(57)【要約】【課題】トナーに含まれるキャリアが静電的に像担持体によって運ばれた場合、この像担持体から回収されなかったキャリア及び、前記現像器から流出したキャリアがクリーニングブレードに到達すると、ブレードのチッピングが発生し、そこからキャリアがブレードニップ部に侵入し、過度に像担持体側に傷を与え、画像不良やドラムヘのトナー融着の原因となるという課題があった。【解決手段】電圧を印加した接触帯電部材を前記像担持体に当接させて該像担持体を帯電する帯電手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段の上流にキャリアを回収するキャリア回収部材を配置したものである。【選択図】　　　　図４
2004037895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、電圧を印加した接触帯電部材を前記像担持体に当接させて該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体にキャリアを含むトナーで現像してトナー像を形成する像形成手段と、前記トナー像を前記像担持体から記録材に転写する転写手段と、前記像担持体を清掃するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段の上流に前記キャリアを回収するキャリア回収部材を配置したことを特徴する画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキャリア回収部材は、マグネットローラであり、且つ前記像担持体と前記マグネットロールとのギャップが５０μｍ以上１ｍｍ以下になるように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載のキャリア回収部材は、マグネットローラに非磁性体からなるスリーブを被覆し、且つ前記像担持体と前記スリーブとのギャップが５０μｍ以上１ｍｍ以下になるように配置されていることを特徴とする画像形成装置．
【請求項４】
請求項１に記載のキャリア回収部材は、毛体を備えた回転体であり、且つ前記毛体に除去されたキャリアを該毛体から回収する回収部材を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載のキャリアを毛体から回収する回収部材は、前記毛体の回転体と従動回転するマグネットローラであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧を印加した接触帯電部材を像担持体（以下、感光ドラムとも称する）に当接させて該像担持体を帯電する電荷注入帯電方式の帯電手段を有し、単色画像あるいは多色画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、複写機、プリンター、Ｆａｘといった出力端末をすべてかね備えた複合機が市場で広く受け入れられるようになってきている。このようなネットワーク対応の出力端末として電子写真システムによる複写機並びにプリンターが広く受け入れられてきているが、大きな問題の一つとして本体のＤｕｔｙ　Ｃｙｃｌｅが上げられる。このＤｕｔｙ　Ｃｙｃｌｅとはサービスマンメンテナンスなしで本体が正常に稼動し続ける限界枚数のことであるが、Ｄｕｔｙ　Ｃｙｃｌｅの最大の律速となっている一つに感光ドラムの寿命が上げられている。
【０００３】
また、エコロジーの観点から廃棄物をなくす、すなわち消耗品を減らすこと、消耗品の寿命を延ばすこと、信頼性を上げることが我々の絶対的課題となってきている。従来のアナログの装置からデジタル化が進み、デジタルの装置コストはアナログの装置コストと等価もしくは、それ以下にすることも我々の絶対的課題となってきている。
【０００４】
さらに、複写機ならびにプリンターでは、従来白黒機が主流であったが、近年では、オフィスにおいても原稿もしくは出力ファイルのフルカラー化が急増している。前記アナログの装置と等価なデジタルの装置というばかりか、本体コストならびにランニングコストが白黒と等価なフルカラープリンターを提供することが我々の絶対的課題となってきている。そのためには、ＴＣＯ（ユーザーからみた全体の必要費用）を画期的に下げることが可能な技術が望まれている。
【０００５】
このような状況の中で、近年、複数の感光ドラムと、記録材を担持搬送する中間転写ベルトを備え、この中間転写ベルトに担持された記録材にそれぞれの感光ドラムに形成された異なる色のトナー像を順次重ねて１次転写し、中間転写ベルトから紙上に２次転写することによってカラー画像を得るカラー画像形成装置、つまり、４連タンデム方式のカラー画像形成装置が主流となってきている。
【０００６】
感光ドラム表面に形成した可転写トナー像を、紙を主とする転写材に転写する工程を繰り返す画像形成装置においては、転写の際、転写材に転移せず像担時体に残る残留トナーをその都度充分に除去することが必須である。
【０００７】
このため、クリーニング手段としては、従来から幾多の提案がなされているが、一般的にはウレタンゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードによって前記残留トナーを掻き落とすようなものが、その構成が簡単でコンパクトで低コストであり、しかもトナー除去機能もすぐれているので、広く実用化されている。クリーニングブレードのゴム材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性に卓越しているウレタンゴムが一般的に使われている。
【０００８】
また、感光ドラムとしては長寿命化が望まれ、昨今ではＣＶ（コピーボリューム）の多い白黒機のみならず、フルカラー高速機においても耐久摩耗の断然少ないアモルファスシリコンドラムが用いられるようになってきた。アモルファスシリコンドラムとは、光導電層が、少なくとも珪素原子を含む非晶質材料で構成された電荷輸送領域と、少なくとも珪素原子を含む非晶質材料で構成された電荷発生領域が順次積層された構成の機能分離型されたドラムである。
