(57)【要約】【課題】感光体ドラム表面と接触する前に紙粉取りローラ表面から紙粉を除去して常に清浄な前記ローラ表面を接触させて感光体ドラム表面から効率的に紙粉を除去できる正帯電用電子写真プロセスユニットおよびこのプロセスユニットを用いた画像形成装置の提供。【解決手段】正帯電用感光体ドラムと、このドラムの外周面上に配置される現像装置と、軸芯上に弾性体表面材を被覆した紙粉取りローラとを備える正帯電用電子写真プロセスユニットにおいて、紙粉取りローラがドラムに対して現像装置と反対側の第一接触部で押圧し、このローラに対して第一接触部と反対側の第二接触部には、正バイアス電圧が印加され、ローラの回転速度に実用上の影響を及ぼさない範囲で、ローラの回転に対して向流となるように先端を向けて食い込ませた紙粉取り用導電性サバキ板を備える正帯電用電子写真プロセスユニットとする。【選択図】      図１
2005004086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正帯電用感光体ドラムと、このドラムの外周面上に配置される現像装置と、軸芯上に弾性体表面材を被覆した紙粉取りローラとをそれぞれ備える正帯電用電子写真プロセスユニットにおいて、前記紙粉取りローラが前記ドラムに対して前記現像装置と反対側の第一接触部で押圧し、このローラに対して第一接触部と反対側の第二接触部には、正バイアス電圧が印加され、前記ローラの回転速度に実用上の影響を及ぼさない範囲で前記ローラの回転に対して向流となるように先端を向けて食い込ませた紙粉取り用導電性サバキ板を備えることを特徴とする正帯電用電子写真プロセスユニット。
【請求項２】
紙粉取りローラの弾性体表面材がシリコーンゴム、ウレタン、ＥＰＤＭから選ばれるいずれかの発泡体（スポンジ）を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の正帯電用電子写真プロセスユニット。
【請求項３】
紙粉取り用導電性サバキ板の先端を、前記ローラに被覆される発泡体表面の発泡凹部の平均半径より深く、食い込ませることを特徴とする請求項２記載の正帯電用電子写真プロセスユニット。
【請求項４】
紙粉取り用導電性サバキ板がステンレススチール、リン青銅、銅ベリリウム合金から選ばれるいずれかの導電性材料を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の正帯電用電子写真プロセスユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の正帯電用電子写真プロセスユニットを備え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】
本発明は正帯電用電子写真プロセスによるプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置と、それらの装置に用いられる正帯電用電子写真プロセスユニット、詳しくは紙粉取り機能の改良された前記プロセスユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーと現像方式に関し、非磁性一成分接触現像方式であって、正帯電反転現像プロセスを含む電子写真プロセスにおいて、図３の従来の画像形成装置２００における主要部の模式的断面図に示すように、感光体ドラム１外周面上の近傍に配置される帯電（２１、２２）装置、露光装置２３、現像装置２４、転写装置２６、クリーニング装置（クリーナ）２７等の各電子写真プロセス装置と別途配置される被転写用紙２５の定着装置等により、順次前記各プロセスを実行させることにより繰り返し画像を形成し、出力する技術および装置は既によく知られている。
【０００３】
一方、前記電子写真プロセスにおいてクリーナレス方式と称し、転写後の感光体ドラム上の残トナーをクリーナにより機械的にかきとって除去するクリーニング方式と異なる、クリーナ２７を用いない方式がある。この方式は現像プロセスで、現像と前サイクルの残トナーの回収を同時に行ない、回収された残トナーを再度現像プロセスに使用する方式であり、原則的に廃トナーが出ない方式であるので、環境対策上も好ましいとされる。さらにクリーニング装置を省くことができるため、装置をコンパクトにすることも可能である。また、非磁性一成分現像剤を用いた接触現像方式では、磁性トナーを含まないので、カラー画像の現像に適し、二成分現像方式で良好な画像品質を保つために必要であった、現像剤中のトナーとキャリヤの混合比を一定にする手段等を省くことができる。非磁性一成分現像剤を用いた接触現像方式は、この面からもコンパクトな装置とすることができる等のため、小型のカラープリンターやファクシミリに最適とされている。
