(57)【要約】【課題】  ブラシを用いた帯電方式であって、被帯電体から帯電ブラシに付着した除去対象物を良好に除去し、安定して被帯電体に電荷を付与することが出来る帯電装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  被帯電体としての感光体２を帯電部材として帯電ブラシベルト３で帯電する構成で、帯電電圧を印加する電圧印加支持部材としての駆動ローラ１１によって感光体２と対向する箇所を支持し、駆動ローラ１１とは対向しない位置である非帯電位置Ｂに電位クリーニング部材１９を設ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電部材と、
該帯電部材に帯電電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
被帯電体に該帯電部材を接触させ帯電せしめる帯電装置において、
該帯電部材としてその内面を複数の支持部材により張架され、無端移動し、その外面に導電性繊維が植毛された無端状導電性ベルトによって構成される帯電ブラシベルトと、
該複数の支持部材の一つで該電圧印加手段からの帯電電圧を該帯電ブラシベルトに印加する電圧印加支持部材と、
該電圧印加支持部材とは対向しない位置で該帯電ブラシベルトをクリーニングする帯電部材クリーニング部材とを有することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１の帯電装置において、
上記電圧印加支持部材は上記帯電ブラシベルトの上記被帯電体との接触部分を支持することを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１または２の帯電装置において、
上記帯電ブラシベルトの裏面を中抵抗の抵抗体で構成することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の帯電装置において、
上記帯電ブラシベルトの電位が他の箇所に比べて相対的に低い箇所の上記導電性繊維に接触するように上記帯電部材クリーニング部材を設けたことを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の帯電装置において、
上記帯電電圧とは異極性の電圧を上記帯電部材クリーニング部材に印加することを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の帯電装置において、
上記電圧印加支持部材以外の上記複数の支持部材のうち少なくとも一つは電気的に接地した除電支持部材であり、上記ブラシベルトの該除電支持部材近傍で上記導電性繊維に接触するように上記帯電部材クリーニング部材を設けたことを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項１、２または３の帯電装置において、
上記電圧印加支持部材以外の上記複数の支持部材のうちの一つと上記帯電ブラシベルトを挟んで対向する位置に上記帯電部材クリーニング部材を設け、該帯電部材クリーニング部材と該帯電ブラシベルトの上記導電性繊維との間に放電が生じる大きさの電圧を該支持部材に印加することを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項１、２または３の帯電装置において、
上記電圧印加支持部材以外の上記複数の支持部材として少なくとも２つ以上の支持部材を有し、
該２つ以上の支持部材のうちの一つは電気的に接地した状態と接地していない状態とを切換可能な切換除電支持部材であり、
該２つ以上の支持部材のうちの他の一つは電圧を印加する状態と印加しない状態とを切換可能な切換電圧印加支持部材であり、
該切換除電支持部材と該切換電圧印加支持部材との近傍に上記帯電部材クリーニング部材をそれぞれ設け、
該切換除電支持部材を接地するタイミングと該切換電圧印加支持部材に電圧を印加するタイミングとを異ならせたことを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の帯電装置において、
上記帯電部材クリーニング部材を上記帯電ブラシベルトの上記導電性繊維に対して接離するクリーニング部材接離機構を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の帯電装置において、
上記帯電部材クリーニング部材が回転可能な部材であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の帯電装置において、
上記帯電ブラシベルトをケーシングで覆ったことを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】
潜像担持体と、
該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上の該潜像にトナーを供給しトナー像化する現像手段と、
該潜像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、
該記録体上に転写されたトナー像を該記録体に定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、
該帯電手段として請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１に記載の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像形成装置において、
上記トナーの平均円形度が０．９６以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３の画像形成装置において、
上記潜像担持体はアモルファスシリコンからなる表層を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１２または１３の画像形成装置において、
上記潜像担持体は粒子状物質を含有する表層を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１２または１３の画像形成装置において、
上記潜像担持体は保護層を備え、該保護層のバインダー樹脂が架橋構造を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６の画像形成装置において、
上記架橋構造を有するバインダー樹脂中の構造中に電荷輸送部位を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被帯電体に接触する帯電部材を具備し、この帯電部材に電圧を印加して被帯電体を帯電する帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像を形成する感光体表面に電荷を付与する方法として、コロナ放電によるコロナ帯電方式が多く用いられている。この方式は構造が簡単かつ性能も安定しているが、高圧電源が使用されているため安全性にも難点があり、さらにオゾン発生量が多いという問題がある。
