JP2023090266A

JP2023090266A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2023090266A
Application number: JP2021205146A
Authority: JP
Inventors: 進介小林; Shinsuke Kobayashi; 和弘船谷; Kazuhiro Funatani; 健介梅田; Kensuke Umeda; 彩衣鈴木; Sae Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2023-06-29

Abstract

【課題】水蒸気に起因した画像不良を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】基布と、基布に織り込まれた複数の繊維糸と、を有し、像担持体の回転方向において、転写部よりも下流側であって、帯電部よりも上流側における像担持体の表面に、基布から延びた複数の繊維糸の先端側が接触するブラシ部材を備える画像形成装置において、ブラシ部材は、像担持体と接触する複数の繊維糸の先端から１ｍｍの領域を２０℃の水に１０秒間浸漬させたときの単位面積当たりの吸水量が、２．２ｍｇ／ｍｍ２以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真記録方式を利用する画像形成装置に関するものである。

レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、像担持体としての感光ドラムを一様に帯電処理した後に、画像パターンに従った露光を行うことにより、感光ドラム上に静電潜像を形成する。その後、感光ドラム上の静電潜像をトナーで現像して顕在化し、紙などの記録材に転写する。そして、感光ドラム上に残った転写残トナーは、感光ドラム上から除去されて回収される。転写残トナーを除去するクリーニング技術としてはいくつかの方式が存在するが、クリーニングブラシを設けたクリーニング技術も開示されている。

特開２００５－１１４７５４号公報

しかしながら、特許文献１において、以下のような課題があった。特許文献１に開示されているクリーニングブラシを感光ドラムに当接させた構成で記録材を通紙した際に、水蒸気に起因した画像不良が発生することがあった。水蒸気は、記録材に含まれていた水分が装置内で温められたことにより発生し、感光ドラム表面に付着する。かかる水蒸気が、クリーニングブラシで塞き止められずに感光ドラム上を連れ回り、現像部でトナーを引き付けることによってトナー汚れといった画像不良を引き起こす。一方、感光ドラムにブレードを当接させたクリーニングブレード方式では、ある程度の水蒸気を塞き止めることができる。しかし、ブレードに塞き止められた水蒸気の量が多くなるとクリーニング性能が大きく低下し、大きな水滴となってブレードからすり抜けてしまう。結果、ブレードをすり抜けた水滴が現像部でトナーを引き付けることによって、トナー汚れを引き起こす。

本発明は、水蒸気に起因した画像不良を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明における画像形成装置は、
回転駆動される像担持体と、
帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像部材と、
前記像担持体との間で記録材を挟持する転写部を形成し、前記転写部において前記像担持体から記録材へ現像剤像を転写する転写部材と、
基布と、前記基布に織り込まれた複数の繊維糸と、を有し、前記像担持体の回転方向において、前記転写部よりも下流側であって、前記帯電部よりも上流側における前記像担持体の表面に、前記基布から延びた前記複数の繊維糸の先端側が接触するブラシ部材と、
を備え
前記ブラシ部材は、前記像担持体と接触する前記複数の繊維糸の先端から１ｍｍの領域を２０℃の水に１０秒間浸漬させたときの単位面積当たりの吸水量が、２．２ｍｇ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする。

本発明によれば、水蒸気に起因した画像不良を抑制することができる。

本発明の実施例１における画像形成装置の説明図本発明の実施例１におけるブラシ部材の模式図本発明の実施例１における画像形成装置の概略制御構成図本発明の実施例１におけるブラシ部材の吸水量測定の説明図本発明の実施例２における画像形成工程中の感光ドラム周りの状態説明図本発明の実施例２におけるブラシ部材に一次回収されたトナーの状態説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
１．画像形成装置
図１は本発明の実施例１における画像形成装置１００の概略構成図である。本実施例の画像形成装置１００は、クリーナレス方式と接触帯電方式を採用したモノクロレーザビームプリンタである。画像形成装置１００は、回転可能な像担持体としてのドラム型（円筒形）の電子写真感光体である感光ドラム１を有する。画像出力動作が開始されると、感光ドラム１は、不図示の駆動モータによって図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の外径は２４ｍｍであり、周速度（表面速度）は１４０ｍｍ／ｓｅｃである。

