JP2008145911A - 放電生成物除去装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転する感光体等の像形成体の像形成面に付着する放電生成物を、十分にかつ安定して除去することができる放電生成物除去装置を提供する。そのような放電生成物の付着に起因した画像欠陥やそれ以外の新たな画像欠陥が発生するおそれのない良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】放電生成物除去装置（３Ａ）は、像形成体（１２）の像形成面に残留しているトナーを保持するトナー保持回転体（３０）と、このトナー保持回転体の表面材に接触又は近接し、その表面材に保持されているトナーを回収するトナー回収部材（４０）と、トナー保持回転体に保持されているトナーの量を検出する検出手段（５０、５１）と、この検出手段の検出結果に応じてトナー回収部材のトナーを回収する能力を調整する調整手段（６０）とを含む。画像形成装置（１）はこの放電生成物除去装置を装備する。
【選択図】図２

Description

この発明は、放電生成物除去装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。

現像剤としてのトナーで構成される像を各種用紙等の記録媒体に形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ等に代表される画像形成装置においては、その画像の形成に際し、感光体等からなる像形成体をコロナ放電方式、接触帯電方式等の帯電装置により所定の電位に帯電させている。この際、その帯電時に発生する放電により放電生成物が生成されて、それが像形成体の像形成面に付着することがある。放電生成物は、放電時に発生する窒素酸化物、オゾンなどの活性物質や、その反応生成物である。また、このような放電生成物は、帯電装置に限らず、この他にもコロナ放電又は接触式静電転写を行う転写装置や除電装置などにおいても生成されることもある。

そして、このような放電生成物が像形成体に付着すると、その放電生成物が空気中の水分を吸着した場合、その像形成体の放電生成物が付着している像形成面の部分が電気抵抗の低い状態になるため所定の電位を維持できなくなり、この結果、静電潜像の電位の横流れ等に起因した白抜け（像流れ）等の画像欠陥が発生してしまう。

この対策としては、トナー除去後又はトナークリーニング後の感光体の表面に、極細繊維の不織布を主体とする摩擦係数調整部材を摺擦させるように構成した画像形成装置が知られている（特許文献１）。この画像形成装置によれば、摩擦係数調整部材を感光体の表面に摺擦させていることにより、トナー除去後等における感光体に付着するコロナ生成物をその感光層の磨耗を抑制しつつ容易に排除することができ、これにより画像流れが起こらず長期的にわたって画像品質を維持することができるとされている。

特開２００２−２５８６６６号公報

この発明は、回転する感光体等の像形成体の像形成面に付着する放電生成物を、十分にかつ安定して除去することができる放電生成物除去装置を提供するとともに、そのような放電生成物の付着に起因した画像欠陥やそれ以外の新たな画像欠陥が発生するおそれのない良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供するものである。

この発明の放電生成物除去装置（Ａ１）は、トナー像が形成される像形成面を有するとともに回転する像形成体の当該像形成面に接触して回転し、その像形成面に残留しているトナーを保持する導電性繊維を有する表面材が設けられているトナー保持回転体と、このトナー保持回転体の表面材に接触又は近接し、その表面材に保持されているトナーを回収するトナー回収部材と、前記トナー保持回転体に保持されているトナーの量を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記トナー回収部材のトナーを回収する能力を調整する調整手段とを含むものである。

この発明の放電生成物除去装置（Ａ２）は、上記放電生成物除去装置（Ａ１）において、前記検出手段を、例えば、前記トナー保持回転体と前記トナー回収部材との間の電気抵抗値を計測する手段としたものである。

また、この発明の放電生成物除去装置（Ａ３）は、上記放電生成物除去装置（Ａ１）において、前記検出手段を、前記トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの濃度を計測する手段としたものである。

この発明の放電生成物除去装置（Ａ４）は、上記放電生成物除去装置（Ａ１）において、前記調整手段が、例えば、前記検出手段の検出結果が予め定める上限値を超えたときに前記トナー回収部材のトナーを回収する能力を増加させる調整を行うものである。

また、この発明の放電生成物除去装置（Ａ５）は、上記放電生成物除去装置（Ａ１又はＡ４）において、前記調整手段が、前記検出手段の検出結果が予め定める下限値を下回ったときに前記トナー回収部材のトナーを回収する能力を減少させる調整を行うものである。

この発明の画像形成装置（Ｂ１）は、トナー像が形成される像形成面を有するとともに回転する像形成体と、この像形成体の像形成面にトナー像を形成する作像手段と、前記像形成体の像形成面に接触して当該像形成面に付着する放電生成物を除去する放電生成物除去装置を有し、前記放電生成物除去装置が上記したいずれかの放電生成物除去装置（Ａ１乃至Ａ５のいずれかのもの）であるものである。

この発明の画像形成装置（Ｂ２）は、上記画像形成装置（Ｂ１）において、前記像形成体に形成されるトナー像を転写体に転写する転写手段と、この転写手段によるトナー像転写後の前記像形成体に残留するトナーを除去する清掃手段とを有し、前記放電生成物除去装置が、前記像形成体の像形成面のうち前記転写手段よりも当該像形成体の回転方向下流側でかつ前記清掃手段よりもその回転方向上流側となる領域内に設置されるものである。

