(57)【要約】【課題】帯電手段表面に潤滑剤粒子等の付着物が固着することを防止し、付着物除去手段の表面に蓄積した付着物が帯電手段に再付着することを防止する。【解決手段】帯電手段への付着物（特に潤滑剤粒子）が帯電手段表面に固着するのを防止するため、例えば、静電潜像が形成される感光体４０に潤滑剤７８を供給する潤滑剤供給手段と、感光体４０を帯電させる帯電ローラ７０と、帯電ローラ７０表面の付着物を除去する付着物除去手段を備え、帯電ローラ７０を像感光体４０に近接配置し、付着物除去手段を帯電ローラ７０に対して近接配置し、帯電ローラ７０の表面付着物を電界で除去する対向電極ローラ９０と、対向電極ローラ９０に接触してクリーニングするクリーニング手段を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
該像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
該帯電手段表面の付着物を除去する付着物除去手段
を備えた画像形成装置において、
前記帯電手段を前記像担持体に近接配置するとともに、
前記付着物除去手段を、前記帯電手段に対して近接配置して該帯電手段の表面付着物を電界で除去する対向電極部材と、該対向電極部材に接触して該対向電極部材をクリーニングするクリーニング手段とから構成してなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記帯電手段が、少なくとも、支持体と、導電性の帯電部材と、帯電部材の両端に取り付けられたギャップ保持部材とから構成されるローラ形状のものであり、
前記ギャップ保持部材により、前記像担持体と前記帯電部材、および該帯電部材と前記付着物除去手段をそれぞれ近接配置してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記帯電手段表面の付着物を前記対向電極に飛翔させる電界を、前記像担持体表面の付着物を前記帯電部材に飛翔させる電界より大きくしてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
前記帯電部材と前記付着物除去手段との間のギャップが、前記像担持体と前記帯電部材との間のギャップより小さくなるように構成してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの画像形成装置において、
前記帯電手段表面の付着物を前記対向電極に飛翔させる電界が、前記像担持体表面の付着物を前記帯電部材に飛翔される電界より大きくなるように、前記対向電極にバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの画像形成装置において、
前記帯電手段と前記対向電極の双方にＤＣにＡＣを重畳したバイアスを印加する手段を有し、
前記帯電手段と前記対向電極の双方に印加する前記バイアスのＡＣ成分は周波数、位相、ピーク間電圧が等しく、ＤＣ成分の差を前記帯電手段と前記対向電極間の放電開始電圧以下になるように設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの画像形成装置において、
前記対向電極は少なくとも、導電性支持体と、表層から構成されるローラ形状のものであり、
該対向電極の表層は前記像担持体の表層と同じバインダー樹脂を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの画像形成装置において、
前記対向電極をクリーニングするクリーニング手段が、芯金とクリーニング部材であるメラミン樹脂フォームから構成されるローラ形状のものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１から８の画像形成装置において、
前記像担持体に供給される潤滑剤はステアリン酸亜鉛を含む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】
本発明は複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長期にわたって帯電性能を維持するために帯電手段をクリーニングするクリーニング手段を設けることは広く知られている。クリーニング手段としては、構成が簡単なことから帯電手段に対してクリーニング部材を物理的に接触させてクリーニングするものが一般的に採用されてきた。
【０００３】
しかし、帯電手段に帯電クリーニング手段を接触させた場合には、クリーニング部材に溜まったトナー等の汚れによりかえって帯電手段を汚してしまったり、クリーニング部材自体が劣化してクリーニング性能を維持できなくなったりすることがあった。
【０００４】
一方で、帯電手段表面の汚れを静電的に除去する方法も知られている。
【０００５】
例えば特許文献１では、感光体に接触配置された帯電ローラに対して、帯電ローラの近傍に設置された導電性のクリーニング部材を非接触配置することで、帯電ローラの汚れを電界で飛翔させて除去している。さらに、クリーニング部材にたまった汚れを回収する受け皿を配置している。
【０００６】
また特許文献２では、感光体に非接触配置された帯電ローラにクリーニング部材を接触配置するとともに、クリーニング部材で物理的に除去しきれなかった帯電ローラの汚れを電界により感光体に飛翔させる方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、感光体に潤滑剤を供給することで、感光体の摩耗を低減したり、感光体のクリーニング性を向上させる方法が知られている一方で、感光体に潤滑剤を供給した場合には、潤滑剤による帯電ローラ汚れ帯電不良が発生しやすいという課題があり、特に帯電ローラを感光体に接触配置した場合にはその傾向が顕著である。また、帯電ローラのクリーニング部材がかえって潤滑剤を帯電ローラにこすり付けてしまう不具合があった。特に感光体に塗布する潤滑剤は引き伸ばされて膜を形成しやすいが、従来の技術では感光体に塗布している潤滑剤が帯電ローラに付着して発生する帯電ローラ汚れに関しては十分に考慮されていなかった。
【０００８】
特許文献１の技術では、帯電ローラと帯電ローラクリーニング部材は非接触に配置されているものの、帯電ローラが感光体に接触配置されているために、感光体に潤滑剤を塗布した場合には接触部で感光体から帯電ローラに潤滑剤が転移し、帯電ローラ汚れが発生しやすい。さらに金属製のクリーニング部材に飛翔させた汚れを振動で受け皿に回収する構成のため、汚れの機内飛散などが起こりやすい。
【０００９】
また特許文献２の技術では、帯電ローラが感光体に非接触配置とすることで、感光体上の潤滑剤が帯電ローラに物理的に転移することは防止できるが、帯電ローラクリーニング部材を接触配置しているため、感光体から静電的に飛翔してきた潤滑剤粒子が帯電ローラクリーニング部材により帯電ローラ表面に引き伸ばされてしまうという問題がある。また、帯電ローラ上の汚れを電界を利用して感光体に戻すことが記載されているが、帯電ローラ上の汚れを感光体に戻す動作は作像時以外で行う必要があり、画像形成装置の生産性が低下してしまうという課題もある。
【００１０】