【０００９】
しかしながら、このような長寿命ドラムが使われるプロセススピードの速い機械においては、従来のコロナ帯電ではかなりの電圧を重畳しなければならず、印加電圧を上げることによって、オゾンの発生が増加するという弊害を含んでおり、オゾンレスが叫ばれている昨今のコピー機としては適しているとは言えない。
【００１０】
従って、長寿命化を目指したアモルファスシリコンドラムに対する帯電方式は昨今では、新たな帯電方式として、被帯電体（感光ドラム）への電荷の直接注入による帯電方式が特開平６−３９２１号公報に開示されている。この接触注入帯電方式は、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシ等の接触帯電部材に電圧を印加し、被帯電体としての感光ドラム表面にある電荷注入層の導電粒子に電荷を注入して帯電を行なう方法である。この帯電方式では、放電現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感光ドラム表面電位Ｖｄ分のみであり、オゾンの発生量も上記接触帯電方式におけるローラ帯電方式の１０分の１以下と優れている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、主に電荷注入によって被帯電体表面を帯電する注入帯電では、プロセススピードが速い場合や帯電ニップ幅が狭い場合、また耐久後等は帯電ニップを一回通過しただけでは、接触帯電部材に印加したバイアスまで被帯電体の表面を帯電することができないことがある。
【００１２】
また接触帯電部材が磁気ブラシである場合において、このように帯電が十分に行われず、磁気ブラシと被帯電体表面との間に電位差が生じた場合、磁気ブラシ先端のキャリア（導電磁性粒子）が静電気力によって被帯電体に付着するという問題が発生する。
【００１３】
磁気ブラシ帯電において、被帯電体へのキャリア付着もれが生じると、接触帯電部材である磁気ブラシのキャリアが徐々に減少し、画像形成装置にあっては徐々に帯電不良などによる画像不良が生じるため、長期に渡って安定に使用できないという問題が生じる。
【００１４】
また、上記理由でキャリアが静電的に像担持体によって運ばれた場合、その大部分は現像器のスリーブによって回収されるが、回収されなかったキャリア及び、前記現像器から流出したキャリアはクリーニングブレードに到達する。キャリアがブレードに到達すると、ウレタンゴムのような高硬度でモジュラスの高いブレードを使用していても、ブレードのチッピングが発生し、そこからトナーのすり抜けが発生してしまう。また、チッピングが起こらなくても到達したキャリアがブレードニップ部に侵入し、過度に像担持体側に傷を与えることによって、画像不良や像担持体ヘのトナー融着の原因となることが知られている。
【００１５】
しかし、今回の我々の鋭意なる検討でクリーニングブレード上流に前記像担持体に静電的に付着したキャリアを回収する部材を設け、これを定期的に交換することでクリーニングブレードはチッピングすることなく、且つ過度に像担持体を傷つけることなく、長期にわたって安定した画像を出力することが可能となることが分かった。
【００１６】
本発明は、クリーニングブレード及び、像担持体に悪影響を及ぼす静電的に残存したキャリアをクリーニングブレードよりも上流で除去することにより、像担持体表面および、クリーニングブレードを初期から安定に維持させ、画像形成装置の信頼性を大きく向上させるとともに、かつ画像形成装置のプロダクテビィティが画期的に飛躍しても対応可能なクリーニング装置を有する画像形成装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１８】
（１）像担持体と、電圧を印加した接触帯電部材を前記像担持体に当接させて該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体にキャリアを含むトナーで現像してトナー像を形成する像形成手段と、前記トナー像を前記像担持体から記録材に転写する転写手段と、前記像担持体を清掃するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段の上流に前記キャリアを回収するキャリア回収部材を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（２）（１）に記載のキャリア回収部材は、マグネットローラであり、且つ前記像担持体と前記マグネットロールとのギャップが５０μｍ以上１ｍｍ以下になるように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（３）（１）に記載のキャリア回収部材は、マグネットローラに非磁性体からなるスリーブを被覆して構成し、且つ前記像担持体と前記スリーブとのギャップが５０μｍ以上１ｍｍ以下になるように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
（４）（１）に記載のキャリア回収部材は、毛体を備えた回転体であり、且つ前記毛体に除去されたキャリアを該毛体から回収する回収部材を有していることを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（５）（４）に記載のキャリアを毛体から回収する回収部材は、前記毛体の回転体と従動回転するマグネットローラであることを特徴とする画像形成装置。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略構成図であり、装置本体１の内部には、プロセス手段を内蔵する画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが横方向に順次水平に配置されており、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの下部にはベルト駆動ローラ１３，１４，１５に無端状の転写ベルト１３０が掛けわたされている。この転写ベルト１３０は、図示しない駆動モーターによりベルト駆動ローラ１３を矢印の方向に回転させることにより回転させる。
