JP4857923B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置、および、この画像形成装置に備えられる、像保持体表面に残留した残留物をクリーニングするクリーニング装置に関する。

従来より、感光体の表面に形成した現像像の、被転写体への転写後に感光体表面に残留した残留物を除去する手段として、導電性のブラシを残留物の主な帯電極性とは逆極性に帯電することで、静電気力により感光体表面から残留物を除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、画質向上のために、上述の帯電ブラシよりも感光体の回転方向上流側に、感光体表面に付着した放電生成物を掻き取る機構を備えることが提案されている。

上記提案では、感光体表面に接触しながら回転し、被転写体への現像像の転写後に感光体表面に残留した残留物を一部受け取って、この受け取った残留物により感光体表面を研磨する残留物保持部材を、この帯電ブラシよりも感光体の回転方向上流側に備えることで感光体表面からの放電生成物の掻き取りが行われている。
特開２００４−２８７３２９号公報

しかしながら、残留物保持部材で保持された残留物には、感光体との接触により帯電性能が低下し、静電的な反発力の低下により凝集して感光体側に再付着するものもあり、このような低帯電性の凝集残留物は、そのままでは、下流側の帯電ブラシによる静電的除去が不能なため、感光体表面の均一な帯電、露光を阻害して画質の低下を引き起こすおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、画質の低下の抑制に寄与するクリーニング装置、および、このクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のクリーニング装置は、
回転する像保持体と、この像保持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像保持体表面を露光することにより潜像を形成する露光器と、この潜像をトナーで現像してこの像保持体表面に現像像を形成する現像器と、この現像像を被転写体に転写する転写器とを有し、上記像保持体表面に形成した現像像を記録媒体上に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置に備えられる、上記像保持体表面に形成された現像像を上記被転写体に転写した後のこの像保持体表面に残留した残留物をクリーニングするクリーニング装置であって、
回転ブラシと、残留物保持部材と、フィルム状物とを備え、
当該クリーニング装置が画像形成装置に備えられた状態において、
上記回転ブラシが、上記帯電器よりも上記像保持体の回転方向上流側に、この像保持体に接触した状態で配備され、上記被転写体への現像像転写後にこの像保持体表面に残留する残留物を回転しながら回収する、この残留物の極性とは反対の極性の電荷が付与されるものであり、
上記残留物保持部材が、上記回転ブラシよりも上記像保持体の回転方向上流側で、かつ上記転写器よりも下流側に、上記像保持体に接触した状態で配備され、上記像保持体表面に接触しながら回転しこの像保持体表面の残留物を一部受け取ってこの残留物によりこの像保持体表面を研磨するものであり、
上記フィルム状物が、上記回転ブラシよりも上記像保持体の回転方向上流側で、かつ上記残留物保持部材よりも下流側に配備された、上記像保持体に接触した状態で振動するものであることを特徴とする。

本発明のクリーニング装置では、回転ブラシよりも上記像保持体の回転方向上流側で、かつ残留物保持部材よりも下流側に備えられた、像保持体に接触した状態で振動するフィルム状物で、残留物保持部材において凝集して後像保持体に再付着した凝集残留物を分散させることができる。したがって、本発明のクリーニング装置によれば、凝集残留物を分散させることで、回転ブラシによる非静電的な回収が従来よりも見込めることから、画質の低下の抑制に寄与することができる。

