(57)【要約】【課題】像担持体の周面に付着したトナーに添加されるサブミクロンオーダーの外添材を確実に除去し得るようにする。【解決手段】周面がドラム軸２１回りに一体駆動回転する感光体ドラム２０の周面に当接された状態で帯電ローラ軸３１回りに回転する帯電ローラ３０からの電圧印加で当該感光体ドラム２０の周面に帯電処理を施すように構成され、かつ、感光体ドラム２０の回転方向を基準として帯電ローラ３０より上流側に感光体ドラム２０の周面を清拭処理するクリーニング装置７０が設けられてなるプリンタ１０において、周面が帯電ローラ３０の周面に当接した状態でブラシローラ軸３６回りに回転する、全周に亘ってブラシ毛３７が植設されたブラシローラ３５が設けられ、帯電ローラ３０とクリーニング装置７０との間には、磁極面８１１を感光体ドラム２０の周面に向けた状態の永久磁石８１を有する磁石部材８０が配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面が軸心回りに駆動回転する像担持体の周面に当接された状態で軸心回りに回転する帯電ローラからの電圧印加で当該像担持体の周面に帯電処理を施すように構成され、かつ、像担持体の回転方向を基準として前記帯電ローラより上流側に像担持体の周面を清拭処理するクリーニング装置が設けられてなる画像形成装置において、
前記像担持体と平行な所定のブラシ軸の全周に亘って植設されたブラシ毛の先端が前記帯電ローラの周面に当接した状態で、前記ブラシ軸回りに回転するブラシローラが備えられ、
前記帯電ローラと前記クリーニング装置との間には、磁極面を前記像担持体の周面に対向させた状態で磁石が配設されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシ毛は、単糸の繊度が１０Ｔ以下で、かつ、１．０Ｔ以上に設定されているとともに、植設密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下で、かつ、６０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上に設定されてい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】
前記磁石は、磁束密度が４００Ｇ以上で、かつ、８００Ｇ以下に設定されてい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】
前記磁石の磁極面と前記像担持体の周面との間の間隙距離は、３００μｍ以下で、かつ、５０μｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３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、周面が像担持体の周面に当接された帯電ローラからの電荷の付与で当該像担持体の周面を一様に帯電させる、いわゆる接触帯電方式が採用された画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１および特許文献２に記載されているような、画像形成装置の感光体ドラム（像担持体）に適用される接触帯電装置が知られている。これらの接触帯電装置は、従来のコロナ放電による非接触式の帯電方式に代えて感光体ドラムの周面を接触式で一様に帯電させるものである。かかる接触式の帯電装置を採用することにより、コロナ放電によるＮＯｘ等の窒素酸化物の発生を抑えることができる。
【０００３】
特許文献１に記載の接触帯電装置は、電源装置からの電圧が印加される板状の接触帯電部材を有している。そして、この接触帯電部材の先端側が感光体ドラムの周面に当接されることにより、感光体ドラムの周面に一様な電荷が付与されるようになっている。感光体ドラムの回転方向における接触帯電部材の上流側には、先端の縁面が感光体ドラムの周面に当接された第１のクリーニングブレードが設けられているとともに、第１のクリーニングブレードと接触帯電部材との間に第２のクリーニングブレードが設けられ、これら第１および第２のクリーニングブレードによって感光体ドラムの周面に残留している残留トナーや紙粉等が削ぎ落とされ清浄化された状態（クリーニング状態）で当該周面がつぎの画像形成処理のために接触帯電部材に向かわされるようになっている。
【０００４】
これに対し、特許文献２に記載の接触帯電装置は、特許文献１の板状の接触帯電部材に代えて周面が感光体ドラムの周面に当接しつつ感光体ドラムの軸心回りの回転に従動する、いわゆる帯電ローラが採用されている。帯電ローラには、電源装置からの電圧が印加され、これによって感光体ドラムの周面は、従動している帯電ローラの周面を介して帯電処理が施されるようになっている。
【０００５】
帯電ローラの周面には、クリーニングパッドが当接されているとともに、当該周面と所定の間隔を介して磁石が対向配置され、帯電ローラの周面に付着した非磁性材料製の炭素材（カーボンブラック）からなるトナーや紙粉、さらには放電生成物がクリーニングパッドによって清拭される一方、磁性材料製のキャリヤについては磁石によって吸引除去されるようになされている。
【特許文献１】特開平７−７２７０９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の接触帯電装置にあっては、感光体ドラムの周面に付着した粒径の大きいトナーの凝集体や紙粉などの径寸法の大きな（通常、数１０〜数１００μｍ）異物については第１のクリーニングブレードによって捕捉するとともに、第１のクリーニングブレードを擦り抜けたサブミクロンオーダの微細なトナー凝集体については、第２のクリーニングブレードで捕捉するようになされているが、たとえ第２のクリーニングブレードを採用しても、サブミクロンオーダの微細なトナー凝集体までをも感光体ドラムの周面から有効に取り除くことができないという問題点を有している。
【０００７】
これに対し、特許文献２に記載の接触帯電装置は、感光体ドラムの周面から帯電ローラの周面に移行した残留トナーをクリーニングパッドによって取り除くとともに、微細なトナー凝集体については磁石によって吸引除去するようになされているため、微細なトナー凝集体を取り除くことができないという特許文献１に記載の発明の問題点は解消されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献２の発明にあっては、一旦感光体ドラムの周面から帯電ローラの周面へトナー凝集体を移行させた後に、当該帯電ローラの周面に付着したトナー凝集体を取り除くようになされているため、全てのトナー凝集体が感光体ドラムの周面から帯電ローラの周面に移行するわけではなく、従って、たとえ磁石を利用しているとはいいながら、感光体ドラムの周面から帯電ローラの周面に移行しなかったトナー凝集体については、感光体ドラムの周面に留まったままになって感光体ドラムの周面の清浄化がいつまで経っても実現しないという問題点が存在する。
【０００９】
また、トナー凝集体が一旦帯電ローラに移ってしまうと、当該トナー凝集体が即座に磁石によって吸着除去されなかった場合など帯電ローラからの電圧印加で感光体ドラムの周面に一様な電荷を付与し得なくなるという問題点も存在する。
【００１０】
本発明は、かかる従来の不都合を解消するためになされたものであり、像担持体の周面に残留したサブミクロンオーダの微細なトナー凝集体を確実に取り除くことを可能な清浄化手段を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、周面が軸心回りに駆動回転する像担持体の周面に当接された状態で軸心回りに回転する帯電ローラからの電圧印加で当該像担持体の周面に帯電処理を施すように構成され、かつ、像担持体の回転方向を基準として前記帯電ローラより上流側に像担持体の周面を清拭処理するクリーニング装置が設けられてなる画像形成装置において、前記像担持体と平行な所定のブラシ軸の全周に亘って植設されたブラシ毛の先端が前記帯電ローラの周面に当接した状態で、前記ブラシ軸回りに回転するブラシローラが備えられ、前記帯電ローラと前記クリーニング装置との間には、磁極面を前記像担持体の周面に対向させた状態で磁石が配設されていることを特徴とするものである。
【００１２】
