(57)【要約】【課題】複雑な構成を用いることなく、異物の帯電ローラへの付着を防止して画像不具合を防止すると共に長期に亘って安定した帯電性能を維持可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光ユニット４、現像装置５及び転写ローラ１７を有する画像形成部Ｐと、感光体ドラム２の回転方向に対し帯電ローラ３の上流側且つ転写ローラ１７の下流側に配置されクリーニングブレード２１を有するクリーニング装置９と、回収ローラ２９と、を備えている。印字終了後、感光体ドラム２の動摩擦係数が印字時よりも大きくなるように回収ローラ２９に回収バイアスを印加し、感光体ドラム２を回転させることにより、クリーニングブレード２１周辺に堆積した感光体ドラム２上の異物を、感光体ドラム２の回転方向に対しクリーニングブレード２１よりも下流側へ解放して回収ローラ２９で回収する。【選択図】図６
2010266795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電ローラと、
前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像とする現像手段と、
該現像手段により現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を有し、記録媒体に画像の印字を行う画像形成部と、
前記回転方向に対し前記帯電ローラの上流側且つ前記転写手段の下流側に配置され、前記像担持体上に残留する異物を掻き取りながら回収可能な掻き取り部材を有するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
前記帯電ローラと前記クリーニング手段との間に前記像担持体と接触回転可能な導電性の回収ローラが設けられ、
前記印字終了後、前記像担持体の動摩擦係数が前記印字時よりも大きくなるように前記回収ローラに回収バイアスを印加して、前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記掻き取り部材周辺に堆積した前記像担持体上の前記異物を前記掻き取り部材よりも前記回転方向下流側へと解放すると共に前記回収ローラにより回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印字終了後の前記回収バイアスを、前記印字時に前記帯電ローラに印加される帯電バイアスよりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きく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】
前記帯電バイアスは、第１の直流バイアスと第１の交流バイアスとから成り、
前記回収バイアスは、第２の直流バイアスと第２の交流バイアスとから成り、
前記印字終了後、前記第２の交流バイアスを、前記印字時に前記帯電ローラに印加される前記第１の交流バイアスよりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回収ローラから前記像担持体へ流れ込む直流電流を検知可能な検知手段が設けられ、
前記第２の交流バイアスは、前記検知手段の検知結果に基づいて前記直流電流が飽和するように設定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回収ローラに前記第２の交流バイアスを印加しているとき、前記帯電ローラに対する前記帯電バイアスの印加を停止する若しくは前記帯電ローラに前記回収バイアスとは逆極性の前記第１の直流バイアスを印加することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング手段に、前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニング手段に、前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材が設けられ、
前記異物を解放して前記回収ローラにより回収後、前記帯電ローラ及び前記回収ローラに対する前記帯電バイアス及び前記回収バイアスの印加を停止して前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記クリーニング部材により前記像担持体表面を摺擦することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特に感光体の帯電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置には、像担持体（感光体）表面を帯電させるために帯電器が用いられている。帯電器としては、感光体と非接触に配置し、コロナ放電により感光体の表面を帯電させるコロトロン（若しくはスコロトロン）帯電器と、感光体に接触配置されて感光体を帯電する帯電ローラと、が知られている。しかし、近年、人体に有害なオゾンの排出量を減らすため、オゾン排出量がより少ない帯電ローラが採用されることが多くなっている。
【０００３】
このような帯電ローラを用いる画像形成装置においては、感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像後、感光体表面にトナーが残留する。また、トナーと共に、シリカ、感光体を研磨するためトナーに外添処理される研磨剤としてのアルミナや酸化チタン等を含んだトナー外添剤や、炭酸カルシウム、タルク、カオリン等の用紙の填料も残留する。このため、これら感光体上に残留するトナーやトナー外添剤等の異物は、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置により回収するようになっている。
【０００４】
しかし、感光体表面に残留する異物がクリーニングブレードを擦り抜ける場合があり、擦り抜けた異物が帯電ローラに印加される帯電バイアスによってその表面に付着する場合がある。かかる場合、異物の付着によって帯電ローラ表面の抵抗が上昇し、帯電電位が低下し、帯電効率が低下するおそれがある。また、帯電ローラ表面に対して異物が均一に付着しないため、帯電ムラが発生し、これらに起因して画像不具合が発生するおそれもある。さらに、かかる画像不具合の有無によって帯電ローラの寿命が決定されてしまう。
【０００５】
