(57)【要約】【課題】電子写真方式の画像形成装置において、放電生成物が感光体表面に不均一に付着しても、その放電生成物の除去を適切に行え、しかもその除去性能を長期に渡って維持できるようにする。【解決手段】被帯電面を有する像担持体１１と、その被帯電面における転写残留トナーを保持するトナー保持部材１５とを備える画像形成装置において、前記トナー保持部材１５が、少なくとも、前記転写残留トナーの保持のために前記被帯電面と接触するトナー保持層１５ａと、前記トナー保持層１５ａよりも高い剛性を有して当該トナー保持層１５ａの変形を抑止する変形抑止層１５ｂと、前記トナー保持層１５ａの前記被帯電面への押圧力を確保する弾性層１５ｃとを備えるようにする。【選択図】図２
2007240683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電面を有する像担持体と、
前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記転写手段による転写後の前記被帯電面における転写残留トナーを保持するトナー保持部材とを備えるとともに、
前記トナー保持部材は、少なくとも、
前記転写残留トナーの保持のために前記被帯電面と接触するトナー保持層と、
前記トナー保持層よりも高い剛性を有して当該トナー保持層の変形を抑止する変形抑止層と、
前記トナー保持層の前記被帯電面への押圧力を確保する弾性層と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー保持部材は、前記トナー保持層、前記変形抑止層および前記弾性層が順に積層された積層構造を有する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記変形抑止層は、前記トナー保持層よりも高い剛性を有しつつ、当該トナー保持層を前記被帯電面の形状に追従させるための弾性または可塑性を有したものである
ことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー保持層は、不織布からなるものである
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記不織布は、導電性を有する繊維または導電性樹脂でコーティングされた繊維で形成されており、
前記繊維の繊維径φが１．０μｍ≦φ≦２０．０μｍである
ことを特徴とする請求項４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、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。電子写真方式とは、像担持体である感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み用光源を発光させて感光体上に静電潜像を形成（露光）し、これを現像器でトナーにより現像して可視化し、その可視像を感光体から印刷用紙等の記録媒体に転写して出力する方式である。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置では、トナー像の転写後、感光体上に残る転写残留トナーを除去する必要がある。転写残留トナーの除去は、感光体にクリーニングブレードを当接させて行うものが一般的である。ただし、クリーニングブレードを用いたクリーニング方式では、クリーニングブレードが転写残留トナーを掻き取ることになるため、感光体の表面が磨耗してしまい、感光体の短寿命化を招いてしまう。このことから、最近では、ファーブラシやスポンジパッド状等の部材を用いて低ストレスでクリーニングを行うクリーニング方式が見直されつつある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１５７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、帯電器が感光体の表面を帯電させる際に、放電生成物（例えば、オゾンや窒素酸化物等の活性物質やそれらの反応生成物）が発生し得る。特に、直流電流に交流電流を重畳したＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式では、感光体に対して直接放電を行っているため、放電生成物が多く発生し得る。このような放電生成物は、窒素酸化物を主体とした水溶性無機物質で、空気中の水分に溶けてイオン化する。そのため、放電生成物が感光体表面に付着したまま放置すると、高温高湿下においては特に顕著に、その感光体表面の電気抵抗が低下してしまい、これにより静電潜像が乱れて、いわゆる画像流れと呼ばれる画像欠陥が発生するおそれがある。
【０００６】
したがって、感光体表面に付着した放電生成物については、その感光体表面から除去すべきである。ただし、放電生成物の感光体表面からの除去は、クリーニングブレードを用いたクリーニング方式の場合とは異なり、上述した低ストレスのクリーニング方式では困難である。その一方で、クリーニングブレードを用いたクリーニング方式では、放電生成物を確実に除去し得るが、上述したように感光体の短寿命化を招いてしまう。
【０００７】
そこで、低ストレスのクリーニング方式の特長を活かしつつ、感光体表面に付着した放電生成物を確実に除去するためには、例えば不織布を有してなるトナー保持部材を感光体表面に接触させ、そのトナー保持部材に転写残留トナーを保持させて、これにより放電生成物の除去能力を向上させることが考えられる。これは、トナー保持部材が転写残留トナーを一次的に保持することで、その転写残留トナーが感光体表面と密に圧接した状態でより良く摺擦するので、その転写残留トナーを利用して画質欠陥の原因となる放電生成物を感光体表面上から良好に除去し得るからである。
