帯電装置および画像形成装置
【課題】潤滑剤の供給量の変動に拘わらず帯電部材での汚れを防止して安定した帯電状態を維持できる構成を備えた帯電装置を提供する。
【解決手段】ステアリン酸亜鉛および窒化ホウ素を混合した潤滑剤を供給される潜像担持体４０を一様帯電する阿智電部材７０を備えた帯電装置であって、帯電部材７０に対して接離可能な帯電クリーニング部材７７を備え、該帯電クリーニング部材７７の接離条件が前記潤滑剤消費量の変動に応じて、前記帯電部材７０への転写残トナーの付着を抑えることができる当接間隔や当接時間等の条件を変更することを特徴とする。
【解決手段】ステアリン酸亜鉛および窒化ホウ素を混合した潤滑剤を供給される潜像担持体４０を一様帯電する阿智電部材７０を備えた帯電装置であって、帯電部材７０に対して接離可能な帯電クリーニング部材７７を備え、該帯電クリーニング部材７７の接離条件が前記潤滑剤消費量の変動に応じて、前記帯電部材７０への転写残トナーの付着を抑えることができる当接間隔や当接時間等の条件を変更することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電装置に用いられる帯電ローラのクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成層では、帯電装置を用いて潜像担持体である感光体への一様帯電が行われた後書き込み処理による静電潜像形成が行われる。
静電潜像は現像装置により可視像処理された後、記録紙などの記録媒体に対して転写され、転写された可視像が定着されることにより複写物とされる。
【０００３】
感光体は、異なる色の画像形成が行えるように複数設けられる場合もあり、この場合には、各感光体で形成された可視像が記録媒体の移動過程においてその記録媒体に対して重畳転写されることにより、あるいは、中間転写体に対して重畳転写紙された後、その重畳画像が記録媒体に一括転写される場合もある。
【０００４】
このように複数の感光体から可視像を重畳転写することによりフルカラー画像などの複数色の画像を形成することができる。
【０００５】
画像転写を終えた感光体には未転写トナーが残る場合があるので、クリーニング装置により未転写トナーをクリーニングすることが行われる。
感光体のクリーニングは、感光体に接触するクリーニングブレードにより未転写トナーを掻き取る構成が知られている。
【０００６】
従来、感光体表面の保護およびクリーニングブレード性能向上を目的として感光体表面での潤滑性を高めることが行われている。
潤滑性を高める方法としては、現像剤中のトナーに潤滑剤粒子を外添する方法とは別に、固形の潤滑剤をブラシローラ等により削り取って感光体表面に供給する方法がある。
【０００７】
上述した潤滑剤には、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を含む潤滑剤を供給する方法が提案されている(例えば、特許文献１）。
【０００８】
一方、帯電部材には、感光体表面に近接した状態で直流交流を重畳した帯電バイアスを印加する構成が知られている。この構成では、感光体での一様帯電が可能であるが、帯電バイアスを印加した際のバイアス極性によってトナーやトナーの外添剤等が僅かながらも帯電部材に飛翔して付着することがある。
【０００９】
そこで、帯電部材に付着するトナーや異物を除去して帯電特性を適正に維持するための簡単な構成として、帯電部材表面にクリーニング部材を当接させることによりトナーを除去する構成が知られている。
【００１０】
潜像担持体表面に接触する構成を用いた帯電部材の場合、帯電部材が潜像担持体表面に接触しながら連れ動くことから、クリーニング後においても未だ付着しているトナーが帯電部材に擦り取られることがある。帯電部材に付着したトナーは堆積すると帯電部材の表面特性が変化し、帯電特性が低下する虞れがある。
【００１１】
従来、上述した不具合を解消するための構成として、クリーニング部材を帯電部材に対して接離できる構成を用い、感光体の使用履歴や装置の使用環境や画像面積などの履歴に基づき現実的なトナーの除去量を割り出し、その割り出し量に応じて帯電部材へのクリーニング部材の接離間隔を変更する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
潤滑剤として用いられる成分のうちで、ステアリン酸亜鉛は、感光体に対する保護機能が優れており、近接する帯電部材において実行される交流バイアスを重畳した場合でも感光体の摩耗を低減させることができる。
【００１３】
一方、潤滑剤として窒化ホウ素を用いた場合には、感光体のクリーニングにクリーニングブレードが用いられる場合には、クリーニングブレードの当接状態を安定させることができ、感光体に対するクリーニング性能を維持させることができる。
【００１４】
このような理由により、感光体に供給される潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を含む成分とすることで両者の利点を持つ潤滑剤を構成することができる。
【００１５】
しかし、上述した成分を含む潤滑剤を用いた場合には、潤滑剤の消費量変動が大きいという問題がある。
【００１６】
図９は、感光体の走行距離に対する潤滑剤消費量の推移を説明するための図である。
図中、Ａは、ステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩のみからなる潤滑剤を対象とした消費量推移を示し、Ｂは、ステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩を９５重量部に設定し、これに対し窒化ホウ素を５重量部に設定して両者を混合した潤滑剤消費量推移を示している。
【００１７】
潤滑剤は、毛足３ｍｍ、繊維系２００μｍ、１平方インチあたりの植毛密度を１５万本に設定されたＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)製のブラシローラにより削り取られて供給される場合を対象としている。
【００１８】
図９において、Ａで示す潤滑剤の場合には、多少の減少はあるものの、徐々に減少しながら安定する傾向にあるが、Ｂで示す潤滑剤の場合には、初期の消費量が非常に多く、この状態から徐々に減少しながら安定する傾向にある。
【００１９】
このような消費量推移の変動が起こる原因は明確でないが、発明者の考察によれば、潤滑剤の種類によってブラシ繊維への付着状態に差が生じ、この差により、潤滑剤削り取り量に変化が生じることがわかった。
【００２０】
潤滑剤の消費量が少なくなると、感光体の保護機能を十分に得ることができなくなり、感光体の摩耗量が増加したり、感光体表面でトナーやトナー外添剤が固着するフィルミング現象が発生しやすくなる虞がある。通常、潤滑剤の機能を十分発揮させるには、少なくとも０．２ｇ／ｋｍ以上の消費量を維持することが必要とされる。
【００２１】
従って、Ｂのステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を混合した潤滑剤を使用する場合には、初期に潤滑剤消費量が非常に多い状態となることから、潤滑剤の供給量(消費量)が多くなった場合の不具合である、感光体に供給された潤滑剤が帯電部材への交流バイアス重畳を介して帯電部材側に飛翔し、帯電部材側での汚れ度が高くなるという不具合を招く虞が生じる。
【００２２】
本発明の目的は、上述した従来の帯電装置における問題、特に潜像担持体に供給される潤滑剤の消費傾向による帯電部材への汚染に鑑み、潤滑剤の供給量の変動に拘わらず帯電部材での汚れを防止して安定した帯電状態を維持できる構成を備えた帯電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この目的を達成するため、本発明は、画像形成が可能な作像部に設けられて表面に潤滑剤を供給される潜像担持体の帯電に用いられる帯電装置であって、帯電部材に付着する転写残トナーや異物を除去するために、該帯電部材に対して接離可能なクリーニング手段と、前記クリーニング手段を前記帯電部材に接離させる駆動部の駆動態位を制御可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記潤滑剤の消費量変動に対応して前記帯電部材への転写残トナーや異物の付着を抑える状態となるように前記クリーニング手段の接離条件を変化させることを特徴とする帯電装置にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、潜像担持体側での潤滑剤の消費量変動が生じた場合には、帯電部材への転写残トナーや異物の付着を抑える状態となるように帯電部材に対するクリーニング手段の接離条件を変化させる。これにより、潤滑剤消費量が増加する傾向に変動した場合でも帯電部材への転写残トナーの付着を抑制して転写残トナーの付着による帯電部材での帯電状態の悪化を防止し、安定した帯電状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態にかかる帯電装置を用いる画像形成装置全体構成を説明するための概略図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる帯電装置の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられる帯電装置の他の例を示す模式図である。
【図４】帯電装置に用いられる帯電部材の構成を説明するための断面図である。
【図５】帯電装置に用いられるクリーニング手段の構成を説明するための図である。
【図６】帯電装置に用いられる帯電クリーニング部材の構成を説明するための図である。
【図７】画像形成装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【図９】潤滑剤に用いられる成分に基づく消費量推移を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面に基づき本発明を実施するための形態について説明する。
図１はタンデム中間転写方式のフルカラー複写機に適用した例を示す全体構成図である。
【００２７】
同図においてフルカラー複写機は装置本体１００、本体を載せる給紙テーブル２００、複写装置本体上に取り付けるスキャナ３００、スキャナ上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００、等から構成されている。
【００２８】
フルカラー複写機は、本体中央に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの４つの画像形成ユニットとして用いられる作像ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋを横に並べて配置したタンデム画像形成装置２０として構成されている。
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４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋを有している。
【００２９】
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、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４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋに照射される。
【００３０】
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り、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。
【００３１】
