JP4834414B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、クリーニングブレードを用いたものがよく知られている。
また、請求項2の発明は、請求項1のクリーニング装置において、上記第3領域を非バイアス印加領域としたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1のクリーニング装置において、上記掻き取り部材を絶縁性部材としたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかのクリーニング装置において、上記掻き取り部材は、複数の起毛であって、該起毛の剛性を、上記導電性起毛の剛性よりも大きくなるよう構成したことことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかのクリーニング装置において、上記ブラシローラにおける上記第3領域が占める割合を上記第1領域および上記第2領域が占める割合よりも高くすることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至4いずれかのクリーニング装置において、上記ブラシローラにおける上記第3領域が占める割合を上記第1領域および上記第2領域が占める割合よりも低くすることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、該像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング装置として請求項1乃至6いずれかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の画像形成装置において、上記像担持体表面が上記ブラシローラと接触する領域を通過する間に、上記第1領域、第2領域および第3領域と該像担持体表面とが少なくとも一回以上接触するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項7または8の画像形成装置において、上記像担持体としてフィラー(粒子状物質)を含有する保護層が形成されたものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項7乃至9いずれかの画像形成装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、形状係数SF−1が100〜150の範囲にあるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項7乃至10いずれかの画像形成装置において、上記像担持体と、少なくとも上記クリーニング装置とを一体的に構成し、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項11の画像形成装置において、上記プロセスカートリッジを複数備えたことを特徴とするものである。
像担持体である感光体1の周囲には、帯電ローラー等で感光体1の表面を帯電する帯電装置2、レーザー光線Lで感光体1の一様帯電処理面に潜像を形成する図示しない露光装置、感光体1上において潜像に対し帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成させる現像手段としての現像装置6、転写ローラ12aで感光体1上に形成されたトナー像を転写紙Pに転写する転写装置5、転写後に感光体ドラム1上に残ったトナーを除去するクリーニング装置7、感光体1上の残留電位を除去する除電装置8、が順に配列されている。
一方、領域Cの起毛は、感光体表面のフィルム状に付着したトナーの添加剤や、感光体上の弱帯電トナーを機械的に掻き取って除去するので、起毛の剛性が低いと感光体との接触圧が低下してしまい、感光体上の弱帯電トナーを機械的に掻き取る効果が弱まる。よって、領域Cに配置される起毛は、剛性を高くして、起毛が感光体表面と接触しても撓み難くして、感光体との接触圧が低下しないようにするのが好ましい。
図に示すように、回収ローラ72は、その表面に電極部A’と、電極部B’と、絶縁部C’とを有している。絶縁部C’は、電極部A’と電極部B’との間に配置して、電極部A’と電極部B’との間でリークが起きないようにしている。電極部A’には、電極部A’に正極性の電圧を印加する第3電源703が接続されている。これにより、電極部A’が正極性に帯電する。また、電極部B’には、電極部B’に負極性の電圧を印加する第4電源704が接続されている。これにより、電極部B’が負極性に帯電する。電極A’に印加される電圧の絶対値は、ブラシローラ71の領域Aに印加される電圧の絶対値よりも大きくなるように設定されている。また、電極B’に印加される電圧の絶対値は、ブラシローラ71の領域Bに印加される電圧の絶対値よりも大きくなるように設定されている。そして、ブラシローラ71の領域Aが回収ローラ72と接触する領域を通過するときに、電極部A’と接触し、ブラシローラ71の領域Bが回収ローラ72と接触する領域を通過するときに、電極部B’と接触し、ブラシローラ71の領域Cが回収ローラ72と接触する領域を通過するときに、絶縁部C’と接触するよう、回収ローラ72の回転速度を設定する。回収ローラ72の回転速度は、ギヤなどの組合せで機械的に容易に設定することができる。また、スクレーパ部材73の耐磨耗性を向上させる目的で、回収ローラ72の表面をフッ素、PVDF(ポリフッ化ビニデン)、PFA(四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体)などで被覆しても良い。
また、調査時の画像形成装置の具体的な条件は以下のものである。
感光体径:φ40[mm]
感光体線速:100[mm/S]
ブラシローラ径:φ30[mm]
ブラシローラ線速:300[mm/S]
ブラシ食い込み量:1[mm]
