JP2008116575A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー保持部材に多量のトナーを保持させて、放電生成物を長期間にわたって確実に除去することができ、“Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けや、”雨だれＦｉｌｍｉｎｇ”等に起因した画像の白抜けが発生するのを確実に防止する。
【解決手段】回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、当該静電潜像を可視化する現像手段と、前記現像手段によって可視化された現像像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側に配設され、前記像坦持体と接触する接触面にトナーを保持するトナー保持部材と、を備えた画像形成装置において、前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材からなるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子写真方式等を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特に感光体ドラム等の像担持体の表面に付着した放電生成物によって画像の白抜けが発生するのを確実に防止可能とした画像形成装置に関するものである。

特願２００５−１８３８８８号

従来、この種の電子写真方式等を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置は、感光体ドラムの表面を帯電装置によって所定の電位に帯電した後、画像データに応じて画像露光を施すことにより静電潜像を形成し、この感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、当該トナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。

上記帯電装置としては、印加電圧が相対的に低いなど、種々の利点を有する接触方式の帯電装置が主流となっている。この接触方式の帯電装置は、導電性の芯金の外周に導電性の弾性体を被覆した帯電ロールを感光体ドラムの表面に接触させ、当該帯電ロールに直流（ＤＣ）電圧又は交流（ＡＣ）電圧を重畳した直流（ＤＣ）を印加することにより、帯電ロールと感光体ドラム表面との間に微小ギャップ放電を発生させ、感光体ドラムの表面を所定の電位に帯電するように構成されている。

ところで、上記接触方式の帯電装置、特に、感光体ドラムの表面をより均一に帯電するために、交流（ＡＣ）電圧を重畳した直流（ＤＣ）を印加した接触帯電装置では、帯電ロールと感光体ドラム表面との間の微小ギャップで発生する放電量が多いため、多量の窒素酸化物やオゾン等の放電生成物が感光体ドラムの表面に付着する。

このように、接触帯電装置を使用した画像形成装置は、多量の窒素酸化物やオゾン等の放電生成物が感光体ドラムの表面に付着すると、当該感光体ドラムの表面に付着した放電生成物が、高温高湿環境下において、空気中の水分を吸湿して、静電潜像の電荷が逃げることにより、”Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けが発生することが知られている。

そこで、上記画像形成装置では、感光体ドラムの表面に付着した放電生成物を除去することにより、“Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けが発生するのを防止するため、感光体ドラムの表面に、十分に高い先端力で感光体ドラムの表面に当接する回転ブラシからなるクリーナーが用いられている。

しかしながら、上記感光体ドラムの表面に付着した多量の放電生成物を除去するために、感光体ドラムの表面に十分に高い先端力で当接する回転ブラシからなるクリーナーを用いた場合には、当該回転ブラシクリーナーによって、感光体ドラム表面の電荷輸送層（CTL ）が削られ、当該電荷輸送層（CTL ）の削りかすが感光体ドラム表面に再付着される。すると、上記感光体ドラム表面に再付着した電荷輸送層（CTL ）の削りかすが核となり、トナーの外添剤が堆積した状態で付着して、雨だれ状のＦｉｌｍｉｎｇ（以下、「雨だれＦｉｌｍｉｎｇ」という。）が発生してしまうことになる。

この雨だれＦｉｌｍｉｎｇが発生すると、当該雨だれＦｉｌｍｉｎｇとして感光体ドラムの表面に付着しているトナーの外添剤が、高温高湿環境下において、空気中の水分を吸湿して、静電潜像の電荷が逃げることにより、やはり画像の白抜けが発生するという問題点を有していた。また、上記回転ブラシクリーナーの先端力が強いと、上述した雨だれＦｉｌｍｉｎｇが発生する以外にも、感光体ドラムの表面が回転ブラシクリーナーによって掻き取られ、当該感光体ドラムの表面には、スクラッチ（引っ掻き傷）がひどく発生するという問題点をも有していた。

また、上記画像形成装置において、感光体ドラムの表面に付着した放電生成物を除去するために、回転ブラシクリーナーの代わりに、ブレードクリーナーを用いた場合であっても、当該ブレードの当接圧や設置角度などのパラメータを最適化することにより、放電生成物を除去することが可能である。

しかし、この場合には、感光体ドラム表面に放電生成物が付着することによって、当該感光体ドラム表面の摩擦力が摩擦アップし、この感光体ドラム表面の摩擦力アップに起因したブレードのめくれや所謂”鳴き”、あるいはブレードエッジの欠けやブレードの極端な磨耗による放電生成物の除去不良などの障害が発生し、寿命が短くなってしまうという問題点を有していた。

そこで、本出願人は、感光体ドラム等の像担持体の表面に多量の放電生成物が付着することに伴う“Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けや、当該“Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けが発生するのを防止するために、回転ブラシクリーナーを用いることに起因する“雨だれＦｉｌｍｉｎｇ”等を防止するために、本出願人は、特願２００５−１８３８８８号に係る画像形成装置を既に提案している。

この特願２００５−１８３８８８号に係る画像形成装置は、回転する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記帯電手段の上流、且つ、前記転写手段の下流に設けられ、転写後の転写残留トナーを正規極性に帯電させる残留トナー帯電手段と、を有し、前記残留トナー帯電手段によって正規極性に帯電した転写残留トナーを、前記現像手段で回収する画像形成装置において、前記残留トナー帯電手段は、導電性を有し、前記像担持体に接触する不織布を備えるように構成したものである。

上記特願２００５−１８３８８８号に係る画像形成装置では、トナー自体に放電生成物が付着しやすい性質を利用して、トナーを多量に保持した不織布を、回転ブラシクリーナーやブレードクリーナーの上流側に設けることにより、比較的低い圧接力で像担持体の表面から放電生成物を除去することを可能にしている。また、上記残留トナー帯電手段は、像担持体に対して低い圧接力で圧接させれば良いため、前述したＦｉｌｍｉｎｇやスクラッチ等の発生をも回避することができる。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特願２００５−１８３８８８号に係る画像形成装置の場合には、トナー保持部材として、ある程度多量のトナーを保持可能な不織布を使用している。

ところが、本発明者の更なる研究によれば、上記トナー保持部材として不織布を使用した場合には、確かに、当該不織布にある程度多量のトナーを保持することが可能であるものの、不織布は、真っ直ぐな繊維を使用しているため、保持するトナー量に限界があるという問題点を有していた。

特に、トナー保持部材として不織布ではなくブラシを用いた場合には、不織布と同等の多量のトナーを保持させることができれば、放電生成物を除去するためのトナー保持部材として非常に望ましいことになる。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、トナー保持部材として、捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材を用い、しかも当該トナー保持部材に多量のトナーを保持させて、放電生成物を長期間にわたって確実に除去することができ、“Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けや、”雨だれＦｉｌｍｉｎｇ”等に起因した画像の白抜けが発生するのを確実に防止可能とした画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、当該静電潜像を可視化する現像手段と、前記現像手段によって可視化された現像像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側に配設され、前記像坦持体と接触する接触面にトナーを保持するトナー保持部材と、を備えた画像形成装置において、
前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材からなることを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む布状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記トナー保持部材が導電性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

又、請求項４に記載された発明は、前記トナー保持部材が、導電性繊維と絶縁性繊維とからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含むブラシ状部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項６に記載された発明は、前記ブラシ状部材が導電性を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記ブラシ状部材が、導電性繊維と絶縁性繊維とからなることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。

