【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負帯電型有機感光体の表面に残留した現像剤をクリーニングする新規なクリーニング装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真法による画像形成装置において採用されている潜像形成手段としての感光体の多くには安価である等の理由で負帯電型有機感光体が採用されている。また、生産されている感光体の大半が負帯電型有機感光体である。またデジタル変換処理した露光光を用いる、デジタル機が現在では主流であるため、現像方式には反転現像方式が採用され、感光体の表面電位の極性とトナーの帯電極性は同じである。
【０００３】
上記のような画像形成装置では、一般に、以下のようにして画像形成が行われる。
感光体（負帯電型有機感光体）を負極性に一様に主帯電し、所定の画像情報に基づいての光照射により画像露光して静電潜像を形成する。この場合、光照射部が画像部となり、光が照射されない部分が画像のバックグラウンド部となる。
上記で形成された静電潜像を、現像バイアス電圧が印加された状態で反転現像方式により現像し、感光体表面にトナー像を形成する。即ち、現像剤として使用されるトナー粉末は、現像バイアス電圧との電位差により光照射されて電位が低下した部分に付着する。
このようにして感光体表面に形成され且つ負極性に帯電されているトナー像は、転写ローラや転写用のコロナ帯電器等を用い、静電気力を利用して転写紙に転写される。
トナー像が転写した転写紙は、定着装置に導入され、熱、圧力により、トナー像の転写紙表面への定着が行われる。一方、転写終了後に、感光体表面に残存する転写されなかったトナーがブレードやファーブラシを有するクリーニング装置によってクリーニングされて感光体表面から除去され、さらに必要により除電が行われ、これにより、画像形成行程の１サイクルが完了し、次の画像形成が行われる。
【０００４】
上記クリーニング装置としてトナーとシリコンオイル処理した外添剤とからなる現像剤を使用した場合における、高温高湿下における転写残トナーのブレードすり抜け対策として、感光体表面の周囲に設けられた導電性材料からなる軸部材と、軸部材に植設された絶縁性材料からなるファーブラシと、ファーブラシに衝突する接地された導電性材料からなるフリッカー部材と、ファーブラシより感光体回転方向下流側で感光体表面に圧設されるクリーニングブレードからなる装置を用いる第１の技術が提案されている（特許文献１参照）。
また、上記ファーブラシとしてポリアミド等を用いる第２の技術が提案されている（特許文献２参照）。
さらに，感光体をクリ−ニングするためのクリ−ニングブレ−ドを有する画像形成装置において，感光体に付着したタルク等を除去するために特別のクリ−ニングシ−ケンスを実施し，感光体上に帯状のトナ−像を何本か形成して，トナ−と一緒にタルクを除去する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２３１７４２（請求項及び実施例参照）
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−３３１０７２（段落００４３等参照）
【０００７】
【特許文献３】
特開２０００−０１９９２１（段落００２６〜００３３，００４３等参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、コスト軽減や資源の再利用のため、転写紙として、安価な紙や再生紙等の低品質の紙が多く利用されるようになってきている。特に海外では紙の製造設備が不完全な地域が多く存在し、品質の悪い用紙が用いられる場合が多い。
上記のような低品質の紙には、表面処理剤或いは充填剤として多量のタルクが配合されている場合があり、画像形成を繰り返し行うと、タルクが感光体表面に付着し易い。また、このタルクはマイナスに帯電し易いという性質を有している。さらに用紙重量の１０％以上の量のタルクが含まれる粗悪な紙が用いられる場合もある。
しかるに、負帯電型有機感光体を使用し、上記のような低品質の紙を転写紙として用いると、正帯電型有機感光体を用いる場合ほど顕著ではないが、得られる画像品質が除々に低下し、長期間にわたって良質の画像を得ることが困難となっていた。
その理由は、紙に含まれるタルクが画像形成の繰り返しに伴って感光体表面に少しずつ付着し、感光体表面に薄いフィルム状にタルクの膜が生成されることにより画像形成に支障をきたすためと考えられる。感光体に付着したタルクは通常のクリーニング手段では除去することができず、感光体をクリーニングすることによってかえってタルクを感光体に擦り付けていることが感光体表面にタルクの膜が発生する理由と考えられる。
画像形成の繰り返しに伴って感光体表面に生成されたタルクの薄いフィルム状の膜は前記第１の技術と第２の技術を組み合わせても、タルクの含有量が多い紙を用いた場合には十分に除去することができなかった。
また，特許文献３に記載の方法ではクリ−ニングシ−ケンスを実施するため画像形成の効率が低下し，またクリ−ニングしたとしても転写ロ−ラにトナ−汚れが残留し、転写紙の裏汚れが発生する可能性や、この技術が比較的低速の装置を対象としているため，本願の対象としているような高速機では単位時間当たりのタルクの蓄積量が多くなるために除去しきれない可能性がある。
なお、従来の負帯電型有機感光体は感光層の硬度が低いため、クリーニングブレード等の感光体表面に接する部材との褶擦により表面が徐々に削れることによって、感光体の表面に付着したタルクも一緒に削り取られるため上述のような問題は発生しなかった。また、このような感光体の寿命は数万枚程度の画像形成に耐えられる程度であった。しかしながら近年耐久性がアップした高耐久負帯電有機感光体（耐久寿命は２０万枚以上）が開発され使用されるに伴って上記のような問題の発生が報告されるようになった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、近年使用に供されるようになった表面が磨耗しにくい高耐久タイプの負帯電型有機感光体を使用して画像形成する画像形成装置においても、高品質の転写紙を用いた場合には勿論のこと、タルクを多く含有するような低品質の転写紙を用いた場合にも、長期間にわたって安定して良質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、負帯電型有機感光体の周囲に、少なくとも帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段が配置されている画像形成装置において、
該クリーニング手段は、ファーブラシと感光体の移動方向に対して前記ファーブラシの下流側に配設されたクリーニングブレードとを有し、
該ファーブラシのブラシ材は、非導電性であり且つポリアミドからなっているとともに、該ファーブラシは前記クリーニングブレードによって前記感光体表面から除去された少なくともトナーをクリーニング装置のハウジング内に搬送することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１１】
本発明においては、
（１）前記クリーニング手段において、前記ファーブラシのブラシ材に当接して、該ブラシ材を正極に摩擦帯電させるための帯電手段が設けられていること、