ここで、上記フィルム状物が、交流電圧の印加を受けて振動するものであることが好ましい。

この様にすると、簡易な構成でフィルム状物を振動させることができる。

さらに、上記フィルム状物が、上記交流電圧に直流電圧を重畳したバイアス電圧の印加を受けて振動するものであることも好ましい態様である。

この様にすると、低帯電残留物の電位を上げることができ、これにより回転ブラシによる静電的な回収が可能となり、画質の低下の抑制に一層寄与することができる。

また、上記残留物保持部材が、直径１０μｍ以下の繊維が集合した繊維集合体であることが好ましく、また、上記像保持体が、導電性基体と、この導電性基体上に形成された感光層とを有し、この感光層の最表層が、架橋構造を有する樹脂を含有する電荷輸送層として形成されてなるものであることも好ましい態様である。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
回転する像保持体と、この像保持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像保持体表面を露光することにより潜像を形成する露光器と、この潜像をトナーで現像してこの像保持体表面に現像像を形成する現像器と、この現像像を被転写体に転写する転写器とを有し、上記像保持体表面に形成した現像像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像保持体表面に形成された現像像を上記被転写体に転写した後のこの像保持体表面に残留した残留物をクリーニングするクリーニング装置を備え、
上記クリーニング装置が、
上記帯電器よりも上記像保持体の回転方向上流側に、この像保持体に接触した状態で配備され、上記被転写体への現像像転写後にこの像保持体表面に残留する残留物を回転しながら回収する、この残留物の極性とは反対の極性の電荷が付与された回転ブラシと、
上記回転ブラシよりも上記像保持体の回転方向上流側で、かつ上記転写器よりも下流側に、上記像保持体に接触した状態で配備された、上記像保持体表面に接触しながら回転しこの像保持体表面の残留物を一部受け取ってこの残留物によりこの像保持体表面を研磨する残留物保持部材と、
上記回転ブラシよりも上記像保持体の回転方向上流側で、かつ上記残留物保持部材よりも下流側に配備された、上記像保持体に接触した状態で振動するフィルム状物とを備えたものであることを特徴とする。

本発明によれば、画質の低下の抑制に寄与するクリーニング装置、および、このクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明のクリーニング装置の実施形態について説明する。

図１は、本発明のクリーニング装置の第１実施形態が備えられた、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタを示す概略構成図である。

図１に示すプリンタ１は、帯電器１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａの向きに回転する感光体１０の表面に、送信されてきた画像データに基づいて露光器１２で生成した露光光を照射することで静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像器１３に収容したトナーで現像し、この現像により得られた現像像を、用紙トレイ１６から用紙搬送装置１７により引き出され矢印Ｂに向きに搬送されてきた記録用紙上に転写器１４によって転写し、定着器１５により定着することにより記録用紙上に画像を形成するモノクロ画像専用機である。

また、図１に示すプリンタ１には、感光体１０の表面に形成された現像像が転写器１４により記録用紙に転写された後に、感光体表面に残留する残留物を感光体表面から除去する、ハウジング１８０を有するクリーニング装置１８が備えられている。

図２は、図１に示すクリーニング装置の構成図である。

図２に示すクリーニング装置１８は、記録用紙への現像像転写後に感光体表面に残留する残留物を回転しながら回収する、残留物の帯電極性とは逆極性に帯電された静電ブラシ１８１と、この静電ブラシ１８１よりも感光体１０の回転方向上流側の、感光体１０に接触する位置に配備された、感光体表面に接触しながら回転して感光体表面の残留物を一部受け取り、受け取った残留物により感光体表面を研磨する、ロール基体およびロール基体の周囲に巻き付けられた不織布からなる補助クリーナ１８３と、静電ブラシ１８１よりも感光体１０の回転方向上流側で、かつ補助クリーナ１８３よりも下流側に配備された、感光体１０に接触した状態で振動する導電・絶縁シール１８４とで構成されている。

また、図２に示すクリーニング装置１８は、回転する静電ブラシ１８１に回転しながら接触して、静電ブラシ１８１が感光体表面から静電的に除去した残留トナーを静電的に回収する回収ロール１８２、および、回収ロール１８２に接触し、回収ロール１８２が回収した残留物を掻き落とすスクレーパ１８５を備えている。

静電ブラシ１８１は、回転シャフト外周上に無数の繊維を配したロール状のものであり、感光体１０に対しブラシの先端が僅かに食い込む様に配置されている。また、静電ブラシ１８１は、感光体１０の周面移動方向と逆方向に静電ブラシ１８１の周面が回転移動することで、感光体１０と摺接し、感光体表面から残留トナーやトナー外添剤を静電的に吸着する。

回収ロール１８２は、静電ブラシ１８１よりも絶対値の高い且つ同極性のクリーニングバイアスが印加され、その外周面が静電ブラシ１８１の外周面に接触する様に配置されており、静電ブラシ１８１が吸着した残留トナー等を静電的に回収する。回収ローラ１８２が回収した残留トナー等は、スクレーパ１８５により掻き落とされる。

導電・絶縁シール１８４は、残留物保持部材１８３から感光体１０に再付着した低帯電の凝集残留物分散のための、０．１ｋＨｚ〜３．２ｋＨｚの交流電圧が印加されて振動する、さらには、低帯電の凝集残留物に電荷を付与するための−１００Ｖ〜５００Ｖの直流電圧の重畳印加を受けたフィルム状物である。尚、図２には、交流電源１８４１と直流電源１８４２がこの導電・絶縁シール１８４に繋がれている様子が示されている。

本実施形態のクリーニング装置１８では、静電ブラシ１８１よりも感光体１０の回転方向上流側で、かつ補助クリーナ１８３よりも下流側に、感光体１０に先端が接触した状態で配置された導電・絶縁シール１８４が、補助クリーナ１８３において凝集し感光体１０に再付着した、低帯電の凝集残留物を分散させると共に帯電する。したがって、本実施形態のプリンタ１に備えられた、本実施形態のクリーニング装置１８によれば、凝集残留物が分散され帯電されることで、静電ブラシ１８１による静電的な回収が見込めることから、画質の低下の抑制に寄与することができる。