回転する感光ドラム１の表面は、感光ドラム１と帯電ローラ２とが接触する帯電部ａ近傍において、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２によって、正規極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。なお、帯電ローラ２は、より詳細には、感光ドラム１の回転方向に関して感光ドラム１との接触部の上流側及び下流側に形成される感光ドラム１との間の微小な空隙の少なくとも一方で発生する放電によって感光ドラム１の表面を帯電させる。ただし、ここでは、感光ドラム１の回転方向に関する、帯電ローラ２と感光ドラム１との当接部が、帯電部であると擬制して説明する。帯電ローラ２は、芯金のまわりに導電性弾性層を設けた弾性ローラであり、感光ドラム１に接触して配置され、不図示の駆動モータによって図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。尚、本実施例において帯電ローラ２は駆動されて回転するが、感光ドラム１の回転に伴って従動回転するように構成してもよい。帯電ローラ２には、帯電電圧印加手段としての帯電電源Ｅ１（図３）から、負極性の直流電圧である所定の帯電電圧が印加される。本実施例では、帯電処理時に、帯電ローラ２には、帯電電圧として負極性の直流電圧が印加される。本実施例における帯電電圧は、一例として、－１２００Ｖとした。これにより、本実施例では、感光ドラム１の表面は、－６００Ｖの暗部電位Ｖｄに一様に帯電処理される。

帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段（静電像形成手段）としての露光装置（レーザ露光ユニット）４によって、画像データに応じて変調されたレーザビームＬで走査露光される。露光装置４は、レーザビームＬにより感光ドラム１の主走査方向（回転軸方向）に露光を繰り返しつつ、副走査方向（表面移動方向）にも露光を行うことで、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。本実施例では、一様に帯電処理されて形成された感光ドラム１の表面の暗部電位Ｖｄは、露光装置４によって露光されることで絶対値が低下し
て、－１００Ｖの明部電位Ｖｌとなる。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の露光装置４による露光位置が像露光部ｂである。尚、露光装置４としては、レーザスキャナ装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム１の長手方向に沿って複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを採用しても良い。

感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置３によって、現像剤としてのトナーを用いてトナー像（現像剤像）として現像（可視化）される。本実施例における現像剤としてのトナーは、平均粒径６．４μｍ、平均円形度０．９８の球形の非磁性トナーを用いる。本実施例に用いる非磁性トナーの平均円形度は高い方がよく、具体的には０．９６以上が好ましい。本実施例における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、東亜医用電子社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ－２１００を用いて粒子形状の測定を行い、円形度を下記式１により求める。

（式１）

更に下記式２で示すように、測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。

（式２）

現像装置３は、現像剤担持体（現像部材）としての現像ローラ３１、現像剤供給手段としてのトナー供給ローラ３２、トナーを収容する現像剤収容室３３、現像ブレード３４からなる。現像剤収容室３３に収容されたトナーは、撹拌部材３５によって撹拌されると共に、トナー供給ローラ３２により現像ローラ３１の表面に供給される。現像ローラ３１の表面に供給されたトナーは、現像ローラ３１と現像ブレード３４との接触部を通過することで均一に薄層化され、摩耗帯電により負極性に帯電される。尚、本実施例では一成分非磁性接触現像法を採用したが、これに限定されることはなく、二成分非磁性接触や非接触現像法を採用してもよい。また磁性現像法を採用してもよい。また、本実施例ではトナーの正規極性を負極性としたが、負極性に限られない。正規極性を正極性としてもよく、その場合には、後述する電圧の関係などを適宜、逆極性にすればよい。現像ローラ３１は、感光ドラム１と現像ローラ３１とが接触する現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面と現像ローラ３１の表面との移動方向が同方向となるように、駆動モータ１１０によって図中矢印Ｒ３方向に反時計回り方向に回転駆動される。なお、現像ローラ３１を駆動する駆動手段１１０としての駆動モータは、感光ドラム１の駆動手段１１０と共通のメインモータであってよいし、別々の駆動モータが感光ドラム１、現像ローラ３１を各々回転させてもよい。現像時に、現像ローラ３１には、現像電圧印加手段としての現像電源Ｅ２（図３）により、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像時に、現像ローラ３１には、現像電圧として負極性の直流電圧が印加され、現像電圧を－３００Ｖとした。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の画像形成部である露光面（イメージ部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。この現像方式を反転現像方式という。

また、本実施例では、現像ローラ３１は現像部ｃにおいて、常に感光ドラム１と接触す
る構成を有しているが、現像ローラ３１と感光ドラム１とが当接状態と離間状態を取り得る構成としてもよい。その際に、現像当接離間機構を別途設けてもよい。後述の前回転工程である回転動作時に、現像ローラ３１を感光ドラム１から離間させた状態で感光ドラム１を回転させてもよい。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１と、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５との接触部である転写部ｄに送られる。本実施例における転写ローラ５は、導電性のＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）・ヒドリン系のスポンジゴムで構成された外径１２ｍｍ、硬度３０°（Ａｓｋｅｒ－Ｃ，５００ｇｆ荷重）のローラを採用しており、感光ドラム１に所定の圧で押圧されている。一方、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせて、収容部６から搬送ローラ８などによって、被転写体である記録材Ｐが、転写部ｄに搬送されてくる。そして、感光ドラム１上のトナー像は、転写部ｄにおいて、転写ローラ５の作用により、感光ドラム１と転写ローラ５とに挟持されて搬送されてきた記録材Ｐ上に転写される。このとき、転写ローラ５には、転写電源Ｅ３（図３）から、トナーの正規極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である所定の転写電圧が印加される。これにより転写ローラ５と感光ドラム１との間に電界が形成され、感光ドラム１から記録材Ｐへとトナー像が静電的に転写される。本実施例では、この転写時の転写電圧は、一例として、＋１０００Ｖである。そして、転写ローラ５と感光ドラム１との間に形成される電界の作用により、感光ドラム１から記録材Ｐへとトナー像が静電的に転写される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置９に送られる。定着装置９において、記録材Ｐには熱及び圧力が加えられ、トナー像が記録材Ｐに定着される。