又、請求項８に記載された発明は、前記トナー保持部材に所定のタイミングでトナーを供給するトナー供給モードを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

更に、請求項９に記載された発明は、前記所定のタイミングは、画像形成装置が設置されて始めて電源が投入された直後であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置である。

また、請求項１０に記載された発明は、前記所定のタイミングは、一定の枚数だけ画像形成された後の画像形成動作中あるいは画像形成動作の開始前、あるいは画像形成動作の終了後であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置である。

さらに、請求項１１に記載された発明は、前記トナー供給モードでは、供給されたトナーを前記トナー保持部材に積極的に付着させる電圧を、当該トナー保持部材に印加することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

又、請求項１２に記載された発明は、前記電圧は、トナーの極性と逆極性の電圧であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置である。

更に、請求項１３に記載された発明は、前記電圧は、少なくとも交番電圧を含む電圧であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置である。

また、請求項１４に記載された発明は、前記トナー保持部材の下流側かつ前記帯電手段の上流側に、前記像担持体上の転写残留トナーを除去するクリーニング手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

さらに、請求項１５に記載された発明は、前記クリーニング手段が回転ブラシであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置である。

又さらに、請求項１６に記載された発明は、前記クリーニング手段がクリーニングブレードであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置である。

更に、請求項１７に記載された発明は、前記トナー保持部材の下流側かつ前記帯電手段の上流側に、前記像担持体上の転写残留トナーを処理するトナー処理手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

また、請求項１８に記載された発明は、前記トナー処理手段は、転写残留トナーを除去して一時的に保持する一時保持手段であることを特徴とする請求項１７記載の画像形成装置である。

さらに、請求項１９に記載された発明は、前記トナー処理手段は、転写残留トナーを帯電させる残留トナー帯電手段であることを特徴とする請求項１７記載の画像形成装置である。

又、請求項２０に記載された発明は、前記トナー処理手段は、所定のタイミングで溜まったトナーを前記像担持体上に吐き出すことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

更に、請求項２１に記載された発明は、前記トナー保持部材を前記像担持体の軸方向に沿って揺動させる揺動手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

また、請求項２２に記載された発明は、前記トナー保持部材は、固定型のブラシ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

さらに、請求項２３に記載された発明は、前記トナー保持部材は、回転ロール型に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

又、請求項２４に記載された発明は、前記帯電手段は、交流電圧が重畳された直流電圧を印加する接触帯電手段でことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

更に、請求項２５に記載された発明は、前記帯電手段は、直流電圧を印加する接触帯電手段でことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１つに記載の画像形成装置である。

この発明によれば、トナー保持部材として、捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材を用い、しかも当該トナー保持部材に多量のトナーを保持させて、放電生成物を長期間にわたって確実に除去することができ、“Ｄｅｌｅｔｉｏｎ”と呼ばれる画像の白抜けや、”雨だれＦｉｌｍｉｎｇ”等に起因した画像の白抜けが発生するのを確実に防止可能とした画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンターを示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラープリンターは、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するようになっている。また、上記フルカラープリンターは、画像読取装置を備えていなくても良いのは勿論である。

図２において、１はタンデム方式のフルカラープリンターの本体を示すものであり、このフルカラープリンター本体１の上部の一端（図示例では、左端）には、原稿２の画像を読み取る画像読取装置（ＩＩＴ：Ｉｍａｇｅ Ｉｎｐｕｔ Ｔｅｒｎａｌ）４が配設されている。この画像読取装置４は、プラテンカバー３によって押圧された状態でプラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿２の画像を所定のドット密度（例えば、４００ｄｐｉや６００ｄｐｉ）で読み取るように構成されている。

上記画像読取装置４によって読み取られた原稿２の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の画像データとして画像処理装置１２（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の画像データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、各色の画像データに応じてレーザービームＬＢによる画像露光が行われることで、情報の書き込み処理が実行される。

上記フルカラープリンター本体１の内部には、図２に示すように、複数の画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応した画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて直列的に配置されている。

これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、使用するトナーの色を除いて、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する接触帯電手段としての帯電ロール１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色の画像データに対応した画像を露光して静電潜像を形成する情報書き込み手段としてのＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置１７と、トナー保持部材１８と、回転ブラシ１９とを備えるように構成されている。

上記帯電ロール１６としては、例えば、直流電圧（ＤＣ）のみを印加する方式のものや、交流電圧（ＡＣ）を重畳した直流電圧（ＤＣ）を印加する方式など、種々のものを使用することができ、本実施の形態では、交流電圧（ＡＣ）を重畳した直流電圧（ＤＣ）を印加する方式を採用している。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、半導体レーザー２０を画像データに応じて変調して、この半導体レーザー２０からレーザービームＬＢを画像データに応じて出射する。この半導体レーザー２０から出射されたレーザービームＬＢは、反射ミラー２１、２２を介して回転多面鏡２３によって偏向走査され、図示しないｆ−θレンズで走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、複数枚の反射ミラー２４、２５等を介して像担持体としての感光体ドラム１５上に走査露光される。

上記画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに各色の画像データが順次出力され、これらのＲＯＳ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が書き込まれる。上記各感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋの現像ロール１７ａによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２６上に、一次転写ロール２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋの圧接力及び静電気力によって互いに重ね合わされた状態で一次転写される。

また、上記一次転写工程では、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に現像されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が、中間転写ベルト２６上に１００％転写される訳ではなく、トナー像の一部が転写残留トナーとなって感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に残留することになる。感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に残留したイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の転写残留トナーは、後に詳述するトナー保持部材１８によって保持されるとともに、その一部は感光体ドラム１５に付着して移動し、回転ブラシ１９によって回収（クリーニング）される。

なお、上記回転ブラシ１９を設けずに、感光体ドラム１５に残留した転写残留トナーを、現像装置１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって現像工程と同時に現像ロール１７ａ内に回収（クリーニング）するように構成しても良い。

したがって、上記フルカラープリンターでは、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上の転写残留トナーを除去する格別なクリーニング機構部を待たずに、現像装置１７の現像ロール１７ａの現像バイアスの設定条件を最適化することで、現像装置１７で現像と転写残留トナーの回収（クリーニング）とが同時に行われる、所謂、クリーナレスシステムを採用することも可能である。

上記中間転写ベルト２６は、ドライブロール２８と、テンションロール２９と、アイドルロール３０などからなる複数のロールの間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２８により、矢印Ｂ方向に沿って感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと等しい所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２６としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記中間転写ベルト２６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロールとしても機能するドライブロール２８に中間転写ベルト２６を介して圧接する二次転写ロール３１によって、圧接力及び静電気力で記録媒体としての記録用紙３２上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、定着装置３３へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、定着装置３３の加熱ロール３４及び加圧ロール３５によって熱及び圧力で定着処理を受け、プリンター本体１の外部に設けられた排出トレイ３６上に排出され、一連のフルカラー画像の画像形成工程が終了する。

上記記録用紙３２は、図２に示すように、給紙トレイ３７から所定のサイズや材質のものが、フィードローラ３８及び分離ローラ対３９、４０を介して１枚ずつ分離された状態で、レジストロール４１まで一旦搬送されて停止される。そして、上記用紙トレイ３７から給紙された記録用紙３２は、所定のタイミングで再度回転が開始されるレジストロール４１によって、中間転写ベルト２６上のトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２６の二次転写位置の上流側へと送出される。