尚、このクリーニング装置１８が、画像非形成時に直流電圧のスイッチングを行うことにより、導電・絶縁シール１８４に残留物が過剰に堆積する前に感光体側に吐き出す機能をもっているものであってもよい。また、現像像の転写を終えた感光体の表面に残存する、いわゆる転写残トナーは、転写電界の影響でその電位にバラツキを生じており、本来の帯電極性である負極から逆極に反転したものまで存在する。負極の転写残トナーおよび逆極に反転した転写残トナーまで効率的に除去する目的で、静電ブラシ１８１と回収ロール１８２とスクレーパ１８５からなるクリーニングユニットを感光体１０に対して２つ設置し、ユニット毎に異なる極性を与えることもできる。また、これら感光体１０およびクリーニング装置を一つのプロセスカートリッジとして用いることができる。このようにプロセスカートリッジとすることでメンテナンスフリーを実現すると共に、プロセスカートリッジを交換するだけで高品質の画像形成を容易に繰り返すことができる。

図３は、本発明のクリーニング装置の第２実施形態等の概略構成図である。尚、図３に示す部材で、図２に示す部材と同じ種類の部材には、図２において付した符号と同じ符号をしている。

図３（ａ）には、後で説明する実施例２に適用される、本実施形態のクリーニング装置２０が示されており、このクリーニング装置２０と第１実施形態のクリーニング装置１８との相違点は、このクリーニング装置２０では、直流電圧の重畳が省略されている点である。尚、第１実施形態であるクリーニング装置１８は、後で説明する実施例１に適用される。

図３（ｂ）には、本実施形態のクリーニング装置２０から交流電圧の印加を省略した、後で説明する比較例１に適用されるクリーニング装置３０が示されており、図３（ｃ）には、本実施形態のクリーニング装置２０では静電ブラシ１８１と補助クリーナ１８３の間に配備されている導電・絶縁シール１８４が、帯電器（図１参照）１１と静電ブラシ１８１の間に移された、比較例２に適用されるクリーニング装置４０が示されており、図３（ｄ）には、図３（ｃ）に示すクリーニング装置４０から交流電源１８４１を省略した、比較例２に適用されるクリーニング装置５０が示されている。

図４は、これら実施例および比較例を備えたプリンタにおいて行った実験の結果を示す図である。

図４（ａ）には、実施例１である、第１実施形態のクリーニング装置１８が配備されたＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ５００（富士ゼロックス社製）において、周波数が０．０５〜６．４ｋＨｚのＡＣ電圧（４００Ｖｐ−ｐ）と、−５０〜−７００ＶのＤＣ電圧とを適宜組み合わせて重畳印加した場合の、１〜５００枚の連続プリントでの点状汚れについての評価が示されており、‘○’は、点状汚れ無しを、‘×’は、点状汚れの発生を、‘−’は、評価なしを意味している。尚、トナーおよび現像剤には、ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ Ｃｏｌｏｒ ｆ４５０（富士ゼロックス社製）で使用されているトナーおよび現像剤を用い、２２℃、５５ＲＨ％の環境下で、画像パターンとしては、プロセス方向長さ９ｍｍ、軸方向長さ２７ｍｍとなるベタ濃度１００％の複数個のパッチを作成した。尚、Ａ４紙面全体での平均画像密度は５％となっている。

図４（ａ）からは、上述の範囲の組み合わせのうち、周波数が０．１〜３．２ｋＨｚのＡＣ電圧（４００Ｖｐ−ｐ）と、−１００〜−５００ＶのＤＣ電圧とを組み合わせた重畳電圧を導電・絶縁シール１８４に印加すれば、プリント上に点状汚れは観察されず、凝集残留物に対する分散および帯電が最適に行われることが明らかになっている。尚、ＡＣ電圧の周波数を０．０５ｋＨｚに設定した場合、および、６．４ｋＨｚに設定した場合の評価が‘△’になっているのは、前者については、振動の周期が遅くなり、凝集残留物の分散がし難くなることによるものであり、また、後者については、導電・絶縁シール１８４が追随しにくくなることによるものである。また、ＤＣ電圧を−５０Ｖに設定した場合、および、ー７００Ｖに設定した場合の評価が‘△’になっているのは、前者については、電荷付与がし難くなることによるものであり、後者については、感光体表面と導電・絶縁シール１８４の間で放電が発生し、感光体表面が多少劣化したことによるものである。

