(57)【要約】【課題】感光体に保護剤を塗布する構成で、現像手段への保護剤の混入、転写部での転写部材への保護剤の移行を防止でき、クリーニング手段で劣化した保護剤を回収し、劣化した保護剤が感光体上に滞留するのを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】回転可能な像担持体と、前記像担持体に保護剤を供給する保護剤供給手段と、前記像担持体をトナーの帯電極性と同極性に帯電する第１帯電手段と、前記像担持体に供給された前記保護剤をトナーの帯電極性と逆極性に帯電する第２帯電手段と、前記像担持体を電界によりクリーニングするクリーニング手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体の像を転写する転写手段と、を備え、前記像担持体の回転方向に対して、第１帯電手段、クリーニング手段、保護剤供給手段、第２帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の順に配置されることを特徴とする。【選択図】図２
2010026110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に保護剤を供給する保護剤供給手段と、
前記像担持体をトナーの帯電極性と同極性に帯電する第１帯電手段と、
前記像担持体に供給された前記保護剤をトナーの帯電極性と逆極性に帯電する第２帯電手段と、
前記像担持体を電界によりクリーニングするクリーニング手段と、
前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、
前記像担持体の像を転写する転写手段と、
を備え、
前記像担持体の回転方向に対して、第１帯電手段、クリーニング手段、保護剤供給手段、第２帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の順に配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２帯電手段は前記像担持体を前記第１帯電手段で帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に帯電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段は導電性のブラシローラであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
クリーニング手段兼保護剤供給手段は前記クリーニング手段と前記保護剤供給手段を兼用する一つの導電性ブラシローラで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１帯電手段は導電性ブラシローラであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２帯電手段をスコロトロン帯電器とし、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と逆極性の電流を流すことを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニング手段兼保護剤供給手段と第２帯電手段の間の前記像担持体に均し部材を当接させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像手段を前記像担持体と非接触式とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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関し、詳しくは像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段で形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段で現像された像を転写する転写手段とを備え、前記像担持体に保護剤を塗布する画像形成装置において、前記像担持体上に塗布された保護剤の帯電極性を制御して前記保護剤の前記現像手段への混入を抑制し、フィルミングや画像ムラを防止するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体上にステアリン酸などの保護剤を塗布することにより、感光層を構成する樹脂の劣化や、感光体表面に付着する放電生成物の発生を抑制できるため、感光体を長寿命化することが可能である。またクリーナブレードを有するプロセスではブレード先端当接部の磨耗や、感光体の駆動トルクの低減もはかれるため、特に高速機、大型機では保護剤を塗布する構成が一般的になりつつある。
【０００３】
ただし、保護剤として多く用いられる高級脂肪酸（ステアリン酸など）は融点が低いものが多く、現像器に混入するとフィルミングの原因になるという課題があった。特に高速機では現像ローラの回転速度が高速になるためギヤ部での発熱やシール部での摩擦熱など現像ローラ自体の発熱温度も高くなり、よりいっそうフィルミングが発生しやすくなっていた。
【０００４】