【０００８】
しかしながら、トナー保持部材にトナーを保持させて放電生成物除去に利用する方式では、放電生成物がランダムに発生して感光体表面に不均一に付着することから、トナー保持部材におけるトナー保持面がその不均一さに倣って、不規則に変形してしまうおそれがある。このような変形が生じると、トナー保持部材のトナー保持面と感光体表面とが離間したり、双方の圧接状態に不均一さが生じたりするため、放電生成物の除去不良や保持トナーの感光体表面上への飛散等を招き、画像流れや出力画像中にトナーが偏在した色斑等の画像欠陥が発生する要因となり得る。
【０００９】
本発明は、このような画像欠陥の発生を未然に防止すべく、放電生成物が感光体表面に不均一に付着しても、その放電生成物の除去を適切に行うことができ、しかもその除去性能を長期に渡って良好に維持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】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、被帯電面を有する像担持体と、前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記転写手段による転写後の前記被帯電面における転写残留トナーを保持するトナー保持部材とを備えるとともに、前記トナー保持部材は、少なくとも、前記転写残留トナーの保持のために前記被帯電面と接触するトナー保持層と、前記トナー保持層よりも高い剛性を有して当該トナー保持層の変形を抑止する変形抑止層と、前記トナー保持層の前記被帯電面への押圧力を確保する弾性層とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の画像形成装置では、トナー保持部材がトナー保持層と変形抑止層と弾性層とを備えて構成されている。そのため、転写残留トナーを保持するトナー保持層は、弾性層が確保する押圧力で像担持体の被帯電面と接触しつつ、変形抑止層によって変形を抑止されることになる。つまり、変形抑止層が変形を抑止することで、トナー保持層は、像担持体の被帯電面上に不均一に放電生成物が付着していてもその影響で変形することなく、常に被帯電面に密着した状態で、かつ、均一な押圧力で、被帯電面と接触することになる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係る画像形成装置では、トナー保持部材におけるトナー保持層が、常に像担持体の被帯電面に密着した状態で、かつ、均一な押圧力で、当該被帯電面と接触することになるので、トナー保持層と被帯電面との離間や、トナー保持層が保持する転写残留トナーの被帯電面上への飛散等を防ぎつつ、適切に被帯電面上の放電生成物を除去することが可能となる。また、被帯電面上の放電生成物を良好に除去し得ること、すなわち放電生成物除去性能の向上が期待できることから、トナー保持層の被帯電面への押圧力を従来よりも低くする構成も実現可能となり、これにより像担持体の磨耗量を低減して当該像担持体の長寿命化を図ることも可能となる。さらには、トナー保持層の変形を抑止することができ、しかも像担持体の長寿命化を図ることも可能となるので、適切な放電生成物の除去性能を長期に渡って良好に維持することも可能となる。
これらのことから、本発明に係る画像形成装置によれば、像担持体の被帯電面に付着する放電生成物を適切に除去することが可能なので、その放電生成物に起因する画像欠陥の発生を未然に防止することができ、しかも長期に渡って良好な画像が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。ここで説明する画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式のものである。
【００１４】
先ず、本発明に係る画像形成装置の概略構成について説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、ここで説明する画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、バックアップロール３ａおよび複数の張架ロール３ｂによって張架された無端状の中間転写ベルト３と、その中間転写ベルト３を挟んで画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれと対向して配設される一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、バックアップロール３ａと対向して配設される二次転写ロール５と、記録用紙Ｐ上のフルカラートナー像を熱と圧力とにより定着させる定着装置６と、を備えて構成されている。
【００１６】
このような構成の画像形成装置１では、並設された各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが各色のトナー像を形成すると、それぞれの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、各色のトナー像が中間転写ベルト３に転写されて、その中間転写ベルト３上で重ねられる。これにより、中間転写ベルト３上には、フルカラートナー像が形成されることになる。そして、中間転写ベルト３上のフルカラートナー像は、二次転写位置Ａへ記録用紙Ｐが所定のタイミングで搬送されてくると、転写バイアスが印加された二次転写ロール５の静電吸引力によって、中間転写ベルト３上から一括してその記録用紙Ｐに転写される。フルカラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３からの分離後に、定着装置６へと搬送される。このようにして、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像が印刷出力されるのである。なお、記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナ７で回収されることになる。
