(57)【要約】【課題】感光体ドラム寿命にわたって、連続大量印字下で、画像欠陥の要因となる接触帯電手段への異物付着を抑制する。【解決手段】トナー像形成後に感光体ドラム１０上に残存するトナーをクリーニングするクリーニング手段１３と、クリーニング後の感光体ドラム１０を一様帯電する接触帯電手段１と、接触帯電手段１に接触するクリーニングブラシローラ２と、クリーニング手段１３と接触帯電手段１との間に配置されクリーニング手段１３をすり抜けた粒子をクリーニングする第１弾性部材３とを備え、第１弾性部材３を撓ませて感光体に圧接させる。第１弾性部材３を感光体ドラム１０に押し付ける第２弾性体４をさらに備え、第１弾性部材３の感光体ドラム１０への圧接力を一定に保持する。クリーニングブラシローラのブラシ材料は、単糸繊度が１〜１０Ｔであり、密度が４０〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像形成後の感光体上に残存するトナーをクリーニングするクリーニング手段と、
前記感光体に接触し前記クリーニング後の前記感光体を一様帯電する接触帯電手段と、
前記接触帯電手段に接触するブラシと、
前記クリーニング手段と前記接触帯電手段との間に配置され、クリーニング手段をすり抜けた粒子をクリーニングする第１弾性部材と、
前記第１弾性部材を前記感光体に押し付ける第２弾性体を備え、
前記第１弾性部材の前記感光体への圧接力を一定に保持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシは、単糸繊度が１デシテックス以上で１０デシテックス以下であり、密度が４０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上で３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１弾性部材は、ウレタンシート、ポリエチレンシート、又はウレタン発砲スポンジであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２弾性部材は、ウレタン発砲スポンジであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録体に定着する定着手段と、
前記転写後の前記感光体上の残留電位を除去する除電手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触帯電部材を有する電子写真画像形成装置に関し、特に、画像形成終了後に感光体上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段と、感光体を一様帯電する接触帯電手段との間に、さらにクリーニング用弾性部材を配置する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体に接触して感光体を一様帯電する帯電手段を搭載した画像形成装置においては、接触帯電手段に付着する紙粉やトナーなどの異物が画像欠陥となるため、種々対策案が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された「接触帯電装置」では、接触帯電手段に弾性層とフェルト層とを積層したクリーニング部材を取付け、接触帯電手段と感光体との接触面にトナーや紙粉などの異物が入り込むことを防止する。また、接触帯電手段と感光体とクリーニング部材との間の空間とに囲まれた空間が狭く閉じているので、空中に浮遊している紙粉などの付着を防止することが出来る。
【特許文献１】特開平７−７２７０９号公報（図１、段落００３３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、帯電ローラを汚染する異物としては、サブミクロンオーダーのトナー外添材と数十〜数百ミクロンオーダーのトナー凝集物および紙粉などがある。トナー外添材は定常的にクリーニングブレードからすり抜けて帯電ローラを汚染し、特に汚染の激しい部分は帯電性能が低下することによってカブリが発生する。一方、トナー凝集物および紙粉のすり抜けは、発生頻度は低いが、特にドラムユニットをマシンから脱着するなどブレードエッジ部のトナー状態を変化させた後に発生しやすく、ドラムと帯電ローラのニップ部で強固に帯電ローラに付着することによって画像欠陥が生じる。
【０００５】
しかし、ブレード方式によるクリーニングでは、数十〜数百ミクロンオーダーのトナー凝集物および紙粉は除去できるものの、サブミクロンオーダーのトナー外添材を除去することは困難であり、帯電部材のトナー外添材汚染による帯電ムラは防ぎようがない。
【０００６】
また、特にアモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ）ドラムを使用した場合、特許文献１のような方式でトナー凝集物などをトラップした場合、クリーニング部材の圧接力によってドラム表面がわずかに筋状に削れ、その部分がドラムとクリーニングブレードの隙間を発生させ、トナー外添材のすり抜けが多量に発生し、帯電ローラを筋状に汚すことによって画像に縦筋を発生させてしまうことが明らかになった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、接触帯電手段を搭載した画像形成装置において、感光体ドラム寿命にわたって、画像欠陥の要因となる接触帯電手段への異物付着を効果的に抑制することである。また、耐久条件下における異物付着防止効果の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、第１に、本発明の画像形成装置では、トナー像形成後に感光体上に残存するトナーをクリーニングするクリーニング手段と、感光体に接触し、クリーニング後の感光体を一様帯電する接触帯電手段と、接触帯電手段に接触するブラシと、クリーニング手段と接触帯電手段との間に配置され、クリーニング手段をすり抜けた粒子をクリーニングする第１弾性部材とを備え、第１弾性部材を撓ませて感光体に圧接させる。さらに、第１弾性部材を感光体に押し付ける第２弾性体を備え、第１弾性部材の感光体への圧接力を一定に保持する。
