(57)【要約】【課題】帯電ローラに付着した現像剤の外添剤に対しても高い除去性能を発揮できるクリーニングモードを実行して、帯電ローラの交換寿命を従来よりも長く確保できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部６０は、クリーニングモードを実行する。最初に、感光ドラム２を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ４１から感光ドラム２へ移転させたトナーを、電源Ｓ１を制御して帯電ローラ３へ移転させる。次に、帯電ローラ３へ移転させたトナーを、感光ドラム２を順方向に回転させた状態で電源Ｓ１を制御して帯電ローラ３から感光ドラム２へ移転させる。その後、感光ドラム２を順方向に回転させた状態で帯電ローラ３から感光ドラム２へ移転させたトナー像をドラムクリーニング装置６により回収する。【選択図】図２
2013125172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に接触させて配置されて、順方向に回転する前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、
帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体と、を備える画像形成装置において、
前記帯電ローラに電圧を印加する電源と、
前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体から前記像担持体へ移転させたトナーを、前記電源を制御して前記帯電ローラへ移転させた後に、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記電源を制御して前記帯電ローラから前記像担持体へ移転させるクリーニングモードを実行する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体に向かって付勢された状態で前記像担持体に現像されたトナー像の転写部を形成する転写部材と、
前記転写部を通過した前記像担持体表面の転写残トナーを回収する像担持体クリーニング装置と、を備え、
前記制御手段は、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記帯電ローラから前記像担持体へ移転させたトナー像を前記像担持体クリーニング装置により回収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】
画像形成時に前記帯電ローラによって帯電された前記像担持体表面はトナーが付着しない画像の白地部であって、
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記転写部材に画像形成時とは逆極性の電圧を印加し、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記転写部材に画像形成時と同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写部を通過した前記像担持体表面の静電像を消去する消去手段を備え、
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体に電圧を印加して、前記消去手段によって静電像を消去された前記像担持体表面に帯状のトナー像を形成することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の回転方向における前記帯状のトナー像の長さは前記帯電ローラの周長さよりも大きいことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転開始させた後に前記現像剤担持体の回転を開始させ、前記現像剤担持体を回転停止させた後に前記像担持体の回転を停止させることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段では、画像形成時よりも遅い速度で前記像担持体を回転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】
前記転写部材を前記像担持体から離間する方向へ移動可能な移動機構を備え、
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転させる前に、前記移動機構によって前記転写部材を前記像担持体から離間する方向へ移動させることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
像担持体と、
前記像担持体に当接して、順方向に回転する前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、
前記帯電ローラに当接して回転して前記帯電ローラをクリーニングするスポンジローラと、
帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体と、
前記像担持体に向かって付勢された状態で前記像担持体に現像されたトナー像の転写部を形成する転写部材と、を備える画像形成装置において、
前記スポンジローラを介して前記帯電ローラに電圧を印加する電源と、
前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体から前記像担持体へ移転させたトナーを、前記電源を制御して前記帯電ローラを経て前記スポンジローラへ移転させた後に、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記電源を制御して前記スポンジローラから前記帯電ローラを経て前記像担持体へ移転させるクリーニングモードを実行する制御手段を備える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、像担持体の表面に帯電ローラを接触させて像担持体の表面を一様に帯電させる画像形成装置、詳しくは帯電ローラに付着して帯電性能を低下させる現像剤の外添剤を非画像形成時に除去するクリーニングモードの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成したトナー像を直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像を転写された記録材を定着装置の加熱ニップで加熱加圧して記録材に画像を定着させる画像形成装置が広く用いられている。
【０００３】
図２を参照して接触帯電方式の画像形成装置を説明する。接触帯電方式の画像形成装置（１００）では、帯電ローラ（３）を像担持体（２）に接触させて帯電ローラ（３）に電圧を印加することにより、像担持体（２）の表面を一様に帯電させる。そして、帯電された像担持体（２）の表面に露光等（７）によって静電像を形成し、形成された静電像に現像装置（４）からトナーを移転させてトナー像を形成する。
【０００４】
接触帯電方式の画像形成装置（１００）では、画像形成の累積に伴って、帯電ローラ（３）の表面に現像剤（一成分現像剤又は二成分現像剤）のトナーや外添剤が付着して帯電性能が次第に低下する。このため、帯電ローラ（３）は所定の画像形成枚数の累積ごとに新品交換されている。