また、第１の支持ローラ１４および第２の支持ローラ１５の間には、各色の感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋから中間転写ベルト１０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６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋが中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋに対向するように設けられている。
【００３２】
第３の支持ローラ１６の下流には、画像転写後に中間転写ベルト１０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を設けられている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２が設けられている。
図示構成において２次転写装置２２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を掛け渡して配置されている。２次転写装置２２は、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置され、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２４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。
【００３６】
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が設けられている。
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。
【００３７】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後の転写材をこの定着装置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。
【００３８】
なお、図示例では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。
【００３９】
このようなタンデム画像形成装置によりコピー動作をおこなう時は、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３００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。
【００４０】
そして、図示されない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時は、原稿を搬送してコンタクトガラス上へと移動した後、他方コンタクトガラス上に原稿をセットした時は、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。
第１走行体３３において光源から光を照射すると共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を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００４１】
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。
【００４２】
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体が図１で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体の表面が帯電装置である帯電ローラ７０により一様に帯電される。
【００４３】
各色の感光体(便宜上、色の種類を意味するアルファベットを省く)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６０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋで各色のトナーが現像される。
【００４４】
各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送と共に、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する。転写後の感光体４０は、除電ランプ(図２において符号７２で示す部材)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。
【００４５】
一方、給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙テーブル２００内の給紙部４３において多段に備えられている給紙カセット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で搬送して本体内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００４６】
また、手差しトレイ５１からの給紙に際しては、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ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。
【００４７】
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を回転し、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一括転写する。
【００４８】
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において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。
【００４９】
転写材の両面への画像形成時には、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転写位置へと再給紙され、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時には、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００５０】
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の回転を停止する。
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を１周以上回転させ、その際に除電手段により感光体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が劣化することを防止する。
【００５１】
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を感光体Ｙ、Ｃ、Ｍから離間させる。Ｂｋの感光体４０Ｂｋのみが図１において反時計回り方向に回転し、Ｂｋ感光体の表面が帯電ローラ７０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のトナーにより現像されてトナー像となる。
【００５２】
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、Ｃ、Ｍ、現像装置６０Ｙ、Ｃ、Ｍは停止しており、感光体４０や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００５３】
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時には、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００５４】
次に、作像ユニットについて詳しく説明する。作像ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ(以下、便宜上、符号１８で示す場合もある)は、収容されるトナーの色が異なる以外は、同じ構成であるので、以下、添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを省略して説明する。
【００５５】
図２は、作像ユニットの概略構成図である。
同図において感光体４０の周りには、感光体４０を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ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(便宜上、色の種類を意味するアルファベットは省略する)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感光体クリーニング装置が配置されている。
また、作像ユニット１８のケースには露光装置２１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。
【００５６】
図２に示す感光体４０は、導電性支持体上に設けられた感光層を構成する電荷発生層、電荷輸送層を備えた積層型有機感光体が用いられている。
【００５７】
導電性支持体は、体積抵抗１０１０Ωｃｍ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。
【００５８】
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。
【００５９】
電荷発生層は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂と共に、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
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。
【００６２】
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。
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。
【００６３】
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。
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
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。
【００６７】
本発明においては、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。
図２に示す感光体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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
この下引き層は、上述した感光層と同様、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、Ａｌ２Ｏ３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、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、Ｃｅ０２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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
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。
また、本発明で使用する感光体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。
【００７４】
現像装置６０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。現像装置６０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。
