(57)【要約】【課題】  像担持体に当接する清掃部材を工夫して、加熱手段を設けることなく、付着生成物を効率的かつ効果的に除去し、帯電不良による画像流れを防止する。【解決手段】  清掃部材表面に球形粒子および不定形粒子を含有突出させ、研磨性と円滑性を兼ね備えた清掃を行う。【選択図】  図４
2008003142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する像担持体に、電圧を印加した帯電部材を当接させて、帯電する帯電方式を採用し、像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像に像形成剤を静電付着させる現像装置、現像された像形成剤を転写材に静電転写させる転写手段、転写材上の像形成剤を加熱加圧し、定着させる定着手段、像担持体表面の残留電荷を消去する補助帯電手段、および、像担持体表面に残留する未転写像形成剤を清掃する当接清掃部材を配置する静電式画像形成装置において、
清掃部材表面に、球形粒子および不定形粒子を突出させたことを特徴とする静電式画像形成装置。
【請求項２】
前記球形粒子および不定形粒子の平均粒径が０．３ｕｍ以上３ｕｍ以下の範囲にある特許請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記球形粒子および不定形粒子の硬度が、前記像担持体表面の硬度よりも大である特許請求項１、２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記清掃部材の少なくとも一部が、導電性を有する特許請求項１、２、３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記球形粒子および不定形粒子を分散含有する有機材料を被服した清掃部材である請求項１、２、３、４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記請求項１記載における、清掃部材表面から突出している粒子が、不定形粒子のみであることを特徴とする、特許請求項１〜５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記請求項６記載における、不定形粒子を分散含有した有機材料を被服した清掃部材であることを特徴とする、特許請求項１〜５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記清掃部材から突出する粒子を分散含有する材料がナイロン高分子樹脂であることを特徴とする、特許請求項１〜７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記清掃部材から突出する粒子が、フッ素系化合物であることを特徴とする特許請求項１〜８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電式画像形成装置に関し、像担持体に当接する清掃部材を用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から、静電式画像形成装置においても、装置の制御機構中に設けられた、加熱手段などの使用を極力抑制することが、急務の課題となってきた。しかしながら、特に、高湿度環境下に長期放置された状態で、電源を立ち上げた場合、静電式、特に、コロナ帯電手段を設けた、画像形成装置においては、画像形成中に発生する、大量のオゾン発生は避けがたく、結果として、オゾン生成物、紙粉や残留トナーが、像担持体表面に付着し、吸湿による帯電不良を引き起こし、画像不良である画像流れの発生という重大な問題点の発生が指摘されている。これに対して、現在、一般的な対応として、加熱手段を像担持体の内部もしくは、近傍に配置した系が提案採用されてきている。
【０００３】
また、被記録画像に対応して像担持体である感光体ドラムに形成された静電潜像を、現像剤により現像して用紙等の記録媒体に記録する画像形成装置の小型化が進んできたが、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの工程がそれぞれ小型になるだけでは限界があった。また、トナー像をシートに転写した後の転写残トナーはクリーナーによって回収されるが、この廃トナーは環境保護の面からも無いことが好ましい。
【０００４】
そこで、上記のクリーナーを取り外し、現像装置によって現像同時クリーニングを行なうクリーナーレス装置が出現している。