【０００５】
しかし、帯電ローラ（３）の交換寿命をさらに延ばすために、帯電ローラ（３）に専用のトナークリーニング部材（２０：図１０）を配置する試みがされている（特許文献１、２）。また、非画像形成時に、帯電ローラ（３）に付着したトナーを電気的に像担持体（２）へ戻して帯電ローラ（３）から除去する様々なクリーニングモードの制御が提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４９２２０号公報
【特許文献２】特開２００９−３１３６６号公報
【特許文献３】特開２００６−１６２８０２号公報
【特許文献４】特開２００９−６９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、画像品質を高めるために、帯電ローラ（３）の帯電性能により高いものが求められ、帯電ローラ（３）による像担持体（２）の帯電性能（均一性、経時変化）への要求が厳しくなっている。そのため、従来のトナーに加えて、トナーよりも小さい現像剤の外添剤も、帯電ローラ（３）から効率的に除去することが求められている。
【０００８】
しかし、特許文献１、２のクリーニング部材は、トナーに対しては高い除去性能を有するが、トナーよりも微粒子である現像剤の外添剤に対しては大きな効果を期待できない。特許文献３、４のクリーニングモードは、トナーに対しては有効であるが、電気的な引力では物理的な吸着に対抗できない小さなサイズの外添剤に対しては大きな効果を期待できない。効果の小さな方法で、外添剤を十分に取り除こうとすると、クリーニングモードの時間が伸びて画像形成装置のダウンタイムが増えてしまう。
【０００９】
本発明は、現像剤の外添剤に対しても高い除去性能を発揮できるクリーニングモードを実行して、帯電ローラの交換寿命を従来よりも長く確保できる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】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に接触させて配置されて順方向に回転する前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体とを備えるものである。そして、前記帯電ローラに電圧を印加する電源と、前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体から前記像担持体へ移転させたトナーを、前記電源を制御して前記帯電ローラへ移転させた後に、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記電源を制御して前記帯電ローラから前記像担持体へ移転させるクリーニングモードを実行する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置では、像担持体を逆回転させるので、現像装置から像担持体に移転させた相当量のトナーを効率的に帯電ローラに接触させて、帯電ローラの外添剤をトナーに付着させた状態でトナーごと帯電ローラから像担持体へ回収することができる。帯電ローラに付着した外添剤は、現像装置内でトナー粒子に付着していたものがトナー像を転写部で転写した際にトナー粒子だけが転写先へ移転して像担持体に残留し、像担持体の回転に伴って帯電ローラに移転したものである。このため、豊富なトナー粒子と接触させることで、外添剤は効率的にトナーへ移転する。また、微粒子のトナーは、帯電ローラの表面の小さな凹凸の中へも入りこんで外添剤をからめ取ることができる。
【００１２】
したがって、現像剤の外添剤に対しても高い除去性能を発揮できるクリーニングモードを実行して、帯電ローラの交換寿命を従来よりも長く確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】現像装置の平面断面図である。
【図４】帯電ローラの構成の説明図である。
【図５】実施例１における帯電装置の回路図である。
【図６】実施例１のクリーニングモードの制御のフローチャートである。
【図７】実施例１の効果の説明図である。
【図８】プロセスカートリッジの構成の説明図である。
【図９】スポンジローラの構成の説明図である。
【図１０】実施例２における帯電装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、感光ドラムを画像形成時とは逆方向に回転させて、トナーで帯電ローラをクリーニングする限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、接触帯電方式の画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／記録材搬送型／直接転写型、現像剤の一成分／二成分、現像方式、転写方式、クリーニング方式の区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１６】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト８に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成部１Ｙでは、感光ドラム２Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。画像形成部１Ｍでは、感光ドラム２Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。画像形成部１Ｃ、１Ｂｋでは、感光ドラム２Ｃ、２Ｂｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。
【００１８】
中間転写ベルト８は、駆動ローラ９、対向ローラ１０、テンションローラ１１に掛け回されており、駆動ローラ９に伝達される駆動力により矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１５は、対向ローラ１０に支持された中間転写ベルト８に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。
【００１９】
記録材カセット１６から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ１７で１枚ずつに分離して、レジストローラ１４へ送り出される。レジストローラ１４は、中間転写ベルト８のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。トナー像と重ねて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を挟持搬送される過程で、二次転写ローラ１５に正極性の直流電圧が印加されることにより、フルカラートナー像が中間転写ベルト８から記録材Ｐへ二次転写される。転写されずに中間転写ベルト８に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１８によって回収される。
【００２０】