この発明の放電生成物除去装置（Ａ１）によれば、表面材が設けられたトナー保持回転体が像形成体の像形成面に接触して回転し、その際、その表面材の導電性繊維に保持されるトナーが像形成体の像形成面との間に介在しながらその像形成面に付着する放電生成物を捕獲して除去する。また、トナー保持回転体の表面材に保持されるトナーが、トナー回収能力が調整されることにより適宜回収される。

これにより、上記放電生成物除去装置（Ａ１）では、トナー保持回転体の表面材にトナーが保持されるとともにその保持されるトナーの量が所要の量に維持されるようになるので、像形成体の像形成面に付着する放電生成物を十分にかつ安定して除去することができる。この際、例えば、像形成体の像形成面に残留しているトナーの量が多めになったとしても、トナー保持回転体の表面材に保持されるトナーの量が必要以上に多過ぎる状態となるおそれがなく、しかも、その過多のトナーの一部が像形成体の像形成面に転移し、その転移したトナーに起因した新たな画像欠陥が発生するというおそれもない。

上記放電生成物除去装置（Ａ２）によれば、トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの量を、トナー保持回転体とトナー回収部材との間の電気抵抗値から容易に予測して検出することができ、そのトナー保持量の調整を容易に行うことができる。

上記放電生成物除去装置（Ａ３）によれば、トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの量をその保持されているトナーの濃度から容易に予測して検出することができ、そのトナー保持量の調整を容易に行うことができる。

上記放電生成物除去装置（Ａ４）によれば、トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの量が所要の量を超えて増え過ぎると、トナー回収部材により回収されるトナーの量が多くなるため、そのトナーの保持量が所要の量に維持される。この場合は特に、トナー保持回転体の表面材に保持されるトナーの量が多過ぎる状態になることにより、その過多のトナーの一部が像形成体の像形成面に転移し、その転移したトナーに起因した新たな画像欠陥が発生してしまうことが防止される。

上記放電生成物除去装置（Ａ５）によれば、トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの量が所要の量を下回って少なくなり過ぎると、トナー回収部材により回収されるトナーの量が少なくなるため、そのトナーの保持量が所要の量に維持される。この場合は特に、トナー保持回転体の表面材に保持されるトナーの量が少な過ぎる状態になることにより、その保持されているトナーによる放電生成物の除去性能が低下してしまうことが防止される。

また、この発明の画像形成装置（Ｂ１）によれば、放電生成物除去装置（Ａ１乃至Ａ５のいずれかのもの）により、像形成体の像形成面に付着する放電生成物が十分にかつ安定して除去される。これにより、その放電生成物の付着に起因した画像欠陥が発生することも、またそれ以外の新たな画像欠陥（例えば、トナー保持回転体に保持されるトナーの量が多すぎて、その過多のトナーの一部が像形成体に転移することに起因して発生する画像不良）が発生することもない、良好な画像形成を行うことができる。

上記画像形成装置（Ｂ２）によれば、転写手段を通過した後に像形成体の像形成面に残留しているトナーがトナー保持回転体に到達して保持されるようになり、これによりその保持回転体によるトナーを介した放電生成物の除去性能が維持されやすくなる。また、トナー保持回転体に保持されているトナーの一部が脱落して像形成体の像形成面に転移しても清掃手段により除去されるようになり、これにより、その像形成面に転移したトナーの存在に起因した画像欠陥の発生が防止される。

［実施形態１］
図１及び図２は実施形態１に係る放電生成物除去装置及びプリンタを示すものであり、図１はそのプリンタ全体の概要を示し、図２はそのプリンタの要部（放電生成物除去装置）を拡大して示している。

このプリンタ１は、図示しない装置本体の内部に、画像情報に基づくトナー像を形成した後に用紙９に転写する作像装置１０と、そのトナー像が転写された用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置２０と、作像装置１０に用紙９を供給する給紙装置２５とが主に装備されている。図１中の符合６はプリンタ１の各構成部品の動作等について総括的に制御する制御装置であり、矢付き一点鎖線は用紙９の主な搬送経路を示す。

作像装置１０は、例えば公知の電子写真方式を利用してトナー像を形成することができるものである。具体的には、矢印Ａ方向に回転駆動する感光体ドラム１２を備えており、この感光体ドラム１２の周囲に、感光体ドラム１２の表面（像形成面）を一様に帯電させる帯電ロール等からなる帯電装置１３と、帯電後の感光体ドラム１２の表面に画像情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成するＬＥＤアレイ、レーザ走査装置等からなる露光装置１４と、その潜像にトナーを転移付着させてトナー像を形成する現像装置１５と、そのトナー像を給紙装置２５から供給される用紙９に転写する転写ロール等からなる転写装置１６と、転写後の感光ドラム１２の表面に残留するトナー等を除去して清掃するブレード方式等のクリーニング装置１７が主に配置されている。

このうち、感光ドラム１２は、円筒状の基材に有機感光材料からなる光導電性層（感光層）を形成したものである。また、露光装置１４には、プリンタ１に接続又は装備される原稿読取装置、記憶情報読取装置、パーソナルコンピュータ等の機器から入力される画像情報を図示しない画像処理装置で所要の処理をして得られる画像信号が入力されるようになっている。この実施形態では、感光ドラム１２としてマイナス極性に帯電させるものを使用し、現像装置１５としてマイナス極性に帯電させたトナーを適用するものを使用している。