【０００４】
しかしながら、前記一成分現像方式では、一般に許容繰り返し使用枚数が少ないなどトナー寿命に問題があると言われ、改良が望まれている。他方、転写プロセスで使われた記録用紙から発生する紙粉は、その成分のひとつであるセルロースおよびタルクが、その摩擦帯電系列によって負帯電し易いので、正帯電されている感光体ドラム表面に引き付けられ易く、前記クリーナレス方式では残トナーと共に現像装置に回収されてしまう。また、この回収された紙粉は負帯電であるため紙粉に正帯電トナーが付着した状態となる。ところが、紙粉に正帯電トナーが付着した状態は固まり（全体）として逆帯電、弱帯電となりやすく、設計的に適正に正帯電化されたトナーにはなり難い。反転現像では、負帯電トナーは、感光体表面の静電潜像において、本来トナーが付着してはならない白紙部へ付着しやすくなる。または弱正帯電化されたトナーは現像ドラムまたは感光体表面への保持力が弱くなりやすい。この結果印字画像としては、白紙部上のトナー散り（黒点）欠陥となって現れ、保持力の弱い弱正帯電トナーは記録紙上に落下して汚染となり、画像不良となるという問題がある。このように紙粉による印字画像欠陥問題は前述のように紙粉が負帯電になり易いために、正帯電プロセスの場合に特に問題となる。
【０００５】
さらに、前記非磁性一成分接触現像のクリーナレス方式では、現像プロセスにおける残トナーの回収の際に、前記紙粉や樹脂粉体、着色材、帯電制御材、シリカ等が一体となって構成される正常な残トナーだけでなく、劣化トナー、すなわち正常なトナーの前記構成体が現像プロセス、転写プロセスの過程で相互にバラバラになり、もはや現像機能を有さなくなったトナー等も回収される。この劣化トナーの正常トナーに対する比率が増加すると、画像が次第に劣化するので問題である。
【０００６】
以上の問題等による前述の印字画像欠陥への影響を小さくするためには、従来、トナー消費が３分の２ほど進んだ段階で、すなわち、トナー回収により混入した紙粉による印字画像への影響が目立つようになる前の段階で、トナーユニットまたはトナーを含む現像ユニットを新しいものに取り替えてしまう方法が現実には行なわれていたが、この方法は根本的な解決策とは言えなかった。このことも前記従来の非磁性一成分接触現像のクリーナレス方式の画像形成装置において許容繰り返し使用枚数が少ない原因の一つであった。
【０００７】
また、下記特許文献１ではクリーナレス方式の電子写真プロセスにおいて、転写手段と帯電ローラとの間に絶縁性ブラシによる紙粉除去手段を設けて、摩擦帯電されたブラシにより静電気的および機械的、物理的に紙粉を除去することにより現像装置への紙粉の混入を防止する技術が既に公知となっている。
【０００８】
またさらに、下記特許文献２または特許文献３ではクリーナレス方式で正帯電反転現像プロセスを有する画像形成装置において、感光体の表面電位より絶対値で高電位を印加された導電性ブラシによって紙粉を電気的に捕捉することにより、または不織布シートを巻き付けた紙粉除去ローラによって紙粉を捕捉することにより、それぞれ前記トナー散り（黒点）欠陥を改善する発明の記載がある。感光体表面と紙粉取り部材とが接触部において速度差があると、擦れの作用により紙粉によるフィルミングが発生し易いので、速度差のない同方向回転（従動回転）による紙粉除去が好ましいとする技術の記載もある。これらの紙粉除去技術によっても、前記問題による欠陥への影響はある程度小さくできるようになった。
【０００９】