トナー:球形φ5[μm]
回収ローラ絶対値印加電圧=ブラシローラ絶対値印加電圧+200[V]
また、図からわかるように、ブラシローラの領域Aおよび領域Bに印加する電圧の絶対値が増加するに従って、クリーニング性が向上する。
この変形例のクリーニング装置7は、回収ローラ72に電圧を印加する電源を1つのすることができ、装置の小型化することができる。また、装置内のレイアウトの自由度を高めることができる。また、回収ローラ72を単一の電極とすることができるので、回収ローラを容易に製造することができ、コストダウンを図ることができる。
感光体の基本的構成は導電性支持体、潜像担持層、表面層(保護層)からなる。また、潜像担持層としては帯電可能な電気絶縁性で有ることが必要であるが、非光導電性の誘電層または光導電性を有した感光層が使用可能で有る。
電子写真感光体1において、保護層塗工液及び膜厚・作成条件を下記のように代えた以外は電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体Aを作成した。
メチルトリメトキシシラン182部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン40部、2−プロパノール 225部、2%酢酸 106部、 アルミニウムトリスアセチルアセトナート1部を混合し、保護層用の塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に塗布・乾燥し、110℃、1時間の加熱硬化を行い、膜厚3μmの保護層を形成した。
電子写真感光体1において、保護層塗工液及び膜厚・作成条件を下記のように代えた以外は電子写真感光体1と同様にして、電子写真感光体Bを作成した。
正孔輸送性化合物(構造式(I))を30部、アクリルモノマー(構造式(II))及び光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)0.6部を、モノクロロベンゼン50部/ジクロロメタン50部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料をスプレーコーティング法により先の電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて500[mW/cm2]の光強度で30秒間硬化させることによって、膜厚5[μm]の表面保護層を形成した。
つまり、次の(1)式によって定義されるものである。
以上、本実施形態のクリーニング装置によれば、ブラシローラ71の第1領域たる領域Aで像担持体表面の負極性に帯電したトナーを除去し、ブラシローラ71の第2領域たる領域Bで正極性に帯電したトナーを除去することで、1本のブラシローラで感光体表面の両極性のトナーを除去することができる。よって、正極性、負極性の電圧をそれぞれ印加した2本のブラシローラを並べるものに較べて装置を小型化することができる。また、第3領域たるC領域に備えらた掻き取り部材たる起毛には、電気が導通しないので、領域Cの起毛と感光体との間に電界が形成されるのを抑制することができる。よって、領域Cの起毛が電界の影響でブラシローラ移動方向上流側に撓むことが抑制され、領域Cの起毛の感光体との接触圧が低下するのを抑制することができる。その結果、領域Cの起毛は、感光体表面にフィルム状に付着したトナー添加剤や、感光体上の無帯電トナーを機械的に良好に掻き取ることができる。従って、感光体表面にフィルム状に付着したトナー添加剤や、感光体上の無帯電トナーを像担持体表面から良好にに除去することができる。
(2)
また、上記C領域を非バイアス印加領域とすることで、領域Cの起毛に電気が導通しないようにすることができる。
(3)
また、領域Cの起毛を絶縁性にしても、領域Cの起毛に電気が導通しないようにすることができる。
(4)
また、絶縁性の起毛を配設した領域Cを上記領域Aと上記領域Bとの間に配置することで、領域Aの起毛と領域Bの起毛との接触によるリークを防止することができ、安定したクリーニングを行うことができる。
(5)
また、C領域の起毛の剛性を、A領域およびB領域に配設された導電性起毛の剛性よりも大きいので、C領域の起毛が感光体と接触したときに大きく撓んで、感光体との接触圧が低下してしまうのを抑制することができる。また、領域Aおよび領域Bの起毛は、領域Cの起毛よりも剛性が低いので、AまたはB領域の起毛が感光体と接触したとき、大きく撓んで感光体と起毛との接触面積を大きくすることができる。これにより、感光体上の転写残トナーを良好に静電吸着することができる。
(6)
また、ブラシローラに付着したトナーを除去する除去手段としての回収ローラを設ける。これにより、ブラシローラの起毛に付着したトナーを除去してリフレッシュするので、トナーを効率よくクリーニングすることができる。よって、長期にわたって安定したクリーニング性能を得ることができる。
(7)
また、上記感光体表面が上記ブラシローラと接触する領域を通過する間に、上記A〜C領域、と感光体表面とが少なくとも一回以上接触させる。よって、ブラシローラによって感光体上の負極性に帯電したトナー、正極性に帯電したトナー、弱帯電トナー、および、フィルム状のトナー添加剤を除去することができる。
(8)
また、ブラシローラにおける上記C領域が占める割合を上記A領域および上記B領域が占める割合よりも高くすることで、クリーニング性は良いが、感光体表面にトナーの添加剤がフィルミングし易い特性の装置であっても、転写残トナーおよびフィルム状のトナー添加剤を良好に除去することができる。
(9)
また、上記ブラシローラにおける上記C領域が占める割合を上記A領域および上記B領域が占める割合よりも低くすることで、クリーニング性は悪いが、感光体表面にトナーの添加剤がフィルミングし難い特性の装置であっても、転写残トナーおよびフィルム状のトナー添加剤を良好に除去することができる。
(10)
