(57)【要約】【課題】  像担持体に付着した小粒径キャリアをクリーニング前に効率よく除去することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、クリーニングブレードとクリーニングブレードの上流側に隣接する位置にあって像担持体と逆方向に回動するクリーニングブラシを有するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数が、像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比の所定値以下である。【選択図】        図６
2005084059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、クリーニングブレードとクリーニングブレードの上流側に隣接する位置にあって像担持体と逆方向に回動するクリーニングブラシを有するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数が、像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比の所定値以下である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、次式
Ｎ≦３５×ｅ−０．０２７Ｒ×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜
Ｎ：画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数（個／インチ２）
｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜：像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比
Ｒ：キャリア平均粒径（μｍ）
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、または、それらの複合機などの電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置では高画質化のために小粒径キャリアが用いられている。この小粒径キャリアは従来の粒径のキャリアに比べ、画像形成工程の現像部で像担持体上に付着しやすいという問題がある。像担持体上にキャリアが付着するとクリーニング部のブレードにキャリアが運ばれ、ブレードのエッジを傷つけてしまいブレード寿命の低下を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来この問題に対処する技術は多数存在する。大きくわけると一つは「キャリア付着自体を減少させる技術」、もう一つは「付着したキャリアをクリーニング前に除去する技術」の２系統の技術が存在する。殊に前者の技術は多数存在するが、小粒径キャリアを用いた場合、キャリア付着を完全になくすことはできない。
本発明は、像担持体上へのキャリア付着によるクリーニングブレード寿命の低下という課題を解決するためになされたもので、像担持体に付着した小粒径キャリアをクリーニング前に効率よく除去することが可能な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】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、クリーニングブレードとクリーニングブレードの上流側に隣接する位置にあって像担持体と逆方向に回動するクリーニングブラシを有するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数が、像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比の所定値以下である画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、次式
Ｎ≦３５×ｅ−０．０２７Ｒ×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜
Ｎ：画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数（個／インチ２）
｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜：像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比
Ｒ：キャリア平均粒径（μｍ）
を満たす画像形成装置を主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、像担持体上へのキャリア付着によるクリーニングブレード寿命の低下という課題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。まず本発明の原理を説明する。本発明の原理は実験から導き出された。
図１はキャリア平均粒径６５μｍのときに｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜（｜Ｖｂ｜はクリーニングブラシ回転速度（ブラシ先端の線速）、｜Ｖｐ｜は像担持体の線速）の水準とキャリア付着個数の水準を振って画像形成装置（リコー製、商品名ｉｐｓｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ８０００）にて１００００枚まで通紙したときのクリーニング不良発生の有無を調査したものである。これによると、図中破線より上の領域ではクリーニング不良が発生し、下の領域では発生しなかった。クリーニング不良発生の境界線を近似的に表すと以下のようになる。
Ｎ＝Ａ６５×（｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜）（Ａ６５は定数）
つまりクリーニング不良の発生しない条件は、
Ｎ≦Ａ６５×（｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜）（Ａ６５は定数）
となる。
同様にキャリア平均粒径２０μｍのときのデータを図２に示す。このときの条件つまりクリーニング不良の発生しない条件は、
Ｎ≦Ａ２０×（｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜）（Ａ２０は定数）
となる。同様に、キャリア平均粒径が３５、５０、８０μｍのときのデータ（図省略）から境界線の傾きＡを読み取ることができる。
ここで縦軸に定数Ａ、横軸にキャリア平均粒径Ｒをとったものを図３に示す。このプロットを指数関数近似した曲線は次式で表される。
Ａ＝３５×ｅ−０．０２７×Ｒ
ここでＮ≦Ａ×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜より
