(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーで形成された像を保持する像保持体と、
前記像保持体を清掃する清掃部材と、
前記像保持体の移動方向において前記清掃部材よりも下流側に配置され、前記像保持体の表面に付着するトナーの外添剤を凝集させる外添剤凝集部材と、
前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する除去部材と、
前記像保持体に接触し、前記像保持体を帯電させる帯電部材と、
を有し、
前記外添剤凝集部材は、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子が少なくとも前記像保持体に接触する部分に付着されてなり、
前記除去部材は、前記帯電部材の表面から前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する画像形成装置。
【請求項２】
前記外添剤凝集部材に付着する粒子は、材質が有機物である請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記外添剤凝集部材は、電圧が印加される請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記外添剤凝集部材は、無端状であって、回転する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナーで形成された像を保持する像保持体と、
前記像保持体を清掃する清掃部材と、
前記像保持体の移動方向において前記清掃部材よりも下流側に配置され、前記像保持体の表面に付着するトナーの外添剤を凝集させる外添剤凝集部材と、
前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する除去部材と、
を有し、
前記外添剤凝集部材は、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子が少なくとも前記像保持体に接触する部分に付着されてなり、
前記除去部材は、少なくとも表面が発泡体であり、ロール形状である画像形成装置。
【請求項６】
トナーで形成された像を保持する像保持体の移動方向において、前記像保持体を清掃する清掃部材よりも下流側に配置され、前記像保持体の表面に付着するトナーの外添剤を凝集させる外添剤凝集部材と、
前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を、前記像保持体に接触し前記像保持体を帯電させる帯電部材の表面から除去する除去部材と、
を有し、
前記外添剤凝集部材は、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子が少なくとも前記像保持体に接触する部分に付着されてなる外添剤除去装置。
【請求項７】
トナーで形成された像を保持する像保持体の移動方向において、前記像保持体を清掃する清掃部材よりも下流側に配置され、前記像保持体の表面に付着するトナーの外添剤を凝集させる外添剤凝集部材と、
前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する除去部材と、
を有し、
前記外添剤凝集部材は、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子が少なくとも前記像保持体に接触する部分に付着されてなり、
前記除去部材は、少なくとも表面が発泡体であり、ロール形状である外添剤除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び外添剤除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像剤により現像される像を担持する像担持体と、上記像担持体に接触して回転することにより上記像担持体を帯電させる帯電手段と、上記像担持体に接触して上記像担持体に付着した現像剤を除去するクリーニング手段と，を備えた画像形成装置であって、上記クリーニング手段は、上記帯電手段より上記像担持体回転方向上流側に設けられた第１のクリーニング手段と、上記第１のクリーニング手段と上記帯電手段との間に設けられ、上記像担持体の回転方向下流側に向かって撓みながら上記像担持体に接触する弾性部材である第２のクリーニング手段とを有してなり、上記帯電手段は、上記帯電手段に接触して回転することにより上記帯電手段に付着した現像剤に含まれる外添材を均一にするブラシ状の外添材均一手段を備えてなることを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段と、該潜像形成手段によって潜像が形成される前の該潜像担持体に当接させた自らの表面を無端移動せしめながら、該潜像担持体の表面を一様帯電せしめる帯電部材、及び該帯電部材によって一様帯電せしめられる前の該潜像担持体に当接する帯電前当接部材を有する帯電装置と、該帯電部材に帯電バイアスを供給する帯電バイアス供給手段と、該帯電前当接部材に帯電前バイアスを供給する帯電前バイアス供給手段とを備える画像形