JPH08137198A

JPH08137198A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08137198A
Application number: JP6274841A
Authority: JP
Inventors: Isao Doi; 勲土井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】現像同時クリーニング方式の画像形成装置で
あって、感光体表面の削れによる感光体の耐久性の低下
を抑制しつつ、帯電用回転ブラシで転写残現像剤を十分
散らしてメモリーの発生を十分抑制できるとともに感光
体を均一に帯電させることができ、それだけ良質の画像
を形成できるものを提供する。【構成】転写残現像剤の散らし部材を兼ねる帯電用回
転ブラシ２１を用いる現像同時クリーニング方式の画像
形成装置において、帯電用回転ブラシ２１が、基布に導
電性ブラシ繊維を植毛した植毛布を芯棒２２の周囲に設
けて形成した回転ブラシであり、植毛布においてその基
布の縦糸と横糸から形成される網目の１つから出るブラ
シ繊維の本数Ｎ〔本〕及び１本のブラシ繊維の太さＤ
〔μｍ〕が、１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００の条件を満
たしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の複写機、
プリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、プリンタ等の画
像形成装置では、感光体を帯電装置により帯電させ、そ
の帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、該潜像を現
像して可視像とし、これを転写材へ転写し、定着させ
る。前記転写後、感光体表面に残留する現像剤はクリー
ニング装置に除去させる。

【０００３】最近では、装置のコンパクト化、低コスト
化等の要請に伴い、クリーニング装置を省略した装置も
種々提案されている。例えば、特開平３−４２８３号公
報、特開平４−２０９８６号公報は、現像装置にクリー
ニング装置を兼ねさせる、いわゆる現像同時クリーニン
グ方式のクリーナレス画像形成装置を教えている。この
種の現像装置は、通常、現像バイアス電圧を印加された
現像剤担持体により、露光部を現像して可視像を形成す
るとともに未露光部に付着する、転写材への可視像転写
後の残留現像剤を回収する。

【０００４】また、クリーニング用のゴムブレード等を
備えたクリーニング装置を設けない、このようなクリー
ナレス方式の画像形成装置では、転写後の感光体表面に
は転写しきれなかった現像剤が僅かではあるが残留して
いるので、画像形成サイクルを繰り返し実施した場合、
前サイクルで残った転写残現像剤の上から像露光を行う
ことになるため、該転写残現像剤により露光が遮られる
露光蹴り現象が起こり、その部分がメモリーとして次の
画像に重なって現れてしまうが、この点、前記の特開平
３−４２８３号公報、特開平４−２０９８６号公報は、
帯電用回転ブラシによる接触帯電装置を採用して、該回
転ブラシにより感光体の帯電と同時に転写残現像剤を攪
乱して散らし（非パターン化し）、それによって帯電不
良及びメモリーの発生を防止することを教えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
ところ、残留現像剤は電気力、物理力により感光体表面
にかなり強固に付着している。従って、帯電用回転ブラ
シを採用するというだけでは、前記露光蹴りによるメモ
リーの発生を十分抑制できない。残留現像剤を散らすた
めには該付着力よりも大きな力を個々の現像剤粒子に対
して作用させなければならず、それによって残留現像剤
を均一に、且つ、十分薄く散らせるように工夫する必要
がある。

【０００６】力学計算によると、トナー粒子に作用する
ブラシ繊維の機械力を大きくするにはブラシ繊維のヤン
グ率及び太さを大きくし、繊維の長さを短くすればよ
い。すなわち、ブラシ繊維のいわゆる“腰”を強くすれ
ばよい。“腰”を強くするには、ヤング率についてはで
きるだけ大きい材料を選べばよく、また、繊維を太く且
つ短くすればよいが、繊維を太く且つ短くすると、感光
体への均一、安定なブラシ接触が得難くなるため残留現
像剤を均一に散らすことができなくなり、さらには、ブ
ラシのもう一つの機能である帯電の点で帯電均一性が低
下するという問題がある。