【０００５】
一方、低オゾン、低電力等の利点を有することから前述の感光体ドラムの一様帯電装置として接触帯電装置、即ち感光体ドラム（被帯電体）に対し電圧を印加した帯電部材を当接させて感光体ドラムの帯電を行う方式の装置が実用化されてきており、このような方式の帯電装置としては磁気ブラシ方式の装置が帯電接触の安定性と特に、クリーナーレス装置における、像担持体表面の研磨代替手段という点から好ましく用いられている。
【０００６】
ここで、感光体ドラムとして通常の有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を有するものや、アモルファスシリコン感光体などを用いるようにすると、接触帯電部材に印可したバイアスのうちの直流成分と略同等の帯電電位を感光体ドラム表面に得ることが可能である。
【０００７】
そして、このような帯電方法を注入帯電と称するが、この注入帯電を用いれば、放電現象を利用したコロナ帯電器を用いることなく感光体ドラムへの帯電を行うことができるので、完全なオゾンレスかつ、低電力消費型帯電が可能となり注目されてきている。
【０００８】
ところで、既述したクリーナーレスプロセスにおいては、記録媒体上にトナーを１００％転写することは難しく、残った転写残トナーは次行程において帯電部材が感光体ドラムと接触しているために一旦帯電部材内に混入される。ここで、通常トナー粒子の電気抵抗は比較的高いものが用いられているので、帯電部材にトナー粒子が混入してしまうと帯電部材全体、或いは一部の抵抗が上昇してしまい、被帯電対が所望の電位にまで帯電できなくなったり、帯電むらが生じたりしてしまい画像不良が発生してしまうという欠点があった。
【０００９】
また逆に、転写残トナーは前画像をそのまま残した形で存在するため、そのまま帯電部材を通過した場合、残画像部分のみ帯電電位が低下したり、次の画像形成のための露光を遮断してしまい、そのままの形で次の現像行程に影響を及ぼしてし、次の画像上で前画像部分が薄くなったり濃く現われたりといった現象、所謂ゴースト現象が生じる。
【００１０】
そこで画像形状をそのまま残した転写残トナーを感光体ドラム上で均一分散させるブラシ状の均一化部材や一時的にバイアスの効果を利用した簡易クリーニング部材、一度帯電部材に混入した現像剤を効率的に随時感光体ドラム上に吐き出すバイアスシーケンスや帯電部材の容器構成などが提案されている。
【００１１】
さらに、画像不良の起因をなす、オゾン生成物や紙粉、残留現像剤などの付着物除去を効果的に行う研磨剤を現像剤中に含有せしめる提案が、特に一般的に継続しておこなわれてきており、たとえば、最近では、形状効果に特化した、立法体や直法体といった稜線研磨効果を目的とした研磨剤含有現像剤などの提案がなされてきている。
【００１２】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2003-202774号公報
【特許文献２】特開2003-255676号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、装置体上げ時に加熱手段を設けた場合、電力消費は無論のこと、温調温度に到達するまでの待ち時間が必要となり、かつ、立ち上げ時間短縮化を目的とした各種画像パッチの形成動作のスタートも遅れ、全体的な、装置立ち上げ時間を長大化させてしまうという問題を抱えている。
【００１４】
また、現像剤を利用したクリーナーレス装置の場合、像担持体へのキャリア剤付着やしゅう擦による、傷起因とした画像不良の弊害が指摘されており、さらに、未転写残留微少現像剤の混入による帯電不良などが報告されており、重要な技術課題となっている。
【００１５】
さらに、クリーナーレス装置におけるゴースト画像対策として、補助帯電ブラシやトナー吐き出し制御などが提案されているが、ブラシ材自体の環境変動や剛性不足による、画質の不安定化が指摘されており、吐き出しシーケンスでは、シーケンスによる待ち時間の増大化やトナーの浪費といった課題が残されている。
【００１６】
一方、現像剤中に研磨粒子を含有させる系においては、現像特性自体を律速してしまい、剤の流動性低下やチャージUPなど、現像設計をより困難なものにしている。
【００１７】