かかる構成によれば、像担持体を軸心回りに回転させることにより、周面が当該像担持体の周面に当接した状態で回転する帯電ローラからの電圧印加で像担持体の周面に一様な帯電処理が施される。かかる帯電処理の施された像担持体の周面に対する所定の画像形成処理により、像担持体の周面に静電潜像が形成され、この静電潜像にトナーを供給することによってトナー像が形成される。そして、このトナー像は、別途供給された用紙に転写されことになる。用紙に対する転写処理後の像担持体の周面は、トナー像がなくなった状態で像担持体の回転に伴ってクリーニング装置に到達し、ここで周面に残留している粒径の大きいトナー凝集体や紙粉等の異物が除去されることになるが、サブミクロンオーダの微細なトナー凝集体は、クリーニング装置で除去されないままを擦り抜けてしまう。
【００１３】
しかしながら、請求項１記載の発明においては、かかるクリーニング装置を擦り抜けた微細な異物であるトナー凝集体を対象として、クリーニング装置と帯電ローラとの間に磁極面を像担持体の周面に向けた状態の磁石を有する磁石部材が配設されているため、微細なトナー凝集体が磁石部材に吸着され、これによって従来は取り除くのが極めて困難であった微細なトナー凝集体が像担持体の周面から除去され、像担持体の周面は極めて清浄な状態になる。
【００１４】
この状態で像担持体の周面は、軸心回りの回転で帯電ローラに到達するため、微細なトナー凝集体が像担持体の周面から帯電ローラの周面に移行するような不都合の発生はほとんど生じなくなる。
【００１５】
そして、磁石部材によっては除去し得なかった外添材が像担持体の周面から帯電ローラの周面に移行するようなことがあっても、周面が帯電ローラの周面に当接した状態で軸心回りに回転するブラシ毛の植設されたブラシローラが設けられ、このブラシローラが軸心回りに回転してブラシ毛によるブラッシング処理でブラシローラの周面の外添材が均されるため、たとえ少量の外添材が存在しても当該外添材が画像形成処理に悪影響を及ぼすことはない。
【００１６】
従って、帯電ローラの周面にトナー凝集体が付着していることにより、像担持体の周面に対して一様な電荷を付与することができなくなるような不都合の発生が有効に防止され、これによって画像形成処理で画像不良が生じるような不具合の発生が有効に防止される。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブラシ毛は、単糸の繊度が１０Ｔ以下で、かつ、１．０Ｔ以上に設定されているとともに、植設密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下で、かつ、６０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上に設定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
かかる構成によれば、帯電ローラの周面の電位が予め設定された所定の電位から低下するような不都合が生じることがなく、常に適正な電荷を感光体ドラムの周面に与えることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記磁石は、磁束密度が４００Ｇ以上で、かつ、８００Ｇ以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００２０】
かかる構成によれば、像担持体の周面に付着している磁性材料を含んだ微細なトナー凝集体を適正に吸着することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記磁石の磁極面と前記像担持体の周面との間の間隙距離は、３００μｍ以下で、かつ、５０μｍ以上に設定されていることを特徴とするものである。
【００２２】
かかる構成によれば、磁石の磁極面と前記像担持体の周面との間に形成された３００μｍ以下で、かつ、５０μｍ以上という狭い間隙により磁石の磁力の減衰を抑えた状態で像担持体の周面に付着している微細なトナー凝集体に対し、強力な磁気的吸引力が作用する。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の発明によれば、クリーニング装置と帯電ローラとの間に磁極面を像担持体の周面に向けた状態の磁石を有する磁石部材が配設されているため、微細なトナー凝集体中に含まれた磁性材料が磁石部材に吸着され、これによって像担持体の周面は極めて清浄な状態になり、この状態で像担持体の周面は、軸心回りの回転で帯電ローラに到達するため、微細なトナー凝集体が像担持体の周面から帯電ローラの周面に移行するような不都合が生じないようにすることができる。
【００２４】
そして、たとえトナー凝集体や外添材が像担持体の周面から帯電ローラの周面に移行するようなことがあっても、周面が帯電ローラの周面に当接した状態で軸心回りに回転するブラシ毛の植設されたブラシローラが設けられ、このブラシローラが軸心回りに回転してブラシ毛によるブラッシング処理でブラシローラの周面が清拭されて均されるため、特に外添材が画像形成処理に悪影響を与えるような不都合の発生を防止することができる。
【００２５】
結果として、帯電ローラの周面にトナー凝集体が付着していることにより、像担持体の周面に対して一様な電荷を付与することができなくなるような不都合の発生が有効に防止され、これによって画像形成処理で画像不良が生じるような不具合の発生を有効に防止することができる。
【００２６】
請求項２記載の発明によれば、ブラシ毛は、単糸の繊度が１０Ｔ以下で、かつ、１．０Ｔ以上に設定されているとともに、植設密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下で、かつ、６０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上に設定されているため、帯電ローラの周面の電位が予め設定された所定の電位から低下するような不都合が生じることがなく、常に適正な電荷を感光体ドラムの周面に与えることができる。
【００２７】
請求項３記載の発明によれば、磁石は、磁束密度が４００Ｇ以上で、かつ、８００Ｇ以下に設定されているため、像担持体の周面に付着している磁性材料を含んだ微細なトナー凝集体を適正に吸着することができる。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、磁石の磁極面と前記像担持体の周面との間に形成された３００μｍ以下で、かつ、５０μｍ以上という狭い間隙により磁石の磁力の減衰を抑えた状態で像担持体の周面に付着している微細なトナー凝集体に対し、強力な磁気的吸引力を作用させることができ、これによって像担持体の周面から微細なトナー凝集体を効率的に取り除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明に係るプリンタ１０の内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。図１に示すように、プリンタ（画像形成装置）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｐに対して画像形成処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。
【００３０】
前記用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動により用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙されるようになっている。
【００３１】
前記画像形成部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）２０の周面に沿うように、当該感光体ドラム２０の直上位置から時計方向に向けて帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０、クリーニング装置７０および磁石部材（清浄化手段）８０が配設されることによって形成されている。
【００３２】