また、転写の後に感光体の表面に残留する正帯電トナーを電気的に制御する回転体と、この回転体に接触しこの回転体に付着している紙粉等を掻き取る掻き取り部材に関する発明が知られている（特許文献４参照）。この発明では同文献４中の図５および段落００８６から段落００９２にかけての記載に示すように、スポンジ等の発泡樹脂からなるローラを用いて感光体表面から紙粉などを吸着除去し、このローラに掻き取り部材を接触させてローラから紙粉を除去するとある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−５４７７１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４２７５５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１８１３０９号公報
【特許文献４】
特開平９−２５８６２９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の紙粉除去手段としての絶縁性または導電性のブラシは感光体ドラム表面から吸引した紙粉を吸引した後は、いずれもブラシに紙粉が付いた状態で感光体ドラム表面と摺擦するので、逆に紙粉がドラム表面に再付着したり、擦り付けられ蓄積してフィルミング状になって印字画像欠陥となるという新たな問題の発生が見られる。後者の不織布シートを巻き付けた紙粉除去ローラによって紙粉を捕捉する場合は、一旦捕捉した紙粉がローラの回転と共に再度感光体ドラム表面に接触しないように、接触前に紙粉をローラから確実に除去することが重要であるが、ローラからの紙粉除去手段としてブラシを使用しているので、やはりローラへの再付着が避けられず、除去効率が必ずしも良好でないという問題と、さらにドラムへの再付着、蓄積、フィルミング問題も充分に解決したとは言い難い。さらに後者のローラは絶縁性の材料なので、前記劣化トナーの回収を電気的に回収することが困難である。
【００１２】
本発明は、以上説明した問題点に鑑みてなされたものであり、感光体ドラム表面と接触する前に紙粉取りローラ表面から確実に紙粉を除去して常に清浄な前記ローラ表面を接触させて感光体ドラム表面から効率的に紙粉を除去し、残トナー中の劣化トナーをも除去できる正帯電用電子写真プロセスユニットおよびこのプロセスユニットを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明によれば、前記目的は、正帯電用感光体ドラムと、このドラムの外周面上に配置される現像装置と、軸芯上に弾性体表面材を被覆した紙粉取りローラとをそれぞれ備える正帯電用電子写真プロセスユニットにおいて、前記紙粉取りローラが前記ドラムに対して前記現像装置と反対側の第一接触部で押圧し、このローラに対して第一接触部と反対側の第二接触部には、正バイアス電圧が印加され、前記ローラの回転速度に実用上の影響を及ぼさない範囲で前記ローラの回転に対して向流となるように先端を向けて食い込ませた紙粉取り用導電性サバキ板を備える正帯電用電子写真プロセスユニットとすることにより、達成される。
【００１４】
請求項２記載の本発明によれば、紙粉取りローラの弾性体表面材がシリコーンゴム、ウレタン、ＥＰＤＭから選ばれるいずれかの発泡体（スポンジ）を主成分とする請求項１記載の正帯電用電子写真プロセスユニットとすることが好ましい。
【００１５】
請求項３記載の本発明によれば、紙粉取り用導電性サバキ板の先端を紙粉取りローラの回転方向に向けて前記ローラに被覆される発泡体表面の発泡凹部の平均半径より深く、食い込ませる請求項２記載の正帯電用電子写真プロセスユニットとすることが好適である。
【００１６】
請求項４記載の本発明によれば、紙粉取り用導電性サバキ板がステンレススチール、リン青銅、銅ベリリウム合金から選ばれるいずれかの導電性材料を主成分とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の正帯電用電子写真プロセスユニットとすることが望ましい。
【００１７】
請求項５記載の本発明によれば、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の正帯電用電子写真プロセスユニットを備える画像形成装置とすることにより、前記目的が達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる正帯電用電子写真プロセスユニットおよび画像形成装置に関し、図を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下、説明する実施例に限定されるものではない。図１は本発明にかかる正帯電用電子写真プロセスユニットの概略断面図、図２は本発明にかかる画像形成装置の模式的断面図、図４は本発明にかかる紙粉取り装置の要部拡大断面図である。