本発明は、このような重要課題に対して、省電力化を核として、問題点を解決し、長期にわたって安定して良好な画像形成を可能とする画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、像担持体に電圧を印加した帯電部材を当接させて帯電を行なう帯電方式を用いた画像形成装置であって、帯電処理された前記像担持体に潜像を形成する像露光手段と、前記潜像を現像剤によって現像する現像手段と、現像された画像を転写材に転写する転写手段と、像担任持体表面に残留する像形成剤成分を除去する、像担持体に当接し、かつ球形粒子と不定形粒子が部材表面に突出した清掃ブラシ手段、および、補助帯電手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、前記清掃部材表面の粒子サイズが、０．３ｕｍ〜２ｕｍの範囲にあることことを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、前記清掃ブラシ表面の粒子硬度が、像担持体表面の硬度よりも大であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明では、前記清掃ブラシ部材の少なくとも、一部分が導電性を有することを特徴とする。
【００２２】
また本発明では、前記清掃ブラシ部材に、球形粒子と不定形粒子を含有する有機溶液を清掃部材表面に被服し、粒子を表面から突出させていることを特徴とするものである。
【００２３】
また本発明では、前記清掃部材に、不定型粒子のみを含有突出させていることを特徴とする。
【００２４】
また本発明では、前記清掃部材に、不定型粒子を含有する有機溶液を清掃部材表面に被服させ、粒子を表面から突出させていることを特徴とする。
【００２５】
また本発明では、前記清掃部材、または被服有機溶液がナイロン化合物であることを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１による、清掃部材の表面に球形粒子と不定形粒子を突出させることにより、まず、不定形粒子が、形状要因による稜線研磨を可能とし、像担持体表面に付着するオゾン生成物を、効率よく研磨する。つぎに、粒径粒子により、不定形粒子によって傷つけられた像担持体表面を、点接触研磨動作により、滑らかな表層を保持することを可能とする。以上により、像担持体表面の、画像不良の起因をなすオゾン生成物の除去と傷成長抑制の両立を可能とする。
【００２７】
本発明の請求項２による、清掃部材に表面に突出する粒子サイズを３０ｕｍ以上とすることにより、像担持体表面に付着するオゾン生成物の研磨性を確保し、また２ｕｍ以下とすることにより、像担持体表面の傷成長を抑制することを可能とした。
【００２８】
本発明の請求項３による、清掃部材表面に突出する粒子の硬度を、像担持体表面硬度よりも硬くすることにより、請求項１の効果をさらに増大させることを可能とした。
【００２９】
本発明の請求項４による、清掃部材の一部に球形粒子と不定形粒子を表出させ、その他の部分を導電性部材のブラシを配置することにより、たとえば、導電性ブラシ部分に帯電させることにより、補助帯電部材としての役割を担わせ、かつ、下流側に配置した粒子表出ブラシが、像担持体表面の清掃研磨を行うことが可能となり、一つの部材で複合的な作用を行う機能分離型の補助帯電手段を提供することが可能となる。
【００３０】
本発明の請求項５による、清掃部材に球形粒子と不定型粒子を含有する有機溶液を被服させることにより、清掃部材の導電性や剛性の設計範囲を拡大させることを可能とする。
【００３１】
本発明の請求項６および請求項７による、清掃部材表面に不定形粒子のみを突出させることにより、清掃部材による研磨性向上の保持と部材製造工程の簡略化の両立を可能とならしめた。
【００３２】
本発明の請求項８による、清掃部材をナイロン化合物とすることにより、環境変動に対して、安定した吸湿性を保持することにより、剛性や帯電特性を安定化させることを可能とし、清掃部材の長期安定動作を可能とした。
【００３３】
本発明の請求項９による、清掃部材から突出した粒子を、トナーに対する離型性の高いフッ素系化合物とすることにより、清掃部材の汚染を抑制し、清掃部材中の粒子による切削研磨性を、長期にわたり保持することが可能となった。
【発明の効果】
【００３４】
以上述べたように本発明によれば、像担持体に当接する清掃部材表面に像担持体表面硬度よりも硬く、かつ、適度な粒子サイズに規定された球形粒子と不定形粒子を含有突出させることにより、像担持体表面に付着し、帯電不良を引き起こすオゾン生成物などを切削研磨することが可能となり、余分な加熱手段や研磨シーケンスを使用することなく、効率的かつ効果的に、像担持体表面を清浄化することを可能とした。
