(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１０μｍ以下の小粒径トナーを用いた電子写真方式であって、トナーが付着した移動部材表面をクリーニングするクリーニング手段を有する画像形成装置において、
クリーニング手段は、ゴム成形体からなるクリーニングブレードと、回転しながら移動部材表面に接触するクリーニングブラシと、移動部材表面を清掃するものであって所定のバイアスが印加されている導電性ローラとで構成されており、クリーニングブレードのエッジ近傍に、低摩擦部分が設けられている  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
クリーニングブラシが導電性であり、バイアスを印加されることで電気的に、且つ、回転することで機械的にトナーを除去する  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかに記載の画像形成装置において、
クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分が、ダイヤモンド状炭素膜によって形成されている  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至２のいずれかに記載の画像形成装置において、
クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分が、フッ素系の薄膜シートを接着することによって形成されている  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、
クリーニングブラシの回転が、移動部材の移動方向に対して速度差を設けている  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、
クリーニングブラシの少なくとも一部分に、ブラシの毛がループ状に形成された部分を有する  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置において、
導電性ローラに印加するバイアスが、直流と交流とを重畳したバイアスである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、
導電性ローラが、トナーの付着した移動部材表面を所定の電位に接触帯電させる  ことを特徴とした画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、
導電性ローラが、トナーの付着した移動部材表面を所定の電位に非接触帯電させる  ことを特徴とした画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、
移動部材が感光体であって、導電性ローラが帯電ローラであって、クリーニング手段と感光体と帯電ローラとがプロセスカートリッジとして一体に構成されている  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、電子写真プロセスを用いる複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、トナー除去のためのクリーニング手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の画像形成装置における、高画質化に対する手段の1つとして、トナーの小粒径化が検討されている。
一方、転写工程後の感光体のトナー除去は、ゴムなどの弾性体からなるクリーニングブレードのエッジを感光体表面に、回転方向に対して対向する向き、いわゆるカウンター方向で圧接させて掻き落とす構成としたものが広く知られている。感光体からのトナー除去と言う点では、トナー粒径が小さくなるにつれて困難になる。
特にクリーニングブレードによるクリーニングの場合、トナー粒径が小さくなるにつれてエッジをすり抜け易くなるため、小粒径のトナーはクリーニングブレードとクリーニングブラシとの併用によるクリーニングが公知である。
【０００３】
クリーニングブラシ単独のシステムの場合、クリーニングブラシにバイアスを印加し、電気的にトナーを除去するのが一般的である。しかし、転写残トナーと紙詰まり時に発生するような未転写トナーとでは、転写部位でバイアスを受けた転写残トナーであるか、受けていない未転写トナーであるかの差で、トナーの極性に差が生じ、クリーニングブラシに印加するバイアスを同一の電気的条件でクリーニングすることが困難となる。
また、未転写トナー除去時には多量のトナーを除去する必要があるため、クリーニングブラシのトナー除去能力では不足となり、クリーニングが困難になる。
【０００４】
クリーニングブレードとクリーニングブラシとを併用する場合、感光体回転方向において上流側からクリーニングブラシ、クリーニングブレードの順に設けるのが一般的であるが、クリーニングブラシでトナーを除去する割合を多くすると、下流側にあるクリーニングブレードへのトナー量が少なくなる。