さらに一成分現像システムでは現像器に保護剤が多量に混入すると供給部材との接触部や規制部材との接触部で摩擦力が変化し、フィルミングしないまでもトナーの供給性やトナーの搬送性、帯電性に影響を与え、画質劣化やカブリ、飛散、もれの原因となる場合があった。またゴムローラを用いた接触現像では感光体上に塗布された保護剤に直接現像ローラや現像ローラ上に搬送されたトナーが接触するため感光体上に塗布した保護剤が現像器にさらに混入しやすく上記の課題がより深刻な問題となっていた。
【０００５】
このような理由から一成分現像システムでは感光体上に保護剤を塗布する構成により感光体の長寿命化をはかることが困難となっていた。一方、二成分現像システムにおいても磁気穂が感光体に接触するため感光体上の保護剤の現像器への混入を完全に抑制できず、キャリアに対するフィルミングなどを考慮すると十分な保護剤量を感光体上に塗布することができなかった。保護剤の現像器への混入は、上記のような感光体と現像ローラとの接触による物理的な付着による移動のほかに、保護材が帯電している場合には、感光体と現像ローラ間の電界力による移動が存在し、現像ローラと感光体を非接触とするだけでは保護剤の現像器への混入を防止できない。また、感光体上に残留する保護剤については、保護剤がトナーの正規の極性と同極性に帯電している場合には、トナーの感光体上露光部への付着を妨げてしまうため印字部でトナー濃度が低下したり、濃度ムラになったりし、課題となっていた。また転写ローラなどに付着した場合、転写性が悪化したり、転写材の搬送性が低下して紙ジャムの原因になったりしていた。さらにカラー機では中間転写体としての転写ベルトや、転写ドラムの表層の汚染が発生したりして転写の不均一性の原因となったりしていた。
【０００６】
さらに、感光体上の転写残留トナーをクリーニングブレードでクリーニングする画像形成装置において、感光体にクリーニングブレード、帯電手段、保護剤供給手段の順に配置すると、転写残留トナーが多い部分では、塗布した保護剤がクリーニングブレードにより残留トナーと一緒に除去されてしまい、帯電部に十分な保護剤が供給できず、部分的な放電生成物の付着や感光層の劣化が発生し、画像ムラとなる。
【０００７】
また、感光体に帯電手段、クリーニングブレード、保護剤供給手段の順に配置すると、帯電手段で感光体上の残留トナーを帯電してしまうので、感光体と残留トナーの付着力が増大し、クリーニングブレードでのクリーニング効果が低下し、クリーニング不良が発生しやすくなる。トナークリーニング不良の発生は、感光体上のトナーフィルミングの原因となり、画質を劣化させる。
【０００８】
また、感光体に帯電手段、保護剤供給手段、クリーニングブレードの順に配置すると、
保護剤供給手段に感光体上に残留した転写残りトナーが付着し、保護剤の掻き取り能力が不足し、感光体上への保護剤の供給量が減少する。さらに、保護剤表面に保護剤供給手段に付着した残留トナーを供給することにより、さらに保護剤の感光体上への供給量が減少する。
【０００９】
そもそも、粒径が５μｍを下回る小粒径トナーや円形度が０．９６を上回るような高円形度のトナーでは、クリーニングブレードでのクリーニング性に限界がある。クリーニングブレードの当接圧を上げたり、当接角度を大きくしたりすると、特に保護剤を塗布する場合は、機内温度の変化により保護剤の粘性の変化やブレード先端部での保護剤の滞留状態の変化により、クリーニングブレードの先端がめくれたり、ブレード当接部でのトルクが上昇するといった不具合があり、保護剤の塗布量を厳密に管理したり、劣化した保護剤を確実に除去するために、紙間や画像形成動作開始前後などで定期的にトナーを消費させるなどしたりする必要があった。
【００１０】
感光体に保護剤を塗布する従来技術として、特開２００７−８６２６２号公報には、帯電後に塗布部材で保護剤を塗布し、均し部材で保護剤を均一化した後に現像プロセスが存在する画像形成装置が開示されている。また、特開平９−８１００５号公報には、保護剤塗布後に感光体を帯電する画像形成装置が開示されている。また、特開２００６−２３５５６３号公報、特開２００７−９３９８３号公報には、クリーニングブレードを用い、保護剤を感光体に塗布する構成で、定期的または画占率によって本来画像形成に必要のないトナーを感光体上に塗布させ、感光体上の残留物をリフレッシュさせるものが開示されている。また、特開２００６−３９３８０号公報には、感光体に塗布した保護剤を当接部材で除去するものが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８６２６２号公報
【特許文献２】特開平９−８１００５号公報
【特許文献３】特開２００６−２３５５６３号公報
【特許文献４】特開２００７−９３９８３号公報
【特許文献５】特開２００６−３９３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特開２００７−８６２６２号公報に開示されたものは、保護剤の現像器や転写部材への移行を防止する手段が講じられておらず、現像フィルミングや転写部材汚染を防止することができない。また像担持体帯電後に当接部材が存在するので当接部材での摩擦などによって像担持体の帯電均一性が失われスジやムラが発生し、高画質化における課題となる。また当接部材の帯電列によっては、当接部材との摩擦で保護材が帯電してしまい現像器への混入を助長する場合がある。また、環境変化などでクリーニング不良が発生した場合、保護剤供給手段が残留トナーで汚染されて保護剤の機能が低下する。
【００１２】
