(57)【要約】【課題】  帯電ブラシに当接する当接部材により帯電ブラシにくせがつかないようにして帯電むらが生じるのを防止する。【解決手段】  帯電ブラシ（１１）に当接する当接部材（１２）を有するブラシ帯電器（２）を用い、像担持体（１）の帯電と同時に転写残りトナーの回収を行い、回収したトナーを像担持体上に吐き出すようにした画像形成装置において、帯電ブラシの回転径を変化させて帯電ブラシ（１１）と当接部材（１２）との当接・離間を行うものである。【選択図】        図２
2005173188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電ブラシに当接する当接部材を有するブラシ帯電器を用い、像担持体の帯電と同時に転写残りトナーの回収を行い、回収したトナーを像担持体上に吐き出すようにした画像形成装置において、
前記帯電ブラシの回転径を変化させて帯電ブラシと当接部材との当接・離間を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電ブラシに当接する当接部材を有するブラシ帯電器を用い、像担持体の帯電と同時に転写残りトナーの回収を行い、回収したトナーを像担持体上に吐き出すようにした画像形成装置において、
前記帯電ブラシの回転軸を変位させて帯電ブラシと当接部材との当接・離間を行う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】
本発明は帯電ブラシに当接する当接部材を有するブラシ帯電器を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ帯電器を用いて感光体ドラムを帯電するものが知られている。ブラシ帯電器では導電性の帯電ブラシを感光体に接触させて帯電を行うため、放電によるオゾンの発生や火花放電による感光体表面の損傷が少なく、保守も容易である。しかし、帯電ブラシは転写残りトナーを掻き取ってブラシに付着させて回収する機能も有するため、帯電ブラシにトナーが蓄積し、蓄積したトナーが感光体上に飛び散ったり、帯電性能が劣化して画質の劣化を起こす不具合が生ずる。この対策として、帯電ブラシに当接する掻き落とし部材を設け、帯電ブラシと感光体との接触部の回転方向上流側において帯電ブラシに付着したトナーを感光体上に掻き落とし、掻き落としたトナーを再回収、再帯電するものが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−５４４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
転写残りトナーを帯電ブラシに一時的に保持させ、あるタイミングで吐き出させて帯電ブラシをリフレッシュする構成の帯電装置において、ブラシに保持したトナーの一部を吐き出す動作を行っても、帯電ブラシにはトナーが溜まってしまう。その状態で放置しておくと、ブラシ表面に絶縁物であるトナーが付着し、付着物のない低抵抗部に集中放電が起こり、異常画像が生ずる。この帯電ブラシに溜まるトナーを除去するために特許文献１のような構成が提案されているが、帯電ブラシに掻き落とし部材が接触したままの状態にあるため、長時間の放置によってブラシにくせがついて帯電むらが生じ、特に高画質を問われるカラー画像形成装置で問題になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決しようとするものであり、帯電ブラシに当接する当接部材により帯電ブラシにくせがつかないようにして帯電むらが生じるのを防止することを目的とする。
そのために本発明は、帯電ブラシに当接する当接部材を有するブラシ帯電器を用い、像担持体の帯電と同時に転写残りトナーの回収を行い、回収したトナーを像担持体上に吐き出すようにした画像形成装置において、前記帯電ブラシの回転径を変化させて帯電ブラシと当接部材との当接・離間を行うことを特徴とする。
また、本発明は、帯電ブラシに当接する当接部材を有するブラシ帯電器を用い、像担持体の帯電と同時に転写残りトナーの回収を行い、回収したトナーを像担持体上に吐き出すようにした画像形成装置において、前記帯電ブラシの回転軸を変位させて帯電ブラシと当接部材との当接・離間を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、帯電ブラシの回転径を変化させて帯電ブラシと当接部材との当接・離間を行うので、何らの付加機構を必要とせずにブラシを当接部材と接触させたまま放置することがなく、そのためブラシのくせにより帯電むらが生じるのを防止することができる。
また、帯電ブラシの回転軸を変位させて当接・離間することにより、当接タイミングの制御が容易であり、駆動時は常時当接させたり、或いは回収トナーを吐き出したいタイミングで当接部材を当接させることが可能である。
【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について説明する。
図１は画像形成装置の全体構成を説明する概略図で、モノカラーの場合を示したもの、或いはフルカラーであるが１つの現像器を例示したものである。
