JPH08110743A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体の帯電ムラをなくし、接触帯電部材
の寿命を延長させる。 【構成】 帯電ローラ２により帯電した像担持体１に露
光光線５を照射して静電潜像を形成し、現像装置６のト
ナーにより可視像化して転写紙７上に転写した後、像担
持体１上の残留トナーをクリーニング装置９により除去
する画像形成装置において、クリーニングブレード１０
のブレード稜線１０ａの粗さＲ１と像担持体１の表面粗
さＲ２の和を５μｍ以下、Ｒ１を３μｍ以下とすると共
に、入口シール１１の接触角θを１５°以下、先端変形
量ｔを０.５〜１.５ｍｍ，像担持体１との接触長さＬを
０.１〜１ｍｍ とする。これにより、現像剤中の微細ト
ナーがクリーニングブレード１０を通過することが防止
され、キャリアが像担持体１を傷つけることもなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、接触帯電装置を有す
る電子写真方式の複写機，プリンタ，ファクシミリ等の
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置は、従来から主流
となっていた放電ワイヤとシールド電極とからなる非接
触のコロナ放電方式の帯電装置を有するものに比し、像
担持体の表面を変質させて画像ボケの原因となるオゾン
や窒素化合物（ＣＯｘ）等の発生が低減される反面、ク
リーニング装置により除去しきれなかった微粒の残留ト
ナーが接触帯電部材に付着し、その付着部位に対応する
部分の像担持体の帯電が阻害されて帯電ムラを生じ、部
分的に又は全体的に画像濃度を低下させるという不具合
があった。

【０００３】従来の非接触式の帯電装置を用いる画像形
成装置で種々の現像剤を用いても特に問題が発生しなか
った理由は、像担持体に接するクリーニングブレードの
稜線の粗さが通常４〜１０μｍであって、不具合を発生
するような４μｍ以上のトナーはクリーニングブレード
でせき止められていたためである。

【０００４】ところが、近時高画質化のために現像剤の
トナー粒子が微細粒子化される傾向にある上に、トナー
製造過程において微粉が混入することは不可避であっ
て、実際にクリーニング後の像担持体表面には２〜３μ
ｍの微細なトナー粒子が発見されている。これらは非接
触の帯電装置では問題が発生しないが、帯電ローラを用
いた接触帯電装置では、上記の微細なトナーが帯電ロー
ラ上に蓄積されて汚損が進行し帯電ムラの原因となるも
のと考えられる。

【０００５】もちろん、トナー中に存在する微細粒子の
量を調整することは可能であり、実際に３μｍ以下の微
粉含有量を３％以下とすると、従来のクリーニングブレ
ードを用いた場合にも帯電ムラが発生しないことが後述
する実測データからも確認されている。ところが、この
ように微細粒子の量を調整した場合には現像剤のコスト
が高くなるという問題があり、現実的ではない。なお、
ここで微粉含有率とは個数で算出したものである。

【０００６】上記の不具合を解決するため、従来、例え
ば特開昭６４−７０７０号公報に示されるようなものが
知られている。これは、帯電ローラと像担持体とのニッ
プ幅を０.５ｍｍ以上とし、両者間の単位接触面積当た
りの荷重を０.５〜３０ｇ／ｍｍ² の範囲に設定すると
共に、クリーニング手段の長手方向幅を帯電領域幅より
大きくしたものである。そして、これにより、クリーニ
ング手段でクリーニングされずに像担持体表面に残留し
たトナー等の付着物に起因する絶縁破壊の発生を未然に
防止し得ることが記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像形成装置にあっては、帯電ローラと像担
持体とのニップ幅，単位接触面積当たりの荷重及びクリ
ーニング手段の長手方向幅等は記載されているが、トナ
ーとクリーニング手段との関係は記載がないため、使用
するトナーの種類やクリーニング手段の粗さが適当でな
い場合には接触帯電方式で要求されるレベルのトナーク
リーニング性能を得ることができないという問題点があ
った。この発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、接触帯電部材へのトナーの付着とそれによる像担持
体の帯電ムラを防止して接触帯電部材の寿命を延長させ
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、像担持体と、この像担持体に接触してそ
の接触面を帯電させる接触帯電部材と、帯電した上記像
担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、露光により
形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する
現像装置と、可視像化したトナー像を転写紙上に転写す
る転写装置と、転写後上記像担持体上の残留トナーを除
去するためのクリーニングブレードと除去されたトナー
の飛散を防止するための入口シールとを有するクリーニ
ング装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装
置に用いるトナー粒子は３μｍ以下の微粉含有率が３〜
１５％であって、上記クリーニングブレードが上記像担
持体に接する稜線の粗さをＲ１、上記像担持体の表面粗
さをＲ２としたとき、Ｒ１＋Ｒ２≦５μｍとしたもので
ある。