【００１９】
図１は本発明にかかる正帯電用電子写真プロセスユニットにかかる概略断面図であり、トナーと現像方式に関し、非磁性一成分接触現像方式であって、正帯電反転現像プロセスを含む電子写真プロセスユニット５０に関する。図２は、図１に示す本発明にかかる電子写真プロセスユニットを含む画像形成装置１００の模式的断面図であり、感光体ドラムを中心に、その周囲に各電子写真プロセス装置を模式的（感光体１が相対的に径大に描かれている）に並べた図である。
【００２０】
図１の概略断面図に示すプロセスユニット５０は、図２で示す画像形成装置１００を構成する一ユニット部品として同装置１００に搭載される。このプロセスユニット５０は、本発明にかかる電子写真プロセスにより画像形成するために必要とされる感光体ドラム１と、その外周面上に配置される帯電装置（２１、２２）、露光装置２３、現像装置１６、転写装置２６、紙粉取り装置１７、記録用紙搬送装置２５、定着装置（図示せず）等の各構成装置のうち、現像装置１６と紙粉取り装置１７と感光体ドラム１とを主要構成装置としてユニット化されたものである。ただし、帯電装置２１にかかる荷電ワイヤー１２、グリッド電極１３等がこのユニットに予め装備されていてもよい。前記現像装置１６には正帯電用トナーを収容するトナー収容部とこのトナーの凝集を防ぐために攪拌する攪拌器４およびトナーの供給ローラ３、現像ローラ２が含まれる。この現像ローラ２が前記感光体ドラム１と接触する。
【００２１】
このプロセスユニット５０の機能と構成とを以下図１を用いて概略説明する。このユニット５０は、正帯電用感光体ドラム１と、このドラム１との接触部（ニップ部）で同方向で周速比約１．７（現像ローラ２の周速が速い）で回転する現像ローラ２と、前記接触部と異なる接触部で、現像ローラ２と互いに摺擦しながら接触部で逆方向に回転する供給ローラ３と、この供給ローラ３に供給するトナーを収容するトナー収容部と、この収容部内にあってトナーの凝集を防止するために攪拌する攪拌器４および前記ドラム１に対して前記現像ローラ２と反対の側の第一接触部５３で押圧接触する紙粉取りローラ５と、このローラ５に対して前記ドラム１と反対側の第二接触部５４で押圧接触し、紙粉をローラ５から物理的にしごき取ることおよび電気的に吸着除去する機能を有する導電性サバキ板６を備える。
【００２２】
前記紙粉取りローラ５は軸芯５１に通常は絶縁性のスポンジ状の弾性体表面材５２をローラ状に被覆したものであるが、導電性のスポンジ材とすることにより、電気的な紙粉吸着性をもたせてもよい。前記導電性サバキ板６は固定板１４に一端が固定され、他端は自由端である導電性の薄板からなり、自由端側の先端でローラ５に押圧接触する。前記ローラの回転速度に実用上の影響を及ぼさない範囲で、前記自由端側先端を前記ローラの回転に対して向流となるように向けて食い込ませるようにする。
【００２３】
この時、サバキ板６先端と紙粉取りローラ５との接点において、サバキ板６と、ローラ５の中心から前記接点へ至る線とのなす角度を９０度より小さくするように押圧接触させることが紙粉取りの効率に関しては良好であるが、角度を９０度より小さくして接触させるほどローラ５の回転抵抗が大になるので、ドラムの回転との速度差が生じてドラム表面に摺擦によるトナーフィルミングを発生させ易くなり、または駆動モーターに過大な負荷を与える問題が生じる場合があるので、この点から前記角度を小さくすることに対する制限がある。また、前記先端の接触角度としてもサバキ板６先端の食い込みを深くしすぎると、ローラ５の回転抵抗が過大になり易い。この先端の食い込み深さはローラ５径およびローラ５に被覆されるスポンジ等のアスカーＣ硬度に依存するので、一義的には決められないが、直径５ｍｍのステンレススチールの軸棒を軸芯として、５〜１０ｍｍ厚のスポンジゴムで被覆してアスカーＣ硬度が２５度乃至７０度としたローラ５の場合は、０．１ｍｍ乃至１．００ｍｍが好ましい食い込み深さであった。
【００２４】
