(57)【要約】【課題】フルカラー画像形成装置において、高画質化のためトナーの小粒径化、球形化が進められているが、従来のクリーニングブレードを用いたクリーニング装置では、像担持体表面の転写残トナーの完全除去が困難で、クリーニング不良が発生するという問題が生じている。クリーニング不良を起こしたトナーは、スジ状にすり抜けるため、次に出力される画像形成時にスジ状の画質欠陥となる。【解決手段】円形度０．９６以上の球形、小径トナーによるクリーニングブレードを通過したスジ状のすり抜けトナー１１を、パイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシ２によって効果的に散らして、不具合のない画像形成装置を提供する。特にカウンター方向に接触回転する帯電ブラシのパイル長Ｌと、感光体に対する食い込み量ρとの関係を０．４＞ρ／Ｌ＞０．０５とすることで良好な清掃が行える。【選択図】図２
2007108656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、帯電手段と、ブレード形態の転写残トナー清掃手段とを有し、円形度０．９６以上の球形トナーを使用する画像形成装置において、前記帯電手段は、前記感光体とカウンター方向に接触回転するパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシを備え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、前記帯電ブラシのパイル長Ｌと、前記感光体に対する食い込み量ρとの関係が、０．４＞ρ／Ｌ＞０．０５であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体と、帯電手段と、ブレード形態の転写残トナー清掃手段とを有し、円形度０．９６以上の球形トナーを使用する画像形成装置において、前記帯電手段は、前記感光体との周速比が２以上である同方向に接触回転するパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシのパイル長Ｌと、前記感光体に対する食い込み量ρとの関係が、０．５＞ρ／Ｌ＞０．０６であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段と、感光体とを一体に支持したことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に装着された、感光体等の被帯電体を帯電するためのブラシ帯電手段に関するものである。また該帯電手段を備えたプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体表面を帯電、露光して形成した静電潜像に着色トナーで現像して可視像としてのトナー像を形成し、このトナー像を転写紙等の被転写体に転写し、これを熱ロール等で定着して画像を形成する。一方、トナー像の転写を終えた像担持体表面には、一般に未転写のトナーが残留するため、この残留トナーを、次の画像形成プロセスに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。また、一般的に、クリーニング手段により、像担持体表面に付着した他の異物も、残留トナーと共に取り除いている。
この転写後の残留トナーを除去するクリーニング手段としては、ファーブラシ、磁気ブラシ等を使用するものや、材質が弾性体であるクリーニングブレードを使用するもの等各種のものが使用されているが、クリーニングブレードにて像担持体を摺擦してトナーを掻き落とす手段が、安価で且つ性能安定性が高いことから一般的に使用されている。そして、クリーニングブレードの材質として用いられる弾性体には、耐摩耗性に優れているポリウレタンゴムが多く使用されている。
【０００３】
近年、特にフルカラー画像形成装置において高画質化が進み、その高画質化のための一つの方向として、トナーの小粒径化、球形化が進められるようになってきている（例えば、特許文献１  参照。）。小粒径化により、像担持体表面に形成されるトナー画像のドットの再現性を向上させることができ、球形化することで現像性、転写性を向上させることができる。
この高画質化のためのトナーを球形化させる方法としては、従来の粉砕方法に代わり、化学反応である重合反応を伴う重合トナーの製法が採用されてきている。この重合トナーの製法としては、同じ重合反応の範疇であるものでも、何種類か製法に違いがあるが、粉砕トナーに見られるような粉砕分級工程が必要ない、あるいはこの工程が大幅に軽減できるという利点を有している。
ところが、小径トナー、球形トナーを使用した場合に、従来のクリーニングブレードを用いたクリーニング装置では、像担持体表面の転写残トナーの完全除去が困難で、クリーニング不良が発生するという問題が生じている。
【０００４】