成装置に用いられる該帯電前当接部材において、上記潜像担持体の表面に当接する第１箇所と、該第１箇所よりも該潜像担持体の表面移動方向下流側で該第１箇所よりも窪んでいることで、該第１箇所よりも弱い力で該潜像担持体の表面に当接するか、あるいは該表面に非接触で対向する第２箇所とを設けたことを特徴とする帯電前当接部材が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、回転可能な電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面に接触しバイアスを印加して前記電子写真感光体の表面を所定の極性に帯電する帯電部材と、前記電子写真感光体の表面に形成された潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、前記電子写真感光体の表面と接触し前記電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、を有し、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、前記電子写真感光体の回転方向に対して、前記クリーニング部材の下流側で、かつ前記帯電部材の上流側に、前記電子写真感光体の表面と接する摩擦帯電部材を有し、前記クリーニング部材からすり抜けた前記電子写真感光体の表面から回収すべき回収物を前記摩擦帯電部材により前記帯電部材のバイアスと同じ極性に摩擦帯電を行うことを特徴とする電子写真画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４８８６５号公報
【特許文献２】特開平２００８−２０３４１３号公報
【特許文献３】特開２００８−７０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、トナーの外添剤の除去効率を上げることができる画像形成装置及び外添剤除去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】
【０００７】
請求項１に係る本発明は、トナーで形成された像を保持する像保持体と、前記像保持体を清掃する清掃部材と、前記像保持体の移動方向において前記清掃部材よりも下流側に配置され、前記像保持体の表面に付着するトナーの外添剤を凝集させる外添剤凝集部材と、前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する除去部材と、を有し、前記外添剤凝集部材は、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子が少なくとも前記像保持体に接触する部分に付着されてなる画像形成装置である。
【０００８】
請求項２に係る本発明は、前記外添剤凝集部材に付着する粒子は、材質が有機物である請求項１記載の画像形成装置である。
【０００９】
請求項３に係る本発明は、前記像保持体に接触し、前記像保持体を帯電させる帯電部材をさらに有し、前記除去部材は、前記帯電部材の表面から前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する請求項１又は２記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項４に係る本発明は、前記除去部材は、前記像保持体の表面から前記外添剤凝集部材によって凝集された外添剤を除去する請求項１又は２記載の画像形成装置である。
【００１１】
請求項５に係る本発明は、前記外添剤凝集部材は、電圧が印加される請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置である。
【００１２】
請求項６に係る本発明は、前記外添剤凝集部材は、無端状であって、回転する請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置である。
【００１３】
請求項７に係る本発明は、前記除去部材は、少なくとも表面が発泡体であり、ロール形状である請求項１乃至６いずれか記載の画像形成装置である。
【００１４】
請求項８に係る本発明は、トナーで形成された像を保持する像保持体の移動方向において、前記像保持体を清掃する清掃部材よりも下流側に配置され、前記像保持体の表面に付着するトナーの外添剤を凝集させる外添剤凝集部材を有し、前記外添剤凝集部材は、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子が少なくとも前記像保持体に接触する部分に付着されてなる外添剤除去装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明によれば、トナーの外添剤の除去効率を上げることができる画像形成装置を提供することができる。
【００１６】
請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明が奏する効果を奏することに加えて、像保持体の摩耗を抑制することができる画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