また、クリーニングブレードの先端部は、感光体表面の異物を掻き取るために感光体表面に圧接されており、感光体上の異物がクリーニングブレードとの間やその周辺に堆積する場合がある。そして、堆積した異物がクリーニングブレードから徐々に摺り抜ける場合には、帯電ローラに付着する異物の量も多くなり、上記した帯電効率の低下や帯電ムラによる画像不具合が発生し易くなる。
【０００６】
そこで、かかる堆積した異物を除去する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、クリーニングブレードに対する感光体の逆転方向にクリーニング体を設け、感光体の正転停止時に感光体を逆転させてクリーニング体によってクリーニングブレードと感光体との隙間の残留異物を除去することにより、感光体に対して良好なクリーニングを行う方法が開示されている。
【０００７】
一方、特許文献２には、複数の帯電ローラのうち感光体の回転方向上流側に設けた帯電ローラの動摩擦係数を、下流側に設けた帯電ローラの動摩擦係数よりも大きく設定し、上流側帯電ローラにより帯電ローラの表面汚染物質（異物）を捕集することによって、トナーやトナー外添剤及び研磨剤や用紙の填料等の帯電効率を低下させる要因に対処し、多数枚の画像形成でも均一に感光体表面を帯電可能とする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】平４−９０５８５号公報
【特許文献２】２００７−１１４４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に示すような方法では、感光体を逆回転させる必要があるため、複雑な機構を設ける必要がある等、コストアップの要因となる。また、特許文献２は、感光体の動摩擦係数を可変させることについても、このように可変させて回収ローラにより異物を回収することについても何ら記載されていない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、複雑な構成を用いることなく、異物の帯電ローラへの付着を防止して画像不具合を防止すると共に長期に亘って安定した帯電性能を維持可能な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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像とする現像手段と、該現像手段により現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を有し、記録媒体に画像の印字を行う画像形成部と、前記回転方向に対し前記帯電ローラの上流側且つ前記転写手段の下流側に配置され、前記像担持体上に残留する異物を掻き取りながら回収可能な掻き取り部材を有するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記帯電ローラと前記クリーニング手段との間に前記像担持体と接触回転可能な導電性の回収ローラが設けられ、前記印字終了後、前記像担持体の動摩擦係数が前記印字時よりも大きくなるように前記回収ローラに回収バイアスを印加して、前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記掻き取り部材周辺に堆積した前記像担持体上の前記異物を前記掻き取り部材よりも前記回転方向下流側へと解放すると共に前記回収ローラにより回収することを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記印字終了後の前記回収バイアスを、前記印字時に前記帯電ローラに印加される帯電バイアスよりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きくすることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電バイアスは、第１の直流バイアスと第１の交流バイアスとから成り、前記回収バイアスは、第２の直流バイアスと第２の交流バイアスとから成り、前記印字終了後、前記第２の交流バイアスを、前記印字時に前記帯電ローラに印加される前記第１の交流バイアスよりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きくすることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記回収ローラから前記像担持体へ流れ込む直流電流を検知可能な検知手段が設けられ、前記第２の交流バイアスは、前記検知手段の検知結果に基づいて前記直流電流が飽和するように設定されることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記回収ローラに前記第２の交流バイアスを印加しているとき、前記帯電ローラに対する前記帯電バイアスの印加を停止する若しくは前記帯電ローラに前記回収バイアスとは逆極性の前記第１の直流バイアスを印加することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング手段に、前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材が設けられたことを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング手段に、前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材が設けられ、前記異物を解放して前記回収ローラにより回収後、前記帯電ローラ及び前記回収ローラに対する前記帯電バイアス及び前記回収バイアスの印加を停止して前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記クリーニング部材により前記像担持体表面を摺擦することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の構成によれば、帯電ローラとクリーニング手段との間に所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体と接触回転可能な導電性の回収ローラを設け、印字終了後、像担持体の動摩擦係数が印字時よりも大きくなるように回収ローラに回収バイアスを印加して、像担持体を上記回転方向に回転させることにより、掻き取り部材周辺に堆積した像担持体上の異物を掻き取り部材よりも回転方向下流側へと解放すると共に回収ローラにより回収することが可能となる。これにより、複雑な構成を用いることなく、異物の帯電ローラへの付着を防止して画像不具合を防止すると共に長期に亘って安定した帯電性能を維持することができる。
