JPH02264974A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機、レーザビームプリンタ等の
画像形成装置、更に詳しくは移動可能な像担持体面に像
担持体面を帯電する手段を含む像形成手段により像形成
を実行させ、作像に供した像担持体面はクリーニング手
段で清浄化して繰り返して作像に供する方式の画像形成
装置に関する。

〔従来の技術〕

上記のような方式の画像形成装置の具体例としては、転
写方式の電子写真複写装置、転写方式の静電記録装置等
が挙げられる。

転写方式の電子写真複写装置は、像担持体として回転酸
は回動駆動されるドラム型もしくはエンドレスベルト型
の電子写真感光体を用い、その感光体面に均一帯電・像
露光・現像を基本的とする作像プロセス手段を適用して
顕画像を形成させ、その顕画像を転写手段で転写材面に
転写させ、転写顕画像は転写材面に定着手段で定着させ
、該転写材を画像形成物として出力させる。像転写後の
感光体面はクリーニング手段で浄化して繰返して作像に
供する。

転写方式の静電記録装置は、像担持体として回転酸は回
動駆動されるドラム型もしくはエンドレスベルト型の誘
電体を用い、その誘電体面に均一帯電・選択的除電・現
像を基本的とする作像プロセス手段を適用して顕画像を
形成し、以下上記電子写真複写装置と同様に顕画像の転
写材面への転写・定着を実行させて該転写材を画像形成
物として出力させ、又像転写後の誘電体面はクリーニン
グ手段で浄化して繰返して作像に供する。

クリーニング手段は転写材面に対する像転写後の像担持
体としての感光体や誘電体等の面に残留している転写残
り現像剤（トナー）、転写材紙粉、その他の付着汚染物
を除去するものであり、一般的にはウレタンゴム等のゴ
ム弾性部材を用い、該部材を像担持体面に当接させて像
担持体面の付着汚染物を払拭除去する構成のものが用い
られている。

像担持体としての感光体や誘電体等の面を均一帯電処理
する手段としては均一帯電性のよいコロトロンやスコロ
トロン等のコロナ放電器が広く用いられている。しかし
コロナ放電器は高価な高圧電源を必要とする、それ自体
や高圧電源のシールド空間等のスペースを必要とし、又
オゾン等のコロナ生成物の発生が多くその対処のための
付加手段・機構を必要とし、それ等が装置を大型化・高
コスト化等する因子となっている等の問題点を有してい
る。

そこで近時は問題点の多いコロナ放電器の代りに接触帯
電方式の採用が検討されている。接触帯電は被帯電体と
しての像担持体面に電源により電圧（例えば１〜２ＫＶ
程度の直流電圧、或は直流電圧と、交流電圧との重畳電
圧等）を印加した導電性部材（接触帯電部材）を接触さ
せることにより像担持体面に電荷を直接注入して像担持
体面を所定の電位に帯電させるもので、ローラ帯電式（
特開昭５６−９１２５３号）、ブレード帯電式（特開昭
５６−１０４３４９号φ同６０−１４７７５６号公報）
、帯電−クリーニング兼用式（特開昭５６−１６５１６
６号）等が考案されている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕接触帯電方式は
被帯電体たる像担持体の面に対して帯電部材をその長手
に沿う各部において均一に当接させた状態に適用させる
ことが肝要であり、均一な当接状態が得られない場合は
像担持体面に帯電ムラを生じさせる結果となる。

一方、装置の簡易化、低コスト化を考えると例えば特開
昭５６−１０４３４９号に示すようにブレード帯電式が
最も好ましい。

しかしながら、ブレード状の接触帯電部材やブレード状
のクリーニング部゛材が像担持体に圧接するが由に起こ
る像担持体面の摩耗・損傷により、均一な帯電が得られ
ない場合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、像担持
体に対する接触帯電部材の当接設定を高精度にし、即ち
像担持体面に対して接触帯電部材をその長手に沿う各部
において均一に安定に当接させた状態を常に確保させて
、像担持体面を均一に帯電処理させることを目的とする
。