なお、トナー像の二次転写工程が終了した後の中間転写ベルト２６は、その表面がドライブロール２８の外周に圧接する中間転写ベルトクリーナー４２によって清掃され、次の画像形成工程に備えるようになっている。

次に、上記フルカラープリンターにおいて採用される画像形成時の主なゼログラフィックパラメータを示す。

感光体ドラム１５ ：直径約３０．０ｍｍの有機感光体
帯電電位Ｖ０＝−５００Ｖ（背景部電位）
露光後電位ＶＬ＝−２００Ｖ（画像部電位）
接触帯電器１６ ：半導電性ロールからなる帯電ロール
ＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式
Ｉａｃ＝０．６５ｍＡ（ＡＣ成分電流値）
周波数ｆ＝６１４Ｈｚ（ＡＣ成分の電圧波形）
Ｖｄｃ＝−５２０Ｖ（ＤＣ成分電圧値）
露光装置１４ ：レーザー波長＝７８０ｎｍ
現像方式 ：乾式二成分現像方式
中間転写ベルト３０ ：ポリイミド製
プロセス速度 ：１０４ｍｍ／秒
現像ロール１７ａ ：直径＝１６．０ｍｍ
回転速度＝２０８ｍｍ／秒
回転方向は感光体ドラム１５の回転方向と逆方向
現像バイアス：ＶＤＣ＝−４００Ｖ（ＤＣ成分電圧値）
Ｖｐｐ＝１．５ｋｖ（ＡＣ成分電圧値(Peak to Peak)
周波数＝６ｋＨｚ（ＡＣ成分電圧波形）
現像ギャップ（感光体ドラム１５と現像ロール１７ａとの間隔）
：約０．３ｍｍ
一次転写ロール ：転写バイアス ＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖ、１０μＡ
二次転写ロール ：転写バイアス ＋１６００Ｖ
トナー保持部材 ：導電性ナイロン
印加電圧＝−８５０Ｖ
回転ブラシ ：導電性ナイロン
印加電圧＝０Ｖ

ところで、この実施の形態では、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、当該静電潜像を可視化する現像手段と、前記現像手段によって可視化された現像像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側に配設され、前記像坦持体と接触する接触面にトナーを保持するトナー保持部材と、を備えた画像形成装置において、前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材からなるように構成したものである。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンターでは、図１及び図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて、各感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの転写ロール２７の下流側であって、かつ帯電ロール１６の上流側に、それぞれ感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと接触する接触面にトナーを保持するトナー保持部材１８が配設されている。

このトナー保持部材１８は、例えば、図１に示すように、太さ２デニールの繊維を蜜に植毛したブラシ状部材からなるように構成されている。上記ブラシ状のトナー保持部材１８を構成する繊維５２としては、例えば、ナイロン、アクリル、ナイロンとポリエステルからなる重合材料など、種々のものを用いることができる。この実施の形態では、ブラシ状のトナー保持部材１８を構成する繊維５２として、カネボウ合繊株式会社の導電性を有する極細繊維である、１本の繊維の太さが約２デニール（Ｄ）であるナイロンからなる繊維（商品名：ベルトロン）が用いられる。また、上記ブラシ状のトナー保持部材１８を構成する繊維５２の植毛密度としては、例えば、２１６，０００本／ｉｎｃｈ² に設定される。なお、上記ナイロンからなる繊維には、カーボンブラック等の導電性材料が添加されており、導電性を有するようになっている。上記トナー保持部材１８を構成するブラシ５１としては、図３に示すように、太さ２デニール（Ｄ）のナイロンからなる繊維５２を複数本束ねた状態で横パイル糸として、縦糸５３と横糸５４とからなる基布５５の縦糸５３に織り込んでいった横パイル織りの生地５１が用いられる。

なお、上記横パイル織りの基布５５を構成する縦糸５３及び横糸５４としては、例えば、導電性の繊維が用いられ、当該基布５５は、導電性を有するように構成されている。また、基布糸は絶縁糸にし、後から基布を例えば裏側から導電性の液体に浸し、導電化処理を行ってもよい。

その際、上記縦糸５３と横糸５４とからなる基布５５は、図３に示すように、２枚の基布５５が所定の距離を隔てて互いに平行に配置され、これら２枚の基布５５の縦糸５３と横糸５４との交差位置の間に、極細繊維５２を複数本束ねた状態で横パイル糸を掛け渡すように、三次元的に織り込まれる。その後、上記極細繊維５２を複数本束ねた状態で織り込まれた横パイル織りの生地５１は、図３に示すように、極細繊維５２を複数本束ねた状態で横パイル糸を、所定の長さでナイフ等によって切断することによって、図４及び図５に示すように、極細繊維５２を所定の密度で植毛したブラシ５１が形成される。

そして、この実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、ブラシ５１を構成する繊維５２として、捲いた状態で縮れるように処理された捲縮処理を施した繊維を使用するように構成されている。上記繊維５２は、ブラシ５１を構成する前に捲縮処理を施しても良いし、ブラシ５１を構成した後に捲縮処理を施すように構成しても良い。また、上記繊維５２は、先端部から基端部まで捲縮処理を施しても良いが、先端部の所定長だけ捲縮処理を施しても良い。さらに、上記繊維５２の捲縮処理の程度は、なるべく捲いた状態で縮れるように処理されているのが望ましいが、少なくとも直線状の繊維に対して、その一部が縮れていれば良い。

上記繊維５２に対する捲縮処理は、例えば、繊維５２に機械的に外力を加えて処理を施しても良いし、繊維５２に酸やアルカリ等の薬品を用いて化学的処理を施すようにしても良い。

上記ブラシ５１は、例えば、電子写真装置用ブラシの製造メーカーである東英産業株式会社によって製造される。

さらに、上記ブラシ状のトナー保持部材５１は、上述したように、予め２デニール程度の極細繊維５２を横パイル織りの生地５１に織り込んでいっても良いが、例えば、２デニールよりも太い繊維５２を用いて、ブラシ状のトナー保持部材５１を構成した後、１本の繊維を複数本に分割する割繊処理を施すことによって、１本の繊維５２の太さが２デニール程度となるように構成しても良い。また、繊維５２の太さが２デニールよりも細い１デニール以下の極細繊維になるようにしてもよい。

この場合、上記ブラシ５１は、図６に示すように、当該ブラシ５１全体をアルカリ溶液５６に所定時間だけ浸漬することにより、図７に示すように、化学処理によって１本の極細繊維５２を複数本の繊維５２ａに分割する割繊処理が行われ、１本の繊維５２の太さが２デニール程度となるように構成しても良い。上記割繊処理によって１本の極細繊維５２が分割される本数としては、アルカリ溶液の濃度や浸漬時間等によって調整されるが、例えば、１本の極細繊維５２が１０〜１３本程度に分割される。その結果、割繊処理前の１本の繊維の太さが例えば約５デニール（Ｄ）であるナイロンとポリエステルからなる繊維５２の場合、約０．３デニール程度の繊維５２ａに極細繊維化される。なお、割繊処理としては、アルカリ溶液による化学的な処理に限らず、水圧等による物理的な処理によっても勿論良い。

上記の如く構成されたブラシ５１は、図１（ｂ）及び図８に示すように、両面テープ５７によってアルミニウムやステンレス等の金属板５８に接着された状態で固定され、ブラシ状のトナー保持部材１８が形成される。なお、上記ブラシ５１の導電性繊維からなる基布５５と、金属板５８とは、図８に示すように、導電性テープや接導電性接着剤５９を介して互いに接着され、電気的に導通状態が保持されるようになっており、金属板５８には、必要に応じて、バイアス電源６０によって所定のバイアス電圧（例えば、−８５０Ｖ程度）が印加されるように構成されている。