【００１９】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、印字終了後の回収バイアスを、印字時に帯電ローラに印加される帯電バイアスよりも大きくすることにより、動摩擦係数を大きくすることによって、より簡単な構成で堆積した異物を回収することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、帯電バイアスを、第１の直流バイアスと第１の交流バイアスとから構成し、回収バイアスを、第２の直流バイアスと第２の交流バイアスとから構成し、印字終了後、第２の交流バイアスを印字時に帯電ローラに印加される第１の交流バイアスよりも大きくすることにより、動摩擦係数を大きくすることによって、より容易且つ詳細に動摩擦係数を大きくすることができる。
【００２１】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、回収ローラから像担持体へ流れ込む直流電流を検知可能な検知手段が設けられ、第２の交流バイアスを、検知手段の検知結果に基づいて直流電流が飽和するように設定することによって、確実に動摩擦係数を大きくすることができる。
【００２２】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第３または第４のいずれかの構成の画像形成装置において、回収ローラに第２の交流バイアスを印加しているとき、帯電ローラに対する帯電バイアスの印加を停止する若しくは帯電ローラに回収バイアスとは逆極性の第１の直流バイアスを印加することにより、帯電ローラへの異物の付着を、より防止することができるため、より長期に亘って安定した帯電性能を維持することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第５のいずれかの構成の画像形成装置において、クリーニング手段に、像担持体表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニング部材を設けることにより、回収ローラで回収できなかった場合でも解放した異物を回収することができ、さらに回収後、像担持体表面を研磨して動摩擦係数を低下させることも可能となる。
【００２４】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第２〜第５のいずれかの構成の画像形成装置において、クリーニング手段に、像担持体表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニング部材を設け、異物を解放して回収ローラにより回収後、帯電ローラ及び回収ローラに対する帯電バイアス及び回収バイアスの印加を停止して像担持体を上記回転方向に回転させることにより、クリーニング部材により像担持体表面を摺擦することによって、回収ローラで回収できなかった場合でも解放した異物を回収することができる。加えて、像担持体の研磨性能を向上させて動摩擦係数をより効率的且つ簡単に小さくすることができるため、次の印字時に及ぼす影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム周辺の構成を示す概略拡大断面図
【図３】図２の感光体ドラム上のクリーニングブレード周辺に異物が堆積した状態を模式的に示す図
【図４】図３のクリーニングブレード先端部及び感光体ドラム表面周辺を示す拡大図
【図５】回収バイアスの第２の交流バイアスのＶｐｐと感光体ドラムの動摩擦係数との関係を示す図
【図６】印字終了後、感光体ドラムの動摩擦係数が大きくなった状態を模式的に示す図
【図７】クリーニングブレードの先端部が振動する状態を模式的に示す図
【図８】堆積異物がクリーニングブレードよりも下流側に解放され、回収ローラにより回収される状態を模式的に示す図
【図９】堆積異物をクリーニングブレードよりも下流側に解放した後、感光体ドラム表面が摺擦される状態を模式的に示す図
【図１０】回収ローラの有無と帯電ローラ表面の抵抗との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置１内には画像形成部Ｐが、搬送ベルト８の上方に配設されている。この画像形成部Ｐは、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。
【００２７】
この画像形成部Ｐには、可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）２が配設されており、感光体ドラム２上に形成されたトナー像が、画像形成部Ｐに隣接して移動する搬送ベルト８によって担持・搬送される用紙（記録媒体）６上に転写され、さらに、定着ユニット７において用紙６上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。駆動手段としての駆動モータ２５により感光体ドラム２を図１において時計回り（所定の回転方向）に回転させながら、感光体ドラム２に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２８】
次に、画像形成部Ｐについて詳細に説明する。回転自在に配設された感光体ドラム２の周囲及び上方には、感光体ドラム２を帯電させる帯電ローラ３と、感光体ドラム２に画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム２上にトナー像を形成する現像ユニット（現像手段）５と、搬送ベルト８によって搬送された用紙６にトナー像を転写する転写ローラ（転写手段）１７と、感光体ドラム２上に残留した現像剤（トナー）を回収するクリーニング装置（クリーニング手段）９と、静電潜像を除去する除電器１０と、が設けられている。
【００２９】
先ず、帯電ローラ３によって感光体ドラム２の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、感光体ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット５は、感光体ドラム２と所定間隔を隔てて対向配置された現像ローラ５ａを有し、現像ユニット５には、トナーがトナーコンテナ１１によって所定量充填されている。このトナーは、現像ローラ５ａにより感光体ドラム２上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。なお、帯電ローラ３の詳細については後述する。
【００３０】