（２）前記ファーブラシのブラシ材に当接して、該ブラシ材を正極に摩擦帯電させるための帯電手段は、グラウンドされた金属板表面に樹脂コートした摩擦帯電板であること、
（３）前記樹脂がポリアセタールまたは含フッ素樹脂であること、
が好適である。
【００１２】
本発明においては、クリーニング手段として、ブラシ材が非導電性で且つポリアミドから形成されているファーブラシを、クリーニングブレードと併用し、このファーブラシを、感光体の移動方向に対して該ブレードよりも上流側に配置し、ファーブラシは前記クリーニングブレードによって前記感光体表面から除去された少なくともトナーをクリーニング装置のハウジング内に搬送することが重要な特徴である。
【００１３】
即ち、本発明者等の研究によると、低品質の転写紙には、表面処理剤或いは充填剤として多量のタルクが配合されており、画像形成を繰り返し行うと、タルクが感光体表面に付着する。このタルクは、マイナスに帯電し易いという性質を有している。
しかるに、負帯電型の有機感光体を用いて反転現像を行った場合には、負極性に帯電されているトナー像を転写紙表面に移行するために、正極性のバイアス電位が印加された転写ローラが使用され、或いは転写紙の背面（トナー像が転写される面とは反対側の面）が正極性にコロナ帯電されるため、正帯電型感光体を用いる場合のように転写電界の影響によって負に帯電しやすいタルクが感光体の表面に移行することはないと考えられるが、タルクが無機鉱物中最も硬度が低い物質であるため、転写紙が感光体と接するとその圧力により、転写紙の表面に存在するタルクが感光体表面に付着してしまうと考えられる。特に転写紙を感光体に圧接する転写ローラを転写手段として用いた場合にはタルクが感光体表面に付着しやすくなる。またタルクは前記のように非常に柔らかい為、感光体に擦り付けられことにより、粘着するように付着すると考えられる。
そのため多くの画像形成装置の感光体のクリーニングに採用されているクリーニングブレード等ではクリーニングすることができないばかりか、さらにタルクを感光体表面に擦り付けてしまうことになる。この感光体表面に付着したタルクは画像形成を繰り返していくうちに、感光体表面にタルクが蓄積し、感光体表面に薄いフィルム状の膜が生成される、いわゆるフィルミングが生じてしまう。このようなタルクのフィルミングが生じると、感光体の表面電位が変化してしまい、良質の画像を得ることが困難となってしまうわけである。これは原因は明確ではないが、負に帯電しやすいタルクが感光体の表面に存在するため正規の感光体の帯電特性からずれが生じるためと考えられる。また感光体の帯電手段として感光体に接触して感光体を帯電させる帯電ローラを用いた場合には感光体に付着したタルクが帯電ローラにも移行するため、感光体の表面電位の変化はより顕著となる。
また、タルクによるフィルミングが感光体表面に形成されると、タルクが吸湿しやすいため、高温高湿環境において、タルクによるフィルミングが形成された感光体表面の抵抗が低下し、いわゆる画像流れが発生することがある。
【００１４】
しかるに、本発明によれば、ブラシ材が非導電性で且つポリアミドから形成されているファーブラシをクリーニング装置に配置すること、及び該ファーブラシのブラシ材に当接して、該ブラシ材を正極性に帯電させるための帯電手段を設けることにより、タルクのフィルミングを有効に防止することが可能となる。
即ち、ポリアミドは、摩擦帯電極系列がプラス側に大きく偏っており、ブラシ材がポリアミドで形成されているファーブラシは、帯電手段との摩擦接触により正極性に帯電する。この結果、感光体の帯電やファーブラシとの摩擦によって負極性に帯電したタルクは、ファーブラシにより感光体表面から引き離されて回収され、或いは感光体表面との付着力が低下しているため、ファーブラシの感光体回転方向下流側に設けられたクリーニングブレードにより容易に回収されるのである。
尚、ブラシ材がポリアミドから形成されていたとしても、導電剤が配合されて導電性を示す場合にはブラシ材自体が帯電しにくく、さらにファーブラシの軸等が導電性でかつグラウンドされた機枠に保持されているような場合には、摩擦電荷はグラウンドに容易に逃げてしまうため、タルクの除去効果は低下してしまう。従って、本発明では、ファーブラシのブラシ材は非導電性であることが必要である。またブラシ材に用いるポリアミドの体積固有抵抗は１０１１〜１０１６Ω・ｃｍに設定することが好適である。
【００１５】
【発明の実施形態】
本発明の画像形成装置の全体構造の概略を示す図１において、この画像形成装置は、負帯電型の有機感光体ドラム１を備えており、この有機感光体ドラム１の周囲には、主帯電を行うための帯電手段２、画像露光を行うための光学系３、現像装置４、転写手段５、クリーニング装置６及び除電手段７が配置されており、感光体ドラム１と転写手段との間に転写紙（図示せず）が通過し、この転写紙上に、感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像が転写されるようになっている。さらに、図示されていないが、転写紙の排出側経路には、定着装置が設けられており、転写紙上に形成されたトナー像の定着が行われるように構成されている。
【００１６】
負帯電型の有機感光体ドラム１は、それ自体公知であり、例えば表面に、電荷発生剤や電荷輸送剤を含有する単分散型感光層を備えたものであってもよいし、電荷発生剤を含有する電荷発生層と電荷輸送剤を含有する電荷輸送層とからなる積層型感光層を備えたものであってもよい。このような負帯電有機感光体ドラムの中で、本願に好適な耐久性の高い、たとえば１０万枚以上の印刷に耐えることが可能な感光体には、特許公報（特開平０７−１９１４７４、特開平１０−２５１３９５、特開２０００−０１９７４６、特開２００１−１８３８５４）に記載のような感光層の結着樹脂にポリカ−ボネ−トを用いたものが好適である。
【００１７】
帯電装置２としては、コロトロン、スコロトロン等のコロナ帯電器や、接触帯電装置である帯電ローラなどが使用され、画像形成に際しては、この帯電装置により、感光体ドラム１の表面が負極性に主帯電される。かかる主帯電は、その表面電位が−２００Ｖ〜−１０００Ｖの範囲となる程度に行われる。
【００１８】
上記の主帯電後に、光学系３により、所定の画像情報に基づいて、レーザやＬＥＤアレイ等の光源からの光を感光体表面に照射することにより画像露光が行われる。この光照射により、光が照射された部分の電位が低下し、静電潜像が形成される。
【００１９】
現像装置４は、例えば内部に多数の磁極を有する固定されたマグネットを備えた現像ローラを備えており、この現像ローラにより、負極性に帯電されたトナーを含有する現像剤を、例えば穂切ブレード等により厚み調整して感光体ドラム１表面と現像ローラの最近接部である現像ニップに搬送し、現像ローラに印加されている現像バイアス電圧と感光体表面に形成された露光部の電位差によって露光部である静電潜像にトナーを付着させて、感光体ドラム１表面にトナー像を形成する。即ち、光が照射されて電位が低下した部分に負帯電したトナーが付着してトナー像が形成される。