図４（ｂ）には、プリントサンプル中から５００枚を取り出し、プリントの点状汚れについての目視による評価が示されており、ここでの初期とは１〜５００枚の連続プリントについての評価であり、２０ｋＰＶとは、１９５００〜２００００枚の連続プリントについての評価である。尚、‘◎’は点状汚れがゼロであることを、‘○’は点状汚れがごく僅かであることを‘△’は点状汚れがやや目立つことを、‘×’は点状汚れが目立つことを意味している。

実施例１については、初期および２０ｋＰＶともに、プリント中に点状汚れは発生しておらず、凝集残留物の分散および帯電が良好に行われていると推測できる。実施例２については、分散は行われているものの帯電が行われていないことで、実施例１よりも評価は下がるものの、点状汚れはごく僅かである。これに対し、比較例１については、導電・絶縁シール１８４が非振動のため、凝集残留物が時間と共に堆積し、その後像保持体表面に再付着したため、初期における点状汚れはごく僅かだが、２０ｋＰＶでは点状汚れがやや目立つ。比較例２については、交流電圧が印加された導電・絶縁シール１８４の配備位置が、静電ブラシ１８１よりも下流側であることから、初期および２０ｋＰＶを通じて点状汚れがやや目立つ。比較例３については、非振動の導電・絶縁シール１８４が、静電ブラシ１８１よりも下流側に配備されていることで、初期段階では点状汚れがやや目立つ程度であるものの、時間と共に凝集残留物が堆積し、その後像保持体表面に再付着したために、２０ｋＰＶの段階では点状汚れが目立つ。

図４（ｃ）には、各実施例および各比較例において２００００枚の連続プリントを行った場合の、像流れおよびフィルミングの評価結果が示されている。像流れの評価は、高温高湿（２８℃，８５ＲＨ％）環境下に一晩放置したのちにプリントしたプリント画質を目視することにより行い、画質評価サンプルは３００線２０％である。フィルミングの評価は、感光体表面を目視することにより行った。評価については、‘◎’は発生せず、‘○’はごく僅か‘△’はやや目立つ、‘×’は目立つとしている。

実施例１および実施例２については、像流れ、フィルミングともにほとんど発生せず良好であるものの、比較例１から比較例３にかけて徐々にこれらが発生している。

以上の実験結果により、導電・絶縁シール１８４を振動させると共に、これを、静電ブラシ１８１と補助クリーナ１８３の間に配備する必要があること、さらには、導電・絶縁シール１８４に帯電性能を付与することが、画質の低下の抑制に最も寄与することが証明された。以下は、上述の実験の詳細条件である。

静電ブラシ１８１のブラシには、太さ２ｄ、電気抵抗１．０×１０^８Ω、毛足長さ３．５ｍｍ、密度１．２万本／ｉｎｃｈ^２のポリエステル樹脂製のものを、感光体への食い込み量０．５ｍｍ、周速１７１ｍｍ／ｓで感光体１０の回転方向に対し逆回転で回転させた。尚、静電ブラシ１８１への印加バイアスは、＋２６０Ｖとした。

回収ロール１８２には、フェノール樹脂に導電性カーボンを分散させた、電気抵抗１．０×１０^８Ω、曲げ弾性率１００Ｍｐａ、ロックウェル硬度１２０のものを用い、静電ブラシ１８１への食い込み量を１．０ｍｍとして、周速２０１ｍｍ／ｓで静電ブラシ１８１の回転方向に対し逆回転で回転させた。尚、印加バイアスは、＋６６０Ｖとした。

スクレイパ１８５には、材質がＳＵＳ３０４の厚み８０μｍのものを用い、回収ロール１８２への食い込み量を１．３ｍｍ、フリーレングスを８．０ｍｍとした。

補助クリーナ１８３には、材料がナイロンの、繊維太さ３〜５μｍ、厚み４３０μｍの不織布ＷＰ８０８５（日本バイリーン社製）を用い、感光体１０への食い込み量を１．３ｍｍとした。

導電・絶縁シール１８４には、材質がＰＥＴ／アルミニウムハイブリッドシートの、厚みが１１０μｍのものを用い、感光体への食い込み量を２．０ｍｍ、フリーレングスを６．０ｍｍとし、周波数０．０５〜６．４ｋＨｚの印加ＡＣ電圧（４００Ｖｐ−ｐ）と、−５０〜７００ＶのＤＣオフセット電圧とを重畳して印加した。

