(57)【要約】【課題】像担持体に当接しクリーニングを行うクリーニング部材及びＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて一次帯電を行う接触帯電装置を有する電子写真装置において、クリーニング部材に作用する摩擦力を軽減すると共にドラム上へのトナー融着を防止する。【解決手段】感光体とこれに当接するクリーニングブレードとこのクリーニングブレードの感光体移動方向で下流側に設けられた、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて一次帯電を行う接触帯電ローラとを有する画像形成装置において感光体とクリーニングブレードとの間の当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤を塗布する。【選択図】　　　　図１
2004101551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体上に感光層を積層してなる感光体に、導電性ゴムローラを接触させてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて一次帯電を行う接触帯電ローラとを有する電子写真装置において、感光体上の転写工程後の残り現像剤をクリーニングする手段として弾性ゴムブレードを用い、少なくともそのブレードの感光体当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤を塗布し、ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚが転写工程後の残り現像剤の平均粒径の１／２以下であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記潤滑剤はフッ化黒鉛粒子を有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記潤滑剤はフッ素樹脂粒子を有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記樹脂バインダーはナイロン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項５】
前記樹脂バインダーはテフロン（登録商標）系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項６】
前記潤滑剤は前記クリーニング部材に塗布されており、前記潤滑剤を前記クリーニング部材に塗布するにあたって、潤滑剤を樹脂バインダーと有機溶剤に分散させて塗布することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項７】
前記クリーニング部材はウレタンゴム製のクリーニングブレードを有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項８】
現像剤の平均粒径が４μｍから９μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項９】
クリーニングブレードの感光体に対する当接圧が１５ｇｆ／ｃｍから６０ｇｆ／ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項１０】
クリーニングブレードで感光体上より除去した現像剤を感光体長手方向へ送り出す機構を有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真装置においては、帯電装置としてコロナ帯電器が使用されている。しかしながら、コロナ帯電器は高電圧を必要とするうえコロナワイヤの清掃手段を必要とする等の問題点が生じていた。これに対し、近年、導電ローラ、ブレード等を用いた接触帯電方式が実用化されている。これは、低圧プロセスで大きな電源を必要としないうえ、清掃手段を格別必要としない等のメリットが実証されている。
【０００３】
この接触帯電方式は、導電性の帯電部材を被帯電体に当接させ電圧を印加することによって帯電部材と被帯電体との間のギャップで放電を行わせ必要とされる帯電電位を被帯電体上に得るものである。そしてこの帯電電位に相当する直流電圧に交流電圧を重畳したものを印加することによって帯電の均一化を行うことができる。詳しくは、特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるように直流電圧を帯電部材に印加した時の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する交番電界を帯電部材と被帯電体との間に形成することで、被帯電体の帯電を均一にすることができる。
【０００４】
次に従来のクリーニング装置について説明する。
【０００５】
従来、電子写真装置のクリーニング手段としては、クリーニングローラを像担持体である感光体に当接し固定もしくは回転させることによって、またはクリーニングブレードを当接させることによって、転写されなかった残留トナーをかきとり、感光体から残留トナーを除去することが一般的である。特に、プロセスカートリッジ式の構成をとる電子写真装置では構成が簡単、コストが安い等の利点からウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体の移動方向に対し、カウンター方向に加圧当接させることが多い。
【０００６】
しかしながら、クリーニングブレードを用いた場合、ブレードと感光体が摺動する際に摩擦力が大きくなるとブレードが裏がえってしまう、所謂ブレードめくれが発生する。
【０００７】
トナーがブレードエッジに存在している状態ではトナーが潤滑剤の役割をするためにめくれが発生することは少ないが、本体、あるいはプロセスカートリッジの使用初期ではトナーがエッジにないためブレードめくれの発生頻度が高くなる。
【０００８】
このため従来では、使用初期状態に、クリーニングブレードのエッジに粉体を塗布することによって初期の感光体とブレードの摩擦を軽減する手法がとられてきた。
