(57)【要約】  【課題】  帯電部材に付着した異物の除去性能を長期にわたって維持する。  【解決手段】  帯電装置１２は、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転する帯電ロール８１と、帯電ロール８１の回転に伴って従動回転するクリーニングロール８２とを有しており、クリーニングロール８２の回転軸８２ａが、帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向上部側となるように配置されている。クリーニングニップ部において、帯電ロール８１からクリーニングロール８２に転移・付着した外添剤は、クリーニングロール８２上で凝集して凝集外添剤を形成し、形成された凝集外添剤が、クリーニングニップ部を通過した直後にクリーニングロール８２から受ける反発力によってはじき出され、かかる重力によって帯電ロール８１上に転移・付着する。  【選択図】  図２
2007003950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体を帯電する帯電装置であって、
前記被帯電体に対し回転可能に圧接配置され、所定の帯電バイアスが印加される帯電部材と、
前記帯電部材に対し回転可能に圧接配置され、当該帯電部材から転移した異物を凝集させることによって凝集体を形成し、形成した当該凝集体を当該帯電部材に転移させるクリーニング部材とを含み、
前記クリーニング部材の回転軸が、前記帯電部材の回転軸を通る水平線よりも鉛直方向上部側に配置されることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材は前記被帯電体の回転に伴って従動回転し、前記クリーニング部材は当該帯電部材の回転に伴って従動回転することを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材は、前記クリーニング部材から転移せしめられた前記凝集体をさらに前記被帯電体に転移させることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項４】
被帯電体を帯電する帯電装置であって、
前記被帯電体に対し回転可能に圧接配置され、所定の帯電バイアスが印加される帯電部材と、
前記帯電部材に対し回転可能に圧接配置されることによって当該帯電部材との間にクリーニングニップ部を形成し、当該帯電部材から転移した異物を凝集させることによって凝集体を形成し、形成した当該凝集体を当該帯電部材に転移させるクリーニング部材とを含み、
前記クリーニングニップ部出口における前記帯電部材および前記クリーニング部材の移動方向を示す接線ベクトルが、鉛直方向下部に向かう成分を有していることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
前記接線ベクトルの鉛直方向下方に、前記被帯電体が配置されることを特徴とする請求項４記載の帯電装置。
【請求項６】
回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、
前記像担持体に対し回転可能に圧接配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に対し回転可能に圧接配置されるとともに、前記帯電部材から転移した異物を一回転以上の期間保持した後、当該異物を前記帯電部材に転移させる回転部材とを含み、
前記回転部材の回転軸が、前記帯電部材の回転軸を通る水平線よりも鉛直方向上部側に配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記回転部材は、前記異物を保持する間に当該異物を凝集させて凝集体を形成し、形成された当該凝集体を前記帯電部材に転移させることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電部材は、前記回転部材から転移せしめられた前記凝集体を前記像担持体に転移させることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記異物は、前記トナー像を構成するトナーに添加される外添剤であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電部材の回転軸が、前記像担持体の回転軸を通る水平線よりも鉛直方向上部側に配置されることを特徴とする請求項６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、感光体ドラム等の像担持体を帯電する帯電装置等に係り、より詳しくは、像担持体を接触帯電する帯電装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を用いたプリンタや複写機などの画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に静電潜像を形成した後、形成された静電潜像をトナーで現像するために、像担持体を予め所定の電位に帯電する帯電装置が用いられている。この種の帯電装置として、近年、帯電ロール等の接触帯電部材を用いた接触型帯電装置が種々提案され、また、実用化されてきている。帯電ロールを用いた接触型帯電装置では、像担持体の表面に弾性ロールを接触するように配置し、この帯電ロールにバイアス電圧を印加し、その接触部近傍において帯電を行う。このような接触型帯電装置は、コロナ放電を利用するコロトロン等の非接触型帯電装置と比較して、オゾンや窒素酸化物等の放電生成物が生成されにくく、また、帯電装置自体を小型化できるという利点がある。一方、帯電ロールは像担持体に接触して配置されることから、像担持体に付着した残トナー等の異物が帯電ロールに転移して付着しやすくなる。このため、このような異物が付着した部位の帯電性能の変動に伴って異常放電や不安定な放電が発生し、カブリなどの画質欠陥が発生しやすくなるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するため、帯電ロールの表面に回転可能なクリーニングロールを接触配置し、帯電ロールに付着した異物をクリーニングロールに転移・付着させる技術が提案されている(特許文献１参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２７２５９４号公報(第３頁、第１図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、回転するクリーニングロールの表面に異物が徐々に堆積していくため、最終的にはクリーニングロールで取りきれなくなった異物が帯電ロールの表面にスジ状に堆積することになってしまい、帯電不良を招くという問題があった。
また、最近では、トナーを含む現像剤に種々の外添剤が混入されている。これら外添剤はトナーと比べて著しく小さな粒径を有しているために、感光体ドラムに設けられたクリーナをすり抜けやすい。したがって、クリーニングロールには帯電ロールを介して多くの外添剤が付着してしまうことになる。