【００１７】
ここで、以上のような構成における主要部材の仕様及び主要な電気仕様を例示する。
・感光体ドラム１１；
直径約３０．０ｍｍの有機感光体
帯電電位Ｖ0＝−５００Ｖ（背景部電位）
露光後電位ＶL＝−１２５Ｖ（画像部電位）
プロセス速度；１０４ｍｍ／秒
現像方式；乾式二成分現像方式
・帯電器１２；
半導電性ロールからなる帯電ロールによるＤＣ＋ＡＣ接触帯電方式
ＩAC＝０．９３ｍＡ（ＡＣ成分電流値）
周波数＝８１９Ｈｚ（ＡＣ成分の電圧波形）
ＶDC＝−５２０Ｖ（ＤＣ成分電圧値）
・露光器１３；レーザ波長＝７８０ｎｍ
・現像ロール１４ａ；
直径＝１６．０ｍｍ
回転速度＝２０８ｍｍ／秒
回転方向は感光体ドラム１２の回転方向と逆方向
現像バイアス；ＶDC＝−４００Ｖ（ＤＣ成分電圧値）
Ｖpp＝１．５ｋＶ（ＡＣ成分電圧値(Ｐｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ)）
周波数＝６ｋＨｚ（ＡＣ成分電圧波形）
現像ギャップ（感光体ドラム１２と現像ロール１８との間隔）約０．３ｍｍ
・中間転写ベルト３；ポリイミド製
・一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ；転写バイアス＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖ、１０μＡ
・二次転写ロール５；転写バイアス＋１６００Ｖ
【００１８】
次に、以上のように構成された画像形成装置１における各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋについて詳しく説明する。
図２，３は、本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図である。
【００１９】
図２に示すように、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも、被帯電面を有した像担持体としての感光体ドラム１１と、その感光体ドラム１１における被帯電面を帯電させる帯電器１２と、その帯電器１２が帯電させた被帯電面に静電潜像を形成する露光器１３と、感光体ドラム１１の被帯電面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１４と、を備えている。そして、帯電器１２が感光体ドラム１１の被帯電面（表面）を一様に帯電させると、露光器１３により像露光がなされ、その感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１４の現像バイアスが印加された現像ロール１４ａに担持されたトナーによって現像され、トナー像となる。その後、現像器１４に形成されたトナー像は、対応するいずれかの一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの圧接力と、その一次転写ロール４Ｙ、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに印加された転写バイアスによる静電吸引力とによって、中間転写ベルト３上に一次転写される。なお、トナー像の転写後、感光体ドラム１１の表面は、次の画像形成サイクルのため、帯電器１２で再び帯電される。
【００２０】
ところで、感光体ドラム１１から中間転写ベルト３への一次転写では、感光体ドラム１１の表面上にあるトナーの全てが中間転写ベルト３に転写されることはなく、一部が転写残留トナーとして感光体ドラム１１上に残留する。このことから、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、いずれも、感光体ドラム１１上から転写残留トナーを除去して、その感光体ドラム１１をクリーニングすべく、トナー保持器１５と、回転ブラシ１６とを備えている。
【００２１】
トナー保持器１５は、感光体ドラム１１上に残留した転写残留トナーを一次的に保持するものである。そのために、トナー保持器１５は、感光体ドラム１１の側に、その感光体ドラム１１の表面に圧接される不織布１５ａを有している。不織布とは、文字通り「織らない布」であり、繊維同士を様々な方法で結合させたシートである。不織布の製造方法としては、乾式不織布、スポンドバンド、湿式不織布等がある。具体的には、例えば、絶縁性ナイロン−ポリエステル混綿繊維にポリピロール樹脂をコーティングして導電性が付与された繊維で、繊維径がφ６．０μｍ〜７．０μｍ程度で、繊維長が数センチ程度のものを、カードやエアランダム機で薄いシートにし、必要に応じて何枚か重ねて形成されたものが挙げられる。ただし、これに限定されることはなく、導電性を有する繊維で形成されたものであってもよく、また繊維の繊維径φも１．０μｍ≦φ≦２０．０μｍ程度であればよい。このように構成された不織布１５ａは、繊維密度が高いので、トナー保持能力が高い。そのため、トナー保持器１５の構成部材として用いて非常に好適なものであると言える。
【００２２】