【０００９】そして、上記の装置において、Ｒ１≦３μ
ｍとするのがよい。また、入口シールの上記像担持体と
の接触角をθ，入口シール先端の変形量をｔ，像担持体
との接触部の長さをＬとしたとき、θ≦１５°，ｔ＝
０.５〜１.５ｍｍ，Ｌ＝０.１〜１ｍｍ とするのが好ま
しい。

【００１０】

【作用】この発明による画像形成装置は上記のように構
成することにより、像担持体とクリーニングブレードと
の接触面が密になって残留トナーの除去率が大幅に向上
し、コストが低い３％以上の微粉を有する現像剤を用
い、接触帯電部材の汚損とそれによる像担持体の帯電不
良を防止して接触帯電部材の寿命を向上させることが可
能になる。

【００１１】また、像担持体の表面粗さは初期時には
０.５μｍ 程度であるが、経時的に表面が粗れて２μｍ
程度になるのが普通であるので、クリーニングブレード
の稜線粗さを３μｍ以下としておくことにより、長期間
に亘って所期のクリーニング性能を保持することができ
る。

【００１２】さらに、クリーニング装置の入口シールの
像担持体との接触角θを１５°以下、入口シール先端の
変形量ｔを０.５〜１.５ｍｍ，像担持体との接触長さＬ
を０.１〜１ｍｍ とすることにより、トナーよりはるか
に大径の現像剤中のキャリアが像担持体表面に付着した
場合でもキャリアが入口シールを容易に通過し得るよう
になり、そのキャリアが入口シールにより押し付けられ
て像担持体に３μｍ以上の傷が付き、この傷から小粒径
のトナーがクリーニングブレードを集中して通過するお
それはなくなる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１は、この発明の一実施例の像担持
体回りの構成を示す構成図である。

【００１４】時計方向に回転する像担持体１には接触帯
電部材である帯電ローラ２が所定の圧力で押圧されて反
時計方向に連れ回り、帯電ローラ２の表面に付着したト
ナー等の付着物はクリーニング装置３によりクリーニン
グされる。帯電ローラ２はバイアス電圧印加装置４によ
り所定の電圧を印加されて像担持体１の表面を帯電させ
る。

【００１５】帯電した像担持体１は露光装置からの露光
光線５により静電潜像が形成され、この静電潜像は乾式
２成分の現像装置６でトナーを付着させることにより可
視像化されてトナー像となる。このトナー像はタイミン
グを合わせて搬送されてくる転写紙７に転写ベルト８と
像担持体１とからなる転写装置で転写され、転写後に像
担持体１に残留するトナーはクリーニング装置９のクリ
ーニングブレード１０により除去され、除去された残留
トナーは入口シール１１により飛散を防止されてクリー
ニング装置９内に収納される。クリーニングを終った像
担持体１は除電装置１２により除電される。

【００１６】像担持体１は、アルミニウムの基体とこの
基体の外周面に形成された有機感光体の感光層からな
り、その表面粗さは、感光層のディッピング工法，スプ
レー塗工工法等により所要の粗さのものを得ることがで
き、通常初期状態では０．５μｍ程度である。また、帯
電ローラ２は、例えば直径８ｍｍのステンレス鋼からな
る芯金を厚さ３ｍｍ，硬度４０°のエピクロルヒドリン
ゴムで被覆し、最上層に厚さ１０μｍの弗素樹脂とその
他の混合物を形成したものである。

【００１７】さらに、像担持体１のクリーニング装置９
のクリーニングブレード１０は、例えば厚さ２ｍｍ，硬
度７０°のポリウレタンゴムからなり、自由端長Ｌ１は
９ｍｍ，像担持体１との当接圧Ｐ１は２０ｇｆ／ｃｍ，
接触角θ１は１５°としてある。なお、ポリウレタンゴ
ムの硬度は７５°より高いと切断時の抵抗が大きくて良
好に仕上げることができず、６０°より低いとクリーニ
ングブレード１０自身の物性が不安定となって使用に耐
えなくなる。