現像剤としては、非磁性或いは磁性のトナーからなる一成分系現像剤、非磁性或いは磁性のトナーと磁性キャリヤ（例えば鉄粉、フェライトなど）とからなる二成分系現像剤が使用される。現像は、接触現像で行ってもよいし、非接触現像で行ってもよい。また、現像に際しては、一般に、−５０〜６００Ｖ程度の現像バイアス電位が現像ローラに印加される。また一成分現像剤や二成分現像剤を用いた非接触の現像方式では現像効率を高めるために現像バイアスに交流電圧や直流に交流を重畳したものを用いても良い。
【００２０】
転写手段５としては、転写ローラやコロナ帯電器が使用される。
転写ローラを用いた場合には、この転写ローラに正極性の転写バイアス電位を印加し、この転写ローラと感光体ドラム１との間に転写紙を通過させることにより、マイナス帯電しているトナー像を転写紙上に転写する。
一方、コロナ帯電器を用いた場合には、転写紙の背面を正極性に帯電させ、転写紙の表面にマイナス帯電しているトナー像を転写紙上に転写する。
感光体の径が４０φ以上の場合には曲率分離を行うことが困難になるため、分離用の交流コロナ帯電器を使用することが好ましい。即ち、トナー像を転写紙表面に転写した後に、転写紙の背面を交流コロナ帯電することにより、転写紙を感光体ドラム１表面から引き離し、転写紙の感光体ドラム１への巻き付きを防止する。
本発明では、転写ローラと図示していないが交流コロナ帯電器を分離用に用いた。
【００２１】
上記の転写終了後、トナー像が転写された転写紙は、図示されていない定着装置内に導入され、熱及び圧力により、トナー像が転写紙表面に定着される。そして図示されていない排紙トレイに排出される。
【００２２】
一方、転写終了後の感光体ドラム１は、クリーニング装置６により、クリーニングされ、表面に残存するトナー及び表面に付着したタルク等の除去が行われる。上記のようにして感光体ドラム１表面のクリーニングが行われた後、除電手段７により感光体ドラム１表面の除電が行われ、これにより、画像形成の一サイクルが完了する。除電手段としては、除電用のコロナ帯電器、除電用の帯電ローラ或いは除電用ランプなどが使用される。
【００２３】
本発明において、クリーニング装置６は、クリーニングブレード１０とファーブラシ１１とを備えており、ファーブラシ１１は、感光体ドラム１の回転方向に対して、クリーニングブレード１０よりも上流側に配置されており、ファーブラシ１１により表面に付着したタルクをクリーニングした後に、クリーニングブレード１０によるクリーニングが行われるようになっている。即ち、感光体ドラム１表面にタルクが付着した状態でブレードクリーニングが行われると、タルクが感光体ドラム１表面に擦り付けられてしまい、感光体ドラム１表面に強固に付着して、そのクリーニングが困難となってしまうからである。
【００２４】
クリーニングブレード１０としては、従来公知のもの、例えばポリウレタン等のゴムブレードが使用され、感光体ドラム１表面に圧接して設けられ、これにより、感光体ドラム１表面に残存するトナー及びファーブラシ１１により掃き取られずに残ったタルクや再付着したタルクが掻き取られる。
【００２５】
また、本発明において、ファーブラシ１１のブラシ材１１ａは、非導電性であり且つポリアミドから形成されていること、及び上記ブラシ材１１ａには、ブラシ材の帯電手段としての摩擦帯電板１３が当接して設けられていることが重要である。また、ブラシ材が過剰に帯電するのを防ぐため、ブラシ材が植設されている回転軸を導電性部材で構成してグランドに接地するか、摩擦帯電板１３をグランドに接地することが望ましい。また装置の構成や使用環境によっては両者とも接地することが望ましい。そうしないとブラシに過剰に発生した電荷が感光体との間で放電して感光層を破壊したり、放電によって発生する電波によって画像形成装置の制御に異常をきたす恐れがあるためである。さらには、高温高湿下では摩擦帯電しにくいので、感光体周囲の湿度（絶対湿度）を測定し、測定した湿度に応じてファーブラシの回転軸をグランドに接地または抵抗を通じての接地、接地を絶つ等の制御を行うことで環境変化に応じたタルク除去が可能となる。
さらには、高温高湿下では摩擦帯電しにくいので、感光体周囲の湿度（絶対湿度）を測定し、測定した湿度に応じて摩擦帯電板をグランドに接地または抵抗を通じての接地、接地を絶つ等の制御を行うことで環境変化に応じたタルク除去が可能となる。本発明では、図示しない感光体１の近くに配設された温度測定用及び湿度測定用素子によって測定された感光体１付近の温度及び相対湿度から、感光体１付近の絶対湿度を算出し、上記の制御に用いた。
本発明では、絶対湿度が７．０ｍｇ／ｌ（２０度，相対湿度約４０％相当）以下の場合は、ファーブラシの回転軸と摩擦帯電板の両方を直接接地し、絶対湿度が７．０ｍｇ／ｌより大きくかつ１６．０ｍｇ／ｌ以下（２５度，相対湿度約７０％相当）の場合には摩擦帯電板のみ直接接地し、ファーブラシの回転軸は１０ＭΩの抵抗を通して接地するようにした。さらに絶対湿度が１６．０ｍｇ／ｌより大きい場合は、ファーブラシの回転軸と摩擦帯電板の両方を１０ＭΩの抵抗を通して接地するようにした。
【００２６】
即ち、ブラシ材１１ａを非導電性とすることにより、ファーブラシ１１を回転させることにより、ブラシ材１１ａが摩擦帯電板１３との摩擦接触により摩擦帯電し、この摩擦電荷は容易にグラウンドに逃げず、有効に保持される。即ち、ブラシ材１１ａが非導電性であるということは、有効に摩擦帯電が行われることを意味するものであり、一般に、ブラシ材１１ａの体積抵抗が１０１１〜１０１６Ω・ｃｍであり、さらに好ましくは１０１２〜１０１４Ω・ｃｍであればよい。なお，ブラシ材の体積抵抗は以下のようにして測定する。
長さ１０ｃｍの試験片を２０個採取する。該１０ｃｍの試験片の間（両端間）に１００Ｖの電圧をかけて、温度２０℃、湿度約６５％の条件下において、東亜電波工業株式会社製の抵抗値測定機「ＳＭ−８２１０ 極超絶縁計」を使用して、その電気抵抗値Ｒ（Ω）を測定し、下記の数式により、２０個の試験片の体積抵抗値（ρ）（Ω・ｃｍ）を求めた。
体積抵抗値（ρ）（Ω・ｃｍ）＝Ｒ×（Ｓ／Ｌ）
［式中、Ｒは試験片の電気抵抗値（Ω）、Ｓは試験片の断面積（ｃｍ２）、およびＬは試験片の長さ（１０ｃｍ）を示す。
【００２７】
また、ブラシ材１１ａを上記のような体積抵抗を有するポリアミド製とすることにより、このブラシ材１１ａを、タルクの帯電極性（マイナス）とは対極のプラスに摩擦帯電することができる。即ち、ポリアミドは、摩擦帯電系列がプラス側に大きく偏った樹脂であり、上記のような体積抵抗を有するポリアミド製とすることにより、ブラシ材１１ａを正極性に摩擦帯電することが容易となる。
このようなポリアミドとしては、これに限定されるものではないが、例えばナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン６／６・６共重合体、ナイロン６・１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン１３等を挙げることができる。
また、ブラシ材の径や密度は、適度な柔軟性を有し且つ感光体ドラム１からのタルクの掃き取りを有効に行い得るように、用いるブラシ材の材質に応じて適宜設定されるが、一般には、２万乃至７万本／ｉｎｃｈ２程度の密度を有していることが好適である。
ブラシ材にトナー等を保持させるためには、ブラシ材の平均径は２〜１０デニ−ルが好適である。なお、ここでデニ−ルとは化学繊維の太さをあらわす単位であり、９０００ｍの繊維の重さが１ｇのとき１デニ−ルという。
【００２８】