前記先端の接触角度を９０度より角度を大きくした場合、紙粉取りの効果は得られるが、接点におけるサバキ板先端とローラ５との摺擦がスムースに行われ難くなり、ローラ５表面の波打ちと前記先端の飛び跳ねが発生する傾向があるので、その場合は実用的に問題にならないように角度を決める必要がある。
【００２５】
本発明には、前記サバキ板６先端と紙粉取りローラ５との接点において、サバキ板６先端と、ローラ５の中心から前記接点へ至る線とのなす角度が１８０度より大の場合は、ローラの回転に対して向流接触にならないので、含まれない。
【００２６】
この固定サバキ板６は紙粉取りローラの軸方向長さとほぼ同じ軸方向長さを持ち、固定板１４の先端からサバキ板６の自由端の先端までの長さを１０ｍｍとした。サバキ板６の材質は、好ましくは、０．１ｍｍ厚のステンレススチールからなり、正のバイアス電圧が印加されることにより、電気的に負帯電の紙粉または劣化トナー等を吸着し除去する機能も有する。ここで電気的、機械的、物理的に吸着された紙粉は、蓄積していくと吸着力が重さに負け落下して、固定板１４の凹部に蓄積される。さらにまた、好ましくは、紙粉取りローラ５から紙粉をサバキやしごきにより除去する際に、紙粉が飛散してドラム１に再付着しないようにポリエステルフィルム等からなる飛散防止膜１５が設けられる。前記導電性サバキ板６の材質としては前記ステンレススチールの他にリン青銅や同ベリリウム合金などが選ばれる。
【００２７】
図１に示すプロセスユニット５０の外形となる枠体（ケーシング）は概略、次のような構成を持つ。大まかにはトナー収容部７と供給ローラ３と現像ローラ２等を含む現像装置１６の外形部と、感光体ドラム１と紙粉取りローラ５を含む紙粉取り装置１７、その他の外形部からなり、両者がそれぞれ露出するドラム１と現像ローラ５とを適切に接触させるように合体させる構成を持つ。さらに前記その他の外形部には、画像形成のために必要であって前記ドラム１の上部近傍に順に配置される図２の帯電装置（２１、２２）と、露光装置２３と、図示の現像ローラ２を挟んで、前記ドラム１の下部に配置される図２に示す転写装置２６等が設置場所（図１の符号各８、９、１０）を考慮して配置されている。なお、前記帯電装置の設置場所８内には、前述のようにコロナチャージ用のタングステンワイヤ１２やグリッド電極１３等を予め設置しておいてもよい。
【００２８】
前記正帯電用感光体ドラム１は、厚み約１ｍｍ、外径１５〜９０ｍｍの円筒状アルミニウム合金（ＪＩＳ６０６３材など）素管の外周面に、それぞれ公知の電荷発生材料、電荷輸送材料、電子輸送材料その他を層形成材料であるポリカーボネート樹脂等に分散または溶解させた単層感光層（図示せず）を被覆して形成される。このドラム１両端の開口部には図１、２では示されないが、画像形成装置側からの回転駆動力を伝達するギヤ部（図示せず）とドラム１を支持する中心軸が挿通される軸孔を備えるフランジ（図示せず）が強固に嵌め込まれる。さらにこのフランジはドラム１を電気的に中心軸を経て装置を介して接地するための導通機構（図示せず）を備えている。
【００２９】
図１において前記感光体ドラム１は符号８の位置で図外のコロトロン、スコロトロン２１等の帯電装置により表面を均一に正に帯電され、ドラム１が回転して符号９の位置に達すると、図２に示す所定の画像情報を含むＬＥＤまたは半導体レーザー光等の露光装置２３の走査による露光を受けて露光部の表面電位が低下し、未露光部との電位差による静電潜像が形成される。この静電潜像はドラム１の回転によって現像ローラ２との接触部に達すると、前記露光部の低電位部に現像ローラ２から正帯電トナーが搬送され付着して可視像となる（反転現像の場合）。
【００３０】
前記正帯電トナーはトナー収容部から供給ローラ３を経て現像ローラ２へ搬送される。現像ローラ２に達したトナーは層厚規制部材１１により押圧され適正な層厚に規制されると共に、摩擦帯電により正に帯電され、現像ローラ２の回転と共にドラム表面に搬送される。供給ローラ３はトナー収容部からトナーを受けて現像ローラ２に搬送する機能を有する。トナー攪拌器４はトナー収容部にあって非磁性一成分正帯電用トナーを攪拌することによりトナーの凝集を防ぎ、流動性を高めると共に、回収した残トナーを新規トナーに均一に分散させた状態のトナーにして供給ローラに送る機能を持つ。
【００３１】