Ｎ≦３５×ｅ−０．０２７×Ｒ×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜・・・・・（Ｐ）
となる。この式（Ｐ）を満たすように、画像形成装置の仕様を設定することによりクリーニング不良をなくすことができる。
【０００７】
本発明が適用される画像形成装置の構成を説明する。図４に示すように本画像形成装置は、転写紙Ｐの搬送経路上流側にレジストローラ対１があり、その下流側に像担持体２があり、さらにその下流側に定着ローラ対３がある。像担持体の周囲には、帯電装置４、書込み装置５、現像装置６、転写装置７、クリーニング装置８が配置されている。
これらの構成によって次のように画像形成を行う。画像形成時に像担持体２は図中矢印の方向（時計周り方向）に回転する。まず帯電装置４により像担持体２表面を一様な電位に帯電させる。続いて書込み装置５により像担持体２上に露光を行って潜像を形成し、続く現像装置６により潜像にトナーを現像する。
現像されたトナーは、転写部で転写装置７により転写紙Ｐ上に転写され、定着ローラ対３に搬送され転写紙Ｐ上に定着される。また、転写後の像担持体２上の転写残トナーはクリーニング装置８によって回収される。この動作を連続的に繰り返し行うことにより画像形成がなされる。
【０００８】
次に現像装置６の構成について図５を用いて説明する。６１は現像ケース、６２は現像剤担持体、６３、６４は搬送スクリュ、６５は現像剤、６６は現像剤６５の汲上量規制部材である。現像ケース６１内にある現像剤６５はトナーとキャリアから構成されており、搬送スクリュ６３、６４によって現像ケース６１内を循環している。
そして複数の磁石が所定の位置に固定された内部構造を持つ現像剤担持体６２の回転によって現像剤６５は持ち上げられ、汲上量規制部材６６によって規制された量の現像剤６５が現像ニップ部に供給される。現像剤担持体６２表面の線速は像担持体２表面よりも速い線速になっており、現像領域では現像剤担持体６２上のキャリアは磁気ブラシを形成し、像担持体２上の潜像に対して磁気ブラシが追い越していく。現像剤担持体６２には交流電界が印加されており、現像領域でその電界により磁気ブラシ中のトナーが像担持体２上に現像される。
この現像時に現像剤６５中のキャリアも像担持体２上に付着する。現像剤６５中のキャリアの中には組成のバラツキで狙いの磁化が出ていないキャリアが少数存在する。そういったキャリアは現像剤担持体６２と像担持体２との間の現像領域で現像剤担持体６２中の磁石の磁力にトラップされずに像担持体２上に付着してしまう。現像部で付着したキャリアはその後の転写工程を経て、その一部が像担持体２上に付着したままクリーニング部へ向う。
【０００９】
次にクリーニング装置８の詳細を図６に示す。クリーニング装置８は、クリーニングブレード８１、その像担持体回転方向上流側に隣接するクリーニングブラシ８２、さらにその上流側の廃現像剤案内板８３、廃現像剤搬送手段８４を備えている。クリーニングブレード８１によって像担持体２上に保持されてきた現像剤（トナー及びキャリア）を堰き止め、クリーニングブラシ８２によって堰き止められた現像剤を像担持体２から剥ぎ取る。廃現像剤は廃現像剤搬送手段８４の回転によって図示しない廃現像剤タンクへと回収される。
本発明は、このブラシ回転速度（ブラシ先端の線速｜Ｖｂ｜）とブラシ密度Ｍに特徴があり、キャリア付着個数Ｎと像担持体２の線速｜Ｖｐ｜との間で上述の式（Ｐ）の関係を満たすように画像形成装置を設計すればよい。
式（Ｐ）の関係から、現像装置６から像担持体２上に平均で３個／インチ２だけキャリア付着し、キャリア平均粒径が３５μｍ、像担持体２の周速が１８５ｍｍ／ｓｅｃである場合、ブラシ先端の周速Ｖｂは２０．４ｍｍ／ｓｅｃ以上とすればよい（例１）。
また式（Ｐ）の関係から、現像装置６から像担持体２上に平均で７個／インチ２だけキャリア付着し、キャリア平均粒径が６５μｍ、像担持体２の周速が１２５ｍｍ／ｓｅｃである場合、ブラシ先端の周速Ｖｂは７２．３ｍｍ／ｓｅｃ以上とすればよい（例２）。
【００１０】
ここで像担持体２上のキャリア付着個数の測定の仕方を説明する。まず透明なテープを像担持２上に貼りよく密着させる。その後テープを静かに像担持体２から剥してきれいな白紙の上に貼り付ける。それを約３０倍くらいのルーペで観察しながら面積当りのキャリア付着個数を出す。
本発明でいうキャリア付着個数はブラシ直前のキャリア付着個数をいっており、キャリア付着部は画像部が転写工程より下流でクリーニング部より上流にある部分ならばどこでも構わない。また、像担持体２へのキャリア付着は画像形成装置の部品精度や現像・帯電電位等、様々な要因からある程度の面積単位では一定の個数になるが、局所的にはバラツキが大きい。そのためキャリア付着個数をカウントする際は少なくともＡ４紙サイズ分の面積をカウントする必要がある。
近年の画像形成装置は小型化されてきており、４連タンデム方式の感光体ドラムなどはφ１５〜４０程度である。そのため転写工程とクリーニング部の間隔が狭いので、１回のテープ転写ではＡ４分の面積を取ることができない。そういう場合は複数回テープ転写を行い、積算でＡ４紙サイズ分の面積をカウントすればよい。
また、画像形成装置の構成によっては、クリーニング装置を有する転写ベルト（中間転写ベルトを含む）を備える場合もある。この画像形成装置では動作時に、像担持体上に付着したキャリアが転写工程後、転写ベルトに付着しそれらのクリーニング部でキャリアが回収されるために、クリーニング部のブレード寿命の低下という問題をも誘発する。
本発明は現像装置からの像担持体への１次キャリア付着だけではなく、このような転写工程後の転写ベルトとへの２次キャリア付着をするクリーニング部にも同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜と画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数Ｎの関係（その１）を示す図。
【図２】像担持体周速とクリーングブラシ先端の周速の比｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜と画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数Ｎの関係（その２）を示す図。
【図３】キャリア平均粒径Ｒと定数Ａの関係を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部構成図。
【図５】図４に示す現像装置の構成図。
【図６】図４に示すクリーニング装置の構成図。
【符号の説明】
【００１２】
２  像担持体
８  クリーニング装置
８１  クリーニングブレード
８２  クリーニングブラシ
【図１】
2005084059.tif 000003
【図２】
2005084059.tif 000004
【図３】
2005084059.tif 000005
【図４】
2005084059.tif 000006
【図５】
2005084059.tif 000007
【図６】
2005084059.tif 000008