【００２５】
１０はカセットであって、被記録材である記録シートＰを収納しており、上記カセット１０内に収納された記録シートＰは、最上側より給送される。そして、レジストローラ対７によって斜行が補正されるとともに、前記画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄと同期どりを行って転写ベルト１３０上を搬送される。１２は上記記録シートＰをレジストローラ対より転写ベルト１３０に導く搬送ガイドである。
【００２６】
次に上記画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成を説明すると、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄはそれぞれ感光ドラムである感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、各像担持体の周囲にはプロセス手段を構成する電荷注入磁気ブラシ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、クリーニング装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、前露光光源１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄが夫々設けられている。また、上記感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上方には、レーザービームスキャナーが設けられている。
【００２７】
上記一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを露光するに先立って、感光ドラム表面を均一に帯電するものであり、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光されてドラム表面に形成された静電潜像にブラック，マゼンタ，イエロー，シアンの各色トナーを付着させて可視像化するものである。
【００２８】
また、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに形成されたトナー像を記録シートＰに転写させるものであり、クリーニング装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは画像転写後に感光ドラム面に付着している残留トナーを除去するものである。
【００２９】
前露光光源１１３ａ、１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄは感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面電位を除電するものであり、レーザービームスキャナーは半導体レーザー，ポリゴンミラー，ｆθレンズ等を有し、電気デジタル画像信号の入力を受けて、その信号に対応して変調されたレーザービームを感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線方向に照射して露光するものである。
【００３０】
３２は、転写ベルト１３０上を搬送されてきた記録シートＰを該転写ベルトから分離するための分離帯電器であり、９は記録シートＰに転写された転写画像を定着させるための定着器であって、内部にヒータ等の加熱手段を有する定着ローラ５１とこれに圧接する加圧ローラ５２を有している。６３は装置外に排出された記録シートＰを積載するための排出トレイである。
【００３１】
次に画像形成動作について説明する。画像形成作業開始信号が装置本体に入力されると、感光ドラム３ａは矢印の方向に回転し始め、この感光ドラム表面が電荷注入磁気ブラシ２ａによって一様に帯電された後、原稿画像のブラック成分に対応する画像信号によって変調されたレーザー光が、レーザービームスキャナーによって該感光ドラム表面に照射されて静電潜像が形成される。次に現像器１ａによってブラック色のトナーが供給されて、前記静電潜像を可視像化したトナー像が形成される。
【００３２】
一方、カセット１０に収納された記録シートＰは給送され、一時的に停止しているレジストローラ対７によって斜行が補正された後、前記感光ドラム３ａに形成されたトナー像とのタイミングをとって、転写ベルト１３０上に搬送される。上記転写ベルト１３０に送り込まれた記録シートＰは、画像形成部Ｐａの転写部で転写帯電器２４ａによって転写帯電が行われて、感光ドラム３ａ上のトナー像が記録シートＰに転写される。上記工程が画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいても同様に行われ、マゼンタ色トナー像，イエロー色トナー像，シアン色トナー像が順次記録シートＰに重畳転写される。
【００３３】
画像転写が終了した記録シートＰは、転写ベルト１３０の左端部で分離帯電器３２によってＡＣ除電を受けながら転写ベルト１３０より分離され定着器９に搬送される。そして、上記定着器９によって画像定着が行われた記録シートＰは、装置外の排出トレイ６３に排出される。
【００３４】
尚、本実施例に係る画像形成装置における最大画像幅はＡ４横の約２９０ｍｍであり、ドラム周速は４５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３５】
ところで、上記感光ドラム１は、光導電層が、少なくとも珪素原子を含む非晶質材料で構成された電荷輸送領域と、珪素原子を含む非晶質材料で構成された電荷発生領域が順次積層された構成の機能分離型されたアモルファスシリコンドラムである。
【００３６】
次に、本実施例に係る画像形成装置に適用されたクリーニング装置について図６により説明する。クリーニング装置４のクリーニング容器には、感光ドラムＡの表面に当接されたクリーニングブレード２０が保持されている。
【００３７】