一方、記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残った転写残トナーは、転写ローラ５よりも感光ドラム１の回転方向下流側に設置されたブラシ部材１０に送られる。以下に、本実施例に用いるブラシ部材１０について説明する。

２．ブラシ部材の構成
図１に示した通り、本実施例における画像形成装置１００は、紙粉捕集機構、及び水蒸気回収機構としての接触部材であるブラシ部材１０（回収部材）を有する。本実施例では、画像形成装置１００は、感光ドラム１の回転方向に関して転写部よりも下流側かつ帯電部よりも上流側で感光ドラム１の表面に接触するようにブラシ部材１０が配置されている。ここでは、感光ドラム１の回転方向に関する、ブラシ部材１０と感光ドラム１との接触部が、ブラシ接触部であるものとする。

なお、図１、図５は、通常想定される設置状態として、画像形成装置１００が水平な設置面に載置された状態における構成配置を示しており、紙面左右方向が水平方向、紙面上下方向が装置上下方向（重力方向、鉛直方向）にそれぞれ対応する。

図２（ａ）は、単体の状態のブラシ部材１０をその長手方向（感光ドラム１の回転軸線方向と略平行）に沿って見た模式図である。また、図２（ｂ）は、感光ドラム１に当接させた状態のブラシ部材１０をその長手方向に沿って見た模式図である。

ブラシ部材１０は、固定配置される導電性の固定ブラシ１１でブラシ部が構成されている。固定ブラシ１１は、導電剤としてカーボンを含有した合成繊維で形成された基布１１ｂに、導電性６ナイロン製の複数の導電糸（繊維糸）１１ａが織り込まれて構成されている。すなわち、固定ブラシ１１は、基布１１ｂから延びる複数の導電糸１１ａの先端側を感光ドラム１の表面に接触させる構成となっている。ブラシ部材１０は、その長手方向が感光ドラム１の回転軸線方向と平行に接触するように配置される。

図２（ａ）に示すように、ブラシ部材１０が単体の状態、すなわち、導電糸１１ａを屈曲させようとする力が外部からかかっていない状態で、基布１１ｂから露出している導電糸１１ａの先端までの距離をＬ１とする。本実施例では、Ｌ１は６．５ｍｍである。ブラシ部材１０は、基布１１ｂが、両面テープなどの固定手段によって、画像形成装置１００の所定の位置に設置された支持部材（図示せず）に固定され、導電糸１１ａの先端が感光ドラム１に対して侵入するようにして配置される。すなわち、感光ドラム１の回転軸線方向に見た配置関係において、変形を考慮せずに仮想的にブラシ部材１０と感光ドラム１とを重ね合わせたときに、導電糸１１ａの先端が感光ドラム１に対して侵入したような配置となるように、基布１１ｂが固定される。本実施例では、上記支持部材と感光ドラム１との間のクリアランスは固定されている。そして、上記支持部材に固定されたブラシ部材１０の基布１１ｂから感光ドラム１までの最短距離をＬ２とする。本実施例では、Ｌ２とＬ１との差分をブラシ部材１０の感光ドラム１に対する侵入量と定義する。本実施例では、ブラシ部材１０の感光ドラム１に対する侵入量は１ｍｍである。

また、本実施例では、図２（ａ）に示すように、ブラシ部材１０が単体の状態で、感光ドラム１の周方向（回転方向に平行の方向）におけるブラシ部材１０の長さＬ３は５ｍｍである。また、本実施例では、感光ドラム１の回転軸線方向におけるブラシ部材１０の長さ（ブラシ部材１０の長手方向の長さ）は２１６ｍｍである。これにより、感光ドラム１の回転軸線方向に関して、感光ドラム１上の画像形成領域（トナー像が形成されうる領域）の全域にブラシ部材１０が接触出来るようになっている。また、本実施例では、導電糸１１ａの太さは２デニール（９０００ｍの重さが２ｇである糸の太さを表す）、密度は２４０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２（ｋＦ／ｉｎｃｈ^２はブラシの密度の単位であり、１平方インチ当たりのフィラメントの数を示す）である。以上、ブラシ部材１０は、不図示の支持部材によって支持され、感光ドラム１に対して固定位置に配置されており、感光ドラム１の移動に伴って感光ドラム１の表面を摺擦する。