また、上記の摩擦帯電板１３としては、金属板の表面を、ポリアミドよりも摩擦帯電極性が負極性側の樹脂でコートされたものを使用する。このような樹脂としては、ポリアミドの摩擦帯電系列が正極性側に大きく偏っていることから、ポリアミド以外のほとんどの樹脂を用いることができるが、摩擦帯電を有効に行うために摩擦帯電系列が負極性側に大きく偏っており、且つ耐久性に優れたものを用いることが好適であり、特にポリアセタールや、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂を用いるのがよい。
尚、金属板表面の樹脂コートの厚みは、通常、２０乃至１００μｍ程度とするのがよい。薄過ぎると耐久性に劣り、また、厚過ぎると乾燥した環境下で樹脂コート層表面に過剰な電荷がコート層を通して接地された金属板に逃げにくくなり摩擦電気の放電による感光体表面の感光層の破壊等の現象が発生しやすくなる。
さらに、上記の摩擦帯電板に用いる金属板としては、例えばステンレススチール製を用いることができるが、ポリアミド製のブラシ材１１ａを正極性に摩擦帯電させるためのものであり、摩擦帯電板に負極性の電荷が蓄積されるため、この電荷が放電して画像形成装置の制御に支障をきたさないように、前述のように金属板の上記樹脂コートした部分以外に線材等を接続して接地することが望ましい。
【００２９】
本発明においては、上記のようなファーブラシ１１及び摩擦帯電板１３を用いることにより、マイナスに帯電したタルクは、ファーブラシ１１との接触により感光体ドラム１表面から浮き上がるためクリーニングブレードにより容易に回収されるのである。また、クリーニングブレードによって感光体表面から除去されたトナーやタルク等は負に帯電している場合が多いためにファ−ブラシに保持され、またファーブラシのブラシ材の植毛密度やブラシ材の平均径を上記範囲に設定しているために、ファーブラシに保持されたトナー等はファーブラシから脱落せずに摩擦帯電板１３とファーブラシ１１との接触部まで搬送され、摩擦帯電板１３とファーブラシ１１の接触により、ファーブラシ１１のブラシ材１１ａに付着したトナーやタルク等は、クリーニング装置６内で跳ね飛ばされてクリーニング装置６内に回収されるため、ブラシ材１１ａに付着したトナーやタルク等による感光体表面の再汚染も有効に防止することができる。クリーニング装置６内に跳ね飛ばされたトナーやタルク等は、クリーニング装置６の下部に設けられた攪拌部材１４によって、クリーニング装置６の奥に送り込むことによって効率良く、クリーニング装置６に感光体表面から回収したトナーやタルク等を蓄積することができる。またクリーニング装置の下部に攪拌部材１４に代えて、公知のスクリューミクサーを設けて、感光体の表面から除去したトナーやタルクなどを感光体の回転軸方向に送り、交換可能な回収容器に蓄積し、適宜回収容器を交換するようにすることも可能である。このような構成とすることによりクリーニング装置６を小型化でき、さらにはクリーニング装置６を、その構成部材の寿命まで使用することが可能となる。また本発明では図１のようにクリーニング装置６の後部に仕切り板１５を設けたので、回収したトナー等が舞い上がってクリーニングブレード１０の表面等に付着し、塊となって落下し、ファーブラシに付着してファーブラシ材の毛倒れが発生するのを防いでいる。
【００３０】
【実施例】
ナイロン（東レ製の６．６ナイロン）製の非導電性ブラシ（体積抵抗４．５×１０１２Ω・ｃｍ、ブラシの平均径：６デニ−ル（本発明では３５本のブラシを束ねたものを１単位として植毛し、束の太さは２１０デニ−ルである）、植毛密度：３９０００本／ｉｎｃｈ２、ブラシと感光体のニップ長さ：１．０ｍｍ、ブラシと摩擦帯電板とのニップ長さ：１．０ｍｍ）を有するファーブラシを図１に示されているようにクリーニングブレードと共に、京セラミタ製デジタル複写機「Ｃｒｅａｇｅ７３４０」の改造機（感光体として負帯電有機感光体ドラム（特開２０００−０１９７４６記載の感光体）、主帯電器として帯電ローラ、転写手段として転写ローラ、及び現像剤として樹脂コートキャリアと磁性トナーで構成されたトナー濃度５％の二成分系現像剤を使用）に装着した。また、上記のファーブラシには、グラウンドされた金属板（ＳＵＳ製）の表面にポリテトラフルオロエチレンコート（コート厚：５０μｍ）した摩擦帯電板を当接させた。またクリーニング装置６は５万枚おきに取り外して内部に蓄積したトナー等を廃棄した後再使用した。
転写紙として、タルクを約１０重量％含有する低品位の外国紙（Ａ４サイズ）を使用し、主帯電電位を−８００Ｖ、現像バイアス電圧を−５５０Ｖに設定して、転写紙を通して画像形成サイクル（印字密度５％の標準原稿を使用）を繰り返し行い、タルクのフィルミングが発生するまでの耐刷枚数を測定した。フィルミングが発生しているかどうかの確認は１万枚おきに実施した。なお、測定は常温常湿環境（平均温度：約２３℃、温度偏差±約３℃、平均湿度：約５０％、湿度偏差：約±１０％）、低温低湿環境（平均温度：約１０℃、温度偏差±約３℃、平均湿度：約２０％、湿度偏差：約±５％）、高温高湿環境（平均温度：約３０℃、温度偏差：±約２℃、平均湿度：約８０％、湿度偏差：約±５％）で行った。高温高湿環境における測定では、ファーブラシの回転軸と摩擦帯電板は１０ＭΩの抵抗を通して接地した。常温常湿環境における測定では，摩擦帯電板のみ直接接地してファーブラシの回転軸は１０ＭΩの抵抗を通して接地した。また，低温低湿環境における測定では両者とも直接接地した。
その結果、全環境の測定において２０万枚の段階でも、タルクのフィルミングは生じていなかった。またブラシに過剰な帯電が生じ放電したことによる弊害の発生（感光体の感光層の破壊による複写画像上の黒点の発生や画像形成動作の停止等の複写機の制御系の異常発生）は起こらなかった。
一方、比較のため、ポリエステル製の導電性ブラシ（体積抵抗１０８Ω・ｃｍ）を有するものに取り換え、摩擦帯電板を接地した金属板として、上記と同じ試験を行った結果、常温常湿環境では７万枚の段階で、低温低湿環境では１０万枚の段階で、高温高湿環境では３万枚の段階でタルクのフィルミングを生じていた。また、帯電ローラの表面にもタルクが付着し帯電不良が発生したため、かぶり現象が発生した。また高温高湿環境下ではタルクの吸湿による画像ボケと画像流れが装置起動直後の画像に発生した（３万枚の段階）。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、表面が磨耗しにくい高耐久タイプの負帯電有機感光体を採用した画像形成装置においても、タルクのフィルミングを有効に防止することができ、タルクの付着を生じやすい安価な低品質の転写紙を用いた場合にも、タルクのフィルミングによる表面電位の低下等を有効に防止することができ、長期間にわたって良質の画像を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の構造を示す概略図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus having a novel cleaning device for cleaning a developer remaining on the surface of a negatively charged organic photoreceptor.