クリーニングブレード２０ａは、ウレタンを主体とした弾性ブレードで硬度７７°（Ｈｓ）反発弾性率４１（％）（４０℃での反発弾性率６３％）３００％モジュラス２００（ｋｇ／ｃｍ２）（いずれもＪＩＳ規格による）のもので当接角度２５°当接圧２２（ｇ／ｃｍ）にて感光ドラムＡに配設してある。クリーニングブレード２０ａは、板厚３ｍｍであり、ＳＵＳ（板厚１．０）の部材２０ｂが背板として配設されている。クリーニングブレードの自由長としては、８ｍｍである。前露光１１３としては、６６０ｎｍのピーク波長を主体とした発光ダイオード（素子ＧａＡＩＡｓ）を用い、ピーク波長の１／２になる半値幅は約２５ｎｍであり露光量としては、２０μＪ／ｃｍ２である。前露光１１３から図示していない注入磁気ブラシまでは約５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３８】
定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、その各々をクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４、５５と、ローラ５１、５２内に設置されたローラ加熱ヒータ５６、５７と、加圧ローラ５２表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ５８とからなっている。４色のトナー像を転写された記録シートＰはこの定着装置により、トナー像の混色及び記録材Ｐへの固定が行なわれて、フルカラーのコピー画像が形成される。
【００３９】
ところで、カラー用トナーの特性としては、先ず、二成分系現像剤としては、懸濁重合法により作製した重合トナーと、重合法により作製した樹脂磁性キャリアとの混合物である。得られた現像剤のＴ／Ｄ比は８％である。磁性キャリアとしては、１キロエルステッドの磁界中の磁化量が１００ｅｍｕ／ｃｍ３であり、且つ個数平均粒径が４０μｍであって、更に比抵抗が１０１３Ω・ｃｍのものを使用した。又、非磁性重合トナーは、粉砕法によって製造された粉砕トナーであって、重量平均粒径が８μｍであって、比重が１．０５ｇ／ｃｍ３の単位質量当たりの平均電荷量が２５μｃ／ｇであるトナーを用いた。
【００４０】
次に注入帯電器について説明する。図２は帯電装置として用いた磁気ブラシ帯電装置２の拡大横断面模型図である。磁気ブラシ帯電装置２は、大きく分けて、注入帯電器（磁気ブラシ帯電器）２Ａ、この注入帯電器２Ａと導電性磁性粒子（以下、磁性粒子あるいは帯電キャリアと称する）２ｄを収容させた容器（ハウジング）２Ｂ、注入帯電器２Ａに対する帯電バイアス印加電源Ｅ２等からなる。
【００４１】
注入帯電器２Ａは本実施例のものはスリーブ回転タイプであり、マグネットロール（磁石）２ａと、このマグネットロールに外嵌させた非磁性ステンレス製スリーブ（電極スリーブ、導電スリーブ、帯電スリーブなどと称される）２ｂと、このスリーブ２ｂの外周面にスリーブ内部のマグネットロール２ａの磁気力で磁気拘束させて形成保持させた磁性粒子２ｄの磁気ブラシ部２ｃからなる。
【００４２】
マグネットロール２ａは非回転の固定部材であり、スリーブ２ｂはこのマグネットロール２ａの外回りを矢示ｂの時計方向に不図示の駆動系により所定の周速度、本実施例では２２５ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動される。またスリーブ２ｂは感光ドラム１に対してスペ−サコロ等の手段で５００μｍ程度の隙間を保たせて対向させて配設してある。
【００４３】
２ｅは容器２Ｂに取り付けた非磁性ステンレス製の磁気ブラシ層厚規制ブレードであり、スリーブ２ｂ表面とのギャップが９００μｍになるように配置されている。
【００４４】
容器２Ｂ内の磁性粒子２ｄはその一部がスリーブ２ｂの外周面にスリーブ内部のマグネットロール２ａの磁気力で磁気拘束されて磁気ブラシ部２ｃとして保持される。磁気ブラシ部２ｃはスリーブ２ｂの回転駆動に伴い、スリーブ２ｂと一緒に該スリーブと同方向に回転する。このとき磁気ブラシ部２ｃの層厚はブレード２ｅにより均一厚さに規制される。
【００４５】
そして、その磁気ブラシ部２ｃの規制層厚はスリーブ２ｂと感光ドラム１との対向隙間部の間隔より大きいから、磁気ブラシ部２ｃはスリーブ２ｂと感光ドラム１との対向部において、感光ドラム１に対して所定幅のニップ部を形成して接触する。このニップ部が帯電ニップ部（帯電位置）Ｎである。従って、感光ドラム１は帯電ニップ部Ｎにおいて注入帯電器２Ａのスリーブ２ｂの回転に伴ない回転する磁気ブラシ部２ｃで摺擦される。この場合、帯電ニップ部Ｎにおいて感光ドラム１の移動方向と磁気ブラシ部２ｃの移動方向は逆方向となり、相対移動速度は速くなる。
【００４６】
スリーブ２ｂと磁気ブラシ層厚規制ブレード２ｅには電源Ｅ２から所定の帯電バイアスが印加される。而して、感光ドラム１が回転駆動され、注入帯電器２Ａのスリーブ２ｂが回転駆動され、電源Ｅ２から所定の帯電バイアスが印加されることで、感光ドラム１の周面が本実施例の場合は電荷注入帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【００４７】
スリーブ２ｂ内に固定配置されているマグネットロール２ａは、スリーブ２ｂと感光ドラム１の最近接位置ｃから感光ドラム回転方向上流側１０°の位置に約９００Ｇの磁極（主極）Ｎ１を配置してある。
【００４８】
この主極Ｎ１は、スリーブ２ｂと感光ドラム１の最近接位置ｃとの角度θを感光ドラム回転方向上流側２０°から下流側１０°の範囲に入るようにすることが望ましく、上流側１５°〜０°であればさらに良い。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引きつけられ、帯電ニップ部Ｎの感光ドラム回転方向下流側に磁性粒子の滞留が発生しやすくなり、また上流すぎると、帯電ニップ部Ｎを通過した磁性粒子の搬送性が悪くなり、滞留が発生しやすくなる。
【００４９】
また、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合には、磁性粒子に働くスリーブ２ｂへの拘束力が弱くなり、磁性粒子が感光ドラム１に付着しやすくなるのは明らかである。