請求項３に係る本発明によれば、請求項１又は２係る本発明が奏する効果を奏することに加えて、像保持体に接触する部材の数を減らすことができ、像保持体の摩耗を抑制すことができる画像形成装置を提供することができる。
【００１８】
請求項４に係る本発明によれば、請求項１又は２に係る本発明が奏する効果を奏することに加えて、帯電部材に到達する前にトナーの外添剤を除去することができ、帯電部材への外添剤の付着を抑制することができる画像形成装置を提供することができる。
【００１９】
請求項５に係る本発明によれば、請求項１乃至４いずれかに係る本発明が奏する効果を奏することに加えて、外添剤凝集部材からトナーの外添剤が離脱しやすくすることができる画像形成装置を提供することができる。
【００２０】
請求項６に係る本発明によれば、請求項１乃至５いずれかに記載の本発明が奏する効果を奏することに加えて、外添剤凝集部材の帯電部材又は像保持体に接触する部分の面積を大きくすることができ、外添剤を凝集しやすくすることができる画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
請求項７に係る本発明によれば、請求項１乃至６いずれかに係る本発明が奏する効果を奏することに加えて、凝集した状態にあるトナーの外添剤を回収しやすくすることができる画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
請求項８に係る本発明によれば、トナーの外添剤の除去効率を上げることができる外添剤除去装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置で用いられるトナーを示す図である。
【図３】図１に示す画像形成装置が有する外添剤凝集部材を、図１における矢印Ａ―Ａ方向から示す図である。
【図４】比較例に係る画像形成装置が有する外添剤凝集部材を示す図である。
【図５】図３に示す外添剤凝集部材の表面を示し、図５（Ａ）は外添剤凝集部材の表面を約１００００倍に拡大して示す図であり、図５（Ｂ）は外添剤凝集部材の表面を約５００００倍に拡大して示す図である。
【図６】図４に示す外添剤凝集部材の表面を示し、図６（Ａ）は外添剤凝集部材の表面を約１００００倍に拡大して示す図であり、図６（Ｂ）は外添剤凝集部材の表面を約５００００倍に拡大して示す図である。
【図７】図１に示す画像形成装置において、現像剤凝集部材の感光体に接触する部分の表面粗さ、及び粗さ間隔を変化させた場合に、外添剤凝集部材を設けなかった場合と比較して、画像に筋が生じるまでの画像形成枚数が１００００枚以上、多いか否かを示す図である。
【図８】外添剤凝集部材にバイアスを印加することによる効果を確認する実験の結果を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。図１に示すように、画像形成装置１０は画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２内に像形成部１００と給紙装置３００とが設けられている。また、画像形成装置本体１２内には、記録媒体として用いられる用紙を搬送する搬送路３５０が形成されている。また、画像形成装置本体１２には、用紙を排出するために用いられる排出口１４が形成されている。
【００２５】
像形成部１００は、例えば単色の画像を形成するものであり、電子写真方式が採用されている。像形成部１００は、トナーで形成された像（以下、「トナー像」）を保持する像保持体として用いられていて、例えば円筒形状の感光体１０２と、感光体１０２を一様に帯電する帯電装置１０４と、帯電装置１０４によって帯電された感光体１０２の表面に光を照射し、感光体１０２の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置１１０と、感光体１０２に形成された潜像をトナーを用いて現像し、感光体１０２の表面にトナー像を形成する現像装置１１４と、現像装置１１４によって感光体１０２の表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写装置１２２と、転写装置１２２によってトナー像が用紙に転写された後の感光体１０２を清掃する清掃装置１４０と、転写装置１２２によって用紙に転写されたトナーを、その用紙に定着する定着装置１２６とを有する。
【００２６】
清掃装置１４０は、感光体１０２の表面に接触し、感光体１０２の表面を清掃する清掃部材１４２を有する。清掃部材１４２は、感光体１０２の表面に残留するトナーや、感光体１０２に付着する紙粉等を感光体１０２の表面から掻き取るようにして除去する。
【００２７】
清掃部材１４２は、トナーや紙粉等を感光体１０２の表面から除去するものの、トナーの外添剤（以下、「外添剤」）の一部を感光体１０２の表面から除去することができない。清掃部材１４２によって感光体１０２の表面から除去されなかった外添剤は、感光体１０２と清掃部材１４２との間を通過する。これは、外添剤がトナーよりも小径であり、外添剤がトナーよりも強く感光体１０２に付着しているためである。また、球形の外添剤ほど、転がり易いため、特に感光体と清掃部材との間をすり抜ける傾向がある。清掃部材１４２と感光体１０２との間を通過する外添剤は、主として外径が１００ｎｍ程度の球形の外添剤である。感光体１０２と清掃部材１４２との間を通過した外添剤は、感光体１０２の回転に伴って、感光体１０２に付着した状態で帯電装置１０４の側へと搬送される。
