(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体に接触してその接触面を帯電させる接触帯電部材と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、露光により形成された静電潜像に３μｍ以下の微粉含有率が個数で３％以上のトナーを付着させて可視像化する現像装置と、可視像化したトナー像を転写紙上に転写する転写装置と、転写後前記像担持体上の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードと除去されたトナーの飛散を防止するための入口シールとを有するクリーニング装置とを備え、前記クリーニングブレードの下流側に前記接触帯電部材が配置されている画像形成装置において、
前記像担持体は、基体の外周面にディッピング工法又はスプレー塗工工法により有機感光体の感光層が形成されたものであり、
前記クリーニングブレードはポリウレタンゴムからなり、ナイフエッジで切断されてブレード稜線が形成されており、
前記現像装置に用いるトナーの３μｍ以下の微粉含有率を個数で１５％以下にし、前記クリーニングブレードが前記像担持体に接する前記ブレード稜線の粗さの最大高さをＲ１、前記像担持体の表面粗さの最大高さをＲ２としたとき、
３．５μｍ≦Ｒ１＋Ｒ２≦５μｍとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、Ｒ１≦３μｍとしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、接触帯電装置を有する電子写真方式の複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、従来から主流となっていた放電ワイヤとシールド電極とからなる非接触のコロナ放電方式の帯電装置を有するものに比し、像担持体の表面を変質させて画像ボケの原因となるオゾンや窒素化合物（ＣＯｘ）等の発生が低減される反面、クリーニング装置により除去しきれなかった微粒の残留トナーが接触帯電部材に付着し、その付着部位に対応する部分の像担持体の帯電が阻害されて帯電ムラを生じ、部分的に又は全体的に画像濃度を低下させるという不具合があった。
【０００３】
従来の非接触式の帯電装置を用いる画像形成装置で種々の現像剤を用いても特に問題が発生しなかった理由は、像担持体に接するクリーニングブレードの稜線の粗さが通常４〜１０μｍであって、不具合を発生するような４μｍ以上のトナーはクリーニングブレードでせき止められていたためである。
【０００４】
ところが、近時高画質化のために現像剤のトナー粒子が微細粒子化される傾向にある上に、トナー製造過程において微粉が混入することは不可避であって、実際にクリーニング後の像担持体表面には２〜３μｍの微細なトナー粒子が発見されている。これらは非接触の帯電装置では問題が発生しないが、帯電ローラを用いた接触帯電装置では、上記の微細なトナーが帯電ローラ上に蓄積されて汚損が進行し帯電ムラの原因となるものと考えられる。
【０００５】
もちろん、トナー中に存在する微細粒子の量を調整することは可能であり、実際に３μｍ以下の微粉含有量を３％以下とすると、従来のクリーニングブレードを用いた場合にも帯電ムラが発生しないことが後述する実測データからも確認されている。ところが、このように微細粒子の量を調整した場合には現像剤のコストが高くなるという問題があり、現実的ではない。なお、ここで微粉含有率とは個数で算出したものである。
【０００６】
上記の不具合を解決するため、従来、例えば特開昭６４−７０７０号公報に示されるようなものが知られている。これは、帯電ローラと像担持体とのニップ幅を０.５ｍｍ以上とし、両者間の単位接触面積当たりの荷重を０.５〜３０ｇ／ｍｍ２ の範囲に設定すると共に、クリーニング手段の長手方向幅を帯電領域幅より大きくしたものである。
そして、これにより、クリーニング手段でクリーニングされずに像担持体表面に残留したトナー等の付着物に起因する絶縁破壊の発生を未然に防止し得ることが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置にあっては、帯電ローラと像担持体とのニップ幅，単位接触面積当たりの荷重及びクリーニング手段の長手方向幅等は記載されているが、トナーとクリーニング手段との関係は記載がないため、使用するトナーの種類やクリーニング手段の粗さが適当でない場合には接触帯電方式で要求されるレベルのトナークリーニング性能を得ることができないという問題点があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、接触帯電部材へのトナーの付着とそれによる像担持体の帯電ムラを防止して接触帯電部材の寿命を延長させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、像担持体と、この像担持体に接触してその接触面を帯電させる接触帯電部材と、帯電した上記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、露光により形成された静電潜像に３μｍ以下の微粉含有率が個数で３％以上のトナーを付着させて可視像化する現像装置と、可視像化したトナー像を転写紙上に転写する転写装置と、転写後上記像担持体上の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードと除去されたトナーの飛散を防止するための入口シールとを有するクリーニング装置とを備え、前記クリーニングブレードの下流側に前記接触帯電部材が配置されている画像形成装置において、