【００５０】
ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電時に磁気ブラシ部２ｃの磁性粒子が感光ドラム１と接触している領域を示す。帯電バイアスは電源Ｅ２によってスリーブ２ｂと規制ブレード２ｅに印加される。本実施例ではＤＣ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いている。
【００５１】
帯電ニップ部Ｎにおける、注入帯電器２Ａの磁気ブラシ部２ｃによる感光ドラム１面の摺擦と、注入帯電器２Ａへの帯電バイアスの印加により、磁気ブラシ部２ｃを構成している帯電用磁性粒子２ｄから電荷が感光ドラム１上に与えられ、感光ドラム１面が所定の極性・電位に一様に接触帯電される。
【００５２】
本例の場合は前述したように、感光ドラム１はその表面に電荷注入層１ｆ（図３参照）を具備させたものであるから、電荷注入帯電により感光ドラム１の帯電処理がなされる。即ち、感光ドラム１面が帯電バイアスＤＣ＋ＡＣのＤＣ成分に対応した電位に帯電される。スリーブ２ｂは回転速度が速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。
【００５３】
注入帯電器２Ａによる感光ドラム１の電荷注入帯電は図３の等価回路に示すような、抵抗ＲとコンデンサーＣの回路とみなすことが出来る。このような回路の場合、抵抗値をｒ、感光ドラムの静電容量をＣｐ、印加電圧をＶ０、帯電時間（感光ドラムのある点が帯電ニップ部Ｎを通過する時間）をｔ０とすると、感光ドラム１の表面電位Ｖｄは式（１）で表される。
【００５４】
Ｖｄ＝Ｖ０（１−ｅｘｐ（ｔ０／（Ｃｐ・ｒ）））‥‥式（１）
帯電バイアスＤＣ＋ＡＣにおいて、ＤＣ成分は必要とされる感光ドラム１の表面電位と同値、本実施例では−７００Ｖとした。
【００５５】
画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分のピーク間電圧Ｖｐｐは、１００Ｖ以上２０００Ｖ以下、特に３００Ｖ以上１２００Ｖ以下が好ましい。ピーク間電圧Ｖｐｐがそれ以下では、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄く、それ以上では、磁性粒子の滞留や感光ドラムヘの付着が悪化する。
【００５６】
周波数は１００Ｈｚ以上５０００Ｈｚ以下、特に５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下が好ましい。それ以下では、磁性粒子の感光ドラム１ヘの付着悪化や、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄くなり、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が得られにくくなる。
【００５７】
ＡＣ成分の波形は矩形波、三角波、ｓＩｎ波などがよい。
【００５８】
本実施例では、作像時に７００Ｖｐｐ、非作像時には０Ｖｐｐ、つまりＤＣ（−７００Ｖ）のみの帯電を行った。
【００５９】
磁気ブラシ部２ｃを形成させる磁性粒子２ｄは、本実施例では、焼結した強磁性体（フェライト）を還元処理したものを用いたが、他に樹脂と強磁性体粉を混練して粒子状に整形したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電性カーボン等を混ぜたものや、表面処理を行ったものも同様に用いることができる。
【００６０】
磁気ブラシ部２ｃの磁性粒子２ｄは感光ドラム表面のトラップ順位に電荷を良好に注入する役割と、感光ドラム１上に生じたピンホールなどの欠陥に帯電電流が集中してしまうことに起因して生じる帯電部材及び感光ドラム１の通電破壊を防止する役割を兼ね備えていなければならない。
【００６１】
従って、注入帯電器２Ａの抵抗値は１×１０４Ω〜１×１０９Ωであることが好ましく、特に、１×１０４Ω〜１×１０７Ωであることが好ましい。注入帯電器２Ａの抵抗値が１×１０４Ω未満ではピンホールリークが生じやすくなる傾向があり、１×１０９Ωを越えると良好な電荷の注入がしにくくなる傾向にある。また、抵抗値を上記範囲内に制御するためには、磁性粒子２ｄの体積抵抗値は１×１０４Ω・ｃｍ〜１×１０９Ω・ｃｍであることが好ましく、特に、１×１０４Ω・ｃｍ〜１×１０７・ｃｍであることが好ましい。
【００６２】
本実施例で用いた注入帯電器２Ａの抵抗値は、１×１０６Ω・ｃｍであり、帯電バイアスのＤＣ成分として−７００Ｖを印加することで、感光ドラム１の表面電位も−７００Ｖとなった。
【００６３】
（実施例１）
上記記載の画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図４のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩを配置し、前記感光ドラムＩと前記マグネットロールＩＩＩとのギャップαが２００〜３００μｍとなるように設定した。また、マグネットロールＩＩＩはその表面に多数の磁極を有しており、矢印の方向ｂ（感光ドラムＩと順方向）に回転するように構成されている。該マグネットローラに現像幅より両側に５ｍｍずつ長い領域にリン青銅でできたスクレーパＩＶを当接して、回収したキャリがある程度マグネットロールＩＩＩにコートすると、それを掻き落とす機構を設けた。
【００６４】
この画像形成装置において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で５万枚コピーの実写テストを行い、５万枚目に得られた画像を目視により評価した。マグネットローラＩＩＩにより、前記電荷注入帯電器や前記現像器から静電的に感光ドラムＩに付着してクリーナ内にやってきたキャリアはそのほとんどが回収され、前記スクレーパＩＶによってクリーナ容器内に運ばれた。
【００６５】