定着装置２０は、筐体２１の内部に、矢印方向に回転駆動するとともに所定の温度に加熱される加熱ロール２２と、この加熱ロール２２の軸方向にほぼ沿うように圧接されて従動回転する加圧ロール２３とを設置したものであり、その両ロール２２，２３が圧接する圧接部にトナー像が転写された用紙９を導入して通過させることによりそのトナー像の用紙９への定着が行われる。

給紙装置２５は、作像装置１０（の転写部）に供給すべき複数枚の用紙９が積載されて収容される給紙カセット２６と、この給紙カセット２６に収容される用紙９を１枚ずつ送り出す送出機構２７とを主に備えたものである。給紙カセット２６は、必要により複数用意される。また、給紙装置２５は、用紙９を給紙カセット２６から作像装置１０の転写部（感光ドラム１２と転写装置１６の間）まで搬送するための用紙搬送ロール対２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，…やガイド部材等で構成される用紙搬送路を装備している。用紙搬送路は、作像装置１０と定着装置２０の間や、定着装置２０と排紙部（トレイなど）２９の間にも設置されている。定着装置２０の用紙排出側には、定着後の用紙９を排紙部２９に排出搬送する排出ロール対２８ｄが設置されている。

また、このプリンタ１においては、作像装置１０の帯電装置１３の帯電（コロナ放電、隙間放電など）時等に生成される放電生成物が感光ドラム１２の周面（像形成面）に付着することがある。このため、その付着した放電生成物を除去する対策として、以下に説明するような放電生成物除去装置３Ａを感光ドラム１２の周囲に設置している。

すなわち、放電生成物除去装置３Ａは、図２に示すように、感光ドラム１２の像形成面の軸方向にわたって接触した状態に支持されて回転し、その像形成面に残留しているトナーを保持する表面材３５が設けられたトナー保持ロール３０と、このトナー保持ロール３１の表面材３５の軸方向にわたって接触した状態で支持されて回転し、その表面材３５に保持されているトナーを回収するトナー回収ロール４０と、トナー保持ロール３０に保持されているトナーの量を検出するトナー保持量検出装置５０と、このトナー保持量検出装置５０の検出結果に応じてトナー回収ロール４０のトナーを回収する能力を調整する調整装置６０を有している。

また、この放電生成物除去装置３Ａは、トナー保持ロール３０にトナー保持用電圧を印加するとともにトナー回収ロール４０にトナー回収用電圧を印加する電源装置７０と、トナー保持ロール３０及びトナー回収ロール４０を所定の方向に回転させる図示しない駆動機構を備えている。このような放電生成物除去装置３Ａは、感光ドラム１２の周面のうち転写装置１６よりも感光ドラム１２の回転方向Ａの下流側であって、しかもクリーニング装置１７よりもその回転方向Ａの上流側となる領域内の所定位置に設置されている。

トナー保持ロール３０は、金属製等のロール芯材３１の周面に表面材３５を設けた構成になっている。表面材３５は、導電性繊維で構成される不織布である。導電性繊維としては、例えば、ポリエステル、ナイロン等からなる絶縁性の繊維に導電材を含有させたり、あるいは、その繊維（原料）に導電性樹脂をコーティングすることにより、導電性を付与したものが使用される。上記導電性は、１０⁵〜１０¹³Ω・ｃｍの範囲にある体積抵抗値を示す特性をいう。また、表面材３５は、例えば、その不織布を所定の幅の帯状に成形した後、それをロール芯材３１に例えば螺旋状に巻き付けて被覆させるように固着したものである。表面材３５のロール芯材３１への固定は、導電性を有する接着剤等を用いて行っている。導電性繊維は、その繊維の太さが１〜３０μｍのような極細の繊維のものが好ましい。

トナー回収ロール４０は、金属製等のロール芯材４１に被覆層４２を設けた構成になっている。被覆層４２は、例えば硬質ゴム、カーボン含有のフェノール樹脂等を用いて形成されるものである。また、この回収ロール４０には、そのロール表面（被覆層４２）に回収して付着するトナーを除去するためのブレード板等の除去部材４３が設けられている。この実施形態では、トナー回収ロール４０をトナー保持ロール３１の表面材３５に接触させた状態で設置しているが、その保持ロール３１の表面材３５に保持されているトナーを静電的に吸着して回収することが可能であれば、その表面材３５に対して例えば１．５ｍｍ以下程度の微小な隙間をあけたような近接させた状態で設置するようにしてもよい。

トナー保持量検出装置５０は、トナー保持ロール３０とトナー回収ロール４０との間の電気抵抗値を計測することにより、トナー保持ロール３０におけるトナーの保持量を予測して検出する抵抗測定型の検出装置５１になっている。この検出装置５１は、電源装置７０から抵抗計測用の一定電流（Ｉ）をトナー保持ロール３０の芯材３１とトナー回収部材４０の芯材４１との間に印加し、そのときの電圧値（Ｖ）を電圧計で測定した後、オームの法則より抵抗（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）を算出し、それを電気抵抗値（Ｒｎ：システム抵抗）としている。

調整装置６０は、このトナー保持量検出装置５０（５１）の検出結果である電気抵抗値Ｒｎに応じてトナー回収ロール４０のトナーを回収する能力を予め設定される制御プログラムに従って調整するように構成されている。この実施形態では、後述するとともに図３に示すようなトナー回収に関するシーケンス制御（主に検出結果と閾値との関係により制御内容を適宜選定する）が実行されるようになっている。また、この制御装置６０は、通常、このプリンタ１の制御装置６の一部として組み込まれた構成にされるが、その制御装置６とは独立したマイクロコンピュータ等にて構成したものとしてもよい。さらに、調整装置６０によるトナー回収能力の調整は、トナー保持ロール３０にトナーが保持されて放電生成物の除去が行われる時期に連動して常時、連続して実施されるが、予め設定される所定の調整時期のみに実施されるようにしても構わない。その所定の調整時期は、例えば、作像装置１０による作像が行われていない非画像形成時期などの時期に設定すること（調整モードなどとして挿入して実行させること）ができる。