本発明は、上記した問題点にかんがみてなしたものであり、感光体に潤滑剤を塗布した場合でも帯電ローラ汚れを発生しにくい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】
【００１１】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、該帯電手段表面の付着物を除去する付着物除去手段を備えた画像形成装置において、前記帯電手段を前記像担持体に近接配置するとともに、前記付着物除去手段を、前記帯電手段に対して近接配置して該帯電手段の表面付着物を電界で除去する対向電極部材と、該対向電極部材に接触して該対向電極部材をクリーニングするクリーニング手段とから構成してなることを特徴とする。
【００１２】
同請求項２に係るものは、請求項１の画像形成装置において、前記帯電手段が、少なくとも、支持体と、導電性の帯電部材と、帯電部材の両端に取り付けられたギャップ保持部材とから構成されるローラ形状のものであり、前記ギャップ保持部材により、前記像担持体と前記帯電部材、および該帯電部材と前記付着物除去手段をそれぞれ近接配置してなることを特徴とする。
【００１３】
同請求項３に係るものは、請求項１または２の画像形成装置において、前記帯電手段表面の付着物を前記対向電極に飛翔させる電界を、前記像担持体表面の付着物を前記帯電部材に飛翔させる電界より大きくしてなることを特徴とする。
【００１４】
同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、前記帯電部材と前記付着物除去手段との間のギャップが、前記像担持体と前記帯電部材との間のギャップより小さくなるように構成してなることを特徴とする。
【００１５】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの画像形成装置において、前記帯電手段表面の付着物を前記対向電極に飛翔させる電界が、前記像担持体表面の付着物を前記帯電部材に飛翔される電界より大きくなるように、前記対向電極にバイアスを印加することを特徴とする。
【００１６】
同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの画像形成装置において、前記帯電手段と前記対向電極の双方にＤＣにＡＣを重畳したバイアスを印加する手段を有し、前記帯電手段と前記対向電極の双方に印加する前記バイアスのＡＣ成分は周波数、位相、ピーク間電圧が等しく、ＤＣ成分の差を前記帯電手段と前記対向電極間の放電開始電圧以下になるように設定することを特徴とする。
【００１７】
同請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかの画像形成装置において、前記対向電極は少なくとも、導電性支持体と、表層から構成されるローラ形状のものであり、該対向電極の表層は前記像担持体の表層と同じバインダー樹脂を含むことを特徴とする。
【００１８】
同請求項８に係るものは、請求項１から７のいずれかの画像形成装置において、前記対向電極をクリーニングするクリーニング手段が、芯金とクリーニング部材であるメラミン樹脂フォームから構成されるローラ形状のものであることを特徴とする。
【００１９】
同請求項９に係るものは、請求項１から８の画像形成装置において、前記像担持体に供給される潤滑剤はステアリン酸亜鉛を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、帯電手段表面に付着物（特に潤滑剤粒子）が固着することを防止することができ、また付着物を除去する手段の表面に蓄積した付着物が帯電手段に再付着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】タンデム中間転写方式のフルカラー複写機の例を示す全体構成図
【図２】画像形成ユニットの構成を示す断面図
【図３】画像形成ユニットの他の構成を示す断面図
【図４】本実施例で使用可能な帯電ローラの構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例に係る帯電ローラのクリーニング方式を示す概念図
【図６】本実施例のギャップ形成方法の概略図
【図７】本実施例の他のギャップ形成方法の概略図
【図８】本発明の実施例に係る他の帯電ローラのクリーニング方式を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の画像形成装置の実施形態としては、帯電手段への付着物（特に潤滑剤粒子）が帯電手段表面に固着するのを防止するため、例えば、静電潜像が形成される像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電手段表面の付着物を除去する付着物除去手段を備え、帯電手段を像担持体に近接配置し、付着物除去手段を帯電手段に対して近接配置し、帯電手段の表面付着物を電界で除去する対向電極と、対向電極に接触して対向電極をクリーニングするクリーニング手段を備える構成とする。この構成では、帯電手段表面の付着物を電界を用いて非接触で除去することで、帯電手段表面に潤滑剤粒子等の付着物が固着することを防止することができる。また、付着物除去手段の表面をクリーニング手段でクリーニングすることで、付着物除去手段の表面に蓄積した付着物が帯電手段に再付着することを防止することができる。
【００２３】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、帯電手段を、少なくとも支持体と導電性の帯電部材と帯電部材の両端に取り付けられたギャップ保持部材から構成されるローラ形状とし、ギャップ保持部材により像担持体と帯電部材及び帯電部材と付着物除去手段をそれぞれ近接配置する。このことにより、像担持体と帯電部材との間、帯電部材と付着物除去手段との間を簡単な構成で高精度に近接配置する。すなわち、帯電ローラの端部にギャップ保持部材を取り付けて、このギャップ保持部材を像担持体と付着物除去手段に当接させることで、帯電ローラと像担持体や付着物除去手段との間に高精度のギャップを維持することができる。
【００２４】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、帯電手段表面の付着物を対向電極に飛翔させる電界が、像担持体表面の付着物を帯電部材に飛翔させる電界より大きくなるように構成する。これにより、像担持体から帯電手段に飛翔してしまった付着物が対向電極に飛翔しやすくすることができる。
【００２５】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、帯電部材と付着物除去手段との間のギャップが、像担持体と帯電部材との間のギャップより小さくなるように構成する。すると、帯電部材と付着物除去手段との間のギャップが、像担持体と帯電部材との間のギャップより小さくなることで、帯電部材と付着物除去手段との間の電界が像担持体と帯電手段間の電界より大きくなりやすく、帯電手段の付着物が付着物除去手段に飛翔しやすくなる。
【００２６】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、帯電手段表面の付着物を対向電極に飛翔させる電界が、像担持体表面の付着物を帯電部材に飛翔される電界より大きくなるように、対向電極にバイアスを印加する。この構成により、対向電極にバイアスを印加することで、帯電部材と対向電極間の電界が像担持体と帯電手段間の電界より大きくなり、帯電手段の付着物が対向電極に飛翔しやすくすることができる。