【０００６】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、帯電部材に付着した異物の除去性能を長期にわたって維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に対し、本発明者が鋭意検討を行ったところ、帯電部材に付着した異物をただ単純にクリーニング部材に転移・付着させるのではなく、クリーニング部材に転移・付着した異物をクリーニング部材上で凝集させることによって凝集体を形成し、形成した凝集体を再び帯電部材に転移・付着させるという機能をクリーニング部材に持たせることにより、上述したような問題を解決できることを見出し、また、実際にこの現象を確認した。その際、帯電部材とクリーニング部材との相対的な位置関係に応じて、クリーニング部材から帯電部材への凝集体の戻りやすさが異なることも知見した。そして、本発明者は、これらの位置関係等について詳細な検討を行い、本発明を案出するに至った。
【０００８】
かかる目的のもと、本発明は、被帯電体を帯電する帯電装置であって、被帯電体に対し回転可能に圧接配置され、所定の帯電バイアスが印加される帯電部材と、帯電部材に対し回転可能に圧接配置され、帯電部材から転移した異物を凝集させることによって凝集体を形成し、形成した凝集体を帯電部材に転移させるクリーニング部材とを含み、クリーニング部材の回転軸が、帯電部材の回転軸を通る水平線よりも鉛直方向上部側に配置されることを特徴としている。
この帯電装置において、帯電部材は被帯電体の回転に伴って従動回転し、クリーニング部材は帯電部材の回転に伴って従動回転することができる。また、帯電部材は、クリーニング部材から転移せしめられた凝集体をさらに被帯電体に転移させることができる。
【０００９】
また、他の観点から捉えると、本発明は、被帯電体を帯電する帯電装置であって、被帯電体に対し回転可能に圧接配置され、所定の帯電バイアスが印加される帯電部材と、帯電部材に対し回転可能に圧接配置されることによって帯電部材との間にクリーニングニップ部を形成し、帯電部材から転移した異物を凝集させることによって凝集体を形成し、形成した凝集体を帯電部材に転移させるクリーニング部材とを含み、クリーニングニップ部出口における帯電部材およびクリーニング部材の移動方向を示す接線ベクトルが、鉛直方向下部に向かう成分を有していることを特徴としている。この帯電装置では、 接線ベクトルの鉛直方向下方に、被帯電体が配置されることを特徴とすることができる。
【００１０】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、像担持体に対し回転可能に圧接配置され、像担持体を帯電する帯電部材と、帯電部材に対し回転可能に圧接配置されるとともに、帯電部材から転移した異物を一回転以上の期間保持した後、異物を帯電部材に転移させる回転部材とを含み、回転部材の回転軸が、帯電部材の回転軸を通る水平線よりも鉛直方向上部側に配置されることを特徴としている。
【００１１】
ここで、回転部材は、異物を保持する間に異物を凝集させて凝集体を形成し、形成された凝集体を帯電部材に転移させることができる。また、帯電部材は、回転部材から転移せしめられた凝集体を像担持体に転移させることができる。さらに、異物は、トナー像を構成するトナーに添加される外添剤であることを特徴とすることができる。そして、帯電部材の回転軸が、像担持体の回転軸を通る水平線よりも鉛直方向上部側に配置されることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、帯電部材に対するクリーニング部材あるいは回転部材の取り付け位置を適切な範囲に設定するようにしたので、帯電部材に付着した異物の除去性能を長期にわたって維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置を示している。これは所謂タンデム型、所謂中間転写型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)、保持させる中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０上に転写された重ね画像を記録材としての用紙Ｐに二次転写(一括転写)させる二次転写装置３０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０とを備えたものである。
【００１４】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１０は、矢線Ａ方向に回転する被帯電体あるいは像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電装置１２と、帯電された感光体ドラム１１上に静電潜像を書き込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）とを備えている。また、各画像形成ユニット１０は、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像を可視像化する現像器１４と、感光体ドラム１１上の各色成分トナー像を転写材としての中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール１５とを有している。さらに、各画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１６と、ドラムクリーナ１６を通過した後の感光体ドラム１１表面を除電する除電器１７とを備えている。
【００１５】
感光体ドラム１１は、その表面に有機感光層を有している。また、帯電装置１２は、感光体ドラム１１に対して放電を行うことで、感光体ドラム１１を所定の電位(例えば−５００Ｖ)に帯電させるようになっている。なお、これら感光体ドラム１１および帯電装置１２の詳細については後述する。さらに、レーザ露光器１３は、画像信号に応じた露光を行い、帯電装置１２によって帯電された感光体ドラム１１の表面電位を例えば−５０Ｖまで低下させることで、画像情報に応じた静電潜像を形成する。さらにまた、現像器１４は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーと、磁性体を半導電性の物質でコートしてなるキャリアとを含む二成分現像剤を内蔵しており、これらキャリアおよびトナーを攪拌し互いに摩擦させることでトナーを負極性に帯電させ、その後、現像スリーブ上を搬送され、現像スリーブに印加される現像バイアスにより感光体ドラム１１表面の露光部に反転現像される。なお、現像剤の詳細については後述する。また、一次転写ロール１５は、例えば発泡ウレタンゴムからなり、その抵抗値は１０６〜１０８Ωに調整されている。さらに、ドラムクリーナ１６は、感光体ドラム１１の回転方向(Ａ方向)に対向する方向(所謂ドクター方向)に突出して配置されるドラムクリーニングブレード１６ａを有している。