前記像担持体は、基体の外周面にディッピング工法又はスプレー塗工工法により有機感光体の感光層が形成されたものであり、
前記クリーニングブレードはポリウレタンゴムからなり、ナイフエッジで切断されてブレード稜線が形成されており、
上記現像装置に用いるトナーの３μｍ以下の微粉含有率を個数で１５％以下にし、上記クリーニングブレードが上記像担持体に接する稜線の粗さの最大高さをＲ１、上記像担持体の表面粗さの最大高さをＲ２としたとき、３．５μｍ≦Ｒ１＋Ｒ２≦５μｍとしたものである。
【０００９】
そして、上記の装置において、Ｒ１≦３μｍとするのがよい。
【００１０】
【作用】
この発明による画像形成装置は上記のように構成することにより、像担持体とクリーニングブレードとの接触面が密になって残留トナーの除去率が大幅に向上し、コストが低い３％以上の微粉を有する現像剤を用い、接触帯電部材の汚損とそれによる像担持体の帯電不良を防止して接触帯電部材の寿命を向上させることが可能になる。
【００１１】
また、像担持体の表面粗さの最大高さＲ２は初期時には０．５μｍ程度であるが、経時的に表面が粗れて２μｍ程度になるのが普通であるので、クリーニングブレードのブレード稜線粗さの最大高さＲ１を３μｍ以下としておくことにより、長期間に亘って３．５μｍ≦Ｒ１＋Ｒ２≦５μｍに保ち、所期のクリーニング性能を保持することができる。
【００１２】
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施例の像担持体回りの構成を示す構成図である。
【００１４】
時計方向に回転する像担持体１には接触帯電部材である帯電ローラ２が所定の圧力で押圧されて反時計方向に連れ回り、帯電ローラ２の表面に付着したトナー等の付着物はクリーニング装置３によりクリーニングされる。帯電ローラ２はバイアス電圧印加装置４により所定の電圧を印加されて像担持体１の表面を帯電させる。
【００１５】
帯電した像担持体１は露光装置からの露光光線５により静電潜像が形成され、この静電潜像は乾式２成分の現像装置６でトナーを付着させることにより可視像化されてトナー像となる。このトナー像はタイミングを合わせて搬送されてくる転写紙７に転写ベルト８と像担持体１とからなる転写装置で転写され、転写後に像担持体１に残留するトナーはクリーニング装置９のクリーニングブレード１０により除去され、除去された残留トナーは入口シール１１により飛散を防止されてクリーニング装置９内に収納される。クリーニングを終った像担持体１は除電装置１２により除電される。
【００１６】
像担持体１は、アルミニウムの基体とこの基体の外周面に形成された有機感光体の感光層からなり、その表面粗さは、感光層のディッピング工法又はスプレー塗工工法により所要の粗さのものを得ることができ、通常初期状態では０．５μｍ程度である。
また、帯電ローラ２は、例えば直径８ｍｍのステンレス鋼からなる芯金を厚さ３ｍｍ，硬度４０°のエピクロルヒドリンゴムで被覆し、最上層に厚さ１０μｍの弗素樹脂とその他の混合物を形成したものである。
【００１７】
さらに、像担持体１のクリーニング装置９のクリーニングブレード１０は、例えば厚さ２ｍｍ，硬度７０°のポリウレタンゴムからなり、自由端長Ｌ１は９ｍｍ，像担持体１との当接圧Ｐ１は２０ｇｆ／ｃｍ，接触角θ１は１５°としてある。なお、ポリウレタンゴムの硬度は７５°より高いと切断時の抵抗が大きくて良好に仕上げることができず、６０°より低いとクリーニングブレード１０自身の物性が不安定となって使用に耐えなくなる。
【００１８】
このような構成で、現像剤のトナーの３μｍ以下の微粉の含有率Ｘ，クリーニングブレード１０の像担持体１に接するブレード稜線１０ａの粗さの最大高さＲ１（以下単に「粗さＲ１」という），像担持体１の表面粗さの最大高さＲ２（以下単に「表面粗さＲ２」という）をそれぞれ独立して変化させた場合のトナーのクリーニングブレード１０の１平方ｍｍ当たりのすり抜け量Ｎ（個数）を実測により求めて次に示す表１のデータを得た。なお、この表１では帯電ムラが認められないものを「○」、認められるものを「×」、僅かに認められる程度で許容範囲のものを「△」でそれぞれ示してある。また、トナーのすり抜け量Ｎはクリーニング後の像担持体１の表面をＣＣＤ顕微鏡で拡大撮影して付着しているトナー粒子を数え、単位面積（１ｍｍ２）当りとして算出したものである。
【００１９】
【表１】
0003693693.tif 000002
【００２０】
この表１の（イ），（ロ）から、クリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１が、従来の非接触の帯電装置と同様の４〜１０μｍのものを用いても帯電ローラ２を使用した場合には帯電ムラが発生することが証明された。
【００２１】
また、表１の（ハ），（ニ）から、クリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１を３μｍとしたところ、帯電ムラがなくなったことが分かる。ちなみに、この時の像担持体１の表面粗さＲ２は初期時の０.５μｍ 及び経時後の２μｍである。ところが、（ホ）に示すように像担持体１の表面粗さＲ２が傷等の発生により３μｍとなると、稜線１０ａの粗さＲ１が３μｍであっても帯電ムラが発生している。
【００２２】
さらに、トナーの微粉含有率Ｘが１５％より大きく、例えば２０％の場合には、表１の（ヘ）からクリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１を３μｍ以下としても帯電ムラをなくすることはできない。なお、この微粉含有率Ｘが３％以下の場合は、表１の（ト）に示すように、ブレード稜線１０ａの粗さＲ１が５μｍ，像担持体１の表面粗さが０.５μｍ であっても帯電ムラは発生しないが、すでに述べたように現像剤がコスト高になるという不都合がある。