前記感光体ドラム２０は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）Ｓ（図２の（イ））を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、このアモルファスシリコン層の極めて滑らかな平滑性および強靱性によってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。
【００３３】
前記帯電ローラ３０は、ドラム心回りに時計方向に回転している感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与するようになっている。かかる帯電ローラ３０の上部には、当該帯電ローラ３０の周面に対して清拭処理を施すブラシローラ３５が設けられている。
【００３４】
前記露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づきレーザー光を回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、これによる感光体ドラム２０周面のレーザー光が照査された部分の電荷の消去によって当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像を形成させるものである。
【００３５】
前記現像装置５０は、感光体ドラム２０の周面に現像剤Ｄ（図２の（イ））の内のトナーＴを供給することによって同周面の静電潜像が形成された部分にトナーＴを付着させ、これによって当該感光体ドラム２０の周面にトナー像Ｓを形成させるものである。なお、本発明においては、現像剤ＤとしてトナーＴとキャリアＣとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。
【００３６】
前記トナーＴは、着色剤（例えばカーボンブラック）、微細な磁性材料を含む電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。なお、本明細書においては、着色剤およびバインダー樹脂をトナー凝集体といい、その他の電荷制御剤およびワックス等の添加剤を外添材という。そして、トナー凝集体と外添材とは、通常、粒径が数１０〜数１００μｍの粒体となって現像装置５０から感光体ドラム２０の周面に供給され、当該周面にトナー像を形成するのであるが、サブミクロン（数μｍ〜数１０μｍ）オーダーにまで微細になったトナー凝集体が、後述するクリーニング装置７０によっても取り除かれずに感光体ドラム２０の周面に付着したままになることがある。そして、本発明においては、かかるサブミクロンオーダの微細なトナー凝集体を感光体ドラム２０の周面から取り除き得るようにしたものである。
【００３７】
キャリアＣは、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）等からなる粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーＴを帯電させるために使用される。そして、トナーＴは、トナーカートリッジ５４から現像装置５０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアＣは、予め所定量が現像装置５０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的であるが、本発明においては、トナーカートリッジ５４にトナーＴおよびキャリアＣ（すなわち現像剤Ｄ）が装填されており、トナーＴとキャリアＣとの双方が同時に現像装置５０に補給されるようにしている。かかるキャリアＣから分離した磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）が感光体ドラム２０の周面に移行してトナーＴと混ざり、トナー凝集体の一部となる場合もある。
【００３８】
前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像Ｓを用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像Ｓ（図２の（イ））の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。
【００３９】
従って、感光体ドラム２０の直下位置を越えた用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像Ｓがマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施されることになる。
【００４０】
前記クリーニング装置７０は、プリンタ１０が通常の運転モードＭ１（図２の（イ））において転写処理後の感光体ドラム２０の周面に残留している残留トナーＴ１を取り除いて清浄化するためのものである（なお、キャリア回収モードＭ２（図２の（ロ））においては、感光体ドラム２０の周面に付着しているトナーＴおよびキャリアＣの双方が取り除かれる）。このクリーニング装置７０によって清浄化された感光体ドラム２０の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電ローラ３０へ向かうことになる。
【００４１】
前記磁石部材８０は、クリーニング装置７０によって感光体ドラム２０の周面から除去し得なかった（すなわち、後述のクリーニングブレード７３のブレード刃７３１（図２）を擦り抜けてしまった）前記サブミクロンオーダのトナー凝集体を磁力によって吸着除去するためのものである。かかる磁石部材８０が設けられるのは、トナー凝集体には、前記のように磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）等の磁性材料が含まれているため、かかる磁性材料を磁石部材８０によって吸着するようにし、これによって当該磁性材料にトナー凝集体を同伴させて感光体ドラム２０の周面から取り除くためである。
【００４２】
前記定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像Ｓに加熱による定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出されることになる。
【００４３】
前記排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００４４】
このように構成されたプリンタ１０は、その運転モードが感光体ドラム２０の周面に現像剤Ｄの内のトナーＴのみを供給して当該周面にトナー像Ｓを形成させた上で当該トナーＴを用紙Ｐに転写する運転モードＭ１（図２の（イ））と、現像装置５０におけるトナーＴおよびキャリアＣの双方を強制的に感光体ドラム２０の周面に付着させて現像装置５０内のキャリアＣの一部を抜き出すキャリア回収モードＭ２（図２の（ロ））との間で切り換え可能になっている。キャリア回収モードＭ２による運転が行われるのは、以下の理由による。
【００４５】
すなわち、キャリアＣは、先述したように、トナーＴに帯電処理を施すためのものであり、球状の磁性体（例えばＦｅ３Ｏ４）の表面に樹脂コート層が形成されてなり、かかるキャリアＣがトナーＴ中に混在されていることにより、トナーＴの帯電が良好に行われるようになっている。そして、運転モードＭ１においては、トナーＴが感光体ドラム２０に移行するのに対し、キャリアＣは、現像装置５０内に留まるため、長期間に亘る現像装置５０の運転によって表面の樹脂コート層が剥がれたり、周りにトナーＴが付着したりして徐々に品質が劣化していく。キャリアＣの品質が劣化すると、トナーＴに対して充分な帯電処理を施すことができなくなり、これによって画像データの存在しないところにトナーが付着するいわゆるカブリ現象が生じる。かかる画像濃度の希薄化やカブリ現象を解消するために古くは定期的に現像剤Ｄ中のキャリアＣのみを新品と交換することが行われていたが、この交換作業は非常に面倒であるという不都合が存在した。
【００４６】
そこで、本実施形態においては、従来のこのような不都合を解消するべく、図略の制御手段の制御に基づきトナーＴの消費が予め設定された量を越えた時点で運転モードＭ１からキャリアＣをトナーＴに同伴させて像担持体に付着させるキャリア回収モードＭ２に切り換えると共に、キャリア回収モードＭ２で消費された現像剤Ｄを補給するようにしている。
【００４７】