トナー像が転写される用紙６は、用紙６を収納する複数の給紙カセット１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１２ｄに収容されており、給紙ローラ１３、レジストローラ１４を介して搬送ベルト８上へ供給され、感光体ドラム２の位置へと搬送される。搬送ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【００３１】
搬送ベルト８は、下流側の駆動ローラ１５と、上流側の従動ローラ１６とに掛け渡されており、搬送ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙６がレジストローラ１４から搬送ベルト８上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、用紙６の所定位置にトナー像が転写されるように感光体ドラム２上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム２の下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ１７で電界付与することにより、感光体ドラム２上のトナー像が用紙６上に転写される。このようにして、画像形成部Ｐは、用紙６に画像の印字を行う。この用紙６は、搬送ベルト８上に静電吸着力で保持されている。
【００３２】
トナー像が転写された用紙６は、搬送ベルト８から離脱し、定着ユニット７へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム２について、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナー、トナー外添剤や用紙６の填料等の異物が、クリーニング装置９により回収される。搬送ベルト８から定着部７に搬送された用紙６は、定着ローラ７ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙６の表面に定着され、所定の画像が形成される。なお、クリーニング装置９の詳細については後述する。
【００３３】
画像が形成された用紙６は、その後排出ローラ１８によって排出トレイ１９に排出される。また、装置本体内部には、駆動モータ２５の駆動電流値（負荷）を検知する検知手段としての駆動電流計２６が設けられている。
【００３４】
図２は、本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム周辺の構成を示す概略拡大断面図である。なお、図２では、搬送ベルト８、駆動モータ２５を省略して示した。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。感光体ドラム２としては、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）製ドラムを用いることができる。また、感光体ドラム２は、駆動モータ２５（図１参照）により、図２中時計回りに回転するようになっている。
【００３５】
感光体ドラム２の上方には、感光体ドラム２表面と回転自在に当接し、該表面を帯電する帯電ローラ３が配置されている。帯電ローラ３は、例えば、芯金の表層に抵抗値１０5〜１０6Ω、表面粗さＲZ＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴム（ＥＰＤＭ）を使用した導電性ゴム層を被覆した導電性ローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプや、導電性ブラシ等を用いることもできる。帯電ローラ３は、装置本体に従動可能に支持されており、感光体ドラム２に所定のニップ圧で圧接されている。
【００３６】
帯電ローラ３は、第１直流電源３０ａと第１交流電源３０ｂとから構成される第１印加手段としての第１電源３０と電気的に接続され、帯電ローラ３には第１の直流バイアスに第１の交流バイアスを重畳した帯電バイアスが印加されるようになっている。また、感光体ドラム２には、図示しない電源によりバイアスが印加されるようになっている。そして、正帯電トナーを用いる場合には、帯電ローラ３に正極性のバイアスを印加することにより、感光体ドラム２を正に帯電させる。
【００３７】
クリーニング装置９には、感光体ドラム２表面に残留するトナー、トナー外添剤や用紙６の填料等の異物を掻き取りながら回収可能なクリーニングブレード（掻き取り部材）２１と、感光体ドラム２表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニングローラ（クリーニング部材）２３と、が設けられている。
【００３８】
クリーニングブレード２１は、弾性材料から形成され、その先端部が感光体ドラム２表面に、該ドラムの回転方向（図２の時計回り）に対しカウンターとなるよう圧接されている。クリーニングブレード２１の材質、厚みや、感光体ドラム２に対する圧接力は、クリーニングブレード２１が感光体ドラム２に圧接されて印字時に異物を掻き取り可能であり、且つ、後述するように印字終了後の感光体ドラム２の動摩擦係数の増大によって異物を解放可能であれば、装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
クリーニングローラ２３は、金属シャフト（芯金）の周囲にローラ体として弾性材料からなる発泡体層を形成した構造とすることができる。ローラ体の材質としては発泡体層を形成したＥＰＤＭゴムや、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良い。クリーニングローラ２３は、不図示の駆動モータによって感光体ドラム２の回転方向と同方向及び逆方向に回転させることができる。また、クリーニングローラ２３に駆動力を与えず、感光体ドラム２に従動回転させることもできる。
【００４０】
クリーニングローラ２３が感光体ドラム２を直接、若しくはトナー外添剤に含まれる研磨剤を介して摺擦することにより、感光体ドラム２表面を研磨しながら該表面の異物を回収することができる。クリーニングローラ２３の周速は、例えば感光体ドラム２に対する周速差が±２０％となるように設定することにより、研磨性能を向上させることができるが、特にこれに限定されるものではない。また、クリーニングローラ２３の周速や、回転方向等は、トナー外添剤の種類、感光体ドラム２の回転に及ぼす影響や、感光体ドラム２の研磨状態等に応じて適宜設定することができる。
【００４１】