また、トナー保持器１５は、図３に示すように、その長手方向（感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向）の幅が、感光体ドラム１１における画像形成幅Ｒより幅広であるものとする。なお、トナー保持器１５は、バネ等の弾性部材やソレノイド等の駆動源を利用して、感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向に摺動（オシレーション）可能であることが望ましい（図中矢印Ｍ参照）。トナー保持器１５の不織布１５ａを感光体ドラム１１の表面に対して回転軸Ｋ方向に摺動させれば、転写残留トナーの保持個所を分散でき、トナー帯電能力および放電生成物除去能力を回転軸Ｋ方向に対して均一化することが可能となるからである。
【００２３】
さらに、トナー保持器１５には、図示しない電圧印加制御部によって、バイアス電圧が印加されるようになっている。そして、バイアス電圧の印加は、電圧印加制御部によって制御される。すなわち、電圧印加制御部によって、印加するバイアス電圧の極性、電圧値、印加タイミング等がコントロールされるのである。このバイアス電圧の制御（印加切り換え）を通じて、トナー保持器１５は、転写残留トナーを保持したり、あるいは保持している転写残留トナーを所定タイミング（例えば、非画像形成時）で感光体ドラム１１上に吐き出したりするようになっている。なお、電圧印加制御部での電圧印加制御の手法については、公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその説明を省略する。
【００２４】
一方、図２に示した回転ブラシ１６は、感光体ドラム１１上の転写残留トナーに対する帯電調整を行うものである。そのために、回転ブラシ１６は、導電性を有するように例えばφ５のステンレスシャフトに繊維径約１５μｍかつパイルハイト３．５ｍｍの導電性ナイロンがブラシ密度１２０kfiber/inch2で植毛されてなり、図示しない電圧印加制御部によって残留トナー帯電電圧が印加されるようになっている。この残留トナー帯電電圧の印加により、回転ブラシ１６には、感光体ドラム１１の帯電電位との間に電位差が生じる。したがって、感光体ドラム１１上の転写残留トナーは、回転ブラシ１６と感光体ドラム１１との間の電位差によって、正規極性（−極性）に帯電することになる。
【００２５】
ここで、以上のようなトナー保持器１５における不織布１５ａおよび回転ブラシ１６の仕様及び主要な電気仕様を例示する。
・不織布１５ａ；
繊維径φ６〜９μｍ
摺動振幅１０ｍｍ
摺動周波数１往復／ｃｙｃ
・回転ブラシ１６；
ブラシ直径φ１２ｍｍ
ブラシ軸径φ５ｍｍ
ブラシの繊維太さ０．５Ｄ
回転方向：感光体ドラム回転方向に対して逆方向
回転速度１０４ｍ／ｓｅｃ
ブラシへの印加電圧−１．０〜−１．２ｋＶ
【００２６】
このような構成の各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、すなわちトナー保持器１５および回転ブラシ１６を備える各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、感光体ドラム１１上の転写残留トナー（中間転写ベルト３に転写されなかった転写残留トナー）が、トナー保持器１５の不織布１５ａに付着して一時保持される。このとき、不織布１５ａは繊維径が細く、しかも繊維密度が高いので、不織布１５ａに転写残留トナーが密に、かつ、多く保持されることになる。
【００２７】
トナー保持器１５に一時的に保持された転写残留トナーは、画像形成時においては常時当該トナー保持器１５から感光体ドラム１１上へ漏出し得る。このような感光体ドラム１１上の転写残留トナーは、回転ブラシ１６と感光体ドラム１１との間の電位差によって、正規極性（−極性）に帯電することになる。そして、正規極性（−極性）に揃えられた転写残留トナーは、感光体ドラム１１の回転により帯電器１２に送られる。このとき、帯電器１２には、帯電バイアスＶＤＣ＝−５２０ｖが印加されている。よって、正規極性（−極性）の転写残留トナーには、帯電器１２との間で斥力が働き、その帯電器１２を摺り抜けることになる。そして、帯電器１２を摺り抜けた正規極性（−極性）の転写残留トナーは、現像器１４の現像ロール１４ａと対向する部分（現像部）に送られ、その現像器１４の現像ロール１４ａにおける現像バイアスの設定条件を最適化により、現像と同時に現像器１４で回収（クリーニング）される。
【００２８】
つまり、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、感光体ドラム１１上の転写残留トナーを除去する格別なクリーニング機構部を持たずに、現像器１４の現像ロール１４ａの現像バイアスの設定条件を最適化することで、現像器１４で現像と転写残留トナーの回収（クリーニング）とを同時に行う、いわゆるクリーナレスシステムを採用しているのである。
【００２９】
また、非画像形成時等の所定タイミング（例えば一定枚数の印刷出力毎）においては、トナー保持器１５から感光体ドラム１１上への保持トナーの吐き出しが行われる。このトナー吐き出しモードによって感光体ドラム１１上へ吐き出された転写残留トナーについても、上述した場合と同様に、回転ブラシ１６での帯電調整を経た後に現像器１４で回収することが考えられる。ただし、トナー吐き出しモードは非画像形成時に行われるため、感光体ドラム１１上から中間転写ベルト３への一次転写を経て、中間転写ベルト用クリーナ７で回収するようにしても構わない。
【００３０】