図２は、各部材の電荷に注目して示した図１の画像形成部１３における感光体ドラム２０周りの拡大説明図であり、（イ）は、運転モードＭ１の場合、（ロ）は、キャリア回収モードＭ２の場合をそれぞれ示している。また、図３は、画像形成部１３における感光体ドラム２０、帯電ローラ３０およびブラシローラ３５の一実施形態を示す斜視図である。以下、図２および図３に基づき、必要に応じて図１を参照しつつ画像形成部１３についてさらに詳細に説明する。なお、図２では、感光体ドラム２０の構成要素および用紙Ｐの厚み寸法を誇張して示している。
【００４８】
図２に示すように、感光体ドラム２０は、ドラム軸２１と、このドラム軸２１回りに同心で回転可能に装着されたアルミニウム合金製のアルミ素管２２と、このアルミ素管２２の周面に蒸着処理等により均一に積層されて形成されたアモルファスシリコン層２３とを備えている。かかる感光体ドラム２０は、図略のドラムモータの駆動で時計方向に向けて回転するようになっている。
【００４９】
前記アモルファスシリコン層２３は、シリコン（Ｓｉ）や、シリコンの化合物（ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ等）が固溶体状で固化したものであり、通常、スパッタリング処理等の物理的な蒸着処理によって形成される。かかるアモルファスシリコン層２３（特にＳｉＣ製のもの）は、高抵抗であることによる優れた帯電能力を備えていると共に、耐摩耗性や耐環境性にも優れ、静電潜像やトナー像を形成させる材料として好適である。
【００５０】
また、アモルファスシリコン層２３が炭化シリコン（ＳｉＣ）製である場合、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）との比率が特定のものである場合が好ましい。このような炭化シリカとしては、「Ｓｉ１−ＸＣＸ」におけるＸの値が０．３〜１未満のものが好ましく、Ｘの値が０．５〜０．９５のものがさらに好ましい。
【００５１】
その理由は、Ｘがこのような値の「Ｓｉ１−ＸＣＸ」は、１０１２〜１０１３Ω（オーム）という極めて高い抵抗値を有しており、かかる高抵抗であると、アモルファスシリコン層２３の表面における回転方向の静電潜像の像流れが少なく、静電潜像の維持能力に優れているばかりか、耐湿性にも優れているからである。
【００５２】
前記帯電ローラ３０は、周面が感光体ドラム２０の周面（すなわちアモルファスシリコン層２３）に当接された状態で、帯電ローラ用電源３３からの電圧をアモルファスシリコン層２３へ印加するものであり、金属製の帯電ローラ軸３１と、この帯電ローラ軸３１に同心で一体的に外嵌された合成ゴムや柔軟な合成樹脂等のエラストマーからなる誘電材料製の帯電ローラ本体３２とからなっている。
【００５３】
かかる帯電ローラ３０は、運転モードＭ１において、図２の（イ）に示すように、帯電ローラ用電源３３からのプラスの電圧が印加されることにより帯電ローラ本体３２の周面にプラスの電荷が形成された状態で、感光体ドラム２０のドラム軸２１回りの時計方向へ向かう回転に従動しながら軸心回りに反時計方向に回転し、これによってアモルファスシリコン層２３に一様なプラスの電荷を形成させるようになされている。
【００５４】
前記ブラシローラ３５は、帯電ローラ本体３２の周面に対して清拭処理を施すものであり、金属製のブラシローラ軸３６と、このブラシローラ軸３６の周面全面に亘って均一に植設されたブラシ毛３７とを備えて構成されている。
【００５５】
このような、感光体ドラム２０、帯電ローラ３０およびブラシローラ３５は、図３に示すように、所定の駆動モータ２４からの駆動力が伝達されることによって回転するようになされている。そのためにドラム軸２１の一方の端部には、駆動モータ２４の図略の駆動軸が同心で接続される継手部２１１が設けられているとともに、感光体ドラム２０，帯電ローラ３０およびブラシローラ３５の一方の端部には、駆動モータ２４の駆動力を伝達するためのギヤ機構２５が設けられている。
【００５６】
前記ギヤ機構２５は、帯電ローラ本体３２における継手部２１１が設けられている側の端部にドラム軸２１と同心で一体回転可能に設けられたドラムギヤ２５１と、このドラムギヤ２５１と噛合するように帯電ローラ軸３１に同心で一体回転可能に外嵌された帯電ローラギヤ２５２と、この帯電ローラギヤ２５２と噛合するようにブラシローラ軸３６に同心で一体回転可能に外嵌されたブラシローラギヤ２５３とを備えて構成されている。
【００５７】
従って、駆動モータ２４の駆動力が継手部２１１を介してドラム軸２１に伝達されてドラムギヤ２５１がドラム軸２１回りに所定の方向に駆動回転すると、この駆動回転が帯電ローラギヤ２５２に伝達されて当該帯電ローラギヤ２５２が帯電ローラ軸３１回りに一体的に逆方向へ向けて従動回転し、この従動回転がブラシローラギヤ２５３に伝達されて当該ブラシローラギヤ２５３がブラシローラ軸３６回りに一体的に従動回転するため、結局、帯電ローラ３０および露光装置４０がそれぞれギヤ機構２５を介して感光体ドラム２０と同時に回転することになる。
【００５８】
本実施形態においては、ブラシローラ３５の周速が帯電ローラ３０の周速の８５％になるように（すなわちブラシローラ３５の帯電ローラ３０に対する線速比が８５％になるように）、前記帯電ローラギヤ２５２およびブラシローラギヤ２５３の径寸法および帯電ローラ３０およびブラシローラ３５の径寸法が設定されている。
【００５９】
前記帯電ローラ軸３１およびブラシローラ軸３６は、両端部がそれぞれ軸受部材２６に軸支されているとともに、各軸受部材２６は、付勢部材であるコイルスプリング２７によってそれぞれ下方に向けて付勢され、これらコイルスプリング２７の付勢力によって帯電ローラ本体３２の周面が感光体ドラム２０の周面に所定の押圧力で押圧されるようになっている。
【００６０】
前記露光装置４０は、帯電ローラ３０によってアモルファスシリコン層２３に形成された一様な電荷面に対して電送されてきた画像情報に基づく強弱を備えたレーザー光線を照射し、これによってドラム軸２１回りに回転している感光体ドラム２０の周面（アモルファスシリコン層２３）に、プラスの電荷がほとんど消失した状態の静電潜像を形成させるようになっている。本実施形態においては、感光体ドラム２０周面の数百Ｖの電荷が、レーザー光線の照射で略数十Ｖにまで低下され、この略数十Ｖの部分で静電潜像が形成されている。因みに模式的に示した図２の（イ）では、露光装置４０によって照射された感光体ドラム２０の周面のプラスの電荷を示す「＋」記号を消去している。
【００６１】
前記現像装置５０は、運転モードＭ１において露光装置４０によって形成された感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３に対し現像剤Ｄの内のトナーＴ（図２において小さな点で表示）のみを供給して静電潜像に沿ったトナー像Ｓを形成させるものであり、現像剤Ｄ中のキャリアＣ（図２に黒丸で表示）は、運転モードＭ１において感光体ドラム２０の周面に供給されることはない。
【００６２】
このような現像装置５０は、内部に現像剤Ｄが装填される箱形の現像装置本体５１と、この現像装置本体５１に周面の一部を感光体ドラム２０の周面と対向させた状態で内装された現像ローラ５２と、この現像ローラ５２に電圧を印加する現像ローラ用電源５３と、現像装置本体５１内に現像剤Ｄを補給するトナーカートリッジ５４とを備えて構成され、運転モードＭ１において現像装置本体５１内に装填された現像剤Ｄ中のトナーＴを感光体ドラム２０のドラム軸２１と平行な軸心回りに回転している現像ローラ５２の周面からドラム軸２１回りに回転している感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３に供給することによりアモルファスシリコン層２３の表面にトナー像Ｓを形成させるようになっている。
【００６３】
前記現像装置本体５１の感光体ドラム２０周面と対向した壁面には、現像装置本体５１内のトナーＴを感光体ドラム２０の周面に受け渡すためのトナー供給開口５１１が設けられ、現像装置本体５１内のトナーＴは、このトナー供給開口５１１を介し現像ローラ５２の回転に応じて感光体ドラム２０の周面に供給される。
【００６４】