【００７５】
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。
スクリュー６２、６３で、攪拌されることで摩擦帯電した現像剤は、現像ローラ６１の磁力により担持され、感光体４０との対向部へ搬送され、感光体４０上の潜像にトナーを供給することで現像する。
また、トナーを消費した現像剤のトナー濃度を、トナー濃度センサ６４により検知し、検知結果に応じて現像装置６０の上部に設けられた図示しないトナー供給装置より必要量のトナーが供給される。
【００７６】
トナー供給装置は、トナーを収容する図示しないトナー収納容器からトナーを移送して収納する。
トナー供給装置には、現像装置６０に連通する供給口と、収納したトナーを供給口に移動させるためのスクリュー(図示されず)が設けられている。
【００７７】
トナー供給時には、トナー濃度センサ６４により、現像装置６０へのトナー供給指令が発せられると、図示しないクラッチがオンしてスクリューを作動し、その回転時間に応じた量のトナーを供給口に向けて移動させ、供給口から現像装置６０内へ落下させることによりトナーが供給される。
【００７８】
現像装置６０に用いられるトナーは、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
感光体クリーニング装置としては、２本のブラシローラ７３、７４とクリーニングブレード７５を備えている。また、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。
【００８５】
固形の潤滑剤７８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。また、必要に応じてその他の材料を混合することもできる。固形の潤滑剤７８は潤滑剤粒子を溶融固化させたり、圧縮成形することで作製することができる。
【００８６】
ブラシローラ７３、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。
【００８７】
なお、この作像ユニット１８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。
【００８８】
なお、図２の作像ユニット１８では感光体クリーニング装置内に潤滑剤供給部材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７８の供給が影響を受けやすいという欠点があった。
これに対して、図３のように感光体クリーニング装置の下流に潤滑剤供給部材を配置することで、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感光体４０に潤滑剤７８を安定に供給することができる。
【００８９】
図４には帯電ローラ７０の概略構成が示されている。
同図において帯電ローラ７０は、導電性支持体である芯金７０Ａと、帯電部材としての樹脂層７０Ｂと、感光体４０との間のギャップを保持するギャップ保持部材７０Ｃとから構成される。芯金７０Ａはステンレス等の金属が用いられる。
【００９０】
芯金７０Ａが細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体４０に加圧された時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７０Ａ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。このため、芯金７０Ａの直径としては６〜１０［ｍｍ］程度が望ましい。
【００９１】
帯電ローラ７０の樹脂層７０Ｂは、１０４〜１０９［Ω・ｃｍ］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。
【００９２】
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−ブタジェン−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。
【００９３】
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。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。
【００９４】
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。
【００９５】
上述したように、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。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７０Ａ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形することができる。
イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂が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。
【００９６】
帯電ローラ７０の樹脂層７０Ｂの厚さとしては、０．５〜３［ｍｍ］が望ましい。樹脂層７０Ｂが薄すぎると成形が困難である上に強度の面でも問題がある。樹脂層７０Ｂが厚すぎると帯電ローラ７０が大型化するうえに樹脂層７０Ｂ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。
【００９７】
樹脂層７０Ｂを成形した後、樹脂層７０Ｂの両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材７０Ｃを圧入や接着、あるいはその両方を併用して、芯金７０Ａに固定する。このようにして、樹脂層７０Ｂとギャップ保持部材７０Ｃ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樹脂層７０Ｂとギャップ保持部材７０Ｃ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。
【００９８】
ギャップ保持部材７０Ｃ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−ブタジェン−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、感光体４０にギャップ保持部材７０Ｃを当接させるので感光体４０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。
【００９９】
摺動性に優れ感光体４０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。また、樹脂層７０Ｂやギャップ保持部材７０Ｃ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１０［μｍ］程度の厚さで形成することもできる。
【０１００】
ギャップ保持部材７０Ｃ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７０Ｂと感光体４０との間にギャップを形成する。
【０１０１】
帯電ローラ７０は、芯金１０１の端部に取り付けられたギヤが感光体４０フランジに形成されたギヤとかみ合っており、図示しない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も感光体４０とほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転する。
【０１０２】
樹脂層７０Ｂと感光体４０とは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体４０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１００［μｍ］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。なお、帯電ローラ７０に生じる問題点に関しては後で詳細を説明する。
【０１０３】
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、さらに固着しやすい。
【０１０４】
これに対して、帯電ローラ７０を感光体４０に非接触で近接配置することで、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。
【０１０５】
しかしながら、感光体４０を均一に帯電させるためにＡＣ電圧を重畳しているために、非接触に配置した場合でもわずかながら感光体４０上のトナーやトナー外添剤等が帯電ローラ７０に飛翔して付着してしまう。
このため、接触配置の帯電ローラ７０は言うまでもなく、近接配置の帯電ローラ７０でも、帯電ローラ７０をクリーニングするクリーニング手段として帯電クリーニング部材７７を設け、帯電ローラ７０の汚れを除去する必要がある。
【０１０６】
ところが、このような帯電クリーニング部材７７を、常時、帯電ローラ７０に接触させると、初期的には帯電ローラ７０表面の汚れを除去できているものの、長期間で帯電クリーニング部材７７に表面に溜まったトナー等の汚れを帯電ローラ７０表面にこすりつけることになり、逆に帯電ローラ７０を汚してしまう。
【０１０７】
一方、帯電ローラ７０にＡＣバイアスを印加しているため、感光体４０上の汚れを静電的に引き寄せてしまうものの、逆に帯電ローラ７０に付着した汚れを感光体４０に静電的に戻す力も働く。
【０１０８】
上述した現象に起因して、帯電クリーニング部材７７を間欠的に帯電ローラ７０へ当接させることで、帯電クリーニング部材７７に溜まるトナーなどの汚れの量を少なくできることから、常時、帯電ローラ７０に帯電クリーニング部材７７を当接させる場合と違って帯電クリーニング部材７７の劣化を抑えて帯電ローラ７０と帯電クリーニング部材７７の両方の寿命を長くすることができる。
【０１０９】
本発明の実施の形態においては、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の間欠的な当接を実行するに際して、感光体４０での潤滑剤消費量の変動に対応させて帯電クリーニング部材７７の接離条件を設定するようになっている。
特に、この接離条件は、帯電ローラ７０での汚れ、つまり帯電ローラ７０への潤滑剤やトナーの付着を抑えることができる帯電クリーニング部材７７の当接条件を対象としている。
【０１１０】
上述した接離条件として、潤滑剤７８の消費量が増加する場合に帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の接触頻度を高めることが対象となっている。
接触頻度を高めるためには、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の当接間隔や当接時間が用いられる。
【０１１１】
接触頻度を高める理由は次の通りである。
感光体側での潤滑剤７８の消費量が増加すると、クリーニングブレード７５をすり抜けるトナーも増加するため、潤滑剤７８による帯電ローラ７０側での汚れが発生しやすくなる。このため、帯電ローラ７０の汚れが増加する機会に帯電クリーニング部材７７によるクリーニングを頻繁にあるいは長い時間行うことにより、帯電ローラ７０に付着した潤滑剤やトナーを除去しやすくする。
これにより、帯電ローラ７０での汚れが抑えられて帯電ローラ７０とクリーニングブレード７５の寿命を長くすることができる。
【０１１２】
図５は、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に対して接離する接離機構の概略構成図である。
帯電クリーニング部材７７はローラ形状であり、両端をアーム８０で支持されている。
アーム８０は、支軸８０Ａを支点として揺動可能に設けられており、クリーニング時以外には図示しない付勢部材の習性により、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０から離間させた状態が初期状態とされている。