【００３５】
また、低速回転する像担持体に対して、切削／研磨力が低下するケース、たとえば、低速回転する像担持体に対して、切削／研磨粒子を適度な剛性や弾性をもつ基材に被服する構成を提案することにより、解決が可能となった。
【００３６】
さらに、像担持体表面の硬度が大である系に対しては、切削粒子の像担持体表面への傷ダメージは、僅少であるため、清掃部材表面に突出する粒子は、切削作用が主体をなす不定形粒子のみとし、簡素かつ安価な構成を提供することが可能となった。これらにより、像担持体表面の清浄化効率を高めることができ、長期にわたって安定して良好な画像形成を行うことを可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図であり、同図において、１は像担持体である感光体ドラム、９ａ、９ｂは原稿台ガラス１０に載置された原稿Ｇに露光して感光体ドラム上に潜像を形成する像露光手段を構成する走査光学部及びポリゴンミラーである。
【００３９】
ここで、本発明に用いられる感光体ドラム１としては、通常用いられている有機感光体等を用いることができるが、望ましくは、有機感光体上にその抵抗が１０9 〜１０14Ω・ｃｍの材質を有する表面層を有するものや、アモルファスシリコン感光体などを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止ならびに消費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上させることが可能となる。
【００４０】
そこで本実施の形態においては、負帯電の有機感光体で、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に第１〜第５の５つの層を下から順に設けた感光体ドラム１を用いた。
【００４１】
ここで、第１層は下引き層であり、アルミニウム基体（以下、アルミ基体という）の欠陥等をならすために設けられている厚さ２０μｍの導電層である。また、第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たすものである。なお、この第２層はアミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１×１０6 Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層である。
【００４２】
また、第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。また、第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００４３】
さらに第５層は電荷注入層であり、絶縁性樹脂のバインダーにＳｎＯ2 超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ2 粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。なお、このように調合した塗工液をディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍに塗工して電荷注入層とした。
【００４４】
一方、図１において、３１はローラー帯電方式を用いた帯電器（以下、帯電器という）であり、この帯電器３１は、回転自在の外径１６ｍｍの導電性弾性部材によって形成される。
【００４５】
なお、この帯電器３１ａは感光体ドラム１に対し順方向に回転しており、本実施の形態においては感光体ドラム１の回転周速度１６０ｍｍ／ｓｅｃに対し、ほぼ同速で回転しているニップ幅を略６ｍｍになるよう調整している。
【００４６】
そして、帯電ローラー３１ａに帯電電圧を印加することにより、ローラーニップ部から電荷が感光体ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に帯電される。なお、回転速度については速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。
【００４７】
