JPH0766227B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、電子写真複写機、同プリンタなど静電転写
プロセスを利用する画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 走行する像担持体表面感光層を一様に帯電させた後、こ
れに光像を投射して静電潜像を形成し、該潜像にトナー
を付与してトナー像とし、次いでこれを転写材に転写す
る工程を含む画像形成装置は従来から周知である。

この種の画像形成装置にあっては、転写時に転写に寄与
せず像担持体に残る残留トナーを、次の画像形成工程開
始前に充分に除去しておくことが利用室の画像を得るた
めの必須要件である。

残留トナーを除去する手段としては従来から種々なもの
が提案されているが、ゴム等の弾性材料で構成されたク
リーニングブレードの端縁を像担持体に当接させて、到
来するトナーをかき落とすようまものが、トナー除去機
能がすぐれ、小型コンパクトでコスト面からも有利であ
るので広く実用されていることは良く知られているとお
りである。併しながら、クリーニングブレードのトナー
除去機能を好適に維持するには像担持体とこれに当接す
るブレードエッジとの間に潤滑剤を塗布することが必要
である。

また、現像には、トナーの現像特性、流動性を向上させ
るために、トナー粒子よりも微細なシリカ、チタン酸ス
トロンチュウム、フッ化ビニリデンなどを混入するのが
普通であり、これらの粒子が帯電部位に達すると、帯電
器の帯電ワイヤに付着汚染したり、リークを生じて画像
ムラの原因となったり、異常放電を発生して像担持体に
ピンホール状の欠陥を生ずることがわかった。

さらに、像担持体表面の微細な凹凸あるいはキャリヤの
付着によってクリーニングブレードの像担持体に当接し
ているブレードエッジに局部的な摩耗、損傷が発生する
と上記のような欠陥が顕著になる。

とくに、像担持体表面感光層にアモルファスシリコンを
用いた場合、このものは硬度が大で傷つきにくく帯電特
性が長期にわたって安定している等の利点がある反面、
表面に微細な球状突起を生じ易く、これによってクリー
ニングブレードの当接エッジを損傷してクリーニング不
良を発生し易く、また製造時における成膜速度がおそい
のでコスト面からも厚膜とすることが困難であるのでピ
ンホールを発生し易い欠点を免れなかった。

ピンホールは、クリーニング不良によって感光層にトナ
ーその他の異物が付着したまま次の帯電が行われた場
合、当該部位に異常電流が流れて絶縁破壊が生ずる結果
発生するもので、これが存在すると、画面に白点、黒点
等が生じて画質を著しく劣化させる。ピンホールの発生
は勿論アモルファスシリコンに限るものではなく、一般
に感光層の幕厚が40μｍ以下で発生し易く、30μｍ以下
になるとその発生が顕著になる。

上記のような欠陥を回避するため、クリーニングブレー
ドよりも下流側にウェブクリーニング装置を配設したも
のが提案されているが、このような手段を設けることは
スペース的に困難な場合が多く、感光層の種類によって
はさして効果が期待できない場合があり、未だ満足の得
られるようなものはなかったのが実情である。

また、現像剤中の添加剤たるシリカなどの微粒子、キャ
リヤなどはトナーとは反対極性に帯電しているものが多
いので、正逆極性に植毛をしたファーブラシを高速回転
するようなものも提案されているが、互いに逆極性に帯
電したトナー、添加剤などが同一個所に存在している場
合が多いので縞模様を生ずるようなクリーニング不良を
発生して好ましくない。

本発明はこのような事態に対処すべくなされたものであ
って、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置
を具備する画像形成装置において、クリーニングブレー
ドの機能を維持するとともに、このクリーニングブレー
ドの位置と、次の画像形成工程の最初の工程である帯電
位置との間に毛状の可撓性部材を配設し、前述のような
微細な粒子からなる添加物などをこれによって除去し
て、帯電ワイヤの汚染、ピンホールの発生等を阻止し、
長期にわたって安定して良好なクリーニングを遂行でき
るような画像形成装置を提供することを目的とするもの
である。

（３）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用） 上記の目的を達成するため、本発明は、移動可能な像担
持体と、この像担持体を一様に帯電する帯電手段と、ト
ナーとトナーより平均粒径の小さい外添剤を有する現像
剤を用いて像担持体にトナー像を形成する現像手段と、
トナー像を記録材に転写した後に像担持体に残留トナー
をクリーニングするクリーニングブレードとを有する画
像形成装置において、第１のブラシ状クリーニング部材
と、第１のブラシ状クリーニング部材よりも植毛密度の
高い第２のブラシ状クリーニング部材とを有し、前記第
１及び第２のブラシ状クリーニング部材を前記クリーニ
ングブレードと前記帯電手段との間で且つ前記像担持体
移動方向上流側からこの順に前記像担持体に当接させた
ことを特徴とする画像形成装置である。