本発明の他の目的は、像担持体面を均一に帯電させるこ
とにより庖好な画像を得ることができる画像形成装置を
提供することである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明は移動可能な像担持
体に接触して像担持体をクリーニングするブレード状ク
リーニング部材と、像形成手段として上記クリーニング
部材より像担持体移動方向下流側で像担持体に接触して
像担持体を帯電するブレード状帯電部材と、上記帯電部
材に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像形成
装置において、上記帯電部材の像担持体に対する当接圧
を上記−クリーニング部材の像担持体に対する当接圧よ
り小さ（したことを特徴とするものである。

〔実施例〕

第１図は一実施例装置の構成略図である。本例はプロセ
スカートリッジ着脱型の転写方式電子写真複写装置であ
る。

図において、１は支軸１ａを中心に矢印方向に所定の周
速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型電子写
真感光体（以下、感光体と略記する）である。２は該感
光体の周面を均一帯電する手段としての接触帯電部材で
あり、本実施例は導電ゴム等の導電性弾性ブレード或は
その外面に適当な抵抗値（例えば体積固有抵抗１０８〜
１０１！Ω・Ｃｍ）を有する抵抗層を設けたものである
。

３は光像露光手段としての短焦点レンズアレイ、４は現
像装置、５は転写装置、５１は不図示の給紙部より１枚
宛搬送された転写材Ｐを感光体１の回転と同期取りして
感光体１と転写装置５との間に給送するタイミングロー
ラ、５２はタイミングローラ５１と転写装置５との間に
配設した転写材ガイド部材、５２は感光体１と転写装置
５との間を通過して像転写を受けた転写材Ｐを不図示の
定着装置へ導入する搬送装置、６は像転写後の感光体１
面を浄化するクリーニング装置である。

本例の装置は感光体１・接触帯電部材２・現像装置４・
クリーニング装置６の４つのプロセス機器についてそれ
等を互いに所定の配置関係をもつて一括して組込んだプ
ロセスカートリッジ７として構成してあり、該プロセス
カートリッジ７は複写装置本体内に支持レール８・８に
沿つて挿入装着することができ、逆に複写装置本体外へ
抜き外し自在である。プロセスカートリッジ７としては
、上記例に限らず、像担持体たる感光体１と、その作像
に寄与するプロセス機器である接触帯電部材２、現像装
置４、クリーニング装置６等のうちの少な（とも１つと
で構成されていれば良い。

プロセスカートリッジ７を複写装置本体内に十分挿入し
て装着することにより、複写装置本体側とプリセスカー
トリッジ７側とが機械的・電気的に相互カップリングし
複写装置として作動可能状態となる。

而して感光体１は回転過程でその周面が、高圧電源Ｅに
より電圧（例えば直流電圧と交番電圧との重畳電圧）の
印加された接触帯電部材たるブレード２により順次に均
一帯電され、次いで光像露光手段３の位置を通過して光
像露光Ｌ（原画像のスリット露光）を順次に受けること
により露光光像パターンに対応した静電潜像が順次に形
成されていく。７ａは光像露光手段３に対応するカート
リッジハウジング壁部分に開口させた光透過窓孔部を示
す。光像露光りはレーザビーム走査で行うこともできる
。静電記録装置の場合は感光体面を選択的に除電する電
極アレー等の手段により感光体面に潜像が順次に形成さ
れていく。

感光体工面の形成潜像は次いで現像装置４により順次に
トナー画像として顕像（現像）され、その感光体面のト
ナー画像が転写装置５にて該転写装置５と感光体１との
間に不図示の給紙部より１枚宛搬送され、タイミングロ
ーラ５１で感光体１の回転と同期取りされて給送された
転写材２面に転写される。