また、特開平９−８１００５号公報に開示されたものは、保護剤塗布後に感光体上を帯電するので感光体の帯電電位の均一性は確保されるが、帯電部で保護剤がトナーの正規の極性と同極性に帯電され、かつ、帯電部で劣化した保護剤がそのまま下流の現像部まで搬送されて、保護剤が現像部で現像器に混入し、現像ローラのフィルミングを悪化させる。特に帯電部で劣化した保護剤は潤滑性も損なわれ、よりフィルミングを悪化させる。ただし、この場合はクリーニング不良が発生してもクリーニング不良トナーは現像で回収されるため保護剤供給手段が残留トナーで汚染されることはない。
【００１３】
また、特開２００６−２３５５６３号公報、特開２００７−９３９８３号公報に開示されたものは、いずれもクリーナブレードを用い、かつ、保護剤を感光体上に塗布する構成で、定期的または画占率によって本来画像形成に必要のないトナーを感光体上に塗布させ、感光体上の残留物をリフレッシュさせるものだが、ユーザーの使用する印字パターンによっては印字できる枚数が所定よりも少なくなってしまったり、これを回避するために余分なトナーを初期に充填する必要が生じたり、またこの消費したトナーを回収するための容器を大きくしたりしなくてはならなかった。
【００１４】
また、特開２００６−３９３８０号公報に開示されたものは、感光体帯電後に保護剤を除去するための当接部材が配置されているが、除去部材がブレード状であれば帯電電位がスジ状に不均一になったり、除去部材がローラ形状である場合には帯電電位がローラ周期で変動したりし、画像上での問題となっていた。さらに、保護剤供給手段の下流にクリーニング手段を有する場合には帯電部への潤滑剤の供給が十分できないという本質的な課題もあった。クリーニング部材の下流に保護剤供給手段を配置した構成でも、除去部材がローラ部材である場合には、保護剤の除去は完全にはおこなわれず、すりぬけた保護剤は帯電器でトナーと同極性に帯電したまま現像部、転写部に感光体上を搬送されてしまい、現像ローラでの回収や転写部での転写材への移行が発生してしまったりしていた。またブレードを用いて保護剤を除去する場合も、帯電部で保護剤が帯電されているために、感光体との間の付着力が強くなり完全に除去できなかったり、ブレードの当接圧を強くした場合には保護剤を固定層として感光体上に固着させ、かえって劣化した保護剤を除去しにくくしていた。
【００１５】
本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決する、感光体に保護剤を塗布する構成で、現像手段への保護剤の混入、転写部での転写部材への保護剤の移行を防止でき、クリーニング手段で劣化した保護剤を回収し、劣化した保護剤が感光体上に滞留するのを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の画像形成装置は、前記課題を解決するために、回転可能な像担持体と、前記像担持体に保護剤を供給する保護剤供給手段と、前記像担持体をトナーの帯電極性と同極性に帯電する第１帯電手段と、前記像担持体に供給された前記保護剤をトナーの帯電極性と逆極性に帯電する第２帯電手段と、前記像担持体を電界によりクリーニングするクリーニング手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、前記像担持体の像を転写する転写手段と、を備え、前記像担持体の回転方向に対して、第１帯電手段、クリーニング手段、保護剤供給手段、第２帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段の順に配置されることを特徴とする。これにより、像担持体上に塗布された保護剤が第２帯電手段によってトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電されるために、現像部、転写部での保護剤の回収が抑制され、感光体と第１帯電手段との当接部に十分な保護剤を供給できる。第１帯電手段では転写残留トナーだけでなく保護剤も帯電されるので、劣化した保護剤や過剰な保護剤を電界の力でクリーニングし回収することができ、劣化した保護剤や過剰な保護剤が感光体上に滞留することを抑制できる。また第１帯電手段で帯電しなかった保護剤や未劣化の保護剤は電界の力でクリーニングされないので感光体上にとどまることができ、必要以上の保護剤を供給しなくてよくなる。クリーニング手段としてブレードを用いないので劣化した保護剤を感光体上に摺りつけることがなくなり、感光体のトナーフィルミングや劣化保護剤の感光体への固着を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置は、前記第２帯電手段は前記像担持体を前記第１帯電手段で帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に帯電することを特徴とする。これにより、第２帯電手段は像担持体を第１帯電手段で帯電したトナーの正規の帯電極性と同極性の帯電極性に維持したまま、保護剤をトナーの正規の帯電極性と逆極性に帯電する。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置は、前記クリーニング手段は導電性のブラシローラであることを特徴とする。