【０１１３】
アーム８０は、初期状態にある時、本体側に設置された図示しないソレノイドが励磁された際にアーム８０の揺動端側に位置する突起部８２を押し下げる（図５中、矢印Ａと逆方向）ことにより、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる。
【０１１４】
これにより、帯電クリーニング部材７７は帯電ローラ７０に連れ回り回転しながら、帯電ローラ７０表面をクリーニングする。
クリーニング終了後は、本体側に設置された図示しないソレノイドを解除することで、アーム８０の突起部８２を図５中矢印Ａ方向に移動させ、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０から離間させる。なお、図５中、符号７０Ａ１は、帯電ローラ７０を支持する帯電フレームを示している。
【０１１５】
帯電クリーニング部材７７が帯電ローラ７０に対して離間している状態が初期状態とされていることにより、帯電クリーニング部材７７への帯電ローラ７０からのトナーの付着機会が少なくされるので、帯電クリーニング部材７７でのトナー堆積量を抑えて帯電ローラ７０を汚すのを抑制することができる。
【０１１６】
このような帯電クリーニング部材７７の接離動作を画像形成動作中に実行すると、ソレノイドの動作による振動が露光装置２１等に伝達して画像が乱れる恐れがある。このため、帯電クリーニング部材７７による帯電ローラクリーニング動作を作像動作中以外に実施する必要がある。また、帯電ローラクリーニング動作が頻繁に実行されると、ユーザの待ち時間が増えることになるため、できる限り帯電ローラクリーニング動作の実行頻度を小さくすることが望ましい。
【０１１７】
帯電クリーニング部材７７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、帯電ローラ７０に対して固定して当接した場合には当接面に溜まったトナー等がかえって帯電ローラ７０に付着しやすくなるため、帯電クリーニング部材７７は、ローラ形状として帯電ローラ７０に連れまわり回転とすることが望ましい。
【０１１８】
図６は、ローラ形状の帯電クリーニング部材７７の概略構成図である。
この帯電クリーニング部材７７は、芯金８６の周りにメラミン樹脂フォーム（多孔質材）８７で覆った構成であり、メラミン樹脂フォーム（多孔質材）８７を帯電ローラ７０表面に当接させて帯電ローラ７０の汚れを除去する。
メラミン樹脂フォーム８７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トナー等の汚れ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。
【０１１９】
上述の構成を備えた帯電クリーニング部材７７は、潤滑剤消費量の変動に基づき、図７に示す制御部１０００により、帯電クリーニング部材７７の接離条件が設定される。
図７は、制御部１０００の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部１０００は、画像形成処理シーケンスプログラムを実行するプロセッサが用いられる。
【０１２０】
制御部１０００では、潤滑剤消費量に影響する作像履歴の変化に基づき、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の当接頻度を設定する。
このため、制御部１０００の入力側には、各作像ユニットでの作像履歴、いわゆる、感光体４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋの使用履歴を記憶保存しているメモリ１００１が接続され、出力側には、帯電クリーニング部材７７の接離駆動源として用いられるソレノイドの駆動部１００２が接続されている。
上述した使用履歴には、感光体ドラムへのトナーの付着量、換言すれば残留トナー量に影響する画像面積に関する情報も保存されている。
【０１２１】
制御部１０００では、潤滑剤７８として、ステアリン酸亜鉛および窒化ホウ素を混合した潤滑剤７８が用いられる場合を対象として、潤滑剤消費量の変動を前述したメモリ１００１内に取り込まれている作像履歴や画像面積から判断し、消費量が増加傾向に変動したと判断した場合には、その増加傾向に応じて帯電クリーニング部材７７の接触頻度を高める制御を行う。
【０１２２】
潤滑剤消費量は、作像履歴や画像面積が増加するに従い、累積量が増加する傾向となる。この場合の作像履歴は感光体４０の走行距離が用いられる。
制御部１０００では、累積量に影響する感光体４０の走行距離に閾値を設け、この閾値を基準として走行距離を判別した結果に応じてソレノイドの励磁回数あるいは励磁時間を設定することにより、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の接触頻度を高めるようになっている。
【０１２３】
図８は、制御部１０００で実行される制御手順を説明するためのフローチャートであり、同図に示す制御手順は、次に挙げる実施例１の条件に基づく。
【実施例１】
【０１２４】
リコー製プリンタ「Ｉｍａｇｉｏ ＭＰＣ６００」の帯電クリーニング部材を接離可能に改造した実験機を用い、図３に示した潤滑剤供給装置の構成を対象とした作像ユニットを用いる。
帯電クリーニング部材７７は、金属製の芯金８６とメラミン樹脂フォーム８７から構成される図６に示したローラ構造を用いる。
【０１２５】
潤滑剤７８は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩を９５重量部と、窒化ホウ素を５重量部の比率で混合し圧縮成形したものを用い、潤滑剤供給部材としては、毛足３ｍｍ、繊維径２００μｍ、１平方インチあたりの植毛密度が１５万本のブラシローラを用いた。
【０１２６】
各色の画像面積５％とし、１ジョブあたりＡ４サイズの転写紙２５枚の条件で通紙試験を実施した。
【０１２７】
試験は感光体４０を含む作像ユニットがすべて新品の状態から開始し、感光体４０の走行距離（感光体線速×感光体回転時間）が１０ｋｍになるまでは２００枚毎、走行距離が１０〜３０ｋｍまでは５００枚毎、走行距離３０ｋｍ以降は１０００枚毎に帯電ローラ(図２において符号７０で示す部材)のクリーニングを実行した。帯電ローラのクリーニングは帯電ローラクリーナを帯電ローラに１０秒間当接させた状態で感光体４０と帯電ローラを回転させて帯電ローラクリーニング動作を実行した。
【０１２８】
以上の条件に基づき手順を説明すると次の通りである。
図８において、作像履歴(走行距離)が取り込まれ（ＳＴ１）、その結果が予め設定されている閾値(１０ｋｍ未満、１０〜３０ｋｍ、３０ｋｍ以降）に達しているかどうかを判別する（ＳＴ２，３，４）。
走行距離と閾値との対比結果に応じて、帯電クリーニング部材７７の当接間隔(１０ｋｍ未満では２００枚毎、１０〜３０ｋｍでは５００枚毎、３０ｋｍ以降は１０００枚毎）が設定され（ＳＴ５，６，７）、各当接間隔時期において帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる時間がソレノイドの励磁時間として設定される（ＳＴ８）。なお、走行距離と閾値との対比において３０ｋｍ以降と判断できない場合には、装置異常と判断して警報などのエラー処理が実行される（ＳＴ９）。
【０１２９】
以上の実施例においては、常温常湿環境で走行距離１２０ｋｍ(通紙枚数では３０万枚に相当)まで実験をしたところ、クリーニングブレードでの摩擦係数の増加や帯電ローラの汚れが原因する異常画像の発生を観察することがなかった。
【０１３０】
以上の実施例に対する比較例を次に挙げる。
(比較例１)
上述した実施例における条件のうちで、１０００枚毎に帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる点を除いた条件で実験した。
常温常湿環境で通紙試験を実施したところ、走行距離で１０ｋｍ程度（通紙枚数で２．５万枚）経過したころからハーフトーン画像で縦スジ状の濃度ムラが発生し、帯電ローラにスジ状の汚れがあった。潤滑剤７８の漏れが多く帯電ローラをクリーニングしきれていなかったために、早期に帯電ローラ汚れによる異常画像が発生した。
【０１３１】
(比較例２)
潤滑剤をステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩のみからなるものに変更した以外は比較例１と同じ条件で通紙試験を行った。
走行距離で６０ｋｍ（通紙枚数で１５万枚）過ぎから帯電ローラ汚れによりハーフトーン画像で縦スジ状の濃度ムラが発生し始めた。塗布ブレードの摩耗が進行し、塗布ブレードからの潤滑剤のすり抜けが増大していたために、経時で潤滑剤の漏れが多くなり帯電ローラ汚れによる異常画像が発生した。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ 中間転写ベル
１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ 作像ユニット
４０ＣＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ 感光体
７０ 帯電ローラ
７０Ａ 芯金
７０Ｂ 樹脂層
７０Ｃ ギャップ保持部材
７７ クリーニング部材
７８ 潤滑剤
８０ アーム
８２ アーム突起部
８７ メラミン樹脂フォーム
１００ 画像形成装置本体
１０００ 制御部
１００１ 作像履歴保存用メモリ
１００２ ソレノイドの駆動部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３３】
【特許文献１】特開２００９−３００８６１号公報
【特許文献２】特開２００９−５８５５９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電装置に用いられる帯電ローラのクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成層では、帯電装置を用いて潜像担持体である感光体への一様帯電が行われた後書き込み処理による静電潜像形成が行われる。
静電潜像は現像装置により可視像処理された後、記録紙などの記録媒体に対して転写され、転写された可視像が定着されることにより複写物とされる。
【０００３】
感光体は、異なる色の画像形成が行えるように複数設けられる場合もあり、この場合には、各感光体で形成された可視像が記録媒体の移動過程においてその記録媒体に対して重畳転写されることにより、あるいは、中間転写体に対して重畳転写紙された後、その重畳画像が記録媒体に一括転写される場合もある。
【０００４】
このように複数の感光体から可視像を重畳転写することによりフルカラー画像などの複数色の画像を形成することができる。
【０００５】
画像転写を終えた感光体には未転写トナーが残る場合があるので、クリーニング装置により未転写トナーをクリーニングすることが行われる。
感光体のクリーニングは、感光体に接触するクリーニングブレードにより未転写トナーを掻き取る構成が知られている。
【０００６】
従来、感光体表面の保護およびクリーニングブレード性能向上を目的として感光体表面での潤滑性を高めることが行われている。
潤滑性を高める方法としては、現像剤中のトナーに潤滑剤粒子を外添する方法とは別に、固形の潤滑剤をブラシローラ等により削り取って感光体表面に供給する方法がある。
【０００７】
上述した潤滑剤には、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を含む潤滑剤を供給する方法が提案されている(例えば、特許文献１）。
【０００８】
一方、帯電部材には、感光体表面に近接した状態で直流交流を重畳した帯電バイアスを印加する構成が知られている。この構成では、感光体での一様帯電が可能であるが、帯電バイアスを印加した際のバイアス極性によってトナーやトナーの外添剤等が僅かながらも帯電部材に飛翔して付着することがある。
【０００９】
そこで、帯電部材に付着するトナーや異物を除去して帯電特性を適正に維持するための簡単な構成として、帯電部材表面にクリーニング部材を当接させることによりトナーを除去する構成が知られている。