転写装置５を通過して像転写を受けた転写材Ｐは感光体
工面から順次に分離され、搬送装置５３で不図示の定着
装置へ導入されて像定着を受け、画像形成物として出力
される。

一方、像転写後の感光体１面はクリーニング装置６のク
リーニング部材６Ａにより転写残りトナー、転写材紙粉
、その他の残留付着物の除去がなされて清浄面化され、
繰返して像形成に供される。

クリーニング部材６Ａは先端エツジ部を感光体１面に当
接させたウレタンゴム等からなるブレード状拭掃部材（
以下、クリーニングブレードと記す）であり、該クリー
ニングブレード６Ａにより感光体１面の残留付着物がか
き落し拭掃除去される。

感光体１面に当接させたクリーニングブレード６Ａは、
特に感光体１が０２０等樹脂を成分とする表面を有する
ものであるときは感光体との接触摩擦力が大きくなり、
像担持体たる感光体を摺擦することによる傷が発生し易
い。このような傷は当然画像形成を行うときその画像の
欠陥、特に帯電が良好に行われないことによる画像欠陥
につながるものである。

一方、感光体上のトナー以外の転写材紙粉やその他残留
物は、感光体に強固に付着してしまうためクリーニング
ブレードである程度感光体を削る必要がある。

実際上は感光体１面から拭掃されたトナーがクリーニン
グブレード６Ａと感光体１との当接部に存在し、それが
適度な滑剤的な作用をして動的な摩擦係数を減じていて
感光体の傷は生じにくくなり、また、感光体上のトナー
以外の付着物を適度に削ることができる。

一方、接触帯電ブレード２はクリーニングブレード６Ａ
で清浄面化された感光体１面に当接するために、上記ク
リーニングブレード６Ａの場合におけるようなトナーの
滑剤的作用による動的摩擦係数の減少効果はなく、感光
体の傷は生じ易い状態にある。

ここで、感光体の傷の発生に起因するブレードの感光体
に対する圧接力について検討する。

クリーニングブレード６Ａの単位当接長さ（像担持体と
ブレードが接しているところの長さ）当りの当接力をＰ
　ｌ（ｇ　／　ｃ　ｍ　）帯電ブレード２の単位当接長
さ当りの当接力をＰ　＊　　（ｇ　／　ｃ　ｍ　）とす
る。

ここで、有機（ＯＰＣ）感光体の表層（ＣＴＬ層）はス
チレン系やポリカーボネート系の樹脂を主成分とするバ
インダーを用いて帯電ブレードの当接圧とポリカーボネ
ート系樹脂を主成分とするＯＰＣ感光体の最大傷深さの
関係を第２図実線■で示す。これは、帯電ブレードだけ
を感光体に当接させて感光体走行距離１８０ｍ時の最大
傷深さである。

このように、感光体の最大傷深さはブレードの感光体に
対する圧接力に依存しており、光体の最大傷深さを表わ
し、には感光体とブレード間の摩擦性に関連する係数、
Ｌは感光体の走行距離、Ｐは感光体に対するブレード圧
力　ｐ　ｍは感光体の硬さ、もろさを表わす係数である
。

今、クリーニングブレード６Ａと帯電ブレード２を比較
すると、両者共同−感光ドラムであるためＰｌ、及び走
行距離りは一定となり、両者の差はに、Ｐで決まること
になる。ここで、現像方式や潜像条件で画像の出方は異
なるが、本実験では最大傷深さ約１．０μでハーフトー
ン画像で微細ではあるが、転写材上に筋状の偽画像が確
認できた。

ここで、帯電ブレードと異なり、クリーニングブレード
６Ａには上述したように感光体上に残留トナーが存在し
、ころがり粒子として働き実質的な傷に寄因する摩擦性
にが減少している。従って、クリーニングブレード６Ａ
だけを感光体に当接させて残留トナーが存在する感光体
に対する最大傷深さは、帯電ブレードだけをトナーが存
在しない感光体に当接させた場合に比べて減少する。