【００１６】
また、中間転写ベルト２０は、複数（本実施の形態では３つ）の支持ロールである駆動ロール２１、テンションロール２２、およびバックアップロール２３に掛け渡され、矢線Ｂ方向に回動する。ここで、駆動ロール２１は中間転写ベルト２０を駆動する機能を有している。また、テンションロール２２は中間転写ベルト２０の付与される張力を調整する機能を有している。さらに、バックアップロール２３は後述するように二次転写装置３０の一部として機能している。ここで、中間転写ベルト２０は、ポリイミドあるいはポリアミド等からなる単層ベルトであり、その厚みは例えば０.１ｍｍに設定される。さらに、一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアス(本実施の形態では正極性)が印加されるようになっており、感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト２０にそれぞれ順次静電吸引され、中間転写ベルト２０上に重ねトナー像として形成されるようになっている。
【００１７】
更に、二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２３とを備えており、このバックアップロール２３には二次転写バイアスを印加する金属製の給電ロール３２が当接配置されている。二次転写ロール３１は、設置された導電性ロールであり、その表面電位を常に接地電位と等電位に保つため、その体積抵抗率は１０７Ω・ｃｍ以下の低抵抗であることが望ましい。また、二次転写ロール３１の下側には、ポリウレタン製のロールクリーニングブレード３３ａを備えたロールクリーナ３３が配設されており、二次転写時に二次転写ロール３１に付着したトナー等を除去するようになっている。さらに、バックアップロール２３は、絶縁性ロールに半導電性の薄層フィルムを被覆して形成されている。この薄層フィルムは、厚さ１０〜２００μｍに形成され、その表面抵抗率が１０７〜１０１１Ω/□(□:単位面積)に調整されている。
【００１８】
さらに、二次転写ロール３１からみて中間転写ベルト２０の移動方向下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２０表面をクリーニングするベルトクリーナ３４が設けられている。このベルトクリーナ３４は、中間転写ベルト２０の回動方向(Ｂ方向)に対向する方向(ドクター方向)に突出して配置されるベルトクリーニングブレード３４ａを有している。一方、二次転写ロール３１からみて中間転写ベルト２０の移動方向上流側には、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)３５が配置されている。この基準センサ３５は、中間転写ベルト２０の非画像部に設けられた所定のマーク２０ａを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部(図示せず)からの指示により、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)が画像形成を開始するように構成されている。
【００１９】
更に、用紙搬送系は、用紙トレイ４０からの用紙Ｐを給紙ロール４１にて所定のタイミングで繰り出し、搬送ロール４２及び搬送シュート４３を介して二次転写装置３０において中間転写ベルト２０と二次転写ロール３１とが接する二次転写位置へと送り込む。そして、二次転写後の用紙Ｐを定着装置５０へと搬送するようになっている。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作像プロセスについて説明する。ユーザによりスタートスイッチ(図示せず)がオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置をデジタルカラー複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をカラー画像読み取り装置(図示せず)により読み取り、その読み取り信号を画像信号処理によってデジタル画像信号に変換してメモリに一時的に蓄積し、その蓄積されている四色(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行わせるようにする。
【００２１】
すなわち、画像信号処理によって得られた各色のデジタル画像信号に基づいて画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)をそれぞれ駆動する。そして、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋでは、帯電装置１２により一様に帯電された感光体ドラム１１にデジタル画像信号に応じた静電潜像をレーザ露光器１３にてそれぞれ書き込ませる。そして、形成された各静電潜像を各色のトナーが収容される現像器１４により現像し、各色のトナー像を形成させる。なお、この画像形成装置をカラープリンタとして構成する場合には、外部から入力される画像信号に基づいて各色のトナー像作成を行わせるようにすればよい。
【００２２】
そして、各感光体ドラム１１に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で、一次転写ロール１５より印加される一次転写バイアスによって感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に一次転写される。このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。なお、一次転写後の感光体ドラム１１は、ドラムクリーナ１６によって残留トナーが除去された後、除電器１７によって除電される。
【００２３】
一方、用紙Ｐは、所定のタイミングで二次転写装置３０へと搬送され、中間転写ベルト２０(バックアップロール２３)に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。そして、二次転写ロール３１とバックアップロール２３との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０に担持された重ねトナー像が用紙Ｐに二次転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置５０へと搬送され、トナー像の定着が行われる。一方、二次転写後の中間転写ベルト２０は、ベルトクリーナ３４によって残留トナーが除去される。
【００２４】
次に、図２を参照しつつ、感光体ドラム１１および帯電装置１２の詳細について説明する。
感光体ドラム１１は、感光体ドラム１１は、直径４７ｍｍ程度の管状部材であり、中空状のアルミパイプ１１ａの表面に有機感光層１１ｂが形成され、そのアルミパイプ１１ａの両端に設けられたアルミ製のフランジ(図示せず)を介して、中心部の軸(回転中心)１１ｃからモータ(図示せず)の駆動力を受けている。