【００２７】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、  帯電手段と対向電極の双方にＤＣにＡＣを重畳したバイアスを印加する構成とし、両者のＡＣ成分は周波数、位相、ピーク間電圧が等しく、ＤＣ成分の差を帯電手段と対向電極間の放電開始電圧以下になるように設定する。すなわち、両者に同じ周波数、位相、ピーク間電圧をもつＡＣバイアスを印加することで、ＡＣ成分をキャンセルし、ＤＣ成分の差を帯電部材と対向電極間の放電開始電圧以下に設定して、帯電部材と対向電極間で放電を発生させることなく帯電手段の付着物を対向電極に電界で飛翔させることができる。また、放電生成物の発生量が増加することも防止でき、さらには像担持体と帯電手段間の放電に悪影響を与えることもない。
【００２８】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、対向電極を少なくとも導電性支持体と表層から構成されるローラ形状のものとし、対向電極の表層は像担持体の表層と同じバインダー樹脂を含む構成とする。表層に適度の抵抗を持たせることで帯電手段から対向電極への異常放電を防止することができる。また、対向電極がローラ形状でその表層が像担持体の表層と同じバインダー樹脂を含むので、対向電極のクリーニングが容易であり、対向電極表面に潤滑剤が塗布されやすく対向電極から帯電手段への再飛翔を低減できる。
【００２９】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、対向電極をクリーニングするクリーニング手段が、芯金とクリーニング部材であるメラミン樹脂フォームから構成されるローラ形状のものとすると、メラミン樹脂フォームは他のスポンジ状の材料より強度に優れ、フォーム内に空間が多く存在するため、大量の付着物を内部に保持することが可能であり、長期にわたってクリーニング性能を維持することができる。
【００３０】
また、本発明の他の実施形態としては、例えば、像担持体に供給される潤滑剤がステアリン酸亜鉛を含むようにすることで、像担持体の摩耗を低減し、クリーニング性を向上させ得る。すなわちステアリン酸亜鉛は像担持体の保護作用に優れ像担持体の摩耗を低減するとともに、像担持体のクリーニング性を向上させるので、これらの潤滑剤を像担持体に供給することで、像担持体や像担持体クリーニング手段の寿命を向上させることができる。
【実施例】
【００３１】
＜実施例１＞
本発明の実施対象となる画像形成装置の一例を図面に基づいて説明する。ただし本発明が以下に説明する実施例に限定されることはない。
図１はタンデム中間転写方式のフルカラー複写機の例を示す全体構成図である。このフルカラー複写機（タンデム画像形成装置２０）は、装置本体１００、装置本体１００を載せる給紙装置２００、装置本体１００上に取り付けるスキャナ３００、スキャナ３００上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００等から構成されている。
【００３２】
装置本体１００の中央には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の４つの画像形成ユニット１８（１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋ）を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０が構成されている。タンデム画像形成装置２０の各画像形成ユニットは、それぞれＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの各色トナー像が形成される感光体４０（４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋ）を有している。
【００３３】
このタンデム画像形成装置２０の上方には、露光装置２１が設けられている。露光装置２１は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたｆθレンズ、長尺ＷＴＬ等のレンズやミラーから構成されている。各色の画像情報に応じてＬＤから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体４０に照射される。
【００３４】
タンデム画像形成装置２０の下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設置されている。中間転写ベルト１０は、図示の例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能である。第１の支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５の間には、各色の感光体４０から中間転写ベルトにトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ６２（６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｂｋ）が中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体４０に対向するように設けられている。
【００３５】
また第３の支持ローラ１６の下流側には、画像転写後に中間転写ベルト上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。
【００３６】
中間転写ベルト１０の材質としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレスベルトに成形して使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。
【００３７】
中間転写ベルト１０の下方には２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示の例では、２つのローラ２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を転写材に転写する。２次転写ベルトとしては中間転写ベルト１０と同様の材料を用いることができる。
【００３８】
２次転写装置２２の横には、転写材上の画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
【００３９】
また２次転写装置２２は、画像転写後の転写材を定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写材搬送機能を別途備える必要がある。なお、図示の例では２次転写装置２２および定着装置２５の下方に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置２８を備えている。
【００４０】