このような問題を解決する方法として、被帯電体としての感光体表面に接触して電荷を付与する接触型の帯電方式が知られている。接触型の帯電方式としては、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されているものが知られている。特許文献１には、電源から帯電電圧を印加されるローラの表面が感光体表面と接触してニップ部を形成し、このニップ部において感光体の帯電を行う面接触型ローラ帯電方式が記載されている。また、特許文献２には、電源から帯電電圧を印加されるローラの表面に導電性繊維が植毛され、この導電性繊維が感光体表面に接触することで感光体の帯電を行う回転ブラシローラ帯電方式が記載されている。さらに、特許文献３には、複数の支持部材で支持され、電源から支持部材の一つを介して帯電電圧を印加されるベルトの表面が感光体表面と接触してニップ部を形成し、このニップ部において感光体の帯電を行う面接触型ベルト帯電方式が記載されている。
接触型の帯電方式では同じ帯電電位を得るための印加電圧がコロナ帯電方式に比べて低くでき、さらにオゾン発生量が少なくすることが出来る。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４８９１４号公報
【特許文献２】特開平１０−１０８４５号公報
【特許文献３】特開平６−１９４９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接触型の帯電方式に用いられる帯電部材は感光体と接触しているので、感光体上に残留した転写残トナーが付着することという問題がある。
面接触型ローラ帯電方式の帯電部材は感光体表面の損傷を防ぐため、重荷ゴムローラを使用している。このようなローラに転写残トナーが付着するとゴムにトナーが強固に付着し、クリーニングすることが困難となり、スジ状の汚れと成って帯電ムラを引き起こすという問題がある。面接触により感光体から付着した転写残トナーをゴムローラ表面にブレードを当てて確実クリーニングしようとするとゴムローラの表面が磨耗するという問題が生じる。
また、面接触型ベルト帯電方式の帯電部材は、電圧を印加した導電性の帯電ベルト（おもにウレタン製）を支持部材に張架し、帯電ベルトの表面の一部を感光体の表面の一部に接触させ、感光体の表面移動とともに帯電用ベルトを表面移動して順次電荷を付与するものである。ベルト自体の柔軟性によりベルトと感光体とが比較的良好に接触するため電荷付与効率がよい。ベルトは電荷付与のために中抵抗にすると良く、感光体と面接触することにより付着したトナー汚れに対してその表面にブレードを当接して除去する際に、磨耗しないために強度は高い方がよい。しかし、導電性のベルトの製造は、帯電部材としての適正な抵抗値を有しながら柔軟性とともに強度も持たせると言う点で困難である。よって、良好な電荷付与のためにベルトに中抵抗の材料を用いると強度が低くなり、トナー汚れに対してその表面にブレードを当接して除去する際に表面が摩耗するおそれがある。また、その表面が磨耗しない程度の当接圧だと良好にトナーを除去できないという問題がある。
【０００５】
一方、ブラシ方式は感光体と接触する導電性ブラシの先端に付着したトナーをフリッカーなどの帯電部材クリーニング部材にブラシを衝突させて除去するため、表面接触型のローラやベルトのように表面にブレードを当接する形状ではないため、感光体と面接触する表面にブレードを当接することによる帯電部材の磨耗が生じるおそれはない。
しかし、通常の帯電ブラシのように電圧が印加される軸にブラシ基布を巻きつけたようないわゆるブラシローラ形状ではブラシ各点での電位はどこでも同じである。よって、帯電電位により静電的にブラシに付着したトナーは、ブラシとの静電気力が強く、ブラシのどの位置に除去部材を接触させたとしてもトナー除去効果が小さく、トナーを除去しきれなくなる。そして、トナーが帯電ブラシ表面に付着していくと、帯電ブラシの見かけの抵抗が高くなってしまい、帯電性能が低下するという問題がある。
なお、上述の説明では帯電部材クリーニング部材によって除去される除去対象物が転写残トナーである場合について述べたが、このような問題は除去対象物がトナーの場合に限るものではない。紙粉やトナー添加剤など帯電電位によってブラシにひきつけられるものは除去対象で物あり、これらも帯電ブラシとの静電気力が強く、表面に付着していくと帯電ブラシの見かけの抵抗が高くし、帯電性能が低下させる原因となる。
【０００６】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブラシを用いた帯電方式であって、被帯電体から帯電ブラシに付着した除去対象物を良好に除去し、安定して被帯電体に電荷を付与することが出来る帯電装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、帯電部材と、該帯電部材に帯電電圧を印加する電圧印加手段とを有し、被帯電体に該帯電部材を接触させ帯電せしめる帯電装置において、該帯電部材としてその内面を複数の支持部材により張架され、無端移動し、その外面に導電性繊維が植毛された無端状導電性ベルトによって構成される帯電ブラシベルトと、該複数の支持部材の一つで該電圧印加手段からの帯電電圧を該帯電ブラシベルトに印加する電圧印加支持部材と、該電圧印加支持部材とは対向しない位置で該帯電ブラシベルトをクリーニングする帯電部材クリーニング部材とを有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の帯電装置において、上記電圧印加支持部材は上記帯電ブラシベルトの上記被帯電体との接触部分を支持する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の帯電装置において、上記帯電ブラシベルトの裏面を中抵抗の抵抗体で構成す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の帯電装置において、上記帯電ブラシベルトの電位が他の箇所に比べて相対的に低い箇所の上記導電性繊維に接触するように上記帯電部材クリーニング部材を設けた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、３または４の帯電装置において、上記帯電電圧とは異極性の電圧を上記帯電部材クリーニング部材に印加す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、３、４または５の帯電装置において、上記電圧印加支持部材以外の上記複数の支持部材のうち少なくとも一つは電気的に接地した除電支持部材であり、上記ブラシベルトの該除電支持部材近傍で上記導電性繊維に接触するように上記帯電部材クリーニング部材を設けた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または３の帯電装置において、上記電圧印加支持部材以外の上記複数の支持部材のうちの一つと上記帯電ブラシベルトを挟んで対向する位置に上記帯電部材クリーニング部材を設け、該帯電部材クリーニング部材と該帯電ブラシベルトの上記導電性繊維との間に放電が生じる大きさの電圧を該支持部材に印加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または３の帯電装置において、上記電圧印加支持部材以外の上記複数の支持部材として少なくとも２つ以上の支持部材を有し、該２つ以上の支持部材のうちの一つは電気的に接地した状態と接地していない状態とを切換可能な切換除電支持部材であり、該２つ以上の支持部材のうちの他の一つは電圧を印加する状態と印加しない状態とを切換可能な切換電圧印加支持部材であり、該切換除電支持部材と該切換電圧印加支持部材との近傍に上記帯電部材クリーニング部材をそれぞれ設け、該切換除電支持部材を接地するタイミングと該切換電圧印加支持部材に電圧を印加するタイミングとを異ならせた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