【０００９】
この粉体としては、毒性が無く、めくれ防止に有効な粒径であり、また、塗布の際に溶剤に分散しやすく耐溶剤性に優れている等の特徴を有している必要がある。そのため、−（ＣＨ２ＣＦ２）ｎ−で表されるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の粉体（商品名カイナー、ホラフロン等）や、−（ＣＦ）ｎ−で表されるフッ化カーボン粒子（セントラル硝子株式会社製、商品名セフボンＣＭＡ）が主に用いられる。
【００１０】
ＰＶＤＦは粒子径が約０．１〜０．２μｍであるが凝集による２次粒子径は２０〜５０μｍである。そして溶剤としてエチルアルコールを用いた場合も分散性、塗布性が良く、エチルアルコールに溶解しないことからクリーニングブレード塗布材として広く用いられてきた。
【００１１】
また、セフボンＣＭＡは平均粒子径約２μｍであり、凝集性が小さく、接触帯電装置の表面保護層として用いられるナイロン樹脂に付着しにくいという特徴を有している。また、実際に付着しても帯電部材と感光体との摺擦によってすぐにとれてしまうという特徴を有している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら導電性ゴムローラにＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて一次帯電を行うと感光体へのダメージが増加し表面がより粗れるといった現象が起こる、また、ＡＣ電圧を重畳することでクリーニングブレードと感光体ドラムが振動することによりクリーニングブレードと感光体の間を通過するクリーニングブレードをすり抜けたトナーが感光体へ融着しやすくなるといった問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、ブレードめくれを抑制し、トナーの感光体への融着を抑制できる電子写真装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、移動可能な像担持体と、この像担持体に当接し像担持体に残留するトナーを除去するクリーニング部材と、上記像担持体の移動方向で上記クリーニング部材の下流側に設けられた上記像担持体に接触する帯電手段と、を有し、上記像担持体と上記クリーニング部材との当接部は潤滑剤が塗布されている構成とするプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述目的を達成する本発明は、導電性基体上に感光層を積層してなる感光体に、導電性ゴムローラを接触させてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて一次帯電を行う接触帯電ローラとを有する電子写真装置において、感光体上の転写工程後の残り現像剤をクリーニングする手段として弾性ゴムブレードを用い、少なくともそのブレードの感光体当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤を塗布し、ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚが転写工程後の残り現像剤の平均粒径の１／２以下であることを特徴とする電子写真装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて説明を行う。
【００１７】
図１は本発明を適用した電子写真方式の画像形成装置（例えばプリンタ、複写機等）の概略図であり、まずこの装置について説明する。
【００１８】
３は矢印方向に移動する像担持体としての感光体ドラムである。この感光体ドラム３は、帯電手段である接触帯電ローラ２によって電子写真感光体３ａ表面が帯電される。表面に電荷を付与された感光体３ａは画像情報光４（例えば、複写機の場合には原稿からの反射光、プリンタの場合にはコンピュータ等のホストからの信号に応じたレーザ光等）により露光され静電潜像が形成される。そしてこの潜像は現像器５の有する現像スリーブ５ａによって現像が行われ、トナーにより顕像化される。感光体３ａ上に形成されたトナー像は転写手段である転写ローラ６により記録材Ｓに転写される。そして記録材Ｓに転写された未定着トナー像は、定着器７（７ａは加熱ローラ、７ｂは加圧ローラ）により加熱定着されて記録材Ｓに画像が形成される。尚、転写されずに感光体３ａ表面に残留したトナーは、感光体３ａ表面に当接したクリーニング部材であるクリーニングブレード１によって除去され、次の画像形成の準備が行われる。ここでブレード１はその先端が矩形であって、根元側（ホルダー１ｂ側）が先端よりも厚みを増している。
【００１９】
なお、３０は記録材を収納するカセットであって、画像形成装置本体に着脱可能である。また３１は送り出しローラで、カセット３０内の記録材を送り出す。さらに３２はレジストローラで、カセット３０から送り出された記録材を感光体３ａに形成された像と同期をとって搬送する。また３３ａ，ｂ，ｃ，ｄはガイドであって、記録材を所定方向へ案内する。さらに３４は排出口ローラであって、トレイ３５上へ記録済みの記録材を排出する。
【００２０】
ここで帯電ローラ２についてさらに詳細に説明する。
【００２１】
帯電ローラは図３に示されるように、６ｍｍ径の芯金２１を中心としてその上に３層の機能層を持った構成になっており１４ｍｍ径である。
【００２２】
各層の説明をすると、第１層２２はブタジエンゴムに導電性カーボンを分散することによって導電化したものである。この層は感光体と帯電ローラが均一なニップを持つために柔らかさを持たせる役割を持つ。具体的にはａｓｋｅｒＣ硬度計に１ｋｇの加重をした状態で芯金上に３ｍｍ厚のゴムを被覆したゴムロールの硬度を測定したところ５５°であった。
【００２３】
次に、第２層２３は抵抗層であり、厚さ２００μｍでウレタンゴムに導電カーボンを分散させて抵抗値制御したものであり、この層までの抵抗値は、第２層に１ｃｍ幅の金属テープを巻き、このテープと芯金との間で測定した実抵抗値で１０５Ω台である。
【００２４】