これにより、ブレードを用いないので劣化した保護剤を感光体２０Ｙ上に塗りつけることがなくなり、感光体２０Ｙのトナーフィルミングや劣化保護剤の感光体への固着を防止することができる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、クリーニング手段兼保護剤供給手段は前記クリーニング手段と前記保護剤供給手段を兼用する一つの導電性ブラシローラで構成されることを特徴とする。これにより、クリーニングと保護剤の塗布を同時に実施でき、省スペース化が可能になる。また、感光体に当接するプロセスが減るので感光体の磨耗に有利になる。ブラシローラにより接触状態が安定するので塗布均一性、クリーニング性に優れる。クリーニング手段表面が保護剤で被覆されるのでクリーニング手段に電圧をかけた時に感光体との間で発生する局所的な微小放電を抑制し、クリーニング性の低下を防止することができるだけでなく、微小放電により感光体の帯電電位が不均一になることを防止できる。また、上記によりクリーニング手段兼保護剤供給手段に印加するバイアスを大きくしてクリーニング電界を大きくすることができるのでクリーニング性も向上する。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置は、前記第１帯電手段は導電性ブラシローラであることを特徴とする。これにより、感光体表面の保護剤をチラシながら帯電できるので感光体上に保護剤の固定層が発生し難くなり、クリーニング手段での回収性が良好となる。
【００２１】
また、本発明の画像形成装置は、前記第２帯電手段をスコロトロン帯電器とし、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と逆極性の電流を流すことを特徴とする。これにより、像担持体の帯電電位をトナーの正規の帯電極性と同極性に維持したまま、像担持体上にトナーの正規の帯電極性と反対極性のコロナをふらせることができ、保護剤をトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電できる。また、像担持体の帯電電位がグリッド電圧で平衡状態になるので保護剤供給手段の摺擦や保護剤塗布で不均一になった像担持体の帯電電位を均一化できる。また、第２帯電手段では第１帯電手段における帯電で生じた帯電の不均一分を埋める電位分だけ除電するようにし、オゾン発生や補助帯電手段での放電生成物の発生、感光層の劣化を最小限にできる。また、非接触のスコロトロン帯電器としたので保護剤の帯電器への固着がなく第２帯電手段の帯電性能の劣化を防止でき長寿命化が可能となる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置は、前記クリーニング手段兼保護剤供給手段と第２帯電手段の間の前記像担持体に均し部材を当接させることを特徴とする。これにより、トナーのクリーニング性は求めないので当接角度、当接方向、当接荷重についての設定自由度が高く、保護剤が固定層になることや、劣化した保護剤が感光体上に固着してしまうことを防止できる。また、保護剤を均一化でき、感光体表層の局所的な劣化を低減させることができる。また、クリーニング手段兼保護剤供給手段の下流に均し部材を当接するので感光体上の残留トナーがなく、該部でのフィルミングの懸念がない。
【００２３】
また、本発明の画像形成装置は、前記現像手段を前記像担持体と非接触式とした。現像部材の接触による物理的な保護剤の混入を防止できる。また、保護剤の帯電が弱い場合でも現像器への混入を防止抑制しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の画像形成装置の全体を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御ユニット１００を有している。
【００２６】
画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション１５Ｙについて説明する。
【００２７】
画像形成ステーション１５Ｙは、図１に示すように、像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像ユニット５０Ｙ、一次転写ユニットを有している。
【００２８】
感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。
【００２９】
帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｙからは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。
【００３０】
露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００３１】
現像ユニット５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像ユニット５０Ｙは、交換可能なトナーカートリッジから新品トナーが供給される現像室内に現像ローラ、トナー供給ローラが配置され、現像ローラには、規制ブレードが当接し現像ローラ上のトナーを薄層化する。
【００３２】
一次転写ユニットは、一次転写部Ｂ１で一次転写ローラ６５Ｙにより一次転写バイアスが印加され、感光体２０Ｙに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト７０に転写する。各一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。