ところで、上述した構成の各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおいて、帯電器１２が感光体ドラム１１を帯電させる際には、既に説明したように、放電生成物が発生する。特に、ＡＣにＤＣを重畳したＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式では、放電生成物が多く発生する。このような放電生成物に対し、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋでは、トナー保持器１５の不織布１５ａが転写残留トナーを一時保持するようになっている。そのため、不織布１５ａに付着して一時保持された転写残留トナーが、感光体ドラム１１の回転に伴い、放電生成物を良好に除去することになり、放電生成物が付着することによる不具合、具体的には画像流れ（Deletion）が有効に防止することができる。
【００３１】
なお、各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、必ずしもトナー保持器１５と回転ブラシ１６との両方を備えている必要はない。例えば、トナー保持器１５がバイアス電圧の印加を通じて保持トナーに対する帯電調整を行うことが可能なものであれば、回転ブラシ１６は備えてなくともよい。また、複数のトナー保持器１５を備え、それぞれにトナー保持による放電生成物の除去機能と保持トナーに対する帯電調整機能とを分担させることも考えられる。
【００３２】
また、転写残留トナーの回収についても、必ずしも現像器１４を利用したクリーナレスシステムによるものである必要はなく、トナー保持器１５に加えて、クリーニング装置が設けられたものであってもよい。図４〜６は、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図である。
【００３３】
図４に示す構成例では、トナー保持器１５と帯電器１２との間にクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は、感光体ドラム１１に当接する導電性の回転ブラシ１７ａと、この回転ブラシ１７ａに当接する導電性を有した回収ロール１７ｂと、この回収ロール１７ｂに当接するスクレーパー１７ｃとを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、トナー保持器１５に印加されている−８５０Ｖのバイアス電圧による放電によって、正極性（本実施形態ではマイナス）に帯電調整される。この正極性に帯電調整された転写残留トナーは、クリーニング装置１７の回転ブラシ１７ａで機械的に掻き取られて除去される。また、回転ブラシ１７ａにＤＣ０Ｖを印加することによって、回転ブラシ１７ａに電気的に付着することでも除去される。これは、トナー保持器１５の通過後の感光体ドラム１１の電位が約−４００Ｖとなるため、回転ブラシ１７ａの電位を０Ｖにすることで、マイナス極性（正極性）に帯電調整された転写残留トナーが回転ブラシ１７ａに付着するからである。このようにして、回転ブラシ１７ａに付着して除去された転写残留トナーは、バイアス電圧が印加された回収ロール１７ｂに移動した後、スクレーパー１７ｃで掻き落とされて回収される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。
【００３４】
また、図５に示す構成例では、トナー保持器１５と帯電器１２との間のクリーニング装置１８が、図４に示した構成例の場合とは異なる。すなわち、図５の例のクリーニング装置１８は、感光体ドラム１１に当接する導電性の回転ブラシ１８ａと、この回転ブラシ１８ａに当接するフリッキングバー１８ｂとを備えて構成されている。なお、回転ブラシ１８ａには、ＤＣ２００ＶにＶＡＣ（Ｖｐｐ８００Ｖ）を重層した電圧を印加している。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、回転ブラシ１８ａに付着して除去される。回転ブラシ１８ａに付着して除去された転写残留トナーは、フリッキングバー１８ｂで叩き落とされ回収される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、回転ブラシ１８ａには、前述したＤＣ＋ＡＣが印加されているので、正極性、逆極性のいずれの極性の転写残留トナーであっても回収できる。
【００３５】
さらに、図６に示す構成例におけるクリーニング装置１９は、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１９ａを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器１５に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、クリーニングブレード１９ａによって掻き取られて除去される。したがって、現像器１４で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、クリーニングブレード１９ａの当接力を高くすると感光体ドラム１１の短寿命化を招き得るが、詳細を後述するようにトナー保持器１５によって放電生成物が除去されるので、クリーニングブレード１９ａを用いた場合であっても、必要以上にクリーニングブレード１９ａの当接力を高くする必要がない。
【００３６】
次に、以上のように構成された画像形成装置１における特徴的な構成について説明する。本実施形態で説明する画像形成装置１は、トナー保持器１５の構成に大きな特徴がある。
【００３７】