従って、クリーニングブレードＩＩにはほとんどキャリアは到達せず、５万枚目までクリーニングブレードＩＩの欠けが発生したり、キャリアがブレードニップ部に挟まって感光ドラムＩを過剰に傷つけることも無く、良好なクリーニングが行われた。よって、５万枚目に得られた画像は良好であった。
【００６６】
（実施例２）
上記記載の画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図５のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩに非磁性体であるアルミニウムを被覆ＶしたスリーブＶＩを配置し、前記感光ドラムＩと前記スリーブＶＩとのギャップαが３００〜４００μｍとなるように設定した。
【００６７】
また、マグネットＩＩＩはその表面に多数の磁極を有しているもので、スリーブＶＩは矢印の方向ｂ（感光ドラムと順方向）に回転するように構成されている。該スリーブＶＩに現像幅より両側に５ｍｍずつ長い領域にリン青銅でできたスクレーパＩＶを当接して、回収したキャリアがある程度スリーブＶＩにコートし、層をなすと、それを掻き落とす機構を設けた。
【００６８】
この画像形成装置において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で５万枚コピーの実写テストを行い、５万枚目に得られた画像を目視により評価した。実施例１と同様の効果があることは直ちに理解できるが、クリーナ内にやってきたキャリアはそのほとんどが回収され、前記スクレーパＩＩＩによってクリーナ容器内に運ばれた。従って、クリーニングブレードＩＩにはほとんどキャリアは到達せず、５万枚目までクリーニングブレードＩＩの欠けが発生したり、キャリアがブレードニップ部に挟まって感光ドラムを過剰に傷つけることも無く、良好なクリーニングが行われた。よって、５万枚目に得られた画像は良好であった。
【００６９】
（実施例３）
上記記載の画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図４のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩを配置し、前記感光ドラムＩと前記マグネットロールＩＩＩとのギャップαが９００〜１０００μｍとなるように設定した。また、マグネットロールＩＩＩはその表面に多数の磁極を有しており、矢印の方向ｂ（感光ドラムＩと順方向）に回転するように構成されている。該マグネットローラに現像幅より両側に５ｍｍずつ長い領域にリン青銅でできたスクレーパＩＶを当接して、回収したキャリがある程度マグネットロールＩＩＩにコートすると、それを掻き落とす機構を設けた。
【００７０】
この画像形成装置において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で５万枚コピーの実写テストを行い、７万枚目に得られた画像を目視により評価した。マグネットローラＩＩＩにより、前記電荷注入帯電器や前記現像器から静電的に感光ドラムＩに付着してクリーナ内にやってきたキャリアはそのほとんどが回収され、前記スクレーパＩＶによってクリーナ容器内に運ばれた。
【００７１】
従って、クリーニングブレードＩＩにはほとんどキャリアは到達せず、７万枚目までクリーニングブレードＩＩの欠けが発生したり、キャリアがブレードニップ部に挟まって感光ドラムＩを過剰に傷つけることも無く、良好なクリーニングが行われた。よって、７万枚目に得られた画像は良好であった。
【００７２】
（実施例４）
上記記載の画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図５のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩに非磁性体であるアルミニウムを被覆ＶしたスリーブＶＩを配置し、前記感光ドラムＩと前記スリーブＶＩとのギャップαが５０〜１５０μｍとなるように設定した。
【００７３】
また、マグネットＩＩＩはその表面に多数の磁極を有しているもので、スリーブＶＩは矢印の方向ｂ（感光ドラムと順方向）に回転するように構成されている。該スリーブＶＩに現像幅より両側に５ｍｍずつ長い領域にリン青銅でできたスクレーパＩＶを当接して、回収したキャリアがある程度スリーブＶＩにコートし、層をなすと、それを掻き落とす機構を設けた。
【００７４】
この画像形成装置において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で５万枚コピーの実写テストを行い、８万枚目に得られた画像を目視により評価した。実施例１と同様の効果があることは直ちに理解できるが、クリーナ内にやってきたキャリアはそのほとんどが回収され、前記スクレーパＩＩＩによってクリーナ容器内に運ばれた。従って、クリーニングブレードＩＩにはほとんどキャリアは到達せず、８万枚目までクリーニングブレードＩＩの欠けが発生したり、キャリアがブレードニップ部に挟まって感光ドラムを過剰に傷つけることも無く、良好なクリーニングが行われた。よって、８万枚目に得られた画像は良好であった。
【００７５】
（実施例５）
上記記載の画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図４のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩを配置し、前記感光ドラムＩと前記マグネットロールＩＩＩとのギャップαが７００〜８００μｍとなるように設定した。また、マグネットロールＩＩＩはその表面に多数の磁極を有しており、矢印の方向ｂ（感光ドラムＩと順方向）に回転するように構成されている。該マグネットローラに現像幅より両側に５ｍｍずつ長い領域にリン青銅でできたスクレーパＩＶを当接して、回収したキャリがある程度マグネットロールＩＩＩにコートすると、それを掻き落とす機構を設けた。
【００７６】