【００１０】
潜像担持体表面に接触する構成を用いた帯電部材の場合、帯電部材が潜像担持体表面に接触しながら連れ動くことから、クリーニング後においても未だ付着しているトナーが帯電部材に擦り取られることがある。帯電部材に付着したトナーは堆積すると帯電部材の表面特性が変化し、帯電特性が低下する虞れがある。
【００１１】
従来、上述した不具合を解消するための構成として、クリーニング部材を帯電部材に対して接離できる構成を用い、感光体の使用履歴や装置の使用環境や画像面積などの履歴に基づき現実的なトナーの除去量を割り出し、その割り出し量に応じて帯電部材へのクリーニング部材の接離間隔を変更する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
潤滑剤として用いられる成分のうちで、ステアリン酸亜鉛は、感光体に対する保護機能が優れており、近接する帯電部材において実行される交流バイアスを重畳した場合でも感光体の摩耗を低減させることができる。
【００１３】
一方、潤滑剤として窒化ホウ素を用いた場合には、感光体のクリーニングにクリーニングブレードが用いられる場合には、クリーニングブレードの当接状態を安定させることができ、感光体に対するクリーニング性能を維持させることができる。
【００１４】
このような理由により、感光体に供給される潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を含む成分とすることで両者の利点を持つ潤滑剤を構成することができる。
【００１５】
しかし、上述した成分を含む潤滑剤を用いた場合には、潤滑剤の消費量変動が大きいという問題がある。
【００１６】
図９は、感光体の走行距離に対する潤滑剤消費量の推移を説明するための図である。
図中、Ａは、ステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩のみからなる潤滑剤を対象とした消費量推移を示し、Ｂは、ステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩を９５重量部に設定し、これに対し窒化ホウ素を５重量部に設定して両者を混合した潤滑剤消費量推移を示している。
【００１７】
潤滑剤は、毛足３ｍｍ、繊維系２００μｍ、１平方インチあたりの植毛密度を１５万本に設定されたＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)製のブラシローラにより削り取られて供給される場合を対象としている。
【００１８】
図９において、Ａで示す潤滑剤の場合には、多少の減少はあるものの、徐々に減少しながら安定する傾向にあるが、Ｂで示す潤滑剤の場合には、初期の消費量が非常に多く、この状態から徐々に減少しながら安定する傾向にある。
【００１９】
このような消費量推移の変動が起こる原因は明確でないが、発明者の考察によれば、潤滑剤の種類によってブラシ繊維への付着状態に差が生じ、この差により、潤滑剤削り取り量に変化が生じることがわかった。
【００２０】
潤滑剤の消費量が少なくなると、感光体の保護機能を十分に得ることができなくなり、感光体の摩耗量が増加したり、感光体表面でトナーやトナー外添剤が固着するフィルミング現象が発生しやすくなる虞がある。通常、潤滑剤の機能を十分発揮させるには、少なくとも０．２ｇ／ｋｍ以上の消費量を維持することが必要とされる。
【００２１】
従って、Ｂのステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を混合した潤滑剤を使用する場合には、初期に潤滑剤消費量が非常に多い状態となることから、潤滑剤の供給量(消費量)が多くなった場合の不具合である、感光体に供給された潤滑剤が帯電部材への交流バイアス重畳を介して帯電部材側に飛翔し、帯電部材側での汚れ度が高くなるという不具合を招く虞が生じる。
【００２２】
本発明の目的は、上述した従来の帯電装置における問題、特に潜像担持体に供給される潤滑剤の消費傾向による帯電部材への汚染に鑑み、潤滑剤の供給量の変動に拘わらず帯電部材での汚れを防止して安定した帯電状態を維持できる構成を備えた帯電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この目的を達成するため、本発明は、画像形成が可能な作像部に設けられて表面に潤滑剤を供給される潜像担持体の帯電に用いられる帯電装置であって、帯電部材に付着する転写残トナーや異物を除去するために、該帯電部材に対して接離可能なクリーニング手段と、前記クリーニング手段を前記帯電部材に接離させる駆動部の駆動態位を制御可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記潤滑剤の消費量変動に対応して前記帯電部材への転写残トナーや異物の付着を抑える状態となるように前記クリーニング手段の接離条件を変化させることを特徴とする帯電装置にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、潜像担持体側での潤滑剤の消費量変動が生じた場合には、帯電部材への転写残トナーや異物の付着を抑える状態となるように帯電部材に対するクリーニング手段の接離条件を変化させる。これにより、潤滑剤消費量が増加する傾向に変動した場合でも帯電部材への転写残トナーの付着を抑制して転写残トナーの付着による帯電部材での帯電状態の悪化を防止し、安定した帯電状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態にかかる帯電装置を用いる画像形成装置全体構成を説明するための概略図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる帯電装置の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられる帯電装置の他の例を示す模式図である。
【図４】帯電装置に用いられる帯電部材の構成を説明するための断面図である。
【図５】帯電装置に用いられるクリーニング手段の構成を説明するための図である。
【図６】帯電装置に用いられる帯電クリーニング部材の構成を説明するための図である。
【図７】画像形成装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【図９】潤滑剤に用いられる成分に基づく消費量推移を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面に基づき本発明を実施するための形態について説明する。
図１はタンデム中間転写方式のフルカラー複写機に適用した例を示す全体構成図である。
【００２７】
同図においてフルカラー複写機は装置本体１００、本体を載せる給紙テーブル２００、複写装置本体上に取り付けるスキャナ３００、スキャナ上に取り付けられた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００、等から構成されている。
【００２８】
フルカラー複写機は、本体中央に、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの４つの画像形成ユニットとして用いられる作像ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｂｋを横に並べて配置したタンデム画像形成装置２０として構成されている。
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４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋを有している。
【００２９】
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、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４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋに照射される。
【００３０】
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り、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。
【００３１】
また、第１の支持ローラ１４および第２の支持ローラ１５の間には、各色の感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋから中間転写ベルト１０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６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋが中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋに対向するように設けられている。
【００３２】
第３の支持ローラ１６の下流には、画像転写後に中間転写ベルト１０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を設けられている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２が設けられている。
図示構成において２次転写装置２２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を掛け渡して配置されている。２次転写装置２２は、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置され、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２４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。
【００３６】
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が設けられている。
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。
【００３７】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後の転写材をこの定着装置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。
【００３８】
なお、図示例では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。
【００３９】
このようなタンデム画像形成装置によりコピー動作をおこなう時は、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３００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。
【００４０】
そして、図示されない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時は、原稿を搬送してコンタクトガラス上へと移動した後、他方コンタクトガラス上に原稿をセットした時は、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。
第１走行体３３において光源から光を照射すると共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を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００４１】
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。
【００４２】
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体が図１で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体の表面が帯電装置である帯電ローラ７０により一様に帯電される。