【００２８】
帯電装置１０４は、感光体１０２に接触し、感光体１０２を帯電させる帯電部材として用いられる帯電ロール１０６を有する。帯電ロール１０６には、予め定められたタイミングで帯電用の電圧が印加される。
【００２９】
現像装置１１４は、現像装置本体１１６を有し、現像装置本体１１６に例えばロール形状の現像剤搬送部材１１８が装着されている。また、現像装置本体１１６内には、トナーとキャリアとからなる現像剤が収納されていて、この現像剤中のトナーが現像剤搬送部材１１８によって感光体１０２に向けて搬送される。
【００３０】
また、像形成部１００は、外添剤凝集装置２００を有する。外添剤凝集装置２００は、外添剤凝集部材２０２と、外添剤凝集部材２０２に電圧（ＡＣバイアス）を印加するＡＣバイアス印加装置２１０とを有する。外添剤凝集部材２０２は、図１中に矢印ａで示す感光体１０２の移動方向において、清掃部材１４２よりも下流側に配置されている。また、外添剤凝集部材２０２は、感光体１０２と清掃部材１４２との間を通過し、感光体１０２の表面に付着した状態にある外添剤を凝集させる。外添剤凝集部材２０２の詳細は後述する。
【００３１】
ＡＣバイアス印加装置２１０は、外添剤凝集部材２０２にＡＣバイアスを印加することで、外添剤凝集部材２０２に付着し、外添剤凝集部材２０２から離間しにくくなっている外添剤を外添剤凝集部材２０２から離間させる。外添剤を外添剤凝集部材２０２から離間させることで、外添剤凝集部材２０２の機能の低減が抑制され、外添剤凝集部材２０２の寿命が延び、外添剤凝集部材の交換頻度が低くなる。加えて、外添剤が凝集しやすくなり、後述する外添剤除去装置２５０による外添剤の除去がより良好になされやすくなる。
【００３２】
また、像形成部１００は、外添剤除去装置２５０を有し、外添剤除去装置２５０は、外添剤除去部材２５２を有する。外添剤除去部材２５２は、外添剤凝集装置２００によって凝集された外添剤を除去するための部材であり、この実施形態においては帯電ロール１０６に接触している。また、外添剤除去部材２５２は、ロール形状を有し、帯電ロール１０６に接触する部分の材質は、例えばスポンジである。また、外添剤除去部材２５２は、少なくとも表面部分、すなわち少なくとも帯電ロール１０６に接触する部分が発泡体であることが望ましい。
【００３３】
外添剤除去部材２５２の帯電ロール１０６に接触する部分は、より具体的には、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部が存在し、弾性を有していることが好ましい。外添剤除去部材２５２の帯電ロール１０６に接触する部分の具体的な材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン又はポリプロピレン、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、天然ゴム及びスチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたもの等を用いることができる。
【００３４】
外添剤除去部材２５２は、凝集した状態にある外添剤であって、粒径が数μｍ程度の比較的に大きい外添剤であって、帯電ロール１０６に対する付着力が比較的に小さい外添剤を帯電ロール１０６の表面から除去することができる。一方、外添剤除去部材２５２は、粒径が比較的に小さく、帯電ロール１０６に対する付着力が比較的に大きい外添剤を帯電ロール１０６の表面から除去することは困難である。
【００３５】
定着装置１２６は、内部に熱源を有する加熱ロール１２８と、加熱ロール１２８に接触する加圧ロール１３０とを有し、加熱ロール１２８と加圧ロール１３０との接触部で用紙に転写されたトナー像を加熱し、加圧することで、トナー像を用紙に像を定着させる。
【００３６】
給紙装置３００は、像形成部１００に用紙を供給する装置であって、用紙が積層された状態で収容された用紙収納容器３０２と、用紙収納容器３０２から用紙を送り出す送り出しロール３０４とを有する。
【００３７】
搬送路３５０は、給紙装置３００から転写装置１２２に向けて用紙を搬送し、転写装置１２２から定着装置１２６に向けて用紙を搬送し、排出口１４を通過して画像形成装置本体１２内から用紙を排出するように用紙を搬送する搬送路である。用紙搬送路３５０に沿って、用紙の搬送方向における上流側がら順に、先述の送り出しロール３０４、搬送ロール３５４、レジストロール３５６、先述の転写装置１２２、先述の定着装置１２６が配置されている。
【００３８】
レジストロール３５６は、転写装置１２２に向けて搬送される用紙の先端部の転写装置１２２側に向けての移動を一時的に停止させ、感光体１０２にトナーが形成されるタイミングと合致するように、用紙の先端部の転写装置１２２に向けての移動を再開させる。
【００３９】