感光体ドラム２表面の異物は、クリーニングブレード２１により掻き取られ、クリーニングローラ２３及び搬送スクリュー（不図示）によってトナー排出口（不図示）からクリーニング装置９の外部に設けられた廃棄トナーボトル（不図示）に搬送される。なお、図示しないが、クリーニング装置９には、クリーニングローラ２３表面のトナー外添剤を含む異物を所定の層厚とするためのスクレーパや、クリーニング装置９内の異物を外部に漏らさないためのウレタンシール等も設けられている。
【００４２】
図３は、図２の感光体ドラム上のクリーニングブレード周辺に異物が堆積した状態を模式的に示す図であり、図４は、図３のクリーニングブレード先端部及び感光体ドラム表面周辺を示す拡大図である。
【００４３】
このようなクリーニング装置９を設けることによって、異物の大部分は回収される。しかし、異物がクリーニングブレード２１を摺り抜ける場合があり、またクリーニングブレード２１の掻き取りによって、図３及び図４に示すように、クリーニングブレード２１の先端部と感光体ドラム２との間等、クリーニングブレード２１の周辺に感光体ドラム２上の異物が溜まって堆積するおそれもある。
【００４４】
そして、堆積した異物がクリーニングブレード２１よりも下流側に徐々に摺り抜けると、帯電ローラ３表面に到達し、帯電バイアスの印加によって帯電ローラ３表面に付着すると、帯電ローラ３表面の抵抗が上昇し、感光体ドラム２の帯電電位が低下する結果、帯電効率が低下するおそれがある。また、帯電ローラ３表面に対して異物は均一に付着しないため、帯電ムラが発生し、これらに起因して画像不具合が発生するおそれもある。さらに、かかる画像不具合の有無によって帯電ローラ３の寿命が決定されてしまう。
【００４５】
そこで、感光体ドラム２の回転方向に対し帯電ローラ３の上流側且つクリーニング装置９の上流側に回収ローラ２９を設け、印字終了後、印字時に帯電ローラ３に印加される帯電バイアスよりも大きい回収バイアスを回収ローラ２９に印加し、感光体ドラム２の動摩擦係数を印字時よりも大きくして回転させることにより、クリーニングブレード２１周辺に堆積した感光体ドラム２上の異物（堆積異物）を、クリーニングブレード２１よりも下流側に摺り抜けさせ、回収ローラ２９により回収することとした。
【００４６】
回収ローラ２９は、上記した帯電ローラ３と同様に、例えば、芯金の表層に抵抗値１０5〜１０6Ω、表面粗さＲZ＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴム（ＥＰＤＭ）を使用した導電性ゴム層が被覆された導電性ローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００４７】
その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプや、導電性ブラシ等を用いることもできる。また、帯電ローラ３とは異なるローラ構成とすることもできる。回収ローラ２９は、装置本体に従動可能に支持されており、感光体ドラム２に所定のニップ圧で圧接されているが、不図示の駆動モータによって感光体ドラム２の回転方向と同方向及び逆方向に回転させることもできる。
【００４８】
また、回収ローラ２９は、第２直流電源３１ａと第２交流電源３１ｂとから構成される第２印加手段としての第２電源３１と電気的に接続され、回収ローラ２９には第２の直流バイアスに第２の交流バイアスを重畳した回収バイアスが印加されるようになっている。また、正帯電トナーを用いる場合には、回収ローラ２９に正極性のバイアスを印加することにより、後述するように感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくすると共に異物を回収ローラ２９表面に付着させて回収する。
【００４９】
なお、感光体ドラム２の動摩擦係数が大きくなると、駆動モータ２５のトルク負荷が増加し駆動電流計２６で検知される駆動電流値が増加するため、動摩擦係数と駆動電流値との相関を予備実験等で調べることによって、駆動電流値から動摩擦係数を算出することができる。
【００５０】
図５は、回収ローラに印加される第２の交流バイアスのＶｐｐと感光体ドラムの動摩擦係数との関係の一例を示す図である。図６は、印字終了後、感光体ドラムの動摩擦係数が大きくなった状態を模式的に示す図であり、図７は、クリーニングブレードの先端部が振動する状態を模式的に示す図であり、図８は、堆積異物がクリーニングブレードよりも下流側に解放され、回収ローラにより回収される状態を模式的に示す図である。
【００５１】
なお、図６〜図８においては、説明の便宜上、感光体ドラム２表面の変質状態を模式的に示したが、感光体ドラム２表面の変質は、後述するように放電生成物の付着によって感光体ドラム２表面に生じる程度の微細なものであり、また感光体ドラム２表面に対する放電生成物の付着状態によってその発生状態や分布等も異なる。
【００５２】
感光体ドラム２に対する回収ローラ２９による放電が生じると、オゾン等の放電生成物が発生して感光体ドラム２表面に付着し、該表面が変質して粗くなる（図６の領域Ａ参照）。これにより、感光体ドラム２の表面の平滑性が低下し、動摩擦係数が大きくなる。また、放電生成物の発生量等が多くなる程、感光体ドラム２の動摩擦係数は大きくなり、放電生成物の発生量は、回収ローラ２９に印加される第２の交流バイアスすなわち第２交流電源３１ｂの出力電圧に比例する。
【００５３】
すなわち、図５に示すように、感光体ドラム２の動摩擦係数は、第２の交流バイアスが大きくなると、第２の交流バイアスに略比例する。なお、図５では、回収バイアスの第２の交流バイアスと感光体ドラム２の動摩擦係数の関係について示したが、ここでは帯電ローラ３及び回収ローラ２９として同じ導電性ローラを用いたため、帯電バイアスの第１の交流バイアスと感光体ドラム２の動摩擦係数との関係についても同様の傾向が示される。
【００５４】
また、回収ローラ２９に印加される第２の交流バイアスが大きくなると、回収ローラ２９から感光体ドラム２表面に流れ込む（注入される）電荷量（電荷注入量）も大きくなる。そして、第２の交流バイアスが所定電圧に達すると電荷注入量が飽和に達し、オゾン等の放電生成物が発生し始め、所定電圧以上では第２の交流バイアスが大きくなると放電生成物の発生量も大きくなる。
【００５５】
かかる電荷注入量は、感光体ドラム２表面に流れ込む直流電流（流れ込み直流電流）を検知することによって調べることができ、電荷注入量が飽和したか否かは、第２の交流バイアスを段階的に大きくしたときに流れ込み直流電流の差分が所定の範囲に収まるか否かで判断することができる。なお、流れ込み直流電流の飽和は、環境条件や、感光体ドラム２の劣化状態等に応じて変化するため、例えばこれらを考慮して上記所定の範囲や、飽和したか否かの判断を行うことができる。