図７は、本発明に係る画像形成装置における特徴的な要部構成例を示す説明図である。図例のように、本実施形態で説明する画像形成装置１におけるトナー保持器１５は、感光体ドラム１１の表面（被帯電面）と接触する不織布１５ａに加え、変形抑止部材１５ｂと、弾性部材１５ｃと、基体１５ｄとを備えて構成されている。さらに詳しくは、感光体ドラム１１の側から不織布１５ａ、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃが順に積層された積層構造を有しており、その積層構造が基体１５ｄに支持されるように構成されている。
【００３８】
不織布１５ａは、既に説明したように、感光体ドラム１１の表面と接触して転写残留トナーを保持するためのトナー保持層として機能するものである。
【００３９】
変形抑止部材１５ｂは、不織布１５ａの変形を抑止すべく、当該不織布１５ａよりも高い剛性を有してなるものである。すなわち、変形抑止部材１５ｂは、不織布１５ａの変形を抑止する変形抑止層として機能するものである。ただし、変形抑止部材１５ｂは、不織布１５ａよりも高い剛性を有しつつ、その不織布１５ａを感光体ドラム１１の表面の形状に追従させるための弾性または可塑性を有したものであることが望ましい。不織布１５ａを感光体ドラム１１の表面に追従させれば、感光体ドラム１１との接触面積を十分に確保することができ、トナー保持を良好に行えるからである。このような変形抑止部材１５ｂとしては、例えば弾性を有した板状のゴム部材（ネオプレンゴム等）をや可塑性（熱可塑性等）を有した樹脂部材を用いることが考えられる。
【００４０】
弾性部材１５ｃは、不織布１５ａが感光体ドラム１１の表面と接触する際の、その感光体ドラム１１の表面への押圧力を確保するためのものである。すなわち、弾性部材１５ｃは、不織布１５ａを感光体ドラム１側へ押圧するための弾性層として機能するものである。このような弾性部材１５ｃとしては、感光体ドラム１１の側への押圧力（弾性力）を十分に確保しつつ、変形抑止部材１５ｂに変形抑止層としての機能を発揮させるべく、その変形抑止部材１５ｂよりも低い剛性のもので、例えば発泡ウレタンスポンジを用いることが考えられる。
【００４１】
基体１５ｄは、不織布１５ａ、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃからなる積層構造を支持するためのもので、例えば金属板等がＬ字状に形成されてなるものである。なお、基体１５ｄには、電圧印加制御部が電圧印加を行うための電極が設けられているものとする。また、その電極は、不織布１５ａと導通しているものとする。この導通を確保するためには、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃを、例えば導電性部材による形成や導電性部材の混入等により、導電性を有するように構成することが考えられる。ただし、他の手法（例えば導線の配設）により導通を確保し得れば、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃは導電性を有さずに構成されたものであってもよい。
【００４２】
このような構成のトナー保持器１５は、不織布１５ａの積層方向の厚さをＬ１、変形抑止部材１５ｂの積層方向の厚さをＬ２、弾性部材１５ｃの積層方向の厚さをＬ３とすると、例えばＬ１を５００μｍ、Ｌ２を３．０ｍｍ、Ｌ３を５００μｍ程度で、その全厚Ｌ４（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）を約４．０ｍｍ程度とすることが考えられる。さらに、感光体ドラム１１との接触するように配置した際に、その全厚Ｌ４が１．０ｍｍ程度の変形（撓みによる総厚の減少）を伴うように、その配置位置を決定することが考えられる。
【００４３】
また、不織布１５ａ、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃからなる積層構造において、不織布１５ａは、回転する感光体ドラム１１への巻き込みを防ぐために、その感光体ドラム１１の円周方向に沿った方向の幅が、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃの当該方向の幅よりも、大きく形成されているものとする。感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向に沿った方向の幅についても、不織布１５ａは、感光体ドラム１１における画像形成幅Ｒの全域に渡って接触すべく、その画像形成幅Ｒより幅広に形成されているものとする。トナー保持器１５が感光体ドラム１１の回転軸Ｋ方向に摺動（オシレーション）可能である場合には、その摺動幅を考慮して不織布１５ａにおける回転軸Ｋ方向の幅が決定されていることは勿論である。
【００４４】
このように構成されたトナー保持器１５を備えた画像形成装置１では、以下に述べるような作用を奏する。すなわち、上述した構成のトナー保持器１５では、不織布１５ａ、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃを備えて構成されている。そのため、転写残留トナーを保持する不織布１５ａは、弾性部材１５ｃが確保する押圧力で感光体ドラム１１の表面と接触しつつ、変形抑止部材１５ｂによって変形を抑止されることになる。つまり、変形抑止部材１５ｂが変形を抑止することで、不織布１５ａは、感光体ドラム１１の表面に不均一に放電生成物が付着していても、その影響で変形することなく、常に感光体ドラム１１の表面に密着した状態で、かつ、均一な押圧力で、被帯電面と接触することになる。その結果、感光体ドラム１１と不織布１５ａとの離間を防止することができるので、効果的に感光体ドラム１１上に付着する放電生成物等の異物を除去することが可能であり、その感光体ドラム１１上の転写残留トナーが飛散してしまうといったことも有効に防ぎ得る。
【００４５】