【０００７】また、転写残現像剤散らし機能を持たせる
試みの回転ブラシを採用することに伴って、感光体表面
の削れが多くなって感光体の耐久性が低下したり、回転
ブラシにおけるブラシ繊維のクルーピング化が発生して
回転ブラシ機能が低下するといった問題も発生してく
る。そこで本発明は、感光体と、該感光体に接触する帯
電用回転ブラシを有する接触帯電装置と、前記接触帯電
装置を通過した感光体の帯電域に像露光する画像露光装
置と、現像バイアス電圧を印加された現像剤担持体で該
露光部を現像して可視像を形成するとともに未露光部に
付着する、転写材への可視像転写後の残留現像剤を回収
する現像装置とを含む現像同時クリーニング方式の画像
形成装置であって、感光体表面の削れによる感光体の耐
久性の低下を抑制しつつ、帯電用回転ブラシで転写残現
像剤を十分散らしてメモリーの発生を十分抑制できると
ともに感光体を均一に帯電させることができ、それだけ
良質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを
課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者はこの課題につ
いて検討した結果、帯電用回転ブラシを構成する植毛布
の基布へのブラシ繊維の植毛状態を規定することによっ
て、感光体の耐久性を悪化させることなく、転写残現像
剤を均一且つ効果的に散らすことができるとともに感光
体を均一に帯電させることができることを見いだした。

【０００９】すなわち、適度の太さのブラシ繊維を適度
の本数束ねることによって、さらに言えば、基布の縦糸
と横糸から形成される網目の一つから出るブラシ繊維の
本数Ｎと、ブラシ繊維の太さＤとを組み合わせた形で最
適化させることによって、ブラシ繊維全体としての
“腰”を適度に強くし、感光体の耐久性を低下させる感
光体削れを抑制しつつ、転写残現像剤を十分散らすこと
ができることを見いだし、本発明を完成した。

【００１０】すなわち本発明は、感光体と、該感光体に
接触する帯電用回転ブラシを有する接触帯電装置と、前
記接触帯電装置を通過した感光体の帯電域に像露光する
画像露光装置と、現像バイアス電圧を印加された現像剤
担持体で該露光部を現像して可視像を形成するとともに
未露光部に付着する、転写材への可視像転写後の残留現
像剤を回収する現像装置とを含む現像同時クリーニング
方式の画像形成装置において、前記帯電用回転ブラシ
が、基布に導電性ブラシ繊維を植毛した植毛布を芯棒の
周囲に設けて形成した回転ブラシであり、前記植毛布に
おいてその基布の縦糸と横糸から形成される網目の１つ
から出るブラシ繊維の本数Ｎ〔本〕及び１本のブラシ繊
維の太さＤ〔μｍ〕が、１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００の関係を満足することを特徴とする画像形成装置を提供
するものである。

【００１１】前記繊維本数Ｎは、少なすぎると転写残現
像剤の散らし効果が十分得られないし、帯電が不均一に
なってくる。多すぎるとブラシ繊維のグルーピング（絡
み付き）が問題になってくる。従って、本発明ではＮ値
の範囲として、６０〜６００〔本〕程度が考えられる。

【００１２】前記繊維太さＤは、細くなりすぎると繊維
強度が弱くなるとともに散らし効果が得られなくなって
くる。また、太くなりすぎると均一な散らし効果、均一
な帯電が得難くなってくる。従って、本発明ではＤ値の
範囲として、５〜１００〔μｍ〕程度が考えられる。

【００１３】さらにＮ×Ｄ値については、転写残トナー
散らし効果の点からすると、１０００程度より大きい程
よいが、あまり大きくなると、感光体表面の削れが多く
なり、感光体の耐久性に問題が出てくるから、１０００
０程度までがよいと言える。なお、専用のクリーニング
装置を設けて、帯電装置の回転ブラシには帯電だけの機
能を持たせた従来方式の画像形成装置においては、Ｎ×
Ｄ値が１００００より大きくても問題視すべき感光体膜
削れは生じないことが判っている。本発明においてＮ×
Ｄの上限値が約１００００と従来方式より小さくなる理
由の詳細は明確ではないが、感光体表面が残留現像剤層
が存在する状態で回転ブラシにより摺擦されるので現像
剤粒子が研摩剤的な作用をして感光体削れを速めている
ためと考えられる。