図２には、画像形成装置１０で用いられるトナーＴが示されている。トナーＴは、例えば、乳化重合により、乳化樹脂粒子、顔料粒子、ワックス粒子を凝集することにより形成された所謂重合トナーである。ここで、トナーＴとして、重合トナーを用いることに代えて、混練粉砕法で製造された所謂粉砕トナーを用いても良い。ここで混練粉砕法とは、樹脂、顔料等を溶融し、混練した後に粉砕して、さらに分級することによりトナーを製造する方法である。
【００４０】
トナーＴの表面には、外添剤Ａが付着している。外添剤とは、トナーの流動性、転写性、帯電量の制御性等を改善するためにトナーの表面に添付される粒子であり、無機粒子であることが好ましく、例えば、ＳｉＯ２（シリカ）、ＴｉＯ２（チタニア）、Ａｌ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ・（ＴｉＯ２）ｎ、Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＳＯ４、ＭｇＳＯ４等を使用することができる。これらのうち、本実施形態で用いられる外添剤Ａとしては、シリカの粒子が用いられている。外添剤の体積平均粒径は、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが望ましく、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００４１】
図３には、外添剤凝集部材２０２が示されている。
図３に示されるように、外添剤凝集部材２０２は、多数の粒子Ｐが少なくとも感光体１０２（図１参照）に接触する部分に付着されてなる。具体的には、外添剤凝集部材２０２は、板状の基材２０４と、基材２０４に塗布され、粒子Ｐが分散している塗布層２０６とを有する。基材２０４は、板状であって、その材質としては、例えばポリウレタン等のゴムや、例えばＰＥＴ（Poly-Ethylene-Terephthalate）等の樹脂フィルムなどを用いることができる。粒子Ｐの体積平均粒径は、後述するように３μｍ以上２０μｍ以下であることが望ましい。
【００４２】
塗布層２０６は、粒子Ｐを分散させた樹脂ポリマーが用いられていて、その厚さは、例えば５μｍ以上９０μｍ以下であることが望ましい。粒子Ｐとしては、有機物である粒子が用いられている。より具体的には、粒子Ｐとして、アクリル樹脂からなる粒子、スチレン樹脂からなる粒子、ナイロン樹脂からなる粒子を用いることができる。ここで、アクリル樹脂からなる粒子としては、例えば清水化成品工業社が製造のＡＲＸシリーズ、ＳＳＸシリーズを用いることができる。また、スチレン樹脂からなる粒子としては、例えば清水化成品工業社製のＳＢＸシリーズを用いることができる。また、ナイロン樹脂からなる粒子としては、例えば東レ社製のナイロン６微粒子を用いることができる。
【００４３】
粒子Ｐとして有機物からなる粒子を用いることにより、粒子Ｐとして、無機物からなる粒子を用いる場合と比較して感光体１０２の摩耗が生じにくい。
【００４４】
以上のように構成された画像形成装置１０においては、画像形成時に感光体１０２が図１に示す矢印ａ方向に回転することに伴って、清掃部材１４２が、感光体１０２の表面から紙粉や、転写後に残留したトナー等を掻き落とする。清掃部材１４２は、感光体１０２の表面から残留したトナー等をかき落とすものの、感光体１０２の表面に付着した粒径が比較的に小さい外添剤は感光体１０２と清掃部材１４２との間をすり抜ける。このすり抜けた外添剤は、感光体１０２の回転に伴って、感光体１０２と外添剤凝集部材２０２とが接触している位置に到達する。
【００４５】
感光体１０２と外添剤凝集部材２０２とが接触した部分に到達した外添剤は、外添剤凝集部材２０２の作用により凝集される。そして、ある程度の大きさになるまで凝集すると、外添剤の外添剤凝集部材２０２に対する付着力が弱くなり、外添剤は外添剤凝集部材２０２から離間する。そして、外添剤凝集部材２０２から離間した外添剤が、感光体１０２の回転に伴って感光体１０２と帯電ロール１０６とが接触する位置に到達する。そして、感光体１０２から帯電ロール１０６に移動した外添剤が、外添剤除去部材２５２によって帯電ロール１０６の表面から除去される。
【００４６】
ここで、単体の外添剤や、凝集しているもの粒径が小さい外添剤などは、外添剤除去部材２５２によって帯電ロール１０６の表面から除去されにくい。これは、粒径が小さいと、外添剤の帯電ロール１０６に対する付着力が強くなるためである。帯電ロール１０６の表面から外添剤が十分に除去されないと、帯電ロール１０６による感光体１０２の帯電が均一になることがあり、これを原因として画像形成装置１０で形成される最終的な画像の品質が低下することがある。
【００４７】
この第１の実施形態では、外添剤凝集部材２０２によって外添剤が凝集されるため、単体の外添剤や、凝集しているもの粒径が小さい外添剤などの除去しにくい外添剤が少なくなり、外添剤除去部材２５２によって除去されやすい比較的に粒径が大きい外添剤が増える。このため、外添剤が除去されやすく、最終的に形成される画像の品質が低下しにくい。
【００４８】
また、以上のように構成された画像形成装置１０においては、外添剤凝集部材２０２の、凝集した外添剤が離間した部分は、凝集した外添剤が離間した後、感光体１０２の表面に付着した外添剤を凝集させるために用いられる。このように、外添剤凝集部材２０２は、外添剤を凝集させるために繰り返して用いられる。