上記ブラシ５１を構成する導電性を有する繊維５２の抵抗値としては、例えば、図９に示すように、所定の本数束ねてテープ６１で留めたものの、２ｃｍの長さの抵抗値を測定した場合、１０^8.5 Ω程度のものが用いられる。

また、上記ブラシ５１を構成する繊維５２としては、導電性のものに限らず、必要に応じて絶縁性の繊維を用いても良い。

また、上記回転ブラシ１９としては、図１に示すように、通常の導電性繊維からなる回転ブラシが用いられ、当該回転ブラシ１９によって感光体ドラム１５の表面から除去されたトナーは、回収ロール６２によって静電気力及び圧接力で回収され、回収ロール６２によって回収された転写残留トナーは、スクレーパー６３によって掻き取られる。なお、上記回転ブラシ１９には、トナー保持部材１８によってマイナス極性の電荷が注入されたトナーを静電的に付着させるため、例えば、所定の電位（接地電位：０Ｖ）に保持される。

参考例
次に、本発明者は、図１に示すような構成で、交流電圧を印加した帯電ロール１６を用いて感光体ドラム１５を帯電させ、当該感光体ドラム１５の表面に付着した放電生成物を除去させるための固定ブラシ１８及び回転ブラシ１９のみを感光体ドラム１５に接触させて、２８℃、８５％の高温高湿環境下で１時間、感光体ドラム１５を約４０００サイクル回転させた後、感光体ドラム１５表面の水の接触角が何度低下したか（放電生成物除去の指標）および雨だれＦｉｌｍｉｎｇがどの程度発生したかを調べる実験を行った。

この参考例では、固定ブラシ１８として直線状の繊維を使用したものを用いている。

水の接触角は、初期状態では９０度であり、１０度以上低下すると白抜けが発生することがわかっている。また、雨だれ状Ｆｉｌｍｉｎｇは、光学顕微鏡で観察し、その発生程度によりＧＯ（未発生）、Ｇ１（ほとんど発生せず、画質白抜けは未発生）、Ｇ２（若干発生し、プリント上に白抜けも若干発生）、Ｇ３（発生し、プリント上に白抜けが部分的に筋状に発生）、Ｇ４（かなり発生し、プリントの半分が白抜け）、Ｇ５（ほぼ全面にひどく発生し、プリントのほぼ全面が白抜け）の５段階に分類した。Ｇ１以下が問題無いと判断してよい。

回転ブラシ１９としては、直径Φ１０ｍｍ、１２ｍｍ、シャフト径Φ５ｍｍ、Φ６ｍｍ、繊維太さ２ｄ、４ｄ、６ｄ、回転速度０〜１０４ｍｍ／ｓ、回転方向は感光体ドラム１５とつれ回り方向（以下Ｗｉｔｈ）と逆方向（以下Ａｇａｉｎｓｔ）にそれぞれ設定したものを用い、固定ブラシ１８はプロセス方向幅５ｍｍ、毛長４、５、６ｍｍ、繊維太さ２ｄ、４ｄ、６ｄとし、各条件を適当に振り、ブラシの先端力をさまざまに変えて実験を行った。

図１０は固定ブラシ１８にトナーをまったく保持させなかった場合の結果である。水接触角の低下を１０度以下に抑制するには、約４ｇ／ｃｍ以上の先端力が必要になるが、雨だれＦｉｌｍｉｎｇをＧ１以下にするには約１．５ｇ／ｃｍ以下である必要がある。したがって、放電生成物による白抜けの防止と雨だれＦｉｌｍｉｎｇによる画質ディフェクトの防止を両立させることはできない。

ここで、固定ブラシ１８の全面にトナーを十分保持させて上記同様の実験を行った。その結果、図１１に示すように、トナーを保持させた固定ブラシ１８では、約１ｇ／ｃｍ以上の先端力があれば水の接触角の低下を１０度以下に抑制でき、放電生成物除去と雨だれＦｉｌｍｉｎｇの防止が両立できることがわかる。

また、同様に不織布を用いた実験も行った。ここで用いた不織布は約０．３ｄ相当の太さ（直径約５μｍ）のナイロンとポリエステルの微細繊維からなるものである。不織布からなるトナー保持部材１８としては、図１２に示すように、不織布７０の厚みは５００μｍであり、３ｍｍ厚みのウレタンスポンジ７１の表面に接着されている。なお、ウレタンスポンジ７１は、板金７２上に接着され固定されている。ブラシのように先端力を測定することができないために、ここでは、不織布７０の感光体ドラム１５に対する食込み量に対して水の接触角の低下度合いと雨だれＦｉｌｍｉｎｇを調べた。

図１３に示すように、トナーが無い場合は、食込み量０．８〜１ｍｍの範囲に両立させる領域があるものの、非常に狭い範囲である。これに対して、図１４に示すように、トナーを保持させた不織布では、およそ０．１５〜１ｍｍの範囲がＯＫであり、トナー保持により大きく放電生成物除去性能が上がりウィンドウが広がっていることがわかる。

このように、トナー自体に放電生成物を除去する効果がありトナーをブラシや不織布などに積極的に保持させることで、トナーが無い場合に比較して低い当接圧で放電生成物を除去することが可能になる。したがって、低い圧力であるために雨だれＦｉｌｍｉｎｇも防止することが可能である。

導電性のブラシおよび不織布のトナー付着状態をＳＥＭで観察すると微細繊維の不織布の方が導電性のブラシの毛よりも高密度にトナーが付着していることが判明した。トナーがより密に表面に付着しているために、トナーのかきとり効果が不織布ではより大きく発揮されたために放電生成物除去性能が高かったと推察できる。したがって、より高密度に表層にトナーを保持できる保持部材であれば、ブラシや不織布以外でも十分放電生成物除去性能を高めることができると考えられる。

前記したように、トナー保持により導電性のブラシ１８は、Ｆｉｌｍｉｎｇを防止しつつ放電生成物による白抜けも防止する先端力の良好な範囲が確保できているものの、その範囲はトナー保持性の高い不織布に比べると狭い。そのために、ブラシ繊維のパイルハイトのばらつきや感光体ドラム１５ヘの食い込み量のばらつきなどを考慮すると、先端力も大きくばらつき、まれに上記先端力の良好な範囲外に出てしまい放電生成物による白抜けやＦｉｌｍｉｎｇによる画質ディフェクトが発生することもあった。

ブラシでも不織布のように感光体との接触面に多量のトナーを保持することができれば、同一先端力あるいは圧接力でも、より多くの放電生成物を除去することができるはずであり、結果的に先端力や圧接力などの良好な領域を広げることができる。

実験例
そこで、次に、本発明者は、捲縮処理を施した繊維５２からなる固定ブラシ５１と通常の（直毛の）繊維からなるブラシにて接触角の回復性をみるテストを実施し放電生成物除去性能に差があるかどうかを調べた。

また、同時に不織布についても通常の（直毛の）繊維からなる不織布と捲縮処理を施した繊維からなる不織布についても同様の実験を実施した。通常の繊維からなる不織布でもブラシに比較すると非常に高い放電生成物除去性を示すことは前記した通りであるが、捲縮処理を施すことでさらに高い除去性能の実現を狙ったものである。