【００４３】
各色の感光体(便宜上、色の種類を意味するアルファベットを省く)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６０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋで各色のトナーが現像される。
【００４４】
各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送と共に、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成する。転写後の感光体４０は、除電ランプ(図２において符号７２で示す部材)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。
【００４５】
一方、給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙テーブル２００内の給紙部４３において多段に備えられている給紙カセット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で搬送して本体内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００４６】
また、手差しトレイ５１からの給紙に際しては、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ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。
【００４７】
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を回転し、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一括転写する。
【００４８】
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において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。
【００４９】
転写材の両面への画像形成時には、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転写位置へと再給紙され、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時には、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００５０】
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の回転を停止する。
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を１周以上回転させ、その際に除電手段により感光体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が劣化することを防止する。
【００５１】
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を感光体Ｙ、Ｃ、Ｍから離間させる。Ｂｋの感光体４０Ｂｋのみが図１において反時計回り方向に回転し、Ｂｋ感光体の表面が帯電ローラ７０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のトナーにより現像されてトナー像となる。
【００５２】
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、Ｃ、Ｍ、現像装置６０Ｙ、Ｃ、Ｍは停止しており、感光体４０や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００５３】
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時には、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００５４】
次に、作像ユニットについて詳しく説明する。作像ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ(以下、便宜上、符号１８で示す場合もある)は、収容されるトナーの色が異なる以外は、同じ構成であるので、以下、添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを省略して説明する。
【００５５】
図２は、作像ユニットの概略構成図である。
同図において感光体４０の周りには、感光体４０を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ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(便宜上、色の種類を意味するアルファベットは省略する)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感光体クリーニング装置が配置されている。
また、作像ユニット１８のケースには露光装置２１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。
【００５６】
図２に示す感光体４０は、導電性支持体上に設けられた感光層を構成する電荷発生層、電荷輸送層を備えた積層型有機感光体が用いられている。
【００５７】
導電性支持体は、体積抵抗１０１０Ωｃｍ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。
【００５８】
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。
【００５９】
電荷発生層は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂と共に、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
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。
【００６２】
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。
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。
【００６３】
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。
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
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。
【００６７】
本発明においては、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。
図２に示す感光体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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
この下引き層は、上述した感光層と同様、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、Ａｌ２Ｏ３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、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、Ｃｅ０２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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
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。
また、本発明で使用する感光体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。
【００７４】
現像装置６０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。現像装置６０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。
【００７５】
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。
スクリュー６２、６３で、攪拌されることで摩擦帯電した現像剤は、現像ローラ６１の磁力により担持され、感光体４０との対向部へ搬送され、感光体４０上の潜像にトナーを供給することで現像する。
また、トナーを消費した現像剤のトナー濃度を、トナー濃度センサ６４により検知し、検知結果に応じて現像装置６０の上部に設けられた図示しないトナー供給装置より必要量のトナーが供給される。
【００７６】
トナー供給装置は、トナーを収容する図示しないトナー収納容器からトナーを移送して収納する。
トナー供給装置には、現像装置６０に連通する供給口と、収納したトナーを供給口に移動させるためのスクリュー(図示されず)が設けられている。
【００７７】
トナー供給時には、トナー濃度センサ６４により、現像装置６０へのトナー供給指令が発せられると、図示しないクラッチがオンしてスクリューを作動し、その回転時間に応じた量のトナーを供給口に向けて移動させ、供給口から現像装置６０内へ落下させることによりトナーが供給される。
【００７８】
現像装置６０に用いられるトナーは、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
感光体クリーニング装置としては、２本のブラシローラ７３、７４とクリーニングブレード７５を備えている。また、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。
【００８５】
固形の潤滑剤７８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。また、必要に応じてその他の材料を混合することもできる。固形の潤滑剤７８は潤滑剤粒子を溶融固化させたり、圧縮成形することで作製することができる。
【００８６】
ブラシローラ７３、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。
【００８７】
なお、この作像ユニット１８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。
【００８８】
なお、図２の作像ユニット１８では感光体クリーニング装置内に潤滑剤供給部材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７８の供給が影響を受けやすいという欠点があった。
これに対して、図３のように感光体クリーニング装置の下流に潤滑剤供給部材を配置することで、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感光体４０に潤滑剤７８を安定に供給することができる。
【００８９】
図４には帯電ローラ７０の概略構成が示されている。
同図において帯電ローラ７０は、導電性支持体である芯金７０Ａと、帯電部材としての樹脂層７０Ｂと、感光体４０との間のギャップを保持するギャップ保持部材７０Ｃとから構成される。芯金７０Ａはステンレス等の金属が用いられる。
【００９０】
芯金７０Ａが細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体４０に加圧された時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７０Ａ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。このため、芯金７０Ａの直径としては６〜１０［ｍｍ］程度が望ましい。