ここで、第２図の点線■にクリーニングブレード６Ａの
当接圧とポリカーボネート系樹脂を主成分とするＯＰＣ
感光体の最大傷深さとの関係を示す。本実験ではトナー
としてシリカを外添した平均粒径１１μの一成分磁性ト
ナーを使用しており、トナーの材質、形状によっても多
少異なるが、ブレード圧接力と感光体最大傷深さの上記
のような傾向はほぼ一致する。このように感光体の寿命
要因の一つとして帯電ブレード２とクリーニングブレー
ド６Ａの圧接力、特に帯電ブレード２の感光体への圧接
力が挙げられる。しかし、クリーニングブレード６Ａの
感光体に対する当接圧力は小さ過ぎるとクリーニング不
良をおこし、これは、感光体上の残留付着物を帯電ブレ
ードの帯電面に移動させてしまうので帯電ブレード面に
残留物がたまって帯電不良を生じさせる。ここで、上記
の実験では、ポリカーボネート系樹脂を主成分とするＯ
ＰＣ感光体と、シリカを外添した平均粒径１１μの一成
分磁性トナーを使用したときクリーニング性が良好とな
るクリーニングブレード６Ａの感光体に対する最低圧接
力は１５ｇ／ｃｍであった。しかしながら、第２図実線
■に示すように感光体に対する帯電ブレード圧接力を１
５ｇ／ｃｍ以上とすると感光体の最大傷深さは１．０μ
以上となり、上記のように転写材上の画像に欠陥が発生
する。従って、帯電ブレードの感光体に対する圧接力を
１５ｇ／ｃｍより小さくすることが必要である。即ち、
トナーが存在しない感光体に対する帯電ブレード２の圧
接力は、クリーニングブレード６Ａの圧接力より小さく
しなければならない。

一方、感光体としてスチレン系樹脂を主成分とするＯＰ
Ｃ感光体を用いた場合のブレードの感光体に対する圧接
力と感光体の最大傷深さとの関係を第２図の■に示す。

ここで、実線は、帯電ブレード２だけを感光体に当接さ
せた場合、点線■は帯電ブレード２だけを感光体に当接
させた場合を示し、その他の条件は、上述の場合と同じ
である。このとき、クリーニング性が良好となるクリー
ニングブレード６Ａの感光体に対する最低圧接力は１４
ｇ／ｃｍであった。ここで、第２図実線■のように帯電
ブレード２の圧接力を１３ｇ／ｃｍ以上とすると感光体
の最大傷深さは１．０μ以上となり、画像欠陥が発生す
る。従って、帯電ブレードの圧接力を１３ｇ／ｃｍより
小さくしなければならず、この場合も帯電ブレード２の
圧接力はクリーニングブレード６Ａの圧接力より小さく
する必要がある。

なお、クリーニング性が良好となるクリーニングブレー
ド６Ａの感光体に対する最低圧接力は感光体やトナーに
よっても変わってくるものである。例えば、トナーの平
均粒径を小さくするほど、またシリカの外添量を多くす
るほどクリーニングブレード６Ａの感光体に対する当接
圧は大きくしなければならない。

また、感光体の最大傷深さは感光体の走行距離、すなわ
ち画像形成装置の耐久枚数で変わってくるもので、感光
体の最大傷深さが画像欠陥として生じて（るような深さ
に、達するときをプロセスカートリッジの寿命に設定す
れば良い。

さらに、感光体との間に残留付着物が介在して動的摩擦
係数が減少するクリーニングブレード６Ａに対して、帯
電ブレード２はブレードめ（れを生じ易い。このように
帯電ブレード２のめ（れが生じると感光体に対する帯電
不良となったり、ブレードの劣化が生じたりする。従っ
て、感光体に対して帯電ブレード２の圧接力をクリーニ
ングブレードの圧接力より小さ（して両者ブレードの寿
命を合わせれば両者ブレードと像担持体とで構成された
プロセスカートリッジでは有効である。