一方、ローラー表層抵抗は、１MΩ以下のものが好ましく、感光体ドラム１にピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮した場合、電気容量は、５０００ｐF以下のものを用いることがより好ましい。さらに、ローラー表層の１０点平均粗さ（JIS  B）Rzはトナー中心粒径以下のものが好ましく、本発明では６．５ｕｍ以下のものを採用した。
【００４８】
また、本発明では、帯電性能／感光ドラム１へのダメージ／感光ドラム１との周速度差変動を考慮にいれて、所望のニップ量を稼ぐために、ローラー硬度６０°（アスカーC）のものを使用した。ちなみに、ローラー構成は、図のとおり、金属製芯金に導電性ゴムを被服し、導電ゴムの上に誘電層、誘電層の上に保護層をコートし、外形φ１４ｍｍの導電性ローラーとした。
【００４９】
この帯電器３１に印加するＤＣバイアスに対して、重畳するＡＣバイアスの振幅を大きくすることにより、印加ＤＣバイアスと１周目帯電電位の差は小さくなる。さらに詳しく説明すると、帯電器３１に印加したバイアスのＤＣ成分をＶｄｃとし、このとき帯電された感光体ドラム１上の表面電位をＶｓとすると、これらの差分である△Ｖ＝｜Ｖｄｃ−Ｖｓ｜が略４０Ｖ以下になると帯電の均一性も良好になる。
【００５０】
そこで、本実施の形態においては、直流電圧−７００Ｖに対して矩形状の交番電圧１０００Ｈｚ、８００Ｖを重畳したバイアスを帯電器３１に印加することにより良好な帯電性を得ることが出来た。
【００５１】
図１において、４は現像手段である２成分磁気ブラシ現像用の現像装置であり、この現像装置は図２に示すように、現像スリーブ１１、現像スリーブ１１内に固定配置されたマグネットローラー、撹拌スクリュー１３，１４、現像剤を現像スリーブ１１表面に薄層形成するために配置された規制ブレード１５、現像容器１６を備えている。
【００５２】
ここで、現像スリーブ１１は、少なくとも現像時においては、感光体ドラム１に対し最近接領域が約５００μｍになるように配置され、現像剤が感光体ドラム１に対して接触する状態で現像できるように設定されている。
【００５３】
なお、本実施の形態において用いた２成分現像剤は、トナー粒子として粉砕法によって製造された平均粒径６μｍのネガ帯電トナーに対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものを用い、磁気キャリアとして飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ3 の平均粒径３５μｍのものを用いた。また、トナー粒子と磁気キャリアとを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いた。
【００５４】
次に、感光体ドラム１に形成された静電潜像を、この現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤に循環系について以下説明する。
【００５５】
まず、現像スリーブ１１の回転に伴いＮ2 極で汲み上げられた現像剤は、Ｓ2極→Ｎ1 極と搬送される過程において、現像スリーブ１１に対して垂直に配置された規制ブレード１５によって規制され、現像スリーブ１１上に薄層形成される。ここで、薄層形成された現像剤が現像主極Ｓ1 極に搬送されてくると、磁気力によって穂立ちが形成され、この穂状に形成された現像剤によって静電潜像を現像する。
【００５６】
そして、この後Ｎ3 極、Ｎ2 極の反発磁界によって現像スリーブ１１上の現像剤は、現像容器１６内に戻される。なお、現像スリーブ１１には電源Ｓ２から直流電圧及び交流電圧が印加されるようになっており、本実施の形態では直流電圧として−５００Ｖ、交流電圧としてＶｐｐ＝１５００Ｖ，Ｖｆ＝２０００Ｈｚが印加されている。
【００５７】
一般に二成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像装置４に印加する直流電圧と感光体ドラム１の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。
【００５８】
一方、図２において、Ｐは記録材、７は転写手段である転写装置であり、この転写装置７により、現像装置４によって現像されたトナー像は転写材である記録材Ｐに転写される。なお、記録材Ｐは給紙搬送装置８から感光体ドラム１の回転と同期をとって適正なタイミングを持って感光体ドラム１とベルト７１がつくる転写部へ搬送される。
【００５９】
ここで、この転写装置７は、駆動ローラー及び従動ローラー間に懸架され、図中矢印Ｄ方向に回動される無端状のベルト７１と、転写帯電ブレード７４とを備えたものである。