第３層２４はコーティング層で厚さ約５μｍのナイロン樹脂である。この層は、内側層のゴム、ウレタン層からの可塑剤のしみ出し（ブリード）を防止するために設けられたものである。しかし、ナイロン樹脂単体では低温低湿環境で抵抗値が上昇し、帯電不良を起こすため、導電性のフィラーを分散する。尚、この表面層の体積抵抗値は通常１０７〜１０９Ωｃｍである。
【００２５】
これによって−５６０Ｖの均一な帯電を受けた感光体３ａは、次に画像信号に従って強度変調を受けた半導体レーザによって露光４を受ける。露光を受けた部分は除電されその部分の電位は約−１００Ｖになる。このようにして形成された潜像は、次の現像器５によって可視化される。現像器５は磁性一成分ネガトナーによる反転現像であり、現像方式にはジャンピング現像法を用いた。ここで現像スリーブ５ａ周面と前記感光体３ａの周面との間には、約２００μ〜８００μ程度の間隙が設けられている。
【００２６】
現像器５で感光体３ａ上の電位の低い部分に現像されたトナー像は、１．５ＫＶの高圧を印加された転写ローラ６によって記録材Ｓ上に転写される。
【００２７】
記録材Ｓ上に転写されたトナー像は定着ローラ７によって熱加圧定着され、機外へ排出され、１サイクルの画像形成が完了する。
【００２８】
一方、上述した様に感光体３ａ上で記録材Ｓに転写されなかったトナーは下流のクリーニング部材１によって感光体３ａから掻き取られて、クリーニング容器１ａ内に回収される。なお、１ｂはブレードホルダーであって、クリーニング部材としてのブレードを保持する。また１ｃはスクリューであって、回収したトナーを貯蔵部（図示せず）へ搬送する。
【００２９】
ここでクリーニング装置Ｃについてさらに詳細に説明する。
【００３０】
ここで用いたクリーニングブレードの設定は、図４に示すように感光体３ａに対する当接角が２４°で、感光体３ａに対する侵入量は０．７ｍｍであり、この時のブレードの線圧は３５ｇ／ｃｍになっている。
【００３１】
このような設定を取ることにより、クリーニング不良、ブレードめくれが発生することを防ぐことが可能になっている。
【００３２】
しかしながら、通紙中はトナーがクリーニングブレード１のエッジ部に介在し、潤滑剤の役割を果たすためブレードめくれが発生することは少ない。しかしながらトナーが介在しない使用初期においては、ブレード１と感光体３ａとの摩擦係数が大きいため、ブレードめくれが発生する確率が高くなる。
【００３３】
そこで本実施例では、感光体３ａとクリーニング部材（クリーニングブレード）１との当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤９を塗布している。樹脂バインダーとしてはナイロン系樹脂やフッ素系樹脂があり、潤滑剤としては、−（ＣＦ）ｎ−で表されるフッ化カーボン粒子（セントラル硝子株式会社製、商品名セフボンＣＭＡ）、フッ素系樹脂微粒子等がある。
【００３４】
このように耐久性のある樹脂バインダーに分散された潤滑剤を用いることにより感光体の寿命までクリーニングブレードのめくれを防止することができ、また、画像形成を繰り返すことにより感光ドラム表面の表面粗さが大きくなっても感光ドラム上へのトナーの融着を抑制する効果がある。
【００３５】
（実施例１）
アルコール可溶性共重合ナイロンにエタノールを加え溶液状とした後、潤滑剤としてフッ化カーボンを加えこれを分散処理したものをウレタンゴムブレードに塗布し、クリーニングブレードを作成した。ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚは３．０μｍであった。このクリーニングブレードを電子写真装置に組み込み、平均粒径７μｍのトナーを用いて耐久試験を行った。したがって、ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．４３であった。耐久試験で用いた電子写真方式のプリンタはプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃであり、前述した図１に示されるような構成になっている。ここでは感光体３ａとして直径３０ｍｍのＯＰＣドラムを用いる。これに対して直径１４ｍｍの帯電ローラ２を総加圧９．８Ｎでバネで加圧して感光体３ａに接触させ、感光体３ａに対して従動回転させる。帯電ローラ２には目的とする感光体電位Ｖｄに相当する−７３０Ｖの直流電圧に、定電流制御された正弦波を重畳した高電圧を印加する。実際には定電流値を２０００μＡで制御したため、帯電ローラに発生する正弦波のピーク間電圧値は１８００Ｖになった。耐久は２０ｋを目標に行い、随時画像のチェックとトルクのチェックを行い、クリーニング不良、ブレードめくれ、潤滑剤はがれ、トナー融着について評価した。
【００３６】
（比較例１）
ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚを４．０μｍにした以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．５７であった。
【００３７】
（比較例２）
ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚを５．０μｍにした以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．７１であった。
【００３８】
（実施例２）
使用するトナーの平均粒径を９．０μｍとした以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．３３であった。
【００３９】
（実施例３）
使用するトナーの平均粒径を９．０μｍとした以外は比較例１と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．４４であった。
【００４０】
（比較例３）
使用するトナーの平均粒径を９．０μｍとした以外は比較例２と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．５６であった。
【００４１】