このフルカラー複写機を用いてコピー動作をおこなうときは、ＡＤＦの原稿台３０上に原稿をセットする。または、ＡＤＦを開いてスキャナのコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦを閉じて原稿を押さえる。そして、不図示の操作部のスタートスイッチを押すと、ＡＤＦに原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナを駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
【００４１】
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体４０が図１の紙面で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体４０の表面が帯電装置である帯電ローラにより一様に帯電される。そして、各色の感光体４０には露光装置２１から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体４０が回転することにより各色の現像装置６０で各色のトナーが現像される。各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送とともに、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト１０上にフルカラー画像が形成される。転写後の感光体４０は除電ランプにより光除電され、クリーニング手段により転写残のトナーが除去される。
【００４２】
一方、給紙装置２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転させ、給紙テーブル４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写材を送り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転させて手差しトレイ５１上の転写材を送り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００４３】
そして、中間転写ベルト１０上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写材を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写材上にトナー像を転写する。
【００４４】
トナー像が転写された転写材は、２次転写装置２２で搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写材に定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び２次転写装置２２へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００４５】
所定枚数の画像形成が終了した後には作像後処理を行ってから感光体４０の回転を停止させる。作像後処理では帯電バイアス、転写バイアスをオフした状態で感光体４０を１周以上回転させ、その際に除電手段により感光体４０の表面の電荷を除電して、感光体４０が除電したまま放置されて感光体４０が劣化することを防止する。
【００４６】
白黒モードが選択された場合には、支持ローラ１５が下方に移動し、中間転写ベルト１０を各感光体４０から離間させる。そして感光体４０Ｂｋのみが図１の反時計回り方向に回転し、感光体４０Ｂｋの表面が帯電ローラにより一様に帯電され、Ｂｋの画像に対応するレーザ光が照射され、潜像が形成され、Ｂｋ色のトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト１０上に転写される。この際、Ｂｋ以外の３色の感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、現像装置６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍは停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００４７】
一方、給紙カセット４４から転写材が給紙され、レジストローラ４９により、中間転写ベルト１０上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。トナー像が転写された転写材は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置２５で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００４８】
画像形成ユニットの構成を図２に示す。像担持体である感光体４０の周りには、感光体を均一に帯電する帯電ローラ７０、感光体４０の電位を検知する電位センサ７１、感光体４０に形成された静電潜像を現像する現像装置６０、トナー像が転写された後の感光体４０の表面を除電する除電ランプ７２、転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として２本のブラシローラ７３、７４とクリーニングブレード７５が配置されている。また、画像形成ユニットのケースには露光装置からの露光光７６を通過させるための開口が設けられている。
【００４９】
ブラシローラ７４には固形の潤滑剤７８が当接しており、潤滑剤供給部材としての機能も持っている。固形の潤滑剤の例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛のような脂肪酸金属塩や、カルナウバワックスのような天然ワックスや、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂を用いることができる。
【００５０】
ブラシローラ７４や、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード７５により感光体４０から掻き取られたトナーは、トナー搬送コイル７９により回収され、図示しない廃トナー収納部に搬送するように構成されている。
【００５１】
この実施例では転写後に除電された感光体４０をクリーニングするように構成されているが、転写後にクリーニングされた感光体４０を除電するように構成してもよい。またこの実施例ではクリーニング手段内に潤滑剤供給手段が配置されているが、この構成ではクリーニングに入力してくるトナー量により潤滑剤の供給が影響を受けやすい。これはクリーニング手段内に潤滑剤供給手段が併設されているために、クリーニングに入力してくるトナー量（転写残トナーや、フルカラー画像形成装置では上流で形成されたトナー像による逆転写トナー）が変動した場合に、潤滑剤の供給効率が影響を受けてしまうことによる。それに対して、図３のようにクリーニングブレード７５の下流に潤滑剤供給手段である潤滑剤７８と潤滑剤供給ブラシ７４と潤滑剤塗布ブレード８０を配置することで、形成される画像面積により転写残トナーや逆転写トナーの入力量が変化しても像担持体である感光体４０に潤滑剤を安定に供給することができる。
【００５２】
図４に本実施例で使用可能な帯電ローラの構成を示す。帯電ローラ７０は導電性支持体である芯金１０１と、帯電部材としての樹脂層１０２と、ギャップ保持部材１０３から構成される。
