(57)【要約】【課題】付着したキャリアをクリーニング前に除去するために、より簡易に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を解決することを課題とする。【解決手段】２成分現像剤を用い、像担持体１０に対向させたクリーニング部材を有し、そのクリーニング部材の上流側に隣接する位置に像担持体と接するように対抗させ、  その対向位置で像担持体と逆方向に回動するブラシ２１を有し、式１を満たすこと。Ｎ  ≦  （０．２１×Ｍ  ＋  ３．２８）×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜・・・・・式１Ｎ：画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数（個／ｉｎｃｈ２）｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜：感光体周速とブラシ先端の周速との比Ｍ：ブラシ密度（ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２）【選択図】  図７
2005017464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用い、像担持体に対向させたクリーニング部材を有し、
そのクリーニング部材の上流側に隣接する位置に像担持体と接するように対向させ、
その対向位置で像担持体と逆方向に回動するブラシを有する電子写真方式の画像形成装置において、
式１を満たすことを特徴とする画像形成装置。
Ｎ  ≦  （０．２１×Ｍ  ＋  ３．２８）×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜・・・・・式１
Ｎ：画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数（個／ｉｎｃｈ２）
｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜：感光体周速とブラシ先端の周速との比
Ｍ：ブラシ密度（ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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キャリア粒子が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となる。
【０００３】
この問題に対する従来技術としては、特許文献１に記載のように、キャリア付着自体を減少させる技術があるが、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。また、特許文献２に記載のように、付着したキャリアをクリーニング前に除去する技術がある。この場合は、装置が大がかりになり、コストアップになるケースもある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−００５４５１号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２６０４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、上述の「付着したキャリアをクリーニング前に除去する技術」の一つとして、より簡易に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を解決する画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用い、像担持体に対向させたクリーニング部材を有し、そのクリーニング部材の上流側に隣接する位置に像担持体と接するように対抗させ、  その対向位置で像担持体と逆方向に回動するブラシを有する電子写真方式の画像形成装置において、式１を満たすことを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
Ｎ  ≦  （０．２１×Ｍ  ＋  ３．２８）×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜・・・・・式１
Ｎ：画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数（個／ｉｎｃｈ２）
｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜：感光体周速とブラシ先端の周速との比
Ｍ：ブラシ密度（ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２）
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の原理は以下の実験から導き出された。
図１は、ブラシ密度３０ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２のときに、｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜の水準とキャリア付着個数の水準とを振って画像形成装置（リコー製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式２のようになる。
【０００９】
Ｎ＝Ａ３０×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜（Ａ３０は定数）・・・・・式２
つまり、クリーニング不良の発生しない条件は、
Ｎ≦Ａ３０×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜（Ａ３０は定数）・・・・・式３
となる。
【００１０】
図２は、同様に、ブラシ密度１００ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２のときのデータを示したものである。このときのクリーニング不良が発生しない条件は、
Ｎ≦Ａ１００×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜（Ａ１００は定数）・・・・・式４
となる。
【００１１】
図３は、ブラシ密度Ｍによるクリーニング不良発生境界線を示す図である。同様に、５、１０、５０ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２のときのデータから境界線の傾きＡを読みとることができる。
【００１２】
図４は、縦軸に定数Ａ、横軸にブラシ密度Ｍをとったものである。このプロットを直線近似した直線は式Ｐで表される。
Ａ＝０．２１×Ｍ  ＋  ３．２８・・・・・式５
ここでＮ≦Ａ×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜より
Ｎ≦（０．２１×Ｍ  ＋  ３．２８）×｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜・・・・・式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。
【００１３】
次に発明の構成・動作について説明する。