【００５６】
従って、流れ込み直流電流を検知する直流電流計（検知手段）３３を設け（図３参照）、第２の交流バイアスを段階的に大きくし、直流電流計３３の検知結果が飽和に達するように第２の交流バイアスを設定することによって、確実に放電生成物を発生させて感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくすることが可能となる。しかし、直流電流計３３を設けない構成とすることもできる。なお、流れ込み直流電流が飽和に達したか否かの判断や、第２の交流バイアスの可変及び設定等は、不図示の制御部により行うことができる。
【００５７】
ここで、感光体ドラム２の動摩擦係数が大きくなると、感光体ドラム２に圧接されたクリーニングブレード２１に対する負荷が大きくなり、クリーニングブレード２１のエッジ欠損やめくれ等が発生するおそれがある。従って、通常の印字時には、クリーニングブレード２１に負荷がかからないように動摩擦係数が設定されている。また、印字時には、帯電ローラ３にのみ帯電バイアスが印加され（図３に実線で示す）、回収ローラ２９に対する回収バイアスの印加は停止している（図３に破線で示す）。
【００５８】
例えば、感光体ドラム２の外径を３０ｍｍ、感光層の膜厚を２０μｍ、長さを２５４ｍｍと設定し、帯電ローラ３の外径を１２ｍｍ、芯金の外径を６ｍｍ、長さを２２０ｍｍと設定した場合には、帯電バイアスの直流バイアスを４００Ｖ、第１の交流バイアスのＶｐｐを１．４ｋＶ、周波数を１．５ｋＨｚに設定し、帯電ローラ３により周速１５０ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラム２を帯電することにより、印字時の感光体ドラム２の表面電位を約２５０Ｖ、動摩擦係数を約０．４５に設定できる（図５参照）。これにより、クリーニングブレード２１に負荷がかかることなく感光体ドラム２を帯電して印字を行うことが可能となる。
【００５９】
そして、かかる帯電条件での印字終了後、回収ローラ２９に印加される第２の交流バイアスを、印字時に帯電ローラ３に印加される第１の交流バイアスよりも大きくすることにより、感光体ドラム２の動摩擦係数が印字時よりも大きくなるように設定する。例えば、印字終了後、第２の交流バイアスのＶｐｐを、印字時の第１の交流バイアスのＶｐｐ１．４ｋＶよりも大きい２ｋＶと設定する。また、帯電ローラ３への帯電バイアスの印加を停止する（図６に破線で示す）。
【００６０】
すなわち、帯電バイアスの第１の直流バイアス及び第１の交流バイアスのＶｐｐを共に０Ｖとし、回収バイアスの第２の直流バイアスを４００Ｖ、第２の交流バイアスのＶｐｐを２ｋＶ、周波数を１．５ｋＨｚに設定し、回収ローラ２９により周速１５０ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラム２を帯電することにより、感光体ドラム２の表面電位を印字時と同じ約２５０Ｖ、動摩擦係数を印字時の約０．４５よりも大きい約０．６に設定することができる（図５参照）。なお、第１の交流バイアスのＶｐｐが１．４ｋＶ、第２の交流バイアスのＶｐｐが２ｋＶのとき、いずれも流れ込み直流電流は飽和に達している。
【００６１】
これにより、図６に示すように、粗くなった感光体ドラム２の表面が回転しながらクリーニングブレード２１の先端部と当接すると、図７に示すように、クリーニングブレード２１の先端部と感光体ドラム２表面との間にスティック−スリップ現象が生じ、その先端部が径方向に振動する。かかる振動により、図８に示すように、クリーニングブレード２１の先端部と感光体ドラム２との間に隙間が生じ、堆積異物をクリーニングブレード２１の下流側に摺り抜けさせて解放することができる（図８の白抜き矢印参照）。
【００６２】
そして、解放された堆積異物は、感光体ドラム２の回転と共に移動し、回収ローラ２９により回収される。また、回収ローラ２９で回収できなかった堆積異物は、帯電バイアスの印加が停止された帯電ローラ３を通過して、クリーニング装置９によって回収される。なお、印字終了後には、転写ローラ１７に対する転写電圧の印加が停止しており、転写ローラ１７への異物の付着は防止されている。
【００６３】
このように、印字終了後、感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくすることにより、堆積異物を、クリーニングブレード２１よりも下流側に解放して回収ローラ２９で回収することができる。なお、印字時及び堆積異物の解放時の動摩擦係数は、クリーニングブレード２１への負荷、堆積異物の解放状態や、感光体ドラム２表面への影響等を考慮して適宜設定することができる。
【００６４】
また、感光体ドラム２表面の動摩擦係数が大きいまま次の印字を行うと、上記の通り、クリーニングブレード２１に負荷がかかる。図９は、堆積異物をクリーニングブレードよりも下流側に解放した後、感光体ドラム表面が摺擦される状態を模式的に示す図である。そこで、図９に示すように帯電ローラ３に対する帯電バイアス、すなわち第１の直流バイアス及び第１の交流バイアスの印加、及び回収ローラ２９に対する回収バイアス、すなわち第２の直流バイアス及び第２の交流バイアス印加を停止（図９に破線で示す）して感光体ドラム２を回転させて、クリーニングローラ２３により感光体ドラム２の表面を研磨することとした。
【００６５】
これにより、帯電バイアス及び回収バイアスの印加停止により感光体ドラム２表面の更なる変質を抑制した状態で、クリーニングローラ２３により感光体ドラム２表面を研磨することができるため、研磨性能を向上させることができ、効率的且つ簡単に感光体ドラム２の動摩擦係数を堆積異物の解放時よりも小さくすることができる（図９の領域Ｂ参照）。
【００６６】
従って、次の印字時に再び帯電バイアスを印加することにより、例えば上記の通り感光体ドラム２の動摩擦係数を約０．４５に設定することができ、次の印字への影響を回避することができる。そして、感光体ドラム２の動摩擦係数を小さくした後、装置本体を停止することができる。また、引き続き、次の印字を行うこともできる。
【００６７】
上記した通り、印字終了後、回収ローラ２９に回収バイアスを印加することにより感光体ドラム２の動摩擦係数を印字時よりも大きくして、クリーニングブレード２１よりも下流側に堆積異物を解放し、回収ローラ２９で回収することができる。これにより、複雑な構成を用いることなく、異物の帯電ローラへの付着を防止して画像不具合を防止すると共に長期に亘って安定した帯電性能を維持することができる。