この小径トナーや球形トナーを用いた場合のクリーニング不良の発生原因については、次のような理由によるものと考えられる。クリーニングブレードを用いたクリーニング方式では、前述のようにゴムブレードにて像担持体を摺擦してトナーを掻き落としているため、像担持体とゴムブレードとの摩擦抵抗によりゴムブレードのエッジ先端が変形し、両者間に微小なくさび状の空間を形成している。この空間には、小径のトナーであればあるほどエッジ先端に侵入しやすく、エッジ先端に侵入したトナーは入れ替わり難く、非流動領域を形成する。
また、球形トナーは、不定形トナーと比較して最密充填し易いため、クリーニングブレードのエッジと像担持体との接触点近傍の微小な空間で圧密化されやすい。非流動領域のトナーと像担持体との摩擦抵抗が比較的小さく、トナーが像担持体に対して滑っている状態では、クリーニング不良は発生しないが、像担持体との摺擦による外添剤の離脱等によりトナーと像担持体の摩擦力が増加すると、球形トナーは転がり摩擦が従来の粉砕不定形トナーと比べて小さいため、クリーニングブレードと像担持体の間で転がり始め、すり抜けてしまうと考えられるのである。
【０００５】
このようなクリーニング不良を起こしたトナーは、スジ状にすり抜けるため、次に出力される画像形成時にスジ状の画質欠陥となり、特に帯電装置が接触ローラ帯電器の場合などは、クリーニングブレードにより取り切れなかった（クリーニングされなかった）スジ状トナーが帯電ローラなどの接触帯電器にスジ状に堆積し帯電不良を引き起こしてしまう。また、帯電部でのスジ状の帯電不良や、露光部ではスジ状に露光蹴り、さらにこのスジ状トナーが現像で回収することなく転写されてしまうことで、スジ画像を引き起こす。とりわけトナーの円形度（円形度についての詳細は後述する。）が１に近くなるようなトナー、すなわち、球形（真球）に近いトナーでは顕著にクリーニング性が悪化する。また円形度が０．９５以下の形状のトナーであっても、形状分布を有することから、ほぼ球形のトナーが存在し、経時的にクリーニング性が悪化する傾向にある。
そこで、球形トナーを用いる画像形成装置の像担持体上の残留トナーを効率よく除去するために、転写後の感光体表面の残留トナーを掻き取るクリーニングブレードと、クリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に配置され、残留トナーを粉砕して感光体上に微粒トナーを生成するクリーニングブラシとを備えたクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献２  参照。）。
しかし、残留トナーを粉砕して感光体上に微粒トナーを生成するクリーニングブラシを備えるために装置が大型化するだけでなく、樹脂からなるトナーを粉砕することは非常に困難で、仮に粉砕できるとしても像担持体表面に対するダメージが発生し、画像品質が低下することになる。
【０００６】
そこで、本発明では、クリーニング不良によってクリーニングブレードを通過したスジ状のすり抜けトナーを、感光体に回転接触させた帯電ブラシで効果的に散らすことによって、露光部での露光蹴りを抑制することを検討した。帯電ブラシは、クリーナレスシステムの製品にも一部採用されているようにトナーを散らす性能が高く、また帯電ブラシ中にトナーが蓄積しても、蓄積トナーを吐き出す吐き出しシーケンスを備えることにより帯電ブラシ中の蓄積トナーを制御することが可能となり、帯電ブラシの帯電機能を維持できる。
しかし、クリーニングブレードにより取り切れなかったトナーはクリーニングブレードの押圧されたニップを通過することにより、感光体に強く押し付けられ感光体との付着力が増すため、トナーを効果的に散らすことが必要である。また、強く接触させると感光体の研磨ムラによる円周方向の濃度ムラを引き起こしてしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開平２００４−１１７４３８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、球形、小径トナーによるクリーニングブレードを通過したスジ状のすり抜けトナーを帯電ブラシによって効果的に散らして、不具合のない画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明では、感光体と、帯電手段と、ブレード形態の転写残トナー清掃手段とを有し、円形度０．９６以上の球形トナーを使用する画像形成装置において、前記帯電手段は、前記感光体とカウンター方向に接触回転するパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシのパイル長Ｌと、前記感光体に対する食い込み量ρとの関係が、０．４＞ρ／Ｌ＞０．０５であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、感光体と、帯電手段と、ブレード形態の転写残トナー清掃手段とを有し、円形度０．