【００２５】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触配置される帯電部材としての帯電ロール８１と、この帯電ロール８１に接触配置されるクリーニング部材あるいは回転部材としてのクリーニングロール８２とを有している。帯電ロール８１は、金属製の回転軸８１ａと、この回転軸８１ａの周面に形成されるエピクロルヒドリンゴム層８１ｂと、このエピクロルヒドリンゴム層８１ｂの周面に形成されるナイロン樹脂層８１ｃとを備えている。ここで、回転軸８１ａは直径８ｍｍのステンレスシャフトにて構成され、エピクロルヒドリンゴム層８１ｂの厚さは３ｍｍ、ナイロン樹脂層８１ｃの厚さは５μｍである。
一方、クリーニングロール８２は、金属製の回転軸８２ａと、この回転軸８２ａの周面に形成される多孔質弾性層としての発泡ポリウレタン層８２ｂとを有している。ここで、回転軸８２ａは直径６ｍｍのステンレスシャフトにて構成され、発泡ポリウレタン層８２ｂの厚さは２.５ｍｍである。そして、帯電ロール８１に対するクリーニングロール８２の食い込み量は１ｍｍに設定される。
【００２６】
本実施の形態では、帯電ロール８１は特に駆動源を持たず、当接する感光体ドラム１１が矢線Ａ方向に回転するのに伴って矢線Ｊ方向に従動回転するようになっている。また、クリーニングロール８２も特に駆動源を持たず、当接する帯電ロール８１が矢線Ｊ方向に回転するのに伴って矢線Ｋ方向に従動回転するようになっている。そして、帯電ロール８１の直径は例えば１４ｍｍであり、クリーニングロール８２の直径は帯電ロール８１よりも小さい１１ｍｍである。このように帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の直径を定めることで、帯電ロール８１の回転に伴って従動回転するクリーニングロール８２の駆動に必要なトルクを低減している。
また、帯電ロール８１には、図示しない帯電電源が接続されており、直流電圧(−５５０Ｖ)に交流電圧(ピークトゥピーク値１５００Ｖ以上)の帯電バイアスが印加されている。一方、クリーニングロール８２には特にバイアスは印加されていないが、帯電ロール８１の回転軸８１ａおよびクリーニングロール８２の回転軸８２ａは同一の軸受けにて回転可能に軸支されており、その結果、クリーニングロール８２は帯電ロール８１と同電位になっている。
【００２７】
次に、図３を参照しながら、このデジタルカラープリンタで用いられる現像剤Ｄについて詳細に説明する。現像剤Ｄは、図３(ａ)に示すように、磁性を有するキャリアＣと、イエロー、マゼンタ、シアン、あるいは黒に着色されたトナーＴとを含んでいる。また、現像剤Ｄは、図３(ｂ)に示すように外添剤Ｓを含んでいる。
【００２８】
現像剤Ｄにおいて、キャリアＣとしては、平均粒径が約３５μｍのフェライトビーズが用いられる。
また、外添剤Ｓとしては、平均粒径５〜２００ｎｍのシリカ(ＳｉＯ2)、チタニア(ＴｉＯ2)、およびセリア(ＣｅＯ2)等の無機微粒子が用いられる。
さらに、トナーＴは、負極性に帯電する極性を有するものであって、懸濁重合法、乳化凝集合一法、溶解懸濁法等により、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダ樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。粒径は、コールターカウンター(コールター社製)による測定結果で体積平均粒径が約６.４μｍであった。トナー形状(球形の度合)は形状係数で表し、光学顕微鏡(ミクロフォトＦＸＡ:ニコン社製)で得たトナーの拡大写真を、イメージアナライザＬｕｚｅｘ３(ニレコ社製)により画像解析を行い、次の式で算出した。
【００２９】
【数１】
2007003950.tif 000003
【００３０】
この式は、トナーＴの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合に１００となり、形状が球形から離れるにつれて数字が大きくなっていく。形状係数が小さければ、転写の際に転写されずに残る残留トナーの量が減少していくため、トナーＴの形状係数は１００〜１４０程度であることが望ましく、本実施の形態では、トナーＴの形状係数は１３４であった。なお、トナーＴの体積平均粒径は、良好な画像を形成するという観点からすれば、３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３１】
ここで、表１には、本実施の形態で用いたマゼンタの現像剤Ｄの構成例を示している。なお、シアンの現像剤Ｄでは赤色顔料が青色顔料、イエローの現像剤Ｄでは赤色顔料が黄色顔料、黒の現像剤Ｄでは赤色顔料がポリエチレンとなる。
【００３２】
【表１】
2007003950.tif 000004
【００３３】
また、表２には、本実施の形態で用いたマゼンタのトナーＴの構成例を示している。上述した現像剤Ｄの場合と同様、シアンのトナーＴでは赤色顔料が青色顔料、イエローのトナーＴでは赤色顔料が黄色顔料となる。さらに、表３には、黒のトナーＴの構成例を示している。
【００３４】
【表２】
2007003950.tif 000005
【００３５】
【表３】
2007003950.tif 000006
【００３６】
さらに、外添剤Ｓについては、トナーＴに対し、シリカを１.４８重量％だけ添加している。また、シリカの他に、チタニアを０.８重量％、そしてセリアを０.７重量％、それぞれ添加している。
ここで、外添剤Ｓとして使用されるシリカの平均粒径は１００ｎｍ、その形状係数は１４０以下であり、略球形となっている。
【００３７】
次に、上述した画像形成プロセスにおける現像剤Ｄ(キャリアＣ、トナーＴ、および外添剤Ｓ)の挙動について説明する。
現像器１４内において、各色の現像剤Ｄは図示しないオーガによって攪拌搬送され、キャリアＣとトナーＴとが摩擦されることによってトナーＴが負極性に帯電せしめられる。このようにして攪拌搬送された現像剤Ｄは、現像ロール(図示せず)に転移して搬送され、感光体ドラム１１との対向部で磁気ブラシを形成し、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。このとき、一部のトナーＴおよびこのトナーＴに付着した外添剤Ｓは感光体ドラム１１上に転移するが、残りのトナーＴ、キャリアＣおよび外添剤Ｓは現像ロール上に残る。
【００３８】
次に、感光体ドラム１１に転移・付着したトナーＴおよび外添剤Ｓは、感光体ドラム１１の回転に伴って中間転写ベルト２０と接する一次転写位置まで搬送され、感光体ドラム１１上のトナーＴのほとんどは中間転写ベルト２０に一次転写される。このとき、トナーＴに付着した外添剤Ｓの一部も中間転写ベルト２０側に転移する。一方、一次転写後の感光体ドラム１１表面には、一次転写されなかったトナーＴと外添剤Ｓとが残存する。ここで、本実施の形態では、外添剤ＳがトナーＴの離型性を高めるための転写補助剤として機能しており、外添剤Ｓが一次転写後の感光体ドラム１１に残りやすくなっている。
