍｍ］以上となるように圧接力を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７の何れかの画像形成装置において、上記該担持体の表面移動方向に関する画像形成領域で上記帯電部材に印加する電圧が直流に交流を重畳した電圧であり、非画像形成領域で該帯電部材に印加する電圧が直流電圧であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの画像形成装置において、上記現像装置は負極性帯電トナーを用い、画像形成領域で上記帯電部材に印加する電圧が−２００〜−１５００［Ｖ］の範囲であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の何れかの画像形成装置において、上記帯電部材が弾性ローラであることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の何れかの画像形成装置において、上記帯電部材がブラシローラであることを特徴とする画像形成装置。

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