以下に実験方法を示す。
(1) あらかじめ一定量のトナーを現像した感光体ドラム１５に固定状のブラシ１８を装着し、感光体ドラム１５を回転させてブラシ１８にトナーを堆積させる。
(2)(1)とは別の感光体ドラム１５に帯電ロール１６のみを装着し、一定時間（例えば、１０分程度）だけ感光体ドラム１５を回転させながら、帯電ロール１６を放電させることによって、放電生成物が付着した感光体ドラム１５を作成した。
(3)(1)で作成した放電生成物が付着した感光体ドラム１５に(1) で作成したトナー保持ブラシ１８を装着し、感光体ドラム１５を回転させて水の接触角を測定し、当該水の接触角の回復度合いを調べた。

また、同時に、上記各々のブラシについて、実際の通紙テストを実施し、放電生成物による画像の白抜けが発生するかどうかも調べた。さらに、通紙テスト実施後にブラシに保持されているトナーの重量も調べた。

使用したブラシ：
通常のブラシは２デニール、４３０Ｋｆ／ｉｎｃｈ² 、ブラシ長さ６ｍｍ
捲縮ブラシは２デニール、２１６Ｋｆ／ｉｎｃｈ² 、ブラシ長さ５．５ｍｍ（捲縮処 理後のブラシの高さであり、伸ばした状態の繊維長はもっと長い。）

上述したどのブラシも、感光体ドラム１５に対してフィルミングが発生しない範囲の同一の圧接力となるように食い込み量を調整した。

通常の不織布：直径約５μｍの絶縁性のナイロンとポリエステルを混ぜたものである。厚みは５００μｍであり、３ｍｍ厚みのウレタンスポンジ上に接着されている。

捲縮処理不織布：上記と同じ構成であるが、繊維のみ捲縮処理を施している。なお、不織布もそれぞれ同一圧力に調整した。

図１５乃至図１７は上述したように、放電生成物が付着した感光体ドラム１５にトナー保持ブラシ１８及び不織布を装着し、感光体ドラム１５を回転させて水の接触角を測定し、当該水の接触角の回復度合いを調べた実験の結果を示すグラフである。

この図１５乃至図１７から明らかなように、捲縮処理を施したブラシ１８は、通常のブラシに比較して、回復速度が速く（曲線の立ち上がりの傾きが大きく）、最終的に飽和した接触角の値も８８度と高く、大幅に放電生成物の除去性能が向上していることがわかる。また、捲縮処理を施した不織布は、通常の不織布に比較してブラシ同様に、放電生成物の除去性が向上していることがわかる。

図１８に示すＳＥＭによる観察写真でも、通常の直毛のブラシに比較して、捲縮処理を施したブラシの方が感光体接触部の繊維に付着しているトナーの量が明らかに多く、そのために放電生成物の除去性能が向上したと考えられる。捲縮処理を施した繊維は、繊維が直線ではなく曲率をもっているために、トナーが曲がった繊維にせき止められやすいためと考えられる。

なお、ＳＥＭによる観察写真では、不織布においても、同様に捲縮処理を施したものの方が付着トナー量が多かった。

実施例１
図２に示すフルカラープリンタのシステムを実際に動作させて、２８℃、８５％の高温高湿環境下において、画像の白抜けの発生状態を確認する実施例を行った。

本実施例では、トナー保持部材として不織布を用い、直径約１５μｍの導電性ナイロンと直径約５μｍの絶縁性のナイロンとポリエステルを混ぜたもので厚みは５００μｍであり、３ｍｍ厚みのウレタンスポンジ上に接着されている。また、繊維はいずれも捲縮処理を施したものを用いている。

感光体ドラム１５は、ＡＣ電圧が印加された帯電ロール１６にて所望の表面電位に帯電された後、レーザービーム等の情報書込手段１４により静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置１７により可視化され、トナー像が形成される。トナー像は、中間転写ベルト２６上に一次転写ロール２７によって静電気的に転写される。転写工程後の感光体ドラム１５上の残留トナー、及び中間転写ベルト２６上から感光体ドラム１５上に再転写された逆極性のトナー（以下、「リトランスファートナー」という。）は、放電生成物除去のために配置された、導電性を有する不織布１８に放電がおこるバイアスを印加（ここでは−８５０Ｖ）することで、マイナスに帯電調整される。このマイナスに帯電調整されたトナーは、回転する導電性を有する回転ブラシ１９にＤＣ０Ｖを印加することによりクリーニングされる。なお、導電性を有するブラシ１８を通過した後の感光体ドラム１５の電位が、約−４００Ｖであるために、回転ブラシ１９を０Ｖにすることで、相対的な電位差によってマイナス極性のトナーをクリーニングすることができる。このクリーニングされたトナーは、図１に示すように、回収ロール６２に移されて、スクレーパー６３で剥ぎ落とされ回収される。なお、バイアス関係は、上記の値に限定されるものではない。

本実施例では、転写残トナーやリトランスファートナーをマイナスに帯電調整させるために、導電性であることが必要であったために、いずれも導電性繊維５２と絶縁性繊維を混ぜた不織布１８、１９を使用したが、そうでないシステムであれば、絶縁性の繊維のブラシを使用しても何ら問題は無い。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

また、導電性毛のみにしなかったのは、直径５μｍ程度の微細な繊維の方がトナーが高密度に保持され放電生成物のかきとり能力が高いためである。現在のところ、導電性毛で最も微細なものは直径約１０〜１５μｍのものが一般的であり、導電性毛で細いものがあればそれのみを用いて、不織布を形成しても何ら問題がない。また、それほどかきとり能力が高くなくても良いシステムならば、例えば１５μｍの導電性毛のみで不織布を形成しても何ら問題はない。

また、トナー保持部材１８の放電生成物の除去性能を軸方向に均一化するために、軸方向に揺動させるオシレーション動作を適宜挿入するなどしてもよい。

また、使用しているうちに十分トナーが固定ブラシ１８に保持されるようになるので、本実施例では特に何も処理を施していないが、システムによってより高い掻き取り能力が必要なときなどは、最初から十分な掻き取り能力を付与するために、トナー保持部材１８をトナーで最初から汚しておくなどすることも可能である。

また、本実施例では、回転ブラシ１９に回収ロール６２とスクレーパー６３を用いたが、例えば、転写残留トナーやリトランスファートナーが少ないシステムでは、図１９に示すように、フリッキング用のバー６４のみを設けるなど簡易的な回収系にしてもなんら問題はなく、限定されるものではない。

上記条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けや雨だれフィルミングによる白抜けは発生しなかった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した繊維からなる不織布により長期にわたって放電生成物の除去と雨だれフィルミングの発生を防止することができる。

実施例２
本実施例２では、トナー保持部材として、不織布を固定ブラシ１８に変えたものを使用した。固定ブラシ１８は、２デニール（直径約１５μｍ）の導電性のナイロンと０．３デニール相当（直径約５μｍ）の絶縁性微細ナイロンを混紡したブラシである。また、繊維はいずれも捲縮処理が施されている。

この実施例２でも、転写残トナーやリトランスファートナーをマイナスに帯電調整させるために、ブラシを構成する繊維が導電性であることが必要であり、前記したように導電性繊維と絶縁性繊維を混ぜた構成にした。また、導電性繊維のみにしなかったのは、直径５μｍ程度の微細な繊維の方がトナーを高密度に保持することができ、放電生成物の掻き取り能力が高いためである。現在のところ、導電性繊維で最も微細なものは直径約１０〜１５μｍのものが一般的であり、導電性繊維で細いものがあればそれのみを用いて、ブラシを形成しても良い。また、それほど掻き取り能力が高くなくても良いシステムならば、例えば直径１５μｍの導電性繊維のみで固定ブラシを形成しても良い。