前述の図１において、感光体ドラム１表面の静電潜像が正帯電トナーにより現像されたトナー可視像は図２の転写装置２６に達すると、ドラムに対向する用紙裏側からスコロトロン、コロトロンまたは転写ローラ等により負帯電に荷電された記録用紙に転写され、定着装置をへて印字画像として出力される。
【００３２】
一方、転写プロセス後の感光体ドラム１表面には転写されずに残った劣化トナーを含む残トナーと記録用紙からドラム表面に吸着されて移動した紙粉が存在する。そのため、前述したように、感光体表面が正帯電される電子写真プロセスであってクリーナレス方式では良好な画像形成のために感光体表面に吸着されている紙粉や劣化トナーを取るためのプロセスが欠かせない。
【００３３】
感光体ドラム１と紙粉取りローラ５との接触は、感光体側から見ると、通常トナーフィルミング防止の観点から従動回転またはギヤ伝達による駆動力回転であっても、実質的な同周速同方向回転状態で接触するようにされる。ローラ５と感光体ドラム１との接触部で両者に摺擦があるとドラム表面に紙粉が蓄積したり、トナーフィルミングが発生し易くなるので、前述のように両者の回転をできるかぎり前記接触部で同方向同周速度とすることが好ましいからである。この紙粉取りローラ５は、直径５ｍｍのステンレススチールの軸棒を軸芯として、５〜１０ｍｍ厚のスポンジゴムのような弾性体表面材で被覆して、感光体ドラムの軸方向長さとほぼ同じ長さとしたものからなる。ローラ５は、その表面に、スポンジ表面の発泡痕に形成される平均半径０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の凹部を利用して物理的にドラム１から紙粉、劣化トナー等を吸着し、表面凹部に保持する。本発明では、前述のように単に紙粉取りローラ５と感光体ドラム１との回転を第一接触部において同方向同周速度にしただけでは、この紙粉がローラの回転に伴いドラム表面へ再付着することを避けられず、紙粉の除去効率があまり良くないので、この除去効率を改良しようとしたものである。本発明にかかる導電性サバキ板６が前記紙粉除去効率の向上に有効に機能する。本発明におけるドラム１と紙粉取りローラ５とサバキ板の間の印加電圧は、この順により大きな正電圧が印加される関係にある。このように正電圧印加により紙粉と劣化トナーを吸着できるのは、正帯電用電子写真プロセス特有のものであり、負帯電プロセスでは、トナー、紙粉、劣化トナー等は共に負帯電なので、電気的な吸着力で、正常なトナーと紙粉および劣化トナーとを分離して吸着することはできない。
【００３４】
以下、前記導電性サバキ板６による紙粉取りの効率向上について、実験的に明らかにする。実験例１として、紙粉取りローラ５の表面材料として表面に平均半径０．２ｍｍの発泡痕が露出した絶縁性のウレタン、シリコーン、ＥＰＤＭ（エチレン−ポリプロピレン−ジエン系共重合樹脂）の各スポンジゴムを用い、このスポンジゴムの硬度および感光体への接触押圧力を下記のように変えて、その効果を調べた。
【００３５】
実験例２として、サバキ板６材としてステンレススチール、リン青銅、銅ベリリウム合金等の金属弾性体を用い、前記ローラ５に吸着された紙粉が再度ドラム１表面と接触する前にローラ５から紙粉を確実に除去するために、下記のようにサバキ板６の厚みとローラ５への接触押圧力について検討を加えた。
【００３６】
前記紙粉取りローラ５の弾性体表面材（スポンジ）の硬度としてはアスカーＣ硬度を用いた。紙粉取りローラ５の感光体１への接触押圧力として、前記ローラ５スポンジのへこみ深さを測定した。ローラ５が感光体１に接触する点がこの発明にかかる第一接触部である。サバキ板６先端の紙粉取りローラ５への接触押圧力として、サバキ板６の先端による前記ローラ５の直径方向への食い込み深さを測定した。
【００３７】
図４は本発明にかかるサバキ板６の先端５４をローラ５に食い込ませる方法を示す要部拡大断面模式図である。サバキ板６先端による紙粉取りローラ５への接触押圧の仕方は、図４に示すようにまず、サバキ板６の腹をローラ５に接触させ、この最初の接触点をローラ５の中心に向う方向（矢印Ｐで示す方向）に押圧し、さらにサバキ板６の先端５４を所定の食い込み深さｒ１まで食い込ませるように押圧する。このようにしてサバキ板６の先端を所定の深さｒ１食い込ませると、このサバキ板６と、この先端からローラ中心に至る線とのなす角度は９０度以下となる。サバキ板６の先端５４がローラ５と接する点がこの発明にかかる第二接触部である。