の帯電装置において、上記帯電部材クリーニング部材を上記帯電ブラシベルトの上記導電性繊維に対して接離するクリーニング部材接離機構を有す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の帯電装置において、上記帯電部材クリーニング部材が回転可能な部材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、９または１０の帯電装置において、上記帯電ブラシベルトをケーシングで覆ったことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の該潜像にトナーを供給しトナー像化する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該記録体上に転写されたトナー像を該記録体に定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、該帯電手段として請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１に記載の帯電装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、上記トナーの平均円形度が０．９６以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１２または１３の画像形成装置において、上記潜像担持体はアモルファスシリコンからなる表層を備えることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１２または１３の画像形成装置において、上記潜像担持体は粒子状物質を含有する表層を備えることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１２または１３の画像形成装置において、上記潜像担持体は保護層を備え、該保護層のバインダー樹脂が架橋構造を有することを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１６の画像形成装置において、上記架橋構造を有するバインダー樹脂中の構造中に電荷輸送部位を有することを特徴とするものである。
【０００８】
上記請求項１乃至１７の帯電装置においては、帯電部材は支持部材の一つが電圧印加支持部材である帯電ブラシベルトとしているため、電圧印加支持部材が支持する箇所の電位が最大で電圧印加支持部材から離れるほど電位が低くなるような電圧印加部からの距離によってベルト電位が異なる電位勾配を設けることが出来る。そして、電位が最大となる電圧印加支持部材とは対向しない位置に帯電部材クリーニング部材を設けることにより、除去対象物と帯電ブラシとの静電気力が弱まる箇所でクリーニングを行うことが出来るのでトナー除去性の向上を図ることが出来る。これにより、帯電ブラシの見かけの抵抗の上昇を抑制し、帯電部材としての帯電性能の低下を防止することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至１７の発明によれば、トナー除去効果が向上し、帯電部材の帯電性能の低下を防止することにより、被帯電体から帯電ブラシに付着した除去対象物を良好に除去し、安定して被帯電体に電荷を付与することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施形態１］
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ１００という）に適用した実施形態（以下、実施形態１と呼ぶ）について説明する。
図１は本実施形態に係るプリンタ１００を示す概略構成図である。プリンタ１００は、像担持体たるドラム状の感光体２の周りに、帯電部材として帯電ブラシベルト３を備えた帯電装置１、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写器５を備えている。さらに、転写器５から感光体２の表面移動方向下流側には転写位置で転写しきれなかった転写残トナーを除去する感光体クリーニング装置６を備え、その下流側には不図示の除電手段などを備えている。また、感光体２の図中左側方に配設された定着装置７や、図示しない光書込手段なども備えている。
【００１１】
感光体２は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに２００［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速の表面移動速度で回転駆動されながら、その表面（周面）が帯電装置１によって一様帯電せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータやスキャナ等から送られてくる画像情報に基づいて駆動する上記光書込手段から発せられたレーザー光Ｌによって光走査されて、静電潜像を担持する。この静電潜像は、感光体２の回転に伴って現像装置４との対向位置を通過する際に、トナーが静電的に付着せしめられてトナー像に現像される。そして、感光体２と転写器５との対向位置である転写位置に送られる。一方、図示しない給紙手段は、記録体としての転写紙Ｐを感光体２上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングを見計らって転写位置に向けて搬送経路に送り出す。転写位置で転写紙Ｐに重ね合わされたトナー像は、転写器５と感光体２との間に形成される転写電界の作用によって転写紙Ｐ上に静電的に転写される。回転駆動に伴って転写位置を通過した感光体２は、感光体クリーニング装置６によって転写残トナーがクリーニングされた後、不図示の除電手段によって残留電荷が取り除かれて初期化せしめられる。
【００１２】
トナー像が転写された転写紙Ｐは、加圧ローラ７ａと、図示しない発熱源を有する加熱ローラ７ｂとを当接させながら、それぞれを互いの当接部で順方向に表面移動させるように回転させる定着装置７内に送られる。そして、両ローラに挟まれながら加圧及び加熱されて定着装置７を出た後、図示しない排紙路を経由して機外に排出される。この加圧及び加熱の作用により、トナー像が転写紙Ｐに定着する。
【００１３】
プリンタ１００は、トナーとして、マイナス帯電性のものを用いるようになっている。また、いわゆる反転現像方式を実施するように構成されている。この反転現像方式とは、感光体２の地肌部（非画像領域）と潜像部とを共にトナーと同極性の電位にし、且つ、地肌部の電位を潜像部よりも大きな値（同極性側に）にする方式である。プリンタ１００では、感光体２の表面が帯電装置１によって−７００［Ｖ］に一様帯電せしめられた後（地肌部）、レーザー光の照射を受けた潜像部の電位が約−５０［Ｖ］まで減衰する。現像装置４の現像ローラには、この一様帯電電位と潜像部電位との間の値の現像バイアスが印加される。なお、これら一様帯電電位、潜像部電位、現像バイアスの値が、それぞれ例示したものに限られないことは言うまでもない。また、いわゆる正規現像方式を採用したり、反転現像方式でプラス帯電性のトナーを用いたりしてもよい。
【００１４】
次に、帯電ブラシベルト３について説明する。
図２は帯電ブラシベルト３の断面図である。帯電ブラシベルト３は、アルミニウムのシームレスシートからなるベルト基体３１上に、地糸となる繊維を平織りしながら導電性繊維である帯電ブラシ３２を植毛したブラシ基布３３を導電性接着剤３４で貼り合わせた構成である。