[0002]
[Prior art]
Many of the photoconductors as latent image forming means used in electrophotographic image forming apparatuses such as copiers, facsimiles, and printers employ negatively charged organic photoconductors because they are inexpensive. . Most of the photoconductors produced are negatively charged organic photoconductors. Since digital machines that use exposure light subjected to digital conversion processing are currently the mainstream, a reversal developing method is adopted as a developing method, and the polarity of the surface potential of the photoconductor and the charge polarity of the toner are the same.
[0003]
In the above-described image forming apparatus, image formation is generally performed as follows.
The photoreceptor (negatively charged organic photoreceptor) is uniformly charged to a negative polarity, and is exposed to light based on predetermined image information to form an electrostatic latent image. In this case, the light irradiating part becomes the image part, and the part not irradiated with the light becomes the background part of the image.
The electrostatic latent image formed as described above is developed by a reversal developing method in a state where a developing bias voltage is applied, and a toner image is formed on the surface of the photoconductor. That is, the toner powder used as the developer adheres to a portion where the potential is reduced by light irradiation due to the potential difference from the developing bias voltage.
The toner image formed on the surface of the photoreceptor and charged to the negative polarity is transferred to the transfer paper by using a transfer roller, a corona charger for transfer, or the like by using an electrostatic force.
The transfer paper on which the toner image has been transferred is introduced into a fixing device, and the toner image is fixed on the surface of the transfer paper by heat and pressure. On the other hand, after the transfer is completed, the untransferred toner remaining on the surface of the photoconductor is removed by a cleaning device having a blade or a fur brush and removed from the surface of the photoconductor, and further, if necessary, static elimination is performed. One cycle of the process is completed, and the next image formation is performed.
[0004]
A conductive material provided around the surface of the photoreceptor as a measure against slippage of the transfer residual toner under high temperature and high humidity when a developer comprising a toner and an external additive treated with silicone oil is used as the cleaning device. A fur brush made of an insulating material implanted in the shaft member, a flicker member made of a grounded conductive material colliding with the fur brush, and a photosensitive member downstream of the fur brush in the photoconductor rotation direction. A first technique using a device including a cleaning blade pressed onto a body surface has been proposed (see Patent Document 1).
A second technique using polyamide or the like as the fur brush has been proposed (see Patent Document 2).
Further, in an image forming apparatus having a cleaning blade for cleaning the photoreceptor, a special cleaning sequence is performed to remove talc and the like adhered to the photoreceptor, and the image is formed on the photoreceptor. A method has been proposed in which several belt-like toner images are formed and talc is removed together with the toner (see Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-231742 (see claims and examples)
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-2001-331072 (see paragraph 0043 and the like)
[0007]
[Patent Document 3]
JP 2000-019211 (see paragraphs 0026 to 0033, 0043, etc.)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recently, in order to reduce costs and reuse resources, low-quality paper such as inexpensive paper and recycled paper has been increasingly used as transfer paper. In particular, there are many areas where paper manufacturing facilities are incomplete overseas, and poor quality paper is often used.
A large amount of talc may be blended in such low-quality paper as a surface treatment agent or filler, and talc easily adheres to the surface of the photoreceptor when image formation is repeated. Further, this talc has a property that it is easily charged negatively. Further, in some cases, poor paper containing talc in an amount of 10% or more of the paper weight is used.
However, when a negatively charged organic photoreceptor is used and the low-quality paper as described above is used as the transfer paper, the obtained image quality gradually decreases, although not as remarkable as when the positively charged organic photoreceptor is used. However, it has been difficult to obtain high-quality images over a long period of time.
The reason is that the talc contained in the paper adheres little by little to the photoreceptor surface as the image formation is repeated, and a thin film of talc is formed on the photoreceptor surface, which hinders image formation. it is conceivable that. Talc adhering to the photoreceptor cannot be removed by ordinary cleaning means, and the reason that the talc is rubbed against the photoreceptor by cleaning the photoreceptor is considered to be the reason why the talc film is formed on the photoreceptor surface. Can be
The thin film-like film of talc generated on the photoreceptor surface with the repetition of image formation can be obtained by using a paper having a high talc content even when the first technology and the second technology are combined. It could not be removed sufficiently.
Further, in the method described in Patent Document 3, the efficiency of image formation is reduced because the cleaning sequence is performed, and even if cleaning is performed, toner stains remain on the transfer roller, and the back of the transfer paper is removed. Possibility of soiling, and because this technology is intended for relatively low-speed equipment, high-speed machines such as those covered by the present application may not be able to remove talc per unit time due to the large amount of accumulated talc per unit time There is.
Since the hardness of the photosensitive layer of the conventional negatively charged organic photoreceptor is low, the surface is gradually scraped by rubbing with a member in contact with the surface of the photoreceptor such as a cleaning blade, so that the talc adhering to the surface of the photoreceptor is removed. However, the above-mentioned problem did not occur because of the scraping together. Further, the life of such a photoreceptor was such that it could withstand tens of thousands of image formation. However, in recent years, with the development and use of a highly durable negatively charged organic photoreceptor (durable life of 200,000 sheets or more) having improved durability, occurrence of the above-mentioned problems has been reported.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a high-quality transfer in an image forming apparatus for forming an image using a highly durable type negatively charged organic photoreceptor which has been used in recent years and whose surface is hardly worn. An image forming apparatus capable of stably forming a high-quality image for a long period of time even when using low-quality transfer paper containing a large amount of talc, as well as when using paper. To provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in an image forming apparatus in which at least a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, and a cleaning unit are arranged around a negatively charged organic photoreceptor,
The cleaning means has a fur brush and a cleaning blade disposed downstream of the fur brush with respect to a moving direction of the photoconductor,
The brush material of the fur brush is non-conductive and made of polyamide, and the fur brush transports at least the toner removed from the photoconductor surface by the cleaning blade into a housing of a cleaning device. An image forming apparatus is provided.