像担持体（感光体）１の外周面には、ブラシ帯電器２、露光ユニット３、現像器５、転写媒体７を挟んで転写ローラ６がそれぞれ配置されている。図示の例は、ブラシ帯電器２は帯電ブラシが回転するタイプのものであり、帯電ブラシは感光体１の外周面に当接して感光体１の回転方向に対して同方向、或いは逆方向で回転し、感光体との周速度差が感光体の速度に対して０〜３倍に設定される。
【０００７】
ブラシ帯電器２はＶｔｈ（放電開始電圧）の２倍以上の振幅をもつ交流電圧に、感光体を帯電させたい電圧（−４００〜−８００Ｖ）の直流電圧を重畳して金属製の軸を通してブラシに電圧を印加し、感光体の外周面を一様に帯電させる。ブラシ帯電器により一様に帯電した感光体１の外周面には露光ユニット３によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、この露光Ｌ１によって感光体上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像器５によって現像剤が付与されてトナー現像される。現像されたトナー像は、転写ローラ６により感光体１に押圧される転写位置において転写媒体７に転写され、さらに２次転写位置において用紙上に転写される。
【０００８】
転写媒体７に転写されなかった残留トナー８は、ブラシ帯電器２により回収される。転写工程を経た残留トナーの多くは電気的に中性に近く、ブラシ帯電器２において機械的に掻き取られて回収され、極性を持ったトナー（過帯電トナー）は交流バイアス電圧による電気的な力で帯電ブラシ側に引きつけられて回収される。
【０００９】
ブラシ帯電器に回収されたトナーは、ブラシに保持された状態で負極性に帯電され、非印字時、ブラシ帯電器の交流バイアスをＯＦＦとすることにより感光体上に吐き出される。そして、現像バイアスにより現像器で現像同時クリーニングされるか、現像バイアスをＯＦＦすることにより現像器を通過し、転写位置で転写媒体７へ転写されて転写媒体のクリーナにより回収される。
【００１０】
図２は本実施形態のブラシ帯電器を用いた画像形成装置の要部を説明する図で、図２（ａ）はブラシ帯電器停止時、図２（ｂ）はブラシ帯電器駆動時の状態を示している。
ブラシ帯電器２は、感光体１に開口するカバー１０内に帯電ブラシ１１が配置され、カバーには帯電ブラシに向かって突出する当接部材１２が設けられている。本実施形態の帯電ブラシは斜毛処理することにより、ブラシの回転径が、非帯電動作時には当接部材１２、感光体１に接しない程度に小さく、帯電動作時には遠心力または感光体との静電吸着力により、当接部材１２、感光体１に接する程度に大きくなる。ブラシの斜毛処理は、例えば、回転軸に直線状のブラシの毛を放射状に植毛して形成した直毛形のブラシを、斜毛後の径の内径をもつパイプに回転させながら挿入して放置し、くせ付けする方法、同様に直毛形のブラシを、斜毛後の径の内径をもつパイプに回転させながら挿入したあと熱を加えブラシにくせ付けする方法、あらかじめ角度を持たせて斜めに植毛したシートを回転軸に巻き付ける方法などがある。
【００１１】
帯電ブラシ停止時（図２（ａ））には、斜毛処理したブラシはその回転径が小さく、当接部材１２、感光体１の表面に接触しないため、この状態での放置が長く続いても接触によるくせが生ずることはない。帯電ブラシ駆動時（図２（ｂ））には、回転にともなう遠心力、または感光体１との間の静電吸着力により斜毛したブラシが直毛状態に伸び、回転径が大きくなるためカバー１０から突出する当接部材１２、感光体１の表面と接触する。従って、感光体を帯電すると同時に感光体から回収したトナーがブラシに付着しても、当接部材１２にブラシが当たるためこれを除去することができ、トナーの吐き出し時に感光体表面へ放出することができるので帯電ブラシにトナーが蓄積するのを防止することができる。
【００１２】
図３はブラシ帯電器を用いた画像形成装置の他の例の要部を説明する図で、図３（ａ）はブラシ帯電器停止時、図３（ｂ）はブラシ帯電器駆動時の状態を示している。
【００１３】
本実施形態では、帯電ブラシの回転軸を変位させることにより、当接部材、感光体との当接・離間を行うようにしている。ブラシ帯電器２は、感光体１に開口するカバー１０内に帯電ブラシ１１が配置され、下側カバー内壁には帯電ブラシに向かって上方へ突出する当接部材１２が設けられている。帯電ブラシ１１の回転軸の両端部または一方の端部には、変位駆動ロッド２０が連結され、カム機構２１により上下方向にロッド２０が変位し、そのため帯電ブラシ１１も上下方向に変位する。
【００１４】
帯電ブラシ停止時（図３（ａ））には、カム機構２１により変位駆動ロッド２０とともに帯電ブラシが上方へ変位し、そのため当接部材１２、感光体１表面から離間し、この状態での放置が長く続いても接触によるくせが生ずることはない。帯電ブラシ駆動時（図３（ｂ））には、カム機構２１により変位駆動ロッド２０とともに帯電ブラシが下方へ変位し、帯電ブラシは当接部材１２、感光体１表面に接触する。従って、感光体を帯電すると同時に感光体から回収したトナーがブラシに付着しても、当接部材１２にブラシが当たるためこれを除去することができ、トナーの吐き出し時に感光体表面へ放出することができるので帯電ブラシにトナーが蓄積するのを防止することができる。なお、本実施形態では当接タイミングの制御が容易であり、駆動時は常時当接させたり、或いは回収トナーを吐き出したいタイミング、例えば非画像領域に合わせて当接部材を当接させることも可能である。