【００４９】
図４には、比較例に係る画像形成装置が有する外添剤凝集部材２０２が示されている。比較例に係る画像形成装置は、外添剤凝集部材２０２の構造を除き、他の構成は先述の第１の実施形態に係る画像形成装置１０（図１参照）と同じである。また、この比較例に係る画像形成装置が有する外添剤凝集部材２０２は、後述するように外添剤を凝集させる機能がほとんどないものの、説明の便宜上、外添剤凝集部材との名前をつけている。
【００５０】
先述の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が有する外添剤凝集部材２０２（図３参照）は、板状の基材２０４と、粒子Ｐが分散された樹脂ポリマーが用いられる塗布層２０６とを有していた。これに対して、この比較例に係る画像形成装置が有する外添剤凝集部材２０２は、基材２０４を有するものの、塗布層２０６を有しない。このため、基材２０４の表面が帯電ロール１０６に接触する。
【００５１】
図５は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０が有する外添剤凝集部材２０２（図３参照）であって、外添剤が付着していない状態で使用が開始された後、５００枚の画像を形成した後の外添剤凝集部材２０２の感光体１０２に接触する部分を示した図であって、図５（Ａ）は外添剤凝集部材２０２の表面を約１００００倍に拡大して示した図であり、図５（Ｂ）は外添剤凝集部材２０２の表面を約５００００倍に拡大して示した図である。尚、図５（Ａ）、図５（Ｂ）ともに、外添剤凝集部材２０２の表面を顕微鏡で拡大して撮影した写真をもとに、外添剤凝集部材２０２の表面を描いたものである。
【００５２】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）から、粒子Ｐ（図３参照）の一部が塗布層２０６の表面から突出することで塗布層２０６の表面に形成された凸部に外添剤Ａが集中的に付着するようにして、外添剤Ａが凝集していることがわかる。尚、塗布層２０６の表面に形成された凸部は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）においては、凝集した外添剤Ａの下側に隠れた状態となっている。
【００５３】
図６は、比較例に係る画像形成装置が有する外添剤凝集部材２０２（図４参照）であって、外添剤が付着していない状態で使用が開始された後、５００枚の画像を形成をした後の感光体１０２に接触する部分を示した図であって、図５は外添剤凝集部材２０２の表面を約１００００倍に拡大して示した図であり、図５（Ｂ）は外添剤凝集部材２０２の表面を約５００００倍に拡大して示した図である。尚、図６（Ａ）、図６（Ｂ）ともに、外添剤凝集部材２０２の表面を顕微鏡で拡大して撮影した写真をもとに、外添剤凝集部材２０２の表面を描いたものである。
【００５４】
先述の第１の実施形態に係る画像形成装置１０においては、外添剤凝集部材２０２の感光体１０２に接触する部分に形成された凸部に付着するようにして外添剤が凝集していた。これに対して、この比較例においては、感光体１０２に接触する部分に凸部が形成されていないため、外添剤は凝集することなく、感光体１０２に接触する部分に敷き詰められたように分散された状態となっている。
【００５５】
図７には、外添剤凝集部材２０２を設けなかった場合と比較して、最終的に形成される画像に画質の低下が生じるまでの枚数が１００００枚以上多いか否かを、外添剤凝集部材２０２の感光体１０２に接触する部分の表面粗さ（Ｒｚ）と凹凸の平均間隔（Ｓｍ）とに応じて示したグラフである。図７においては、外添剤凝集部材２０２を設けなかった場合と比較して、最終的に形成される画像に画質の低下が生じるまでの枚数が１００００枚以上多い場合を○で示し、外添剤凝集部材２０２を設けなかった場合と比較して、最終的に形成される画像に画質の低下が生じるまでの枚数が１００００枚以上多くない場合を?で示している。
【００５６】
ここで、画質の低下とは、具体的には、帯電ロール１０６のトナーの外添剤が付着することにともなって、画像に用紙が搬送される方向の筋が最終的に形成される画像に生じることをさす。また、表面粗さ（Ｒｚ）とは、１０点平均粗さとも称され、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル(μｍ)で表したものである。また、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）とは、一般には、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜取り、この抜取り部分において一つの山及びそれに隣り合う一つの谷に対応する平均線の長さの和を求め、この多数の凹凸の間隔の算術平均をミリメートル（ｍｍ）で表したものであるが、ここでは、上述の算術平均をマイクロメートル(μｍ)で表したものを用いている。尚、表面粗さ（Ｒｚ）及び凹凸の平均間隔（Ｓｍ）の測定は、例えば、株式会社東京精密のＳｕｒｆｃｏｍ ５９０Ａ（商品名）を用いて測定することができる。