【００１８】このような構成で、現像剤のトナーの３μ
ｍ以下の微粉の含有率Ｘ，クリーニングブレード１０の
像担持体１に接するブレード稜線１０ａの粗さＲ１，像
担持体１の表面粗さＲ２をそれぞれ独立して変化させた
場合のトナーのクリーニングブレード１０の１平方ｍｍ
当たりのすれ抜け量Ｎ（個数）を実測により求めて次に
示す表１のデータを得た。なお、この表１では帯電ムラ
が認められないものを「○」、認められるものを
「×」、僅かに認められる程度で許容範囲のものを
「△」でそれぞれ示してある。また、トナーのすり抜け
量Ｎはクリーニング後の像担持体１の表面をＣＣＤ顕微
鏡で拡大撮影して付着しているトナー粒子を数え、単位
面積（１ｍｍ² ）当りとして算出したものである。

【００１９】

【表１】

【００２０】この表１の（イ），（ロ）から、クリーニ
ングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１が、
従来の非接触の帯電装置と同様の４〜１０μｍのものを
用いても帯電ローラ２を使用した場合には帯電ムラが発
生することが証明された。

【００２１】また、表１の（ハ），（ニ）から、クリー
ニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さＲ１を
３μｍとしたところ、帯電ムラがなくなったことが分か
る。ちなみに、この時の像担持体１の表面粗さＲ２は初
期時の０.５μｍ 及び経時後の２μｍである。ところ
が、（ホ）に示すように像担持体１の表面粗さＲ２が傷
等の発生により３μｍとなると、稜線１０ａの粗さＲ１
が３μｍであっても帯電ムラが発生している。

【００２２】さらに、トナーの微粉含有率Ｘが１５％よ
り大きく、例えば２０％の場合には、表１の（ヘ）から
クリーニングブレード１０のブレード稜線１０ａの粗さ
Ｒ１を３μｍ以下としても帯電ムラをなくすることはで
きない。なお、この微粉含有率Ｘが３％以下の場合は、
表１の（ト）に示すように、ブレード稜線１０ａの粗さ
Ｒ１が５μｍ，像担持体１の表面粗さが０.５μｍ であ
っても帯電ムラは発生しないが、すでに述べたように現
像剤がコスト高になるという不都合がある。

【００２３】したがって、この実施例では上記の表１の
データを基にして、コストの低い微粉含有率Ｘが３〜１
５％の現像剤を用いた場合に表１の（ハ），（ニ）に適
合するように、図２に示すクリーニングブレード１０の
ブレード稜線１０ａの粗さＲ１を１〜３μｍとした。な
お、像担持体１の表面粗さＲ２は自然経時状態の２μｍ
まで許容し得るが、できれば初期状態の０.５μｍ が好
ましい。クリーニングブレード１０のブレード稜線１０
ａはナイフエッジで切断するが、その際切込みを２段階
として最終使用エッジを仕上げるようにするとよく、ナ
イフの振動等が発生しないように切断装置は高剛性にす
る。

【００２４】このように、クリーニングブレード１０の
ブレード稜線１０ａの粗さＲ１を小さくすることによ
り、像担持体１へ押圧された時、密着部全幅方向での圧
力ムラを低減させて微細粒径のトナーに対するクリーニ
ング性能を向上させることができる。そして、図３に示
すように、クリーニングブレード１０のブレード稜線１
０ａの粗さＲ１と像担持体１の表面粗さＲ２との和を５
μｍ以下とすることによって、上記稜線１０ａの変形に
より圧力ムラを防止し、クリーニング性能を一層向上さ
せることが可能になる。

【００２５】次に、図４は、クリーニング装置９の入口
シール１１と像担持体１の表面１ａとの関係を示す説明
図てある。２成分の現像剤では、往々にして像担持体１
の表面１ａにキャリアＣが付着するという異常現象が発
生する。このキャリアＣの粒子はトナー粒子に比しては
るかに大径であり、通常３０〜１００μｍに達する。

【００２６】したがって、像担持体１に付着したキャリ
アＣがクリーニング装置９の入口シール１１により捕捉
されて像担持体１に押し付けられた場合には、その表面
１ａに３μｍ以上の傷が形成され、クリーニングブレー
ド１０との密着部におけるクリーニングブレード１０の
変形による圧力が低下し、その傷の部分から微小粒径の
トナーが集中してすり抜けるという不都合が発生する。