また、この放電生成物除去装置３Ａでは、電源装置７０からトナー保持ロール３０に、感光ドラム１２に残留しているプラス極性のトナーを静電的作用により吸着させて保持するためトナー保持用電圧としてマイナス極性の直流電圧を印加している。しかも、トナー回収ロール４０には、トナー回収用電圧として、トナー保持用電圧よりもマイナス極性側の大きな値からなる直流電圧を印加している。さらに、トナー保持ロール３０及びトナー回収ロール４０は、感光ドラム１２の回転方向（図２に示す例では反時計回り方向）とは反対方向（時計回り方向）に回転させている。この回転方向は感光ドラムの回転方向と同じ方向であってもよい。また、このような回転は、独立した回転動力源（モータ等）と動力伝達機構からなる駆動機構を適用して行うほか、回転動力源としては他の構成部品（感光ドラム、クリーニング用回転ブラシ等）の動力源を援用し、その回転動力源の動力を動力伝達機構により伝える駆動機構を適用することも可能である。

次に、このプリンタ１における各動作について説明する。

まず、基本的なプリント動作について説明する。プリンタ１がプリント開始指令を受けると、作像装置１０において感光ドラム１２が回転し始めるとともにその表面が帯電装置１３によりマイナス極性の所定の電位に帯電された後、その帯電した感光ドラム１２に露光装置１４による露光が画像信号に基づいてされて静電潜像が形成される。続いて、その潜像が現像装置１５を通過する際にマイナス帯電のトナーにより現像されてトナー像とされた後、そのトナー像が転写装置１６と対向する転写部において給紙装置２５から給紙路を通して所定のタイミングで搬送される用紙９に対して静電的に転写される。この転写後の感光ドラム１２は、その表面に残留付着する（マイナス帯電の）トナー、紙粉等がクリーニング装置１７によって除去されて清掃される。

トナー像が転写された用紙９は、定着装置２０に導入されるように搬送され、その定着装置２０における加熱ロール２２と加圧ロール２３の圧接部を通過する際に加熱及び加圧されることでトナー像の定着がなされる。その後、この定着後の用紙９は、排出ロール対２８ｄにより排紙部２９に排出されて積載収容される。これにより、用紙１枚に対する基本的なプリント動作が終了する。また、複数枚のプリント指示がある場合には、上記した一連の動作がその枚数分だけ同様に繰り返されることになる。

続いて、放電生成物除去装置３Ａの動作について説明する。

放電生成物除去装置３Ａは、上記したようなプリント動作が実行される時期などにおいて、感光ドラム１２の回転動作と連動して作動する。まず、プリント動作の開始により感光ドラム１２が回転し始めると、トナー保持ロール３０及びトナー回収ロール４０が回転し始めるとともに、そのトナー保持ロール３０に電源装置７０からトナー保持用電圧が印加される。また、この除去装置３Ａでは、後述するようにトナーの回収時期でない時期（トナー非回収時期）に、トナー回収ロール４０に対して電源装置７０から一定の電圧が印加される。この一定の電圧は、トナー回収ロール４０に保持されているトナーがトナー非回収時期においてトナー回収ロール４０に不用意に転移することを静電的作用により防止し、その保持されているトナーの量を放電生成物の除去のために最低限必要となる量に保つために印加されるものである。

そして、プリント動作が実行されると、図４に示すように、転写装置１６による転写工程で用紙９側に転写されず感光ドラム１２の表面に残留したままのトナーＴａ等が放電生成物除去装置３Ａにむけて搬送される。この残留トナーＴａのうち少なくともプラス極性に（逆）帯電した一部Ｔａ（＋）が、その除去装置３Ａのトナー保持ロール３０が接する感光ドラム１２の表面部分に達すると、そのトナー保持ロール３０に印加されているトナー保持用電圧にて発生する静電的作用により表面材３５（の導電性繊維）に吸着されるようにして保持される。プラス極性に逆帯電したトナーＴａ（＋）は、主に、転写部において転写装置１６に印加されるプラス極性の転写電圧の影響をうけて帯電極性が反転されるものである。図４中の符合Ｔａ（−）は、残留トナーＴａのうちマイナス極性に帯電したものを示す。

これにより、トナー保持ロール３０の表面材３５の導電性繊維に保持される保持トナーＴａ（＋）は、その保持ロール３０と接触する感光ドラム１２の表面を摺擦する。そして、感光ドラム１２の表面に帯電装置１３等の放電時に生成された放電生成物が付着していると、その放電生成物が保持トナーＴａ（＋）に捕獲されるようにして感光ドラム１２の表面から除去される。

また、放電生成物除去装置３Ａは、その動作中において、図３に示すように、トナー保持ロール３０に保持される保持トナーＴａ（＋）の量がトナー保持量検出装置５０により検出される（ステップＳ１０）。