【００２３】
したがって、この実施例では上記の表１のデータを基にして、コストの低い微粉含有率Ｘが３〜１５％の現像剤を用いた場合に表１の（ハ），（ニ）に適合するように、図２に示すクリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１を１〜３μｍとした。なお、像担持体１の表面粗さＲ２は自然経時状態の２μｍまで許容し得るが、できれば初期状態の０.５μｍ が好ましい。
クリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａはナイフエッジで切断するが、その際切込みを２段階として最終使用エッジを仕上げるようにするとよく、ナイフの振動等が発生しないように切断装置は高剛性にする。
【００２４】
このように、クリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１を小さくすることにより、像担持体１へ押圧された時、密着部全幅方向での圧力ムラを低減させて微細粒径のトナーに対するクリーニング性能を向上させることができる。
そして、図３に示すように、クリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１と像担持体１の表面粗さＲ２との和を５μｍ以下とすることによって、上記稜線１０ａの変形により圧力ムラを防止し、クリーニング性能を一層向上させることが可能になる。
【００２５】
次に、図４は、クリーニング装置９の入口シール１１と像担持体１の表面１ａとの関係を示す説明図てある。
２成分の現像剤では、往々にして像担持体１の表面１ａにキャリアＣが付着するという異常現象が発生する。このキャリアＣの粒子はトナー粒子に比してはるかに大径であり、通常３０〜１００μｍに達する。
【００２６】
したがって、像担持体１に付着したキャリアＣがクリーニング装置９の入口シール１１により捕捉されて像担持体１に押し付けられた場合には、その表面１ａに３μｍ以上の傷が形成され、クリーニングブレード１０との密着部におけるクリーニングブレード１０の変形による圧力が低下し、その傷の部分から微小粒径のトナーが集中してすり抜けるという不都合が発生する。
【００２７】
そこで、この実施例では、入口シール１１を厚さ０.２ｍｍ のポリウレタンシートとし、入口シール１１と像担持体１との接触部での接線Ｔに対する接触角θを１５°以下とすると共に、入口シール１１の先端の変形量ｔを０.５〜１.５ｍｍ、変形して像担持体表面１ａに接触する部分の長さＬを０.１〜１ｍｍ とすることにより、像担持体１に付着したキャリアＣが入口シール１１を容易に通過し得るようにした。
【００２８】
すなわち、入口シール１１の接触角を小さくすることにより、キャリアＣをせき止める力を小さくすると共に、変形量ｔ及び接触長さＬを小さくすることにより、キャリアＣの通過を容易にして像担持体１に形成される傷を防止し、経時的に表面が粗れた状態でも表面粗さＲ２が２μｍを超えないようにした。
【００２９】
このようにすると、前述のクリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａを３μｍ以下としたことと相俟って、Ｒ１＋Ｒ２が５μｍ以下となり、コストの低い３％以上の微粉を有する現像剤を用いても帯電ローラ２のトナーによる汚損を防止することができ、それに基づく像担持体１の帯電ムラをなくすることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明による画像形成装置は、クリーニングブレードのブレード稜線の最大高さＲ１と像担持体の表面粗さの最大高さＲ２の和を３．５μｍ以上５μｍ以下としたので、微粉含有率が個数で３〜１５％の安価な現像剤を用いた場合にも、長期に亘って微粉による接触帯電部材の汚損が防止されて像担持体の帯電ムラを防止すると共に、接触帯電部材の寿命を向上させることができる。
【００３１】
そして、上記の装置において、ブレード稜線の粗さＲ１を３μｍ以下とすることにより、像担持体表面が経時的に粗れてきてその表面粗さＲ２が２μｍに落ち付いた場合にも、常時ブレード稜線の粗さＲ１との和を５μｍ以下に保持して帯電ムラをなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例の像担持体回りの構成を示す構成図である。
【図２】  同じくそのクリーニングブレードのブレード稜線の一部を拡大して示す説明図である。
【図３】  同じくそのクリーニングブレードと像担持体との接触部の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】  同じくそのクリーニング装置の入口シールの像担持体との接触状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１：像担持体        ２：帯電ローラ（接触帯電部材）    ５：露光光線
６：現像装置        ７：転写紙        ８：転写ベルト
９：像担持体のクリーニング装置        １０：クリーニングブレード
１０ａ：ブレード稜線      １１：入口シール      Ｒ１：ブレード稜線の粗さ
Ｒ２：像担持体の表面粗さ        θ：入口シールの接触角
ｔ：入口シール先端の変形量      Ｌ：入口シールと像担持体との接触部の長さ
Ｃ：キャリア
【図１】
0003693693.tif 000003
【図２】
0003693693.tif 000004
【図３】
0003693693.tif 000005
【図４】
0003693693.tif 000006