四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト８から曲率分離して定着装置１３へ送り込まれる。定着装置１３は、記録材Ｐを加熱加圧してトナーを融解して表面に画像を定着させる。その後、記録材Ｐが機体外へ排出される。
【００２１】
画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、それぞれの現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、図２を参照して、画像形成部を区別するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを除いた参照符号を用いて、一般的な画像形成部１についてトナー像の形成プロセスを説明する。
【００２２】
図２に示すように、帯電部材の一例である帯電ローラ３は、像担持体の一例である感光ドラム２に接触して配置される。電源Ｓ１は、帯電ローラ３に電圧を印加して順方向に回転する感光ドラム２を帯電させる。静電像形成手段の一例である露光装置７は、帯電ローラ３によって帯電された感光ドラム２に静電像を形成する。現像剤担持体の一例である現像スリーブ４１は、トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて感光ドラム２の静電像をトナー像に現像する。転写部材の一例である中間転写ベルト８は、感光ドラム２に向かって付勢された状態で感光ドラム２に現像されたトナー像の転写部を形成する。像担持体クリーニング装置の一例であるドラムクリーニング装置６は、トナー像の転写部を通過した像担持体表面の転写残トナーを回収する。
【００２３】
画像形成部１は、感光ドラム２の周囲に、帯電ローラ３、露光装置７、現像装置４、転写ローラ５、ドラムクリーニング装置６を配置している。感光ドラム２は、アルミニウムパイプの基体上に帯電特性が負極性の有機光導電体（ＯＰＣ）が形成され、中心支軸を中心にして所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００２４】
帯電ローラ３は、感光ドラム２の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置７は、画像の一分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電された感光ドラム２の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置４は、トナーを感光ドラム２の静電像に移転させてトナー像を現像する。
【００２５】
転写ローラ５は、感光ドラム２に支持された中間転写ベルト８の内側面に所定の押圧力で当接して感光ドラム２と中間転写ベルト８の間にトナー像の転写部を形成する。電源Ｓ３は、トナーの帯電極性とは逆極性である＋２ｋＶの直流電圧を転写ローラ５に印加することにより、感光ドラム２の表面のトナー像を順次に中間転写ベルト８の表面に転写させる。ドラムクリーニング装置６は、感光ドラム２にクリーニングブレードを摺擦させて、転写を逃れて感光ドラム２Ｙに残った転写残トナーを回収する。
【００２６】
＜フルカラーモードとブラック単色モード＞
フルカラーモードでの画像形成動作は上述したとおりである。フルカラーモードでは、全ての感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋを中間転写ベルト８に接触させている。
【００２７】
これに対して、ブラック単色モードでは、ブラックの画像形成部１Ｂｋにおいてのみ、感光ドラム２Ｂｋ上にトナー像が形成され、ブラックのトナー像のみが中間転写ベルト８に一次転写された後、記録材Ｐに二次転写される。画像形成部１Ｂｋにおけるトナー像の形成動作、一次転写動作、二次転写動作自体はフルカラーモード時と同じである。
【００２８】
しかし、ブラック単色モードでは、モータアクチュエータ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃを作動させて転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃを下降させて、中間転写ベルト８を感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃから離間させている。感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃと中間転写ベルト８を離間させる目的は、主に、感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの寿命を延ばすことと、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー消費量を減らすことである。機能させない感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃと中間転写ベルト８を接触させないので、感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの表面の摩耗を防ぎ、感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの寿命を延ばすことが可能である。また、感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが回転を停止しているので、ドラムクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃのクリーニングブレードのめくれ防止のための潤滑の役割としてのトナー補給が必要がなく、トナーの消費量を減らすことが可能である。
【００２９】
画像形成装置１００では、ブラックの画像形成部１Ｂｋについてもモータアクチュエータ５１Ｂｋを設けて、感光ドラム２Ｂｋと中間転写ベルト８の当接及び離間を可能にしている。これは、後述する帯電ローラ２Ｂｋのクリーニングモードを実行する際に、感光ドラム２Ｂｋと中間転写ベルト８を離間させるためである。
【００３０】
＜現像装置＞
図３は現像装置の平面断面図である。図３中、現像装置４は、図２中、上方から見た平面図として示し、トナー補給装置４９は、感光ドラム２の軸線方向（表面移動方向と直交する方向）に沿う断面図として示す。
【００３１】
図２に示すように、現像装置４は、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを主成分として備える二成分現像剤（現像剤）が収納された現像容器４４を有する。現像容器４４内には、現像スクリュー４３ａと攪拌スクリュー４３ｂとが配置されている。
【００３２】
現像容器４４の感光ドラム２と対向する部分は一部開口しており、この開口部から一部露出するように現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は、モータ５１により矢印Ｒ４方向に回転駆動される。現像スリーブ４１は、回転に伴って規制ブレード４５によって表面に層状に塗布された現像剤を感光ドラム２に対向する現像位置に搬送する。
【００３３】