【００１５】
次に帯電装置１について説明する。図３は帯電ブラシベルト３とその駆動機構とを上部から見た概略上面図であり、図４は感光体２に帯電ブラシベルト３が接触する帯電装置１の概略構成図である。
図３に示すように、導電性材料からなる駆動ローラ１１および従動ローラ１２に、固有抵抗が１０４〜１０１０Ω・ｃｍの帯電ブラシベルト３を張架する。駆動ローラ１１には駆動ギア１６が、従動ローラ１２には従動ギア１７が取りつけられ、駆動ギア１６には動力ギア１５を介してモーター１８からの駆動が与えられることにより駆動ローラ１１が回転する。駆動ギア１６と従動ギア１７には回転伝達ベルト１３が架張されており、回転伝達ベルト１３を介して駆動ギア１６の回転が従動ギア１７に伝達し、従動ローラ１２が回転する。
図４に示すように、駆動ローラ１１と従動ローラ１２によって張架された帯電ブラシベルト３は内側で駆動ローラ１１が支持する箇所で感光体２の表面に接触している。駆動ローラ１１の軸には電圧印加手段としての帯電電源１４から帯電電圧が印加され、駆動ローラ１１は電圧印加支持部材としての役割を有する。そして、駆動ローラ１１に印加された電圧はアルミニウムシートからなるベルト基体３１、導電性接着剤３４を介して帯電ブラシ３２に給電される。なお、駆動ローラ１１および従動ローラ１２は、絶縁体の軸受けで保持され、装置本体と絶縁されている。
また、帯電装置１は、従動ローラ１２が支持する箇所の近くに、詳細は後述する帯電ブラシベルト３の電位勾配を利用して帯電ブラシベルト３をクリーニングする帯電部材クリーニング部材としての電位クリーニング部材１９を備えており、帯電ブラシベルト３と電位クリーニング部材１９とをケーシング３５で覆っている。
【００１６】
帯電電源１４から所定のタイミングで駆動ローラ１１に電圧が印加されるとベルト基体３１、導電性接着剤３４を介して帯電ブラシ３２に電圧が印加され、感光体２を帯電する。プリンタ１００では、駆動ローラ１１に−１．２［ｋＶ］の電圧を印加して感光体２を−７００Ｖに帯電している。
帯電動作中は駆動ローラ１１と従動ローラ１２との回転により、帯電ブラシベルト３は感光体２との接触部において同方向に表面移動する。帯電ブラシベルト３の表面移動速度は感光体２の表面移動速度より大きい速度に設定する。プリンタ１００では３００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定している。
【００１７】
次に、帯電ブラシベルト３へのトナーの付着について説明する。
感光体クリーニング装置６によるクリーニング工程を通過した感光体２の表面上には、感光体クリーニング装置６では除去し切れなかった転写残トナーが残留トナーとして付着している。なお、近年の高画質化のために使用される小粒径および球形が進んだトナーを用いると転写性が高まり、転写残トナーを少なくし、感光体クリーニング装置６への負担は軽減することが出来るが、感光体２の表面上の転写残トナーを確実にクリーニングすることが困難となる。
そして、感光体２が帯電する際に帯電ブラシベルト３が感光体２に接触するので、残留トナーは帯電ブラシベルト３に付着する。帯電ブラシベルト３はマイナス極性の電圧をされているため、主にプラス極性である残留トナーが付着する。
帯電ブラシベルト３に付着した残留トナーはベルトの移動と共に、順次従動ローラ方向に移動し、従動ローラ１２の近傍のブラシ繊維に接触するように備えられた電位クリーニング部材１９と接触することによって清掃される。
【００１８】
帯電ブラシベルト３には電圧が印加され、感光体２との間で放電を起こしているため、静電気力によりプラス極性の残留トナーを引きつけてしまう。トナーが帯電ブラシベルト３の帯電ブラシ３２の表面に付着していくと、帯電ブラシ３２の見かけの抵抗が高くなってしまい、帯電性能が低下する。
ブラシに付着したトナーは感光体２上ではプラス極性だったものの、帯電ブラシ３２にマイナス極性の電圧を印加しているため、マイナス極性の電荷が印加されトナー極性が反転する。よって、帯電ブラシ３２に付着したトナーは、マイナス帯電トナー、ほとんど電荷をもたない弱帯電トナー、およびプラス帯電トナーの混合した状態となっている。
なお、帯電ブラシ３２に付着したトナーが電位的に混合した状態であることは、ホソカワミクロン  Ｅスパートアナライザによって測定することによって確認された。
【００１９】
従来の帯電ブラシローラのように電圧が印加される軸にブラシ基布を巻きつけたような構成ではブラシ各点での電位はどこでも同じであるので、トナーとブラシとの静電気力が強く、清掃部材を接触させたときのトナー除去効果が小さい。
一方、ブラシベルト形状にすることによって、帯電ブラシベルト３は固有抵抗を有するため、図３の帯電位置である位置Ａと非帯電位置である位置Ｂとでは、電位勾配ができる。帯電位置Ａでのベルト電位を第１電位Ｖａ、非帯電位置Ａでのベルト電位を第２電位Ｖｂとすると、Ｖａ＞Ｖｂの関係になるといえる。
電位クリーニング部材１９を帯電位置Ａよりも非帯電位置Ｂに近い方に設けることにより、トナーと帯電ブラシ３２との静電的付着力がより小さい箇所でトナーを叩き落とすことができ、トナー除去性が向上する。すなわち「像担持体の帯電」と「ブラシ付着トナーの除去」を異なる電位の条件下で行なうことができる。
なお、上述の説明ではトナーの除去性について述べたが、帯電位置Ａで感光体２から帯電ブラシ３２に静電的に引きつけられた紙粉やトナー添加剤などについても、静電的付着力が弱い箇所に電位クリーニング部材１９を設けることにより、良好に除去することが出来るようになる。
【００２０】
従来のブラシローラ形状ではフリッカー等の除去部材で除去したトナーが叩かれて感光体上に飛散し、再付着してしまう問題があるが、ブラシベルト形状にすると感光体２との接触位置から離れた場所でトナーを叩くことができる感光体２上にトナーが再付着しにくい形状とすることが出来る。
電位クリーニング部材１９は意図的には電荷の付与や除電は行わない電気的にフロートな状態にして機械的にトナーを除去する方法を用いている。電位クリーニング部材としては、金属や樹脂の直径１〜１０［ｍｍ］の丸棒状部材や板状部材、あるいは櫛歯状部材、三角柱状部材などを用いることができる。ローラ形状のように、回転することでクリーニング面を変えることが出来ると、電位クリーニング部材に付着したトナーを振り落とせたり、自然落下させたりすることができ、リフレッシュされた面でクリーニングを行うことが出来るので、クリーニング性能を維持することが出来る。
また、図４のように、帯電ブラシベルト３及び電位クリーニング部材１９をケーシング３５で覆った構成としているため、帯電ブラシベルト３の回転に伴ってブラシからトナーが飛散し、機内の他ユニットを汚染することを防止することが出来る。さらに、ケーシング３５に内部には、仕切り板２１を設け、ブラシから除去したトナーを溜めておくようにする。
【００２１】
帯電装置１では、従動ローラ１２を電気的に接地すると共に、帯電ブラシベルト３の従動ローラ１２に支持される箇所に電位クリーニング部材１９を設けている。帯電ブラシベルト３の接地した従動ローラ１２が裏面で接触している箇所でクリーニングを行うことにより、トナーと帯電ブラシ３２との静電気力が最小となる箇所でクリーニングを行うことが出来、トナーの除去性を向上することが出来る。帯電位置Ａでは帯電電源１４により駆動ローラに電圧が印加されているが、ベルト基体３１の材料として１０６［Ω・ｃｍ］程度の抵抗体を用いることにより、感光体２への帯電性能には影響はない。
【００２２】