【００９１】
帯電ローラ７０の樹脂層７０Ｂは、１０４〜１０９［Ω・ｃｍ］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。
【００９２】
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−ブタジェン−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。
【００９３】
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。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。
【００９４】
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。
【００９５】
上述したように、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。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７０Ａ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形することができる。
イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂が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。
【００９６】
帯電ローラ７０の樹脂層７０Ｂの厚さとしては、０．５〜３［ｍｍ］が望ましい。樹脂層７０Ｂが薄すぎると成形が困難である上に強度の面でも問題がある。樹脂層７０Ｂが厚すぎると帯電ローラ７０が大型化するうえに樹脂層７０Ｂ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。
【００９７】
樹脂層７０Ｂを成形した後、樹脂層７０Ｂの両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材７０Ｃを圧入や接着、あるいはその両方を併用して、芯金７０Ａに固定する。このようにして、樹脂層７０Ｂとギャップ保持部材７０Ｃ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樹脂層７０Ｂとギャップ保持部材７０Ｃ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。
【００９８】
ギャップ保持部材７０Ｃ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−ブタジェン−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、感光体４０にギャップ保持部材７０Ｃを当接させるので感光体４０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。
【００９９】
摺動性に優れ感光体４０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。また、樹脂層７０Ｂやギャップ保持部材７０Ｃ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１０［μｍ］程度の厚さで形成することもできる。
【０１００】
ギャップ保持部材７０Ｃ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７０Ｂと感光体４０との間にギャップを形成する。
【０１０１】
帯電ローラ７０は、芯金１０１の端部に取り付けられたギヤが感光体４０フランジに形成されたギヤとかみ合っており、図示しない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も感光体４０とほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転する。
【０１０２】
樹脂層７０Ｂと感光体４０とは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体４０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１００［μｍ］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。なお、帯電ローラ７０に生じる問題点に関しては後で詳細を説明する。
【０１０３】
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、さらに固着しやすい。
【０１０４】
これに対して、帯電ローラ７０を感光体４０に非接触で近接配置することで、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。
【０１０５】
しかしながら、感光体４０を均一に帯電させるためにＡＣ電圧を重畳しているために、非接触に配置した場合でもわずかながら感光体４０上のトナーやトナー外添剤等が帯電ローラ７０に飛翔して付着してしまう。
このため、接触配置の帯電ローラ７０は言うまでもなく、近接配置の帯電ローラ７０でも、帯電ローラ７０をクリーニングするクリーニング手段として帯電クリーニング部材７７を設け、帯電ローラ７０の汚れを除去する必要がある。
【０１０６】
ところが、このような帯電クリーニング部材７７を、常時、帯電ローラ７０に接触させると、初期的には帯電ローラ７０表面の汚れを除去できているものの、長期間で帯電クリーニング部材７７に表面に溜まったトナー等の汚れを帯電ローラ７０表面にこすりつけることになり、逆に帯電ローラ７０を汚してしまう。
【０１０７】
一方、帯電ローラ７０にＡＣバイアスを印加しているため、感光体４０上の汚れを静電的に引き寄せてしまうものの、逆に帯電ローラ７０に付着した汚れを感光体４０に静電的に戻す力も働く。
【０１０８】
上述した現象に起因して、帯電クリーニング部材７７を間欠的に帯電ローラ７０へ当接させることで、帯電クリーニング部材７７に溜まるトナーなどの汚れの量を少なくできることから、常時、帯電ローラ７０に帯電クリーニング部材７７を当接させる場合と違って帯電クリーニング部材７７の劣化を抑えて帯電ローラ７０と帯電クリーニング部材７７の両方の寿命を長くすることができる。
【０１０９】
本発明の実施の形態においては、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の間欠的な当接を実行するに際して、感光体４０での潤滑剤消費量の変動に対応させて帯電クリーニング部材７７の接離条件を設定するようになっている。
特に、この接離条件は、帯電ローラ７０での汚れ、つまり帯電ローラ７０への潤滑剤やトナーの付着を抑えることができる帯電クリーニング部材７７の当接条件を対象としている。
【０１１０】
上述した接離条件として、潤滑剤７８の消費量が増加する場合に帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の接触頻度を高めることが対象となっている。
接触頻度を高めるためには、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の当接間隔や当接時間が用いられる。
【０１１１】
接触頻度を高める理由は次の通りである。
感光体側での潤滑剤７８の消費量が増加すると、クリーニングブレード７５をすり抜けるトナーも増加するため、潤滑剤７８による帯電ローラ７０側での汚れが発生しやすくなる。このため、帯電ローラ７０の汚れが増加する機会に帯電クリーニング部材７７によるクリーニングを頻繁にあるいは長い時間行うことにより、帯電ローラ７０に付着した潤滑剤やトナーを除去しやすくする。
これにより、帯電ローラ７０での汚れが抑えられて帯電ローラ７０とクリーニングブレード７５の寿命を長くすることができる。
【０１１２】
図５は、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に対して接離する接離機構の概略構成図である。
帯電クリーニング部材７７はローラ形状であり、両端をアーム８０で支持されている。
アーム８０は、支軸８０Ａを支点として揺動可能に設けられており、クリーニング時以外には図示しない付勢部材の習性により、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０から離間させた状態が初期状態とされている。
【０１１３】
アーム８０は、初期状態にある時、本体側に設置された図示しないソレノイドが励磁された際にアーム８０の揺動端側に位置する突起部８２を押し下げる（図５中、矢印Ａと逆方向）ことにより、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる。
【０１１４】
これにより、帯電クリーニング部材７７は帯電ローラ７０に連れ回り回転しながら、帯電ローラ７０表面をクリーニングする。
クリーニング終了後は、本体側に設置された図示しないソレノイドを解除することで、アーム８０の突起部８２を図５中矢印Ａ方向に移動させ、帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０から離間させる。なお、図５中、符号７０Ａ１は、帯電ローラ７０を支持する帯電フレームを示している。
【０１１５】
帯電クリーニング部材７７が帯電ローラ７０に対して離間している状態が初期状態とされていることにより、帯電クリーニング部材７７への帯電ローラ７０からのトナーの付着機会が少なくされるので、帯電クリーニング部材７７でのトナー堆積量を抑えて帯電ローラ７０を汚すのを抑制することができる。
【０１１６】
このような帯電クリーニング部材７７の接離動作を画像形成動作中に実行すると、ソレノイドの動作による振動が露光装置２１等に伝達して画像が乱れる恐れがある。このため、帯電クリーニング部材７７による帯電ローラクリーニング動作を作像動作中以外に実施する必要がある。また、帯電ローラクリーニング動作が頻繁に実行されると、ユーザの待ち時間が増えることになるため、できる限り帯電ローラクリーニング動作の実行頻度を小さくすることが望ましい。
【０１１７】
帯電クリーニング部材７７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、帯電ローラ７０に対して固定して当接した場合には当接面に溜まったトナー等がかえって帯電ローラ７０に付着しやすくなるため、帯電クリーニング部材７７は、ローラ形状として帯電ローラ７０に連れまわり回転とすることが望ましい。
【０１１８】
図６は、ローラ形状の帯電クリーニング部材７７の概略構成図である。
この帯電クリーニング部材７７は、芯金８６の周りにメラミン樹脂フォーム（多孔質材）８７で覆った構成であり、メラミン樹脂フォーム（多孔質材）８７を帯電ローラ７０表面に当接させて帯電ローラ７０の汚れを除去する。
メラミン樹脂フォーム８７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トナー等の汚れ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。
【０１１９】
上述の構成を備えた帯電クリーニング部材７７は、潤滑剤消費量の変動に基づき、図７に示す制御部１０００により、帯電クリーニング部材７７の接離条件が設定される。
図７は、制御部１０００の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部１０００は、画像形成処理シーケンスプログラムを実行するプロセッサが用いられる。
【０１２０】
制御部１０００では、潤滑剤消費量に影響する作像履歴の変化に基づき、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の当接頻度を設定する。