スクレーパ１８５には、ＳＵＳ３０４の厚みが８０μｍのものを用い、回収ロール１８２への食い込み量を２ｍｍ、フリーレングスを８．０ｍｍとした。

感光体１０には、ジルコニウム化合物（商品名：オルガチックスＺＣ５４０、マツモト製薬社製）を１００質量部、シラン化合物（商品名：Ａ１１００、日本ユニカー社製）を１０質量部、イソプロパノールを４００質量部、及びブタノールを２００質量部混合して得た下引層形成用塗布液を、ホーニング処理を施した外径８４ｍｍφの円筒状アルミニウム基材に浸漬塗布し、１５０℃で１０分間加熱乾燥して膜厚０．１μｍの下引層を形成し、Ｘｆ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）が、７．５°、９．９°、１２．５°、１６．３°、１８．６°、２５．１°および２８．３°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニンを１質量部、ポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）を１質量部、及び酢酸ｎ−ブチルを１００質量部混合し、さらにガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間処理して分散して得た電荷発生層形成用塗布液を、この下引層上に浸漬塗布し１００℃で１０分間加熱乾燥して膜厚約０．１５μｍの電荷発生層を形成した。これに、以下の化学式１で示される電荷輸送材料を２質量部、以下の化学式２で示される構造単位を有する高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）を３質量部、及びクロロベンゼンを２０質量部を混合して得た電荷輸送層形成用塗布液を、この電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布して１１０℃で４０分加熱し、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成し、さらに、以下の化学式３で示される化合物を２．５質量部、ショウノールＢＲＬ−２０４（昭和高分子製）を３質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（ＡＯ−８０：旭電化製）を０．１質量部、フッ素グラフトポリマー（ＺＸ００７Ｃ：富士化成製）を０．２質量部、及びフッ素カップリング剤（ＫＢＭ−７８０３：信越化学製）を０．１質量部混合し、イソプロピルアルコール５質量部、メチルブチルケトン５質量部に溶解させて得た保護層形成用塗布液電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分風乾した後、１５０℃で１時間加熱処理して硬化させ、膜厚約３μｍの保護層を形成して得られたものを用いた。

尚、静電ブラシ１８１の材料としては、本実施形態で用いたポリエステル樹脂繊維以外に、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン等の樹脂繊維を挙げることができ、導電性粉末やイオン導電剤を配合して導電性を付与したり、繊維一本一本の内部あるいは外部に導電層が形成されたもの等を用いることができる。その抵抗値としては、繊維単体で１０^２〜１０^９Ωのものが好ましく、より好ましくは１０^４〜１０^５Ω、繊維の太さは３０ｄ（デニール）以下、好ましくは２０ｄ以下であり、より好ましくは２ｄ〜１０ｄ、繊維の密度は２万本／ｉｎｃｈ^２以上、好ましくは３万本／ｉｎｃｈ^２以上であり、より好ましくは６万本／ｉｎｃｈ^２以上である。具体的には、ベルトロン（カネボウ製）、ＳＡ−７（東レ製）、ＵＵナイロン（ユニチカ製）などが挙げられる。さらに、導電性を付与する材料は、繊維中に均一に配合されたものがクリーニング維持性に優れより好ましい。また、静電ブラシ１８１と感光体１０との食い込み量は０．１〜２．５ｍｍが望ましく、好ましくは０．５〜２．０ｍｍであり、より好ましくは０．９〜１．８ｍｍである。

回収ロール１８２は、熱硬化性樹脂であり加熱により硬化（架橋）が進むことから、成形後の収縮が起こり難く求められる寸法精度に対し非常に優位である。回収ロール１８２に用いる熱硬化性樹脂としては、本実施形態で用いたフェノール樹脂の他に、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げることができるが、フェノール樹脂は寸法精度が高く、成形がし易く、且つ成形品の表面平滑性に優れ、更には安価であることから材料として最適である。