【００６８】
なお、堆積異物の解放は、印字終了後であれば特に限定されない。しかし、堆積異物の量やクリーニングブレード２１の下流側への摺り抜け量は、感光体ドラム２に対する異物の付着性やクリーニングブレード２１の圧接力、放置される環境条件等に影響される。従って、例えばかかる観点を考慮し、異物の付着性、圧接力や環境条件等に応じて例えば、印字終了直後や印字終了から所定時間経過後、若しくは印字枚数に応じて定期的に、堆積異物の解放を行うことが好ましい。
【００６９】
また、印字終了後に回収バイアスを大きくしており、かかる大きな回収バイアスを印字中に常時印加する必要がないため、印加時間を短くすることができる。従って、クリーニングブレード２１への負荷を軽減し、その損傷を防止することができる。かかる印加時間は、堆積異物の解放状態やクリーニングブレード２１への負荷のかかり具合等に応じて適宜設定することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、回収ローラ２９を、感光体ドラム２に従動回転させたが、回収ローラ２９の周速を、感光体ドラム２との間で周速差を有するように設定することにより、回収ローラ２９により解放異物を回収し易くすることもできる。
【００７１】
また、本実施形態では、回収ローラ２９に印加される回収バイアスを、印字時に帯電ローラ３に印加される帯電バイアスよりも大きくすることにより感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくしたため、より簡単な構成で感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくすることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、帯電バイアスを、第１の直流バイアスと第１の交流バイアスとから構成し、回収バイアスを、第２の直流バイアスと第２の交流バイアスとから構成し、印字終了後、第２の交流バイアスを印字時に帯電ローラに印加される第１の交流バイアスよりも大きくすることにより、動摩擦係数を大きくしたため、より容易且つ詳細に動摩擦係数を大きくすることができる。
【００７３】
しかし、印字終了後の回収バイアスは、本実施形態に特に限定されるものではなく、感光体ドラム２の動摩擦係数、堆積異物の解放状態、異物の回収状態や、感光体ドラム２に及ぼす損傷等を考慮して適宜設定することができる。例えばその他、第２の直流バイアスと第２の交流バイアスとを重畳させることなくそれぞれ独立して回収ローラ２９に印加することも、第２の直流バイアスのみを大きくすることも可能である。また、第１の直流バイアスと第１の交流バイアスについても、これらを重畳させることなくそれぞれ独立して帯電ローラ３に印加することも可能である。
【００７４】
また、本実施形態では、回収ローラ２９に第２の交流バイアスを印加しているとき、帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加を停止したため、解放した異物の一部が回収ローラ２９で回収されなかった場合でも、帯電ローラ３への異物の付着を、より防止することができ、より長期に亘って安定した帯電性能を維持することが可能となる。また、帯電ローラ３に回収バイアスとは逆極性の第１の直流バイアスを印加することによっても、帯電ローラ３への異物の付着を、より防止することができる。しかし、その他、帯電ローラ３に回収バイアスと同極性の第１の直流バイアスを印加することも可能である。
【００７５】
また、本実施形態では、クリーニング装置９に、感光体ドラム２表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニングローラ２３を設けたため、回収ローラ２９で回収できなかった場合でも解放した異物を回収することができ、さらに回収後、感光体ドラム２表面を研磨して動摩擦係数を低下させることも可能となる。しかし、クリーニングローラ２３を設けない構成とすることもできる。
【００７６】
また、本実施形態では、堆積異物を解放して回収後、帯電ローラ３及び回収ローラ２９に対する帯電バイアス及び回収バイアスの印加を停止して感光体ドラム２を回転させて、クリーニングローラ２３により感光体ドラム２表面を摺擦したため、感光体ドラム２の研磨性能を向上させ、動摩擦係数を効率的且つ簡単に小さくすることができ、次の印字時に及ぼすクリーニングブレード２１への影響を回避することができる。
【００７７】
なお、印字時に所定の動摩擦係数（例えば上記した約０．４５）に設定する点では、研磨（摺擦）後の感光体ドラム２の動摩擦係数は、印字時よりも小さくすることが好ましく、例えば、印字前の動摩擦係数と印字時の帯電によって得られる動摩擦係数との関係を予め調べ、かかる関係に基づいて摺擦後の動摩擦係数を適宜設定することができる。
【００７８】
その他、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態で用いた感光体ドラム２の外径、感光層の膜厚、長さ等の構成、帯電ローラ３の外径、芯金の外径、長さ等の構成、回収ローラ２９の外径、芯金の外径、長さ等の構成や、感光体ドラム２の周速等は、クリーニングブレード２１の材質や、トナー、トナー外添剤、用紙６の種類や、装置構成等に応じて適宜設定可能である。
【００７９】
また、本実施形態では、感光体ドラム２としてα−Ｓｉ製ドラムを用いたため、膜減りを抑制して感光体ドラム２の寿命を長くすることができるが、その他、有機感光体を用いることもできる。また、本発明は、タンデム式のカラープリンタ、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、種々の画像形成装置に適用可能である。
【００８０】
以下、本発明について実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００８１】
図１に示した本発明の実施形態に係る画像形成装置１を用いて連続印字を行い、回収ローラ２９の有無と帯電ローラ３表面の抵抗との関係を調べた。感光体ドラム２として、その外径３０ｍｍ、感光層の膜厚２０μｍ、長さ２５４ｍｍのα−Ｓｉ製ドラムを用い、帯電ローラ３として、外径１２ｍｍ、芯金の外径６ｍｍ、長さ２２０ｍｍのＥＰＤＭ製ローラを用いた。また、回収ローラ２９として帯電ローラ３と同様に、外径１２ｍｍ、芯金の外径６ｍｍ、長さ２２０ｍｍのＥＰＤＭ製ローラを用いた。また、感光体ドラム２の周速は１５０ｍｍ／ｓとし、帯電ローラ３及び回収ローラ２９は、感光体ドラム２に従動回転することとした。