前記現像ローラ５２は、前記ドラム軸２１と平行に配された現像ローラ軸５２１と、この現像ローラ軸５２１に同心で一体回転可能に外嵌された現像ローラ本体５２２とを備えて構成されている。前記現像ローラ本体５２２は、アルミニウム製のスリーブの表面にローレット加工やサンドブラスト処理を施したもの、さらにはその表面にアルマイト処理やメッキ処理の施されたもの等が採用されている。
【００６５】
かかる現像ローラ５２は、現像ローラ用電源５３からのプラスの電圧が現像ローラ軸５２１に印加されることにより周面にプラスの電荷が形成された状態で、図略の現像ローラ用モータの駆動により現像ローラ軸５２１回りに反時計方向に向けて回転し、これによって現像装置本体５１内のプラスに帯電したトナーＴを感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３に供給するようになっている。
【００６６】
そして、現像装置本体５１のトナー供給開口５１１の上縁部には、回転に応じて現像ローラ本体５２２の周面から感光体ドラム２０へ供給されるトナーＴの厚み寸法を均一な所定のレベルに揃えるためのドクターブレード５１２が設けられ、トナーＴは、このドクターブレード５１２を潜ることによって感光体ドラム２０に対する過供給が防止されるようになっている。
【００６７】
前記トナーカートリッジ５４は、現像装置本体５１に対して着脱自在に装着されている。かかるトナーカートリッジ５４は、その底部に現像装置本体５１内と連通する現像剤排出口５４１と、この現像剤排出口５４１を覆うシャッタ５４２とを備えており、シャッタ５４２の開閉動作で現像剤排出口５４１が開閉されるようになっている。かかるシャッタ５４２は、現像装置本体５１内のトナーＴが予め設定された基準値に見合う量だけ消費されてプリンタ１０の運転モードが運転モードＭ１からキャリア回収モードＭ２に切り換えられると同時に所定時間だけ開放され、これによって現像装置本体５１内に消費分に見合う現像剤Ｄが補給されるようになっている。
【００６８】
本実施形態では、運転モードＭ１における感光体ドラム２０の表面電位（暗電位）Ｓｐは、４００Ｖに、直流の現像バイアス（ＤＣ）Ｖｄｃは、３００Ｖに、交流の（周波数ｆ＝６ｋＨｚ）の現像バイアス（ＡＣ）Ｖｐｐは、２ｋＶに設定されている。これに対し、キャリア回収モードＭ２における感光体ドラム２０の表面電位Ｓｐは、６００Ｖに、直流の現像バイアス（ＤＣ）Ｖｄｃが３００Ｖに、交流（周波数ｆ＝６ｋＨｚ）の現像バイアス（ＡＣ）Ｖｐｐが２ｋＶに設定されている。すなわち、本実施形態においては、感光体ドラム２０の表面電位を変えることにより、電位差を狙いの値にしているが、これに代えて現像バイアスを狙いの電位差にしてもよい。
【００６９】
前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の周面に形成されているトナー像Ｓの電荷の極性と反対の極性（本実施形態ではマイナスの極性）を付与することによってアモルファスシリコン層２３からトナー像Ｓを剥がし取り、この剥がされたトナー像Ｓを転写ローラ６０の周面とアモルファスシリコン層２３との間を搬送されつつある用紙Ｐ上に転写させるものである。
【００７０】
かかる転写ローラ６０は、感光体ドラム２０のドラム軸２１と平行な転写ローラ軸６１と、この転写ローラ軸６１に同心で一体回転可能に外嵌された転写ローラ本体６２とを備えて構成され、プリンタ１０が運転モードＭ１にモード設定された状態で、転写ローラ用電源６３からのマイナスの電圧が印加されるようになっている。従って、用紙Ｐが転写ローラ本体６２の周面と密着状態で当該転写ローラ本体６２と感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３との間を搬送されることにより、プラスに帯電したトナーＴからなるトナー像Ｓが、マイナスに帯電した用紙Ｐの表面側に静電気的に吸着され、これによって感光体ドラム２０の周面に形成されたトナー像Ｓの用紙Ｐへの転写が行われる。
【００７１】
前記クリーニング装置７０は、感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３表面のトナー像Ｓが用紙Ｐに転写された後にアモルファスシリコン層２３に残留している残留トナーＴ１を除去するためのものである。かかるクリーニング装置７０は、箱形のクリーニング装置本体７１内の下部に装着された周面が感光体ドラム２０の周面（アモルファスシリコン層２３）と当接するクリーニングローラ７２と、先端が感光体ドラム２０の周面に当接するようにクリーニング装置本体７１内の上部に装着されたクリーニングブレード７３と備えて構成されている。
【００７２】
前記クリーニングローラ７２は、ドラム軸２１と平行なローラ軸周りに同心で一体的に形成されている。かかるクリーニングローラ７２は、弾性変形し得るとともに、優れた強靱性を有する合成樹脂材料によって形成されている。
【００７３】
このようなクリーニングローラ７２がローラ軸回りに感光体ドラム２０の周速度より速い周速度で感光体ドラム２０と反対方向（図２に示す例では反時計方向）に向けて回転することにより、アモルファスシリコン層２３に付着しているアモルファスシリコン層２３に残留した主に前記トナー凝集体からなる残留トナーＴ１やアモルファスシリコン層２３に付着した紙粉が擦り取られ、これによってアモルファスシリコン層２３が清浄化処理される。
【００７４】
前記クリーニングブレード７３は、感光体ドラム２０の周面に対する仕上げの清浄化部材であり、ゴムなどの弾性材料によって板状に形成されている。かかるクリーニングブレード７３は、感光体ドラム２０の周面のアモルファスシリコン層２３に向けて先下がりに傾斜した状態でクリーニング装置本体７１内の上部位置に装着され、若干弾性変形した状態で先端のブレード刃７３１がアモルファスシリコン層２３に当接されている。従って、クリーニングローラ７２を介してブレード刃７３１に到達したアモルファスシリコン層２３から、クリーニングローラ７２で除去し得なかった残留トナーＴ１が感光体ドラム２０の時計方向へ向かう回転に応じて掻き落とされることになる。
【００７５】
そして、クリーニングローラ７２およびクリーニングブレード７３によって除去されたアモルファスシリコン層２３の残留トナーＴ１は、クリーニング装置本体７１内に導入されて一時貯留された後に所定の搬送手段の駆動により装置本体１１（図１）内の適所に設けられた図略の回収ボトルへ回収される。
【００７６】
前記磁石部材８０は、クリーニング装置７０によっては感光体ドラム２０の周面から除去し得なかった微細なトナー凝集体を磁力によって取り除くものであり、クリーニング装置７０と帯電ローラ３０との間に配設されている。かかる磁石部材８０は、図２および図３に示すように、感光体ドラム２０の軸心方向に延びる、当該感光体ドラム２０と略同一長さ寸法の長尺直方体状を呈した永久磁石８１と、この永久磁石８１を保持するケーシング８２とを備えて構成されている。
【００７７】
前記永久磁石８１は、その磁極面８１１を所定の間隙ｄを介して感光体ドラム２０の周面に対向させた状態でケーシング８２によって保持されている。前記磁極面８１１は、曲率中心が感光体ドラム２０の中心と一致させた状態で凹の円弧状に形成され、これによって前記間隙ｄは、感光体ドラム２０の周方向で一定になっている。
【００７８】
本実施形態においては、永久磁石８１は、磁束密度の値が４００Ｇ以上で、かつ、８００Ｇ以下のものが採用されている。磁束密度についてかかる範囲が設定されるのは、磁束密度が４００Ｇ未満であると、磁力が弱すぎて外添材を有効に吸着することができないからであり、また、磁束密度が８００Ｇを超えても効果に差異が認められないからである。
【００７９】
また、本実施形態においては、永久磁石８１の磁極面８１１と感光体ドラム２０の周面との間の間隙ｄは、３００μｍ以下で、かつ、５０μｍ以上に設定されている。前記間隙ｄがこのような範囲に設定されるのは、間隙ｄが３００μｍを超えると磁力が弱くなり過ぎて外添材を確実に吸着し得なくなるからである。また、前記間隙ｄが５０μｍ未満に設定されると、組み付け誤差等によって永久磁石８１の磁極面８１１が感光体ドラム２０の周面に当接してしまう虞があるからである。
【００８０】