したがって、本実施形態で説明した画像形成装置１によれば、転写残留トナーを一次保持する不織布１５ａと感光体ドラム１１との接触の適切化を通じて、その感光体ドラム１１の表面（被帯電面）上の放電生成物を良好に除去することが可能となるのである。具体的には、例えばＡ４サイズの記録用紙Ｐを連続１５万枚印刷出力しても、感光体ドラム１１にトナー成分が広域に薄く付着するトナーフィルミング、放電生成物の付着による画像流れ等による不良画像は発生しないことが確認されている。
【００４６】
また、本実施形態における画像形成装置１では、感光体ドラム１１の表面上の放電生成物を良好に除去し得ること、すなわち放電生成物除去性能の向上が期待できることから、トナー保持器１５における不織布１５ａの感光体ドラム１１の表面への押圧力を従来よりも低くする構成も実現可能となり、これにより感光体ドラム１１の磨耗量を低減して当該感光体ドラム１１の長寿命化を図ることも可能となる。具体的には、例えば感光層の膜厚が２９μｍである感光体ドラム１１を用いて連続して印刷出力を行ったところ、従来構成のトナー保持器を利用した場合はＡ４サイズの記録用紙Ｐを１２０万枚印字可能であったのに対し、本実施形態で説明した構成の場合はＡ４サイズの記録用紙Ｐを２００万枚印字可能であることが確認されている。
【００４７】
さらに、本実施形態における画像形成装置１では、不織布１５ａの経時的な変形についても変形抑止部材１５ｂによって抑止することができる。しかも、上述したように、放電生成物除去性能の向上による感光体ドラム１１の長寿命化を図ることも可能となる。したがって、適切な放電生成物の除去性能を長期に渡って良好に維持することも可能とな利、その結果長期に渡って良好な画像を得ることが実現可能となる。
【００４８】
以上のような画像形成装置１における作用効果を検証すべく、本実施形態で説明した構成のトナー保持器１５と、従来構成のもの（変形抑止部材１５ｂを含む積層構造を採用していないもの）との双方について、高温高湿（２８℃／８５％）環境下において、Ａ４サイズの記録用紙Ｐを連続５万枚印刷出力した後、感光体ドラム１１の表面の白抜け発生の状況を調べて、放電生成物除去能力差を評価した。白抜けの発生状況は、光学顕微鏡での観察と印字結果の画像とにより評価した。程度によりＧ０レベル(未発生)、Ｇ１レベル（白抜けは殆ど発生せず、画質白抜けは未発生）、Ｇ２レベル(白抜けが若干発生し、プリント上に白抜けも若干発生)、Ｇ３レベル（白抜けが発生し、プリント上に白抜けが部分的に筋状に発生）、Ｇ４レベル（白抜けはかなり発生し、プリントの半分が白抜け）、Ｇ５レベル（ほぼ全面に白抜けがひどく発生し、プリントのほぼ全面が白抜け）の５段階に分類した。なお、Ｇ０レベルおよびＧ１レベルが、問題無いレベルと判断してよい。実験条件として、トナー保持器の食込み量（感光体ドラムへの押圧撓みによる総厚の減少量）を従来構成では０．５、１．０、１.５ｍｍの三水準に、本実施形態で説明した構成では０．５、１.０ｍｍの二水準に設定し、どちらの構成もトナー保持器と感光体ドラムとを軸方向に摺動させ、その他の条件は前述の電位設定値と同じくした。
【００４９】
図８は、白抜け発生の状況についての実験結果の具体例を示す説明図である。図８（ａ）に示す実験結果において、横軸はトナー保持器の食込み量から単位長さ当たりの感光体ドラムへの圧接力に換算した値を示している。この値は、図８（ｂ）に示すように、食込み量と対応している。また、図８（ａ）に示す実験結果において、縦軸には上述した白抜けグレード（Ｇ０レベル〜Ｇ５レベル）を示している。この結果を参照すると、従来構成で白抜けを防止するには、トナー保持器の限界圧接力を２３ｍＮ／ｍｍ以上に設定しなければならないのに対して、変形抑止部材１５ｂを含む積層構造を採用した構成の限界圧接力は１４ｍＮ／ｍｍ以上でよいことがわかる。この結果より、本実施形態で説明した構成のトナー保持器１５を用いれば、感光体ドラムへの圧接力についての許容範囲を従来構成より広い範囲に広げることができるので、特にトナー保持器１５の組み立ておよび設置をすることが容易（例えば、従来に比べ高精度が不用）になる点で、従来構成より有利である。
【００５０】
また、以上のような画像形成装置１における作用効果を検証すべく、感光体ドラム１１の摩耗量についての評価を行った。
先ず、感光体ドラム１１に対する不織布１５ａによる圧接力と磨耗量との関係を明らかにする実験を行った。図９は、不織布圧接力と感光体磨耗量との関係についての実験結果の具体例を示す説明図である。実験では、任意圧力に設定した従来構成のトナー保持器を用いて、高温高湿（２８℃／８５％）下において、Ａ４サイズの記録用紙Ｐを連続５万枚印刷出力した後、感光体ドラム１１表面の磨耗量を測定した。ここで、磨耗量とは、感光体ドラム１１が１０００回回転する度にその表面の樹脂材料が削り取られるドラム径方向の深さを表し、単位はｎｍ／ｋｃｙｃである。測定は、Ａ４サイズの記録用紙Ｐを連続５万枚印字する前後での感光体ドラム表面位置の変化量を測定し、画像形成装置１に電磁的に記録される感光体ドラムの累積回転数で除すことで求める。図９において、丸点が実験における各圧接力の磨耗量である。これを一次近似したものが破線で示されている。この結果より、不織布１５ａの圧接力に比例して感光体ドラム１１の磨耗量は増加することがわかる。