【００３３】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ７１ａ、従動ローラ７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と当接しながら回転駆動される。
【００３４】
二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。
【００３５】
定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。
【００３６】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３７】
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラに入力されると、このメインコントローラからの指令に基づくユニットコントローラの制御により感光体２０Ｙ、現像ユニット５０Ｙに備えられた現像ローラ、及び、中間転写ベルト７０等が回転する。感光体２０Ｙは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。
【００３８】
感光体２０Ｙの帯電された領域は、感光体２０Ｙの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
【００３９】
感光体２０Ｙ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙの回転に伴って現像位置に至り、現像ユニット５０Ｙによって現像される。これにより、感光体２０Ｙ上にトナー像が形成される。
【００４０】
感光体２０Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って一次転写部Ｂ１位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト７０に転写される。この際、一次転写ユニットでは、一次転写ローラ６５Ｙからトナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００４１】
中間転写ベルト７０は、モータ等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラ７１ａを介して伝達されることによって駆動される。
【００４２】
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００４３】
転写材に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラ９４ｃにより排紙される。
【００４４】
一方、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４位置を経過した後に、除電ユニット（図示せず）によって除電され、次の潜像を形成するための帯電に備える。
【００４５】
二次転写後の中間転写ベルト７０の従動ローラ７１ｂ側に中間転写ベルトクリーニング装置（図示せず）が設置され、二次転写後の中間転写ベルト７０をクリーニングする。
【００４６】
なお、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の実施例に基づいて説明してきたが、直接転写式の画像形成装置であっても良い。
【００４７】
このような画像形成装置１０において、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上にステアリン酸などの保護剤を塗布することにより、感光層を構成する樹脂の劣化や、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）表面に付着する放電生成物の発生を抑制できるため、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の長寿命化が可能である。
【００４８】
図２は、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に保護剤を塗布する画像形成装置１０において、従来技術が持つ課題を解決するための実施例１の画像形成装置である。実施例１の画像形成装置は、単色の画像形成装置にも適用可能であるが、図２ではカラー画像形成装置のイエロー画像形成ユニット１５Ｙを例として示す。
【００４９】
感光体２０Ｙは、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、図２に示される実施例１においては、矢印で示すように反時計回りに回転する。
【００５０】
感光体２０Ｙには、一次転写部Ｂ１の下流に除電ユニット１１０Ｙが配置され除電される。除電ユニット１１０Ｙの下流に、主帯電手段である第１帯電手段１１２Ｙが配置される。第１帯電手段１１２Ｙは、感光体２０Ｙおよび感光体２０Ｙ上の残留物をトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する。実施例１の第１帯電手段１１２Ｙは、導電性ブラシローラとする。第１帯電手段１１２Ｙである導電性ブラシローラは感光体２０Ｙの回転方向と逆方向の時計方向に連れ回りし、本実施例で使用する感光体の放電限界である６００Ｖを超える−１５００ＶのＤＣバイアスを感光体に印加し、感光体２０Ｙの電位を−９００Ｖに帯電する。この第１帯電手段での帯電過程で、感光体上に残留する転写残りトナー及び感光体上に塗布された保護剤がトナーの正規の帯電極性と同極性である−極性に帯電される。