ブラシ部材１０は、転写部において記録材Ｐから感光ドラム１上に転移した紙粉などの付着物を捕集（回収）し、感光ドラム１の移動方向においてブラシ部材１０よりも下流側の帯電部、および、現像部へと移動する紙粉の量を低減する。更にブラシ部材１０は、転写部近傍において感光ドラム１に付着した水蒸気を回収し、ブラシ部材１０よりも下流側の帯電部、および、現像部へと移動する水蒸気の量を低減する。

本実施例において、感光ドラム１の周方向におけるブラシ部材１０の長さはＬ３＝５ｍｍに設定されているが、これに限定されるものではない。たとえば、画像形成装置やプロセスカートリッジの寿命に応じて適宜変更してもよい。感光ドラム１の周方向におけるブラシ部材１０の長さが長いほど、より長期間紙粉を捕集でき、より多くの水蒸気を回収できることは言うまでもない。但し、Ｌ３の長さを長くするほど感光ドラム１の周方向の長さが必要となり、結果的に画像形成装置１００の大きさを大きくする必要がある。画像形成装置１００は小型化が求められており、外径２４ｍｍの感光ドラム１に当接させるブラシ部材１１としては、Ｌ３＝６ｍｍ以下であることが望ましい。

また、本実施例におけるブラシ部材１０の長手方向の長さは２１６ｍｍに設定されているが、これに限定されるものではない。たとえば、画像形成装置の最大通紙幅に応じて適宜変更してもよい。

また、本実施例における導電糸１１ａの太さは２デニール、密度は２４０ｋＦ／ｉｎｃｈ^２としているが、紙粉の捕集力とトナーのすり抜け性、また水蒸気の回収性を考慮して決定することが望ましい。導電糸１１ａの太さが細い（繊度が小さい）ほど紙粉を塞き止める力が弱くなり、紙粉がすり抜けて帯電ローラ２による感光ドラム１の帯電を阻害し、
画像不良が発生することがある。また導電糸１１ａの太さが太いほどトナーの通過性が悪化してスタックしてしまい、スタックしたトナーが飛散して機内汚れになるなど不具合が発生する。上記より、導電糸１１ａの太さは１～１０デニールが望ましく、さらに低温環境下における導電糸１１ａの感光ドラム１への追従性を踏まえると１～６デニールが望ましい。

また、ブラシ部材１０には、ブラシ電圧印加手段としてのブラシ電源Ｅ４（図３）が接続されている。

３．画像出力動作
画像形成装置１００は、本実施例ではパーソナルコンピュータなどの外部機器（図示せず）からの１つの開始指示により単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成する一連の動作である、画像出力動作（ジョブ）を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程（印字工程）、前回転工程、複数の記録材Ｐに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に感光ドラム１への静電像の形成、静電像の現像（トナー像の形成）、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。したがって、画像形成動作として、トナー像の転写までと定義してもよいし、トナー像の定着までと定義してもよい。感光ドラム１の上で行われた画像形成動作が終了し、感光ドラム１の動作を画像形成動作から非画像形成動作に切り替えたとしても、すでに記録材Ｐに転写されている画像に対しては、何ら影響を及ぼさないことから、上述のように定義される場合があってもよい。前回転工程は、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Ｐに対して画像形成工程を連続して行う際（連続画像形成時）の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程などが含まれる。

４．制御態様
図３は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置１００には、制御部１５０が設けられている。制御部１５０は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのＣＰＵ１５１や、制御部１５０に接続された各種要素との間の信号の授受を制御する入出力部（図示せず）などを有する。

制御部１５０は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御手段である。制御部１５０は、各種の電気的情報信号の授受や、駆動のタイミングなどを制御して、所定の画像形成シーケンスを実行する。制御部１５０には、画像形成装置１００の各部が接続されている。例えば、本実施例との関係では、制御部１５０には、帯電電源Ｅ１、現像電源Ｅ２、転写電源Ｅ３、ブラシ電源Ｅ４、駆動モータ１１０、露光ユニット４などが接続されている。

５．ブラシの吸水量、及び画像評価比較
次に、本実施例におけるブラシ部材１０の吸水量、及び画像評価について比較例と共に詳述する。本実施例におけるブラシ部材１０の吸水量は以下の方法により測定した。但し、測定方法はここで説明する方法に限定されるものではない。

吸水量測定
図２に示すような基布１１ｂに、各種材料と密度を振った繊維で形成された複数の導電糸１１ａが織り込まれて構成された固定ブラシ１１を用いる。固定ブラシ１１の形状／寸
法は同様に、Ｌ１＝６．５ｍｍ、Ｌ３＝５ｍｍ、長手方向の長さ＝２１６ｍｍとする。