次いで、上述した白抜け発生状況の実験で使用した感光体ドラムの磨耗量を測定した。測定結果を、従来構成については四角印で、本実施形態で説明した構成については三角印で、それぞれ図９中において示す。この結果をみると、従来構成での限界圧接力における最小磨耗量は１４．５ｎｍ／ｋｃｙｃであったのに対し、本実施形態で説明した構成では９．１ｎｍ／ｋｃｙｃと低い値を得ている。すなわち、上述した白抜け発生状況の実験結果は較正実験の傾向とよく一致しており、不織布１５ａによる感光体ドラム１１の磨耗量は、その不織布１５ａの圧接力により決まることが確認できた。したがって、本実施形態で説明したように、不織布１５ａの圧接力を低減することが可能であれば、感光体ドラム１１の磨耗量も低減させることができ、結果として感光体ドラム１１の長寿命化が図れるようになるのである。
【００５１】
ところで、本実施形態における画像形成装置１は、単にトナー保持器１５が変形抑止部材１５ｂを用いて不織布１５ａの変形を抑止しているだけではなく、そのトナー保持器１５が不織布１５ａ、変形抑止部材１５ｂおよび弾性部材１５ｃが順に積層された積層構造を有している。すなわち、不織布１５ａと変形抑止部材１５ｂとが隣り合って配される積層構造を有している。したがって、不織布１５ａを感光体ドラム１１側へ押圧すべく弾性部材１５ｃが弾性を有したものであっても、不織布１５ａの変形を有効に抑止することができるのである。
【００５２】
また、本実施形態における画像形成装置１では、変形抑止部材１５ｂが不織布１５ａの変形を抑止すべく、その不織布１５ａよりも高い剛性を有しているだけではなく、不織布１５ａを感光体ドラム１１の表面の形状に追従させるための弾性または可塑性を有している。
不織布１５ａは、感光体ドラム１１の表面との接触を通じて転写残留トナーの保持および静電生成物の除去を行うものであるから、これらを良好に行うためには、感光体ドラム１１の表面の形状に追従して、その表面との接触面積を十分に確保する必要がある。不織布１５ａを感光体ドラム１１の表面の形状に追従させるためには、その不織布１５ａの変形を抑止する変形抑止部材１５ｂについても、感光体ドラム１１の表面に追従する形状を有していればよい。したがって、例えば不織布１５ａよりも剛性に高い金属板を用いて、感光体ドラム１１の表面のＲ形状に追従する円弧状に加工された変形抑止部材１５ｂに形成することも考えられる。しかしながら、感光体ドラム１１の表面形状に的確に追従させるためには、ある程度の加工精度や組み立て精度が要求されるため、必ずしもその形成が容易であるとはいえず、このことが装置コストに反映されてしまうおそれもある。
これに対し、本実施形態で説明したように、弾性または可塑性を有した変形抑止部材１５ｂを用いれば、不織布１５ａを感光体ドラム１１に対して押圧するだけで、その不織布１５ａが感光体ドラム１１の表面形状に的確に追従することになるので、不織布１５ａの変形を確実に抑止しつつ、その不織布１５ａを容易に感光体ドラム１１の表面形状に追従させることができ、上述した加工精度や装置コスト等に関する問題が生じることがない。
このような不織布１５ａの変形抑止および感光体表面形状への追従を実現する変形抑止部材１５ｂとしては、不織布１５ａよりも剛性（曲げに対する機械的強度）が高く、かつ、感光体ドラム１１よりも剛性が低く、しかも弾性部材１５ｃよりも剛性が高いものであればよい。このようなものとしては、既に説明したように、例えば弾性を有したゴム部材や可塑性を有した樹脂部材を用いることが考えられるが、これらに限定されるものではなく、上記の剛性条件を満たすものであれば他のもの（例えばシリコーンを主原料としたゲル状素材）を用いても構わない。
【００５３】
なお、本実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態で挙げたスペックや具体的な数値等については、本発明を説明するための例示に過ぎず、これらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図（その１）であり、画像形成ユニットの構成例を示す正面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図（その２）であり、トナー保持器の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その１）である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その２）である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の他の構成例を示す図で、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図（その３）である。
【図７】本発明に係る画像形成装置における特徴的な要部構成例を示す説明図である。
【図８】白抜け発生の状況についての実験結果の具体例を示す説明図である。
【図９】不織布圧接力と感光体磨耗量との関係についての実験結果の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…画像形成装置、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…画像形成ユニット、３…中間転写ベルト、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…一次転写ロール、５…二次転写ロール、６…定着装置、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光器、１４…現像器、１４ａ…現像ロール、１５…トナー保持器、１５ａ…不織布、１５ｂ…変形抑止部材、１５ｃ…弾性部材、１５ｄ…基体、１６…回転ブラシ
【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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