また、回収ロール１８２の、ＪＩＳ−Ｋ７２０３に於ける曲げ弾性率は、７００Ｋｐａ以上が好ましい。曲げ弾性率が７００Ｋｐａに満たないと、回収ローラ１８２に撓みを生じ静電ブラシ１８１及びスクレーパ１８５との当接位置や食い込み量を一定に保つことが困難となりやす。また、曲げ弾性率の低い材料を用い、回収ローラ１８２の肉圧を増加させ剛性を保とうとすると、成形収縮が大きくなり所望の寸法精度が得られないばかりか、重量および成形時間が増し、後加工が必要になる等の諸問題を引き起こし、コストアップとなってしまう。また、回収ロール１８２は、静電ブラシ１８１およびスクレーパ１８５と絶えず接触状態にあることから、磨耗に強い材料から構成されることが求められ、磨耗量がＪＩＳ−Ｋ６９０２における磨耗量２０ｍｇを越えると回収ローラ１８２の寿命が短くなり、頻繁に交換せざるを得なくなる。また、磨耗量が小さいと、静電ブラシ１８１およびスクレーパ１８５の当接圧や食い込み量を大きく設定でき、長期に渡り感光体１０を安定的にクリーニングできるため、ＪＩＳ−Ｋ６９０２における磨耗量は２０ｍｇ以下であることが好ましい。また、削れに対し非常に強いローラとするため、回収ロール１８２のＪＩＳ−Ｋ７２０２におけるロックウェル硬さが、１００Ｍ以上であることが好ましい。また、剛性を増加させると共に電気抵抗を所定の範囲に調整する目的で、回収ロール１８２中に有機フィラー又は無機フィラーの何れかを単独又は複数、および、有機フィラーと無機フィラーの両方を各一種又は複数種充填しても良い。ここで言う有機フィラーとは、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウム、バリウム、希土類等のいわゆるハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケルおよびマンガン等のフェライト、または、これらの表面を必要に応じ導電処理したもの、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物等から選ばれ、高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、いわゆる複合金属酸化物等であり、無機フィラーとは、錫、鉄、銅、アルミ等の金属粉体や金属繊維、ガラス繊維等が挙げられる。

回収ロール１８２の電気抵抗が、１×１０⁵Ωより低い場合には、電荷注入が起こり静電ブラシ１８１が吸着したトナーや紙粉等の微粉末の極性が反転し、電気的に吸着することが出来なくなってしまう。逆に回収ロール１８２の電気抵抗が１×１０^１０Ωを上回ってしまうと、回収ローラ１８２に電荷が蓄積される、いわゆるチャージアップが起こり、やはり電気的にトナーや紙粉等の微粉末を吸着出来なくなるため、回収ロール１８２の５００Ｖ印加時の電気抵抗は１×１０^５〜１×１０^１０Ωの範囲で使用され、好ましくは１×１０^６〜１×１０^８Ωである。

また、効率的にトナーや紙粉等の微粉末を静電的に吸着移動させるため、感光体表面に当接配置された静電ブラシ１８１と、この静電ブラシ１８１に当接配置された回収ロール１８２とに電位差のあるクリーニングバイアスを印加することが好ましい。静電ブラシ１８１と回収ロール１８２との電位差は｜１００Ｖ｜以上、好ましくは｜２００Ｖ｜以上が望ましく、上限はバイアスリーク限界で規制され、｜６５０Ｖ｜以下に抑える事が好ましい。

補助クリーナ１８３は、表面が微細な極細繊維からなり、感光体接触面との間にミクロな間隙を作ることによって、感光体表面に残留した残留トナーなどを密に保持しやすく、それによって感光体表面に付着した放電生成物や外添剤等を均一に除去する。ここで、極細繊維は０．２ｄ〜１．０ｄ、典型的には０．２ｄ〜０．５ｄのものを意味し、０．２ｄ以下のものは超極細繊維と称する。超極細繊維の繊維径は、約１μｍ〜５μｍ程度で、１μｍ以下のものは超極細微細繊維と称する。なお、本実施形態では、超極細微細繊維も極細繊維と同様に取り扱うことができるが、繊維径としては１０μｍ以下であればよい。極細繊維の構成材料としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維、アセテートなどの半合成繊維、レーヨン、キュプラ、ポリノジックなどの再生繊維、パルプ、絹、綿、麻、石綿、羊毛からなる天然繊維を使用することができる。また、これらの繊維を複数組み合わせてなる芯鞘型、サイドバイサイド型の複合繊維なども使用することができる。これらの極細繊維は、例えば、ノズルから繊維を紡糸するとともに圧縮空気を作用させることに繊維を細繊度化させたメルトブロー法によって得ることができる。また、横断面形状が、例えば、一成分中に他成分を島状に配置した海島型繊維、異なる成分を交互に層状に積層した多重バイメタル型、あるいは一成分を他成分中に放射上に配置した菊花型（オレンジ型）繊維を分割することにより得ることができる（以下、これらの極細繊維に分割可能な複合繊維を「分割性繊維」という）。この分割性繊維を構成する樹脂成分の組み合わせとして、例えば、２つの樹脂成分からなる場合、ポリアミド系樹脂とポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂とポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂とポリアクリロニトリル系樹脂などの異系樹脂同士、ポリエチレンとポリプロピレンのように同系樹脂同士がある。これらの分割性繊維を機械的作用（例えば、水流などの流体流による分割、一対のロールの押圧による分割、平板プレス装置の押圧による分割など）および化学的作用（例えば溶剤による樹脂成分の除去または膨潤など）により分割して極細繊維を得ることもできる。