【００３８】
本発明では、サバキ板６の先端をスポンジの回転方向に逆らう方向（向流方向）に向けて押圧するので、押圧の仕方によっては過大な回転抵抗となり易い点が要注意点である。安定した画像形成に影響を及ぼす程度、または回転が止まるような押圧の仕方は論外である。そうしないためには、サバキ板の厚み、前記の食い込み深さで表される押圧力、サバキ板とその先端とローラの中心とを結ぶ線との成す角度、サバキ板の先端の、スポンジと接する側の形状などを考慮して適宜最適な組み合わせ条件を見つける必要がある。
【００３９】
そのうち、サバキ板の先端の、スポンジと接する側の形状については、アールを付け、サバキ板とその先端とローラの中心とを結ぶ線との成す角度については、特に９０度より小さくした場合に、ローラの回転抵抗が大きくなり易いので、この条件下で下記の実験例１、２を行い、本発明の効果について、具体的に明らかにした。
【００４０】
（実験例１）
直径５ｍｍのステンレススチールを軸とし、弾性体表面材として、平均半径０．２ｍｍの発泡痕を表面に有する１０ｍｍ厚のウレタンゴムスポンジ、シリコーンゴムスポンジ、ＥＰＤＭゴムスポンジを用い、それぞれのアスカー硬度を２０度、２５度、４４度、６１度、７０度、７６度とした紙粉取りロ−ラ５をそれぞれ感光体ドラム１に、各へこみ深さ０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍとなる強さで押圧させ、さらに前記ローラ５には０．１ｍｍ厚のステンレススチール製サバキ板に６００ボルトを印加させて、前記図４とその説明の方法によりその先端を０．２ｍｍ食い込ませた各プロセスユニットを作成した。
【００４１】
（実験例２）
前記アスカーＣ硬度４４のウレタンゴムスポンジを用い、感光体ドラム１に０．５ｍｍのへこみ深さで接触押圧させた紙粉取りローラ５に、６００ボルト印加したステンレススチール、リン青銅、銅ベリリウム合金材を主成分とする各サバキ板の厚みを０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍとし、紙粉取りローラへの食い込み深さを前述と同様の方法で０ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍとなる強さで接触押圧させた各プロセスユニットを作成した。
【００４２】
（評価）
市販の正帯電用電子写真プリンターを改造し、前記実験例１と２で作製した各プロセスユニットを組み込み、３万サイクル（３万枚画像出し）後の画像について、特にトナー散り（黒点）の有無を評価した。実験例１の結果を下記表１乃至表３に、実験例２の結果を下記表４乃至表６にそれぞれ示す。（◎はトナー散り全く問題なし、○は少し発生するが実質上問題なし、△は若干発生するが規格内、×はトナー散りの発生が多い（規格外）、測定不能は「紙粉取りローラが高硬度のため、所定のへこみ深さに達せず」または「紙粉取りローラがサバキ板の押圧力により回転せず」をそれぞれ示す。）
【００４３】
【表１】
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【００４４】
【表２】
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【００４５】
【表３】
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【００４６】
【表４】
2005004086.tif 000006
【００４７】
【表５】
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【００４８】
【表６】
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【００４９】