前述のように、クリーニングブレードのエッジを感光体表面にカウンター方向で圧接させて掻き落とす構成とした場合、トナー量が少ないと、感光体とクリーニングブレードとの摩擦力が大きくなり、感光体の回転方向にクリーニングブレードがめくれてしまう、いわゆるブレードめくれが発生する。
図５はブレードめくれを示す概略図である。
すなわち、クリーニングブラシへのトナー量によらず、クリーニングブレードへのトナー量が適切になるよう、クリーニングブラシでの除去量を制御する必要があり、非常に困難である。
【０００５】
その対策として、クリーニングブレードのエッジを含めたエッジ近傍を低摩擦係数部材でコーティングするものが提案されているが、やはりそれだけでは、小粒径トナーをクリーニングすることは困難である。
【０００６】
【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、小粒径トナーを使用した画像形成装置において、クリーニング手段として低摩擦のクリーニングブレードとクリーニングブラシと導電性ローラとを用い、クリーニング不良を防止し、高画質な画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【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、平均粒径が１０μｍ以下の小粒径トナーを用いた電子写真方式であって、トナーが付着した移動部材表面をクリーニングするクリーニング手段を有する画像形成装置において、クリーニング手段は、シート状のゴム成形体からなるクリーニングブレードと、回転しながら移動部材表面に接触するクリーニングブラシと、移動部材表面を清掃するものであって所定のバイアスが印加される導電性ローラとで構成されており、クリーニングブレードのエッジ近傍に、低摩擦部分が設けられていることを特徴とする画像形成装置とする。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、クリーニングブラシが導電性であり、バイアスを印加されることで電気的に、且つ、回転することで機械的にトナーを除去することを特徴とする画像形成装置とする。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１乃至２のいずれかに記載の画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分が、ダイヤモンド状炭素膜によって形成されていることを特徴とする画像形成装置とする。
請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至２のいずれかに記載の画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分が、フッ素系の薄膜シートを接着することによって形成されていることを特徴とする画像形成装置とする。
【０００９】
請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、クリーニングブラシの回転が、移動部材の移動方向に対して速度差を設けていることを特徴とする画像形成装置とする。
請求項６に記載の本発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、クリーニングブラシの少なくとも一部分に、ブラシの毛がループ状に形成された部分を有することを特徴とする画像形成装置とする。
【００１０】
請求項７に記載の本発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置において、導電性ローラに印加するバイアスが、直流と交流とを重畳したバイアスであることを特徴とする画像形成装置とする。
請求項８に記載の本発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、導電性ローラが、トナーの付着した移動部材表面を所定の電位に接触帯電させることを特徴とした画像形成装置とする。
請求項９に記載の本発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、導電性ローラが、トナーの付着した移動部材表面を所定の電位に非接触帯電させることを特徴とした画像形成装置とする。
請求項１０に記載の本発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、移動部材が感光体であって、導電性ローラが帯電ローラであって、クリーニング手段と感光体と帯電ローラとがプロセスカートリッジとして一体に構成されていることを特徴とする画像形成装置とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下より図に基づいて説明する。
図１は本発明の概略構成図である。
移動部材としての感光体（１）は矢印Ａ方向に回転しており、クリーニングブラシ（２）は矢印Ｂ方向に回転している。クリーニングブレード（４）は、感光体（１）の回転方向に対向するいわゆるカウンター方向で、ホルダ（５）に接着保持されて、所定の圧力で感光体（１）にそのエッジを圧接している。
【００１２】
図２はクリーニングブレードを示す概略図である。