つまり、抵抗測定型のトナー保持量検出装置５０（５１）では前述したようにトナー保持ロール３０とトナー回収ロール４０との間の電気抵抗値Ｒｎが計測され、その計測された電気抵抗値Ｒｎが予め設定される上限値Ｑｍａｘを超えるか否かが調整装置６０において判断される（Ｓ１１）。ここで、上限値Ｑｍａｘは、例えば、トナー保持ロール３０に保持される保持トナーＴａ（＋）の一部が多すぎることにより感光ドラム１２の表面に転移する現象が発生するか否かという観点や感光ドラム１２の表面に付着させられる現象が発生するか否かという観点から、その発生の有無の境界点となりそうな抵抗値として選定される。

この際、抵抗値Ｒｎが上限値Ｑｍａｘ以下であるときは、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持されている保持トナーＴａ（＋）の保持量が適量であるとみなし、トナー回収ロール４０により実行されるトナー回収モードが「ＯＦＦ」の状態になる（Ｓ１２）。ただし、この実施形態では、前述したとおり、この状態にあるときでもトナー回収ロール４０に対して電源装置７０から所定の電圧が印加される。

一方、抵抗値Ｒｎが上限値Ｑｍａｘを越えたときは、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持されている保持トナーＴａ（＋）の保持量が過多であるとみなして、トナー回収モードが「ＯＮ」の状態になる（Ｓ１３）。すなわち、このときには、トナー回収ロール４０に対して電源装置７０からトナー回収用電圧が印加される。

これにより、トナー保持ロール３０の表面材３５における保持トナーＴａ（＋）が、主にトナー回収ロール４０と接して通過する際に、その回収ロール４０に印加されているトナー回収用電圧にて発生する静電的作用よりトナー回収ロール４０側に吸着されるようにして回収される。

このような保持トナーＴａ（＋）の保持量の検出とその保持トナーの回収の調整は、プリント動作が実行されている間、継続して行われる。

従って、このプリンタ１では、放電生成物除去装置３Ａの設置により、トナー保持ロール３０の表面材３５にトナーＴａ（＋）が保持されるとともにその保持されるトナーＴａ（＋）の量が所要の量に維持されるようになるので、感光ドラム１２の表面に付着する放電生成物に起因した像流れ現象等の発生のないプリント（画像形成）が可能になる。また、トナー保持ロール３０に保持されるトナーの量が多すぎた状態となり、その過多のトナーの一部が感光ドラム１２に転移し、その転移したトナーに起因した新たな画像欠陥が発生するというおそれもない。

＜評価試験＞
以下、この放電生成物除去装置３Ａを装備したプリンタ１を用いて行った試験について説明する。

プリンタ１については、感光ドラム１２として、耐久性向上のためフェノール樹脂を主成分とする表面保護層を有機感光層上に形成した外径６０ｍｍの有機感光ドラムを使用した。また、その現像装置１６としては、マイナス極性に帯電される平均粒径５．８μｍのスチレン・アクリル製トナーとフェライト系のキャリアを収容する二成分現像装置を使用した。

放電生成物除去装置３Ａについては、トナー保持ロール３０として、太さが０．２ｄ（デニール：約５μｍの径に相当）のポリエステル製の導電性付与繊維で作製される不織布（厚さ約２〜３ｍｍ程度）を円筒状に成形した表面材３５をステンレス製ロール芯材３１に被覆して固定した外径１７ｍｍのロールを使用した。トナー回収ロール４０としては、ステンレス製ロール芯材４１にカーボン含有のフェノール樹脂から構成される厚さ２〜３ｍｍの被覆層４２を形成した外径１２ｍｍのロールを使用した。除去部材４３としては、ステンレス（例えばＳＵＳ３０４）から構成されるスクレーパを適用した。

トナー保持ロール３０は、感光ドラム１２に所定の圧力で接触させるように設置した。また、トナー保持ロール３０にはトナー保持用電圧として−３００Ｖを印加し、トナー回収ロール４０には回収モードＯＮ時にトナー回収用電圧として−４００Ｖを印加し、回収モードＯＦＦ時には−２００Ｖの電圧（保持調整用電圧）を印加した。さらに、感光ドラム１２を図２に矢印で示す方向（反時計周り方向）に３２０ｍｍ／ｓｅｃのプロセス速度で回転させた際、トナー保持ロール３０を図２に矢印で示す方向（時計周り方向）に３８４ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させ、トナー回収ロール４０を同じ方向（時計周り方向）に６４１ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させた。なお、この試験において感光ドラム１２は帯電装置１３により−６００Ｖに帯電させた。また、後記する試験用画像は−３００Ｖの表面電位で形成した。さらに、この試験において転写装置１６を通過した後の感光ドラム１２の表面電位は、−２００Ｖであった。

このような放電生成物除去装置３Ａを装備したプリンタ１により、温度２８℃、湿度８５％ＲＨの環境下において、試験用画像（エリア画像密度が８％の画像部と非画像部とを混在させた構成からなる画像）を連続してプリントした。そして、図５に示すような各プリント枚数に達するまでの期間において、トナー保持ロール３０に保持されている保持トナーが感光ドラム１２に転移してプリント結果の試験画像中に混入して現れる画像欠陥（いわゆる「ボタ」）の発生状況について調べた。この試験プリントの際、調整装置６０における上限値Ｑｍａｘを「５０ＭΩ」に設定してトナー回収能力に関する調整を行った（実施例）。また、参考までに、そのトナー回収能力の調整を行わず、試験プリントの際に常時、回収モードＯＦＦ時の−２００Ｖの電圧を印加し続けた場合（比較例）についても同様にして調べた。