【００５３】
芯金１０１はステンレス等の金属が用いられる。芯金１０１が細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体４０に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。また、芯金１０１が太すぎる場合には帯電ローラ７０が大型化したり、質量が重くなったりする問題があるため、芯金１０１の直径としては６〜１０ｍｍ程度が望ましい。
【００５４】
帯電ローラ７０の樹脂層は１０＾４〜１０＾９Ωｃｍの体積抵抗を持つ材料が好ましい。抵抗が低すぎると感光体４０にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアスのリークが発生しやすく、抵抗が高すぎると放電が十分に発生せず均一な帯電電位を得ることができない。基材となる樹脂に導電性材料を配合することで所望の体積抵抗を得ることができる。基材樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。これらの基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。
【００５５】
導電性材料としては四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物のようなイオン導電性材料が好ましい。四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンの例としては、四級アンモニウム塩基を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレンーエチルアクリレート共重合、エチレンーメチルアクリレート共重合、エチレン−酢酸ビニル共重合、エチレン−プロピレン共重合、エチレン−ヘキセン共重合等のポリオレフィンである。本実施の形態においては、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンについて例示したが、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィン以外の高分子化合物であっても構わない。
【００５６】
前記のイオン導電性材料は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより、前記の基材樹脂に均一に配合される。配合された材料を芯金上に射出成形、あるいは押出成形にすることにより、容易にローラ形状に成型することができる。イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂１００重量部に対してイオン導電性材料３０〜８０重量部が望ましい。帯電ローラ７０の樹脂層の厚さとしては０．５〜３ｍｍが望ましい。樹脂層が薄すぎると成型が困難である上に強度の面でも問題がある。樹脂層が厚すぎると帯電ローラ７０が大型化するうえに樹脂層の実際の抵抗が大きくなるため帯電効率が低下してしまう。
【００５７】
樹脂層を成形した後、樹脂層の両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材１０３を圧入や接着、あるいはその両方を併用して、芯金に固定する。このようにして、帯電部材とギャップ保持部材１０３を一体化してから、切削や研削等の加工を行って帯電ローラ７０の外径を整えることで帯電部材とギャップ保持部材１０３のフレの位相を揃えることができ、帯電ギャップの変動を低減することができる。
【００５８】
ギャップ保持部材１０３の材質としては帯電部材の基材と同様にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。ただし、感光層にギャップ保持部材１０３を当接させるので感光層が損傷するのを防止するために、帯電部材より硬度の低いグレードを用いることが望ましい。また、摺動性に優れ感光層に損傷を与えにくい樹脂材料として、ポリアセタール、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の樹脂を用いることもできる。
【００５９】
また、樹脂層やギャップ保持部材１０３にはコーティング等により、トナー等が付着しにくい表層を数１０μｍ程度の厚さで形成することもできる。
【００６０】
ギャップ保持部材１０３を感光体４０の画像領域外に付き当てることで、帯電ローラ７０の樹脂層と感光体４０との間にギャップを形成する。帯電ローラ７０は芯金の端部に取り付けられたギヤが感光体４０のフランジに形成されたギヤとかみ合っており、感光体駆動モータにより感光体４０が回転すると帯電ローラ７０も連れ回り方向に回転する。樹脂層と感光体４０が接触することがないので、帯電ローラ７０として硬い樹脂材料と有機感光体を使用した場合でも画像領域の感光層に傷が付いたりすることはない。また、ギャップが広がりすぎると異常放電が発生し均一に帯電できなくなるため、最大ギャップは１００μｍ程度以下に抑える必要がある。このような感光体４０と帯電ローラ７０間にギャップを設けた帯電ローラ７０を使用する場合には、帯電バイアスとしてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳することが望ましい。
【００６１】
帯電部材、ギャップ保持部材１０３を樹脂材料で構成しているので、加工が容易で高精度の帯電ローラ７０を製造することができる。
【００６２】
また、帯電ローラ７０にはローラ表面をクリーニングするためのクリーニングローラ７７が当接している。このクリーニングローラは金属製の芯金上にメラミンフォームを取り付けたローラであり、帯電ローラ７０に自重で当接しており帯電ローラ７０の回転にともない連れ回り回転しながら帯電ローラ７０表面に付着したトナー等の汚れを除去する。クリーニングローラは帯電ローラ７０に常時接触させておいても良いが、クリーニングローラの接離機構を備えて、普段は離間させておき必要に応じて定期的に帯電ローラ７０に当接させて間欠的に帯電ローラ７０表面をクリーニングするように構成することもできる。
【００６３】
各現像装置は構成が同一のものであり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置であり、各色の現像装置内にはトナーとキャリアからなる二成分現像剤が収容されている。
【００６４】
現像装置は感光体４０に対向した現像ローラ６１、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー６２、６３、トナー濃度センサ６４、等から構成される。現像ローラ６１は外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサ６４の出力に応じて、図示しないトナー補給装置より必要量のトナーが補給される。
【００６５】
トナーは結着樹脂、着色剤、電荷制御剤を主成分とし、必要に応じて、他の添加剤が加えられて構成されている。結着樹脂の具体例としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂、等を用いることができる。トナーに使用される着色材（例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック）としては、トナー用として公知のものが使用できる。着色材の量は結着樹脂１００重量部に対して０．１から１５重量部が適当である。