この画像形成装置において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で９万枚コピーの実写テストを行い、９万枚目に得られた画像を目視により評価した。マグネットローラＩＩＩにより、前記電荷注入帯電器や前記現像器から静電的に感光ドラムＩに付着してクリーナ内にやってきたキャリアはそのほとんどが回収され、前記スクレーパＩＶによってクリーナ容器内に運ばれた。
【００７７】
従って、クリーニングブレードＩＩにはほとんどキャリアは到達せず、７万枚目までクリーニングブレードＩＩの欠けが発生したり、キャリアがブレードニップ部に挟まって感光ドラムＩを過剰に傷つけることも無く、良好なクリーニングが行われた。よって、９万枚目に得られた画像は良好であった。
【００７８】
（比較例１）
実施例１との比較として、上記画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図４のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩを配置し、前記感光ドラムと前記マグネットロールＩＩＩとのギャップαが１．２〜１．３ｍｍとなるように設定した。１３００ガウスに着磁されているとは言え、このように感光ドラムＩとマグネットロールＩＩＩのギャップαが１．０ｍｍを超えると、感光ドラム上のキャリアを回収するのに充分な磁気的力はなくなり、前記注入帯電器や現像器から静電的に感光ドラムＩ上に貼り付いてやってきたキャリアのほとんどは回収されず、そのままクリーニングブレードＩＩに到達した。その結果約２万枚で該クリーニングブレードＩＩのエッジに欠けが生じ、画像上クリーニング不良が発生し、ＮＧとなった。
【００７９】
（比較例２）
実施例２との比較として、上記画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図５のように着磁された１３００ガウスのマグネットローラＩＩＩに非磁性体であるアルミニウムを被覆ＶしたスリーブＶＩを配置し、前記感光ドラムと前記スリーブＶＩとのギャップαが４０μｍとなるように設定した。スリーブＶＩと感光ドラムのギャップが相当短いので、感光ドラム上に静電的に貼りついたキャリアを回収するのに充分な磁力は存在するが、５０μｍ以下というギャップではキャリアの粒径が約１０〜５０μｍであることを考えると、該キャリア層がギリギリ感光ドラムとスリーブＶＩのギャップを通過できるかどうかといったところである。その結果、スリーブＶＩに回収されたキャリアコート層はその厚みを増し、前記感光ドラムＩとスリーブＶＩのギャップをうまく通過できなくなってしまい、感光ドラムＩとスリーブＶＩの間にキャリアが挟まり始め、感光ドラムＩは挟まったキャリアによって過剰に傷つけられ、約１．５万枚目で画像不良が発生した。
【００８０】
（比較例３）
実施例１との比較として、上記画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図４のように着磁された１３００ガウスのマグネットロールＩＩＩを配置し、前記感光ドラムと前記マグネットロールＩＩＩとのギャップαが１．５〜１．６ｍｍとなるように設定した。１３００ガウスに着磁されているとは言え、このように感光ドラムＩとマグネットロールＩＩＩのギャップαが１．０ｍｍを超えると、感光ドラム上のキャリアを回収するのに充分な磁気的力はなくなり、前記注入帯電器や現像器から静電的に感光ドラムＩ上に貼り付いてやってきたキャリアのほとんどは回収されず、そのままクリーニングブレードＩＩに到達した。その結果約１．８万枚で該クリーニングブレードＩＩのエッジに欠けが生じ、画像上クリーニング不良が発生し、ＮＧとなった。
【００８１】
（比較例４）
実施例２との比較として、上記画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、図５のように着磁された１３００ガウスのマグネットローラＩＩＩに非磁性体であるアルミニウムを被覆ＶしたスリーブＶＩを配置し、前記感光ドラムと前記スリーブＶＩとのギャップαが０〜１００μｍとなるように設定した。スリーブＶＩと感光ドラムのギャップが相当短いので、感光ドラム上に静電的に貼りついたキャリアを回収するのに充分な磁力は存在するが、１００μｍ以下というギャップではキャリアの粒径が約１０〜５０μｍであることを考えると、該キャリア層がギリギリ感光ドラムとスリーブＶＩのギャップを通過できるかどうかといったところである。その結果、スリーブＶＩに回収されたキャリアコート層はその厚みを増し、前記感光ドラムＩとスリーブＶＩのギャップをうまく通過できなくなってしまい、感光ドラムＩとスリーブＶＩの間にキャリアが挟まり始め、感光ドラムＩは挟まったキャリアによって過剰に傷つけられ、約０．８万枚目で画像不良が発生した。
【００８２】
【表１】
2004037895.tif 000003
【００８３】
（実施例６）
上記記載の画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキヤリア回収部材として、図６のようにアルミニウムの導電性パイプＸに導電性の毛体ＶＩＩが布地と共に植設された構成のものを用いて、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で５万枚コピーの実写テストを行い、５万枚目に得られた画像を目視により評価した。毛体ＶＩＩはアクリル系であり、太さが６．２デニール，長さが布地を含んで５ｍｍ，植毛の密度が１平方インチ当たり５００００本であり、布地に直接植毛され、該布地を前記導電性パイプＸに接合する構成となっている。
【００８４】
この毛体ＶＩＩは感光ドラムＩの回転方向ａに於いて、前記クリーニングブレードＩＩの上流側で且つ感光ドラムＩに対して侵入量約１ｍｍで圧接する位置に設置されており、その圧接部に於いて矢印方向ａに回転する感光ドラムＩとは逆行する方向である矢印方向ｃに回転し、前記感光ドラムＩの表面上に残留したキャリアを主体的に摺擦除去するよう構成されている。
【００８５】