【００８２】
そして、上記した画像形成装置１において回収ローラ２９を設けない構成で、１枚毎に装置本体が起動し、印字終了後に停止する間欠運転モードで連続印字を行った。印字時には、感光体ドラム２の表面電位が約２５０Ｖ、動摩擦係数が約０．４５となるように、帯電ローラ３に印加する第１の直流バイアスを４００Ｖ、第１の交流バイアスのＶｐｐを１．４ｋＶ（図５参照）、周波数を１．５ｋＨｚに設定した（比較例）。
【００８３】
一方、上記した画像形成装置１により、各印字終了後、回収ローラ２９により堆積した異物の解放及び回収を行うこと以外は比較例と同様にして、間欠運転モードで連続印字を行った（実施例）。なお、堆積異物の解放及び回収時には、帯電ローラ３への帯電バイアスの印加を停止すると共に、感光体ドラム２の表面電位が約２５０Ｖ、動摩擦係数が約０．６となるように、回収ローラ２９に印加する第２の直流バイアスを４００Ｖ、第２の交流バイアスのＶｐｐを２ｋＶ（図５参照）、周波数を１．５ｋＨｚに設定し、感光体ドラム２を周速１５０ｍｍ／ｓで回転させた。
【００８４】
また回収ローラ２９による堆積異物の回収後、帯電ローラ３及び回収ローラ２９に対する帯電バイアス及び回収バイアスの印加を停止し、クリーニングローラ２３の感光体ドラム２に対する周速差を−２０％として感光体ドラム２を回転させて、感光体ドラム２の研磨を行った。また、かかる研磨後、連続印字を再開した。
【００８５】
そして、上記した条件で、比較例及び実施例について、印字率５％のベタ画像を３０万枚連続印字し、印字５万枚毎に、帯電ローラ３表面の抵抗値を測定した。結果を図１０に示す。図１０は、回収ローラ２９の有無と帯電ローラ３表面の抵抗との関係を示す図である。
【００８６】
図１０に示すように、回収ローラ２９が設けられていない比較例では、帯電ローラ３の抵抗値が、印字初期の５．２ＬｏｇΩから、３０万枚印字後には７．５ＬｏｇΩまで大きく増加した。これに対し、回収ローラ２９を設け、回収ローラ２９により堆積異物の解放及び回収を行った実施例では、３０万枚印字後においても抵抗値は５．６ＬｏｇΩであり、印字初期から僅かに０．４ＬｏｇΩの増加しか認められなかった。
【００８７】
その結果、回収ローラ２９を用いて堆積異物の解放及び回収を行うことにより、帯電ローラ３表面の抵抗上昇を、著しく抑制することができるため、帯電不良による画像不具合を防止すると共に帯電ローラ３の帯電性能を長期に亘って維持することが可能となることがわかった。なお、上記実施例で用いた実験条件は、一例に過ぎず、適宜設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、帯電ローラとクリーニング手段との間に所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体と接触回転可能な導電性の回収ローラを設け、印字終了後、像担持体の動摩擦係数が印字時よりも大きくなるように回収ローラに回収バイアスを印加して、像担持体を上記回転方向に回転させることにより、掻き取り部材周辺に堆積した像担持体上の異物を掻き取り部材よりも回転方向下流側へと解放すると共に回収ローラにより回収するものである。
【００８９】
これにより、複雑な構成を用いることなく、異物の帯電ローラへの付着を防止して画像不具合を防止すると共に長期に亘って安定した帯電性能を維持することができるため、メンテナンスが容易となり、作業者の負担を軽減すると共に経済性にも優れる。また、印字終了後の回収バイアスを、印字時に帯電ローラに印加される帯電バイアスよりも大きくすることにより、動摩擦係数を大きくすることによって、より簡単な構成で堆積した異物の回収が可能となる。
【００９０】
また、印字終了後、第２の交流バイアスを印字時に帯電ローラに印加される第１の交流バイアスよりも大きくすることにより動摩擦係数を大きくすることによって、より容易且つ詳細に動摩擦係数を大きくできる。また、第２の交流バイアスを、回収ローラから像担持体へ流れ込む直流電流を検知可能な検知手段の検知結果に基づいて直流電流が飽和するように設定することによって、確実に動摩擦係数を大きくできる。
【００９１】
また、回収ローラに第２の交流バイアスを印加しているとき、帯電ローラに対する帯電バイアスの印加を停止する若しくは帯電ローラに回収バイアスとは逆極性の第１の直流バイアスを印加することによって、より長期に亘って安定した帯電性能を維持することが可能となる。また、クリーニング手段に、像担持体表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニング部材を設けることによって、回収ローラで回収できなかった場合でも解放した異物を回収することができ、さらに回収後、動摩擦係数を低下させることも可能となる。
【００９２】
また、異物を解放して回収ローラにより回収後、帯電ローラ及び回収ローラに対する帯電バイアス及び回収バイアスの印加を停止して像担持体を上記回転方向に回転させることにより、クリーニング部材により像担持体表面を摺擦することによって、像担持体の研磨性能を向上させて動摩擦係数をより効率的且つ簡単に小さくすることができるため、次の印字時に及ぼす影響を回避することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１      画像形成装置
２      感光体ドラム（像担持体）
３      帯電ローラ
５      現像ユニット（現像手段）
９      クリーニング装置（クリーニング手段）
１７      転写ローラ（転写手段）
２１      クリーニングブレード（掻き取り部材）
２３      クリーニングローラ（クリーニング部材）
２５      駆動モータ
２６      駆動電流計
２９      回収ローラ
３０      第１電源
３０ａ    第１直流電源
３０ｂ    第１交流電源
３１      第２電源
３１ａ    第２直流電源
３１ｂ    第２交流電源
３３      直流電流計（検知手段）
Ｐ      画像形成部
【図１】
2010266795.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010266795.tif 000009
【図８】
2010266795.tif 000010
【図９】
2010266795.tif 000011
【図１０】
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