【００６６】
電荷制御剤の具体例としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、４級アンモニウム塩などが用いられ、これらはトナー粒子の極性により使い分けされる。荷電制御剤量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部である。
【００６７】
トナー粒子には流動性付与剤を添加しておくのが有利である。流動性付与剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物の微粒子及びそれら微粒子をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等によって表面処理したものや、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン等のポリマー微粒子、などが用いられる。これら流動性付与剤の粒径は０．０１〜３μｍの範囲のものが使用される。これら流動性付与剤の添加量は、トナー粒子１００重量部に対して０．１〜７．０重量部の範囲が好ましい。
【００６８】
二成分現像剤用トナーを製造する方法としては、種々の公知の方法、またはそれらを組み合わせた方法により製造することができる。例えば、混練粉砕法では、結着樹脂とカーボンブラックなどの着色材及び必要とされる添加剤を乾式混合し、エクストルーダー又は二本ロール、三本ロール等にて加熱溶融混練し、冷却固化後、ジェットミルなどの粉砕機にて粉砕し、気流分級機により分級してトナーが得られる。また、懸濁重合法や非水分散重合法により、モノマーと着色材、添加剤から直接トナーを製造することも可能である。
【００６９】
キャリアは芯材それ自体からなるか、芯材上に被覆層を設けたものが一般に使用される。本発明において用いることのできる樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイトである。この芯物質の粒径は２０〜６０μｍ程度が適当である。
【００７０】
キャリア被覆層形成に使用される材料としては、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトンがある。被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
【００７１】
使用する感光体の一例としては、導電性支持体上に構成された感光層である電荷発生層、電荷輸送層からなる積層型有機感光体が挙げられる。導電性支持体は、体積抵抗１０＾１０Ωｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状又は円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の管材を切削、超仕上げ、研磨等で表面処理したものからなる。
【００７２】
電荷発生層は、電荷発生材料を主成分とする層である。電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファスシリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００７３】
電荷発生層は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を塗布することにより形成できる。電荷発生層の塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行うことができる。適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料１部に対して０〜２部が適当である。なお電荷発生層は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。また、電荷発生層の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
【００７４】
電荷輸送層は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。
【００７５】
電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。
【００７６】
これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００７７】
正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００７８】
電荷輸送材料と共に電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ、ポリカーボネート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル、シリコーン、エポキシ、メラミン、ウレタン、フェノール、アルキッド等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００７９】
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
【００８０】
電荷輸送層の厚さは、１０〜４０μｍの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。所望により電荷輸送層に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜３０％程度が適当である。所望により電荷輸送層に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜１％程度が適当である。
【００８１】
感光層に含有される電荷輸送材量の含有量は、電荷輸送層の３０重量％以上とするのが好ましい。３０重量％未満では、感光体４０へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず好ましくない。
【００８２】
また感光体４０には、導電性支持体と感光層との間に下引き層を形成することもできる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン、アルキッド−メラミン、エポキシ等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
【００８３】
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
【００８４】
この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この他に、下引き層には、Ａｌ＾２Ｏ＾３を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ、ＳｎＯ＾２、ＴｉＯ＾２、ＩＴＯ、Ｃｅ０＾２等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００８５】