クリーニングブレード（２）のエッジには、図２に示すようなそのエッジ近傍までを含んだ範囲（８）にダイヤモンド状炭素膜をコートするか、もしくはフッ素系薄膜シートを接着した低摩擦部分を設けてある。低摩擦部分は感光体（１）との潤滑剤として作用し、トナー（９ａ）がない状態でもブレードのめくれは発生しない。ダイヤモンド状炭素膜は非常に硬質であり、耐摩耗性に優れているので、長期に渡り使用可能である。また、フッ素系薄膜シートは安価な部材であり、簡単な構成でブレードめくれを防止するのに適している。
【００１３】
ファーブラシ等で形成されたクリーニングブラシ（２）は、感光体（１）とのブラシニップ部（３）を形成するように設けられており、芯金（６）には、不図示の電源から所定のバイアスが印加されている。
転写部位で転写紙に転写されなかったトナー（９ａ）はブラシニップ部（３）で芯金（６）に印加されたバイアスの作用で、電気的にクリーニングブラシ（２）の毛部分に移行する。一部のトナー（９ａ）は、クリーニングブラシ（２）の回転により機械的に感光体（１）から除去される。電気的、且つ、機械的にトナー（９ａ）を除去することで、トナー（９ａ）の極性や量に関係なく効果的に除去することができる。
クリーニングブラシ（２）は、クリーニングブラシ（２）に食い込んだフリッカー（７）によって付着したトナー（９ａ）を弾き飛ばし、不図示のトナー回収部分にトナー（９ａ）を回収する。
クリーニングブラシ（２）からのトナー回収は、図３のように、不図示の電源から所定のバイアスが印加されているバイアスローラ（１０）へ電気的に移行させ、さらにブレード（１１）で回収する方法でも良い。
【００１４】
ここでは、クリーニングブラシ（２）の回転方向Ｂは、感光体（１）の回転方向Ａに対して対抗する方向になっているが、連れまわり方向でも良い。何れの場合も、感光体（１）に対してクリーニングブラシ（２）先端付近の毛が速度差を持っている方が、トナー（９ａ）との接触確率が高くなりトナー除去性能に優れるため、好ましい。
【００１５】
図４はクリーニングブラシ（２）の毛の形状を示す概略図である。図４に示すようなループ形状を一部もしくは全部に用いても良い。ループ形状のブラシは掻き取り能力に優れているため、感光体（１）上に付着したフィルム状になったトナー（９ａ）や紙粉等の異物を良好に除去することができ、感光体（１）の表面状態を常に良好な状態に保つことができる。
ただし、感光体（１）の磨耗量も多くなるため、感光体（１）の種類、寿命等を考慮し、全てをループ形状にするのか、一部をループ形状にするのかを決定することが望ましい。一部をループ形状にする場合、異物除去の程度ムラ、感光層の磨耗ムラを少なくするため、感光体（１）軸方向で、ループ部分と接触しない部分を作らないようにすることが望ましい。
【００１６】
クリーニングブラシ（２）で除去できなかった極少量のトナー（９ｂ）は、クリーニングブレード（４）に入力される。クリーニングブレード（４）は、前述のようにエッジ近傍に低摩擦部分を有しているため、感光体（１）に対していわゆるカウンター方向に当接させ、且つ、トナー量が少ない状態でも、ブレードめくれを起こすことはない。また、除去しにくい粒径の小さなトナーであっても、トナー量が少ないため、良好にクリーニングすることが可能である。
【００１７】
クリーニングブレード（４）で除去できなかった極々少量のトナー（９ｃ）は、導電性ローラ（１２）に入力される。導電性ローラ（１２）には不図示の電源から交流と直流を重畳したバイアスが所定量印加されており、電気的な力とローラニップ部（１３）での押圧力によって導電性ローラ（１２）の表面にトナー（９ｃ）を捕獲する。
導電性ローラ（１２）は、エピクロロヒドリンゴムやＮＢＲ等の弾性体にイオンやカーボン等の導電剤を分散させたものが好ましい。また、この導電性ローラ（１２）には、感光体（１）表面を所定の電位に帯電させる機能も持たせてある。
導電性ローラ（１２）の表面に捕獲したトナー（９ｃ）は不図示のクリーナーで除去される。クリーナーは、ブレード状のもの、スポンジ等の弾性体、フェルト地の布等が考えられる。いずれにしても、極々少量のトナー（９ｃ）は、導電性ローラ（１２）の表面に残留するので、その残留度合いでローラの抵抗値に多少のムラができるため、導電性ローラ（１２）に印加するバイアスは、直流単独よりも交流と直流とを重畳した方が、感光体（１）の帯電電位のムラを少なくすることができる。
【００１８】
また、導電性ローラ（１２）は、感光体（１）に対して非接触としても良い。この場合、電気的な力だけでトナー除去することになり、多少クリーニング性が低下するが、感光体（１）と接触しないので、長期保存による感光体汚染や、導電性ローラ（１２）の接触位置の変形を防止することができる。
【００１９】
また、本発明の実施形態では、クリーニングブラシ（２）からクリーニングブレード（４）へ、さらに導電性ローラ（１２）の順にクリーニングされて行く構成としているが、この順序である必要はない。ただし、導電性ローラ（１２）に帯電機能を付与する構成の場合は、できる限りその表面にトナー等の異物が付着していないことが望ましいので、最後に導電性ローラ（１２）を備える構成が望ましい。
【００２０】
また、本発明の実施形態では、クリーニングされる移動部材を感光体として説明したが、感光体に限らず、トナーの付着した移動部材であれば、例えば転写ベルトであっても構わない。