[0011]
In the present invention,
(1) In the cleaning means, charging means for contacting the brush material of the fur brush and frictionally charging the brush material to a positive electrode is provided;
(2) the charging means for contacting the brush material of the fur brush and frictionally charging the brush material to the positive electrode is a frictionally charged plate having a resin-coated surface of a grounded metal plate;
(3) the resin is a polyacetal or a fluorine-containing resin,
Is preferred.
[0012]
In the present invention, as the cleaning means, a fur brush whose brush material is non-conductive and made of polyamide is used in combination with a cleaning blade, and the fur brush is moved more than the blade in the moving direction of the photoconductor. It is an important feature that the fur brush is arranged on the upstream side and conveys at least the toner removed from the photoconductor surface by the cleaning blade into the housing of the cleaning device.
[0013]
That is, according to the study of the present inventors, a large amount of talc is blended in a low-quality transfer paper as a surface treatment agent or a filler, and when image formation is repeated, talc adheres to the surface of the photoreceptor. . This talc has the property of being easily negatively charged.
However, when reversal development is performed using a negatively charged organic photoreceptor, a transfer is performed by applying a positive bias potential in order to transfer the negatively charged toner image to the transfer paper surface. Since a roller is used, or the back surface of the transfer paper (the surface opposite to the surface on which the toner image is transferred) is corona-charged to a positive polarity, the influence of the transfer electric field as in the case of using a positively charged photoreceptor It is thought that talc, which is easily negatively charged, does not migrate to the surface of the photoreceptor, but talc is the material with the lowest hardness among inorganic minerals. It is considered that talc present on the surface of the paper adheres to the surface of the photoreceptor. In particular, when a transfer roller that presses the transfer paper against the photoconductor is used as a transfer unit, talc easily adheres to the surface of the photoconductor. Further, since talc is very soft as described above, it is considered that talc adheres to the photoreceptor by sticking when rubbed against the photoreceptor.
Therefore, not only the cleaning blades used for cleaning the photoconductors of many image forming apparatuses cannot perform the cleaning, but also talc is further rubbed on the photoconductor surface. The talc adhered to the surface of the photoreceptor accumulates on the surface of the photoreceptor as image formation is repeated, and a thin film-like film is formed on the surface of the photoreceptor, so-called filming occurs. When such talc filming occurs, the surface potential of the photoconductor changes, and it becomes difficult to obtain a high-quality image. Although the cause is not clear, it is considered that talc, which is easily negatively charged, is present on the surface of the photoreceptor, causing a deviation from the normal charging characteristics of the photoreceptor. When a charging roller is used as a charging unit for charging the photoconductor by contacting the photoconductor, the talc adhered to the photoconductor is transferred to the charging roller, so that the surface potential of the photoconductor changes more. It becomes remarkable.
Also, if filming by talc is formed on the surface of the photoreceptor, the talc easily absorbs moisture, so that in a high-temperature and high-humidity environment, the resistance of the surface of the photoreceptor on which filming by talc is formed is reduced, and so-called image deletion is caused. May occur.
[0014]
However, according to the present invention, the fur brush, in which the brush material is non-conductive and made of polyamide, is arranged in the cleaning device, and the brush material is brought into contact with the brush material of the fur brush to have a positive polarity. By providing a charging unit for charging the talc, filming of talc can be effectively prevented.
That is, in the case of polyamide, the friction band electrode series is largely biased to the positive side, and the fur brush whose brush material is formed of polyamide is positively charged by frictional contact with the charging means. As a result, talc charged to the negative polarity due to the charging of the photoconductor and friction with the fur brush is separated from the photoconductor surface by the fur brush and collected, or the adhesion to the photoconductor surface is reduced, It is easily collected by a cleaning blade provided downstream of the fur brush in the photoconductor rotation direction.
Even if the brush material is made of polyamide, the brush material itself is hardly charged when the conductive agent is blended and shows conductivity, and the shaft of the fur brush is conductive and grounded. In the case of being held in the frame, the triboelectric charge easily escapes to the ground, and the talc removal effect is reduced. Therefore, in the present invention, the brush material of the fur brush needs to be non-conductive. The volume resistivity of the polyamide used for the brush material is 10 11 -10 16 It is preferable to set to Ω · cm.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1 schematically showing the overall structure of the image forming apparatus of the present invention, the image forming apparatus includes an organic photosensitive drum 1 of a negative charge type. , An optical system 3 for performing image exposure, a developing device 4, a transfer device 5, a cleaning device 6, and a static elimination device 7 are disposed between the photosensitive drum 1 and the transfer device. A transfer paper (not shown) passes through and a toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer paper. Further, although not shown, a fixing device is provided in the transfer paper discharge side path, and is configured to fix the toner image formed on the transfer paper.
[0016]
The negatively charged organic photoreceptor drum 1 is known per se. For example, the negatively chargeable organic photoreceptor drum 1 may be provided with a monodispersed photosensitive layer containing a charge generating agent and a charge transporting agent on the surface, And a charge-transporting layer containing a charge transporting agent. Among such negatively charged organic photoreceptor drums, a photoreceptor having high durability suitable for the present application and capable of withstanding printing of, for example, 100,000 or more sheets is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-191474. As described in Kohei 10-251395, JP-A-2000-019746, and JP-A-2001-183854), those using polycarbonate as a binder resin of a photosensitive layer are preferable.
[0017]
As the charging device 2, a corona charger such as a corotron or a scorotron, a charging roller as a contact charging device, or the like is used. When forming an image, the charging device causes the surface of the photosensitive drum 1 to be mainly charged to a negative polarity. Is done. Such main charging is performed to such an extent that the surface potential is in the range of -200V to -1000V.
[0018]
After the main charging, image exposure is performed by irradiating the surface of the photoconductor with light from a light source such as a laser or an LED array by the optical system 3 based on predetermined image information. By this light irradiation, the potential of the light-irradiated portion is reduced, and an electrostatic latent image is formed.
[0019]
The developing device 4 includes, for example, a developing roller provided with a fixed magnet having a large number of magnetic poles therein, and the developing roller applies a developer containing a negatively charged toner to, for example, an The photosensitive drum 1 is transported to the developing nip, which is the closest part between the surface of the photosensitive drum 1 and the developing roller, and is exposed by a developing bias voltage applied to the developing roller and a potential difference between the exposed part formed on the photosensitive member surface. A toner image is formed on the surface of the photoreceptor drum 1 by attaching toner to the electrostatic latent image as a part. That is, the negatively charged toner adheres to the portion where the potential is reduced by the light irradiation, and a toner image is formed.
As the developer, a one-component developer composed of a non-magnetic or magnetic toner, or a two-component developer composed of a non-magnetic or magnetic toner and a magnetic carrier (eg, iron powder, ferrite, etc.) is used. The development may be performed by contact development or non-contact development. In developing, a developing bias potential of about -50 to 600 V is generally applied to the developing roller. Further, in a non-contact developing method using a one-component developer or a two-component developer, a developing bias in which an alternating voltage or an alternating current is superimposed on a direct current may be used in order to increase the developing efficiency.