かかる磁石部材８０によれば、たとえクリーニング装置７０で感光体ドラム２０の周面から外添材を除去し残しても、感光体ドラム２０の周面における先にクリーニングブレード７３が摺接していた部分が当該感光体ドラム２０の回転によって永久磁石８１の磁極面８１１と対向する位置に到達することにより、感光体ドラム２０の周面の取り残された外添材が磁極面８１１へ吸着されるため、感光体ドラム２０の周面は確実に清浄化処理された状態になる。
【００８１】
つぎに、プリンタ１０の運転のモード切り換えについて説明する。まず、図２の（イ）に示すような運転モードＭ１によるプリンタ１０の運転が継続されると、現像装置本体５１内に留まったキャリアＣが長期間に亘ってトナーＴや他のキャリアＣ、さらには現像ローラ５２の周面と摺擦し、これによって帯電量が低下する等の品質劣化が生じることになる。
【００８２】
そこで、かかる不都合を解消するために、本実施形態においては、トナーＴの消費が予め設定された基準値を越えた時点でプリンタ１０の運転を運転モードＭ１（図２の（イ））からキャリア回収モードＭ２（図２の（ロ））へ切り換え、これによって現像装置５０内のキャリアＣを感光体ドラム２０の周面に強制的に付着させて現像装置５０内から抜き取ると共に、抜き取った量に見合う新たな現像剤Ｄを現像装置本体５１内に補給するようにしている。
【００８３】
そして、キャリア回収モードＭ２においては、図２の（ロ）に示すように、帯電ローラ用電源３３から帯電ローラ３０にプラスの電圧が印加されることにより、感光体ドラム２０の周面にプラスの電荷を形成させる一方、転写ローラ６０には転写ローラ用電源６３から電圧が印加されない状態とされるとともに、感光体ドラム２０の周面から若干離間させられる。これによって感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３にはプラスの電荷が形成される。本実施形態においては、前記電荷は、キャリアＣを確実に引きつけるに充分な現像バイアスとして感光体ドラム２０の表面電圧との差が−３００Ｖになるように設定されている。
【００８４】
なお、キャリア回収モードＭ２において、転写ローラ６０を感光体ドラム２０の周面から離間させる代わりに、転写ローラ６０に逆バイアスを印加してもよい。こうすることで感光体ドラム２０周面のキャリアＣの転写ローラ６０への移行を防止することができる。
【００８５】
この状態で感光体ドラム２０がドラム軸２１回りに時計方向に向けて回転されると共に、現像ローラ５２が現像ローラ軸５２１回りに反時計方向に向けて回転される。このとき、現像ローラ用電源５３からの現像ローラ５２に対する電圧印加は行ってもよいし行わなくてもよい。因みに、図２の（ロ）では、現像ローラ用電源５３から現像ローラ５２に電圧が印加された状態を例示している。
【００８６】
そうすると、現像ローラ本体５２２の周面に付着している品質の劣化したプラスに帯電しているキャリアＣ（品質劣化キャリアＣ１）は、逆極性のマイナスに帯電している感光体ドラム２０の周面に大きな静電気的引力で吸引されるため、現像ローラ５２の回転に応じて当該現像ローラ５２の周面から順次引き剥がされていき、これによって品質劣化キャリアＣ１が現像装置本体５１内からトナーＴと同伴しながら抜き出されていく。
【００８７】
そして、現像ローラ５２から感光体ドラム２０へ移った品質劣化キャリアＣ１は、感光体ドラム２０の周面から離間した転写ローラ６０の周面との当接が回避された状態で、感光体ドラム２０の時計方向に向かう回転によってクリーニング装置７０にまで運ばれ、ここでまず一部がクリーニングローラ７２によって感光体ドラム２０の周面から取り除かれ、引き続き残部がクリーニングブレード７３のブレード刃７３１によって掻き落され、クリーニング装置本体７１内に回収される。
【００８８】
このようなキャリア回収モードＭ２による運転が所定時間継続された後、トナーカートリッジ５４のシャッタ５４２が所定時間開放され、これによって消費された現像剤Ｄ（品質劣化キャリアＣ１およびトナーＴ）見合いのトナーカートリッジ５４内の現像剤Ｄが現像剤排出口５４１を介して現像装置本体５１に供給され、引き続きプリンタ１０の運転はキャリア回収モードＭ２から運転モードＭ１に戻される。
【００８９】
そして、本実施形態においては、現像剤Ｄは、トナーＴの５００ｇに対してキャリアＣが５０ｇ（すなわちキャリアＣのトナーＴに対する混合比が１０ｗｔ％）の混合割合に設定されている。また、現像装置本体５１の容量は、現像剤Ｄとして３５０ｇに設定されており、トナーの混合比率が５％の現像剤Ｄであれば、トナーＴが１６．７ｇ、キャリアＣが３３３．３ｇと言うことになる。トナーカートリッジ５４の容量は、同５５０ｇ（トナーＴ５００ｇ＋キャリアＣ５０ｇ）に設定されている。
【００９０】
さらに、運転モードＭ１での運転でトナーＴが１００ｇ消費される毎にキャリア回収モードＭ２にモード変更されるようにしている。このモード変更を行うべきタイミングの判断において、本実施形態に係るプリンタ１０は、最初の原稿情報であるアナログ量をディジタル量（具体的には平面上におけるドット情報）に置き換えて処理するいわゆるディジタル機が採用されているため、このディジタル機の特質を利用している。具体的には、１００ｇのトナーＴが消費されたか否かについては、画像データにおけるドット数を積算することによって行うようにしている。すなわち、１ドットに消費されるトナーＴの量は、２×１０５ｍｇであるため、１００ｇのトナーＴに対応するドット数は、４．９６×１０９ｍｇドットということになる。
【００９１】
因みに、Ａ４サイズの用紙Ｐで印字率が５％であると仮定すると、当該用紙１枚のトナー消費量は実績として略３５ｍｇであるため、１００ｇのトナーを消費する場合には、１００ｇ／０．０３５ｇ＝２８５７枚になる。すなわち、凡その見当としてＡ４サイズの用紙Ｐの２８５７枚毎にプリンタ１０の運転モードが運転モードＭ１からキャリア回収モードＭ２に変更される。
【００９２】
また、本実施形態においては、キャリア回収モードＭ２において現像装置５０から１０ｇの品質劣化キャリアＣ１を抜き出すようにしている。現像装置５０内には、約３３０ｇのキャリアＣが装填されており、全てのキャリアＣを交換するためには３．３ｋｇ（３３０ｇ／０．１（１０％））のトナーＴを消費する必要がある。このトナー量は、Ａ４サイズの用紙Ｐの出力枚数に換算して９４３００枚（略１００ｋ枚）に相当する。キャリアＣをベタ黒状態で例えばＡ４サイズの用紙Ｐに転写したとすると、実績上の数値として１ｇのキャリアＣが消費される。従って、仮に１回のキャリア回収モードＭ２で１０ｇのキャリアＣを排出する場合、平均して２８５７枚毎にキャリア回収モードＭ２の運転を、Ａ４サイズの用紙Ｐの１０枚分の転写時間だけ行えばよい計算になる。
【００９３】
そして、本発明においては、前記磁石部材８０をクリーニング装置７０と帯電ローラ３０との間に配設することにより、従来は感光体ドラム２０の周面から取り除くことが極めて困難であった、クリーニング装置７０のクリーニングブレード７３を擦り抜けてきたサブミクロンオーダの外添材をも確実に取り除くことができるため、感光体ドラム２０の周面を確実に清浄化処理することができ、これによって感光体ドラム２０の周面から帯電ローラ３０の周面に移行する微細なトナー凝集体の量を可能な限り抑えることができる。
【００９４】
これに加えて、帯電ローラ３０の周面をブラッシングにより清拭処理するブラシローラ３５が設けられているため、たとえ感光体ドラム２０の周面から帯電ローラ３０の周面に外添材が移行するようなことがあっても、当該外添材がブラシローラ３５によるブラッシング処理によってブラシローラ３５の周面で均され、これによって画像形成処理に対して悪影響を及ぼさないようになる。
【００９５】
そして、本発明では、ブラシローラ３５によるブラッシング処理を実効あるものにするべく、ブラシローラ３５の構成要素であるブラシ毛３７に対して種々の工夫が加えられている。具体的には、前記ブラシ毛３７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の強靱な腰の強いフッ素樹脂や、ナイロンあるいはビニロン等によって形成されている。かかるブラシ毛３７は、１本の毛の太さである繊度（単糸繊度）が１０Ｔ以下で、かつ、１．０Ｔ以上に設定されている。因みに「Ｔ（デシテックス）」は繊維の太さの単位であるテックス（番手）の１／１０を示す単位である。また、本発明では、テックス（番手）として国際標準化機構（ＩＳＯ）の繊維専門委員会が１９５６年に提唱したもの、すなわち、１０００ｍの糸の重量をグラム数で表すものを採用している。従って、「Ｔ（デシテックス）」は、１００００ｍの長さの繊維の重量をグラム数で表した繊維の太さを示す単位ということになる。