また、帯電装置１では電位クリーニング部材１９は電気的にフロートな状態となっているが、帯電電源１４が駆動ローラ１１に印加するマイナス極性の帯電電圧とは異極性のプラスの電圧を電位クリーニング部材１９に印加してもよい。
駆動ローラ１１には−１．２［ｋＶ］の電圧を印加して感光体２を−７００［Ｖ］に帯電しているため、ブラシに付着するトナーは、マイナス帯電トナー、ほとんど電荷をもたない弱帯電トナー、およびプラス帯電トナーの混合した状態となっている。そして、駆動ローラ１１にマイナス極性の電圧を印加しつづけていると、電気的にフロートの電位クリーニング部材１９では除去できない高帯電量のマイナス極性のトナーが溜まってくる。このようにして溜まっていくトナーは感光体２や電位クリーニング部材１９と帯電ブラシ３２との接触により帯電ブラシ３２の奥側（ブラシを植毛しているブラシ基布３３側）に溜まっていく。
これに対して、電位クリーニング部材１９に＋２００Ｖの電圧を印加したところ、溜まっていたマイナス極性の高帯電量トナーが付着した。この動作を続けると、電気的にフロートの電位クリーニング部材１９では除去できなかった帯電ブラシ３２に溜まったトナーを良好に除去することができた。しかし、プラス極性の電圧を継続して印加しつづけると、電位クリーニング部材１９の表面にトナーが静電吸着され、その表面がトナーで覆われてクリーニング性能が低下するので、一定のタイミングでプラス極性の電圧を印加するモードをもつようにするのが望ましい。
【００２３】
さらに、上述のように、高帯電量のトナーは帯電ブラシ３２の奥側に溜まっていくので、帯電ブラシ３２に対する電位クリーニング部材１９の接触状態を調節可能にするとよい。
図５は、電位クリーニング部材１９を帯電ブラシ３２に対して接離するクリーニング部材接離機構としてのソレノイド２０を設けた構成での電位クリーニング部材１９の接触状態の説明図である。ソレノイド２０を動作させることにより、電位クリーニング部材１９の帯電ブラシ３２に対する位置を調節することができる。
具体的には、電位クリーニング部材１９を帯電ブラシ３２の繊維先端に接触する第１位置１９ａ、帯電ブラシ３２の繊維奥側に位置する第２位置１９ｂ、ブラシから離間した第３位置１９ｃの３つの位置に移動可能となっている。
ブラシ付着トナーのうち大部分を占める低帯電量トナーは、帯電ブラシ３２の先端部に存在するものが多く、帯電ブラシ３２との静電的付着力も弱いため、電位クリーニング部材１９が第１位置１９ａで、帯電ブラシ３２の先端が電位クリーニング部材１９に衝突し、フリッカー効果で除去がなされる。
また、帯電ブラシ３２に付着したままの状態になることで、マイナス極性の高帯電トナーは帯電ブラシ３２の奥側に移動していることがあるため、電位クリーニング部材１９を定期定期に第２位置１９ｂに移動させることにより、除去が可能となる。なお、クリーニング性のみを考慮すると常に第２位置１９ｂに設置することも考えられるが、常に第２位置１９ｂでは帯電ブラシ３２の毛倒れの原因となるため、定期的に移動させる方がよい。
そして、第３位置１９ｃに待避することにより、電位クリーニング部材１９を常時ブラシ繊維に接触させないことができるので、毛倒れ防止効果がある。
また、電位クリーニング部材１９を第２位置１９ｂに移動させたタイミングで、電位クリーニング部材１９にプラス極性の電圧を印加することにより、トナーの除去性の向上を図ることが出来る。
なお、クリーニング部材接離機構としてはソレノイドに限るものではなく、電位クリーニング部材１９を帯電ブラシに対して接離可能なものであればどのような機構を採用しても良い。
【００２４】
ベルト基体３１としてはアルミニウムのシームレスシートに限るものでない。ベルト基体３１として体積抵抗率が１０４〜１０８［Ω・ｃｍ］の中抵抗のゴムベルトを用いることにより、積極的に帯電ブラシベルト進行方向に渡って電位勾配を設けることが出来る。このような中抵抗のゴムベルトを用いることにより、ベルト基体３１としてアルミニウムのシームレスシートを用いたものに比べて、第１電位Ｖａと第２電位Ｖｂとの電位差を大きくすることが出来る。これにより、電位クリーニング部材１９が接触する位置での帯電ブラシ３２とトナーとの静電気力を小さくすることが出来、トナー除去性を向上することが出来る。
【００２５】
プリンタ１００の画像形成には平均円形度が０．９６以上のトナーを用いている。
トナーの円形度と転写性との関係を検討すべく、円形度０．９０のトナーと円形度０．９６のトナーと円形度０．９９のトナーとで同じ方法で像担持体上に作像し、転写器で転写した後の感光体の表面上に残留した残留トナーの比較実験を行なった。なお、トナーの円形度は、円形度＝粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長とした。
同じ作像条件（帯電、露光、現像）で感光体の表面上にベタ画像を作像したあと、転写器５に電圧を印加することにより中間転写体にトナー像を転写した。現像トナーの単位面積あたりの付着量は同じになるように現像バイアスを調整した。
現像トナー付着量Ｍ１と中間転写体に転写された転写トナー付着量Ｍ２を吸引治具により測定し、転写残トナー付着量Ｍ３を算出した。
【００２６】
図６は円形度と転写残トナー付着量との関係を示すグラフである。なお、横軸は転写電圧である。図６からわかるように、感光体ドラム上に残った転写残トナー量は円形度が高いトナーほど少なかった。よって、クリーニング装置に入力されるトナー量は円形度が高いトナーのほうが少ないといえる。一般にクリーニング装置に入力するトナー量は少ないほうが装置への負担が少なく、長寿命が図れるため、円形度が高いを用いることにより、装置の長寿命化が図れることになる。
【００２７】
プリンタ１００の感光体２として、アモルファスシリコン系の表面層を有する感光体を使用すると、感光体２の表面の経時的な磨耗をなくし、あるいは磨耗量を極めて少なくでき、感光体２の寿命を延ばすことができる。使用するアモルファスシリコン感光体としては、以下のものが挙げられる。
導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、この支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」と称する。）を用いることが出来る。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
【００２８】
導電性基体上に直接または中間層を介して感光層を有する感光体において、この感光層が少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質と粒子状物質を含有し、かかる感光層の粒子状物質が導電性基体側より最も離れた表面側の含有率を多くすることにより、耐摩耗性の向上、電気特性の安定化が達成され、高感度、高耐久の感光体を得ることができる。
感光体２の基本的構成は導電性支持体、潜像担持層、粒子状物質を含有した表面層からなる。又、潜像担持層としては帯電可能な電気絶縁性で有ることが必要であるが、非光導電性の誘電層又は光導電性を有した感光層が使用可能で有る。
【００２９】
次に、粒子状物質を含有した表面層の作り方について説明する。
粒子状物質はバインダー樹脂、低分子電荷輸送物質、及び高分子電荷輸送物質と粉砕、分散し、塗工される。粒子状物質含有表面層中の粒子状物質の含有量は５〜５０重量％で好ましくは１０〜４０重量％であり、１０重量％以下であると耐摩耗性はあるものの十分でない、５０重量％以上であると感光層の透明性が損なわれる、平均粒径が０．０５〜１．０μｍ、好ましくは０．０５〜０．８μｍに粉砕、分散するのが好ましい。