また、使用しているうちに十分トナーが固定ブラシに保持されるようになるので放電生成物のかきとり能力に間題はなかったが、システムによってより高いかきとり能力が必要なときなどは、最初から十分なかきとり能力を付与するために、固定ブラシをトナーで最初から汚しておくように構成しても良い。

また、トナー保持固定ブラシの放電生成物除去性能を軸方向に均一化するために、固定ブラシを軸方向に沿って揺動させるように構成してもよい。

また、本実施例では、回転ブラシ１８に回収ロール６２とスクレーパー６３を用いたが、例えば転写残留トナーやリトランスファートナーが少ないシステムでは、フリッキング用のバーのみを設けるなど簡易的な回収系にしてもなんら問題はなく、限定されるものではない。

上述した条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けや雨だれＦｉｌｍｉｎｇによる白抜けは未発生であった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した固定ブラシにより長期にわたって放電生成物の除去と雨だれＦｉｌｍｉｎｇの発生を防止することができた。

実施例３
本実施例３では、トナー保持部材１８である不織布としてトナーを保持させた直径約５μｍの絶縁性のナイロンとポリエステルを混ぜたものを用いている。厚みは５００μｍであり、３ｍｍ厚みのウレタンスポンジ上に接着されている。また、繊維はいずれも捲縮処理が施されている。また、バイアスは印加していない。

また、不織布の下流側には、図１に示すように、実施例１及び２と同様に導電性の回転ブラシ１９が配設されているが、印加電圧はＤＣ−２００Ｖ、ＡＣＶｐｐ８００Ｖとした
。また、回転ブラシ１９にはフリッキングバー６４を取り付け、トナーをたたき落として回収するように構成されている。その他の構成は前記実施例と同様である。

この実施例３は絶縁性の微細繊維のみからなる不織布のみを用いたために放電生成物の掻き取り能力が高いことが期待できる。しかしながら、実施例１及び２と異なり絶縁性であるためにトナーの極性、帯電調整はできないために、下流側の回転ブラシにＡＣ電圧を印加することで、転写残トナーとリトランスファートナーの両方をクリーニングするように構成されている。また、転写残トナーやリトランスファートナーの量が比較的少なかったために、クリーニングしたトナーはフリッキングバーのみで回収するようにしたが、それに限定されるものではない。

また、ＡＣ印加の１本のブラシのみで対応したが、スペースが許されるならば、２本の回転ブラシを使用してそれぞれの極性のトナーをそれぞれの回転ブラシでクリーニングするようにしても構わない。また、２本のブラシに回収ロールとスクレーパーを使用する場合や、フリッキングバーなどのみを使用する場合などスペースや転写残トナー、リトランスファートナーの量などそのシステムに応じて適宜決定すればよく何ら限定されるものではない。

また、本実施例３では、捲縮処理を施した絶縁性の微細繊維のみからなる不織布を用いたが、同様に捲縮処理を施した絶縁性の微細繊維からなるブラシを用いてもよく限定されるものではない。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

上述した条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けや雨だれフィルミングによる白抜けは未発生であった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した固定ブラシにより長期にわたって放電生成物の除去と雨だれフィルミングの防止を可能にできた。

実施例４
本実施例４は前記実施例３と同様の構成に構成されている。ただし、トナー供給モードとして、図２０に示すように、マシンの電源投入直後に感光体ドラム１５の軸方向に全面でプロセス方向に幅３ｃｍの１００％のベタ画像Ｔを現像させた。このとき転写電源はオフさせておき１００％のトナー像が不織布にすべて突入するようにした。トナー像は不織布によりクリーニングされて、軸方向全面に不織布がトナーを保持した状態になる。残ったトナーは下流側の回転ブラシ１９でクリーニングされる。こうすることで画像形成装置がユーザーの下に設置されてはじめて電源が投入されたときに、トナー供給モードが入ることで最初から不織布がトナーを保持した状態になり、より確実に放電生成物を除去することが可能になる。

また、本実施例４では捲縮処理を施した絶縁性の不織布を用いたが導電毛の不織布、導電毛と絶縁毛を混ぜた不織布、および固定ブラシなどを用いても何ら問題はなく限定されるものではない。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

また、下流側の回転ブラシの印加電圧や構成なども前記同様にシステムに応じて適宜決定すればよく限定されるものではない。

実施例５
本実施例５は実施例４と同様の構成にて、３万枚のプリントテストを行った。１つのジョブで１００枚プリントした後３秒休止し、それを繰り返して３万枚までプリントを続けた。この実施例では５００枚おきのプリント直後のジョブ終了後にトナー供給モードとして、図２０に示すように、感光体ドラム１５の軸方向に全面でプロセス方向に幅３ｃｍの１００％のベタ画像を現像させた。このとき、転写電源はオフさせておき１００％のトナー像が不織布にすべて突入するようにした。

トナー像は不織布１８によりクリーニングされて、軸方向表面に捲縮処理が施された不織布がトナーを保持した状態になる。残ったトナーは下流側の回転ブラシでクリーニングされる。こうすることで偏った画像がプリントされても定期的にトナー保持用不織布の軸方向全面がトナーを保持した状態になるので確実に放電生成物を除去することが可能になる。

また、本実施例５では５００枚ごとのジョブ終了時にトナー供給モードを入れたが、ジョブ開始時に入れてもよいし、ジョブ終了時とジョブ開始時の両方に入れるように構成しても良い。システムに応じてトナー供給モードを入れる枚数なども適宜決定すればよい。

また、本実施例では捲縮処理を施した絶縁性の不織布を用いたが、導電性繊維の不織布、導電性繊維と絶縁性繊維を混ぜた不織布、あるいは固定ブラシなどを用いても何ら問題はなく、限定されるものではない。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

また、下流側の回転ブラシの印加電圧や構成なども前記同様にシステムに応じて適宜決定すればよく限定されるものではない。

上述した条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けや雨だれフィルミングによる白抜けは未発生であった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した不織布や固定ブラシに定期的にトナーを供給することにによりより確実に長期にわたって放電生成物の除去と雨だれフィルミングの発生を防止することができた。

実施例６
本実施例６は実施例１と同様の構成において、３万枚のプリントテストを行った。１ジョブが１００枚であり３秒休止し、それを繰り返し３万枚までプリントを続けた。本実施例６では５００枚おきのプリント直後のジョブ終了時にトナー供給モードとして、図１９に示すように、感光体ドラム１９の軸方向に全面でプロセス方向に幅３ｃｍの１００％のベタ画像Ｔを現像させた。このとき転写電源はオフさせておき１００％のトナー像が捲縮不織布にすべて突入するようにした。また、供給されたトナー像はマイナス極性であるので、不織布１８は＋２００Ｖを印加することでその大部分を積極的に保持する電圧を印加
した。こうすることで、トナー像は不織布１８によりクリーニングされて、軸方向全面に不織布１８が多量のトナーを保持した状態になる。残ったトナーは下流側の回転ブラシ１９でクリーニングされる。こうすることで偏った画像がプリントされても定期的にトナー保持用不織布の軸方向全面がトナーを保持した状態になるので確実に放電生成物を除去することが可能になる。