繊維の布への加工方法としては、糸を編み二次元的材料を構成させる方法と、繊維から直接布を作る方法とがあり、後者は繊維を相互に接着させたり、機械的に絡ませたりしてシート状に加工するものであり、これを不織布と呼んでいる。いずれの方法よっても、本実施形態の補助クリーナ１８３として用いることができるが、布の強度、密度が大きく柔軟性に富み、繊維間に残留トナーを良好に保持でいるという点で不織布が望ましい。

不織布の製造工程は、一般に繊維ウエブ形成工程と繊維間結合工程の２工程からなり、繊維ウエブの形成方法としては、例えば、短繊維（１５〜１００ｍｍ）をカードと呼ばれる機械を用いて、あるいは、エアレイと呼ばれる空気流を用いて一定方向またはランダムに並べて形成する乾式法、また、ごく短い繊維を水中に分散し網状のネットに漉き上げて形成する湿式法、溶かした原料樹脂を直接ノズルの先から溶出、紡糸させ、連続した長い繊維でフリースを形成するスパンボンド法がある。繊維間結合の方法としては、エマルジョン系の接着樹脂を含浸あるいはスプレー等の方法で繊維ウエブに付着させ、加熱、乾燥させ繊維の交点を接着するケミカルボンド法、熱ロールの間を通して熱圧着する、または熱風を当て繊維同士を接着させるサーマルボンド法、高速で上下するニードルで繰り返し突き刺し、ニードルに刻まれたバーブという突起により繊維を絡ませるニードルパンチ法、高圧の水流を柱状に噴射して繊維を絡ませる水流絡合法などがある。

なお、機械的に分割可能な繊維から繊維ウエブを形成し、ニードルパンチあるいは流体流によって繊維同士を絡合させると、同時に繊維を分割することができ、製造上好ましい。

ここで、極細繊維は、２０質量部以上含まれていることが好ましいが、多ければ多いほど繊維シート表面が均一になるため、１００質量部含まれていることが最も好ましい。このような不織布としては、例えば、トレシー、エクセーヌ（以上東レ社製）、ザビーナミニマックス、クラウゼン（以上カネボウ社製）、ミエミエ（三菱レーヨン社製）、ミクロスター（帝人社製）、ベンリーゼ、ルクサー、ベンコット（以上旭化成工業社製）、生分解性不織布（金井重要工業社製）、ＦＬＥＸＩＬＯＮ（ヴェラテックジャパン社製）、クラレフレックス（クラレ社製）、サフロン（三昌社製）、ミラクルクロス（大和紡績社製）、ソンタラ（デュポンジャパン社製）、ＫＦペーパー（東洋紡績社製）、パルクロス（本州製紙社製）などを挙げることができる。

また、極細繊維布を、バックアップ材として弾性を有する押し当て部材に貼り付けて、その表面が感光体１０に所定の圧力で押し当てられていることが望ましい。バックアップ材としては、発泡ウレタン、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。バックアップ材によって感光体１０に極細繊維を押し付ける圧力としては、０．５〜６．０ｇｆ/ｍｍ^２の範囲であることが好ましい。更に好ましい範囲は１．０〜４．０ｇｆ/ｍｍ^２である。押し付け圧が０．５ｇｆ/ｍｍ^２より低いと充分な摺擦機能を発揮することができず、６．０ｇｆ/ｍｍ^２より高いと感光体１０との摺擦が強すぎて部材自体および感光体１０の劣化を招き、却ってフィルミング等を誘発する。

また、押し当て部材をロール状に形成し、極細繊維布をその周囲に貼り付けて用いてもよい。このような極細繊維布ロールは回転する感光体表面に対して、任意の周速差をつけて回転させることができ、感光体表面の均一な摩耗を促進し、また回転速度を変化させることによって、感光体表面の摩耗量を制御することもできる。

スクレーパ１８５には、ステンレス以外にリン青銅の金属薄板でもよく、その厚さは０．０２〜２ｍｍ程度で使用され、好ましくは、０．０５〜１ｍｍであるものが好適である。

導電・絶縁シール１８４としては、金属シート、あるいは、ゴムにカーボンブラック、金属粒子、有機導電材料などを分散させて体積抵抗率を調整した導電性シートが挙げられる。