【００５１】
第１帯電手段１１２Ｙの下流にクリーニング手段１１４Ｙを配置する。クリーニング手段１１４Ｙは、導電性ブラシローラとし、導電性ブラシローラに−７００Ｖの電界を印加し、感光体２０Ｙ上の残留物を、第１帯電手段で帯電した感光体の帯電電位との電位差２００Ｖにより生ずる電界の力で導電性ブラシローラに回収する。クリーニング手段１１４Ｙである導電性ブラシは、感光体２０Ｙの回転方向と同じ反時計方向に回転する。電界の力によりクリーニング手段１１４Ｙに回収された残留物は、導電性ブラシローラに当接する導電性の板金からなるフリッカ部材１１５Ｙにより除去される。
【００５２】
クリーニング手段１１４Ｙの下流に保護剤供給手段１１１Ｙが配置される。保護剤は、感光体２０Ｙの感光層を保護すると同時に潤滑効果が得られる。保護剤としては、脂肪酸金属塩を使用することができ、感光体２０Ｙへの供給態様により、粉状、固形状に形成して使用することができる。飛散等の問題を無くすためにも固形状で使用するのが望ましい。その脂肪酸金属塩を構成する金属元素としては、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、ニッケル等を挙げることができ、その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、パルミチン酸等を挙げることができる。なかでも、固形状として用いる場合はステアリン酸亜鉛が好ましい。実施例１では、保護剤供給手段１１１Ｙとして、ステアリン酸亜鉛のブロックを感光体２０Ｙに接触させて、保護剤を感光体２０Ｙに供給している。
【００５３】
保護剤供給手段１１１Ｙの下流に補助帯電手段である第２帯電手段１１３Ｙを配置する。第２帯電手段１１３Ｙは、保護剤供給手段１１１Ｙにより感光体２０Ｙに供給された保護剤を、トナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。実施例１の第２帯電手段１１３Ｙは、非接触式のスコロトロン帯電器を用いている。スコロトロン帯電器には、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性の−５００Ｖのバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と逆極性の＋２００μＡの電流を流し、感光体の帯電電位を第１帯電手段で帯電したトナーの正規の帯電極性と同極性に維持したまま、感光体上にトナーの正規の帯電極性と反対極性のコロナをふらせ、保護剤をトナーの正規の帯電極性とは反対の極性に帯電する。第２帯電手段１１３Ｙ通過後の感光体２０Ｙの電位は−５００Ｖになる。第２帯電手段１１３Ｙは、感光体２０Ｙの帯電電位を第１帯電手段１１２Ｙで帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に帯電する。
【００５４】
第２帯電手段の下流に露光ユニット４０Ｙが配置される。露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００５５】
露光ユニット４０Ｙの下流に現像ユニット５０Ｙが配置される。露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成された感光体２０Ｙは、現像ユニット５０Ｙにより現像される。実施例１の現像ユニット５０Ｙは、非接触式で、感光体２０Ｙと所定の現像ギャップをもって現像ローラ５１Ｙが配置される。現像ローラ５１Ｙにはトナー供給ローラや規制ブレードによって荷電されたトナー薄層が形成される。現像ローラ５１ＹにＤＣにＡＣを重畳した現像バイアスを印加し、トナーを感光体２０Ｙ表面に飛翔させ、感光体２０Ｙの潜像を現像する。
【００５６】
現像ユニット５０Ｙの下流に一次転写ユニットが配置される。一次転写ユニットは、感光体２０Ｙに中間転写ベルト７０を介して一次転写部Ｂ１で当接する一次転写ローラ６５Ｙからトナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加され、感光体２０Ｙの像が中間転写ベルト７０に転写される。
【００５７】
実施例１の画像形成のプロセス動作を次の表１に示す。
【００５８】
【表１】
2010026110.tif 000003
【００５９】
実施例１の画像形成装置は、感光体２０Ｙ上に第１帯電手段１１２Ｙ、クリーニング手段１１４Ｙ、保護剤供給手段１１１Ｙ、第２帯電手段１１３Ｙの順で配置し、第１帯電手段１１２Ｙは、感光体２０Ｙの表面及び感光体２０Ｙ上の残留物をトナーの正規の帯電極性（実施例−）と同じ極性に帯電する。
【００６０】
クリーニング手段１１４Ｙは、感光体２０Ｙに当接して第１帯電手段１１２Ｙで帯電した感光体２０Ｙ上の残留物を電界の力で除去する。第２帯電手段１１３Ｙは、感光体２０Ｙの帯電電位を第１帯電手段で帯電した電位よりも絶対値で小さい電位に調整すべく、感光体２０Ｙ上及び感光体上の残留物にトナーの正規の帯電極性（実施例−）と反対極性（実施例＋）の電荷を放出する手段であって、感光体２０Ｙ上に保護剤を塗布する保護剤供給手段１１１Ｙをクリーニング手段１１４Ｙの下流であって第２帯電手段１１３Ｙの上流に設けた。