現像スリーブ４１の内部には、マグネットロール４１ｍが固定配置されている。マグネットロール４１ｍは、周方向に複数の磁極を有し、現像容器４４内の現像剤を磁気力により引きつけて、現像スリーブ４１上に担持させるとともに、感光ドラム２と対向する現像位置で現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）を形成する。
【００３４】
現像位置にて、現像スリーブ４１上の現像剤はマグネットロール４１ｍの磁気力により穂立ちして、感光ドラム２の表面に接触する磁気ブラシを形成する。こうして、現像位置に搬送された現像剤から、感光ドラム２上の静電像にトナーが供給される。
【００３５】
現像電源Ｓ４は、感光ドラム２上の静電像が現像位置に達するときに、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を、現像スリーブ４１に印加する。現像スリーブ４１に担持された現像剤中のトナーは、振動電圧によって、感光ドラム２の表面の静電像に応じて感光ドラム２上に転移する。これにより、静電像の画像部にトナーが選択的に付着して、静電像がトナー像として現像される。したがって、画像形成時に帯電ローラ３によって帯電された像担持体表面はトナーが付着しない画像の白地部である。露光装置７によって露光された像担持体表面が明部電位ＶＬとなってトナーが付着するいわゆる反転現像が実行される。
【００３６】
図３に示すように、現像容器４４の内部は、隔壁４４ｄによって現像室４４ａと攪拌室４４ｂに分割されている。現像室４４ａと攪拌室４４ｂは、現像容器４４の長手方向両端部において連通している。現像スクリュー４３ａは現像室４４ａ内に、攪拌スクリュー４３ｂは攪拌室４４ｂ内に配設されている。現像スリーブ４１、現像スクリュー４３ａ、攪拌スクリュー４３ｂは、相互に平行に配設され、感光ドラム２の軸線方向とも平行に配設されている。
【００３７】
現像スクリュー４３ａ及び攪拌スクリュー４３ｂは、モータ５２の回転によってギヤ列５４を介して同じ方向に回転駆動される。この回転により、攪拌室４４ｂ内の現像剤は、攪拌スクリュー４３ｂによって攪拌されながら図中左方向に移動して、連通部を介して現像室４４ａ内へと移動する。現像室４４ａ内の現像剤は、現像スクリュー４３ａによって攪拌されながら図中右方向に移動して、連通部を介して攪拌室４４ｂ内に移動する。これにより、現像剤は、攪拌されながら現像容器４４内を循環して搬送される。現像剤中のトナーは、攪拌搬送に伴ってキャリアと摩擦帯電してマイナス電荷が付与される。
【００３８】
現像動作によって現像剤中のトナーが消費されて現像容器４４内の現像剤のトナー濃度が徐々に低下するため、トナー補給装置４９によって現像容器４４にトナーが補給される。トナーの補給は、攪拌室４４ｂ内の上流側に設けられたトナー補給口４４ｃから行われる。
【００３９】
トナー補給装置４９は、現像装置４に補給すべきトナーを収納するトナー容器４６を有する。トナー容器４６の下部にトナー排出口４８が設けられている。トナー排出口４８は、現像装置４のトナー補給口４４ｃに連結される。
【００４０】
トナー容器４６には、トナー排出口４８に向けてトナーを搬送するトナー補給スクリュー４７が設けられている。トナー補給スクリュー４７はモータ５３によって回転駆動される。モータ５３の回転は、画像形成装置（１００：図１）の制御部６０によって制御される。制御部６０は、モータ５３の回転時間を制御することによって、現像容器４４に対するトナーの補給量を調整する。制御部６０のメモリには、トナー容器４６内に所定量のトナーが収納されている状態でのモータ５３の回転時間と、トナー補給スクリュー４７によって補給されるトナーの量との対応関係がテーブルデータとして格納されている。
【００４１】
現像装置４には、記憶装置２３が設けられている。記憶装置２３は、読み書き可能なＲＰ−ＲＯＭを使用した。記憶装置２３は、現像装置４を画像形成装置（１００：図１）にセットすることによって制御部６０と電気的に接続され、現像装置４の画像形成処理情報を読み書きすることができる。
【００４２】
＜現像剤＞
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子である。トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上８μｍ以下が好ましい。ここでは、トナーの体積平均粒径は６．２μｍであった。
【００４３】
キャリアは、表面酸化或いは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０７Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０８Ω・ｃｍ以上である。ここでは、キャリアとして抵抗率が１０８Ω・ｃｍの低比重磁性キャリアを用いた。フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用した。キャリアの体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７ｇ／ｃｍ３、磁化量は５３Ａ・ｍ２／ｋｇである。
【００４４】
トナーの流動性、保存安定性、帯電性能等を向上させるために、外添剤をトナーに添加している。外添剤としては、コロイダルシリカ、疎水性シリカ、炭化珪素などが挙げられる。外添剤は、アミノシラン、シコンオイル、ヘキサメチルジシラザン、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤等を含むこともある。外添剤の平均粒子径は１．０μｍ以下、添加量は、トナー重量の０．２〜１０％程度が好ましい。ここでは、外添剤は、コロイダルシリカ微粉末であって、トナー重量の２％である。
【００４５】
＜帯電装置＞
図４は帯電ローラの構成の説明図である。図２に示すように、電子写真方式の画像形成装置１００では、帯電部材として、導電性支持体（芯金）の外周に導電性弾性体層を設け、導電性弾性体層の外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ローラ３を用いている。帯電ローラ３を感光ドラム２に接触させて回転可能に配設し、芯金に電圧を印加して感光ドラム２の表面を帯電させている。ＤＣ帯電方式では、芯金に印加する電圧を直流電圧のみにする。
【００４６】
画像形成装置１００では、ＡＣ＋ＤＣ帯電方式を採用しており、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を芯金に印加して、帯電ローラ３と感光ドラム２の当接部の近傍で微小な放電をさせている。ＡＣ＋ＤＣ帯電方式の場合、帯電の均一性を得るために重畳する交流電圧には、直流電圧印加時の放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを持つ電圧が使用される。
【００４７】
図４に示すように、帯電ローラ３は、感光ドラム２の表面に当接して従動回転する。電源Ｓ１は、帯電ローラ３に、直流電圧（Ｖｄｃ）に交流電圧（Ｖａｃ）を重畳した振動電圧を印加する。これにより、感光ドラム２の表面は、帯電ローラ３に印加した直流電圧（Ｖｄｃ）と同電位の暗部電位ＶＤに一様に帯電処理される。
【００４８】