図４は、本実施例における吸水量測定を説明する図である。上記固定ブラシ１１の初期重量（Ｗ０）を測定後、２０℃の水の水面に、固定ブラシ１１の感光ドラム１への当接面が平行になるように近づけ（図４（ａ））、固定ブラシ１１の先端１ｍｍのみを水中に１０秒間浸漬させる（図４（ｂ））。ここで、固定ブラシ１１の感光ドラム１への当接面とは、それぞれ先端が略同じ長さに切りそろえられた複数の導電糸１１ａの先端の集合を面と見立てた呼び方であり、複数の繊維糸１１ａのそれぞれの先端を含む仮想面と見てもよい。すなわち、かかる当接面が水面に対して平行となる姿勢を維持しながら固定ブラシ１１（当接面）を水面に接近させる。こうすることで、複数の繊維糸１１ａの先端それぞれの入水タイミングを略同一とし、複数の繊維糸１１ａの間で浸漬具合に差が生じない、あるいは差が大きくならない（いずれの繊維糸１１ａも先端から１ｍｍの領域のみがより確実に水中に浸かる）ようにしている。続いて、固定ブラシ１１を水面から持ち上げ、水滴が落ちなくなったときの試料の重量（Ｗ）を測定し、次式により算出する。
吸水量（ｇ）＝Ｗ－Ｗ０

吸水量比較
導電糸１１ａに用いる繊維材料として、以下の導電糸１１ａ材料／密度を用いて吸水量の比較試験を行った。

（表１）

表１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｆから、繊維材料の観点ではＳＦＣＰやベスロン（登録商標）に比べてＭＣナイロン（登録商標）や６ナイロンの吸水量が多いことがわかる。これは、ＡＳＴＭＤ５７０の試験法による吸水率（２３℃の水中に２４時間浸漬させたときの試験片重量変化の割合）の大きさに準ずる傾向を示しており、繊維材料の吸水率が高いほど吸水量が多い。

また同表のＣ、Ｄ、及びＥ、Ｆ、Ｇから、同じ繊維材料の場合、導電糸１１ａの密度が高いほど吸水量が多いことがわかる。これは、導電糸１１ａの密度が高いほど表面積が増えるため、単位面積当たりに水蒸気が付着する量が多くなるからである。

ここで、本実施例では繊維材料として６ナイロンを用いているが、これに限られることはない。用いる繊維材料としては高い吸水性を示すものであればよく、上記ＡＳＴＭＤ５７０の試験法による吸水率が０．５％以上であることが望ましく、１．１％以上であると好ましい。

画像評価比較
次に、高温高湿環境下で保管された記録材を複数枚通紙した際の画像評価の比較試験を行った。画像評価に使用した記録材は、ＸｅｒｏｘＶｉｔａｌｉｔｙＭｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ紙、Ｌｅｔｔｅｒサイズ、坪量７５ｇ／ｍ^２であり、気温３０℃／湿度８０％の環境下に、包装紙から出して２日間放置したものである。紙の含有水分量は、ＮＤＣＩｎｆｒａｒｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社製の水分量計ＭｏｉｓｔｒｅｘＭＸ－８０００にて測定したところ９．２％であった。また、比較のために開封直後の含有水分量を測定したところ５．７％であった。

（表２）

表２は、上述した記録材をそれぞれ１００枚連続通紙した際のトナー汚れ画像の発生結果を示している。表２において、〇はトナー汚れ画像の発生無し、△はトナー汚れ画像が軽微に発生、×はトナー汚れ画像が顕著に発生とした。

同表のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｆから、ＳＦＣＰやベスロン（登録商標）は１０枚連続通紙でトナー汚れ画像が顕著に発生してしまっているのに対して、吸水量の多いＭＣナイロン（登録商標）や６ナイロンは大幅に抑制できることがわかる。

また、同表のＣ、Ｄ、及びＥ、Ｆ、Ｇから、密度によってトナー汚れ画像の発生するタイミングが異なる。６ナイロンの場合、密度７０ｋＦでは５０枚目、密度１５０ｋＦでは１００枚目でトナー汚れ画像が軽微に発生し、密度２４０ｋＦでは１００枚目でも発生しない。つまり、密度が高いほどトナー汚れ画像が発生しにくいことがわかる。これは、密度が高いほど吸水量が多いため、含有水分量の高い記録材を通紙した場合でもブラシ部材１０内に水蒸気を溜め込むことができるからである。

本実施例において、含有水分量の高い記録材を想定した場合、先述した吸水量測定による固定ブラシ１１の吸水量は２．４ｇ以上が望ましく、単位面積当たりの吸水量が２．２ｍｇ／ｍｍ^２以上であることが望ましい。したがって、ＭＣナイロン（登録商標）（吸水率＝０．５％）を用いた場合の導電糸１１ａの密度は２４０ｋＦ以上、６ナイロン（吸水率＝１．１％）を用いた場合の導電糸１１ａの密度は１５０ｋＦ以上であることが望ましい。