（実施例４）
使用するトナーの平均粒径を５．０μｍとし、ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚを２．０μｍとした以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．４０であった。
【００４２】
（比較例４）
使用するトナーの平均粒径を５．０μｍとした以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．６０であった。
【００４３】
（比較例５）
使用するトナーの平均粒径を５．０μｍとした以外は比較例２と同じクリーニングブレードを作成した。このときのブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚとトナーの平均粒径の比は０．８０であった。
【００４４】
（実施例５）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。
【００４５】
（比較例６）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は比較例１と同じクリーニングブレードを作成した。
【００４６】
（比較例７）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は比較例２と同じクリーニングブレードを作成した。
【００４７】
（実施例６）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は実施例２と同じクリーニングブレードを作成した。
【００４８】
（実施例７）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は実施例３と同じクリーニングブレードを作成した。
【００４９】
（比較例８）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は比較例３と同じクリーニングブレードを作成した。
【００５０】
（実施例８）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は実施例４と同じクリーニングブレードを作成した。
【００５１】
（比較例９）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は比較例４と同じクリーニングブレードを作成した。
【００５２】
（比較例１０）
樹脂バインダーとしてフッ素系樹脂、潤滑剤としてフッ素系樹脂微粒子を用いたこと以外は比較例５と同じクリーニングブレードを作成した。
【００５３】
（比較例１１）
樹脂バインダーも潤滑剤も塗布しないウレタンゴムブレードのみを使用した以外は実施例１と同じとした。
【００５４】
（比較例１２）
樹脂バインダーを使用せず有機溶剤にフッ化カーボンを分散させた溶液を塗布し乾燥したこと以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。
【００５５】
（比較例１３）
樹脂バインダーを使用せず有機溶剤にフッ素系樹脂微粒子を分散させた溶液を塗布し乾燥したこと以外は実施例１と同じクリーニングブレードを作成した。
【００５６】
これらサンプルの耐久試験の結果を表１にまとめる。
【００５７】
表１からもわかるが、まず比較例１１のようにウレタンゴムブレードだけではすぐにブレードめくれをおこしてしまい、耐久は不可能であった。次に比較例１２、１３でわかるように樹脂バインダーを使用しなかった場合、潤滑剤層の耐久性がないために耐久初期は良好な特性を示すが、耐久を進めるに従い特性不良をおこす。
【００５８】
ブレードの感光体当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤を塗布した場合、フッ素系樹脂微粒子を用いＲｚを５μｍにしたとき潤滑剤のはがれがおこったが、これはＲｚを５μｍに調整するために分散状態を不良気味にした弊害であったと考える。これ以外は耐久性に優れ潤滑剤のはがれは起こさなかった。しかし、ブレードの感光体当接部のＲｚがトナーの平均粒径の１／２以上となった場合、ブレードと感光体の隙間が広がりすり抜けるトナーの量が増加することにより、クリーニング不良やトナー融着をおこした。
【００５９】
以上説明した様に、導電性基体上に感光層を積層してなる感光体に、導電性ゴムローラを接触させてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて一次帯電を行う接触帯電ローラとを有する電子写真装置において、感光体上の転写工程後の残り現像剤をクリーニングする手段として弾性ゴムブレードを用い、少なくともそのブレードの感光体当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤を塗布し、ブレードの感光体当接部の表面粗さＲｚが転写工程後の残り現像剤の平均粒径の１／２以下であることを特徴とする電子写真装置を用いることによりブレードめくれの防止とトナーの融着の抑制ができる。
【００６０】
【表１】
2004101551.tif 000003
【００６１】
【発明の効果】
この様に本発明によれば、ブレードめくれを防止し、感光体ドラムへのトナーの融着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である画像形成装置を示す図である。
【図２】図１で示したクリーニング部材の詳細図である。
【図３】図１で示した帯電ローラの詳細図である。
【図４】図１のクリーニング部材の斜視図である。
【符号の説明】
１　クリーニングブレード
２　帯電ローラ
３　感光体ドラム
５　現像器
６　転写ローラ
７　定着器
９　樹脂バインダーに分散された潤滑剤
【図１】
2004101551.tif 000004
【図２】
2004101551.tif 000005
【図３】
2004101551.tif 000006
【図４】
2004101551.tif 000007