このように構成することによって、クリーニングブレー
ドを擦りぬけるシリカ、チタン酸ストロンチュウムなど
の微細な粒子を帯電部位の上流側で確実に捕捉し、帯電
部位における像担持体を充分に異物が除去された状態に
持ち来すことができる。

（実施例の説明） 添付の図面は本発明の実施例を示す画像形成装置の、と
くに像担持体近傍部分の構成を略示する側面図である。

紙面に垂直方向に軸線を有し、矢印Ａ方向に回転する円
筒状の像担持体１の表面感光層が、帯電器２によって一
様に帯電され、この帯電面に光像３が投射されて静電潜
像が形成される。感光層としてはアモルファスシリコン
が用いられているものとする。

像担持体１の回転にともなって前記潜像が、現像器４を
配置した現像部位に達すると、これからトナーが前記潜
像に供給されてトナー像が形成される。

さらに、このトナー像が、転写帯電器６を配置した転写
部位に到来すると、これにタイミングを合わせて搬送路
５から転写材（不図示）が前記転写部位に供給され、像
担持体上のトナー像が転写材に転移する。

トナー像を担持した転写材は文の帯電器７、分離コロ８
等の作用で像担持体から分離され、搬送路10を経て不図
示の定着部位に搬送される。

前記転写部位において転写材に転移せず像担持体１に残
った残留トナーは像担持体１の回転にともなってクリー
ニング装置９の位置に至り、クリーニングブレード9aに
よって除去される。

残留トナーが除去された後、像担持体表面の残留電荷が
除電光源11によって解消されて像担持体１は次の画像形
成工程に入り得る状態になる。

ここで、図示の装置では、像担持体の走行方向に見てク
リーニング装置９の下流側、アラミッド繊維、アクリル
繊維、ナイロン繊維乃至はポリエステル繊維等を束ねて
形成したブラシ状部材12、13を像担持体表面に当接配置
してある。

このブラシ状部材は最低１個配置すればよいが、複数個
配置することによって異物除去機能が増大する。

図示の場合、上流側に粗く植毛した部材12を、下流側に
これよりも密植した部材13を配設し、トナーのような大
粒のものは部材12によって、シリカ等の微粒子は部材13
によって除去するように構成するのが好適である。

これらブラシ状部材はクリーニング装置９の下流側、帯
電器２の上流側ならどこでもよいが、両部材を余り近接
配置すると機能が低下することが確認されており、両者
の間隔は1mm以上あけておくのが好ましい。

次に実験例について説明する。

図示のような構成を具備する複写機で、像担持体の感光
層にはアモルファスシリコンからなる膜厚22μmmのもの
を使用し、50枚／分、初めに前記ブラシ状部材12、13の
ないものについて通紙を行った。

トナーとしては、ポリエステル樹脂100部、磁性体60
部、荷電制御剤３部からなる平均粒径12μｍの１成分系
絶縁トナーに、帯電特性、流動性向上のためにシリカ0.
4重量％、チタン酸ストロンチュウム３重量％を外添し
たものを用いた。

通紙結果によると、１万枚頃からブレードエッジに損傷
が発生し始めてトナーのすり抜けが起こるようになっ
た。

そのまま通紙を続行すると、クリーニング不良部分に相
当する部位が帯電器を透過すると、その部分に異常電流
が流れてピンホールが生じ、コピーのベタ黒部分に白点
が発生した。

さらに、このときまでに帯電ワイヤにはシリカ、チタン
酸ストロンチュウムが全面にわたって付着し、帯電器奥
側にはトナーの付着もみられて放電ムラが発生した。

なお、シリカ、チタン酸ストロンチュウムなどはクリー
ニングブレードが正常に機能している場合にもブレード
エッジを通過して帯電器の汚染を発生することが確認さ
れており、これに対しては従来ユーザが対処していたも
のである。

つぎに上記の装置に前記ブラシ状部材13を配設したもの
で通紙を行った。帯電器、像担持体は新しいものと交換
し、内部はすべて清掃した後に通紙した。

ブラシ状部材としては、♯52のアクリルモノフィラメン
トを2000本／平方インチの密度で植設したものを像担持
体全長にわたって巾6mmで当接させフィラメントが像担
持体表面を摺擦するように配置した。

通紙テストの結果、１万枚ごろからブレードエッジから
のトナーの擦りぬけが生じたが、画像は正常であった。
25000枚頃から帯電ワイヤへのシリカの付着がみられ
た。

このとき装置内を観察すると、ブラシ状部材13の前面
（ブレード側）にはトナーの堆積がみられ、その一部は
フィラメントにも付着していた。

また、シリカ、チタン酸ストロンチュウムはフイラメン
トにまつわりつくように付着しており、ブラシ状部材を
取り出して叩くとシリカが靄状に散逸して相当量のシリ
カ等が吸着されていることが判明した。