このときの画像欠陥（ボタ）の発生状況について以下の基準で評価した。その結果を図５に示す。ちなみに、この試験において感光ドラム１２に帯電装置１３の動作により放電生成物を付着させた後に放電生成物除去装置３Ａを通過させたところ、その放電生成物が良好に除去されることが確認されている。また、この試験の前後において実施例のプリントにより画質確認用画像（画像濃度が２０％の全面画像）をプリントしたところ、そのいずれの時期においても像流れが発生していないことも確認されている。
○：ボタ発生せず。
△：目視で確認できない程度の微小なボタが発生した。
×：目視で確認できるボタが発生した。

また、上記条件からなる放電生成物除去装置３Ａを装備した（実施例及び比較例の）プリンタ１を用い、試験用画像を同じ環境下で連続してプリントした際、適当なプリント枚数到達時ごとにトナー保持ロール３０に保持されているトナー量の推移についてそれぞれ調べた。このときトナー量の推移については、図６に示す各プリント枚数到達時においてトナー保持ロール４０に付着しているトナーを集塵機によりそのトナー粒径よりも小さい目のフィルタ上に採取し、そのフィルタ上のトナーの重量を単位面積当たりで計測した後に、各プリント枚数到達時ごとのトナー密度として表した。結果を図６に示す。

図７は、この試験で使用した比較例の放電生成物除去装置３Ａ（トナー回収の調整を行わない構成のもの）において、試験用画像を連続プリントしたときのトナー保持ロール３０とトナー回収ロール４０の間の抵抗（システム抵抗）の推移を調べた結果を示すものである。抵抗の測定は、トナー保持量検出装置５１において１６μＡの電流を印加したときの値として調べた。図７中においてシステム抵抗が一時的に低下しているのは、本試験の連続プリントを一時的に中断した際に、比較例用のプリンタ１を高温高湿の環境で放置したために、そのときに雰囲気中の水分を吸着してしまい、それによりシステム抵抗が一時的に下がったためであると考えられる。

［実施形態２］
図８は、本発明の実施形態２に係るプリンタの要部（放電生成物除去装置の他の構成例）を示すものである。

この実施形態２に係るプリンタは、放電生成物除去装置として他の構成例のもの（放電生成物除去装置３Ｂ）に変更した以外は実施形態１に係るプリンタ１と同じ構成からなるものである。このため、図８では実施形態１における構成部分と同じ構成要素には同じ符号を付しており、また、これ以降においてはその説明も必要なとき以外は省略している（これ以降の実施形態の場合も同様である）。

すなわち、この実施形態２における放電生成物除去装置３Ｂは、トナー保持量検出装置５０として、実施形態１における抵抗測定型の検出装置５１（図２）に代えて、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持されているトナーの濃度を測定する濃度測定型の検出装置５５を適用した以外は実施形態１における除去装置３Ａと同様に構成されている。

この濃度測定型の検出装置５５から構成されるトナー保持量検出装置５０では、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持されている保持トナーＴａ（＋）の濃度値（Ｄｎ）を計測することにより、その保持ロール３０におけるトナーの保持量を予測して検出するようになっている。濃度測定型検出装置５５としては、例えば、プロセスコントロール用の測定画像（いわゆるパッチ）等の計測に使用される反射率に基づく濃度センサを使用している。特に、測定対象となるトナーが黒色以外のカラー色のトナーである場合には、そのようなカラートナーの濃度を測定できるものが適用される。また、その設置する位置は、トナー保持ロール３０の回転方向に見て感光ドラム１２との接触部からトナー回収ロール４０との接触部との間の領域内が好ましいが、それ以外の部位であっても構わない。

調整装置６０は、濃度測定型検出装置５５のトナー保持量検出装置５０の検出結果であるトナー濃度値（Ｄｎ）に応じてトナー回収ロール４０のトナーを回収する能力を予め設定される制御プログラムに従って調整するように構成されている。この実施形態では、後述するとともに図９に示すようなトナー回収に関するシーケンス制御が実行されるようになっている。

次に、この濃度測定型検出装置５５の検出装置５１を適用した放電生成物除去装置３Ｂの主な動作について説明する。

まず、プリンタ１のプリント動作が実行されると、実施形態１の放電生成物除去装置３Ａの場合と同様に、感光ドラム１２の表面に転写されず残留したままのトナーＴａ等のうち少なくともプラス極性に逆帯電した一部Ｔａ（＋）がトナー保持ロール３０の表面材３５（の導電性繊維）に静電的作用により吸着されるようにして保持される（図４参照）。
これにより、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持される保持トナーＴａ（＋）が、その保持ロール３０と接触する感光ドラム１２の表面を摺擦するようになり、感光ドラム１２の表面に帯電装置１３等の放電時に生成された放電生成物が付着していると、その放電生成物が保持トナーＴａ（＋）に捕獲されるようにして感光ドラム１２の表面から除去される。

続いて、その動作中において、図９に示すように、トナー保持ロール３０に保持される保持トナーＴａ（＋）の量が濃度測定型のトナー保持量検出装置５０（５５）により検出される（ステップＳ２０）。

つまり、濃度測定型のトナー保持量検出装置５０（５５）では前述したようにトナー保持ロール３０に保持されているトナーの濃度値Ｄｎが測定され、その測定された濃度値Ｄｎが予め設定される上限値Ｊｍａｘを超えるか否かが調整装置６０において判断される（Ｓ２１）。