また、本実施例６では５００枚ごとのジョブ終了時にトナー供給モードを入れたが、ジョブ開始時に入れてもよいし、両方入れてもかまわない。システムに応じてトナー供給モードを入れる枚数なども適宜決定すればよい。

また、本実施例６では捲縮処理を施した絶縁性毛と導電性毛を混ぜた不織布を用いたがトナー供給モード時に供給されたトナーを積極的に保持する電界をかけるために、導電毛単独の不織布、および絶縁毛と導電性毛を混ぜた固定ブラシ、導電毛単独の固定ブラシなどを用いても何ら問題はなく限定されるものではない。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

また、下流側の回転ブラシ１９の印加電圧や構成なども前記同様にシステムに応じて適宜決定すればよく限定されるものではない。

上述した条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けや雨だれフィルミングによる白抜けは未発生であった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した不織布や固定ブラシに定期的にトナーを供給し、そのトナーを積極的に保持させる電圧を印加することにより確実に長期にわたって放電生成物の除去と雨だれＦｉｌｍｉｎｇの防止を可能にできた。

実施例７
本実施例７は実施例１と同様の構成にて、３万枚のプリントテストを行った。１つのジョブあたり１００枚であり３秒休止し、それを繰り返し３万枚までプリントを続けた。本実施例７では５００枚おきのプリント直後のジョブ終了時にトナー供給モードとして、図１９に示すように、感光体ドラム１５の軸方向に全面でプロセス方向に幅３ｃｍのｌ００％のべた画像を現像させた。このとき転写電源はオフさせておき１００％のトナー像が不織布１８にすべて突入するようにした。

また、このとき不織布１８にはＤＣ−２００Ｖ、＋ＡＣＶｐｐ８００Ｖの電圧を印加することで、その大部分を積極的に保持する電圧を印加した。こうすることで、トナー像は捲縮処理された不織布１８によりクリーニングされて、軸方向全面に不織布１８が多量のトナーを保持した状態になる。残ったトナーは、下流側の回転ブラシ１９でクリーニングされる。

こうすることで偏った画像がプリントされても定期的にトナー保持用不織布１８の軸方向前面がトナーを保持した状態になるので確実に放電生成物を除去することが可能になる。

また、本実施例７では５００枚ごとのジョブ終了時にトナー供給モードを入れたが、ジョブ開始時に入れてもよいし、両方入れてもかまわない。システムに応じてトナー供給モードを入れる枚数なども適宜決定すればよい。

また、本実施例７では捲縮処理を施した絶縁性毛と導電性毛を混ぜた不織布を用いたが、トナー供給モード時に供給されたトナーを積極的に保持する電界をかけるために、導電毛単独の不織布、および絶縁毛と導電性毛を混ぜた固定ブラシ、導電毛単独の固定ブラシなどを用いても何ら問題はなく限定されるものではない。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

また、下流側の回転ブラシの印加電圧や構成なども前記同様にシステムに応じて適宜決定すればよく限定されるものではない。

上述した条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けや雨だれＦｉｌｍｉｎｇによる白抜けは未発生であった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した不織布や固定ブラシに定期的にトナーを供給し、そのトナーを積極的に保持させる電圧を印加することにより確実に長期にわたって放電生成物の除去と雨だれＦｉｌｍｉｎｇの防止を可能にできた。

実施例８
図２１に示したように、感光体ドラム１５はＡＣが印加される帯電ロール１６にて所望の表面電位に帯電された後、レーザ光等の画像書込手段１４により静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置１７により可視化され、トナー像が形成される。トナー像は、中間転写ベルト２６上に一次転写ロール２７により静電気的に転写される。転写工程後の感光体ドラム１５上の残留トナーおよび中間転写ベルト２６上から感光体上に再転写された逆極性のトナー（以下、リトランスファートナー）は、放電生成物除去のために配置された導電性を有する不織布１８にＤＣ−２００Ｖ、＋ＡＣＶｐｐ８００Ｖの電圧が印加され、一部がクリーニングされる。また、すり抜けたトナーは、回転する導電性を有するブラシ１９にＤＣ＋２００Ｖを印加することによりクリーニングされる。このシステムは、リトランスファートナーがあまり発生しないような転写システムになっており、回転ブラシ１９に突入するトナーはほとんどマイナスの転写残トナーである。クリーニングされたマイナストナーは、１００枚ごとに回転ブラシ１９に印加するブラシ電圧を−６００Ｖに切り替えることで、感光体ドラム１５上に吐き出される( 吐き出しモード) 。このマイナストナーは、一部は現像装置１７で回収される。また、回収しきれなかったトナーは、転写部によって中間転写ベルト２６上に転写され、ベルト用のクリーナー４２で回収される。なお、バイアス関係や吐き出しモードが入る枚数などは限定されるものではない。

また、本実施例８ではトナー保持用の不織布１８にＡＣを印加したがＤＣを印加したり、フロート状態にしたりしてもよく、システムにより適宜決定され限定されるものではない。

このように、いわゆるクリーニングの回収系をもたないクリーナレスシステムにおいても放電生成物除去用のトナー保持用の捲縮不織布１８を使用することができる。また、捲縮不織布ではなくて捲縮固定ブラシを用いても何ら問題はない。

実施例９
図２１に示したように、感光体ドラム１５はＡＣ印加の帯電ロール１６にて所望の表面電位に帯電された後、レーザ光等の画像書込手段１４により静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置１７により可視化され、トナー像が形成される。トナー像は、中間転写ベルト２６上に一次転写ロール２６により静電気的に転写される。転写工程後の感光体ドラム１５上の残留トナーおよび中間転写ベルト２６上から感光体上に再転写された逆極性のトナー（以下、リトランスファートナー）は、放電生成物除去のために配置された捲縮処理を施した導電性を有する不織布１８にＤＣ−２００Ｖ、＋ＡＣＶｐｐ８００Ｖの電圧が印加され、一部がクリーニングされる。また、すり抜けたトナーは回転する導電性を有するブラシにＤＣ−８５０Ｖを印加することによりマイナス放電を発生させ、トナーの極性をマイナスに揃える。このマイナス極性に揃ったトナーはＡＣが印加される帯電ロール１６に突入するが、十分にマイナスに帯電しているために帯電ロール１６を汚しすぎることはなく、すり抜けて現像装置１７で回収されることになる。

回転ブラシ１９は、トナーの帯電調整ブラシとして機能しているが、一部のプラストナーにより汚れてくるので、１００枚ごとにブラシ電圧を＋２００Ｖに切り替えることで感光体ドラム１５上にプラストナーが吐き出される( 吐き出しモード) 。このプラストナーは、転写電圧をマイナスに切り替えることによって中間転写ベルト２６上に転写され、ベルト用のクリーナー４２で回収される。なお、バイアス関係や吐き出しモードが入る枚数などは限定されるものではない。

また、本実施例９ではトナー保持捲縮不織布１８にＡＣを印加したがＤＣを印加したり、フロートにしたりしてもよくシステムにより適宜決定され限定されるものではない。

このように、いわゆるクリーニングの回収系をもたないクリーナレスシステムにおいても放電生成物除去用のトナー保持捲縮不織布を使用することができる。また、捲縮不織布ではなくて捲縮固定ブラシを用いても何ら問題はない。