【００６１】
保護剤供給手段１１１Ｙにより感光体２０Ｙ上に塗布された保護剤が第２帯電手段１１３Ｙによってトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電されるために、現像ユニット５０Ｙ、一次転写ユニットでの保護剤の回収が抑制され、感光体２０Ｙと第１帯電手段１１２Ｙとの当接部に十分な保護剤を供給できる。第１帯電手段１１２Ｙでは転写残留トナーだけでなく保護剤も帯電されるので、劣化した保護剤や過剰な保護剤を電界の力でクリーニング手段１１４Ｙに回収することができ、劣化した保護剤や過剰な保護剤が感光体上に滞留することを抑制できる。
【００６２】
また、第１帯電手段１１２Ｙで帯電しなかった保護剤や未劣化の保護剤は、クリーニング手段１１４Ｙの電界の力でクリーニングされないので感光体２０Ｙ上に留まることができ、必要以上の保護剤を供給しなくてよくなる。クリーニング手段１１４Ｙとしてブレードを用いないので劣化した保護剤を感光体２０Ｙ上に擦りつけることがなくなり、感光体２０Ｙのトナーフィルミングや劣化保護剤の感光体２０Ｙへの固着を防止することができる。
【００６３】
また、実施例１の画像形成装置は、第１帯電手段を導電性のブラシローラを用いることにより、感光体２０Ｙ表面の保護剤をチラシながら帯電できるので感光体２０Ｙ上に保護剤の固定層が発生し難くなり、クリーニング手段１１４Ｙでの回収性が良好となる。
【００６４】
また、実施例１の画像形成装置は、第２帯電手段１１３Ｙをスコロトロン帯電器とし、グリッドにトナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加し、ワイヤにトナーの正規の帯電極性と逆極性の電流を流すので、感光体２０Ｙの帯電電位をトナーの正規の帯電極性と同極性に維持したまま、感光体上にトナーの正規の帯電極性と反対極性のコロナをふらせることができ、保護剤をトナーの正規の帯電極性と反対極性に帯電できる。感光体２０Ｙの帯電電位がグリッド電圧で平衡状態になるので保護剤塗布で不均一になった感光体２０Ｙの帯電電位を均一化できる。また、第２帯電手段では第１帯電手段における帯電で生じた帯電の不均一分を埋める電位分だけ除電するようにし、オゾン発生や第２帯電手段での放電生成物の発生、感光層の劣化を最小限にできる。
【００６５】
また、実施例１の画像形成装置は、現像手段を感光体２０Ｙと非接触式としたので、現像部材の接触による物理的な保護剤の混入を防止できる。また、保護剤の帯電が弱い場合でも現像器への混入を防止抑制しやすい。
【００６６】
図３は、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に保護剤を塗布する画像形成装置１０において、従来技術が持つ課題を解決するための実施例２の画像形成装置である。実施例２の画像形成装置は、単色の画像形成装置にも適用可能であるが、図３ではカラー画像形成装置のイエロー画像形成ユニット１５Ｙを例として示す。
【００６７】
実施例２の画像形成装置は、実施例１の画像形成装置と同様に、一次転写部Ｂ１の下流に除電ユニット１１０Ｙが配置され除電される。除電ユニット１１０Ｙの下流に、主帯電手段である第１帯電手段１１２Ｙが配置される。第１帯電手段１１２Ｙは、感光体２０Ｙをトナーの正規の帯電極性と同極性に帯電する。実施例１の第１帯電手段１１２Ｙは、導電性ブラシローラとする。第１帯電手段１１２Ｙである導電性ブラシローラは感光体２０Ｙの回転方向と逆方向の時計方向に連れ回りし、本実施例で使用する感光体の放電限界である６００Ｖを超える−１５００ＶのＤＣバイアスを感光体に印加し、感光体２０Ｙの電位を−９００Ｖに帯電する。
【００６８】
実施例２の画像形成装置は、第１帯電手段１１２Ｙの下流に、クリーニング手段１１４Ｙと保護剤供給手段１１１Ｙを兼用する導電性ブラシローラからなるクリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙを配置する。クリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙである導電性ブラシローラに−７００Ｖの電界を印加し、第１帯電手段で帯電した感光体の帯電電位との電位差２００Vにより生ずる電界の力で感光体２０Ｙ上の残留物を導電性ブラシローラに回収する。クリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙである導電性ブラシは、感光体２０Ｙの回転方向と同じ時計方向に回転する。電界の力により回収された残留物は、導電性ブラシローラに当接する導電性の板金からなるフリッカ部材１１５Ｙにより除去される。導電性ブラシローラのフリッカ部材１１５Ｙの当接位置の回転方向の下流に保護剤であるステアリン酸亜鉛のブロックを当接させ、フリッカ部材によって回収物を除去した後の導電性ブラシローラに保護剤を塗布し、感光体２０Ｙ上に保護剤を供給する。
【００６９】
クリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙである導電性ブラシローラの下流には、実施例１と同様に、スコロトロン帯電器からなる第２帯電手段、露光ユニット４０Ｙ、現像ユニット５０Ｙ、一次転写ユニットが配置される。
【００７０】
実施例２の画像形成のプロセス動作図を次の表２に示す。