[0020]
As the transfer means 5, a transfer roller or a corona charger is used.
When a transfer roller is used, a transfer bias potential of a positive polarity is applied to the transfer roller, and a transfer paper is passed between the transfer roller and the photosensitive drum 1 so that a negatively charged toner image is formed. Is transferred onto a transfer paper.
On the other hand, when a corona charger is used, the back surface of the transfer paper is charged to a positive polarity, and a negatively charged toner image on the surface of the transfer paper is transferred onto the transfer paper.
When the diameter of the photoreceptor is 40φ or more, it becomes difficult to perform the curvature separation. Therefore, it is preferable to use an AC corona charger for separation. That is, after the toner image is transferred to the surface of the transfer paper, the back surface of the transfer paper is charged with an alternating current corona, thereby separating the transfer paper from the surface of the photosensitive drum 1 and preventing the transfer paper from winding around the photosensitive drum 1.
In the present invention, a transfer roller and an AC corona charger (not shown) are used for separation.
[0021]
After the completion of the transfer, the transfer paper on which the toner image has been transferred is introduced into a fixing device (not shown), and the toner image is fixed on the surface of the transfer paper by heat and pressure. Then, the sheet is discharged to a discharge tray (not shown).
[0022]
On the other hand, the photoreceptor drum 1 after the transfer is cleaned by the cleaning device 6 to remove toner remaining on the surface and talc and the like attached to the surface. After the surface of the photosensitive drum 1 is cleaned as described above, the surface of the photosensitive drum 1 is neutralized by the neutralizing means 7, thereby completing one cycle of image formation. As the charge removing means, a charge removing corona charger, a charge removing roller, a charge removing lamp, or the like is used.
[0023]
In the present invention, the cleaning device 6 includes a cleaning blade 10 and a fur brush 11, and the fur brush 11 is disposed upstream of the cleaning blade 10 with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 1. After cleaning the talc adhered to the surface by the fur brush 11, the cleaning by the cleaning blade 10 is performed. That is, if blade cleaning is performed with talc adhered to the surface of the photosensitive drum 1, the talc rubs against the surface of the photosensitive drum 1 and adheres firmly to the surface of the photosensitive drum 1, making cleaning difficult. It is because it becomes.
[0024]
As the cleaning blade 10, a conventionally known one, for example, a rubber blade made of polyurethane or the like is used, and is provided in pressure contact with the surface of the photoconductor drum 1, whereby the toner and the fur brush 11 remaining on the surface of the photoconductor drum 1 are used. The remaining talc that has not been swept away or the talc that has re-adhered are scraped off.
[0025]
Further, in the present invention, the brush material 11a of the fur brush 11 is non-conductive and made of polyamide, and the brush material 11a is provided with a frictional charging plate 13 as a charging means of the brush material. It is important that they are provided adjacent to each other. Further, in order to prevent the brush material from being excessively charged, it is preferable that the rotating shaft on which the brush material is implanted is formed of a conductive member and is grounded, or the frictionally charged plate 13 is grounded. . It is desirable that both be grounded depending on the configuration of the apparatus and the use environment. Otherwise, the excessive charge generated in the brush may discharge between the photoconductor and the photoconductor, thereby destroying the photosensitive layer or causing radio waves generated by the discharge to cause an abnormality in control of the image forming apparatus. Furthermore, since frictional electrification is difficult under high temperature and high humidity, the humidity (absolute humidity) around the photoreceptor is measured, and the rotation axis of the fur brush is grounded or grounded through a resistor according to the measured humidity. By performing control such as disconnection, talc can be removed according to environmental changes.
Furthermore, since friction charging is difficult under high temperature and high humidity, the humidity (absolute humidity) around the photoreceptor is measured, and the friction charging plate is grounded to ground, or grounded through a resistor, and grounded in accordance with the measured humidity. Talc can be removed according to environmental changes. In the present invention, the absolute humidity in the vicinity of the photoconductor 1 is calculated from the temperature and the relative humidity in the vicinity of the photoconductor 1 measured by the temperature measurement and humidity measurement elements arranged near the photoconductor 1 (not shown), Used for the above control.
In the present invention, when the absolute humidity is not more than 7.0 mg / l (20 degrees, relative humidity of about 40%), both the rotating shaft of the fur brush and the triboelectric charging plate are directly grounded, and the absolute humidity is 7.0 mg / l. In the case of larger than 1 / l and less than 16.0 mg / l (corresponding to 25 ° C. and about 70% relative humidity), only the triboelectric charging plate was directly grounded, and the rotating shaft of the fur brush was grounded through a resistance of 10 MΩ. Further, when the absolute humidity was more than 16.0 mg / l, both the rotating shaft of the fur brush and the triboelectric charging plate were grounded through a resistance of 10 MΩ.
[0026]
That is, by making the brush material 11a non-conductive, by rotating the fur brush 11, the brush material 11a is frictionally charged by frictional contact with the frictional charging plate 13, and this frictional charge does not easily escape to the ground. , Are kept valid. That is, the fact that the brush material 11a is non-conductive means that frictional charging is effectively performed, and the volume resistance of the brush material 11a is generally 10%. 11 -10 16 Ω · cm, more preferably 10 12 -10 14 Ω · cm may be used. The volume resistance of the brush material is measured as follows.
20 test pieces of 10 cm in length are collected. A voltage of 100 V is applied between the test pieces of 10 cm (between both ends), and under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of about 65%, a resistance value measuring instrument “SM-8210 manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd. The electrical resistance value R (Ω) was measured using a “measurement device”, and the volume resistance values (ρ) (Ω · cm) of the 20 test pieces were determined by the following formula.
Volume resistance value (ρ) (Ω · cm) = R × (S / L)
[Where R is the electrical resistance value of the test piece (Ω), S is the cross-sectional area of the test piece (cm) 2 ) And L indicate the length (10 cm) of the test piece.
[0027]
Further, by making the brush material 11a made of polyamide having the above-mentioned volume resistance, the brush material 11a can be frictionally charged to a positive polarity opposite to the charging polarity (minus) of talc. That is, the polyamide is a resin whose frictional charging series is largely biased to the positive side, and by using a polyamide having the above-described volume resistance, it becomes easy to frictionally charge the brush material 11a to a positive polarity.
Examples of such polyamides include, but are not limited to, nylon 6, nylon 6.6, nylon 6 / 6,6 copolymer, nylon 6,10, nylon 11, nylon 12, nylon 13, and the like. Can be mentioned.
Further, the diameter and density of the brush material are appropriately set according to the material of the brush material to be used so that the brush material has appropriate flexibility and can effectively sweep talc from the photosensitive drum 1. Generally, 20,000 to 70,000 / inch 2 Preferably, it has a density of the order of magnitude.