（実施例）
バイアス条件は以下の通りである。
帯電：
画像作成時
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−６００Ｖ
非画像形成時
ＡＣ：ｏｆｆ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−６００Ｖ
現像（非接触現像法式）
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ
１次転写
Ｖｄｃ＝＋４００Ｖ
２次転写
Ｖｄｃ＝＋２ｋＶ
〔有機感光体の作製例〕
直径３０ｍｍのアルミ引き抜き管を表面研磨した導電性支持体周面に、下引き層としてアルコール可溶性ナイロン｛東レ（株）製「ＣＭ８０００」｝６重量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子４重量部とをメタノール１００重量部に溶解、分散させてなる塗工液をリングコーティング法で塗工し、温度１００℃で４０分乾燥させ、膜厚１．５〜２μｍの下引き層を形成した。
【００１５】
この下引き層上に、電荷発生顔料としてのオキシチタニルフタロシアニン顔料１重量部とブチラール樹脂｛ＢＸ−１、積水化学（株）製｝１重量部とジクロルエタン１００重量部とを、φ１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで８時間分散させて得られる顔料分散液をリングコーティング法で塗工し、８０℃で２０分間乾燥させ、膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【００１６】
この電荷発生層上に、スチリル化合物の電荷輸送物質４０重量部とポリカーボネート樹脂（パンライトＴＳ、帝人化成（株）製）６０重量部をトルエン４００重量部に溶解させ、乾燥膜厚が２２μｍになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層を形成し、積層型の有機感光体｛ＯＰＣ（１）｝を作製した。
〔トナー１〕
スチレンモノマー８０重量部、アクリル酸ブチル２０重量部、およびアクリル酸５重量部からなるモノマー混合物を、
・水                                                  １０５重量部
・ノニオン乳化剤                                          １重量部
・アニオン乳化剤                                      １．５重量部
・過硫酸カリウム                                    ０．５５重量部
からなる水溶性混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌を７０℃で８時間行った。重合反応後冷却し、乳白色の粒径０．２５μｍの樹脂エマルジョンを得た。
【００１７】
次に、
・この樹脂エマルジョン                                  ２００重量部
・ポリエチレンワックスエマルジョン（三洋化成工業（株）製）２０重量部
・フタロシアニンブルー                                      ７重量部
を、界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部を含んだ水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してｐＨを５．５に調整後攪拌しながら電解質の硫酸アルミニウムを０．３重量部を加え、ついでＴＫホモミキサーで高速攪拌し、分散を行った。
【００１８】
更に、スチレンモノマー４０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、サリチル酸亜鉛５重量部を水４０重量部と共に追加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして９０℃に加熱し、過酸化水素を加えて５時間重合させ粒子を成長させた。
【００１９】
重合停止後、会合粒子の結合強度を挙げるため、ｐＨを５以上に調整しなから９５℃に昇温し、５時間保持した。その後得られた粒子を水洗いし、４５℃で真空乾燥を１０時間行った。平均粒径６．８μｍ、円形度０．９８のトナー母粒子を得た。
【００２０】
このトナー母粒子に対し、ヘキサメチルシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理した疎水性シリカ（平均粒径１２ｎｍ、比表面積１４０ｍ2 ／ｇ）を１重量％、シランカップリング剤により表面処理した酸化チタン（平均粒径２０ｎｍ、比表面積９０ｍ2 ／ｇ）を０．８重量％添加し、シアントナーを作製した。
〔ブラシ１〕
東英産業株式会社製のＲＥＣ  Ｂ６−９（商品名）を用いるようにした。なお、この帯電ブラシにおいては、レイヨンからなる繊維にカーボンブラックを１８重量％分散させた材料を使用し、ブラシの毛の長さが６．５ｍｍ，ブラシの太さが約２０μｍ，ブラシ密度が１５万本／ｉｎｃｈ2 ，繊維の抵抗値が１０6 〜１０8 Ωｃｍになったブラシ部を構成し、このブラシ部を金属製の軸（φ５ｍｍ）に巻きつけロール状に取り付けると共に、この金属製の軸を通してブラシ部に電圧を印加できるようにした。