また、本実施形態の画像形成装置によれば、上記(1)〜(9)の特徴をもつクリーニング装置7を用いることで、装置を小型化することができ、良好なクリーニング性能を得ることができる。また、感光体表面のフィルミング現象による像流れと呼ばれる異常画像を抑制することができる。
(11)
また、感光体としてフィラー(粒子状物質)を含有する保護層が形成されたものを用いることで、感光体の表面膜削れを低減することができる。
(12)
また、トナー像を形成するためのトナーとして、形状係数SF−1が100〜150の範囲にあるものを用いる。これにより、クリーニング入力量が低減し余裕度が向上するとともに、高画質画像が得られる。また、クリーニング装置の長寿命化も図れる。
(13)
また、感光体と少なくともクリ−ニング装置とを一体的に構成し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジを設けたので、ユーザーメンテナンス性が高く、長期にわたり異常画像の発生し難い画像形成装置が得られる。
(14)
また、プロセスカートリッジを複数備えることで、カラー画像を形成することができる。
6:現像装置
7:クリーニング装置
71:ブラシローラ
72:回収ローラ
73:スクレーパ部材
74:搬送手段
100:プロセスカートリッジ
Claims (12)
- 回転軸体上に設けられた複数の導電性起毛を有し、且つ表面移動する像担持体に対して当接しながら回転して該像担持体の表面をクリーニングするブラシローラを備えたクリーニング装置において、
該ブラシローラは、該導電性起毛に正極性のバイアスを印加して像担持体表面の負極性に帯電したトナーを除去する第1領域と、該導電性起毛に負極性のバイアスを印加して像担持体表面の正極性に帯電したトナーを除去する第2領域と、上記第1領域と上記第2領域との間に配置され、像担持体表面に付着した物質を機械的に除去する掻き取り部材を備えた第3領域とを有し、該掻き取り部材に電気を導通させないよう構成し、
正極性の電圧が印加される第1電極部と、負極性の電圧が印加される第2電極部と、上記第1電極部と上記第2電極部との間に配置された絶縁部とを表面に有し、上記ブラシローラに接触して、ブラシローラに付着した物質を回収する回収ローラを備え、
上記第1領域が上記回収ローラと接触する領域を通過するとき、上記第1領域が上記回収ローラの上記第1電極部と接触し、上記第2領域が上記回収ローラと接触する領域を通過するとき、上記第2領域が上記回収ローラの上記第2電極部と接触し、上記第3領域が上記回収ローラと接触する領域を通過するとき、上記第3領域が上記回収ローラの上記絶縁部と接触するように、上記回収ローラを回転させたことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1のクリーニング装置において、
上記第3領域を非バイアス印加領域としたことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1のクリーニング装置において、
上記掻き取り部材を絶縁性部材としたことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1乃至3いずれかのクリーニング装置において、
上記掻き取り部材は、複数の起毛であって、該起毛の剛性を、上記導電性起毛の剛性よりも大きくなるよう構成したことことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1乃至4いずれかのクリーニング装置において、
上記ブラシローラにおける上記第3領域が占める割合を上記第1領域および上記第2領域が占める割合よりも高くすることを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1乃至4いずれかのクリーニング装置において、
上記ブラシローラにおける上記第3領域が占める割合を上記第1領域および上記第2領域が占める割合よりも低くすることを特徴とするクリーニング装置。 - 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、該像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
上記クリーニング装置として請求項1乃至6いずれかのクリーニング装置を採用することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7の画像形成装置において、
上記像担持体表面が上記ブラシローラと接触する領域を通過する間に、上記第1領域、第2領域および第3領域と該像担持体表面とが少なくとも一回以上接触するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7または8の画像形成装置において、
上記像担持体としてフィラー(粒子状物質)を含有する保護層が形成されたものを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7乃至9いずれかの画像形成装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、形状係数SF−1が100〜150の範囲にあるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項7乃至10いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体と、少なくとも上記クリーニング装置とを一体的に構成し、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置において、
上記プロセスカートリッジを複数備えたことを特徴とする画像形成装置。
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