また、像担持体に当接する部分近傍のフイラメント先端
部分は、トナー、シリカ、チタン酸ストロンチュウム、
紙粉等が多量に付着して飽和状態になっており、そのま
ま通紙を続行すると帯電ワイヤの汚染を招来し、30000
〜50000枚の通紙で明らかな帯電ムラが発生した。

次に装置内を清掃し、帯電器、クリーニングブレード、
ブラシ状部材13をいずれも新品と交換し、さらにブラシ
状部材13の上流側にこれよりも粗く植毛したブラシ状部
材12を取着して通紙を行った。

ブラシ状部材12の構成は、♯50のアクリルモノフィラメ
ントを密度350本／平方インチに植毛したものを巾6mmで
像担持体全長にわたって当接させた。

通紙結果によると、１万枚程度においてトナーのブレー
ド擦り抜けが生じたコピー画像は正常であった。

帯電ワイヤにシリカ等の付着がみられたのは約45000枚
通紙程度からであることが確認された。

装置内を観察したところ、粗毛のブラシ状部材12では、
上流側の像担持体に当接する部位近傍に多量のトナーの
堆積がみられ、また、フィラメントの根本の方にも相当
量のトナーの付着がみられた。これは装置内に飛散した
トナーの捕集にも有効であったことを堆認させる。

さらに、密植したブラシ状部材13にはトナーの付着は殆
どなく、シリカ（粒径10〜20μｍ）、チタン酸ストロン
チュウム（粒径１μｍ）などが各フイラメントに付着し
ているのが認められた。

画像ムラが発生したのは50000〜55000枚通紙以後であっ
た。以上の構成で30000枚通紙ごとにブラシ状部材12、1
3を交換して通紙を続けたところ、、100000枚通紙後に
も良好な画像が得られた。

以上説明したように、像担持体走行方向にみて、クリー
ニングブレードの下流側に適宜の繊維材料からなるブラ
シ状部材を配設することによって、帯電部位に至るまで
にブレードエッジを擦り抜けたトナー、添加剤などを充
分に除去できるとともに、ブラシ状部材の植毛密度、像
担持体との摩擦による帯電特性等を適宜に設定すること
によって、前述の実施例からもわかるように相当量のト
ナーその他の異物を貯溜できるので、小型が簡単な構成
によってメンテナンスフリーで長期の使用に耐え、さら
に、密度を異にする複数個のブラシ状部材を配置するこ
とによって極めて好ましい結果が得られる。

なお、２個以上のブラシ状部材を配置する場合には粗毛
の部材をクリーニングブレードに近接した位置に配設す
るのが好適である。

以上本発明を複写機に適用し、ブラシ状部材を２個配設
した場合について説明したが、本発明がこれに限定され
るものではなく、これ以外の画像形成装置、３個以上の
ブラシ状部材を備えたものにも適用でき、さらに、ブラ
シ状部材としても前述したもの以外の繊維をも利用でき
ることは云うまでもない。

また、図示の装置ではクリーニング装置とブラシ状部材
とを別体としたが、各部材の関係配置を変えることな
く、全体を一体として構成することも勿論可能である。

（３）発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、静電転写プロセ
スを利用する画像形成装置において、次の画像形成工程
に入る前に感光層が充分に清掃された状態になるととも
に、ブラシ状部材に回収したトナーその他の異物を当該
部位に相当量貯溜させることが可能であり、長期にわた
って安定的に良好なクリーニングを遂行できるので、ク
リーニング不良による画質の劣化を有効に阻止し、良質
の画像を得るのに顕著な効果がある。

また、本発明は像担持体表面に特段の抵抗を与えること
がないので、とくにアモルファスシリコン感光体を備え
た装置に有効である。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明を複写機に適用した実施例を示す要
部の概略側面図である。 １……像担持体、２……帯電器、４……現像器、９……
クリーニング装置、12、13……ブラシ状部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動可能な像担持体と、この像担持体を一
   様に帯電する帯電手段と、トナーとトナーより平均粒径
   の小さい外添剤を有する現像剤を用いて像担持体にトナ
   ー像を形成する現像手段と、トナー像を記録材に転写し
   た後に像担持体に残る残留トナーをクリーニングするク
   リーニングブレードとを有する画像形成装置において、 第１のブラシ状クリーニング部材と、第１のブラシ状ク
   リーニング部材よりも植毛密度の高い第２のブラシ状ク
   リーニング部材とを有し、前記第１及び第２のブラシ状
   クリーニング部材を前記クリーニングブレードと前記帯
   電手段との間で且つ前記像担持体移動方向上流側からこ
   の順に前記像担持体に当接させたことを特徴とする画像
   形成装置。