【００３９】
そして、一次転写後に感光体ドラム１１上に残ったトナーＴおよび外添剤Ｓは、感光体ドラム１１の回転に伴ってドラムクリーニングブレード１６ａ(ドラムクリーナ１６)との対向部まで到達する。このとき、感光体ドラム１１に付着したトナーＴおよびこのトナーＴに付着した外添剤Ｓは、ドラムクリーニングブレード１６ａによって掻き取られる。一方、例えば感光体ドラム１１に直接付着した外添剤Ｓは、その粒径が小さいためにドラムクリーニングブレード１６ａをすり抜け、さらなる感光体ドラム１１の回転に伴って帯電ロール８１との対向部(帯電ニップ部)まで搬送される。このとき、外添剤Ｓに含まれるチタニアやセリアは、だいたいがトナーＴに付着した状態を維持しており、そのほとんどがトナーＴとともにドラムクリーニングブレード１６ａによって掻き取られる。一方、外添剤Ｓに含まれるシリカは、直接感光体ドラム１１に付着しているものが多く、その多くがドラムクリーニングブレード１６ａをすり抜ける。本発明者の調査によれば、ドラムクリーニングブレード１６ａをすり抜け、後述するように帯電ロール８１に転移・付着する外添剤Ｓの９０％以上がシリカである。
【００４０】
帯電ニップ部に搬送された外添剤Ｓは、感光体ドラム１１から帯電ロール８１に転移・付着する。帯電ロール８１に付着した外添剤Ｓは、帯電ロール８１の回転に伴ってクリーニングロール８２との対向部(クリーニングニップ部)まで搬送される。そして、クリーニングニップ部に搬送された異物としての外添剤Ｓは、帯電ロール８１からクリーニングロール８２へと転移・付着する。
【００４１】
ここで、帯電ロール８１に付着した外添剤Ｓの挙動を説明するために、本発明者が行った実験について説明する。本発明者は、帯電ロール８１の外周面に予め多量の外添剤Ｓを付着させた状態で感光体ドラム１１を空回転させることで、帯電ロール８１およびクリーニングロール８２を従動回転させ、外添剤Ｓの挙動を観察した。
【００４２】
図４は、帯電ロール８１とクリーニングロール８２とが接するクリーニングニップ部よりも上流側(プレニップ側)の帯電ロール８１の表面(図２に示す部位Ｘを参照)を撮影したＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)写真である。図４より、クリーニングニップ部のプレニップ側では、帯電ロール８１に多量の外添剤Ｓ(白い点で示される)が付着していることがわかる。また、図５は、上記クリーニングニップ部よりも下流側(ポストニップ側)の帯電ロール８１の表面(図２に示す部位Ｙを参照)を撮影したＳＥＭ写真である。図５より、クリーニングニップ部のポストニップ側では、多くの外添剤Ｓがクリーニングロール８２側に転移したために帯電ロール８１に付着する外添剤Ｓの量が減少していること、および、新たに凝集して巨大化した外添剤Ｓ(白い巨大な点で示される：以下の説明では凝集外添剤ＧＳという)が付着していることがわかる。なお、この凝集外添剤ＧＳの径は数μｍ〜１０μｍ程度であり、外添剤Ｓ単体の粒径(シリカの場合１００ｎｍ)に比べ非常に大きなものとなっている。さらに、図６は、感光体ドラム１１と帯電ロール８１とが接する帯電ニップ部よりも下流側(ポストニップ側)の感光体ドラム１１の表面(図２に示す部位Ｚを参照)を撮影したＳＥＭ写真である。図６より、帯電ニップ部のポストニップ側では、帯電ロール８１に付着していた凝集外添剤ＧＳが感光体ドラム１１に転移・付着していることがわかる。
【００４３】
図４〜図６に示すＳＥＭ写真より、外添剤Ｓは、帯電ロール８１およびクリーニングロール８２間で、図７に示すような挙動を行っているものと考えられる。
感光体ドラム１１(図２参照)から帯電ロール８１に転移・付着した異物としての外添剤Ｓは、帯電ロール８１の回転に伴ってクリーニングニップ部Ｎに到達し、帯電ロール８１からクリーニングロール８２に転移・付着する。クリーニングロール８２に付着した外添剤Ｓは、クリーニングロール８２の回転に伴って搬送されるが、この間に、クリーニングロール８２上で外添剤Ｓ同士が凝集し、凝集体としての凝集外添剤ＧＳを形成する。このように外添剤Ｓが凝集するのは、外添剤Ｓの粒径が小さく且つ略球形であるために、ファンデルワールス力が強く働き、且つ、外添剤Ｓ単体では不安定になりやすいためであると考えられる。また、本実施の形態では、クリーニングロール８２の表面に多孔質弾性層である発泡ポリウレタン層８２ｂを形成しているため、発泡ポリウレタン層８２ｂ表面に存在する発泡孔内に外添剤Ｓが集まりやすくなることも一つの理由であると考えられる。
【００４４】
そして、クリーニングロール８２に付着した凝集外添剤ＧＳは、クリーニングロール８２の回転に伴って再びクリーニングニップ部Ｎに到達する。ここで、クリーニングロール８２は帯電ロール８１に所定の圧力で押圧されており、また、クリーニングロール８２は発泡ポリウレタン層８２ｂを有している。このため、クリーニングニップ部Ｎにおいて、発泡ポリウレタン層８２ｂは圧縮され、発泡部Ｆがつぶされた状態になっている。そして、クリーニングニップ部Ｎを通過した後、発泡ポリウレタン層８２ｂは自身が有する弾性力(反発力)により元の状態に復元されようとする。このとき、クリーニングロール８２(発泡ポリウレタン層８２ｂ)の外周面に担持される凝集外添剤ＧＳは、この弾性力によって外側に向けて付勢され、クリーニングロール８２の表面からはじき出される。
【００４５】
クリーニングロール８２からはじき出された凝集外添剤ＧＳは、今度は帯電ロール８１に転移・付着する。そして、帯電ロール８１に付着した凝集外添剤ＧＳは、帯電ロール８１の回転に伴って感光体ドラム１１(図２参照)と対向する帯電ニップ部まで搬送され、さらに感光体ドラム１１へと転移・付着する。その後、感光体ドラム１１に付着した凝集外添剤ＧＳは、例えば現像器１４によって回収されたり、中間転写ベルト２０に一次転写されたりすることになる。
【００４６】
このように、本実施の形態では、帯電ロール８１に付着した外添剤Ｓをクリーニングロール８２の発泡ポリウレタン層８２ｂに転移させ、発泡ポリウレタン層８２ｂ上に転移・付着した外添剤Ｓによって凝集外添剤ＧＳを形成させ、形成された凝集外添剤ＧＳをクリーニングロール８２の反発力によって帯電ロール８１に再び転移させている。したがって、外添剤Ｓの凝集や凝集外添剤ＧＳの再転移には、クリーニングロール８２の反発力によってクリーニングロール８２からはじき出された凝集外添剤ＧＳのより多くが、帯電ロール８１に到達することが重要である。
【００４７】
そこで、本発明者は、帯電ロール８１とクリーニングロール８２との位置関係に注目した。すなわち、これら両者の位置関係と、得られるクリーニング性能(帯電ロール８１から外添剤Ｓを転移させ、且つ、外添剤Ｓを凝集して得られた凝集外添剤ＧＳを帯電ロール８１(感光体ドラム１１)に転移させる性能)との関係に着目し、実験を行った。この実験では、感光体ドラム１１と帯電ロール８１との位置関係は固定とし、帯電ロール８１とクリーニングロール８２との位置関係を６つの条件で異ならせた。