【００６０】
そして、ベルト７１により搬送される記録材Ｐに対し、転写帯電ブレード７４によりベルト７１の内側から感光体ドラム１方向に加圧力を発生しつつ、不図示の高圧電源より給電されることで記録材Ｐの裏側からトナーと逆極性の帯電を行うことにより、感光体ドラム上のトナー像を順次記録材Ｐの上面に転写する。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、ベルト７１として膜厚７５μｍのポリイミド樹脂からなるものを用いたが、ベルト７１の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる。厚みについても７５μｍに限定されるわけではなく、大略２５〜２０００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍのものが好適に用いられ得る。
【００６２】
また、転写帯電ブレード７４としては抵抗が１×１０5 〜１×１０7 Ωで、板厚が２ｍｍ、長さ３０６ｍｍのものを用い、この転写帯電ブレード７４に＋１５μＡのバイアスを定電流制御により印加して転写を行った。
【００６３】
なおこのようにしてトナー像が転写された記録材Ｐは定着器６へと搬送され、この定着器６において熱定着された後、排出される。
【００６４】
一方、トナー像転写後の感光体ドラム１の表面には、転写残トナーが残留している。そして、この転写残トナーを、そのまま帯電器３１を通過させると、前述のゴースト現象が発生してしまう。また、感光体ドラム１と接触した帯電ローラー３１ｂ下を転写残トナーが通過しても、ほとんどの場合前画像の形状を留めたままであり、適正な帯電条件における帯電ローラー３１ｂの設定下では均一に分散しているようなことはなかった。
【００６５】
そこで、感光体ドラム１の回転に伴い帯電領域に到達した転写残トナーを帯電ローラー３１ｂにとりこみ、前画像の履歴を消してしまうことが必要となる。このとき、直流電圧を帯電器３１ａに印加するのみでは、トナーの取り込みは十分に行われないが、交番電圧を印加すると感光体ドラム１と帯電器間の電界による振動効果によって、比較的帯電器３１ヘのトナーの取り込みが容易に行なわれる。
【００６６】
しかしながら、帯電領域に到達した転写残トナーの帯電量によって帯電ローラー３１ａヘの取り込みが非常に困難な場合が生じる。つまり転写残トナーが帯電している以上、帯電ローラー３１ａと感光体ドラム間の電位差や、トナーと感光体ドラム間の鏡映力が取り込み性に大きく影響してくる。
【００６７】
ここで、帯電器３１の印加電圧に対し、通過する感光体ドラム１の表面電位は等しく帯電されることが理想であるが、実際帯電器３１の接触部にも幅があり、最終的にはほぼ等しい電位に帯電されるとしても接触部通過初期には十分な帯電が得られていないため、そこに帯電器３１とドラム間の電位差が生じている。
【００６８】
なお、本実施の形態の場合、帯電器３１のＶｄｃを−７００Ｖと設定しているため、接触部通過初期でドラム表面電位がそれより低い領域では正帯電トナーは帯電ローラー方向へ取り込まれ易いが、負帯電トナーは取り込まれない。また、転写残トナーの帯電量が極端に大きく、ドラムとの鏡映力が大きすぎてもドラム上に残ってしまう。
【００６９】
よって本来負帯電性のトナーではあるが転写残トナーは正帯電されていることが望ましい。但し正帯電されていなくても、帯電量の絶対値が十分小さければ、帯電ローラー３１ａによって強制的にかきとられる効果は期待できる。
【００７０】
実際、転写残トナーは転写時の剥離放電等により、帯電極性が反転してしまうことも多いが、等しい転写効率であっても、転写電流によって転写残トナーの帯電量分布は大きく異なり、また長期にわたり使用すると現像剤自体が劣化し、転写効率が低下してくるため、負帯電のままドラム上に残るトナー比率も増えてくる。そこで転写電流を強めたり、転写残トナーを反対極性に帯電せしめる手段を持つことが好ましい。
【００７１】
このため、本実施の形態においては、転写帯電ブレード７４と帯電器３１の間に設けた毛足長さが６ｍｍ、繊維密度２０KF／ｉｎｃｈ2、感光ドラム１の回転周方向長さを１０ｍｍの長導電性繊維のナイロン樹脂ブラシ３２を感光体ドラム１に当接させるようにした。
【００７２】
図３に清掃部材当接部の拡大図を示すが、このとき、感光体ドラム１との当接ニップは７ｍｍであった。ちなみに、補助ブラシ３２に導電性を保持させるために導電性カーボンを均一充填されたナイロン糸を使用した。