表１と表２と表３から、紙粉取りローラの弾性体表面材としてウレタン、シリコーン、ＥＰＤＭの各ゴムスポンジを用いた場合、それらのアスカーＣ硬度が２５度乃至７０度の範囲で、感光体ドラムへの接触押圧力をローラのへこみ深さで０．１ｍｍ乃至２．０ｍｍの範囲に好ましい条件があり、表４と表５と表６から導電性サバキ板としてステンレススチール、リン青銅、銅ベリリウム合金材をそれぞれ用いた場合の厚みが０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍの範囲で、紙粉取りローラへの食い込み深さを前記ローラのスポンジ表面の発泡痕の平均半径と同等以上の０．２ｍｍ乃至１．０ｍｍの範囲にした場合に、３万枚画像出し後にも実用上問題となるようなトナー散りの発生が無い条件が存在することがわかる。
【００５０】
前記表１、２、３では、ステンレススチールのサバキ板を用いた場合に紙粉取りローラの弾性体表面材を変えた実験をしたが、サバキ板にリン青銅または銅ベリリウム合金を用いた場合も同様の結果であった。さらに前記ローラの各ゴムスポンジにカーボン粉末等の導電材料を添加した導電性ゴムスポンジを用い、正電圧を印加させてドラム表面上の紙粉除去効率をあげるようにした場合もここでは実験結果を示さないが、ほぼ同様の効果が得られた。また、サバキ板に関する表４、５、６の実験結果についても、紙粉取りローラのゴムスポンジをシリコーンまたはＥＰＤＭに変えた場合にも、本発明にかかる効果が得られることが確認された。
【００５１】
さらに、前記各実験例における導電性サバキ板により電気的に紙粉取りローラから紙粉を除去する際には、このローラに吸着されていた残トナー中の劣化トナーは負帯電を示しやすいので、非常に効率よく、正に印加された導電性サバキ板により除去できるという劣化トナーのクリーニング機能も有する（劣化トナーとは、トナーから外添剤等が脱落し、負帯電しやすくなったもの）ことも分かった。以上の実験結果から、本発明にかかる導電性サバキ板６が前記紙粉除去効率の向上に有効に機能することが明らかになった。
【００５２】
以上の実験例では、前述したようなサバキ板の先端がローラと接する角度が９０度以下の場合について、本発明にかかる効果を明らかにした。９０度より大きい場合については、実験例による具体例は示さないが、サバキ板の先端によるローラへの押圧は、次第にサバキ板のローラとの接触面積が減少するので、回転抵抗力も小さくなって好ましく、また、先端により紙粉を物理的に除去する能力についても良好であり、本発明の目的は充分に達成されるが、先端とスポンジ表面との摺擦がスムースに行われ難いという問題があるので、前記角度は９０度以下とすることがより好ましい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、正帯電用感光体ドラムと、このドラムの外周面上に配置される現像装置と、軸芯上に弾性体表面材を被覆した紙粉取りローラとをそれぞれ備える正帯電用電子写真プロセスユニットにおいて、前記紙粉取りローラが前記ドラムに対して前記現像装置と反対側の第一接触部で押圧し、このローラに対して第一接触部と反対側の第二接触部には、正バイアス電圧が印加され、前記ローラの回転速度に実用上の影響を及ぼさない範囲で前記ローラの回転に対して向流となるように先端を向けて食い込ませた紙粉取り用導電性サバキ板を備える正帯電用電子写真プロセスユニットとしたので、感光体ドラム表面と接触する前に紙粉取りローラ表面から確実に紙粉を除去して常に清浄な前記ローラ表面を接触させて感光体ドラム表面から効率的に紙粉を除去し、残トナー中の劣化トナーをも除去できる正帯電用電子写真プロセスユニットおよびこのプロセスユニットを用いた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる正帯電用電子写真プロセスユニットの概略断面図
【図２】本発明にかかる画像形成装置の模式的断面図
【図３】従来の画像形成装置の模式的断面図
【図４】本発明にかかる紙粉取り装置の要部拡大断面図
【符号の説明】
１  正帯電用感光体ドラム
２  現像ローラ
３  供給ローラ
４  攪拌器
５  紙粉取りローラ
６  導電性サバキ板
７  枠体（ケーシング）
８  帯電部
９  露光部
１０  転写部
１６  現像装置
１７  紙粉取り装置
５１  軸芯
５２  弾性体表面材（スポンジ）
５３  第一接触部
５４  第二接触部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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