９６以上の球形トナーを使用する画像形成装置において、前記帯電手段は、前記感光体との周速比が２以上である同方向に接触回転するパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシを備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の画像形成装置において、前記帯電ブラシのパイル長Ｌと、前記感光体に対する食い込み量ρとの関係が、０．５＞ρ／Ｌ＞０．０６であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段と、感光体とを一体に支持したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、球形、小径トナー使用でクリーニングブレードを採用したとき、通過したスジ状のすり抜けトナーが発生しても、帯電ブラシによって効果的に散らすことで、露光蹴りや現像で回収されず画像にスジが発生することを抑制することが出来、不具合のない画像が、コストアップすることなく得られることができる。
感光体とカウンター方向に接触回転するパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシとすることで、付着力の強い感光体上トナーを効果的に散らすとともに、感光体の磨耗過多を防ぎ長期に渡って良好な画像を得ることができる。
上記構成において、パイル長Ｌと食込み量ρの関係が０．４＞ρ／Ｌ＞０．０５とすることで、帯電ブラシによる散らし効果と感光体磨耗過多を両立させることができる。
感光体との回転周速比が２以上である同方向に接触回転するパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシとすることで、付着力の強い感光体上トナーを効果的に散らすとともに、感光体の磨耗過多を防ぎ長期に渡って良好な画像を得ることができる。
上記構成において、パイル長Ｌと食込み量ρの関係が０．５＞ρ／Ｌ＞０．０６とすることで、帯電ブラシによる散らし効果と感光体磨耗過多を両立させることができる。
上記のそれぞれの構成に着脱可能なプロセスカートリッジであって、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段と、感光体とを一体に支持したことによって、球形、小径トナーによるクリーニングブレードを通過したスジ状のすり抜けが発生してもコストアップすることなく、不具合のない画像を得ることができる画像形成装置を実現させ、さらに作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明を適用できる画像形成装置の一例を示す図である。
同図において符号１は感光体、２は帯電手段としての帯電器、３は光ビーム、４は現像手段としての現像器、５は転写ロール、６は定着装置、７はクリーニング手段としてのクリーニング装置、１０は記録シート搬送経路、１１は転写残トナーをそれぞれ示す。ただし転写残トナー１１は誇張して示してある。
このレーザビームプリンタは、表面に感光層が形成されると共に矢線方向へ回動する像担持体としての感光体１と、この感光体１を一様な背景部電位に帯電させる帯電器２と、画情報に応じて変調された光ビーム３で感光体１の表面を露光する図示外の露光ユニットと、露光によって感光体１上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器４と、感光体ドラム１上に現像されたトナー像を記録シートに転写する転写ロール５と、トナー像の転写が終了した感光体ドラム１の表面を清掃するクリーニング装置７とを備えている。これらの機器により、感光体ドラム１の周囲では、かかる感光体ドラム１の回転に伴って帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程が順に行われ、記録シートに転写するトナー像を連続的に形成することができるように構成されている。
【００１４】
本実施例では、感光体１のプロセススピードを１００ｍｍ／ｓｅｃとし、上記現像器４で使用される現像剤としてはトナーによる一成分現像剤を用い、非接触現像法によって感光体ドラム１上の静電潜像の現像を行った。現像剤を保持して回転する現像ロールは感光体１の周速の１．５倍、すなわち１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転しており、感光体ドラム１と現像ロールとの間に１５０μｍのギャップを設け、現像バイアス電圧を印加して、露光により形成された静電潜像の画像部を現像するようにした。かかる現像バイアス電圧としてはＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したものを用い、ＤＣ成分は−３００Ｖ、ＡＣ成分はピーク・トゥ・ピーク電圧ＶＰＰが１．０ｋＶ、周波数２．０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ０．６の矩形波とした。上記帯電器２としては通常、帯電ローラを使用して、ＤＣバイアス−１１００Ｖを印加することで感光体ドラム１を−５００Ｖの背景部電位に帯電させる一方、露光による画像部電位を−１００Ｖとした。帯電ローラは軸径φ６ｍｍのＥＰＤＭによる肉厚２．５ｍｍの外径φ１１ｍｍとし、表層にはシリコン層を設けて１０４〜１０６Ωの抵抗を有し、バネ押し当てにより圧接させて感光体に対して従動回転させている。