【００１４】次に、帯電装置における帯電用回転ブラシ
等についてさらに説明する。・植毛布の構造について。帯電用回転ブラシを構成する植毛布の構造としては種々
考えられるが、強度、生産性、植毛密度等を望ましいも
のにする観点から、いわゆる別珍（ビロード）織りと実
質上同構造のものを代表例として挙げることができる。
すなわち、図３に概略的に示すように、ブラシ繊維から
なるパイルＰをベース部材としての基布Ｂ１に間隔をあ
けて多数織り込んだものＢＭ１である。

【００１５】図３に示すタイプの植毛布ＢＭ１を採用す
る場合、基布Ｂ１へのパイルＰの織り込み方の代表例と
して、図４に示すように、基布Ｂ１を構成する糸Ｓに各
パイルＰをＶ字形に織り込んだ、いわゆるＶ字織り、図
５に示すように、基布Ｂ１を構成する糸Ｓに各パイルＰ
をＷ字形に織り込んだ、いわゆるＷ字織りを挙げること
ができる。Ｗ字織りはＶ字織りよりブラシ毛が抜け落ち
難い。

【００１６】また、特殊な織り方として、図６（Ａ）に
示すように、基布Ｂ１に対し各パイルＰを差し込み、基
布裏側で該パイルをコマ結びしたものも考えられる。ま
た、図４や図５に示すＶ字織りやＷ字織りの変形例（パ
イルピッチを変えたもの）として、図６（Ｂ）〜図６
（Ｆ）に示す織り方も考えられる。図６（Ｂ）のもの
は、基布糸ＳとパイルＰとが平行関係にない織り方であ
り、生産性は悪いが、基布裏面に塗工処理を施す場合、
糸目を伝う塗液の流れが複雑化し、均一塗工がし易いと
考えられる。また、図６（Ｃ）のものは、図４に示すＶ
字織りにおいてパイルＰを間引いたものであり、図６
（Ｄ）のものは図６（Ｃ）の織り方においてＶ字織りの
際、パイルＰを引っ掛ける基布糸Ｓの糸目を増やしたも
のであり、図６（Ｅ）のものは、図６（Ｄ）に対し、縦
方向においてパイルＰを間引いたものであり、図６
（Ｆ）のものは図６（Ｅ）に対し、パイルＰを引っ掛け
る糸目とＶ字織りの糸目間隔を変えたものである。いず
れのものも基布Ｂ１の縦糸と横糸とで形成される網目
（以下「セル」という」）ＣＬからブラシ繊維が出てい
る。

【００１７】植毛布全体における平均植毛密度としては
３０〜４００〔本／ｍｍ²〕程度が考えられる。なお、
植毛布の構造については、以上例示のものに限定される
ことはない。いずれにしても、本発明においては、基布
のセルの一つから出るブラシ繊維の本数Ｎは、前記のと
おり６０〜６００〔本〕程度が考えられ、１０００＜Ｎ
×Ｄ＜１００００の条件を満足させるようにする。・ブラシ繊維の材料について。

【００１８】ブラシ繊維の材料としては、感光体帯電
能、感光体表面硬度、感光体径、帯電装置の他エレメン
トとの位置関係、システム速度等を考慮しながら、直流
電圧、又は直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧等の帯
電用電圧を印加して所望の帯電量と、残留現像剤散らし
効果が得られるように、適宜、好適な電気抵抗率、柔軟
性、硬度、形状、強度を有するものを選択すればよく、
材料面では特に限定を受けるものではない。

【００１９】導電性の金属ブラシ繊維材料としては、ス
テンレス、タングステン、金、白金、アルミニゥム、
鉄、銅等の金属線を、適宜その長さ或いは線径を調整し
ながら用いることができる。導電性樹脂のブラシ繊維材
料としては、レーヨン、ポリアミド、アセテート、銅ア
ンモニア、ビニリデン、ビニロン、弗化エチレン、ベン
ゾエート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等からなる繊維中
に、カーボンブラック、炭素繊維、金属粉、金属ウィス
カー、金属酸化物、半導体材料等の抵抗調整剤を分散さ
せたものを用いることができる。この場合、その分散量
により適宜所望の抵抗値を得ることができる。また、分
散ではなく、繊維表面に抵抗調整材料を被覆してもよ
い。