帯電ローラ３は、芯金３ａの外回りに、下層３ｂと、中間層３ｃと、表層３ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層３ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層３ｄは、感光ドラム２上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００４９】
帯電ローラ３の長手方向長さは３２０ｍｍであり、ゴムローラを用いている。芯金３ａは、直径６ｍｍのステンレス丸棒である。下層３ｂは、カーボン分散の発泡ＥＰＤＭゴム材料で構成され、比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１０２〜１０９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍである。中間層３ｃは、カーボン分散のＮＢＲ系ゴム材料で構成され、体積抵抗値１０２〜１０５Ωｃｍ、層厚７００μｍである。表層３ｄは、フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散して体積抵抗値１０７〜１０１０Ωｃｍに調整した材料である。表層３ｄの表面粗さは、ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ＝１．５μｍ、層厚１０μｍである。
【００５０】
＜帯電ローラ汚れ＞
近年、画像形成装置の長寿命化、高生産化に伴い、帯電ローラの交換寿命も長くすることが望まれている。帯電ローラの寿命は、トナーなどに付着している外添剤及びトナー自身などの異物の付着による帯電ローラ汚れで決まってくる。帯電ローラは、感光ドラムに接触して回転する部材であるので、感光ドラムの表面に残留しているトナー、現像剤の外添剤、紙粉等のような異物が転移して汚れ易い。帯電ローラの表面が汚れてくると、帯電能力が低下して帯電ムラも発生し易くなる。このため、帯電ローラの表面の汚れが許容限度を超えると帯電ローラの交換寿命となる。
【００５１】
帯電ローラの汚れ対策として、帯電ローラにクリーニングブレード、回転ブラシ等を接触させて帯電ローラに付着した異物を掻き落し、帯電ローラの表面を清掃することが考えられる。感光ドラムのクリーニングブラシを帯電ローラにも接触させ、クリーニングブラシによって帯電ローラの表面に付着した異物をも除去することも考えられる。帯電ローラの表層に微細な凹凸形状を形成することで凹部と感光ドラム２の圧力を低減させ、帯電ローラの汚れを軽減することも考えられる。凹凸形状を形成する方法として、表層に微粒子を含有させる方法、機械的研磨により処理する方法が考えられる。
【００５２】
しかし、上述したように、従来の帯電ローラクリーニング装置やクリーニングモードは、帯電ローラ３の表面に付着したトナー粒子を効率的にクリーニングできるが、トナー粒子よりも小さな外添剤の粒子に対しては大きなクリーニング効果を期待できない。特に、表面に微細な凹凸形状のある帯電ローラ３においては、微小粒子の外添剤が凹凸の間に入り易く、入ってしまうとクリーニングし難い。帯電ローラ３の表面の研摩目に入りこんだ微細な外添剤は、クリーニングブレードやクリーニングブラシではクリーニングし難い。
【００５３】
そこで、以下の実施例では、定期的に帯電ローラ３のクリーニングモードを実行して、帯電ローラ３の帯電性能を回復させて、帯電ローラ３の安定した帯電性能を長期に渡って維持している。クリーニングモードは、非画像形成時に、感光ドラム２を逆回転させて帯トナー像を現像し、帯電ローラ３にトナーを直接供給する。クリーニングモードは、帯電ローラ３に付着した外添剤をトナーに転移させて感光ドラム２に回収することにより、帯電ローラ３の外添剤汚れを解消する。クリーニングモードを一定の画像形成枚数ごとに行うことで、長期に渡り、帯電ローラ３の外添剤汚れによる帯電性能の低下を招かないで済む。
【００５４】
＜実施例１＞
図５は実施例１における帯電装置の回路図である。図６は実施例１のクリーニングモードの制御のフローチャートである。図７は実施例１の効果の説明図である。
【００５５】
図５に示すように、制御手段の一例である制御部６０は、クリーニングモードを実行する。最初に、感光ドラム２を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ４１から感光ドラム２へ移転させたトナーを、電源Ｓ１を制御して帯電ローラ３へ移転させる。次に、帯電ローラ３へ移転させたトナーを、感光ドラム２を順方向に回転させた状態で電源Ｓ１を制御して帯電ローラ３から感光ドラム２へ移転させる。
【００５６】
制御部６０は、感光ドラム２を順方向に回転させた状態で帯電ローラ３から感光ドラム２へ移転させたトナー像をドラムクリーニング装置６により回収する。制御部６０は、感光ドラム２を逆方向に回転させた状態で中間転写ベルト８に画像形成時とは逆極性の電圧を印加し、感光ドラム２を順方向に回転させた状態で帯電ローラ３に画像形成時と同極性の電圧を印加する。
【００５７】
電源Ｓ１は、直流電源３１と交流電源３２を有している。電源Ｓ１は、直流電圧Ｖｄｃに周波数ｆの交流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）を芯金３ａに印加して、帯電ローラ３に接触して回転する感光ドラム２の周面を所定の暗部電位ＶＤ＝Ｖｄｃに帯電処理する。
【００５８】
制御部６０は、直流電源３１と交流電源３２をオン・オフ制御して帯電ローラ３に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方を重畳した振動電圧を印加させる。制御部６０は、直流電源３１から帯電ローラ３に印加する直流電圧値と、交流電源３２から帯電ローラ３に印加する交流電圧のピーク間電圧値、もしくは交流電流値を制御する。
【００５９】
カウンタ１７は、前回のクリーニングモード後に累積開始された画像形成枚数をカウントする。制御部６０は、前回のクリーニングモード後の累積画像形成枚数をカウントするカウンタ１７のカウント値が１００００枚に達するごとに帯電ローラ３のクリーニングモードを実行する。
【００６０】
図５を参照して図６に示すように、制御部６０は、実行中の画像形成ジョブが終了した時点で（Ｓ１）、カウンタが１００００枚を超えているか否かを判断する（Ｓ２）。制御部６０は、１００００枚を超えていなければ（Ｓ２のＮｏ）、画像形成装置１００の動作を終了するが（Ｓ１７）、１００００枚に達した場合には（Ｓ２のＹｅｓ）、クリーニングモードを実行する（Ｓ３〜Ｓ１６）。
【００６１】
制御部６０は、クリーニングモードでは、転写ローラ５を感光ドラム２から離間させる（Ｓ３）。移動機構の一例であるモータアクチュエータ５１は、中間転写ベルト８を感光ドラム２から離間する方向へ移動可能である。制御部６０は、感光ドラム２を逆方向に回転させる前に、モータアクチュエータ５１によって中間転写ベルト８を感光ドラム２から離間する方向へ移動させる。転写ローラ５を４色とも感光ドラム２から離間させることにより（Ｓ３）、中間転写ベルト８が感光ドラム２から離間して、４色すべての感光ドラム２と中間転写ベルト８の不必要な摺擦が回避される。
【００６２】