The average diameter of the brush material is preferably 2 to 10 denier in order to hold the toner or the like on the brush material. Here, the denier is a unit indicating the thickness of the chemical fiber, and when the weight of a 9000 m fiber weighs 1 g, it is referred to as 1 denier.
[0028]
Further, as the above-mentioned triboelectric charging plate 13, a metal plate whose surface is coated with a resin whose triboelectric charging polarity is more negative than that of polyamide is used. As such a resin, most resins other than polyamide can be used because the frictional charging series of polyamide is largely biased toward the positive polarity side. It is preferable to use a material that is greatly biased toward the property side and has excellent durability, and in particular, a fluorine-containing resin such as polyacetal or polytetrafluoroethylene is preferably used.
The thickness of the resin coat on the surface of the metal plate is usually preferably about 20 to 100 μm. If the thickness is too thin, the durability is inferior.If the thickness is too thick, excessive charge on the surface of the resin coating layer in a dry environment becomes difficult to escape to the grounded metal plate through the coating layer, and the photosensitive layer on the surface of the photoconductor due to triboelectric discharge. Phenomena, such as destruction, are likely to occur.
Further, as the metal plate used for the frictionally charged plate, for example, stainless steel can be used. However, the metal plate is used for frictionally charging the brush material 11a made of polyamide to a positive polarity. In order to prevent the charge from being discharged and disturbing the control of the image forming apparatus, a wire or the like should be connected to the metal plate other than the resin-coated portion as described above and grounded. Is desirable.
[0029]
In the present invention, by using the fur brush 11 and the frictionally charged plate 13 as described above, the negatively charged talc floats up from the surface of the photosensitive drum 1 by contact with the fur brush 11 and is easily collected by the cleaning blade. It is done. Further, toner, talc, and the like removed from the surface of the photoreceptor by the cleaning blade are often negatively charged, and thus are retained by the fur brush. Is set in the above range, the toner and the like held by the fur brush are transported to the contact portion between the frictional charging plate 13 and the fur brush 11 without falling off the fur brush, and the frictional charging plate 13 and the fur brush 11, the toner, talc, and the like attached to the brush material 11 a of the fur brush 11 are bounced off in the cleaning device 6 and collected in the cleaning device 6. , The recontamination of the photoreceptor surface can be effectively prevented. The toner, talc, and the like splashed into the cleaning device 6 are efficiently collected by the cleaning device 6 from the surface of the photoconductor by being sent into the interior of the cleaning device 6 by the stirring member 14 provided below the cleaning device 6. Waste toner, talc and the like can be accumulated. A well-known screw mixer is provided in the lower part of the cleaning device in place of the stirring member 14, and the toner, talc, and the like removed from the surface of the photoconductor are sent in the rotation axis direction of the photoconductor, and are accumulated in a replaceable collection container. It is also possible to appropriately change the collection container. With such a configuration, the cleaning device 6 can be reduced in size, and further, the cleaning device 6 can be used for the life of its constituent members. Further, in the present invention, the partition plate 15 is provided at the rear portion of the cleaning device 6 as shown in FIG. 1, so that the collected toner or the like soars and adheres to the surface of the cleaning blade 10 and falls as a lump to form a fur brush. This prevents the fur brush material from falling down and causing the hair to fall.
[0030]
【Example】
Nylon (6.6 nylon manufactured by Toray) non-conductive brush (volume resistance 4.5 × 10 12 Ω · cm, average brush diameter: 6 deniers (in the present invention, bristles of 35 brushes are bundled as one unit, and the thickness of the bundle is 210 deniers), flocking density: 39000 / Inch 2 Nip length between the brush and the photoreceptor: 1.0 mm, nip length between the brush and the triboelectric charging plate: 1.0 mm) together with a cleaning blade as shown in FIG. Modification of digital copy machine "Creage 7340" (negatively charged organic photoreceptor drum as photoreceptor (photoreceptor described in JP-A-2000-019746)), charging roller as main charger, transfer roller as transfer means, and resin coating as developer (A two-component developer composed of a carrier and a magnetic toner and having a toner concentration of 5% was used). Further, a triboelectric charging plate in which polytetrafluoroethylene was coated (coat thickness: 50 μm) on the surface of a grounded metal plate (made of SUS) was brought into contact with the fur brush. The cleaning device 6 was removed every 50,000 sheets, and the toner and the like accumulated therein were discarded and reused.
As the transfer paper, a low-grade foreign paper (A4 size) containing about 10% by weight of talc is used, the main charging potential is set to -800 V, and the developing bias voltage is set to -550 V. Using a standard original having a printing density of 5%) was repeated, and the number of printing endurance until talc filming occurred was measured. Confirmation of whether filming has occurred was performed every 10,000 sheets. The measurement was performed at normal temperature and normal humidity (average temperature: about 23 ° C, temperature deviation ± about 3 ° C, average humidity: about 50%, humidity deviation: about ± 10%), low temperature and low humidity environment (average temperature: about 10 ° C, Temperature deviation ± about 3 ° C, average humidity: about 20%, humidity deviation: about ± 5%), high temperature and high humidity environment (average temperature: about 30 ° C, temperature deviation: ± about 2 ° C, average humidity: about 80%, (Humidity deviation: about ± 5%). In the measurement in a high temperature and high humidity environment, the rotating shaft of the fur brush and the triboelectric charging plate were grounded through a resistance of 10 MΩ. In the measurement in a normal temperature and normal humidity environment, only the triboelectric charging plate was directly grounded, and the rotating shaft of the fur brush was grounded through a resistance of 10 MΩ. In measurement in a low-temperature and low-humidity environment, both were directly grounded.
As a result, talc filming did not occur even at the stage of 200,000 sheets in the measurement of the entire environment. In addition, adverse effects caused by excessive charging and discharge of the brush (abnormality of a control system of a copying machine such as generation of black spots on a copied image due to destruction of a photosensitive layer of a photoreceptor and stop of an image forming operation) occur. Did not.
On the other hand, for comparison, a conductive brush made of polyester (volume resistance 10 8 Ω · cm), and the same test as above was conducted using a grounded metal plate as the triboelectric charging plate. As a result, 70,000 sheets were obtained in a normal temperature and normal humidity environment, and 100,000 sheets were used in a low temperature and low humidity environment. In a high-temperature, high-humidity environment, filming of talc occurred at the stage of 30,000 sheets. In addition, talc also adhered to the surface of the charging roller to cause poor charging, so that a fogging phenomenon occurred. In a high-temperature, high-humidity environment, image blur and image deletion due to talc moisture absorption occurred in an image immediately after the apparatus was started (30,000 sheets).
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, even in an image forming apparatus employing a highly durable type negatively charged organic photoreceptor whose surface is hardly worn, filming of talc can be effectively prevented, and an inexpensive talc is easily generated. Even when low-quality transfer paper is used, it is possible to effectively prevent a decrease in surface potential due to talc filming, and to stably obtain high-quality images for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an image forming apparatus according to the present invention.