【００２０】また、ブラシ繊維の断面形状は、残留現像
剤の散らし力、及び帯電性を損なわない限りにおいて、
円形、楕円形、周囲が皺状の円形、多角形、偏平状、さ
らには内部に空洞を有するような形状等、製法上作りや
すい形状のものを選べばよい。また、ブラシ繊維先端部
の形状は特に限定を受けるものではなく、略円形の断面
の他、感光体、現像剤等とのプロセス上の整合性、ブラ
シ繊維成型、ブラシ繊維裁断等の加工上の容易性、等の
要請により、斜めカット状にしてもよいし、繊維先端部
を球状にしてもよいし、ブラシ繊維自体がループ状に織
りあげた形態であってもよい。

【００２１】また、同様の要請によって、ブラシ繊維
は、回転ブラシにおいて全てが同様の性状を有する必要
はなく、形状、抵抗値、曲げ性、材質等が異なる複数種
類のブラシ繊維を規則的に或いは不規則的に円周上に配
列してもよい。さらにブラシ繊維は、同様の要請によっ
て、一つの繊維の構成においても特に限定を受けるもの
ではなく、繊維内に特定の抵抗値分布を有するようにし
てもよいし、複数の材料を積層したり混合した構成にし
てもよい。

【００２２】ブラシ繊維径（太さ）Ｄとしては、感光体
との密着性が確保でき、ブラシ繊維強度が実用上の取扱
や耐久性の点で問題にならない範囲であれば特に限定を
受けないが、既述のとおり５〜１００μｍ程度が考えら
れる。また、残留トナーへ散らし力を効率よく伝える必
要があるため、ブラシ繊維材料は適度の“腰”を持つこ
とが好ましく、ヤング率でいえば３００〜３０００Ｋｇ
ｍｍ^-2程度が考えられる。

【００２３】また一般に、繊維材料を作製する場合に用
いられる湿式紡糸法や、フィルム形成法の一つである押
し出し成型法においては、口金の多重化或いは多層化に
よって容易に異なる性質の材料を積層できることから、
本発明においてもブラシ繊維製造に当たっての表面被覆
処理方法としてこのような手法を利用することができ
る。この場合、表面被覆層の膜厚としては、ブラシ繊維
本体材料との接着性が損なわれず、また、表面被覆層に
所望の抵抗値を付与することができれば、特に限定は受
けないが、一般的には１〜５０μｍ程度とすればよい。
また、ブラシ繊維本体材料に表面被覆層を設ける際の接
着性を確保する目的で、表面被覆層を設ける前に、ブラ
シ繊維本体材料にシランカップリング剤の塗布やプライ
マー層の塗布を行ってもよいし、酸処理、アルカリ処
理、プラズマ処理等を行ってもよい。

【００２４】いずれにしても、ブラシ繊維径（太さ）と
しては、既述のとおり５〜１００μｍ程度が考えられ、
１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００の条件を満足させるよう
にする。・植毛布の支持及び回転等について。本発明において前記植毛布は芯棒の周囲に設けられて回
転ブラシに形成される。この場合、普通には、芯棒を介
して帯電用電圧を印加できるように芯棒には導電性を付
与する。かかる導電性芯棒の材料としては、鉄、ステン
レススチール、アルミニウム、銅、クロム、チタン等の
金属材料、或いは導電性化処理を施した樹脂材料及び繊
維材料等を利用することができる。