制御部６０は、クリーニングモードでは、画像形成時よりも遅い速度で感光ドラム２を回転させる。逆回転を含む方向転換によって機構部品やモータに負荷を与えないためである。
【００６３】
消去手段の一例である前露光器１９は、転写部を通過した感光ドラム２の表面の静電像を消去する。制御部６０は、クリーニングモードでは、感光ドラム２を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ４１に電圧を印加して、前露光器１９によって静電像を消去された感光ドラム２表面に帯状のトナー像を形成する。感光ドラム２の回転方向における帯状のトナー像の長さは帯電ローラ３の周長さよりも大きい。
【００６４】
制御部６０は、クリーニングモードでは、感光ドラム２を逆方向に回転開始させた後に現像スリーブ４１の回転を開始させ、現像スリーブ４１を回転停止させた後に感光ドラム２の回転を停止させる。感光ドラム２を逆回転させた後に（Ｓ４）、現像スリーブ４１を回転させて（Ｓ５）、現像スリーブ４１に電圧を印加する（Ｓ６）。感光ドラム２が停止した状態で現像スリーブ４１を回転させると、感光ドラム２と現像スリーブ４１のニップ部が磁気ブラシで集中的に擦られて好ましくないからである。感光ドラム２が停止した状態で現像スリーブ４１に電圧を印加すると、電気的なメモリ現象が発生してゴースト画像になるので好ましくないからでもある。
【００６５】
現像スリーブ４１に印加する電圧は、最低限のトナーを感光ドラム２に移転できるものであればよく、全く電圧が印加されなくても若干のトナーは移転される。現像スリーブ４１に印加する電圧は、直流電圧のみでも足りるが、画像形成時と同様に、交流電圧も重畳して印加することにより、より短時間に多くの現像剤を感光ドラム２へ移転させることができる。
【００６６】
実施例１では、ひとつ前の画像形成が終了する際、一般的な画像形成装置で行われるように、帯電ローラ３への電圧印加を停止させた後、帯電された感光ドラム２上の領域が前露光器１９を通過するまで感光ドラム２の回転を継続する。これにより、感光ドラム２の周面全体の電位が略０Ｖに収束する。したがって、クリーニングモードに移行する際、感光ドラム２の周面の電位は略０Ｖであるため、現像スリーブ４１に−１００Ｖの直流電圧を印加し、画像形成時と同様の交流電圧を重畳することにより、低い中間階調レベルの帯トナー像を現像した。感光ドラム２と現像スリーブ４１の差電位である現像コントラストＶｃｏｎｔは１００Ｖである。
【００６７】
制御部６０は、感光ドラム２に形成した帯トナー像が帯電ローラ３の当接位置へ達する前に、帯電ローラ３に画像形成時とは逆極性の直流電圧に、画像形成時と同様な交流電圧を重畳した振動電圧を印加する（Ｓ７）。画像形成時とは逆極性の直流電圧は、感光ドラム２上のトナーを電気的に帯電ローラ３へ移転させるために印加される。画像形成時と同様な交流電圧は、感光ドラム２からトナーを飛翔させて帯電ローラ３へ付着させるために印加される。実施例１では、トナーの正規帯電極性であるマイナスとは逆のプラスの直流電圧１００Ｖに交流電圧１５００Ｖｐｐを重畳させた。
【００６８】
制御部６０は、帯トナー像が帯電ローラ３に到達してから少なくとも帯電ローラ３が１回転するまで電圧を印加した状態を維持する。帯トナー像に接触した状態で帯電ローラ３が１回転以上回転することで、帯電ローラ３の全周面にトナーが付着する。実施例１では、プロセススピード３００ｍｍ／ｓｅｃで回転する直径φ１４ｍｍの帯電ローラ３が１回転する時間が約４７ｍｓｅｃであるため、その３回転分である１４１ｍｓｅｃの間、帯電ローラ３に電圧を印加した。
【００６９】
制御部６０は、１４１ｍｓｅｃの間、現像スリーブ４１に電圧を印加して感光ドラム２に必要な帯トナー像を形成すると現像スリーブ４１への電圧印加を停止している（Ｓ８）。制御部６０は、帯電ローラ３に電圧を印加して帯トナー像を移転させた後、帯電ローラ３への電圧の印加を停止し（Ｓ９）、現像スリーブ４１の回転を停止した後に（Ｓ１０）、感光ドラム２の回転を停止させる（Ｓ１１）。感光ドラム２を先に停止すると、感光ドラム２の一部分が現像スリーブ４１の磁気ブラシで集中的に擦られて好ましくないからである。
【００７０】
制御部６０は、感光ドラム２の停止後、帯電ローラ３及び感光ドラム２上に残留した帯トナー像のトナーを回収する工程（Ｓ１２〜Ｓ１５）に入る。帯電ローラ３に移転したトナーのごく一部は、スポンジローラ２０に移転しているが、この時点では、大部分が電気的な引力で帯電ローラ３に付着している。
【００７１】
制御部６０は、感光ドラム２を順回転させて（Ｓ１２）、画像形成時と同極性の直流電圧に、画像形成時と同様な交流電圧を重畳した振動電圧を印加する（Ｓ１３）。画像形成時と同極性の直流電圧は、帯電ローラ３上のトナーを感光ドラム２上に戻す作用を持つ。実施例１では、トナーの正規帯電極性であるマイナスと同極性のマイナスの直流電圧−１００Ｖに交流電圧１５００Ｖｐｐを重畳させて、帯電ローラ３の３周分の１４１ｍｓｅｃに渡って帯電ローラ３に印加した（Ｓ１４）。
【００７２】
制御部６０は、帯電ローラ３への電圧印加の停止後（Ｓ１４）、帯電ローラ３から感光ドラム２に戻された帯トナー像のトナーがドラムクリーニング装置６によって回収し終わるまで、感光ドラム２を回転させて停止する（Ｓ１５）。実施例１では、帯電ローラ３への電圧印加の停止後（Ｓ１４）、感光ドラム２が１回転する約１６０ｍｓｅｃの回転動作を行った。
【００７３】
実施例１のクリーニングモードにおいて、帯電ローラ３及び感光ドラム２上に残留した帯トナー像のトナーを回収する工程（Ｓ１２〜Ｓ１５）は、次の画像形成ジョブが入力されるのを待って、その画像形成の開始前の前回転動作時に行うことも可能である。つまり、実施例１のクリーニングモードを２段階に分割して実行することが可能である。
【００７４】
しかし、帯電ローラ３と感光ドラム２のニップ部に帯トナー像のトナーが残って圧がかかった状態で放置されると、帯電ローラ３又は感光ドラム２の表面に固着する可能性が高まるため好ましくない。したがって、実施例１では、帯電ローラ３へのトナー塗布に続いて直ちに帯電ローラ３からのトナー回収を実行した。
【００７５】
また、中間転写ベルト８を感光ドラム２から離間させない構成でも、中間転写ベルト８を逆回転させることが可能であれば、中間転写ベルト８を逆回転させることで、感光ドラム２が中間転写ベルト８に対して速度差で摺擦することを防止できる。ブラックの画像形成部１Ｂｋのみコロナ帯電器を用いる画像形成装置であれば、ブラックの画像形成部の転写ローラ５のみ離間させない選択も可能である。
【００７６】
実施例１のクリーニングモードでは、感光ドラム２が逆回転する過程でトナーが外添剤を取り込み、外添剤を取り込んだトナーは、感光ドラム２が順回転する過程で帯電ローラ３から剥ぎ取られて感光ドラム２に戻される。感光ドラム２の回転が反転することにより、感光ドラム２の一方向の回転では帯電ローラ３に残留してしまう汚染物質、現像剤を効果的に剥ぎ取ることが可能となる。
【００７７】
実施例１のクリーニングモードでは、非画像形成時に感光ドラム２を逆回転する際、現像スリーブ４１に電圧を印加して感光ドラムにトナー像を現像して、帯電ローラ３にトナーを直接供給する。このため、帯電ローラ３に通常の画像形成動作では供給されない量のトナーが塗布されて、帯電ローラ３の表面の微細な凹凸の中までトナーが入り込み、外添剤等の微粒子や液体状の汚染物質がトナーにからめ取られる。