また、前記毛体ＶＩＩを介して感光ドラムＩの略反対側には、前記毛体ＶＩＩに取り込まれたキャリアを回収するマグネットローラＩＩＩが設けられている。この回収マグネットローラＩＩＩは毛体ＶＩＩと感光ドラムＩとの圧接部から該毛体ＶＩＩの回転方向下流側へ隔たった位置に設置されると其に、前記毛体ＶＩＩに圧接して設置されている。この圧接状態は回収マグネットローラＩＩＩと毛体ＶＩＩとが相互の半径方向の重複量で１〜２ｍｍ食い込んだ状態である。この回収マグネットローラＩＩＩは毛体との圧接部に於いて、前記矢印方向ｃに回転する毛体ＶＩＩとは逆行する方向ｂに回転するよう構成されている。
【００８６】
従って、前記電荷注入帯電器や前記現像器から静電的に感光ドラムＩに付着して、クリーナ内にやってきたキャリアのほとんどは毛体ＶＩＩに掻き落とされて、且つ毛体ブラシＶＩＩ中に取り込まれることによって回収される。また、そのままでは再びキャリアを取り込んだ毛体ＶＩＩが回転して、感光ドラムＩに接触する際に該感光ドラムを傷つける可能性があるので、毛体ＶＩＩが取り込んだキャリアを毛体から回収する部材として、マグネットローラＩＩＩを配置している。従って、毛体ＶＩＩに取り込まれたキャリアが感光ドラムを傷つけることは無く、且つクリーニングブレードＩＩにはほとんどキャリアは到達しないので、５万枚目までクリーニングブレードＩＩの欠けが発生したり、キャリアがブレードニップ部に挟まって感光ドラムを過剰に傷つけることも無く、良好なクリーニングが行われた。よって、５万枚目に得られた画像は良好であった。
【００８７】
（比較例５）
実施例６との比較として、上記画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材を設置しないで、画像形成を行ったところ、前記注入帯電器や現像器から静電的に像担持体上に貼り付いてやってきたキャリアは全く事前に回収されず、そのままクリーニングブレードに到達した。その結果、約１万枚で該クリーニングブレードのエッジに欠けが生じ、画像上クリーニング不良が発生し、ＮＧとなった。
【００８８】
（比較例６）
実施例６との比較として、上記画像形成装置において、上記クリーニング装置の上流側でクリーニング容器内にキャリア回収部材として、実施例３と同様に図６のようにアルミニウムの導電性パイプＸに導電性の毛体ＶＩＩが布地と共に植設された構成のものを有するものを用いるが、毛体ＶＩＩに取り込まれたキャリアを回収する機構を配置せず、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で５万杖コピーの実写テストを行い、５万枚目に得られた画像を目視により評価した。
【００８９】
その結果、一度は前記注入帯電器や現像器から静電的に感光ドラムＩ上に貼り付いてやってきたキャリアは毛体ＶＩＩに回収されるが、回収されたキャリアは毛体ＶＩＩから除去されることは無いので、毛体表面にどんどん蓄積し、このキャリアの蓄積した毛体が再び感光ドラムに接触する際に該感光ドラムに傷をつけてしまった。従って、約３万枚目の出力で感光ドラムの傷による画像不良が発生した。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電圧を印加した接触帯電部材を前記像担持体に当接させて該像担持体を帯電する帯電手段とを有する画像形成装置において、クリーニング手段の上流にキャリアを回収するキャリア回収部材を配置して構成したので、長期にわたって、良好な像担持体クリーニングが維持され、トナーのすり抜けや像担持体の傷が起因の画像不良を起こすことがなくなった。その結果、画像形成装置の信頼性を大きく向上させるとともに、かつ画像形成装置のプロダクテビィティーが画期的に飛躍しても対応可能なクリーニング装置を有している電子写真装置を提供することが可能となった。
【００９１】
本発明によれば、像担持体のクリーニング手段の上流にキャリアを回収する部材としてマグネットローラを用い、且つ前記像担持体と前記マグネットロールとのギャップが５０μｍ以上１ｍｍ以下になるように構成したので、上流側の注入帯電や現像プロセスで流出したキャリアをクリーニング部材に到達する前に除去することが可能となった。
【００９２】
本発明によれば、像担持体のクリーニング手段の上流にキャリアを回収する部材として、マグネットローラに非磁性体からなるスリーブを被覆して構成したものを配置したので、上流側の注入帯電や現像プロセスで流出したキャリアをクリーニング部材に到達する前に除去することが可能となった。
【００９３】
本発明によれば、像担持体のクリーニング手段の上流にキャリアを回収する部材として、毛体を備えた回転体を配置して構成したので、上流側の注入帯電や現像プロセスで流出したキャリアをクリーニング部材に到達する前に除去することが可能となった。
【００９４】
本発明によれば、毛体に除去されたキャリアを該毛体から回収する部材を有する構成としたので、毛体に蓄積したキャリアを該毛体から回収することにより、毛体表面にどんどん蓄積し、該キャリアの蓄積した毛体が再び像担持体に接触する際に該像担持体に傷をつけてしまう弊害を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】帯電装置として用いた磁気ブラシ帯電装置の拡大横断面模型図である。
【図３】帯電器を抵抗ＲとコンデンサーＣの回路とみなした等価回路である。
【図４】キャリア回収部材として用いたマグネットローラの概略図である。
【図５】キャリア回収部材として用いたスリーブの概略図である。
【図６】キャリア回収部材として用いた毛体の回転体と毛体からのキャリア回収部材との概略図である。
【符号の説明】
Ｉ　感光ドラム
ＩＩ　クリーニングブレード
ＩＩＩ　請求項２，３，４に記載のマグネットローラ
ＩＶ　掻き取りスクレーバ
Ｖ　アルミニウム被覆部
ＶＩ　スリーブ
ＶＩＩ　毛体
Ｘ　導電性パイ
【図１】
2004037895.tif 000004
【図２】
2004037895.tif 000005
【図３】
2004037895.tif 000006
【図４】
2004037895.tif 000007
【図５】
2004037895.tif 000008
【図６】
2004037895.tif 000009