【００９６】
そして、本発明においてブラシローラ軸３６の周面に植設されるブラシ毛３７の繊度を１０Ｔ以下で、かつ、１．０Ｔ以上の範囲に設定したのは以下の理由による。すなわち、ブラシ毛３７の繊度が１０Ｔを超えると、ブラシ毛３７が当接している帯電ローラ３０の表面の電位が低下して目標としている表面電位（本実施形態では２５０Ｖ）以下になり、これによって周面が帯電ローラ３０の周面に当接している感光体ドラム２０の周面に適正な電荷を付与し得なくなるからである。逆にブラシ毛３７の繊度が１．０Ｔ未満であると、当該ブラシ毛３７の腰があまりにも弱くなり過ぎて剛性を確保し得なくなり、これによって帯電ローラ本体３２の表面に付着している外添材などの異物を取り除くことができなくなるからである。これらのことは、実機による多くの確認試験を行った上で導き出された事柄である。
【００９７】
また、本発明においては、ブラシローラ軸３６の周面に植設されるブラシ毛３７の密度は、３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下で、かつ、６０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上に設定されている。なお、ｋＦは、ブラシローラ軸３６の植設されるブラシ毛３７の単糸（フィラメント）の本数のことである。
【００９８】
ブラシローラ軸３６に植設されるブラシ毛３７の密度についてこのような範囲を設定したのは以下の理由による。すなわち、ブラシ毛３７の密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２を超えると、ブラシ毛３７が当接している帯電ローラ３０の表面の電位が低下して目標としている表面電位（本実施形態では２５０Ｖ）以下になり、これによって周面が帯電ローラ３０の周面に当接している感光体ドラム２０の周面に適正な電荷を付与し得なくなるからである。逆にブラシ毛３７の繊度が６０ｋＦ／ｉｎｃｈ２未満であると、当該ブラシ毛３７が疎らになり過ぎ、これによって帯電ローラ本体３２の表面に付着している外添材などの異物を取り除くことができなくなるからである。これらのことは、実機による多くの確認試験を行った上で確認している。
【００９９】
以上詳述したように、本発明に係るプリンタ１０は、周面がドラム軸２１回りに一体駆動回転する感光体ドラム２０の周面に当接された状態で帯電ローラ軸３１回りに回転する帯電ローラ３０からの電圧印加で当該感光体ドラム２０の周面に帯電処理を施すように構成され、かつ、感光体ドラム２０の回転方向を基準として帯電ローラ３０より上流側に感光体ドラム２０の周面を清拭処理するクリーニング装置７０が設けられてなるものであるため、感光体ドラム２０をドラム軸２１回りに回転させることにより、周面が当該感光体ドラム２０の周面に当接した状態で回転する帯電ローラ３０からの電圧印加で感光体ドラム２０の周面に一様な帯電処理が施される。かかる帯電処理の施された感光体ドラム２０の周面に対する露光装置４０からの画像情報に基づく露光処理により、当該感光体ドラム２０の周面には静電潜像が形成され、この静電潜像に向けた現像装置５０からのトナーＴが供給されることにより当該感光体ドラム２０の周面にトナー像が形成される。
【０１００】
そして、感光体ドラム２０の周面にトナー像が形成された状態で回転している感光体ドラム２０と転写ローラ６０との間のニップ部に用紙Ｐが供給されることにより、感光体ドラム２０の周面のトナー像Ｓが用紙Ｐに転写されることになる。用紙Ｐに対する転写処理後の感光体ドラム２０の周面は、トナー像Ｓがなくなった状態で感光体ドラム２０の回転に伴ってクリーニング装置７０に到達し、ここで周面に残留している残留トナーＴ１や、周面に付着している紙粉等の異物が除去されることになるが、クリーニングブレード７３によっても除去しきれないサブミクロンオーダのトナー凝集体は、クリーニングブレード７３を擦り抜けてしまう。
【０１０１】
そして、本発明においては、かかるクリーニングブレード７３を擦り抜けた外添材を対象として、帯電ローラ３０とクリーニング装置７０との間には、磁極面８１１を感光体ドラム２０の周面に向けた状態の永久磁石８１を有する磁石部材８０が配設されているため、外添材に含まれた磁性材料が磁石部材８０に吸着され、これによって従来は取り除くのが極めて困難であった外添材が感光体ドラム２０の周面から除去され、感光体ドラム２０の周面は極めて清浄な状態になる。
【０１０２】
この状態で感光体ドラム２０の周面は、ドラム軸２１回りの回転で帯電ローラ３０に到達するため、サブミクロンオーダの微細なトナー凝集体が感光体ドラム２０の周面から帯電ローラ３０の周面に移行するような不都合の発生はほとんど生じなくなる。
【０１０３】
そして、たとえ外添材が感光体ドラム２０の周面から帯電ローラ３０の周面に移行するようなことがあっても、周面が帯電ローラ３０の周面に当接した状態でブラシローラ軸３６回りに回転する、ブラシローラ軸３６の全周に亘ってブラシ毛３７が植設されたブラシローラ３５が設けられ、このブラシローラ３５がブラシローラ軸３６回りに回転してブラシ毛３７によるブラッシング処理でブラシローラ３５の周面に移行した外添材が均されるため、画像形成処理に悪影響を及ぼすことはない。
【０１０４】
結果として、帯電ローラ３０の周面に微細なトナー凝集体が付着していることにより、感光体ドラム２０の周面に対して一様な電荷を付与することができなくなるような不都合の発生が有効に防止され、これによって画像形成部１３における画像形成処理で画像不良が生じるような不具合の発生を有効に防止することができる。
【０１０５】
そして、本発明においては、ブラシローラ軸３６に植設されるブラシ毛３７は、単糸の繊度が１０Ｔ以下、かつ、１．０Ｔ以上に設定されているとともに、植設密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下で、かつ、６０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上に設定されているため、帯電ローラ３０の周面の電位が予め設定された所定の電位から低下するような不都合が生じることがなく、常に適正な電荷を感光体ドラム２０の周面に与えることができる。
【０１０６】
また、磁石部材８０の永久磁石８１は、磁束密度が４００Ｇ以上で、かつ、８００Ｇ以下に設定されているため、感光体ドラム２０の周面に付着している外添材を適正に吸着することができる。
【０１０７】
さらに、永久磁石８１の磁極面８１１と感光体ドラム２０の周面との間の間隙ｄは、３００μｍ以下で、かつ、５０μｍ以上に設定されているため、この狭い間隙ｄにより永久磁石８１の磁力の減衰を抑えた状態で感光体ドラム２０の周面に付着している外添材に対し、強力な吸引力を作用させることができる。
【０１０８】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【０１０９】
（１）上記の実施形態においては、画像形成装置としてプリンタ１０が採用されているが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置であってもよい。
【０１１０】
（２）上記の実施形態においては、プリンタ１０として運転モードＭ１およびキャリア回収モードＭ２とにモード切り換えが可能なものが採用されているが、本発明は、プリンタ１０が運転モードＭ１とキャリア回収モードＭ２との間でモード切り換えが可能なものであることに限定されるものではなく、常に運転モードＭ１のみのモード設定がなされたものであってもよい。
【０１１１】
（３）上記の実施形態においては、磁石部材８０に永久磁石８１が採用されているが、本発明は、磁石が永久磁石８１であることに限定されるものではなく、磁石として電磁石を採用してもよい。電磁石を採用した場合には、当該電磁石への電力の供給を遮断することにより電磁石に吸着された外添材を容易に取り除くことができる。
【０１１２】