尚、本実施形態においては備えられていない、感光体表面に残留した残留トナーの帯電を制御する帯電部材を、クリーニング装置１８の、感光体１０の回転方向上流側に備えるものであってもよい。帯電制御部材としては、例えば、刷毛状ブラシ、導電性ロール部材、帯電チャージャ部材、シート状部材などが挙げられる。この刷毛状ブラシは、炭素繊維や導電性を付与したプラスチック材料等の導電性の素材からなるブラシである。ブラシの形状はこれに限るものではなく、ローラ状のブラシであってもよい。また、ローラ状のブラシとした場合は、回動自在に取り付けて感光体につれ回りするようにしたり、駆動装置を設けて回転駆動させる構成とする。ロール部材としては、芯金を導電性ゴム等の弾性材料からなる導電層で被覆したローラであり、感光体と近接または接触して配置される。芯金にバイアスが印加されて、残留トナーに電荷を与え、極性を調整する。帯電チャージャとしてはコロトロン、スコロトロンが挙げられ、感光体１０と非接触で配置される。

また、以上に説明した実施形態では、導電・絶縁シール１８４が交流電圧と直流電圧とが重畳された電圧を印加した例を挙げて説明したが、本発明ではこれに限るものではなく、導電・絶縁シール１８４が振動するものであれば、直流電圧の印加が無くても、さらには、交流電圧の印加以外の手段で振動するものであってもよい。

本発明のクリーニング装置の第１実施形態が備えられた、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタを示す概略構成図である。 図１に示すクリーニング装置の構成図である。 本発明のクリーニング装置の第２実施形態等の概略構成図である。 これら実施例および比較例を備えたプリンタにおいて行った実験の結果を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１０ 感光体
１１ 帯電器
１２ 露光器
１３ 現像器
１４ 転写器
１５ 定着器
１６ 用紙トレイ
１７ 用紙搬送装置
１８、２０ クリーニング装置
１８０ ハウジング
１８１ 静電ブラシ
１８２ 回収ロール
１８３ 補助クリーナ
１８４ 導電・絶縁シール
１８４１ 交流電源
１８４２ 直流電源
１８５ スクレーパ

Claims (2)

1. 回転する像保持体と、該像保持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像保持体表面を露光することにより潜像を形成する露光器と、該潜像を現像剤で現像して該像保持体表面に現像像を形成する現像器と、該現像像を被転写体に転写する転写器とを有し、前記像保持体表面に形成した現像像を記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置に備えられる、前記像保持体表面に形成された現像像を前記被転写体に転写した後の該像保持体表面に残留した残留物をクリーニングするクリーニング装置であって、
   回転ブラシと、残留物保持部材と、フィルム状物とを備え、
   当該クリーニング装置が前記画像形成装置に備えられた状態において、
   前記回転ブラシが、前記帯電器よりも前記像保持体の回転方向上流側に、該像保持体に接触した状態で配備され、前記被転写体への現像像転写後に該像保持体表面に残留する残留物を回転しながら回収する、該残留物の極性とは反対の極性の電荷が付与されるものであり、
   前記残留物保持部材が、前記回転ブラシよりも前記像保持体の回転方向上流側で、かつ前記転写器よりも下流側に、前記像保持体に接触した状態で配備され、前記像保持体表面に接触しながら回転し該像保持体表面の残留物を一部受け取って該残留物により該像保持体表面を研磨するものであり、
   前記フィルム状物が、前記回転ブラシよりも前記像保持体の回転方向上流側で、かつ前記残留物保持部材よりも下流側に配備され、前記像保持体に接触した状態で振動するものである
   ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 回転する像保持体と、該像保持体表面に所定の電荷を付与する帯電器と、電荷付与後の像保持体表面を露光することにより潜像を形成する露光器と、該潜像をトナーで現像して該像保持体表面に現像像を形成する現像器と、該現像像を被転写体に転写する転写器とを有し、前記像保持体表面に形成した現像像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記像保持体表面に形成された現像像を前記被転写体に転写した後の該像保持体表面に残留した残留物をクリーニングするクリーニング装置を備え、
   前記クリーニング装置が、
   前記帯電器よりも前記像保持体の回転方向上流側に、該像保持体に接触した状態で配備され、前記被転写体への現像像転写後に該像保持体表面に残留する残留物を回転しながら回収する、該残留物の極性とは反対の極性の電荷が付与された回転ブラシと、
   前記回転ブラシよりも前記像保持体の回転方向上流側で、かつ前記転写器よりも下流側に、前記像保持体に接触した状態で配備された、前記像保持体表面に接触しながら回転し該像保持体表面の残留物を一部受け取って該残留物により該像保持体表面を研磨する残留物保持部材と、
   前記回転ブラシよりも前記像保持体の回転方向上流側で、かつ前記残留物保持部材よりも下流側に配備された、前記像保持体に接触した状態で振動するフィルム状物とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。

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