このため、制御部１０００の入力側には、各作像ユニットでの作像履歴、いわゆる、感光体４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋの使用履歴を記憶保存しているメモリ１００１が接続され、出力側には、帯電クリーニング部材７７の接離駆動源として用いられるソレノイドの駆動部１００２が接続されている。
上述した使用履歴には、感光体ドラムへのトナーの付着量、換言すれば残留トナー量に影響する画像面積に関する情報も保存されている。
【０１２１】
制御部１０００では、潤滑剤７８として、ステアリン酸亜鉛および窒化ホウ素を混合した潤滑剤７８が用いられる場合を対象として、潤滑剤消費量の変動を前述したメモリ１００１内に取り込まれている作像履歴や画像面積から判断し、消費量が増加傾向に変動したと判断した場合には、その増加傾向に応じて帯電クリーニング部材７７の接触頻度を高める制御を行う。
【０１２２】
潤滑剤消費量は、作像履歴や画像面積が増加するに従い、累積量が増加する傾向となる。この場合の作像履歴は感光体４０の走行距離が用いられる。
制御部１０００では、累積量に影響する感光体４０の走行距離に閾値を設け、この閾値を基準として走行距離を判別した結果に応じてソレノイドの励磁回数あるいは励磁時間を設定することにより、帯電ローラ７０に対する帯電クリーニング部材７７の接触頻度を高めるようになっている。
【０１２３】
図８は、制御部１０００で実行される制御手順を説明するためのフローチャートであり、同図に示す制御手順は、次に挙げる実施例１の条件に基づく。
【実施例１】
【０１２４】
リコー製プリンタ「Ｉｍａｇｉｏ ＭＰＣ６００」の帯電クリーニング部材を接離可能に改造した実験機を用い、図３に示した潤滑剤供給装置の構成を対象とした作像ユニットを用いる。
帯電クリーニング部材７７は、金属製の芯金８６とメラミン樹脂フォーム８７から構成される図６に示したローラ構造を用いる。
【０１２５】
潤滑剤７８は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩を９５重量部と、窒化ホウ素を５重量部の比率で混合し圧縮成形したものを用い、潤滑剤供給部材としては、毛足３ｍｍ、繊維径２００μｍ、１平方インチあたりの植毛密度が１５万本のブラシローラを用いた。
【０１２６】
各色の画像面積５％とし、１ジョブあたりＡ４サイズの転写紙２５枚の条件で通紙試験を実施した。
【０１２７】
試験は感光体４０を含む作像ユニットがすべて新品の状態から開始し、感光体４０の走行距離（感光体線速×感光体回転時間）が１０ｋｍになるまでは２００枚毎、走行距離が１０〜３０ｋｍまでは５００枚毎、走行距離３０ｋｍ以降は１０００枚毎に帯電ローラ(図２において符号７０で示す部材)のクリーニングを実行した。帯電ローラのクリーニングは帯電ローラクリーナを帯電ローラに１０秒間当接させた状態で感光体４０と帯電ローラを回転させて帯電ローラクリーニング動作を実行した。
【０１２８】
以上の条件に基づき手順を説明すると次の通りである。
図８において、作像履歴(走行距離)が取り込まれ（ＳＴ１）、その結果が予め設定されている閾値(１０ｋｍ未満、１０〜３０ｋｍ、３０ｋｍ以降）に達しているかどうかを判別する（ＳＴ２，３，４）。
走行距離と閾値との対比結果に応じて、帯電クリーニング部材７７の当接間隔(１０ｋｍ未満では２００枚毎、１０〜３０ｋｍでは５００枚毎、３０ｋｍ以降は１０００枚毎）が設定され（ＳＴ５，６，７）、各当接間隔時期において帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる時間がソレノイドの励磁時間として設定される（ＳＴ８）。なお、走行距離と閾値との対比において３０ｋｍ以降と判断できない場合には、装置異常と判断して警報などのエラー処理が実行される（ＳＴ９）。
【０１２９】
以上の実施例においては、常温常湿環境で走行距離１２０ｋｍ(通紙枚数では３０万枚に相当)まで実験をしたところ、クリーニングブレードでの摩擦係数の増加や帯電ローラの汚れが原因する異常画像の発生を観察することがなかった。
【０１３０】
以上の実施例に対する比較例を次に挙げる。
(比較例１)
上述した実施例における条件のうちで、１０００枚毎に帯電クリーニング部材７７を帯電ローラ７０に当接させる点を除いた条件で実験した。
常温常湿環境で通紙試験を実施したところ、走行距離で１０ｋｍ程度（通紙枚数で２．５万枚）経過したころからハーフトーン画像で縦スジ状の濃度ムラが発生し、帯電ローラにスジ状の汚れがあった。潤滑剤７８の漏れが多く帯電ローラをクリーニングしきれていなかったために、早期に帯電ローラ汚れによる異常画像が発生した。
【０１３１】
(比較例２)
潤滑剤をステアリン酸亜鉛を主成分とする脂肪酸金属塩のみからなるものに変更した以外は比較例１と同じ条件で通紙試験を行った。
走行距離で６０ｋｍ（通紙枚数で１５万枚）過ぎから帯電ローラ汚れによりハーフトーン画像で縦スジ状の濃度ムラが発生し始めた。塗布ブレードの摩耗が進行し、塗布ブレードからの潤滑剤のすり抜けが増大していたために、経時で潤滑剤の漏れが多くなり帯電ローラ汚れによる異常画像が発生した。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ 中間転写ベル
１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ 作像ユニット
４０ＣＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ 感光体
７０ 帯電ローラ
７０Ａ 芯金
７０Ｂ 樹脂層
７０Ｃ ギャップ保持部材
７７ クリーニング部材
７８ 潤滑剤
８０ アーム
８２ アーム突起部
８７ メラミン樹脂フォーム
１００ 画像形成装置本体
１０００ 制御部
１００１ 作像履歴保存用メモリ
１００２ ソレノイドの駆動部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３３】
【特許文献１】特開２００９−３００８６１号公報
【特許文献２】特開２００９−５８５５９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成が可能な作像部に設けられて表面に潤滑剤を供給される潜像担持体の帯電に用いられる帯電装置であって、
帯電部材に付着する転写残トナーや異物を除去するために、該帯電部材に対して接離可能なクリーニング手段と、
前記クリーニング手段を前記帯電部材に接離させる駆動部の駆動態位を制御可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記潤滑剤の消費量変動に対応して前記帯電部材へのトナーや異物の付着を抑える状態となるように前記クリーニング手段の接離条件を変化させることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記クリーニング手段の接離条件として、潤滑剤の供給量が増加するのに対応して前記帯電部材に対する前記クリーニング手段の当接割合を増加させることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記クリーニング手段の当接割合を、前記帯電部材に対する前記クリーニング手段の当接間隔あるいは当接時間のいずれかまたはその両方を変化させて設定することを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記クリーニング手段として、芯金とクリーニング用のメラミン樹脂フォームが用いられることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の帯電装置。
【請求項５】
前記帯電部材はローラ形状とされ、少なくとも帯電領域が前記潜像担持体に非接触で配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の帯電装置。
【請求項６】
潜像担持体が設けられている作像部を少なくとも一つ備え、該潜像担持体の帯電工程に請求項１乃至５のうちの一つに記載の帯電装置が用いられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記潜像担持体に供給される潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を含む潤滑剤が用いられ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】
前記潜像担持体は、最表層に保護層が形成された有機感光体であり、外保護層には、金属酸化物粒子が分散されていることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像形成が可能な作像部に設けられて表面に潤滑剤を供給される潜像担持体の帯電に用いられる帯電装置であって、
帯電部材に付着する転写残トナーや異物を除去するために、該帯電部材に対して接離可能なクリーニング手段と、
前記クリーニング手段を前記帯電部材に接離させる駆動部の駆動態位を制御可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記潤滑剤の消費量変動に対応して前記帯電部材へのトナーや異物の付着を抑える状態となるように前記クリーニング手段の接離条件を変化させることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記クリーニング手段の接離条件として、潤滑剤の供給量が増加するのに対応して前記帯電部材に対する前記クリーニング手段の当接割合を増加させることを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記クリーニング手段の当接割合を、前記帯電部材に対する前記クリーニング手段の当接間隔あるいは当接時間のいずれかまたはその両方を変化させて設定することを特徴とする請求項１または２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記クリーニング手段として、芯金とクリーニング用のメラミン樹脂フォームが用いられることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の帯電装置。
【請求項５】
前記帯電部材はローラ形状とされ、少なくとも帯電領域が前記潜像担持体に非接触で配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の帯電装置。
【請求項６】
潜像担持体が設けられている作像部を少なくとも一つ備え、該潜像担持体の帯電工程に請求項１乃至５のうちの一つに記載の帯電装置が用いられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記潜像担持体に供給される潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を含む潤滑剤が用いられ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】
前記潜像担持体は、最表層に保護層が形成された有機感光体であり、外保護層には、金属酸化物粒子が分散されていることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
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【図６】
【図７】
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【公開番号】特開２０１３−７２８９４（Ｐ２０１３−７２８９４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９６９４（Ｐ２０１１−２０９６９４）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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