【００７１】
【表２】
2010026110.tif 000004
【００７２】
実施例２の画像形成装置は、クリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙを、クリーニング手段１１４Ｙと保護剤供給手段１１１Ｙを兼用する一つの導電性ブラシローラで構成しているため、クリーニングと保護剤の塗布を同時に実施でき、省スペース化が可能となる。また、感光体２０Ｙに当接するプロセスが減るので感光体２０Ｙの磨耗に有利となる。さらに、導電性ブラシローラにより接触状態が安定するので保護剤の塗布均一性、クリーニング性に優れる。さらにクリーニング手段であるブラシローラ表面が保護剤で被覆されるのでクリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙに電圧をかけた時に感光体との間で発生する局所的な微小放電を抑制し、クリーニング性の低下を防止することができるだけでなく、微小放電により感光体の帯電電位が不均一になることを防止できる。また上記によりクリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙに印加するバイアスを大きくしてクリーニング電界を大きくすることができるのでクリーニング性も向上する。他の構成は、実施例１の画像形成装置と同様であるので、その作用につての説明を省略する。
【００７３】
図４は、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に保護剤を塗布する画像形成装置１０において、従来技術が持つ課題を解決するための実施例３の画像形成装置である。実施例３の画像形成装置は、単色の画像形成装置にも適用可能であるが、図４ではカラー画像形成装置のイエロー画像形成ユニット１５Ｙを例として示す。
【００７４】
実施例３の画像形成装置は、実施例２の画像形成装置のクリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙである導電性ブラシローラとスコロトロン帯電器からなる第２帯電手段１１３Ｙの間の感光体２０Ｙに、感光体２０Ｙに塗布された保護剤を均一化する均し部材１１７Ｙを当接させる。他の構成は、実施例２の画像形成装置と同様であるので説明を省略する。
【００７５】
実施例３の画像形成のプロセス動作を次の表３に示す。
【００７６】
【表３】
2010026110.tif 000005
【００７７】
クリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙである導電性ブラシローラとスコロトロン帯電器からなる第２帯電手段１１３Ｙの間に、感光体２０Ｙに塗布された保護剤を均一化する均し部材１１７Ｙを当接させる。均し部材１１７Ｙにトナーのクリーニング性は求めないので当接角度、当接方向、当接荷重についての設定自由度が高く、保護剤が固定相になることや劣化した保護剤が感光体２０Ｙ上に固着してしまうことを防止でき、保護剤を均一化でき、感光体２０Ｙ表層の局所的な劣化を低減させることができる。クリーニング手段兼保護剤供給手段１１６Ｙの下流に均し部材１１７Ｙを配置するので感光体２０Ｙ上の残留トナーがなく、該部でのトナーフィルミングの懸念がない。
【００７８】
以上のように本発明の画像形成装置によれば、感光体２０Ｙに保護剤を塗布する構成で、保護剤にトナーの正規の帯電極性と反対の電荷を与えることにより現像器への保護剤の混入、転写部での転写部材への保護剤の移行を防止する。さらに保護剤の帯電極性を感光体クリーニング手段（１１４Ｙ，１１６Ｙ）の上流でトナーの正規の帯電極性と同一にする第１帯電手段１１２Ｙを設け、電界により感光体クリーニング手段で劣化した保護剤を回収するので、劣化した保護剤が感光体２０Ｙ上に滞留することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の画像形成装置の全体を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０：画像形成装置、１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：画像形成ステーション、２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：感光体、３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：帯電ユニット、４０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：露光ユニット、５０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：現像ユニット、７０：中間転写ベルト、８０：二次転写ユニット、９０：定着ユニット、１１０Ｙ：除電ユニット、１１１Ｙ：保護剤供給手段、１１２Ｙ：第１帯電手段、１１３Ｙ：第２帯電手段、１１４Ｙ：クリーニング手段、１１５Ｙ：フリッカ部材、１１６Ｙ：クリーニング手段兼保護剤供給手段、１１７Ｙ：均し部材
【図１】
2010026110.tif 000006
【図２】
2010026110.tif 000007
【図３】
2010026110.tif 000008
【図４】
2010026110.tif 000009