【０００９】
本発明では、第２に、ブラシは、単糸繊度が１デシテックス以上で１０デシテックス以下であり、密度が４０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上で３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下である。
【００１０】
本発明では、第３に、第１弾性部材は、ウレタンシート、ポリエチレンシート、又はウレタン発砲スポンジである。
【００１１】
本発明では、第４に、第２弾性部材は、ウレタン発砲スポンジである。
【００１２】
第５に、本発明の画像形成装置は、感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、トナー像を記録体に転写する転写手段と、トナー像を記録体に定着する定着手段と、転写後の感光体の残留電位を除去する除電手段をさらに備える。
【００１３】
本発明によれば、第１に、第１弾性部材と、ブラシとにより、感光体の傷が低減され、接触帯電手段の縦筋も低減される。さらに、第１弾性部材が永久変形を起こしても、第２弾性部材により確実に感光体に圧接することが出来る。
【００１４】
本発明によれば、第２に、クリーニングブレードをすり抜けたトナー外添材を散らして均すことで、帯電性能の劣化を抑制できる。
【００１５】
本発明によれば、第３に、第１弾性部材を感光体ドラムの回転方向に撓ませることが出来る。
【００１６】
本発明によれば、第４に、第１弾性部材との組み合わせにおいて好適な第２弾性部材が提供される。
【００１７】
本発明によれば、第５に、耐久条件下における異物付着防止効果の低下を抑制し、画像欠陥の発生を抑制することができる。
【００１８】
このように、本発明では、帯電ローラとその上流側にクリーニングブレードを有するシステムにおいて、帯電ローラに所定の単糸繊度範囲と密度範囲のブラシを当接し、なおかつドラム回転方向下流側に向かって撓みながらドラムに接触する第１弾性部材をクリーニングブレード−帯電ローラ間にて当接し、さらにこの第１弾性部材のドラムと反対側に第２弾性部材を第１弾性部材と接触するように設置して、第１弾性部材の変形によるドラムへの圧接力低下を抑制する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、接触帯電手段を搭載した画像形成装置において、感光体ドラム寿命にわたって、連続大量印字下でも、画像欠陥の要因となる接触帯電手段への異物付着を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。但し、本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等に特定的な記載があっても、本発明をそれに限定する趣旨ではない。
【００２１】
図１は、本実施形態の画像形成装置の概念図である。
【００２２】
感光体１０の周囲には、用紙Ｐにトナー像を転写した後、残留トナーをクリーニングするためのクリーニングブレードなどのクリーニング手段１３が配置される。その下流に、残留電位を除去し、次回の画像形成に備えるため、除電手段１４が配置される。その下流に、第１弾性部材３が撓んで感光体ドラム１０に当接しており、さらに、第１弾性部材３の背面から第２弾性部材４が押し当てられ、圧接力を確保する。その下流に、接触帯電ローラ１とこれに接触するブラシローラ２が配置される。その下流で図示しない露光手段により画像露光が行われ静電潜像が形成される。その下流で静電潜像は現像器１１によりトナー像として現像される。その下流でトナー像は転写手段１２により用紙Ｐに転写される。最後に、感光体１０から離脱した用紙Ｐは、加熱ローラ１５と加圧ローラ１６のニップに入り、トナー像が用紙Ｐに定着される。
【００２３】
以下、画像形成プロセスに従って、各部について説明する。
【００２４】
感光体ドラム１０表面の潜像保持体としては、有機または無機の、従来公知の種々の感光体が使用できる。このうち、無機の感光体としては、例えば、導電性基体上に、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム等の無機光導電材料の薄膜からなる感光層を形成したもの等が挙げられる。また、有機の感光体としては、導電性基体上に、単層型または積層型の、有機の感光層を形成したものが挙げられ、このうち単層型の感光層としては、電荷発生剤、電荷輸送剤等をバインダ樹脂中に分散させたものが挙げられる。また、積層型の感光層としては、電荷発生剤からなる電荷発生層と、電荷輸送剤をバインダ樹脂中に分散させた電荷輸送層とをこの順に、または逆の順に積層したもの等が挙げられる。
【００２５】