ここで、単位面積当たりの吸水量とは、吸水量測定により固定ブラシ１１に含まれた水分量を、固定ブラシ１１と感光ドラム１との当接面積で割った値である。なお、固定ブラシ１１と感光ドラム１との当接領域は、複数の導電糸１１ａの各々の先端側部分における感光ドラム１との当接領域の集合であり、ミクロに見れば、隣り合う導電糸１１ａの先端側部分の間に感光ドラム１の表面と接触しない隙間領域が存在し得る。したがって、厳密には、固定ブラシ１１と感光ドラム１との当接領域を一の領域として明確に画定することは困難である。しかしながら、近似的な当接領域として、例えば、上記の隙間領域を無視し、複数の導電糸１１ａの各々の感光ドラム１との当接領域の集合について、その全体的な外郭を捉えて一の領域を画定し、その領域の面積を当接面積としてよい。

本実施例では次のように当接面積を求めた。すなわち、導電糸１１ａの長さ（Ｌ１）：６．５ｍｍのうち侵入量（Ｌ１－Ｌ２）：１ｍｍに相当する長さの領域が感光ドラム１の周面に当接していると仮定する。また、ブラシ部材１０の感光ドラム１周方向の長さ（Ｌ３）：５ｍｍを、導電糸１１ａの束の同方向の長さ（幅）と仮定する。そして、１ｍｍの
当接面積で感光ドラム１周面に接触する導電糸１１ａが、感光ドラム１周方向に５ｍｍの範囲で列をなし、その列がブラシ部材１０の長手方向幅：２１６ｍｍの範囲で感光ドラム１周面の長手方向に広がっていると仮定する。よって、１ｍｍ×５ｍｍ×２１６ｍｍ＝１０８０ｍｍ^２を本実施例では当接面積とした。本実施例のＡ～Ｇの単位面積あたりの吸水量は、Ａ：０．２７ｍｇ／ｍｍ^２、Ｂ：０．７４ｍｇ／ｍｍ^２、Ｃ：１．３８ｍｇ／ｍｍ^２、Ｄ：２．２２ｍｇ／ｍｍ^２、Ｅ：１．８５ｍｇ／ｍｍ^２、Ｆ：２．２２ｍｇ／ｍｍ^２、Ｇ：２．６８ｍｇ／ｍｍ^２となる。なお、当接面積の定義の仕方は上記の手法に限定されるものではなく、他の手法を用いてもよい。

６．本実施例における効果
以上説明したように、本実施例によれば、感光ドラムの回転方向において、転写部よりも下流側且つ帯電部よりも上流側に、単位面積当たりの吸水量が２．２ｍｇ／ｍｍ^２以上のブラシ部材を備える。これにより、含有水分量の高い記録材を連続通紙した場合においても、ブラシ部材が感光ドラム表面に付着した水蒸気を充分に回収することができる。これにより、水蒸気に起因したトナー汚れ画像など画像不良を抑制することができる。

尚、本実施例では、ＤＣ帯電方式の画像形成装置に適用した場合を例に説明したが、帯電電圧として直流電圧（直流成分）と交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧を用いるＡＣ帯電方式の画像形成装置にも適用できる。

また、本実施例では、現像電圧については直流成分についてのみ説明したが、現像電圧は直流電圧（直流成分）と交流電圧（交流成分）とが重畳された振動電圧であってよい。

また、本実施例では、現像剤としての非磁性一成分現像剤であるトナーを用いたが、磁性一成分現像剤であってもよい。

また、本実施例では、感光ドラム１のクリーニング手段を持たない「クリーナレス方式」の構成を用いたもののこれに限られることはない。例えば、感光ドラム１の搬送方向に対してブラシ部材１０の下流側、且つ帯電ローラ２の上流側にクリーニング手段としてのブレードを用いた「ブレードクリーニング方式」を用いてもよい。

また、本実施例では、含有水分量の高い記録材を連続通紙した場合を想定して導電糸１１ａの密度を決定しているがこれに限られることはない。画像形成装置１００の使用環境に応じて、例えば高湿度環境下の場合は連続通紙中の紙間時間を通常時の紙間時間よりも長くしてもよい。その場合、ブラシ部材の吸水量が少なくてもトナー汚れ画像の発生を抑制できるため、紙間時間に応じて導電糸１１ａの密度を適宜決定してもよい。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１の画像形成装置と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