【００５７】
また、外添剤凝集部材２０２の表面粗さ（Ｒｚ）及び凹凸の平均間隔（Ｓｍ）は、例えば、塗布層２０６を形成する際に、粒子Ｐ（図３参照）として異なる径のアクリル樹脂粒子を用いることで調整することができる。
【００５８】
図７から、外添剤凝集部材２０２の感光体１０２に接する部分の表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以上、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が２００μｍ以下である場合に、画質の低下が生じにくいことがわかる。ここで、外添剤凝集部材２０２の表面粗さ（Ｒｚ）を５μｍ以上にするために、外添剤凝集部材２０２を研磨することも可能であるとも思われる。しかしながら、研磨後の外添剤凝集部材２０２の形状を維持することが困難である。そこで、この第１の実施形態においては、外添剤凝集部材２０２の形状を維持することができるように、基材２０４の表面に粒子Ｐを分散させた塗布層２０６を形成するとの構成を採用している。
【００５９】
外添剤凝集部材２０２の感光体１０２に接する部分の表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以上、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が２００μｍ以下となるように塗布層２０６を形成しようとした場合、粒子Ｐの粒径が３μｍ以上、２０μｍ以下であることが望ましい。粒子Ｐの粒径が、３μｍ未満であると、表面粗さ（Ｒｚ）を５μｍ以上にしようとした場合、５０重量部パーセント以上との大量の粒子Ｐを添加した樹脂ポリマーを用いて塗布層２０６を形成することを要し、粒子Ｐの分散が不十分になり、不均一になる虞があり、均一な表層を得られない虞がある。また、粒子Ｐの粒径が、３μｍ未満であると、粒子Ｐの割合が増え、樹脂ポリマーの割合が減るため十分な粘着強度を得ることができずに、塗布層２０６の表面にクラックが生じやすくなるとの弊害が生じる虞がある。
【００６０】
一方、粒子Ｐの粒径が２０μｍよりも大きいと、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を２００μｍ以下にするために粒子Ｐを樹脂ポリマー中に大量に添加することを要し、樹脂ポリマーの割合が減るために十分な粘着強度を得ることができずに、塗布層２０６の表面にクラックが生じやすくなるとの弊害が生じる虞がある。さらに、粒子Ｐの粒径が２０μｍよりも大きいと、十分な粘着強度が得られないため、使用中に粒子Ｐが離脱してしまう虞がある。
【００６１】
以上のように、外添剤凝集部材２０２を、粒径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子Ｐが少なくとも感光体１０２に接触する部分に付着されてなるようにすることで、外添剤凝集部材２０２の表面粗さ（Ｒｚ）、及び凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が好適な値となり、外添剤凝集部材２０２が破損しにくくなる。
【００６２】
図８は、外添剤凝集部材２０２にバイアスを印加することによる効果を確認する実験の結果を示すグラフである。実験においては、まず、感光体１０２に接する部分の表面粗さ（Ｒｚ）と、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）とが同じである２種類の外添剤凝集部材である外添剤凝集部材Ａと、外添剤凝集部材Ｂとを準備した。外添剤凝集部材Ａは、Ａｌフィルムを基材とし、この基材に、ナイロン樹脂ポリマーに粒径が５μｍのアクリル樹脂を４０重量部、分散させた表層を塗布したものである。外添剤凝集部材Ｂは、ＰＥＴフィルムを基材とし、この基材に、ナイロン樹脂ポリマーに粒径が５μｍのアクリル樹脂を４０重量部、分散させた表層を塗布したものである。外添剤凝集部材Ａ、外添剤凝集部材Ｂともに、表面粗さ（Ｒｚ）は９.６μｍであり、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）は６５μｍである。
【００６３】
実験では、図１に示す第１の実施形態に係る画像形成装置１０の外添剤凝集部材２０２として外添剤凝集部材Ａを取付け、外添剤凝集部材Ａにバイアス印加装置２１０で６００ＶｐｐのＡＣバイアスを印加して、１００００枚の画像を形成した後の帯電ロール１０６の抵抗上昇幅を測定した。その結果、帯電ロール１０６の抵抗の上昇は、０．０４ｌｏｇΩであった。
【００６４】
次に、図１に示す第１の実施形態に係る画像形成装置１０の外添剤凝集部材２０２として外添剤凝集部材Ｂを取付け、外添剤凝集部材ＢにＡＣバイアスを印加することなく、１００００枚の画像を形成した後の帯電ロール１０６の抵抗上昇幅を測定した。その結果、帯電ロール１０６の抵抗の上昇は、０．２４ｌｏｇΩであった。
【００６５】