感光体２に用いられる粒子状物質としては、表面層の構成樹脂より堅い粒子状物質であれば使用可能であり、無為物質、有機物質が使用可能である。例えば、酸化チタン、シリカ、酸化錫、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒化ケイ素、酸化カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の金属酸化物が挙げられるが、特に良好なものとして酸化チタン、シリカ、酸化ジルコニウム等が挙げられる。これら粒子状物質は分散性向上などの理由から無機物、有機物で表面処理されてもよい。一般に撥水性処理としてシランカップリング剤で処理したもの、あるいはフッ素系シランカップリング剤処理したもの、高級脂肪酸処理したもの。無機物処理としてはフィラー表面をアルミナ、ジルコニア、酸化スズ、シリカ処理したものが使用可能である。
【００３０】
保護層としての表面層のバインダー構成として、架橋構造からなる保護層も有効に使用される。架橋構造の形成に関しては、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述の反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で１官能及び２官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
【００３１】
また、電荷輸送層を作成する際には、熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合がある。より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主には波長４００ｎｍ以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
【００３２】
上述のように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
【００３３】
＜電子写真感光体Ａ＞
感光体２において、保護層塗工液および膜厚・作成条件を下記のように代えた以外は感光体２と同様にして、電子写真感光体Ａを作成した。
メチルトリメトキシシラン：１８２部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン：４０部、２−プロパノール：２２５部、２％酢酸：１０６部、アルミニウムトリスアセチルアセトナート：１部を混合し、保護層用の塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に塗布・乾燥し、１１０℃、１時間の加熱硬化を行い、膜厚３μｍの保護層を形成した。
＜電子写真感光体Ｂ＞
感光体２において、保護層塗工液および膜厚・作成条件を下記のように代えた以外は感光体２と同様にして、電子写真感光体Ｂを作成した。
正孔輸送性化合物(化１に示す)：３０部、アクリルモノマー（化２に示す）及び光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）：０．６部を、モノクロロベンゼン：５０部／ジクロロメタン：５０部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料をスプレーコーティング法により先の電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００［ｍＷ／ｃｍ２］の光強度で３０秒間硬化させることによって、膜厚５μｍの表面保護層を形成した。
【化１】
2006221091.tif 000003
【化２】
2006221091.tif 000004
【００３４】
以上、実施形態１によれば、被帯電体としての感光体２を帯電部材として帯電ブラシベルト３で帯電する構成で、帯電電圧を印加する電圧印加支持部材としての駆動ローラ１１によって感光体２と対向する箇所を支持し、駆動ローラ１１とは対向しない位置である非帯電位置Ｂに電位クリーニング部材１９を設けている。帯電部材をベルト状に形成しているので、電圧印加箇所である帯電位置Ａからの距離によって電位勾配が異なることを利用して、トナーと帯電ブラシ３２との静電的付着力が弱まる箇所でクリーニングを行うことが出来るのでトナー除去性の向上を図ることが出来る。これにより、帯電ブラシ３２の見かけの抵抗の上昇を抑制し、帯電ブラシベルト３の帯電部材としての帯電性能の低下を防止することが出来る。よって、感光体２から帯電ブラシ３２に付着したトナーを良好に除去し、安定して感光体２に電荷を付与することができる。
また、電圧印加支持部材としての駆動ローラ１１が、帯電ブラシベルト３と被帯電体である感光体２との接触部分である帯電位置Ａを含む箇所を支持することにより、良好な帯電効率を実現することが出来る。これは、帯電ブラシベルト３は電位勾配が生じており、電圧を印加する駆動ローラ１１と接触する箇所の電位が最大となるので、電位が最大となる箇所と帯電位置Ａとを一致させることが出来るためである。
また、ベルトの裏側であるベルト基体３１を１０４〜１０８［Ω・ｃｍ］の中抵抗のゴムベルトを用いることにより、電圧印加部である帯電位置Ａからのベルト上の電位勾配をさらに大きくすることが出来、電位クリーニング部材１９によりトナー除去性が向上する。
また、帯電ブラシベルト３の電位が他の箇所と比べて相対的に低い箇所である非帯電位置Ｂの帯電ブラシ３２に接触するように電位クリーニング部材１９を設置することにより、トナーと帯電ブラシ３２との静電的付着力が小さい場所でトナーの除去を行うため、トナー除去性が向上する。
また、従動ローラ１２を接地し、帯電ブラシベルト３の従動ローラ１２が裏面に接触している箇所に電位クリーニング部材１９を設けることにより、トナーと帯電ブラシ３２との静電的付着力が最小となる位置でクリーニングするため、トナーの除去性が向上する。
また、電位クリーニング部材１９に感光体２を帯電する電圧とは異極性の電圧を印加することにより、帯電ブラシ３２に付着したトナーのうち、経時使用により、マイナス極性に高帯電となったトナーを除去することが出来る。
また、帯電ブラシ３２のブラシ繊維先端に接触する第１位置１９ａ、ブラシ繊維奥側に位置する第２位置１９ｂ、及び、ブラシから離間した第３位置の３つの位置に移動可能にするクリーニング部材接離機構であるソレノイド２０を有している。これにより、ブラシ付着トナーのうち大部分を占める低帯電量トナーを第１位置１９ａで除去し、第２位置１９ｂで高帯電量トナーを除去し、第３位置１９ｃに待避することにより毛倒れ防止することが出来る。
また、電位クリーニング部材１９がローラ等の回転すること部材でこうせいすることにより、清掃面を変えることができ、電位クリーニング部材１９に付着したトナーを振り落としたり自然落下させたりすることができ、リフレッシュされた清掃面でクリーニングが行なわれるので経時でのクリーニング性能が維持できる。
また、帯電装置１は、帯電ブラシベルト３と電位クリーニング部材１９とをケーシング３５で覆っているので、電位クリーニング部材１９と帯電ブラシ３２との接触位置などでトナーがブラシから除去され機中を浮遊しても、ケーシング内部で沈降し、貯まることで、プリンタ１００内の他ユニットを汚染することを防止できる。
また、プリンタ１００は帯電手段として帯電装置１を備えているので、経時でトナー汚れ、トナー添加剤や紙粉で汚染されない帯電ブラシベルト３を使用して、安定的に帯電が行なわれるので、長期にわたり良好な画像を得ることができる。