図５は、本発明が適用される画像形成装置の構成を示したものである。図５に示すように、本画像形成装置は、現像装置１３、像担持体１０、転写装置２、帯電装置１１、書込み装置１２、定着装置４、５、像担持体クリーニング装置１６等を有している。これらの構成によって、次のように画像形成を行なう。画像形成時に像担持体１０は図中矢印の方向に回転する。まず帯電装置１１により像担持体１０表面を一様な電位に帯電させる。次に、書込み装置１２により像担持体１０上に露光を行ない潜像を形成し、現像装置１３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２により転写紙３上に転写され、定着装置４、５に搬送されトナーは転写紙上に定着される。また、転写後の像担持体上の転写残トナーは像担持体クリーニング装置１６によって回収される。この動作を連続的に繰り返し行なうことにより画像形成がなされる。
【００１４】
図６は、現像装置１３の構成を示したものである。現像ケース５２、現像剤担持体５３、搬送スクリュ５４、５５、現像剤５６および現像剤汲上量規制部材５７から構成されている。現像ケース５２内にある現像剤５６はトナーとキャリアから構成されており、搬送スクリュ５４、５５によってケース内を循環している。
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５３の回転によって、現像剤５６は持ち上げられ、現像剤汲上量規制部材５７によって規制された量の現像剤５６が現像ニップ部に供給される。現像剤担持体５３表面の線速は、像担持体１０表面より早い線速になっており、現像領域では現像剤担持体上のキャリアは磁気ブラシを形成し、像担持体１０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５３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１０上に現像される。
この現像時に、現像剤中のキャリアも像担持体上１０に付着する。現像剤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。これらのキャリアは、現像剤担持体５３と像担持体１０との間の現像領域で、現像剤担持体５３中の磁石の磁力にトラップされずに像担持体上に付着する。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上に付着したままクリーニング部へ向う。
【００１５】
次に、クリーニング装置１６の詳細図を図７示す。クリーニングブレード２２は、像担持体回転方向上流側に隣接する位置に像担持体１０と接して対抗させ、その対抗位置で像担持体１０と逆方向に回動するブラシ２１を有し、このブラシ２１によって転写工程を経て像担持体上に保持されてきた現像剤（トナー及びキャリア）を像担持体１０から剥ぎ取り、廃現像剤搬送手段２４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。
【００１６】
本発明では、このブラシ回転速度（ブラシ先端の周速｜Ｖｂ｜）とブラシ密度Ｍとに特徴があり、キャリア付着個数Ｎと像担持体の周速｜Ｖｐ｜との間に上述の式Ｐの関係を満たすように画像形成装置設計すればよい。
【００１７】
例１．式Ｐの関係から、現像装置から感光体上に平均で３個／ｉｎｃｈ２だけキャリアが付着し、ブラシ密度が３０ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２、感光体の周速が１８５ｍｍ／ｓｅｃである場合、ブラシ先端の周速Ｖｂは、２６．８ｍｍ／ｓｅｃ以上とすればよい。
例２．式Ｐの関係から、現像装置から感光体上に平均で７個／ｉｎｃｈ２だけキャリア付着し、ブラシ密度が５０ｋフィラメント／ｉｎｃｈ２、感光体の周速が１２５ｍｍ／ｓｅｃである場合、ブラシ先端の周速Ｖｂは、６３．５ｍｍ／ｓｅｃ以上とすればよい。
【００１８】
次に、像担持体上のキャリア付着個数の測定の仕方について説明する。まず、透明なテープ等を像担持体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倍位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。本件でいうキャリア付着個数は、ブラシ２１直前のキャリア付着個数をいい、実施例の図５に示すように、像担持体上の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位置する部分ならばどこでも構わない。また、像担持体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。
【００１９】
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φ１５〜４０ｍｍ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、一回のテープ転写ではＡ４分の面積をとることができない。この場合は、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。
【００２０】
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備える転写ベルト（中間転写ベルトを含む）を有する場合もある。このような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、転写ベルトに備えられたクリーニング装置でキャリアが回収されるために、クリーニング装置のブレード寿命の低下という問題も誘発する。本発明は、現像装置からの像担持体への１次キャリアの付着だけではなく、このような転写工程後の転写ベルトへの２次キャリアの付着を取り除くクリーニング装置にも同様に適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、より簡易に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を解決する画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】感光体周速とブラシ先端の周速との比｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜と画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数Ｎの関係を示す図（その１）である。
【図２】感光体周速とブラシ先端の周速との比｜Ｖｂ｜／｜Ｖｐ｜と画像形成時の像担持体上のキャリア付着個数Ｎの関係を示す図（その２）である。
【図３】ブラシ密度Ｍによるクリーニング不良発生境界線を示す図である。
【図４】ブラシ密度Ｍと定数Ａとの関係を示す図である。
【図５】実施例に係わる画像形成装置の概略構成図である。
【図６】実施例に係わる現像装置の構成を示す図である。
【図７】実施例に係わるクリーニング装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
２    転写装置
３    転写紙
４    定着装置
５    定着装置
１０    像担持体
１１    帯電装置
１２    書き込み装置
１３    現像装置
１６    クリーニング装置
２１    ブラシ
２２    クリーニングブレード
２４    廃現像剤搬送手段
５２    現像ケース
５３    現像剤担持体
５４    搬送スクリュー
５５    搬送スクリュー
５６    現像剤
５７    現像剤汲上量規制部材
【図１】
2005017464.tif 000003
【図２】
2005017464.tif 000004
【図３】
2005017464.tif 000005
【図４】
2005017464.tif 000006
【図５】
2005017464.tif 000007
【図６】
2005017464.tif 000008
【図７】
2005017464.tif 000009