実施例１０
図２２に示したように、感光体ドラム１５はＡＣ印加の帯電ロールにて所望の表面電位に帯電された後、レーザ光等の画像書込手段１４により静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置１７により可視化され、トナー像が形成される。トナー像は、中間転写ベルト２６上に一次転写ロール２７により静電気的に転写される。転写工程後の感光体ドラム１５上の残留トナーおよび中間転写ベルト２６上から感光体ドラム１５上に再転写された逆極性のトナー（以下、リトランスファートナ一）は、放電生成物除去のために配置された捲縮処理を施した絶縁性の不織布１８に突入し、不織布１８がトナーを保持した状態になる。また、すり抜けたトナーは、下流側に配置されたクリーニングブレード７５により感光体ドラム１５上より除去される。

本実施例１０では、捲縮処理を施した絶縁性の不織布１８を用いたが、クリーニングブレード７５の前でトナーと感光体ドラム１５の付着力を弱めるなどのために放電を起させたりする場合には、捲縮処理を施した導電毛からなる不織布、導電毛と絶縁毛をまぜた不織布、あるいは、導電毛からなる固定ブラシ、導電毛と絶縁毛をまぜた固定ブラシなどを用いてバイアスを印加するなどすることもできる。また、本実施例では、布部材として不織布を使用したが、織った布や編んだ布など別の部材を使用してもよい。

また、トナー保持用の不織布１８の放電生成物除去性能を軸方向に均一化するために、軸方向に揺動させるように構成してもよい。

また、使用しているうちに十分トナーが不織布１８に保持されるようになるので、放電生成物のかきとり能力に問題はなかったが、システムによってより高いかきとり能力が必要なときなどは、最初から十分なかきとり能力を付与するために、不織布１８をトナーで最初から汚しておいたり、前記したようにトナー供給モードで不織布１８を定期的に十分トナーを保持した状態にしてもよい。

上述した条件で、３万枚の通紙テストを行ったところ、最後まで放電生成物による白抜けは未発牛であり、また、しばしば起こりやすい感光体ドラム１５への放電生成物付着による摩擦アップに起因したブレード７５のめくれや鳴き、ブレードエッジの欠けや極端な磨耗によるクリーニング不良などの障害も未発生であった。

以上のように、トナーを保持させた捲縮処理を施した不織布により長期にわたって放電生成物の除去を可能にしブレード７５のめくれや鳴き、ブレードエッジの欠けや極端な磨耗によるクリーニング不良などの障害を防止することが可能になった。

実施例１１
図２３及び図２５に示したように、トナー保持部材１８としては、固定型のブラシに限らず、回転ロール型のブラシ８０として構成しても勿論良い。

この回転ロール型のブラシ８０としては、図２３乃至図２５に示すように、金属等の導電性を有する軸部材８１の表面に、接着剤８２を螺旋状に塗布し、この軸部材８１の表面に図４に示すような基布５５を、反対の螺旋状に巻き付けていくことによって、繊維５２が密に植毛された回転ロール型のブラシを用いても良い。この回転ロール型のブラシ８０は、それ以前又はその後に、捲縮処理が施され、繊維５２の先端部が捲縮化されたブラシが構成される。なお、図２３等では、便宜上、ブラシが粗に植毛された状態が図示されているが、実際には、密に植毛されていることは勿論である。

図１はこの発明の実施の形態１にかかる画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンターを示す構成図である。 図３はブラシの製造工程を示す模式図である。 図４はブラシの製造工程を示す模式図である。 図５はブラシの製造工程を示す模式図である。 図６はブラシの製造工程を示す模式図である。 図７はブラシの繊維を示す模式図である。 図８はブラシを示す斜視構成図である。 図９はブラシを構成する繊維の導電率の測定方法を示す模式図である。 図１０はブラシの先端力と水の接触角の低下度合いの関係を示すグラフである。 図１１はブラシの先端力と水の接触角の低下度合いの関係を示すグラフである。 図１２はブラシの構成を示す模式図である。 図１３は不織布の食い込み量と水の接触角の低下度合いの関係を示すグラフである。 図１４は不織布の食い込み量と水の接触角の低下度合いの関係を示すグラフである。 図１５は不織布及びブラシと水の接触角の低下度合いの関係を示す図表である。 図１６は不織布及びブラシにおける水の接触角の時間変化を示すグラフである。 図１７は不織布及びブラシにおける水の接触角の時間変化を示すグラフである。 図１８はブラシの繊維を示す電子顕微鏡写真を示す模式図である。 図１９はこの発明の実施例２にかかる画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 図２０はこの発明の実施例４にかかる画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 図２１はこの発明の実施例９にかかる画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 図２２はこの発明の実施例１０にかかる画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 図２３はこの発明の実施例１１にかかるブラシを示す斜視構成図である。 図２４はこの発明の実施例１１にかかるブラシを示す斜視構成図である。 図２５はこの発明の実施例１１にかかるブラシを示す斜視構成図である。

符号の説明

１５：感光体ドラム、１６：帯電ロール、５１：トナー保持部材、５２：捲縮加工を施した繊維。

Claims (25)

1. 回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、当該静電潜像を可視化する現像手段と、前記現像手段によって可視化された現像像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側に配設され、前記像坦持体と接触する接触面にトナーを保持するトナー保持部材と、を備えた画像形成装置において、
   前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む部材からなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含む布状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー保持部材が導電性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー保持部材が、導電性繊維と絶縁性繊維とからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記トナー保持部材が捲縮加工を施した繊維を少なくとも含むブラシ状部材であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記ブラシ状部材が導電性を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記ブラシ状部材が、導電性繊維と絶縁性繊維とからなることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記トナー保持部材に所定のタイミングでトナーを供給するトナー供給モードを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 前記所定のタイミングは、画像形成装置が設置されて始めて電源が投入された直後であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記所定のタイミングは、一定の枚数だけ画像形成された後の画像形成動作中あるいは画像形成動作の開始前、あるいは画像形成動作の終了後であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
11. 前記トナー供給モードでは、供給されたトナーを前記トナー保持部材に積極的に付着させる電圧を、当該トナー保持部材に印加することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の画像形成装置。
12. 前記電圧は、トナーの極性と逆極性の電圧であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記電圧は、少なくとも交番電圧を含む電圧であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
14. 前記トナー保持部材の下流側かつ前記帯電手段の上流側に、前記像担持体上の転写残留トナーを除去するクリーニング手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
15. 前記クリーニング手段が回転ブラシであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
16. 前記クリーニング手段がクリーニングブレードであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
17. 前記トナー保持部材の下流側かつ前記帯電手段の上流側に、前記像担持体上の転写残留トナーを処理するトナー処理手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
18. 前記トナー処理手段は、転写残留トナーを除去して一時的に保持する一時保持手段であることを特徴とする請求項１７記載の画像形成装置。
19. 前記トナー処理手段は、転写残留トナーを帯電させる残留トナー帯電手段であることを特徴とする請求項１７記載の画像形成装置。
20. 前記トナー処理手段は、所定のタイミングで溜まったトナーを前記像担持体上に吐き出すことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１つに記載の画像形成装置。
21. 前記トナー保持部材を前記像担持体の軸方向に沿って揺動させる揺動手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１つに記載の画像形成装置。
22. 前記トナー保持部材は、固定型のブラシ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
23. 前記トナー保持部材は、回転ロール型に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
24. 前記帯電手段は、交流電圧が重畳された直流電圧を印加する接触帯電手段でことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
25. 前記帯電手段は、直流電圧を印加する接触帯電手段でことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１つに記載の画像形成装置。