トナーの外添剤は高抵抗である。このため、帯電ロール１０６に外添剤が付着すると、帯電ロール１０６の抵抗が上昇する。すなわち、帯電ロール１０６の抵抗上昇幅が大きいほど、帯電ロール１０６が外添剤によって汚染されていることを意味する。このことから、外添剤凝集部材ＡにＡＣバイアスを印加した場合の方が、外添剤凝集部材Ｂにバイアスを印加しない場合と比較して帯電ロール１０６の外添剤による汚染が抑制されていることがわかる。以上のように、外添剤凝集部材２０２にＡＣバイアスを印加することで、外添剤凝集部材２０２にＡＣバイアスを印加しない場合と比較して外添剤が除去されやすくなり、帯電ロール１０６の外添剤による汚染が抑制されることが実験によって確認された。
【００６６】
図９には、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。
前述の第１の実施形態に係る画像形成装置１０においては、外添剤凝集装置２００の外添剤凝集部材２０２は、塗布層２０６が形成された基材２０４を有し、基材２０４は板状であった（図３参照）。これに対して、この第２の実施形態に係る画像形成装置１０が有する外添剤凝集装置２００は、板状の基材２０４に替えて、無端条の基材２２０が用いられている。また、基材２２０の外側の面であって、感光体１０２に接触する面には、その面の全域にわって塗布層２２２が形成されている。塗布層２２２の構成は、先述の第１の実施形態における塗布層２０６（図３参照）と同じである。
【００６７】
基材２２０は、支持部材２３０に回転することができるように支持されている。基材２２０を回転させることで、感光体１０２に接触する塗布層２２２の面積が大きくなり、先述の第１の実施形態と比較して外添剤が凝集しやすくなる。以上で説明をした部分以外は、先述の第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
図１０には、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。
先述の第１の実施形態に係る画像形成装置１０では、外添剤除去装置２５０は、帯電ロール１０６の表面から凝集した外添剤を除去するように、帯電ロール１０６に接触する外添剤除去部材２５２を有していた（図１参照）。これに対して、この第３の実施形態に係る画像形成装置１０では、外添剤除去装置２５０は、感光体１０２の表面から凝集した外添剤を除去する外添剤除去部材２６０を有している。外添剤除去部材２６０は、図１０に矢印ａで示す感光体１０２の移動方向において、清掃部材１４２が感光体１０２に接触する部分よりも下流側であって、帯電ロール１０６が感光体１０２に接触する位置よりも上流側で感光体１０２に接触している。外添剤除去部材２６０の構成は、先述の第１の実施形態における外添剤除去部材２５２と同様である。また、以上で説明をした部分以外は、先述の第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６９】
以上のように構成された、この第３の実施形態に係る画像形成装置１０では、感光体１０２と清掃部材１４２との間をすり抜けた小径の外添剤が、外添剤凝集部材２０２の作用により凝集し、凝集した外添剤が外添剤除去装置２５０によって感光体１０２の表面から除去される。このため、感光体１０２の移動方向において外添剤凝集装置２００よりも下流側に位置する帯電装置１０４まで外添剤が到達しにくくなり、帯電装置１０４が有する帯電ロール１０６に外添剤が付着しにくくなる。
【００７０】
上述の第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせて、画像形成装置１０を、外添剤凝集装置２００を、無端条の基材２２０を有し、基材２２０の外側の面であって、感光体１０２に接触する面には、その面の全域にわって塗布層２２２が形成されるようにするとともに、外添剤除去装置２５０は、感光体１０２の表面から凝集した外添剤を除去する外添剤除去部材２６０を有するように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上述べたように、本発明は、少なくとも、例えばプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置と、例えばこれらの画像形成装置に適用することができる外添剤除去装置とに利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０・・・画像形成装置
１０２・・・感光体
１０４・・・帯電装置
１０６・・・帯電ロール
１４２・・・清掃部材
２００・・・外添剤凝集装置
２０２・・・外添剤凝集部材
２０４・・・基材
２０６・・・塗布層
２１０・・・バイアス印加装置
２２０・・・基材
２２２・・・塗布層
２５０・・・外添剤除去装置
２５２・・・外添剤除去部材
２６０・・・外添剤除去部材
Ａ・・・外添剤
Ｐ・・・粒子
Ｔ・・・トナー
【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】
0005804241.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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