【００７３】
さらに、このナイロンブラシ３２ａの感光ドラム回転方向の下流側半分の領域に渡り、ブラシ表面に感光ドラム１表面硬度よりも硬く、かつ、平均粒径１ｕｍ〜２．５ｕｍ程度の球形粒子８１および不定形粒子８２を分散させて、表層に０．２ｕｍ〜０．５ｕｍ程度突出させたもの３２ｂを使用した。
【００７４】
なお本発明では、突出粒子は、シリコン系樹脂粒子（球形粒子：商品名トスパール（登録商標）１５０／不定形粒子：商品名トスパール（登録商標）２４０＊東レ株式会社製）を使用したが、フッ化カーボン（（CF）ｎ、フッ素化率をかえたフッ化炭素、あるいはフッ化黒鉛をアミン等の塩基で処理し、表面のフッ素を除去したものなども使用可能であり、特に、フッ素系化合物を使用した場合、トナーに対する離型性が良好なため、たとえば、トナーDUTYの高いモード時におけるブラシ汚染に対して抑制効果が高い。しかしながら、これらに限定されるものでもない。ここで、ナイロン糸には、導電性カーボンを充填使用したが、カーボンを省略したものでもよく、補助帯電ブラシ３２の電気的な静電付着汚染の度合いにより、適宜選択すれば良い。
【００７５】
この補助帯電ブラシ３２に対し、帯電極性とは逆のプラス５００Ｖの直流電圧を印加した。
【００７６】
これにより、負極性の転写残トナーは一時的にこのブラシ内に捕獲され、除電された後再び感光体ドラム上へ送りだされる。この際、ブラシ表面にトナーが蓄積してくると、保持量の限界に達し、除電されたトナーから次々と感光体ドラム上へと戻されてゆく。
【００７７】
したがって帯電器３１と感光体ドラム１の接触部に侵入するトナーは帯電極性と逆極性のもの、もしくは除電されて帯電量の低いものに限られ、帯電ローラー３１ｂにほぼ回収されることになる。この時点で前画像の履歴は失われ、ゴーストが発生する直接的要因が除去される。
【００７８】
さらに、下流側に配置された、突出粒子含有ブラシ領域３２ｂと感光ドラム１が当接しゅう擦することにより、不定形粒子による研磨と球形粒子による平滑研磨作用により、付着物の除去と清浄化を同時に達成することが可能となる。
【００７９】
ところが、いったん帯電ローラー３１ｂに回収されても正帯電されたままであると、磁気ブラシ３１ｂと感光体ドラム１の電位差の関係は前述したとおりであるため吐き出されることなく帯電ローラー表面に蓄積し、トナーの抵抗値等にもよるが、帯電器３１に所定量以上のトナーが混入すると、交番電圧を重畳した場合において帯電能が低下してしまう。また、仮に帯電器３１の遠心力等で感光体ドラム上に吐き出されたとしても、正規の負極性帯電でなければ非画像部において現像装置４で回収されず、残ってしまう。
【００８０】
そこで一旦磁気ブラシ内に取り込まれたら今度は正規の負帯電トナーに転じてはじめて長期安定したクリーナーレスプロセスが完成する。これは、トナーと磁気ブラシキャリアの摩擦帯電系列が、トナーの方が負極性寄りにある組み合わせを設定することにより実現することができる。
【００８１】
本実施の形態においては、バインダー樹脂にポリエステルを用いたネガトナーに対し、注入帯電ローラーに当接しゅう擦し、ネガ化させる部材として、摩擦帯電極性がポジである厚さ２５ｕｍのポリイミドフィルム３３を用いた。
【００８２】
その後、帯電部器３１を通過後、正規にネガ化された残留トナーは、下流に配置された現像装置４内の現像スリーブ１１内に取り込まれ、現像剤と攪拌混合されて、吸収される。
【００８３】
以上のような構成において、画像比率２０％の画像を用いて高温高湿環境（３０℃／８０％）下にて、画出し耐久試験を行い、電源OFF後３日放置後、電源ON／加熱手段OFFした条件で、従来５千枚未満で発生していたものが、１万枚まで抑制することが可能となった。
【実施例２】
【００８４】
図４は実施例に係わる画像形成装置における像担持体周りの主要断面図であり、図５は実施例に係わる画像形成装置における像担持体周りの第二の主要断面図である。
【００８５】
本発明では、補助ブラシ３２の下流部に、研磨粒子突出領域を設けたものを使用したが、補助ブラシ３２全域に研磨粒子を設けたもの３２ｃも、ほぼ同様の効果が確認された。さらに、研磨粒子の含有していない補助帯電ブラシ３２の下流部に、本発明の研磨粒子含有ブラシ３４を配置した構成においても、同様の効果が得られた。
【００８６】
これらにより、転写残トナーを帯電器３１で一度回収して前画像の履歴を消し、且つ感光ドラム１表面の残留未転写トナーやオゾン生成物などによる汚染を加熱装置なしで抑制することが可能となり、小型コンパクトかつ省エネ、低ランニングコスト画像形成装置を提供することができた。