また感光体４０には、感光層の保護及び耐久性の向上を目的に感光層の上に保護層を形成することもできる。この保護層はバインダー樹脂に耐摩耗性を向上する目的でアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等の金属酸化物微粒子が添加された構成である。バインダー樹脂としては、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル、フェノール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ等の樹脂が挙げられる。
【００８６】
保護層に添加される金属酸化物微粒子の量は、重量基準で通常は、５〜３０％である。金属酸化物微粒子の量が５％未満では、摩耗が大きく耐摩耗性を向上する効果が小さく耐久性に劣り、３０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。保護層の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。保護層の厚さは、１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍ程度が適当である。保護層の膜厚が薄すぎると耐久性に劣り、保護層の膜厚を厚くしすぎると感光体４０製造時の生産性が低下するだけでなく、経時での残留電位の上昇が大きくなってしまう。保護層に添加する金属酸化物粒子の粒径としては０．１〜０．８μｍが適当である。金属酸化物微粒子の粒径が大きすぎる場合には保護層表面の凹凸が大きくなりクリーニング性が低下する上、露光光が保護層で散乱されやすく解像力が低下し画像品質が劣る。金属酸化物微粒子の粒径が小さすぎると耐摩耗性に劣る。
【００８７】
さらに保護層には、基材樹脂への金属酸化物微粒子の分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるものが適宜利用できその量は重量基準で通常は含有する金属酸化物微粒子の量に対して０．５〜４％、好ましくは、１〜２％である。
【００８８】
また、保護層に電荷輸送材料を添加することで、保護層中の電荷の移動を促進することができる。保護層に添加する電荷輸送材料としては電荷輸送層と同じ材料を用いることができる。
【００８９】
また、感光体４０には耐環境性の改善のため、とりわけ感度低下や残留電位の上昇を防止する目的で、各層に酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、およびレベリング剤等を添加することができる。
【００９０】
ところで、帯電ローラ７０を感光体４０に接触配置した場合には、帯電ローラ７０が感光体４０に連れ回り回転する際に、感光体４０の表面の汚れが帯電ローラ７０にこすりつけられるため、帯電ローラ７０にトナー等の汚れが付着しやすく、特に感光体４０に潤滑剤を塗布した場合には帯電ローラ７０の汚れが顕著である。
【００９１】
それに対して、帯電ローラ７０を感光体４０に非接触に配置することで、帯電ローラ７０表面が感光体４０にこすりつけられることがないので、帯電ローラ７０の汚れを大幅に低減することができる。
【００９２】
しかし、非接触に配置した場合でも帯電バイアスの電界により、感光体４０上のトナーやトナー外添剤等の粒子が飛翔して帯電ローラ７０の表面に付着してしまう。感光体４０に供給された潤滑剤はクリーニングブレード引き伸ばされて感光体４０表面に保護膜を形成するが、わずかに粒子のままクリーニングブレードをすり抜けてしまった潤滑剤が帯電領域に到達すると、潤滑剤の粒子も電界で帯電ローラ７０に飛翔してしまう。感光体４０を均一に帯電させる目的でＡＣバイアスを重畳しているとこの傾向が顕著である。帯電ローラ７０にクリーニング部材を当接させて帯電ローラ７０の汚れを除去しようとすると、トナーやトナー外添剤のような固い粒子は除去できるものの、潤滑剤のような柔らかい粒子は除去できずに逆に帯電ローラ７０の表面に引き伸ばして帯電ローラ７０を汚してしまう不具合があった。したがって、帯電ローラ７０の表面に付着した潤滑剤粒子を取り除くためには、非接触状態で除去することが望ましい。
【００９３】
感光体４０に非接触に配置された帯電ローラ７０表面に電界で飛翔してきた潤滑剤等の粒子は、電界を利用することで帯電ローラ７０表面から除去することもできる。
【００９４】
図５に本発明の実施例に係る帯電ローラ７０のクリーニング方式を示す。帯電ローラ７０は感光体４０に非接触配置され、対向電極ローラ９０も帯電ローラ７０に非接触配置されている。帯電ローラ７０には感光体４０を目的の電位に帯電させるためにＤＣにＡＣを重畳したバイアスが印加されている。対向電極ローラ９０には帯電ローラ７０表面の付着物を飛翔させるためのバイアスが印加されており、端部に取り付けたギヤが帯電ローラ７０の端部に取り付けたギヤと噛み合い、帯電ローラ７０の回転に同期して回転する。すなわち、対向電極ローラ９０へ飛翔してきた潤滑剤やトナー等の粒子が帯電ローラ７０へ再飛翔するのを防止するため、対向電極ローラ９０にはクリーニング部材９１を当接させている。既述のように、特許文献１では、対向電極が円弧形状の板状部材で構成されているために対向電極の表面を清掃することが困難であるが、本実施例の構成では、対向電極をローラ形状として回転させているので、対向電極ローラ９０の表面を容易にクリーニングすることができる。
【００９５】
図６に本実施例のギャップ形成方法の概略図を示す。帯電ローラ７０は端部に取り付けたギャップコロを感光体４０に当接させることで感光体４０との間にギャップを形成しているが、このギャップコロに対向電極ローラ９０の端部を当接させることで帯電ローラ７０と対向電極ローラ９０の間にもギャップを形成することができる。図６の構成では対向電極ローラ９０と帯電ローラ７０間のギャップは帯電ローラ７０と感光体４０間のギャップと同等となる。
【００９６】
しかし、図７のように対向電極ローラ９０を帯電ローラ７０のギャップコロ当接部の外径が小さくなるようにしておけば、対向電極ローラ９０と帯電ローラ７０間のギャップを帯電ローラ７０と感光体４０間のギャップより小さくすることもできる。
【００９７】
二体間の電位差が一定であれば、ギャップが小さいほうが二体間の電界は大きくなるので、感光体４０上の粒子を帯電ローラ７０に飛翔させにくくするには感光体４０と帯電ローラ７０間のギャップをできるだけ大きくすることが望ましく、感光体４０から帯電ローラ７０に飛翔してしまった粒子を対向電極ローラ９０に効率的に飛翔させるためには帯電ローラ７０と対向電極ローラ９０間のギャップをできるだけ小さくすることが望ましい。
【００９８】
対向電極ローラ９０は無垢の金属ローラでは帯電ローラ７０に印加しているバイアスがリークする恐れがあるため、金属製の芯金上に中抵抗の表層を設けることが望ましい。表層の厚さはリークを防止する目的と高精度のギャップを形成することを考慮すると０．０２〜１．５ｍｍ程度が望ましい。表層はスプレー塗工や射出成形により作製することができる。ここで表層の材料に感光体４０表面層と同じバインダー樹脂を使用すると、潤滑剤との親和性が良いのでクリーニング部材により潤滑剤が引き伸ばされやすく表面に潤滑剤の膜を形成するので、多くの潤滑剤を保持することができるうえ、膜状になった潤滑剤は帯電ローラ７０に再飛翔することもない。