この際、濃度値Ｄｎが上限値Ｊｍａｘ以下であるときは、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持されている保持トナーＴａ（＋）の保持量が適量であるとみなし、トナー回収ロール４０により実行されるトナー回収モードが「ＯＦＦ」の状態になる（Ｓ２２）。ただし、この実施形態においても、実施形態１の場合と同様に、この状態にあるときでもトナー回収ロール４０に対して電源装置７０から所定の電圧が印加される。

一方、濃度値Ｄｎが上限値Ｊｍａｘを越えたときは、トナー保持ロール３０の表面材３５に保持されている保持トナーＴａ（＋）の保持量が過多であるとみなして、トナー回収モードは「ＯＮ」の状態になる（Ｓ２３）。すなわち、このときには、トナー回収ロール４０に対して電源装置７０からトナー回収用電圧が印加される。

これにより、トナー保持ロール３０の表面材３５における保持トナーＴａ（＋）が、主にトナー回収ロール４０と接して通過する際に、その回収ロール４０に印加されているトナー回収用電圧にて発生する静電的作用よりトナー回収ロール４０側に吸着されるようにして回収される。

［他の実施形態］
実施形態１，２の放電生成物除去装置３Ａ，３Ｂにおいては、トナー回収ロール４０のトナー回収能力の調整について検出結果の電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎがトナー保持量の所定範囲の上限値に当たる各上限値Ｑｍａｘ，Ｊｍａｘを超えるか否かの情報のみに基づいて行う場合を説明したが、その情報に加えて、例えば図１０に示すように、そのトナー回収能力の調整について検出結果の電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎがトナー保持量の所定範囲の下限値に当たる各下限値Ｑｍｉｎ，Ｊｍｉｎを下回るか否かの情報も考慮しながら行うように構成することもできる。

この場合は、図１０に示すように、トナー保持量の検出として電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎを測定した後（Ｓ３０）。その電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎが各上限値Ｑｍａｘ，Ｊｍａｘを超えるか否かが判断されることに加えてその各下限値Ｑｍｉｎ，Ｊｍｉｎが下回るか否かが判断される（Ｓ３１）。そして、電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎが各下限値以上であってかつ各上限値以下であるときには、トナー回収モードがＯＦＦされた状態になるが（Ｓ３２）、その電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎが各上限値を上回ったときには、通常レベルのトナー回収モードがＯＮされた状態になる（Ｓ３３）。これに加えて、その電気抵抗値Ｒｎ又は濃度値Ｄｎが各下限値を下回ったときには、低減レベルのトナー回収モードがＯＮされた状態になる（Ｓ３４）。これにより、トナー回収ロール４０によるトナーの回収能力が低下するため、トナー保持ロール３０に保持されている保持トナーの回収される量が減ることとなり、この結果、そのトナー保持ロール３０上の保持トナーの量が所定の範囲を下回った状態になってしまうことが回避される。

ちなみに、低減レベルのトナー回収モードは、通常レベルのトナー回収モードよりも、トナー回収能力を低減した条件でトナーの回収を行うように設定されるものである。また、その低減レベルのトナー回収モードは、トナー回収モードがＯＦＦのときよりも、トナーを回収する能力が低下する条件に設定される。例えば、前記した評価試験においては、トナー回収モードがＯＮされる際にトナー回収用電圧として「−４００Ｖ」の電圧をトナー回収ロール４０に印加し、トナー回収モードがＯＦＦされる際に所定の電圧として「−２００Ｖ」の電圧をトナー回収ロール４０にそれぞれ印加したが、そのときのトナー回収用電圧を「通常レベルのもの」と仮定した場合、低減レベルのトナー回収モード時に印加するトナー回収用電圧としては「０Ｖ」又は「プラス極（＋）の所定の電圧」に設定すればよい。

また、実施形態１，２の放電生成物除去装置３Ａ，３Ｂにおいては、トナー保持回転体としてロール芯材３１に不織布で構成される表面材３５を設けた回転ロール形式のもの（トナー保持ロール３０）を適用した場合を説明したが、この他にも、例えば、図１１に示すように、そのロール芯材３１の周面から法線放射方向に複数本の導電性ブラシ毛が林立するように所定の密度で基布に植毛された表面材３６を設けた回転ブラシ形式のもの（トナー保持ブラシ）３６Ｃを適用することもできる。

この場合、その回転ブラシ形式のトナー保持ブラシ３０Ｃを適用した放電生成物除去装置３Ｃは、そのトナー保持ブラシ３０Ｃ以外については実施形態１，２の放電生成物除去装置３Ａ，３Ｂと同じ構成にすればよい。なお、トナー保持ロール３０及びトナー保持ブラシ３０Ｃには、その種類（実際には表面材）の違いにかかわらず、電源装置７０からトナー保持用電圧を印加しないように構成することも可能である。このように構成したときは、そのトナー保持用電圧を印加しないトナー保持ロール３０又はトナー保持ブラシ３０Ｃに対し、感光ドラム１２に残留しているトナーが表面材３５の導電性繊維に主に機械的に付着して保持される。