また、円形度の高いトナーを用いることにより、円形度の低いトナーより転写率が良いので転写残トナーが低減され、クリーニング入力量が低減し余裕度が向上する。さらに、円形度の低いトナーより転写率が良いので高画質画像が得ることが出来る。
また、感光体２をアモルファスシリコン感光体にすることにより、傷つきにくく、感光体を長寿命とすることができる。
また、感光体２の表面層に粒子状物質としてのフィラーを分散させることにより、表面層を強化し、削れにくく感光体を長寿命とすることができる。
また、感光体２の表面層のバインダー樹脂として３次元の網目構造を形成したものを用いることにより、高い耐摩耗性を発現し、削れにくく感光体を長寿命とすることが出来る。
また、感光体２の表面層を形成する３次元網目構造を形成したバインダー樹脂中全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することにより網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となるので、電気的に安定かつ高い耐摩耗性を実現し、削れにくく感光体を長寿命とすることが出来る。
【００３５】
［変形例］
実施形態１の帯電装置１の帯電ブラシベルト３では、電圧印加支持部材として駆動ローラ１１が内側に接触する箇所で感光体２と接触し、帯電位置Ａとしており、駆動ローラ１１が支持する箇所のみで帯電ブラシベルト３と感光体２とが接触している。しかし、帯電ブラシベルト３と感光体２との接触部はこのような構成に限るものではない。以下、ベルトの内側の支持部材に支持された部分ではなく、支持部材と支持部材との間の張架面で感光体２と接触する構成である変形例について説明する。なお、変形例に係るプリンタに係る基本構成は、実施形態１のプリンタ１００と同様であり、帯電ブラシベルト３の感光体２に対する接触状態が異なる点で相違する。実施形態１と共通する点についての説明は省略し、その相違点について説明する。
【００３６】
図７は変形例に係る帯電ブラシベルト３と感光体２との概略構成図である。
図７に示すように、帯電ブラシベルト３の電気的にフロートにしてある従動ローラ１２と対向するフロート位置Ｄから、帯電電圧を印加する駆動ローラ１１と対向する電圧印加位置Ｃまでの張架面と感光体２とが接触している。
電気的にフロートにしてある従動ローラ１２で支持された帯電ブラシベルト３のフロート位置Ｄから電圧印加位置Ｃにわたって感光体２と接触することにより、帯電ブラシベルト３と感光体２との接触部を広くすることができる。よって、さらに電位勾配を持たせることが出来、電圧印加位置Ｃからフロート位置Ｄに渡って順次、感光体２を帯電させていくことが出来る。これにより、安定して電荷を与え続けることが出来るので、最終的に電圧印加位置Ｃに到達したときの感光体２の電位を安定させることが出来る。
【００３７】
［実施形態２］
従来の帯電方式として帯電ローラを接触させずに、感光体と近接させ、帯電ローラと感光体との間に放電を生じさせることにより、感光体を帯電させる非接触型の帯電ローラの帯電方式が知られている。このような、非接触型の帯電ローラを用いて帯電させた場合、紙粉やトナー添加剤などのトナー以外の除去対象物が接触型の帯電ローラを用いた場合よりも多く帯電ローラに付着した。これにより、放電を行うと紙粉やトナー添加物を引き寄せることが出来ると考えられる。
このような考察により、実施形態１では従動ローラ１２は電気的に接地またはフロータの状態としていたが、実施形態２では従動ローラ１２に帯電部材クリーニング部材としての放電クリーニング部材２３との間に放電が生じる大きさの電圧である放電開始電圧以上の電圧を印加するモードを設けた帯電装置１について説明する。ここでの放電開始電圧とは、非接触の対向電極が誘電体である場合に電圧を印加することにより、対向電極に電荷が溜まる電圧のことを言う。なお、実施形態２に係るプリンタに係る基本構成は、実施形態１のものと同様であり、従動ローラ１２に電圧を印加する点で相違する。実施形態１と共通する点についての説明は省略し、その相違点について説明する。
【００３８】
図８は実施形態２に係る感光体２に帯電ブラシベルト３が接触する帯電装置１の概略構成図である。図４に示した帯電装置１とは、従動ローラ１２に電圧を印加する除去電圧印加装置２２を備えた点で異なる。
以下、トナー添加剤や紙粉が帯電ブラシ３２に付着する現象について説明する。
トナー添加剤としてよく用いられるシリカやチタン、および転写紙から離脱して感光体上に移行してくる紙紛は、トナー粒子に比較して非常に粒径が小さいため、感光体２と感光体クリーニング装置６との対抗部のクリーニング工程を通過しやすい。これらの添加剤や紙紛は、感光体クリーニング装置６の下流にある帯電工程において、帯電ブラシ３２自体に吸着してしまう。また、帯電ブラシ３２には電圧が印加され、感光体２との間で放電を起こしているため、静電気力により添加剤や紙紛を引きつけてしまう。
そして、帯電ブラシ３２に付着したシリカや紙紛は、通常のフリッカーでは、完全にクリーニングすることができない。これは、静電気力に加えて、シリカや紙紛の粒径が小さいため、その質量に対してファンデルワールス力が大きく働き、除去しにくいと考えられる。シリカや紙紛は、電気的には絶縁体、もしくはそれに近い状態である。このため、シリカや紙紛が帯電ブラシ表面に付着していくと、帯電ブラシの見かけの抵抗が高くなってしまう。
【００３９】
帯電装置１では、除去電圧印加装置２２によって従動ローラ１２に電圧を印加し、放電クリーニング部材２３を対向電極として帯電ブラシ３２を放電させ、帯電ブラシ３２に付着した添加剤や紙粉を被放電部材である放電クリーニング部材２３へ付着させる。
放電クリーニング部材２３が金属、もしくは非常に抵抗が低い材料であると、エネルギーの大きな放電を起こす可能性があり、ブラシ自身がこの放電により破壊されてしまう可能性がある。さらに、対向電極である放電クリーニング部材２３が完全絶縁体であると放電クリーニング部材２３がチャージアップして放電が生じなくなる。よって、放電クリーニング部材２３を抵抗体にすることにより、従動ローラ１２が支持する帯電ブラシベルト３の箇所と対向部材としての放電クリーニング部材２３との間の放電を、安定したものにすることができる。
なお、除去電圧印加装置２２から従動ローラ１２へは−２００〜−３００Ｖの帯電電圧に比べて小さい電位を印加する。
【００４０】
さらに、シリカや紙紛を除去するための放電クリーニング部材２３は、脱着でき、交換することができる。これにより清掃部材としての放電クリーニング部材２３が劣化しても交換できるため、シリカや紙紛の除去効果を維持することができる。
また、シリカや紙紛を帯電ブラシベルト３から除去するための放電クリーニング部材２３は実施形態１の電位クリーニング部材１９と同様に回転可能の部材としたり、接離機構を設けたりすることが好ましい。
【００４１】
シリカや紙紛を帯電ブラシベルト３から除去するための放電クリーニング部材２３は、ＳＵＳの金属棒の表面に導電性のゴム層のある構成とし、さらに回転可能にする。あるいは、ゴム層の代わりに導電性スポンジを用いると一度付着したシリカや紙紛が、帯電ブラシベルト３に再び付着することがないので好適である。また、放電クリーニング部材２３を電気的に接地すると、放電により対向電極としての放電クリーニング部材２３がチャージアップし放電が止まることがないので、常に放電が起こすことができ添加剤や紙紛を常に除去することが出来る。