（４）上記の実施形態においては、現像剤としてトナーＴおよびキャリアＣの混合物がトナーカートリッジ５４から現像ローラ５２へ補給されるようになされているが、本発明は、現像ローラ５２へ補給される現像剤がトナーＴとキャリアＣとの混合物であることに限定されるものではなく、トナーＴのみが現像ローラ５２へ補給される方式のものであってもよい。
【実施例１】
【０１１３】
ブラシローラ３５に使用されるブラシ毛３７の単糸繊度と、帯電ローラ３０の周面電圧Ｖ０との間の関係を確認するべく、実機のプリンタ１０を用いて当該プリンタ１０に１００００枚の用紙Ｐを処理させた後に、使用したブラシ毛３７の各単糸繊度毎の感光体ドラム２０周面の電圧を測定した。初期の感光体ドラム２０の周面電圧Ｖ０は２５５Ｖに設定した。また、ブラシローラ３５としては、ブラシ毛３７の植設密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下に設定されているものを採用した。測定結果を図４のグラフに示すとおりである。
【０１１４】
すなわち、図４のグラフに示すように、ブラシ毛３７の単糸繊度が１０Ｔを超えるまでは、帯電ローラ３０の周面電圧Ｖ０は、初期の設定電圧である２５５Ｖに略近い値になっているが、単糸繊度が１０Ｔを超えると、その超えた量の増加に従って周面電圧Ｖ０の値が漸減している。これが本発明においてブラシ毛３７の単糸繊度を１０Ｔ以下に設定した根拠である。
【実施例２】
【０１１５】
ブラシローラ３５に使用されるブラシ毛３７の密度と、帯電ローラ３０の周面電圧Ｖ０との間の関係を確認するべく、実機のプリンタ１０を用いて当該プリンタ１０に１００００枚の用紙Ｐを処理させた後に、使用したブラシ毛３７の各密度毎の感光体ドラム２０周面の電圧を測定した。初期の感光体ドラム２０の周面電圧Ｖ０は２５５Ｖに設定した。また、ブラシローラ３５としては、ブラシ毛３７の単糸繊度が１０Ｔ以下に設定されているものを採用した。測定結果を図５のグラフに示すとおりである。
【０１１６】
すなわち、図５のグラフに示すように、ブラシ毛３７の密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２を超えるまでは、帯電ローラ３０の周面電圧Ｖ０は、初期の設定電圧である２５５Ｖに略近い値になっているが、密度が３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２を超えると、その超えた量の増加に従って周面電圧Ｖ０の値が急激に低下している。このことが本発明においてブラシ毛３７の密度を３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下に設定した根拠である。
【実施例３】
【０１１７】
永久磁石８１の磁極面８１１と感光体ドラム２０の周面との間の間隙ｄを種々変化させ、永久磁石８１の磁束密度に関し４００Ｇ、６００Ｇおよび８００Ｇのそれぞれについて各間隙ｄ毎に実機のプリンタ１０で１００００枚の用紙Ｐに転写処理を施した後、永久磁石８１が吸着した外添材の吸着状態を目視で観察し、吸着状態の善し悪しを判定した。間隙ｄの寸法としては、０μｍ（間隙なし）、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍおよび４００μｍの５種類を採用した。試験結果は、表１に示すとおりである。因みに、表１において、○印は、吸着状況が良好であったことを示し、×印は、吸着状況が不良であったことを示し、△印は、吸着状況がやや良であったことを示している。また、表１中「削れ」と表記されているのは、感光体ドラム２０の周面が帯電ローラ３０との摺接で削られたことを示している。
【０１１８】
【表１】
2007232855.tif 000003
【０１１９】
表１に示すように、永久磁石８１の磁極面８１１と感光体ドラム２０の周面との間の間隙ｄが１００μｍ、２００および３００μｍのときには、永久磁石８１の磁束密度が４００Ｇ、６００Ｇおよび８００Ｇのいずれであっても、永久磁石８１による外添材の吸着状況は良好であることが確認された。これに対し、間隙ｄが４００μｍのときには、永久磁石８１の磁束密度が４００Ｇおよび６００Ｇの場合、永久磁石８１は外添材をほとんど吸着していないことが確認された。但し、間隙ｄが４００μｍであっても、永久磁石８１の磁束密度が８００Ｇの場合には、永久磁石８１による外添材の吸着状況はやや良であったため、これをして本発明において永久磁石８１の磁束密度を４００μｍ以下に設定した根拠としている。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明に係るプリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。
【図２】各部材の電荷に注目して示した図１の画像形成部における感光体ドラム周りの拡大説明図であり、（イ）は、運転モードＭ１の場合、（ロ）は、キャリア回収モードＭ２の場合をそれぞれ示している。
【図３】画像形成部における感光体ドラム、帯電ローラおよびブラシローラの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】ブラシ毛の単糸繊度と１００００枚の用紙に対し画像形成処理を行った後の帯電ローラの周面電位との関係を示すグラフである。
【図５】ブラシ毛の密度と１００００枚の用紙に対し画像形成処理を行った後の帯電ローラの周面電位との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  プリンタ（画像形成装置）
１１  装置本体              １２  用紙貯留部
１２１  用紙カセット        １２２  ピックアップローラ
１２３  給紙搬送路          １２４  レジストローラ対
１３  画像形成部            １４  定着部
１４１  ヒートローラ        １４２  加圧ローラ
１４３  排紙搬送路          １５  排紙部
１５１  排紙トレイ          ２０  感光体ドラム（像担持体）
２１  ドラム軸              ２１１  継手部
２２  アルミ素管            ２３  アモルファスシリコン層
２４  駆動モータ            ２５  ギヤ機構
２５１  ドラムギヤ          ２５２  帯電ローラギヤ
２５３  ブラシローラギヤ    ２６  軸受部材
２７  コイルスプリング      ３０  帯電ローラ
３１  帯電ローラ軸          ３２  帯電ローラ本体
３３  帯電ローラ用電源      ３５  ブラシローラ
３６  ブラシローラ軸        ３７  ブラシ毛
４０  露光装置              ５０  現像装置
５１  現像装置本体          ５１１  トナー供給開口
５１２  ドクターブレード    ５２  現像ローラ
５２１  現像ローラ軸        ５２２  現像ローラ本体
５３  現像ローラ用電源      ５４  トナーカートリッジ
５４１  現像剤排出口        ５４２  シャッタ
６０  転写ローラ            ６１  転写ローラ軸
６２  転写ローラ本体        ６３  転写ローラ用電源
７０  クリーニング装置      ７１  クリーニング装置本体
７２  クリーニングローラ    ７３  クリーニングブレード
７３１  ブレード刃          ８０  磁石部材（清浄化手段）
８１  永久磁石              ８１１  磁極面
８２  ケーシング            Ｄ  現像剤
Ｃ  キャリア                Ｃ１  品質劣化キャリア
ｄ  間隙                    Ｍ１  運転モード
Ｍ２  キャリア回収モード    Ｐ  用紙
Ｐ１  用紙束                Ｓ  トナー像
Ｔ  トナー                  Ｔ１  残留トナー
【図１】
2007232855.tif 000004
【図２】
2007232855.tif 000005
【図３】
2007232855.tif 000006
【図４】
2007232855.tif 000007
【図５】
2007232855.tif 000008