【００７８】
実施例１では、帯電ローラ３に付着した外添剤がトナーに移転した後に、トナーとともに感光ドラム２へ排出されるため、帯電ローラ３の汚れが解消する。この動作を一定の画像形成枚数の累積ごとに行うことで、長期にわたり帯電ローラ３の外添剤汚染による画像不良を生じることがない。
【００７９】
図８に示すように、従来は、画像形成枚数の累積に伴って帯電ローラ３の表層の汚染が進行していた。これに対して、実施例１においては、クリーニングモードを実行するたびに帯電ローラ３の汚染が回復している。実施例１では、クリーニングモードを１００００枚の画像形成につき１回程度実行することにより、従来は１５万枚程度で発生していた帯電ローラ３の外添剤汚染による画像不良が、５０万枚まで発生せずに、良好な画像の出力を維持することが確認された。
【００８０】
＜実施例２＞
図８プロセスカートリッジの構成の説明図である。図９はスポンジローラの構成の説明図である。図１０は実施例２における帯電装置の回路図である。実施例２は、実施例１の帯電ローラに帯電ローラクリーニング装置としてスポンジローラ２０が付設されている以外は実施例１と同様に構成され、クリーニングモードが実行される。したがって、図１０中、図５と共通する部材には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８１】
図８に示すように、感光ドラム２と帯電ローラ３とスポンジローラ２０は、プロセスカートリッジ２１として一体にユニット化されて、画像形成装置（１００）に対して着脱可能に構成されている。プロセスカートリッジ２１は、規定枚数の画像形成により感光ドラム２が寿命に達した場合などに、全体の交換を容易に行なうことができる。
【００８２】
電源Ｓ１は、画像形成時、スポンジローラ２０を介して帯電ローラ３に電圧を印加して順方向に回転する感光ドラム２を帯電させる。スポンジローラ２０は、画像形成時、帯電ローラ３に当接して回転して帯電ローラ３をクリーニングする。
【００８３】
プロセスカートリッジ２１では、帯電ローラ３の外周面にスポンジローラ２０を当接させて、帯電ローラ３の表面に付着した異物をスポンジローラ２０に移転させて帯電ローラ３の表面から異物を除去、クリーニングしている。プロセスカートリッジ２１は、帯電ローラ３に弾性的に圧縮して当接し、帯電ローラ３表面に付着した転写残トナー及び外添剤を取り込む回転自在な連泡性発泡体ローラであるスポンジローラ２０を備えている。スポンジローラ２０の最頂点は、帯電ローラ３の回転中心より下方で、帯電ローラ３が感光ドラム２に当接する帯電ニップに対して帯電ローラ３の回転方向下流側に位置している。スポンジローラ２０は、帯電ローラ３の回転駆動に伴って従動回転する。
【００８４】
図９の（ａ）に示すように、スポンジローラ２０は、金属製の支持軸２２の周面にローラ状の発泡体層２３を配置している。発泡体層２３は、発泡させた気泡の壁面が連通している導電材分散のゴム材料で形成されている。
【００８５】
スポンジローラ２０は、以下のようにして製造した。先ず、発泡剤やカーボンブラック等の導電剤の配合剤を一様に分散させた未加硫・未発泡のウレタンゴム層を金属製の支持軸２２上に形成した。発泡体層２３のゴム材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴム、フッ素ゴムなどを使用できる。発泡剤としては、一般的に炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機発泡剤や、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物などの有機発泡剤を使用できる。導電剤としては、電子導電剤とイオン導電剤に大別でき、電子導電剤としてはカーボンブラック、金属酸化物などが挙げられ、イオン導電剤としては第４級アンモニウム塩、脂肪族アルコールサルフェート塩などが挙げられる。
【００８６】
ウレタンゴム層を金属製の支持軸２２上に形成したものを円筒状の金型の成型鋳型にセットして加熱することにより、未加硫・未発泡のゴム層を加硫・発泡させて、鋳型内で鋳型どおりの外観の導電性スポンジ（連泡スポンジ）に成型した。成型過程では、発泡によって発生した気体は、発泡によって連通した気泡壁を通って金型の側面から排出される。この段階では、支持軸２２を囲む連泡スポンジ層の周面にはスキン層があり、周面の気泡は閉じた状態である。その後、連泡スポンジ層の周面を研磨してスキン層を除去するとともに所望の外径に仕上げてスポンジローラ２０を得た。
【００８７】
発泡体層２３は、気泡径を支持軸２２からローラ表面に向かうに従い小さくするような層構成にすることが望ましい。これにより、帯電ローラ３との当接部近傍で剥ぎ取ったトナー粒子をよりスムーズにローラ中心部へ移動させることができる。発泡体層２３の連泡スポンジの気泡の平均セル径はトナーの粒子形状にもよるが、気泡内にトナーを十分に取り込むためには、トナーの平均粒径の１０倍以上が好ましい。発泡体層２３の連泡度の目安として、発泡体層２３の１０００ｃｍ３
当たりの１分間の通気量は５００〜５０００ｍｌ／（ｍｉｎ・１０００ｃｍ３）が好ましい。さらに好ましくは１０００〜４０００ｍｌ（ｍｉｎ・１０００ｃｍ３）である。通気量が５００ｍｌ／（ｍｉｎ・１０００ｃｍ３）以下であると、発泡体層２３に含有できるトナー量が少ないため、頻繁にスポンジローラ２０を交換する必要がある。スポンジローラ２０の硬度が高くなって、帯電ローラ３との当接圧が高くなることも好ましくない。一方、通気量が５０００ｍｌ／（ｍｉｎ・１０００ｃｍ３）以上であると、気泡が連通しすぎて所望の平均セル径を維持できず、回収したトナーを気泡内に保持しきれなくなる。
【００８８】
これらを考慮して、スポンジローラ２０は、直径４ｍｍの支持軸２２上にカーボンブラックを分散配合した層厚４ｍｍの連泡性ウレタンスポンジゴムの単層の発泡体層２３を有するスポンジローラ２０を用いた。スポンジローラ２０が発泡体層２３内中に吸引できるトナーｔの量は約３０ｇである。スポンジローラ２０の抵抗値は１０５Ω程度、ゴム硬度はアスカーＣＳＣ２硬度で１５°程度、発泡体層２３の表層における平均気泡径は２００μｍ、発泡体層２３の連泡度を表す通気量は１８００（ｍｉｎ・１０００ｃｍ３）である。
【００８９】
スポンジローラ２０の帯電ローラ３に対する侵入量は、発泡体層２３の層厚にもよるが、その層厚の半分以下が好ましい。侵入量を規制するスポンジローラ２０と帯電ローラ３の当接圧（線圧）は、０．０４９〜０．９８Ｎ／ｃｍが好ましい。帯電ローラ３との当接圧が０．０４９Ｎ／ｃｍ以下であると、帯電ローラ３との当接部においてトナー粒子の剥ぎ取り不良が生じ、剥ぎ取れなかったトナーが帯電ローラ３表面に残ってしまう。逆に、帯電ローラ３との当接圧が０．９８Ｎ／ｃｍ以上であると、帯電ローラ３に対する摺擦力が大きくなるため、スポンジローラ２０内に取り込まれたトナー粒子が摺擦により軟化して、帯電ローラ３表面に融着する可能性がある。帯電ローラ３の回転負荷が増大して、感光ドラム２の回転に十分に従動できなくなる可能性もある。スポンジローラ２０と帯電ローラ３の当接圧（線圧）は０．１９６Ｎ／ｃｍとした。
【００９０】