まず、図８に示すように、帯電ロール８１は感光体ドラム１１の鉛直方向上部に配置した。具体的には、感光体ドラム１１の軸１１ｃと帯電ロール８１の回転軸８１ａとが同一の鉛直線Ｖを通るように配置を行った。そして、クリーニングロール８２の配置箇所は、以下に示す６箇所(位置ａ〜位置ｆ)とした。なお、図８においてクリーニングロール８２の位置は、例えば位置ｃの場合「８２(ｃ)」として示されている。
【００４８】
・位置ａ：クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向下側にあり、しかも、クリーニングニップ部Ｎ(帯電ロール８１およびクリーニングロール８２が圧接する部位：図７参照)における帯電ロール８１およびクリーニングロールの移動方向(ベクトル)が鉛直方向斜め下側を向く位置。
・位置ｂ：クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌ上にあり、しかも、クリーニングニップ部Ｎにおける帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向が鉛直方向下側を向く位置。
・位置ｃ：クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向上側であって、クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａ(および感光体ドラム１１の軸１１ｃ)を通る鉛直線Ｖ上にあり、しかも、クリーニングニップ部Ｎにおける帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向が水平方向(鉛直方向に直交する方向)を向く位置。
・位置ｄ：クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向上側にあり、しかも、クリーニングニップ部Ｎにおける帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向が鉛直方向斜め上側を向く位置。
・位置ｅ：クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌ上にあり、しかも、クリーニングニップ部Ｎにおける帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向が鉛直方向上側を向く位置。
・位置ｆ：クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向下側にあり、しかも、クリーニングニップ部Ｎにおける帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向が鉛直方向斜め上側を向く位置。
【００４９】
そして、以下に説明する手順によって実験を行った。
まず、実施の形態で説明した画像形成装置を用い、クリーニングロール８２を取り外した状態で、１０００枚の用紙Ｐに対する画像形成動作を行った。すなわち、感光体ドラム１１を回転させ、これに伴って帯電ロール８１を従動回転させた。この間、感光体ドラム１１に外添剤Ｓに付着した外添剤Ｓが帯電ロール８１に転移・付着した。なお、このとき、帯電ロール８１の表面は、付着した外添剤Ｓにより白くなった。
次に、外添剤Ｓを十分に付着させた帯電ロール８１に対しクリーニングロール８２を圧接配置させた。このとき、クリーニングロール８２の取り付け位置を上述した位置ａから位置ｆまで順次変えた。
その後、画像形成動作を行わずに感光体ドラム１１を矢線Ａ方向に空回転させ、これに伴って帯電ロール８１を矢線Ｊ方向に従動回転させ、更にこれに伴ってクリーニングロール８２を矢線Ｋ方向に従動回転させた。なお、このとき、帯電バイアスの印加は行わなかった。そして、帯電ロール８１を所定回転数だけ回転させた後に帯電ロール８１上に残存した(付着した)外添剤Ｓの状態を目視で確認し、汚れグレード(５〜０：０が最も良)で評価した。なお、汚れグレード０とは、目視では付着物(外添剤Ｓ)が確認できないレベルである。
【００５０】
表４および図９は、帯電ロール８１に対してクリーニングロール８２を位置ａ〜ｆに配置したときの、帯電ロール８１の回転数と帯電ロール８１における汚れグレードとの関係を示している。
【００５１】
【表４】
2007003950.tif 000007
【００５２】
これら表４および図９から、クリーニングロール８２を位置ｃに配置した場合に、最も帯電ロール８１のクリーニング性能が高くなることがわかった。これを具体的に説明すると、帯電ロール８１を３００回転させた時点でその汚れグレードは０レベルまで低減される。また、クリーニングロール８２を位置ｄに配置した場合に、上記位置ｃに次いで帯電ロール８１のクリーニング性能がよかった。すなわち、帯電ロール８１を４００回転させた次点でその汚れグレードは０レベルまで低減されることがわかった。以下、帯電ロール８１のクリーニング性能は位置ｂ、位置ａ、位置ｅの順に低下していき、位置ｆの場合にクリーニング性能が最も低くなることがわかった。位置ｆの場合には、帯電ロール８１を４００回転させてもその汚れグレードは２.５レベルまでしか低下しなかった。
【００５３】
次に、本発明者は、帯電ロール８１における帯電性能の長期的な変動を調査すべく、ランニングテストを行った。具体的には、実施の形態で説明した画像形成装置において、クリーニングロール８２の取り付け位置を位置ｂ、位置ｄ、そして位置ｆと順次変えながら用紙Ｐに対して画像形成を行った。そして、所定枚数毎に帯電ロール８１の状態および帯電ロール８１による感光体ドラム１１の帯電状態を確認し、評価を行った。表５はこの試験の結果を示している。
【００５４】
【表５】
2007003950.tif 000008
【００５５】
表５からクリーニングロール８２を位置ｄに配置した場合、１００ｋ枚(１０万枚：以下も同様)のプリント動作を行った後も、良好な帯電性能が得られていること、すなわち、帯電ロール８１による帯電性能が長期にわたって維持されていることが理解される。つまり、この場合には、帯電ロール８１に付着したままとなる外添剤Ｓ(あるいは凝集外添剤ＧＳ)の量が少なく、帯電ロール８１からクリーニングロール８２への外添剤Ｓの受け渡し、クリーニングロール８２から帯電ロール８１への凝集外添剤ＧＳの受け渡し、そして、帯電ロール８１から感光体ドラム１１への凝集外添剤ＧＳの受け渡しが滞りなく行われているものと推察される。
【００５６】
また、クリーニングロール８２を位置ｆに配置した場合、４０ｋ枚のプリント動作を行った時点で帯電ロール８１の表面への異物(外添剤Ｓ)の付着が目視で確認できるようになり、６０ｋ枚のプリント動作を行ったときに帯電ロール８１に外添剤Ｓが大量に付着することに伴う帯電不良に起因する画質トラブルが発生した。したがって、例えば６０ｋ枚までメンテナンスフリーであることを謳う機種の場合、位置ｆにクリーニングロール８２を配置することは困難になる。