また、このブラシを斜毛処理するが、その方法は前記した回転軸に直線状のブラシの毛を放射状に植毛して形成した直毛形のブラシを、その外径より小さい内径をもつパイプ内に、帯電動作時の回転方向と同方向に回転しながら差込んでブラシの毛の曲げ方向を揃える。そののちブラシの回転軸がパイプと同心になるようにパイプの両端において回転軸を固定して、箇々のブラシの毛が同一形状で斜めになるようにしたのち、適切な時間だけ放置後パイプから引出す方法により行った。この時、直毛形のブラシの直径はφ１８、斜毛後のブラシの直径はφ１４であった。
〔ブラシ２〕
東英産業株式会社製のＲＥＣ  Ｂ６−９（商品名）を用いるようにした。なお、この帯電ブラシにおいては、レイヨンからなる繊維にカーボンブラックを１８重量％分散させた材料を使用し、ブラシの毛の長さが６．５ｍｍ，ブラシの太さが約２０μｍ，ブラシ密度が１５万本／ｉｎｃｈ2 ，繊維の抵抗値が１０6 〜１０8 Ωｃｍになったブラシ部を構成し、このブラシ部を金属製の軸（φ５ｍｍ）に巻きつけロール状に取り付けると共に、この金属製の軸を通してブラシ部に電圧を印加できるようにした。この時、直毛形のブラシの直径はφ１８であった。〔転写ベルト〕
ポリカーボネート（三菱瓦斯化学社製、商品名「ユーピロン：Ｅ−２０００」、ＭＦＲ４ｇ／１０ｍｉｎ、２８０℃）を８４％、アセチレンブラック（電気化学社製、商品名「デンカブラック」）を１６％の割合で各成分を押出成形機に供給し、混練温度２２０℃、吐出量４０ｋｇ／ｈで混練し、ペレットを製造した。得られたペレットにて、環状ダイ付き４０φの押出機を用い、環状ダイより下方に溶融チューブの状態で押出す。押出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した、冷却マンドレル外表面に接しめて冷却固化させてシームレスチューブとした。次に、シームレスチューブの中に設置されている中子と、外側に設置されているロールにより、シームレスチューブ（所定の長さに切断したものがシームレスベルト）を円筒形を保持した状態で引き取った。
体積抵抗率は１０8 Ω・ｃｍ（アドバンテスト社製ＲＡ８３４０Ａを用いＪＩＳ  Ｋ−６９１１に準拠し厚み１５０μｍのサンプルを用い測定を行った。印加電圧は１００Ｖ／１５０μｍとした。但し電極を導電性シリコーンゴム  、試料への電極押しつけ力を４ｋｇとする。）
上記の条件を下記〔表１〕によって場合分けし、感光体表面とブラシ回転軸中心の距離が８ｍｍになるように感光体ユニットを作成し、
〔構成１〕
ブラシケースに固定したほぐし部材（当接部材）（フリッカー）を設け、ブラシ１を用いる。ブラシが非回転時には斜毛後の直径になり、ほぐし部材から離間し、回転時にはブラシがほぐし部材に接触するようにブライ回転軸からほぐし部材の先端までの距離を８ｍｍとする。
〔構成２〕
ブラシケースに固定したほぐし部材（当接部材）（フリッカー）を設け、ブラシの非回転時には図に示すようにカムによってブラシがほぐし部材から離間する構成
〔構成３〕
ブラシケースに固定したほぐし部材（当接部材）（フリッカー）を設ける
〔構成４〕
ほぐし部材を設けない
のそれぞれにおいて、
状態１
連続印字１万枚後の帯電むらの判定
状態２
状態１の後に３５℃６５％環境下で7日間放置後の帯電むら判定
を行った
帯電むらの判定は
帯電：
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ
現像（非接触現像法式）
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ
のバイアス設定にて非露光印字を行い、帯電むら画像を出力し、帯電ブラシと感光体の接触圧の変化によるブラシ回転周期の濃度むらを指す。
【００２１】
【表１】
2005173188.tif 000003
【００２２】
比較例１は放置によってブラシに" ほぐし部材" による" くせ" がつき感光体に対するブラシの接触圧がブラシ周期で変わるために帯電むらが悪化した。
比較例２はほぐし部材を設けないために、ブラシに吸い込まれたトナーの一部が吐き出されずにブラシ内で蓄積することによって帯電むらが生じた。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、帯電ブラシに当接する当接部材により帯電ブラシにくせがつかないようにして帯電むらが生じるのを防止できるので、産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】画像形成装置の全体構成を説明する概略図である。
【図２】ブラシ帯電器を用いた画像形成装置の要部説明図である。
【図３】ブラシ帯電器を用いた画像形成装置の他の例の要部説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…感光体、２…ブラシ帯電器、１０…カバー、１１…帯電ブラシ、１２…当接部材、２０…変位駆動ロッド、２１…カム機構。
【図１】
2005173188.tif 000004
【図２】
2005173188.tif 000005
【図３】
2005173188.tif 000006