【００２７】そこで、この実施例では、入口シール１１
を厚さ０.２ｍｍ のポリウレタンシートとし、入口シー
ル１１と像担持体１との接触部での接線Ｔに対する接触
角θを１５°以下とすると共に、入口シール１１の先端
の変形量ｔを０.５〜１.５ｍｍ、変形して像担持体表面
１ａに接触する部分の長さＬを０.１〜１ｍｍ とするこ
とにより、像担持体１に付着したキャリアＣが入口シー
ル１１を容易に通過し得るようにした。

【００２８】すなわち、入口シール１１の接触角を小さ
くすることにより、キャリアＣをせき止める力を小さく
すると共に、変形量ｔ及び接触長さＬを小さくすること
により、キャリアＣの通過を容易にして像担持体１に形
成される傷を防止し、経時的に表面が粗れた状態でも表
面粗さＲ２が２μｍを超えないようにした。

【００２９】このようにすると、前述のクリーニングブ
レード１０のブレード稜線１０ａを３μｍ以下としたこ
とと相俟って、Ｒ１＋Ｒ２が５μｍ以下となり、コスト
の低い３％以上の微粉を有する現像剤を用いても帯電ロ
ーラ２のトナーによる汚損を防止することができ、それ
に基づく像担持体１の帯電ムラをなくすることができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による画像
形成装置は、クリーニングブレードのブレード稜線の粗
さＲ１と像担持体の表面粗さＲ２の和を５μｍ以下とし
たので、微粉含有率が３〜１５％の安価な現像剤を用い
た場合にも、長期に亘って微粉による接触帯電部材の汚
損が防止されて像担持体の帯電ムラを防止すると共に、
接触帯電部材の寿命を向上させることができる。

【００３１】そして、上記の装置において、ブレード稜
線の粗さＲ１を３μｍ以下とすることにより、像担持体
表面が経時的に粗れてきてその表面粗さＲ２が２μｍに
落ち付いた場合にも、常時ブレード稜線の粗さＲ１との
和を５μｍ以下に保持して帯電ムラをなくすることがで
きる。

【００３２】また、上記の装置において、クリーニング
装置の入口シールの像担持体との接触角θを１５°以
下、入口シール先端の変形量ｔを０.５〜１.５ｍｍ，像
担持体との接触部の長さＬを０.１〜１ｍｍ とすること
により、像担持体に付着してクリーニング装置まで搬送
されてきた現像剤中のキャリアが入口シールを容易に通
過してクリーニングブレードにより除去されるので、入
口シールがキャリアを押し付けて像担持体に３μｍ以上
の傷をつけ、その部分からトナーの微粉が集中的にクリ
ーニングブレードを通過して接触帯電部材を汚損させる
おそれをなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の像担持体回りの構成を示
す構成図である。

【図２】同じくそのクリーニングブレードのブレード稜
線の一部を拡大して示す説明図である。

【図３】同じくそのクリーニングブレードと像担持体と
の接触部の一部を拡大して示す説明図である。

【図４】同じくそのクリーニング装置の入口シールの像
担持体との接触状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１：像担持体 ２：帯電ローラ（接触帯電部材） ５：露光光線 ６：現像装置 ７：転写紙 ８：転写ベルト ９：像担持体のクリーニング装置 １０：クリーニングブレード １０ａ：ブレード稜線 １１：入口シール Ｒ１：ブレード稜線の粗さ Ｒ２：像担持体の表面粗さ θ：入口シールの接触角 ｔ：入口シール先端の変形量 Ｌ：入口シールと像担持体との接触部の長さ Ｃ：キャリア

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、該像担持体に接触してその
   接触面を帯電させる接触帯電部材と、帯電した前記像担
   持体上に静電潜像を形成する露光装置と、露光により形
   成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現
   像装置と、可視像化したトナー像を転写紙上に転写する
   転写装置と、転写後前記像担持体上の残留トナーを除去
   するためのクリーニングブレードと除去されたトナーの
   飛散を防止するための入口シールとを有するクリーニン
   グ装置とを備えた画像形成装置において、 前記現像装置に用いるトナーは３μｍ以下の微粉含有率
   が３〜１５％であって、前記クリーニングブレードが前
   記像担持体に接するブレード稜線の粗さをＲ１、前記像
   担持体の表面粗さをＲ２としたとき、Ｒ１＋Ｒ２≦５μ
   ｍとしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   Ｒ１≦３μｍとしたことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記入口シールの前記像担持体との接触角をθ，入口シ
   ール先端の変形量をｔ，像担持体との接触部の長さをＬ
   としたとき、θ≦１５°,ｔ＝０.５〜１.５ｍｍ，Ｌ＝
   ０.１〜１ｍｍとしたことを特徴とする画像形成装置。