一方、クリーニングロール８２を位置ｂに配置した場合、８０ｋ枚のプリント動作を行った時点で帯電ロール８１の表面への異物(外添剤Ｓ)の付着が目視で確認できるようになり、１００ｋ枚のプリント動作を行ったときに帯電ロール８１に外添剤Ｓが大量に付着することに伴う帯電不良に起因する画質トラブルが発生した。ただし、この場合は８０ｋまでは特に帯電不良等が起こっているわけではないので、十分な性能が得られていると考える。
【００５７】
上述した結果から次のようなことがいえる。
まず、クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向上側となるようにクリーニングロール８２の取り付け位置を設定した場合(例えば位置ｃや位置ｄとした場合)に、良好な帯電ロール８１のクリーニング性能を得ることができる。これは次の理由による。すなわち、図７を用いて説明したように、クリーニングニップ部Ｎを通過したクリーニングロール８２の外周面に担持される凝集外添剤ＧＳは、復元されようとする発泡ポリウレタン層８２ｂの弾性力によってクリーニングロール８２の表面からはじき出される。クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向上側となるようにクリーニングロール８２を取り付けた場合、クリーニングロール８２からはじき出された凝集外添剤ＧＳは、発泡ポリウレタン層８２ｂから受けた付勢力に加えて帯電ロール８１側へと向かう重力もかかることになるため、帯電ロール８１側へと向けられる力がより大きく働くことになる。このため、クリーニングロール８２からはじき出された凝集外添剤ＧＳのほとんどは、帯電ロール８１側に転移・付着することになる。そして、帯電ロール８１に転移・付着した凝集外添剤ＧＳの大半は、その後帯電ロール８１から感光体ドラム１１にさらに転移・付着していく。
【００５８】
したがって、この範囲よりクリーニングロール８２の取り付け位置を選択することで、きわめて良好な帯電ロール８１のクリーニング性能を得ることが可能になる。特に位置ｃのように、クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａ(および感光体ドラム１１の軸１１ｃ)を通る鉛直線Ｖ上にある場合には、クリーニングロール８２の真下に帯電ロール８１が存在することになるため、凝集外添剤ＧＳに対して重力が非常に有効に作用し、帯電ロール８１を効率よくクリーニングすることが可能になる。
【００５９】
また、クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌ以下となるようにクリーニングロール８２の取り付け位置を設定した場合（例えば位置ａ、位置ｂ、位置ｅ、あるいは位置ｆとした場合）、上述した場合(例えば位置ｃや位置ｄの場合)よりも帯電ロール８１のクリーニング性能は低下する。ただし、ここで表４および図９を参照すると、図８において帯電ロール８１の右側にクリーニングロール８２の取り付け位置を設定した場合(位置ａや位置ｂ)は、同じく図８において帯電ロール８１の左側にクリーニングロール８２の取り付け位置を設定した場合(位置ｅや位置ｆ)よりも、帯電ロール８１のクリーニング性能がよくなっている。次に、この理由について検討する。
【００６０】
図１０は、図８におけるクリーニングロール８２の取り付け位置のうち位置ｂおよび位置ｅを拡大表示したものである。上述したように、本実施の形態では、感光体ドラム１１が矢線Ａ方向に回転駆動されるのに伴って帯電ロール８１が矢線Ｊ方向に従動回転し、帯電ロール８１が矢線Ｊ方向に回転するのに伴ってクリーニングロール８２が矢線Ｋ方向に更に従動回転している。
【００６１】
ここで、クリーニングロール８２が位置ｂに配置された場合に着目すると、帯電ロール８１とクリーニングロール８２とが圧接するクリーニングニップ部Ｎにおいて、これら帯電ロール８１およびクリーニングロール８２は、鉛直方向下向き(回転方向を図中に破線矢印で示す)に回転していることが理解される。つまり、この場合には、クリーニングニップ部Ｎの出口(ポストニップ側)が鉛直方向下側に存在している。また、クリーニングニップ部Ｎの出口における帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向を示す接線ベクトルＶbが、鉛直方向下向きとなっている。この場合、クリーニングロール８２上で凝集した凝集外添剤ＧＳは、以下に説明するような挙動を行っているものと考えられる。
【００６２】
すなわち、図７を用いて説明したように、クリーニングニップ部Ｎを通過したクリーニングロール８２の外周面に担持される凝集外添剤ＧＳは、復元されようとする発泡ポリウレタン層８２ｂの弾性力によってクリーニングロール８２の表面からはじき出される。このとき、はじき出された凝集外添剤ＧＳの一部は、発泡ポリウレタン層８２ｂから受けた付勢力によって略水平方向に飛翔し、帯電ロール８１に転移・付着する。このようにして、帯電ロール８１に転移・付着した凝集外添剤ＧＳの大半は、その後帯電ロール８１から感光体ドラム１１にさらに転移・付着していく。他方、はじき出された凝集外添剤ＧＳの一部は、重力によって鉛直方向下向きの力を受ける。クリーニングロール８２が位置ｂに配置される場合、帯電ロール８１の表面およびクリーニングロール８２の表面の移動方向は鉛直方向下向きであり、その下部には感光体ドラム１１が存在している。したがって、クリーニングロール８２から帯電ロール８１に転移・付着できなかった凝集外添剤ＧＳの大半は、直接感光体ドラム１１に転移・付着する。ここで、図８を参照すると、本実施の形態では、帯電ロール８１の回転軸８１ａが、感光体ドラム１１の軸１１ｃを通る水平線Ｌ’よりも上部側にある。このような配置を行うことで、クリーニングロール８２からはじき出された凝集外添剤ＧＳを、直接的に感光体ドラム１１に転移させることが可能となるのである。このため、位置ｂあるいは位置ａなど、クリーニングニップ部Ｎの出口が鉛直方向下部側を向き、クリーニングニップ部Ｎの出口における接線ベクトルが鉛直方向下部に向かう成分を有している場合には、ある程度良好な帯電ロール８１のクリーニング性能が得られる。
【００６３】
一方、クリーニングロール８２が位置ｅに配置された場合に着目すると、クリーニングニップ部Ｎにおいて、これら帯電ロール８１およびクリーニングロール８２は、鉛直方向上向き(回転方向を図中に破線矢印で示す)に回転していることが理解される。つまり、この場合には、クリーニングニップ部Ｎの出口(ポストニップ側)が鉛直方向上側に存在している。また、クリーニングニップ部Ｎの出口における帯電ロール８１およびクリーニングロール８２の移動方向を示す接線ベクトルＶｅが、鉛直方向上向きとなっている。この場合、クリーニングロール８２上で凝集した凝集外添剤ＧＳは、以下に説明するような挙動を行っているものと考えられる。