本実施例では、図３に示したブラシ電源Ｅ４によりブラシ部材１０にブラシ電圧を印加することを特徴とする。以下、画像形成工程におけるブラシ電圧の制御について説明する。

１．ブラシ電圧制御
本実施例におけるブラシ部材１０には、制御部１５０の制御によりブラシ電源Ｅ４から
負極性の直流電圧である所定のブラシ電圧が印加される。ここで、ブラシ電圧印加手段としてのブラシ電源Ｅ４としては、例えば、直流成分と交流成分を重畳させた電圧を印加してもよい。本実施例において、画像形成工程中のブラシ電圧は－３００Ｖである。一方、転写部ｄを通過した後の感光ドラム１の表面電位は約－５０Ｖである。これにより、転写部ｄから送られてきた転写残トナーのうち、正極性に帯電しているトナーは、ブラシ部ｅにおいてブラシ電圧と感光ドラム１の表面電位との電位差によって、ブラシ部材１０に一次回収される。一方、負極性に帯電しているトナーは、ブラシ部ｅにおいて感光ドラム１側に引き付けられてブラシ部ｅを通過する。ブラシ部ｅを通過したトナーは、帯電部ａにおいて均一な放電によって、所望の負極性電荷を持ち、現像部ｃに送られる。現像部ｃに送られてきたトナーのうち、非画像領域（非露光領域）は、感光ドラム１の表面の暗部電位（Ｖｄ）と、現像バイアス（Ｖｄｃ）との電位差により現像ローラ３１に転移し、現像装置３に回収される。実施例１と同様に、本実施例における暗部電位（Ｖｄ）は約－６００Ｖ、現像バイアス（Ｖｄｃ）は－３００Ｖである。一方、画像領域（露光領域）は、感光ドラム１の表面の明部電位（Ｖｌ）と、現像バイアス（Ｖｄｃ）との電位差により現像ローラ３１には転移せず、そのまま画像部として感光ドラム１の回転に伴い転写部ｄに送られ、記録材Ｐに転写される。本実施例における明部電位（Ｖｌ）は実施例１と同様に約－１００Ｖである。

図５は、画像形成工程中の感光ドラム１周りの状態を示している。同図から、転写残トナーのうち正極性トナーはブラシ部材１０に一次回収され、負極性トナーはブラシ部ｅ及び帯電部ａを通過して現像ローラ３１に転移していることがわかる。

図６は、ブラシ部材１０に一次回収されたトナーの状態を示している。同図から、ブラシ部材１０に一次回収されたトナーに水蒸気が付着していることがわかる。このように、感光ドラム１表面に付着した水蒸気は、転写残トナーと共にブラシ部材１０に回収されるだけでなく、ブラシ電圧によってトナーと共にブラシ部材１０の基布１１ｂ側（ブラシ先端とは反対側）にまで周り込むことができる。これにより、ブラシ電圧を印加しない構成よりも多くの水蒸気をブラシ部材１０で回収することができる。

２．画像評価比較
実施例１と同様に、高温高湿環境下で保管された記録材を複数枚通紙した際の画像評価について比較試験を行った。詳細な条件については実施例１と同様のため割愛する。

（表３）

表３は、上述した記録材をそれぞれ２００枚連続通紙した際のトナー汚れ画像の発生結果を示している。同表における画像ランクは実施例１と同様である。

同表から、どの繊維材料においてもトナー汚れ画像の発生タイミングが遅くなっている、つまり連続通紙枚数の増加に伴うトナー汚れ画像の発生を抑制できていることがわかる。これは、ブラシ電圧によって、トナーと共に水蒸気をブラシ部材１０の基布側（ブラシ先端とは反対側）に周り込ませることができるため、ブラシ電圧を印加しないときに対してより多くの水蒸気を回収できるからである。

３．本実施例の効果
以上説明したように、本実施例によれば、ブラシ電圧によって、感光ドラム表面に付着した水蒸気を転写残トナーと共にブラシ部材１０の基布側に周り込ませる。これにより、ブラシ部材によってより多くの水蒸気を回収することができ、連続通紙枚数の増加に伴うトナー汚れ画像の発生を抑制することができる。

以上の結果から、実施例２は、以下のような構成を有する。

ブラシ部材１０にブラシ電圧を印加するブラシ電圧印加部としてブラシ電源Ｅ４を有する。ブラシ部材１０は導電性ブラシであって、画像形成動作を実行している間に、ブラシ部材１０に、正規極性に帯電したトナーと同極性のブラシ電圧を印加するよう、制御部１５０は、ブラシ電源Ｅ４からブラシ部材１０に印加するブラシ電圧を制御する。

ブラシ部材１０に印加するブラシ電圧と感光ドラム１の表面電位とが同じ極性であって、ブラシ電圧の絶対値が感光ドラム１の表面電位の絶対値よりも大きくなるように、制御部１５０はブラシ電源Ｅ４からブラシ部材１０への印加電圧を制御する。

さらに、転写ローラ５に転写電圧を印加する転写電圧印加部としての転写電源Ｅ３を有する。そして、ブラシ部材１０に印加するブラシ電圧と転写部ｄにおける感光ドラム１の表面電位とが同じ極性で、転写部ｄにおける感光ドラム１の表面電位がブラシ部材１０に印加するブラシ電圧よりも小さくなるように、制御部１５０は転写電源Ｅ３を制御する。