【００２１】
また、上記クリーニング手段をプロセスカートリッジとして構成しても良い。プロセスカートリッジの場合、どこか一部分に異常が発生すれば、異常のない部分を含んだカートリッジそのものを破棄することになってしまうため、破棄コストが高い。
しかし、上記クリーニング手段をプロセスカートリッジとして構成することで、良好なクリーニング性能を維持することができ、プロセスカートリッジの寿命を延ばすことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、クリーニングブレードのエッジ近傍に低摩擦部分が設けられているので、クリーニングブラシで除去しきれないトナーがあっても、クリーニングブレードで除去するとともに、クリーニングブレードへのトナー量が少なくても、ブレードがめくれることなく、さらにクリーニングブラシ及びクリーニングブレードで除去しきれなかったトナーがあっても導電性ローラで除去することで、良好なクリーニング状態を維持する画像形成装置を提供することができる。
また、請求項２に記載の本発明によれば、クリーニングブラシでのトナー除去を電気的及び機械的に行うので、より確実にトナー除去が可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２３】
さらに、請求項３に記載の本発明によれば、クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分が、非常に硬質のダイヤモンド状炭素膜をコーティングすることで形成されているので、耐磨耗性に優れ、本発明の効果を長期に渡り維持することが可能な画像形成装置を提供することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明によれば、クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分がフッ素系の薄膜シートを接着することで形成されているので、安価な構成で本発明の効果を長期に渡り維持することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２４】
さらに、請求項５に記載の本発明によれば、クリーニングブラシの回転が被クリーニング面である移動部材の移動に対して速度差を持っているため、トナーとクリーニングブラシとの接触確率を高めることができ、より確実なトナー除去力を得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
さらに、請求項６に記載の本発明によれば、クリーニングブラシにはループ状のブラシの毛が少なくとも一部分に設けてあるので、クリーニングブレードでは除去しきれない異物を除去することができ、良好なクリーニング性の画像形成尾須知を提供することができる。
【００２５】
さらに、請求項７に記載の本発明によれば、交流と直流を重畳したバイアスを導電性ローラに印加するのでトナー除去能力がさらに向上する。
さらに、請求項８に記載の本発明によれば、クリーニング用導電性ローラに帯電機能を持たせているので、クリーニング専用に導電性ローラを具備する必要がなく、コストアップ及び装置の大型化を抑えた画像形成装置を提供することができる。
さらに、請求項９に記載の画像形成装置によれば、導電性ローラを移動部材と非接触とすることで、導電性ローラがトナーの付着した移動部材表面を汚染すること、及び、導電性ローラの変形を防止可能な画像形成装置を提供することができる。
さらに、請求項１０に記載の画像形成装置によれば、高信頼性のクリーニング装置をプロセスカートリッジとして構成することで、従来までのクリーニング不良の発生による、他の異常のない部分までをも破棄するというコストの面での不利を防止し、プロセスカートリッジの特徴である高メンテナンス性を生かすことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置におけるクリーニング手段の構成を示す概略図である。
【図２】クリーニングブレードのエッジ近傍に設けられた低摩擦部分を示す概略図である。
【図３】クリーニングブラシのトナー回収方法を示す図である。
【図４】クリーニングブラシの毛の形状を示す概略図である。
【図５】クリーニングブレードがめくれた状態を示す図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  クリーニングブラシ
３  ブラシニップ部
４  クリーニングブレード
５  ホルダ
６  芯金
７  フリッカー
８  エッジ近傍までを含んだ範囲
９ａ  トナー
９ｂ  トナー（クリーニングブラシで除去できなかったもの）
９ｃ  トナー（クリーニングブレードで除去できなかったもの）
１０  バイアスローラ
１１  ブレード
１２  導電性ローラ
１３  ローラニップ部
Ａ  感光体回転方向
Ｂ  クリーニングブラシ回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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