【実施例３】
【００８７】
本発明では、実施例１における、補助帯電部分と研磨粒子突出領域を各々独立した、部材に分離して配置したもの以外は、同様の構成とした。ここで、補助帯電部材３２は、研磨粒子を含有しない６ナイロン糸を使用し、感光ドラム１の回転方向に対して、研磨粒子突出清掃部材よりも上流側となるように配置した。これにより、転写残トナーの多い転写効率の悪い画像形成装置や画像DUTYの高いたとえば３０％ｄｕｔｙ画像の連続形成評価モードにおいても、研磨剤突出清掃部材が残トナーなどによって汚染されることが抑制され、研磨効果の長寿命化により、実施例とほぼ同様の効果が得られた。
【実施例４】
【００８８】
図６は第４の実施例に係わる清掃部材当接部の拡大図である。
【００８９】
本発明の他の実施例について、説明する。本発明では、実施例１で使用した、補助ブラシ３２表面に突出する研磨粒子を、有機溶溶液たとえば高分子樹脂溶剤である６ナイロン樹脂溶剤に均一分散させて、ウレタン糸８４などにデイツピング塗布した以外は、同様とした。これにより、適正な剛性のブラシに実施例１と同様な研磨清浄効果をもたせることが可能となり、実施例１とほぼ同様の効果が得られた。
【００９０】
ここで、補助帯電効果を導出するために、表面抵抗値が１X１０E8程度となるように、ナイロン樹脂溶剤にカーボーン粒子を分散させたものを使用した。
【実施例５】
【００９１】
図６は、本発明の他の実施例について説明したものであり、実施例１における、清掃部材表面に、不定形粒子のみが突出していること以外は、同様の構成とした。
【００９２】
本発明では、実施例１で使用された感光ドラム１の表面硬度よりも硬いビッカース硬さ７０００N〜１３００００Nのアモルファスシリコンドラムを使用しているため、清掃部材表面に突出している不定形粒子によるダメージが小さいため、より簡便に製造できる、本発明による清掃部材にて、十分に対応が可能である。但し、研磨能力は、実施例１よりも、大幅に向上させる必要があるため、実施例２で提示したように、繊維基材よりも基材の剛性と弾性力がより大きい自由長６ｍｍ、繊維密度７５KF／ｉｎｃｈ2のウレタンゴム８４を採用し、表層を不定形粒子８２が突出するように、６ナイロン樹脂にフッ化カーボン粒子（セントラル硝子製商品名セフボン）やシリコン樹脂（東レ製：商品名トスパール（登録商標）２４０＊）などを均一分散させた有機溶液にデイッピングして、コート処理したものを使用した。
【００９３】
なお、本発明においても、実施例１と同等の効果が確認されている。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施系に係わる画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係わる画像形成装置における像担持体周りの主要断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係わる清掃部材当接部の拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係わる画像形成装置における像担持体周りの主要断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係わる画像形成装置における像担持体周りの第二の主要断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係わる清掃部材当接部の拡大図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  感光ドラム
４  現像装置
６  定着装置
７  転写装置
７１  転写ベルト
７４  転写ブレード
１３  攪拌スクリューA
１４  攪拌スクリューB
１５  規制ブレード
１６  現像容器
３１  帯電器
３２  補助帯電ブラシ
３３  ネガ化部材
３４  研磨粒子含有ブラシ
８０  ナイロンブラシ
８１  球形粒子
８２  不定形粒子
８３  ナイロン樹脂層
８４  ウレタン糸
【図１】
2008003142.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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