尚、本実施例においては、転写電圧やブラシ電圧を振って感光ドラム１の表面電位を制御しているもののこれに限られることはない。例えば、感光ドラム１を接地して表面電位をグランド（０Ｖ）にした状態で、転写電圧やブラシ電圧を振ってもよい。また、感光ドラム１に直接電圧を印加することによって、転写ローラ５やブラシ部材１０との電位関係を制御してもよい。

また、本実施例では、ＤＣ帯電方式の画像形成装置に適用した場合を例に説明したが、帯電電圧として直流電圧（直流成分）と交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧を用いるＡＣ帯電方式の画像形成装置にも適用できる。

また、本実施例では、被転写体である記録材Ｐを転写部に搬送して転写する構成とした
が、記録材Ｐを転写部に搬送する搬送ベルトを設けてもよい。

また、本実施例において、感光ドラム１の回転方向において、転写部ｄよりも下流側であって、帯電部ａよりも上流側における感光ドラム１の表面を露光する前露光ユニットを設けてもよい。前露光ユニットは、ブラシ部材１０と感光ドラム１との接触部ｅよりも上流側に設けられてもよいし、下流側に設けられてもよい。前露光ユニットが接触部ｅよりも上流側に設けられる場合において、感光ドラム１の表面電位を前露光ユニットによって制御してもよい。

また、本実施例では、含有水分量の高い記録材を連続通紙した場合を想定して導電糸１１ａの密度を決定しているがこれに限られることはない。画像形成装置１００の使用環境に応じて、例えば、高湿度環境下の場合は連続通紙中の紙間時間を通常時の紙間時間よりも長くしてもよい。その場合、ブラシ部材の吸水量が少なくてもトナー汚れ画像の発生を抑制できるため、紙間時間に応じて導電糸１１ａの密度を適宜決定してもよい。

１…感光ドラム、２…帯電ローラ、３…現像装置、４…露光装置、５…転写ローラ、
１０…ブラシ部材、３１…現像ローラ、１５０…制御部

Claims

回転駆動される像担持体と、
帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像部材と、
前記像担持体との間で記録材を挟持する転写部を形成し、前記転写部において前記像担持体から記録材へ現像剤像を転写する転写部材と、
基布と、前記基布に織り込まれた複数の繊維糸と、を有し、前記像担持体の回転方向において、前記転写部よりも下流側であって、前記帯電部よりも上流側における前記像担持体の表面に、前記基布から延びた前記複数の繊維糸の先端側が接触するブラシ部材と、
を備え
前記ブラシ部材は、前記像担持体と接触する前記複数の繊維糸の先端から１ｍｍの領域を２０℃の水に１０秒間浸漬させたときの単位面積当たりの吸水量が、２．２ｍｇ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする画像形成装置。
前記単位面積当たりの吸水量とは、２０℃の水の水面に対して、前記複数の繊維糸の前記像担持体に当接する側の先端をそれぞれ含む仮想面が平行となる状態を維持しながら、前記複数の繊維糸を前記水面に近づけ、前記複数の繊維糸の先端から１ｍｍの領域のみを水中に１０秒間浸漬させたときに前記ブラシ部材に含まれた水分量を、前記ブラシ部材と前記像担持体との当接面積で割った値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。
前記繊維糸の材料は、ＡＳＴＭＤ５７０の試験法による吸水率が０．５％以上であ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。
前記複数の繊維糸の密度は、２４０ｋＦ以上であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記繊維糸の材料は、ＡＳＴＭＤ５７０の試験法による吸水率が１．１％以上であ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。
前記複数の繊維糸の密度は、１５０ｋＦ以上であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記ブラシ部材にブラシ電圧を印加するブラシ電圧印加部と、
前記ブラシ電圧印加部を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記ブラシ部材は、導電性ブラシであり、
前記制御部は、画像形成動作を実行している間に前記ブラシ電圧印加部が前記導電性ブラシに印加する前記ブラシ電圧が、前記像担持体の表面電位と同じ極性であって、前記ブラシ電圧の絶対値が前記像担持体の表面電位の絶対値よりも大きくなるように、前記ブラシ電圧印加部を制御することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部に制御されて前記転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加部をさらに備え、
前記制御部は、前記ブラシ電圧と前記転写部における前記像担持体の表面電位とが同じ極性であって、前記転写部における前記像担持体の表面電位が、前記ブラシ電圧よりも小さくなるように、前記転写電圧印加部を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像
形成装置。
前記転写部において、前記像担持体から記録材に転写されずに残ったトナーを前記現像部材で回収するように構成されることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記現像剤は、一成分現像剤であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の画像形成装置。