なお　クリーニングブレード６Ａと帯電ブレード２とで
感光体に対する圧力差をもたせるには次のような方法が
ある。添え字をクリーニングブレードを１、帯電ブレー
ドを２とすると、圧接力Ｐ、＞Ｐ２を形成するには厚み
ｔ、＞ｔ２．自由長ｆ　＋　＜　ｆ　２　、弾性率Ｅ、
＞Ｅｘ　、変位量δ１〉６２等や各々の組み合せで決め
られる。

また、両ブレードの自由長、素材の弾性率、変位量の設
定を同一にする事で、より精度や製造組み立て、検査の
簡便化を計り、圧力差を第３図に示すように断面形状を
変えることで設定できる。

なお、第３図において圧力が大きい順に並べると（ｃ）
、（ａ）、（ｂ）である。

第４図に示すように、クリーニングブレード６Ａは、感
光体１に対してその当接位置における感光体の既にクリ
ーニングされた側の接線とブレードとのなす角を鈍角と
する（第４図（ａ））　、いわゆる順方向に当接させた
ものでも良いし、上記角を鋭角としていわゆるカウンタ
方向に当接させたものでも良い。さらに、帯電ブレード
２も感光体１に対して第４図のようにカウンタ方向に当
接させたものに限らず順方向に当接させたものでも良い
。

使用例 感光体１にポリカーボネート系樹脂を主成分とするＯＰ
Ｃ感光体を用い、クリーニングブレード６Ａｌ：ＪＩＳ
Ａ硬度６５°ウレタンゴムブレードを用い、それを感光
体１に当接圧１５　ｇ　ｒ　／　ｃ　ｍで当接し、接触
帯電ブレード２として１０６〜１０°Ω・ｃｍの導電性
ＥＰＤＭゴムブレードを用い、それを感光体に対してク
リーニングブレード６Ａの当接圧よりも小さい１０　ｇ
　／　ｃ　ｍで当接し、該ブレード２！：ＤＣ７００Ｖ
にＡＣ，！：してＶ□１５００Ｖ・周波数８００Ｈｚを
重畳させたバイアスを印加して感光体面に約７００ｖの
帯電電位を得て耐久テストした。

なお、帯電ブレードは表層に１００μ以下の絶縁層（１
０８〜１０”Ω・ｃｍ）を被覆しても良い。

上記のように感光体に対し接触帯電ブレードの当接圧を
クリーニングブレードの当接圧よりも小さくしたことに
より３０００枚耐久中でも帯電ブレードによる感光体の
傷による画像欠陥は発生しなかった。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、像担持体に対する帯電
ブレードの当接状態が安定して接触帯電の安定性が得ら
れ、又、像担持体の損傷も少なくすることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形′成装置の一実施例を示す概略
断面図、第２図はブレードの像担持体に対する当接圧力
と像担持体傷深さとの関係を示すグラフ、第３図は本発
明に適用できるブレードの形状を示す断面図、第４図は
帯電ブレードとクリーニングブレードとの像担持体に対
する当接方向を示す断面図である。 １は感光体、２は帯電ブレード、６Ａはクリーニングブ
レード、Ｅは電源。 躬５図 ＜（２＞　　（１））　　（Ｃ） ！ ｕ口 （シ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動可能な像担持体に接触して像担持体をクリー
   ニングするブレード状クリーニング部材と、像形成手段
   として上記クリーニング部材より像担持体移動方向下流
   側で像担持体に接触して像担持体を帯電するブレード状
   帯電部材と、上記帯電部材に電圧を印加する電圧印加手
   段と、を有する画像形成装置において、上記帯電部材の
   像担持体に対する当接圧を上記クリーニング部材の像担
   持体に対する当接圧より小さくしたことを特徴とする画
   像形成装置。