さらに、実施形態１，２の放電生成物除去装置３Ａ，３Ｂにおいては、トナー回収部材として回転ロール形式のトナー保持ロール４０を適用した場合を説明したが、この他にも、例えば、図１２に示すように、板状形式のトナー回収板４５を適用することもできる。このトナー回収板４５は、カーボン含有のフェノール樹脂のような材料からなる板を使用し、その一端部をトナー保持ロール３０（又はトナー保持ブラシ３０Ｃ）の軸方向にそって接触させた状態で固定するか、あるいはその接触させた端部と反対側の端部を支持軸４６に取り付けて矢印Ｃ，Ｄ方向に揺動するように取り付ける。

この場合、トナー回収板４５におけるトナーの回収能力の調整は、その回収板４５に電源装置７０から印加するトナー保持用電圧を、実施形態１，２又は前記他の実施形態の場合（トナー回収能力を低減させる場合を含める構成）と同様にしてトナー保持量検出装置５０からの検出情報に基づいて調整することで行う。この他にも、その調整については、図１２に示すように、トナー回収板４５を矢印Ｃ，Ｄ方向に揺動させる揺動装置（カム機構、ギヤ機構等を利用した駆動装置）４７を設け、実施形態１，２等の場合と同様にしてトナー保持量検出装置５０からの検出情報に基づいて、その揺動装置４７を駆動させてトナー回収板４５のトナー保持ロール３０等のトナー保持回転体との接触圧を調整することで行うようにしてもよい。

なお、実施形態１、２では、画像形成装置として単色のトナー像を形成するタイプのプリンタを例示したが、複数色のトナーからなる構成されるカラーのトナー像（画像）を形成するタイプの画像形成装置を適用できることは言うまでもない。

実施形態１（実施形態２、他）に係るプリンタの概要を示す説明図である。 図１のプリンタの要部（実施形態１における放電生成物除去装置）を示す概略説明図である。 実施形態１等におけるトナー回収能力の調整を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。 実施形態１等における放電生成物除去装置の動作状態を示す概略説明図である。 実施形態１における試験結果を示す図表である。 トナー保持量の推移状況を測定した結果を示すグラフ図である。 システム抵抗の推移状況を測定した結果を示すグラフ図である。 実施形態２における放電生成物除去装置等を示す概略説明図である。 実施形態２等におけるトナー回収能力の調整を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。 他の実施形態におけるトナー回収能力の調整を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。 放電生成物除去装置（特にトナー保持回転体）の他の構成例の要部を概要図である。 放電生成物除去装置（特にトナー回収部材）の他の構成例の要部を概要図である。

符号の説明

１…プリンタ（画像形成装置）、３Ａ〜３Ｄ…放電生成物除去装置、１２…感光ドラム（像形成体）、１３…帯電装置（作像手段の一部）、１４…露光装置（作像手段の一部）、１５…現像装置（作像手段の一部）、１６…転写装置（転写手段）、１７…クリーニング装置（清掃手段）、３０…トナー保持ロール（トナー保持回転体）、３０Ｃ…トナー保持ブラシ（トナー保持回転体）、３５…不織布（表面材）、３６…ブラシ材（表面材）、４０…トナー回収ロール（トナー回収部材）、４５…トナー回収板（トナー回収部材）、５０…検出装置、５１…抵抗測定型検出装置、５５…濃度測定型検出装置、６０…調整装置（調整手段）、Ａ…回転方向、Ｔａ…残留トナー、Ｔａ（＋）…保持トナー。

Claims (7)

1. トナー像が形成される像形成面を有するとともに回転する像形成体の当該像形成面に接触して回転し、その像形成面に残留しているトナーを保持する導電性繊維を有する表面材が設けられているトナー保持回転体と、
   このトナー保持回転体の表面材に接触又は近接し、その表面材に保持されているトナーを回収するトナー回収部材と、
   前記トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの量を検出する検出手段と、
   この検出手段の検出結果に応じて前記トナー回収部材のトナーを回収する能力を調整する調整手段と
   を含むことを特徴とする放電生成物除去装置。
2. 前記検出手段は、前記トナー保持回転体と前記トナー回収部材との間の電気抵抗値を計測する手段である請求項１に記載の放電物生成物除去装置。
3. 前記検出手段は、前記トナー保持回転体の表面材に保持されているトナーの濃度を計測する手段である請求項１に記載の放電生成物除去装置。
4. 前記調整手段は、前記検出手段の検出結果が予め定める上限値を超えたときに前記トナー回収部材のトナーを回収する能力を増加させる調整を行う請求項１に記載の放電生成物除去装置。
5. 前記調整手段は、前記検出手段の検出結果が予め定める下限値を下回ったときに前記トナー回収部材のトナーを回収する能力を減少させる調整を行う請求項１又は４に記載の放電生成物除去装置。
6. トナー像が形成される像形成面を有するとともに回転する像形成体と、
   この像形成体の像形成面にトナー像を形成する作像手段と、
   前記像形成体の像形成面に接触して当該像形成面に付着する放電生成物を除去する放電生成物除去装置を有し、
   前記放電生成物除去装置が請求項１乃至５のいずれかに記載の放電生成物除去装置であることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記像形成体に形成されるトナー像を転写体に転写する転写手段と、この転写手段によりトナー像が転写された後の前記像形成体の像形成面に残留するトナーを除去する清掃手段とを有し、
   前記放電生成物除去装置が、前記像形成体の像形成面のうち前記転写手段よりも当該像形成体の回転方向下流側でかつ前記清掃手段よりもその回転方向上流側となる領域内に設置される請求項６に記載の画像形成装置。

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