【００１５】
記録シートや中間転写体へトナー像を転写した後の像担持体の表面には、転写されなかったトナーが残留するため、トナー像の転写部位の下流側にクリーニング装置７が設けられており、ウレタンゴム等による厚さ２〜５ｍｍ程度のクリーニングブレードで構成されている。かかるクリーニングブレードは先端エッジを像担持体の表面に圧接させ、かかる先端エッジで像担持体の表面からトナーを掻き落とすようにしていて、クリーニングブレードの先端エッジと像担持体との圧接力は、クリーニングブレードの撓み量を調整することによって容易に決定することができる。本実施例では圧接力４０Ｎ／ｍ、圧接角２５°で設定した。上記トナーとしては、乳化重合法により作成され、コールターカウンター（コールター社製）で測定した体積平均粒径が６．５μｍのものを用いた。必ずしもこの粒径である必要はなく、３〜９μｍのものを使用することができる。また、トナーには平均粒径１０〜１５０ｎｍのシリカ等の無機微粒子を外添剤として適宜量添加した。このときのトナーの帯電量は、感光体ドラム１に対向する現像ロール上で−１０〜−４０μＣ／ｇであり、静電潜像の現像によって感光体ドラム１へ付着したトナーの帯電極性は負極性であった。尚、トナーは乳化重合法以外の、例えば懸濁重合法、溶解懸濁法、混練粉砕法等により作成しても良い。
【００１６】
トナーの形状については円形度という指標で表されるが、かかる形状係数は任意の粒子の投影像を考えたとき、その投影像の面積をＡ１、投影像の周囲長をＬ１とする。この面積Ａ１と等しい面積を持つ円を考え、その周囲長をＬ２とする。円形度（Ｓ）はＬ２とＬ１の比（Ｌ２／Ｌ１）によって定義される。円は面積当たりの周囲長が最も短い閉曲線であるから、Ｌ１≧Ｌ２、すなわち、０≦Ｓ＝Ｌ２／Ｌ１≦１であり、１に近いほど、トナーの形状は球形に近似している。また、かかる円形度を求める場合は、トナー粒子複数個に対して計算を行い、その平均値を代表値として表している。そして、本実施例では円形度が高いの球形トナーを用いた。トナーの形状が球形状に近いと、トナー像を記録シートに転写する際に高い転写率が得られ、クリーニング装置７で感光体ドラム１上から除去しなければならない未転写残留トナーが低減し、かかるトナーをクリーニング装置７から回収するためのボトルサイズを小さくすることができるので、プリンタ内のスペースや回収ボトルのコストを低減することが可能となる。ところが、上述のような構成を有する従来の画像形成装置は、トナーを除去するために過度な線圧の設定となる場合があり、感光体表面を過度に磨耗したり、ブレード自体が磨耗破損するなどして、感光体１の高耐久化や長寿命化が難しいという問題があった。さらに、トナーの球形化、小径化にともない円形度が高くなり、粒径が小さくなるほどトナーの除去手段をトナーがすり抜けやすくなってトナー除去自体が困難になり、線圧設定を高く設定せざるを得なくなって上記の課題は顕著になる。このような問題は、以下に説明する各実施形態に係る画像形成装置を用いることにより解決することができた。
【００１７】
図２は本発明の構成を説明するための図である。
同図において、クリーニング装置７は、クリーニングブレードで構成されており、かかるクリーニングブレードの感光体回転方向下流側には、クリーニングブレードで除去できなかったトナーを散らすための帯電ブラシ接触部材２が配設されている。クリーニングブレードは感光体１上の転写残トナー１１を除去するトナー除去機能と感光体１の表面を研磨する研磨機能を有しているが、球形トナーなどを使用したときトナー除去機能が不足しトナーがすり抜けるため、トナーを効果的に散らす機能を帯電ブラシに付加したものである。
【００１８】
図３、４は中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置を示す図である。
両図において符号２０は中間転写体、２１は転写部、２２は転写紙をそれぞれ示す。
本発明はこれらの画像形成装置にも適用することができる。