また、シリカや紙紛の除去能力を確実にするために、放電クリーニング部材２３にバイアスを印加してもよい。バイアスとしては、シリカをひきつけやすいように、帯電ブラシ３２に印加されている電圧よりも、プラス側の電圧を印加し、放電を起こさせることが好ましい。
なお、従来の非接触型の帯電ローラを用いた構成の静電気によるシリカや紙紛の付着は、ＤＣ帯電方式より、ＡＣ重畳帯電の方が大きいことがわかっているので、従動ローラ１２に印加する電圧にＡＣ重畳するとさらに好適である。
【００４２】
以上、実施形態２によれば、従動ローラ１２に電圧を印加する除去電圧印加装置２２を設け、従動ローラ１２と帯電ブラシベルト３を挟んで対向する位置に、帯電部材クリーニング部材としての放電クリーニング部材２３を設けている。そして、従動ローラ１２と放電クリーニング部材２３との対向部の帯電ブラシ３２と放電クリーニング部材２３との間に放電が生じる大きさの電圧を従動ローラ１２印加することによって、帯電ブラシ３２に付着したトナー添加剤や紙粉を、対向電極である放電クリーニング部材２３に飛翔させて除去することができる。
【００４３】
［実施形態３］
実施形態１では、主にトナーを除去する電位クリーニング部材１９を備えた構成について説明し、実施形態２では主にトナー添加物や紙粉を放電によって除去する放電クリーニング部材２３を備えた構成について説明した。以下、実施形態３として、帯電部材クリーニング部材として電位クリーニング部材１９と放電クリーニング部材２３とを共に備えた構成について説明する。なお、実施形態３に係るプリンタに係る基本構成は、実施形態１のものと同様であり、帯電ブラシベルト３の構成が異なる点で相違する。実施形態１と共通する点についての説明は省略し、その相違点について説明する。
【００４４】
図９は実施形態３に係る感光体２に帯電ブラシベルト３が接触する帯電装置１の概略構成図である。図４または図８に示した帯電装置１とは、従動ローラを２つ設け、接地した第１従動ローラ１２１と電圧を印加される第２従動ローラ１２２とし、帯電部材クリーニング部材として電位クリーニング部材１９と放電クリーニング部材２３とを備えた点で異なる。
図９に示した帯電装置１では、第１従動ローラ１２１と対向しトナーを主に除去する電位クリーニング部材１９を設けており、第１従動ローラ１２１は接地スイッチ１２１Ｓによって接地状態とフロート状態との切換を行うことが出来る切換除電支持部材である。
また、第２従動ローラ１２２と対向し添加剤や紙粉を主に除去する放電クリーニング部材２３を設けており、第２従動ローラ１２２は電圧印加スイッチ１２２Ｓによって電圧印加状態とフロート状態との切換を行うことが出来る切換電圧印加支持部材である。
【００４５】
図９に示すように、帯電ブラシベルト３を駆動ローラ１１、第１従動ローラ１２１及び第２従動ローラ１２２の３本の支持ローラによって張架されている。
駆動ローラ１１には感光体２を帯電する帯電電圧を帯電電源１４から印加する。第１従動ローラ１２１は接地スイッチ１２１Ｓを介して接地可能な状態である。また、第２従動ローラ１２２は電圧印加スイッチ１２２Ｓを介して除去電圧印加装置２２からの除去電圧を印加可能な状態となっている。
【００４６】
接地スイッチ１２１ＳをＯＮにすることにより切換除電支持部材としての第１従動ローラ１２１は接地した状態となり、帯電ブラシベルト３には電位勾配が生じる。第１従動ローラ１２１の近傍では電位が最小となり、帯電ブラシベルト３とトナーとの静電的付着力も最小となるので電位クリーニング部材１９によりトナーを良好に除去することが出来る。なお、第１従動ローラ１２１と電位クリーニング部材１９の対向部でのトナーの除去は実施形態１と同様である。
【００４７】
一方。電圧印加スイッチ１２２ＳをＯＮにすることにより切換電圧印加支持部材としての第２従動ローラ１２２は除去電圧が印加された状態となる。そして、第２従動ローラ１２２と放電クリーニング部材２３との対向部の帯電ブラシ３２と放電クリーニング部材２３との間に放電が生じる大きさの電圧を第２従動ローラ１２２印加することによって、帯電ブラシ３２に付着したトナー添加剤や紙粉を、対向電極である放電クリーニング部材２３に飛翔させて除去することができる。なお、第２従動ローラ１２２と放電クリーニング部材２３の対向部でのトナー添加剤や紙粉の除去は実施形態２と同様である。
【００４８】
図９の構成では、駆動ローラ１１で帯電電圧を印加し、第１従動ローラ１２１で接地することにより除電し、第２従動ローラ１２２で放電電圧を印加する構成である。このような構成において、接地と放電電圧の印加を同時に行うと帯電電圧を一定に制御しにくくなるおそれがある。よって、接地スイッチ１２１Ｓと電圧印加スイッチ１２２Ｓとは異なるＯＮにする。具体的には、感光体２を帯電する画像形成動作中には接地スイッチ１２１ＳをＯＮにして、駆動ローラ１１との対向部で感光体２を帯電させながら、第１従動ローラ１２１との対向部で帯電ブラシ３２に付着したトナーの除去を行う。そして、画像形成終了後など感光体２への帯電を行わないタイミングで接地スイッチ１２１ＳをＯＦＦにし、電圧印加スイッチ１２２ＳをＯＮにして帯電ブラシ３２に付着したトナー添加剤や紙粉の除去を行う。
【００４９】
以上、実施形態３によれば切換除電支持部材としての第１従動ローラ１２１と切換電圧印加支持部材としての第２従動ローラ１２２とを設け、それぞれに対向する位置にトナーを除去する電位クリーニング部材１９とトナー添加剤や紙粉を除去する放電クリーニング部材２３とを設けることにより、継続的にトナーおよびトナー添加剤、紙粉を良好に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態１に係るプリンタの概略構成図。
【図２】帯電ブラシベルトの概略断面図。
【図３】帯電ブラシベルトとその駆動機構との概略上面図。
【図４】実施形態１に係る帯電装置の概略構成図。
【図５】帯電部材クリーニング部材の接離機構の説明図。
【図６】円形度と転写残トナー付着量との関係を示すグラフ。
【図７】変形例に係る帯電装置の概略構成図。
【図８】実施形態２に係る帯電装置の概略構成図。
【図９】実施形態３に係る帯電装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００５１】
１        帯電装置
２        感光体
３        帯電ブラシベルト
４        現像装置
５        転写器
６        感光体クリーニング装置
７        定着装置
７ａ      加圧ローラ
７ｂ      加熱ローラ
１１      駆動ローラ
１２      従動ローラ
１３      回転伝達ベルト
１４      帯電電源
１５      動力ギア
１６      駆動ギア
１７      従動ギア
１８      モーター
１９      電位クリーニング部材
１９ａ    第１位置
１９ｂ    第２位置
１９ｃ    第３位置
２０      ソレノイド
２１      仕切り板
２２      除去電圧印加装置
２３      放電クリーニング部材
３１      ベルト基体
３２      帯電ブラシ
３３      ブラシ基布
３４      導電性接着剤
３５      ケーシング
１００    プリンタ
１２１    第１従動ローラ
１２１Ｓ  接地スイッチ
１２２    第２従動ローラ
１２２Ｓ  電圧印加スイッチ
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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