【００６４】
すなわち、クリーニングニップ部Ｎを通過、クリーニングロール８２の表面からはじき出された凝集外添剤ＧＳの一部は、発泡ポリウレタン層８２ｂから受けた付勢力によって略水平方向に飛翔し、帯電ロール８１に転移・付着する。このようにして、帯電ロール８１に転移・付着した凝集外添剤ＧＳの大半は、その後帯電ロール８１から感光体ドラム１１にさらに転移・付着していく。他方、はじき出された凝集外添剤ＧＳの一部は、重力によって鉛直方向下向きの力を受ける。クリーニングロール８２が位置ｅに配置される場合、帯電ロール８１の表面およびクリーニングロール８２の表面の移動方向は鉛直方向上向きであり、その下部にはクリーニングロール８２が存在している。したがって、クリーニングロール８２から帯電ロール８１に転移・付着できなかった凝集外添剤ＧＳの大半は、再度クリーニングロール８２に戻ってしまう。したがって、クリーニングロール８２上で凝集した凝集外添剤ＧＳの一部が帯電ロール８１あるいは感光体ドラム１１に転移することができないままクリーニングロール８２上に残ることになってしまう。すると、新たに帯電ロール８１から受けることのできる外添剤Ｓの量が低下し、帯電ロール８１表面には多くの外添剤Ｓが付着したままとなってしまうことになる。このため、位置ｅあるいは位置ｆなど、クリーニングニップ部Ｎの出口が鉛直方向上部側を向き、クリーニングニップ部Ｎの出口における接線ベクトルが鉛直方向上部に向かう成分を有している場合には、帯電ロール８１のクリーニング性能が低下してしまうことになる。
【００６５】
以上説明したように、本実施の形態では、帯電ロール８１からクリーニングロール８２に転移・付着した外添剤Ｓが、クリーニングロール８２上で凝集して凝集外添剤ＧＳを形成し、その後再び帯電ロール８１上に戻されている。このため、クリーニングロール８２に外添剤Ｓが堆積して目詰まりを起こすといったことがなく、クリーニングロール８２のクリーニング性能を長期にわたって維持することができる。したがって、帯電ロール８１の表面はきれいな状態が維持されることになり、帯電ロール８１の帯電性能を長期にわたって維持することが可能となる。特に、本実施の形態では、クリーニングロール８２の回転軸８２ａが帯電ロール８１の回転軸８１ａを通る水平線Ｌよりも鉛直方向上部側となるように配置されているため、凝集外添剤ＧＳがクリーニングロール８２から離脱した際に受ける重力の影響により、より帯電ロール８１側へと転移・付着しやすくさせることができる。また、本実施の形態では、帯電ロール８１とクリーニングロール８２とによって形成されるクリーニングニップ部Ｎの出口を、鉛直方向下部側に向けるように構成することで、凝集外添剤ＧＳがクリーニングロール８２から離脱した際に受ける重力の影響により、直接感光体ドラム１１側に転移・付着しやすくさせることができる。
そして、帯電ロール８１に転移・付着した凝集外添剤ＧＳは、その後、感光体ドラム１１(図２参照)に転移する。したがって、帯電ロール８１に凝集外添剤ＧＳが付着したままとなって、帯電不良が発生するといった事態を防止することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、外添剤ＳとしてトナーＴとの離型性がよいシリカを用いているために、一次転写後の感光体ドラム１１にシリカが残りやすい。そして、感光体ドラム１１上に残ったシリカは、ドラムクリーニングブレード１６ａをすり抜けて帯電ロール８１に付着しやすい。これに対し、本実施の形態では、上述したクリーニングロール８２を用いて帯電ロール８１のクリーニングを行っているため、帯電ロール８１に多量のシリカ(外添剤Ｓ)が付着することによって、帯電不良を生じさせるという事態を防止することができる。
【００６７】
なお、粉砕法で製造された不定型な外添剤Ｓでは、外添剤Ｓ同士が密になりにくいために外添剤Ｓ同士に働く凝集力が弱くなる。このような場合には、凝集外添剤ＧＳが形成されにくくなる。また、不定型な外添剤Ｓでは、外添剤Ｓ自身がクリーニングロール８２の発泡ポリウレタン層８２ｂに突き刺さってしまうことも考えられる。すると、凝集外添剤ＧＳが形成されたとしてもクリーニングロール８２から剥がれにくくなってしまう。したがって、凝集性および剥離性を考慮すると、外添剤Ｓとして形状係数が１４０以下である略球形のものを使用することが好ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】感光体ドラムおよび帯電装置の構成を説明するための図である。
【図３】(ａ)は現像剤を構成するキャリアおよびトナーを、(ｂ)はトナーおよび外添剤を、それぞれ示す図である。
【図４】帯電ロールとクリーニングロールとが接するクリーニングニップ部よりも上流側(プレニップ側)の帯電ロールの表面を撮影したＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)写真である。
【図５】帯電ロールとクリーニングロールとが接するクリーニングニップ部よりも下流側(ポストニップ側)の帯電ロールの表面を撮影したＳＥＭ写真である。
【図６】感光体ドラムと帯電ロールとが接する帯電ニップ部よりも下流側(ポストニップ側)の感光体ドラムの表面を撮影したＳＥＭ写真である。
【図７】帯電ロールおよびクリーニングロール間における外添剤の挙動を模式的に示す図である。
【図８】実験におけるクリーニングロールの取り付け位置を説明するための図である。
【図９】クリーニングロールを位置ａ〜位置ｆに取り付けた場合における、帯電ロールの回転数とそのときの帯電ロール表面の汚れグレードとの関係を示すグラフ図である。
【図１０】クリーニングロールを位置ｂおよび位置ｅに取り付けたときの凝集外添剤の挙動を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１１ｃ…軸、１２…帯電装置、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、１７…除電器、２０…中間転写ベルト、３０…二次転写装置、４０…用紙トレイ、５０…定着装置、８１…帯電ロール、８１ａ…回転軸、８１ｂ…エピクロルヒドリンゴム層、８１ｃ…ナイロン樹脂層、８２…クリーニングロール、８２ａ…回転軸、８２ｂ…発泡ポリウレタン層、Ｄ…現像剤、Ｃ…キャリア、Ｔ…トナー、Ｓ…外添剤、ＧＳ…凝集外添剤、Ｎ…クリーニングニップ部
【図１】
2007003950.tif 000009
【図２】
2007003950.tif 000010
【図３】
2007003950.tif 000011
【図４】
2007003950.tif 000012
【図５】
2007003950.tif 000013
【図６】
2007003950.tif 000014
【図７】
2007003950.tif 000015
【図８】
2007003950.tif 000016
【図９】
2007003950.tif 000017
【図１０】
2007003950.tif 000018