潜像保持体としての感光体の表面に静電潜像を保持させるためには、弾性体で被覆した帯電ローラ１に直流電圧、又は、直流重畳交流電圧を印加して、感光体ドラム１０を所定極性に帯電させる必要がある。クリーニングローラ２は、クリーニング手段７をすり抜けた残留トナーや紙粉などが帯電ローラに付着するのを防止するものであり、ブラシローラが好適である。ただし、帯電ローラ２６に限らず、コロトロン・スコロトロンを用いてもよい。
【００２６】
一様帯電後、感光体ドラム１０の感光体上に、図示しない露光手段により、反射原稿を結像するか、画像信号で変調され感光体ドラム１０軸方向に走査されたレーザ光を結像するなどして、静電潜像が形成される。
【００２７】
現像手段（現像ローラ）１１では、例えば、磁性１成分ジャンピング現像方法により、静電潜像を保持する感光体ドラム１と、固定磁石を内蔵して回転し、その表面に、磁性トナーの薄層が形成される現像剤担持体とを、薄層と潜像保持体とが接触しないように間隙を保持して対峙させた状態で、薄層から、磁性トナーを潜像保持体の表面に飛翔させて、静電潜像をトナー像に顕像化する。
【００２８】
その後、形成したトナー像を紙等の被印刷物の表面に転写手段１２により転写し、定着手段（加熱ローラ１５及び加圧ローラ１６）により定着する。加熱ローラ１５は、例えば、アルミにニウム円筒の外周にシリコーンゴムなどを被覆したものであり、円筒内部には、抵抗加熱体や石英ランプなどの熱源を有する。また、加圧ローラ１６は、例えば、アルミにニウム円筒の外周にシリコーンゴムなどを被覆したものである。
【００２９】
感光体ドラム１０の表面に残留した磁性トナーを除去するためのクリーニング手段１３としては、感光体の表面に圧接させた弾性ブレードを用いるのが好ましい。また、弾性ブレードとしては、ゴムや軟質の樹脂等の公知の種々の弾性ブレードを採用することができる。具体的には、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ウレタン樹脂等からなる弾性ブレードが挙げられる。弾性ブレードは、トナーを良好にクリーニング除去すると共に、感光体の表面に圧接痕等を生じないことを考慮すると、１０〜５０ｇ／ｃｍの線圧で圧接させるのが好ましい。
【００３０】
除電ランプ１４は、白色光源などであり、画像形成後の残留電位を除去し、次の画像形成に備える。
【００３１】
以下、実施例について説明する。
【００３２】
接触帯電手段（帯電ローラ）１には、単糸繊度が１デシテックス（Ｔ）以上で１０Ｔ以下であり、密度が４０，０００フィラメント／平方インチ（４０ｋＦ／ｉｎｃｈ２）以上で３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下であるブラシ（ブラシローラ）２が当接されている。材質は導電性ナイロンであり、帯電ローラ１に対して０．５ｍｍ食込み、帯電ローラ１に対して８５％の線速比で回転する。このブラシローラ２によって、クリーニングブレードをすり抜けたトナー外添材を散らして均すことで帯電性能の劣化を抑制できる。ブラシを上述した仕様外とすると、外添材が帯電ローラ１表面に固着し、かえって帯電性能の劣化を招く。
【００３３】
クリーニングブラシローラ２によっては除去不可能なトナー凝集物を、帯電ローラ１よりも上流側でトラップすることを目的として、クリーニング手段（クリーニングブレード）１３と帯電ローラ１の間に第１弾性部材３が配置され、撓んだ形で感光体ドラム１０に圧接している。第１弾性部材３は支持体５３によって圧力を加えられる。第１弾性部材３としては厚さ０．１〜０．２ｍｍ程度のウレタンシート、ポリエチレンシート、ウレタンなどの発泡スポンジの使用が好ましい。
【００３４】
さらに、第１弾性部材３の背面には、第２弾性部材４が圧接される。第２弾性部材４は支持体５４によって圧力を加えられる。第２弾性部材の一部は直接ドラムに接触してもかまわない。第２弾性部材４としては、厚さ１．５ｍｍ以上のウレタンなどの発泡スポンジ、特にポロンなどの永久ひずみが少ない材質が好ましいが、これに限るものではない。この第２弾性部材４が第１弾性部材３を感光体ドラム１０と反対側から支えることによって第１弾性部材３が永久変形を起こしても、ドラムへの圧接力が低下してトナー凝集物トラップ能力がなくなることを防止する。
【００３５】
通紙速度２８枚／分の当社製プリンタを使用して、実施例と比較例での画像上の黒点の発生を比較した。実施例では、３０万枚連続印字でも黒点が発生しなかったのに対して、第２弾性部材４をつけない比較例では、１０万枚で黒点が発生した。この理由は、第２弾性部材４がないと、永久変形した第１弾性部材３が感光体ドラム１０に圧接できなくなるため、トナー凝集物トラップ能力がなくからである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、接触帯電部材を有する電子写真画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態の接触帯電部材を有する電子写真画像形成装置の概念図
【符号の説明】
【００３８】
１    接触帯電手段
２    ブラシ
３    第１弾性部材
４    第２弾性部材
５    支持部材
１０    感光体ドラム
１１    現像手段
１２    転写手段
１３    クリーニング手段
１４    除電手段
１５    加熱ローラ
１６    加圧手段
【図１】
2007264099.tif 000003