なお、スポンジローラ２０は、鋳型内に入れずに自由状態で未加硫・未発泡のウレタンゴム層を加熱処理した後、連泡スポンジの表面を最終的な外観まで切削、研磨する方法によって連泡スポンジ層の周面を形成してもよい。
【００９１】
また、図９の（ｂ）に示すように、スポンジローラ２０の弾性層は、単層構造に限定する必要はなく、必要であれば二層以上の複数層でもよい。スポンジローラ２０は、支持軸２２の周面に二層の発泡体層２３ａ、２３ｂを有していてもよい。二層の発泡体層２３ａ、２３ｂは、上述した発泡体層２３の製造工程を繰り返すことで形成することができる。
【００９２】
スポンジローラ２０は、帯電ローラ３の表面に付着したトナー粒子は効率的にクリーニングできるが、帯電ローラ３の表面に付着したトナー粒子よりも小さな外添剤の粒子に対しては大きなクリーニング効果を期待できない。特に、表面に微細な凹凸形状のある帯電ローラ３においては、微小である外添剤が凹凸の間に入り易く、スポンジローラ２０ではクリーニングし難い。帯電ローラ３の表面の研摩目に入りこんだ微細な外添剤は、クリーニングブレードやクリーニングブラシでもクリーニングし難い。スポンジローラ２０は、帯電ローラ３の交換寿命を延ばすことには貢献するが、さらなる長寿命化が求められている。
【００９３】
＜クリーニングモードにおけるスポンジローラの動作＞
図１０に示すように、実施例２では、スポンジローラ２０を介して帯電ローラ３に電圧を印加して画像形成を行い、クリーニングモードを実行する。画像形成時は、感光ドラム２から帯電ローラ３へ移転するプラス帯電のトナー（逆転トナー）が帯電ローラ３を介してスポンジローラ２０へ回収される。
【００９４】
帯電ローラ３のクリーニングモードは、図７のフローチャートに従って実行される。実施例２のクリーニングモードでは、感光ドラム２を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ４１から感光ドラム２へ移転させたトナーを、電源Ｓ１を制御して帯電ローラ３を経てスポンジローラ２０へ移転させる。その後、感光ドラム２を順方向に回転させた状態で電源Ｓ１を制御してスポンジローラ２０から帯電ローラ３を経て感光ドラム２へ移転させる。
【００９５】
図１０を参照して図７に示すように、クリーニングモードの感光ドラム２を逆回転させる過程で（Ｓ４〜Ｓ１１）、スポンジローラ２０にプラスの電圧が印加される（Ｓ７）。このとき、感光ドラム２に現像されたマイナス帯電のトナーは、帯電ローラ３を介してスポンジローラ２０へ回収される。続いて、クリーニングモードの感光ドラム２を順回転させる過程で（Ｓ１２〜Ｓ１５）、スポンジローラ２０にマイナスの電圧が印加される（Ｓ１４）。このとき、スポンジローラ２０に蓄積されていたマイナス帯電のトナーは、帯電ローラ３を介して感光ドラム２へ戻される。
【００９６】
実施例２では、外添剤や放電生成物を帯電ローラ３から取り込んだトナーを、スポンジローラ２０が帯電ローラ３から剥ぎ取り、剥ぎ取られたトナーが再び感光ドラム２上に戻されることにより、帯電ローラ３の汚染の清掃が実行される。この剥ぎ取り効果は、感光ドラム２の逆回転／順回転の一連の動作で帯電ローラ３とスポンジローラ２０が回転駆動することにより得られる。
【００９７】
実施例２では、スポンジローラ２０は、クリーニングモードにおいて多量のトナーを剥ぎ取ることになり一定のトナー汚染が進行する。しかし、スポンジローラ２０の発泡体のセル径は、トナー粒子に対して十分に大きく、一定のトナーが保持されたり付着したりしても、元々の清掃効果は十分に維持できる。
【００９８】
従来の画像形成装置でも、スポンジローラ２０の清掃能力には十分な余裕を持たせていたため、感光ドラム２や帯電ローラ３の数倍の交換寿命を有していた。交換されたプロセスカートリッジ２１から回収されたスポンジローラ２０は、通常は、清掃能力が初期に対して大きく低下していなかった。  したがって、実施例２によれば、より効果的に帯電ローラ３の寿命を延ばすとともに、スポンジローラ２０の余っていたトナー回収性能を有効に利用できるようになった。
【００９９】
＜スポンジローラの測定方法＞
スポンジローラ２０の当接圧（線圧）の測定は次のような方法で行なった。引き抜き板として、長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ３０μｍのＳＵＳ薄板を準備し、挟み板として、長さ１８０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ３０μｍのＳＵＳ薄板を長さが半分になるように二つに折ったものを準備した。
（１）二つに折った挟み板の間に引き抜き板を挿入して挟んだ状態で、挟み板を、帯電ローラ３とスポンジローラ２０のニップに挿入して回転をロックした。
（２）引き抜き板に取り付けたばねばかりを引っ張って、二つに折った挟み板の間から引き抜き板を一定速度で引き抜き、そのときのばねばかりの示す値を読み取った。
（３）このばねばかりの値を引き抜き板の幅である１．５ｃｍで除することにより、帯電ローラ３とスポンジローラ２０の当接圧（線圧）を測定した。
【０１００】
＜その他の実施例＞
実施例１、２で説明した構成及び制御は、本発明を実現する一例に過ぎない。帯電ローラ３の構成は、表層の凹凸形状や組成も実施例１、２に限定するものではない。帯電ローラ３の表層の凹凸の形成方法は、研磨、微粒子添加等のいかなる方法で形成してもよい。また、凹凸形状をもたせない帯電ローラ３であっても、感光ドラム２の逆回転によるトナー塗布と回収を行うことで、外添剤汚れによって交換寿命が損なわれる問題を有効に解決できる。
【０１０１】
帯電ローラ３の清掃部材についても、実施例２に示したスポンジローラ２０に限らず、各種ファーブラシや不織布、静電植毛ブラシ等の素材によって代替が可能である。クリーニングモードで使用した現像高圧、帯電高圧、高圧印加時間、感光ドラム２の回転時間も、帯電ローラ３の使用環境や使用履歴（過去作像時の印字率、高圧印加時間、高圧設定値）、現像剤特性、帯電ローラ帯電特性に応じて変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  画像形成部、２  感光ドラム、３  帯電ローラ、４  現像装置
５  転写ローラ、６  ドラムクリーニング装置、７  露光装置
８  中間体転写ベルト、１３  定着装置、１５  二次転写ローラ
２０  スポンジローラ、３１  直流電源、３２  交流電源
３５  電流検知回路、３６  環境センサ、３７  カウンタ
４１  現像スリーブ、４４  現像容器、４６  トナー容器
４９  トナー補給装置、６０  制御部
【図１】
2013125172.tif 000003
【図２】
2013125172.tif 000004
【図３】
2013125172.tif 000005
【図４】
2013125172.tif 000006
【図５】
2013125172.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013125172.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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