【００９９】
対向電極ローラ９０をクリーニングするクリーニング部材としてはスポンジ、ブラシ等の多様な材料を使用することができるが、芯金の周りをメラミン樹脂フォームで覆ったクリーニングローラを対向電極ローラ９０の表面に当接させてつれまわり回転させることが望ましい。メラミン樹脂フォームは他のスポンジ状の材料より強度に優れ、フォーム内に空間が多く存在するため内部に大量の粒子を保持することが可能であり、長期にわたってクリーニング性能を維持することができる。
【０１００】
ところで、放電中に感光体４０から帯電ローラ７０に飛翔する粒子は放電のイオン流の中を移動していることや、さらにはＡＣバイアスにより両方向の放電が交互に発生していることもあり、実際の粒子の帯電量を測定することは困難である。しかし、感光体４０を負極性に帯電させる画像形成装置で考えると、平均的なイオン流の流れは負イオンが帯電ローラ７０から感光体４０に向かう方法に移動しているはずであり、感光体４０から帯電ローラ７０に到達する粒子は平均的には正極性に帯電しているものと考えられる。
【０１０１】
ここで図５のように対向電極ローラ９０にＤＣバイアスのみを印加する場合に、帯電ローラ７０に到達した正極性の粒子を対向電極ローラ９０に飛翔させるためには、対向電極ローラ９０には帯電ローラ７０に印加するＤＣ成分と同極性で絶対値がより大きいバイアスを印加すればよい。すなわち、帯電ローラ７０に印加するＤＣバイアスが例えば−５００Ｖのとき、対向電極ローラ９０には例えば−１０００Ｖのバイアスを印加すれば、帯電ローラ７０上の粒子は対向電極ローラ９０に向かって飛翔する。
【０１０２】
ここで、対向電極ローラ９０にＤＣバイアスのみを印加すると、帯電ローラ７０には帯電ローラ７０と感光体４０間の放電開始電圧の２倍を超えるＡＣバイアスが印加されているため、帯電ローラ７０と対向電極ローラ９０の間でも放電が発生することになり、オゾンやＮｏｘ等の放電生成物の発生量が増えてしまうという問題がある。
【０１０３】
そこで、図８のように対向電極ローラ９０にも帯電ローラ７０に印加するＡＣバイアスと周波数、位相、ピーク間電圧が同じＡＣバイアスを重畳するように構成し、ＤＣバイアスの差を帯電ローラ７０と対向電極ローラ９０間の放電開始電圧以下に設定することで、ＡＣバイアス成分はキャンセルされるので帯電ローラ７０と対向電極ローラ９０間で放電が発生することなく帯電ローラ７０上の粒子を対向電極ローラ９０に飛翔させることができ、なおかつ帯電ローラ７０と感光体４０間の放電を妨げることもない。
【０１０４】
＜実施例２＞
感光体４０は直径６０ｍｍのアルミ素管上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、表面保護層からなる有機感光体を用いる。表面保護層のバインダー樹脂はポリカーボネートを用い、耐摩耗性向上のために粒径０．３μｍのアルミナ粒子を１０ｗｔ％分散させている。
【０１０５】
帯電ローラ７０は直径１０ｍｍの芯金上に射出成型により樹脂層を形成し外形１２．８ｍｍの帯電ローラ７０を作製したものとする。感光体４０と帯電ローラ７０間のギャップが平均６０μｍとなるようにギャップコロの外径を調整する。
【０１０６】
対向電極ローラ９０は直径９ｍｍの芯金上にポリカーボネートをバインダー樹脂とする中抵抗の表層を３０μｍの厚さでスプレー塗工で作製した。帯電ローラ７０と対向電極ローラ９０間のギャップが平均３０μｍとなるようにギャップコロの当接位置のローラ外径を小さくしする。
【０１０７】
クリーニングローラは直径８ｍｍの芯金上に厚さ１ｍｍのメラミンフォーム層を形成する。
【０１０８】
感光体４０に供給する潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑剤を溶融固化させたバーをブラシで削って感光体４０に供給する。
【０１０９】
感光体４０は線速３５２ｍｍ／ｓで回転し、帯電ローラ７０に印加するバイアスのＡＣ成分は周波数２．６５ｋＨｚ、ピーク間電圧２．２ｋＶの正弦波を用い、ＤＣ成分は現像能力に応じて、−４００Ｖ〜−９００Ｖの範囲で可変しているものとする。また、対向電極ローラ９０に印加するバイアスのＡＣ成分は位相、周波数、ピーク間電圧を帯電ローラ７０に印加するＡＣ成分と同じとし、ＤＣ成分は−９００Ｖ〜−１４００Ｖの範囲で帯電ローラ７０に印加するＤＣ成分との差が５００Ｖになるように設定する。
【符号の説明】
【０１１０】
１００：装置本体
１０１：芯金
１０２：樹脂層
１０３：ギャップ保持部材
２００：給紙装置
３００：スキャナ
４００：原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
１０：中間転写ベルト
１４、１５、１６：支持ローラ
１８（１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋ）：画像形成ユニット
１７：中間転写ベルトクリーニング装置
２０：タンデム画像形成装置
２１：露光装置
２２：２次転写装置
２３：ローラ
２４：２次転写ベルト
２５：定着装置
２６：定着ベルト
２７：加圧ローラ
２８：シート反転装置
３０：ＡＤＦの原稿台
３２：コンタクトガラス
３３：第１走行体
３４：第２走行体
３５：結像レンズ
３６：読み取りセンサ
４０（４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋ）：感光体
４２：給紙ローラ
４３：給紙テーブル
４４：給紙カセット
４５：分離ローラ
４６：給紙路
４７：搬送ローラ
４８：給紙路
４９：レジストローラ
５０：給紙ローラ
５１：手差しトレイ
５２：分離ローラ
５３：手差し給紙路
５５：切換爪
５６：排出ローラ
５７：排紙トレイ
６２（６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｂｋ）：一次転写ローラ
６０（６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ）：現像装置
６１：現像ローラ
６２、６３：スクリュー
６４：トナー濃度センサ
７０：帯電ローラ
７１：電位センサ
７２：除電ランプ
７３、７４：ブラシローラ
７５：クリーニングブレード
７６：露光光
７８：潤滑剤
７９：トナー搬送コイル
８０：潤滑剤塗布ブレード
９０：対向電極ローラ
９１：クリーニング部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１１】
【特許文献１】特開平０６−１６１２１３号公報
【特許文献２】特開２００７−０１１０８４号公報
【図１】
2012163635.tif 000003
【図２】
2012163635.tif 000004
【図３】
2012163635.tif 000005
【図４】
2012163635.tif 000006
【図５】
2012163635.tif 000007
【図６】
2012163635.tif 000008
【図７】
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【図８】
2012163635.tif 000010