図３に示したフルカラー画像形成装置は、図２に示すような構成の画像形成手段を、中間転写体２０に沿って複数個（ここでは、４個）配置して構成されたタンデム型の画像形成装置である。このタンデム型の画像形成装置では、各画像形成手段の感光体１上に形成したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を中間転写体２０に順次重ね合わせて１次転写する。次に、転写部２１で中間転写体２０上のカラートナー画像（１次転写画像）を転写紙２２に２次転写する。一方、図４に示したフルカラー画像形成装置は、上記現像装置４が、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを１つの感光体１に供給する４個の現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋで構成されている。この１ドラム型のフルカラー画像形成装置では、各現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋの動作を切りかえることで、１つの感光体１上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が順次形成される。その後、上記タンデム型の画像形成装置と同様に、感光体１上に形成したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を中間転写体２０に順次重ね合わせて１次転写する。次に、転写部２１で中間転写体２０上のカラートナー画像（１次転写画像）を転写紙２２に２次転写する。
【００１９】
トナーを散らす帯電ブラシ部材について説明する。転写残トナーはクリーニングブレードによって全て回収されない時、クリーニングブレードをすり抜ける。クリーニングブレードによって押圧されてこすられるため、もともと感光体との付着力の強いトナーがすり抜けたり、トナーが変形して感光体との接触面積が増すなどして感光体との付着力が増すことで、付着力の強いトナーが集まってスジ状ですり抜ける。トナーが集まった状態ではさらにトナー同士の付着力が生じる。この状態のトナーは、感光体への帯電時に放電、注入をさえぎって感光体の帯電不良となり、露光時には，光ビームをさえぎって感光体の露光不良を起こす。さらには、現像時には白紙部においての感光体上のマイナストナーを現像器に回収される電位条件でも、トナーがスジ状に集まって付着力が強い状態であるため現像器に回収されることなく、記録シートや中間転写体へ転写されて、記録シート上の画像においてスジを引き起こす。接触現像を用いた場合においても同じ現象が確認できている。
【００２０】
異なる円形度トナーを使用し、帯電ローラを搭載して、Ａ４用紙５千枚プリントを実施したときの、拭き残しスジ画像の発生の有無を確認した結果を表１に示す。同表において、○は現象が生じていない状態、×は現象が生じている状態を示す。以下の表においても同様である。
【００２１】
【表１】
2007108656.tif 000003
【００２２】
０．９６以上の円形度で拭き残しスジが発生していることがわかる。これに対し、散らし手段を備える帯電ブラシ用い、効果的に設置した場合には、スジ状でのすり抜けた付着力が強いトナーの集まりを散らすことで、トナーの付着位置から一度剥離され移動するため付着力が下がる。またトナーが分散してトナー間に距離ができることでトナー同士の付着力も生じない状態となる。このようにトナー粒子１つ１つが離れているため、帯電時の放電、注入または露光時の光ビームをさえぎることがない。仮にさえぎっても１粒子分であるため画像品位を落とすことはない。また、現像時には、感光体との付着力が下がっている状態となるため、現像で回収されやすく、現像後は感光体上にトナーが残らないため、良好な画像を得ることができる。
本発明の有効性を確認するため、円形度０．９９のトナーを使用し、１本のパイル太さが２デシテックスの帯電ブラシを、食込み量０．５ｍｍに設定して設置し、感光体に対して１ｒｐｍのカウンター回転させて、パイル長（単位ｍｍ）とパイル密度（単位万本／平方ｉｎｃｈ）の違う帯電ブラシでＡ４用紙５千枚プリントを実施し、トナーの散らし性能と帯電性能を確認する実験を行った。実験結果を表２示す。
【００２３】
【表２】
2007108656.tif 000004
【００２４】
この実験結果から、カウンター回転においてパイル長３ｍｍ以下で密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシとすることで、トナーが散らされてすり抜けによるスジ画像が発生しないとともに、ブラシ帯電で均一に帯電させてムラのない良好な画像を得られることが確認できた。帯電ブラシはナイロン、アクリルのほかポリプロピレン、ポリエステルでもよく、１０３〜１０９Ωの抵抗であれば帯電性能は得られ、パイル太さは太い方が散らし効果は高いが２デシテックス以下でも散らし効果は確保できる。
表２の実験結果から、効果的にトナーを散らして拭き残しスジのない画像を得ることができたが、帯電ブラシの感光体への接触状態が強いと耐久末期においては、ブラシのパイルが強く感光体を削り凸凹な形状となってしまい感光体の研磨ムラが発生する。このため帯電ブラシの接触状態を適度に調整することで、感光体を均一に研磨しさらに長期にわたって良好な画像を得ることができる。
円形度０．９９のトナーを使用し、ナイロンによる密度２０万本／平方ｉｎｃｈでパイル太さが２デシテックスの帯電ブラシを設置し、感光体に対して１ｒｐｍのカウンター回転させて、パイル長とブラシ食込み量の違う帯電ブラシでＡ４用紙２万枚プリントを実施し、感光体の研磨ムラを確認する実験をした。実験結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
2007108656.tif 000005
【００２６】
この実験結果からパイル長Ｌ、ブラシ食込み量ρの時、０．４＞ρ／Ｌ＞０．０５で散らし効果を維持しつつ感光体研磨ムラの発生しない良好な画像が長期にわたって得られた。
ここで、帯電ブラシを感光体と同方向に回転させる時はすり抜けトナーを散らす能力は低下するが、その周速を上げることによって付着力の強いトナーを強く剥離させることができ、カウンター回転と同様にトナーを散らす効果が得られる。円形度０．９９のトナーを使用し、食込み量０．５ｍｍに設定した１本のパイル太さが２デシテックスの帯電ブラシを設置し、感光体に対して感光体と同方向に回転させて、回転時の周速を変化させ、パイル長とパイル密度の違う帯電ブラシでＡ４用紙５千枚プリントを実施し、トナーの散らし性能と帯電性能を確認する実験を行った。実験結果を表４に示す。この実験結果から、感光体と同方向回転においても周速比θが２以上で、パイル長が３ｍｍ以下で、密度２０万本／平方ｉｎｃｈ以上の帯電ブラシとすることで、トナーが散らされてすり抜けによるスジ画像が発生しないとともに、ブラシ帯電で均一に帯電させて良好な画像を得られることが確認できた。
【００２７】
【表４】
2007108656.tif 000006
【００２８】
表４の実験結果から、効果的にトナーを散らして拭き残しスジのない画像を得ることができたが、帯電ブラシの感光体への接触状態が強いと耐久末期のおいては、ブラシのパイルが強く感光体を削り凸凹な形状となってしまい感光体の研磨ムラが発生する。このため帯電ブラシの接触状態を適度に調整することで、感光体を均一に研磨しさらに長期にわたって良好な画像を得ることができる。円形度０．９９のトナーを使用し、密度２０万本／平方ｉｎｃｈでパイル太さが２デシテックスのナイロン製帯電ブラシを設置し、感光体に対して周速比θ＝２で感光体と同方向に回転させて、パイル長とブラシ食込み量の異なる帯電ブラシでＡ４用紙２万枚プリントを実施し、感光体の研磨ムラを確認する実験をした。実験結果を表５に示す。この実験結果からパイル長Ｌ、ブラシ食込み量ρの時、０．５＞ρ／Ｌ＞０．０６で散らし効果を維持しつつ感光体研磨ムラの発生しない良好な画像が長期にわたって得られた。
【００２９】
【表５】
2007108656.tif 000007
【００３０】
これまで説明してきた本発明の画像形成装置において、帯電手段、現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段と、感光体とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱自在に構成したプロセスカートリッジを用いるようにすることができる。
本発明においては、上述の感光体、帯電装置手段、現像手段及びクリーニング手段等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して、着脱可能に構成する。これにより、本発明の帯電手段を備え、作像手段の少なくとも一つをカートリッジとして一体化したので、クリーニングブレードのすり抜けによるスジのない良好な画像品質を維持する現像装置を実現させ、さらに作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用できる画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の構成を説明するための図である。
【図３】中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置を示す図である。
【図４】中間転写体を用いたフルカラー画像形成装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１      感光体
２      帯電器
４      現像器
７      クリーニング装置
【図１】
2007108656.tif 000008
【図２】
2007108656.tif 000009
【図３】
2007108656.tif 000010
【図４】
2007108656.tif 000011