【００２５】また、かかる芯棒への植毛布の設け方とし
ては、図７（Ａ）に例示するように、植毛布ＢＭ１を断
面円形の導電性芯棒Ｒ１の表面に螺旋状に巻き付けた
り、図７（Ｂ）に示すように平巻きしたり、図７（Ｃ）
に示すように予め筒形に形成しておいて嵌める等して導
電性接着剤により接着すること等が考えられる。また、
図７（Ｄ）に示すように、導電性板状体Ｒ２を円筒形に
丸めて芯棒とし，この表面に巻き付け、植毛布端縁部を
板状体の突き合わせ端縁間に挟み込んでかしめ止め、こ
れらを回転駆動することも考えられる。このときも、導
電性接着剤により接着しておけばよい。さらに、図７
（Ｅ）に示すように、植毛布を予め無端ベルト形に形成
しておいて、これを少なくとも一方が回転駆動される、
また、少なくとも一方が導電性のプーリＲ３、Ｒ４に巻
き掛けることも考えられる。

【００２６】このようにして得た回転ブラシを感光体ド
ラム表面に接触させる。この回転ブラシには、既述のと
おり、例えば直流（ＤＣ）電圧が印加され、或いは環境
変動に伴う帯電電位変動を防止する等の目的でＤＣ成分
に交流（ＡＣ）成分を重畳させた電圧が印加され、帯電
に供されるが、そのときのＤＣ電圧としては、概ね８０
０〜１５００（Ｖ）の電圧値のものを用いることが考え
られ、ＤＣ成分にＡＣ成分を重畳するに際しては、ピー
ツクーピークで４００〜２０００（Ｖ）程度のＡＣ成分
を周波数５０（Ｈｚ）〜２（ｋＨｚ）程度で重畳すれば
よい。また、この場合、ＡＣ成分は正弦波である必要は
なく、例えば電源費用を低減する目的で、所定の２つの
電圧値を所定のデューティー比で交互に切り替える如き
矩形波による脈流を用いてもよい。・本発明画像形成装置における感光体について。

【００２７】本発明において採用できる感光体として
は、後ほど実施例において詳述する、半導体レーザ光
（波長７８０ｎｍ）やＬＥＤ光（波長６８０ｎｍ）等の
長波長光に対して良好な感度を有する機能分離型有機感
光体を挙げることができるが、このような機能分離型有
機感光体に限定されるものではない。感光体感度域につ
いて言えば、半導体レーザ（７８０ｎｍ）光学系やＬＥ
Ｄアレイ（６８０ｎｍ）光学系等の長波長光を用いた作
像システムにおいては前記のような長波長感度を有する
感光体を使用すればよいし、例えば、液晶シャッターア
レイ、ＰＬＺＴシャッターアレイ等で可視光を光源とし
た作像システム、可視光レーザを光源とした作像システ
ム、蛍光体発光アレイを光源とした作像シテスム、或い
は、一般の複写機で常用されている可視光とレンズ・ミ
ラー光学系によるアナログ作像システム等においては可
視域に感度を有する感光体を使用すればよい。

【００２８】また、感光体構成について言えば、電荷発
生層の上に電荷輸送層を分離して設けた機能分離型有機
感光体のほか、電荷輸送層の上に電荷発生層を設けたい
わゆる逆積層型の感光体であってもよいし、電荷発生機
能と電荷輸送機能とを合わせ持ついわゆる単層型構成の
感光体であってもよい。また、電荷発生材料、電荷輸送
材料、結着樹脂、添加剤等も、公知の材料を目的に応じ
て適宜選択すればよい。また、感光材料についても有機
材料に限られることなく、酸化亜鉛、硫化カドミウム、
セレン系合金、非晶質ケイ素系合金、非晶質ゲルマニウ
ム系合金等の無機材料を使用してもよい。

【００２９】本発明に適用可能な感光体は、さらに、帯
電性能、画質、基体への接着性等を改善するために下引
き層を設けたものであってもよい。そのような下引き層
の材料としては、紫外線硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、
熱硬化性樹脂等の樹脂、その樹脂中に抵抗調整材料を分
散した混合樹脂、金属酸化物、金属硫化物等を真空中で
蒸着法やイオンプレーティング法等で薄膜化した真空薄
膜材料、プラズマ重合法を用いて作製された不定形炭素
膜、不定形炭化ケイ素膜等々を使用することができる。

【００３０】また、本発明に適用可能な感光体の基体
は、表面が導電性を有する感光体支持体であれば特に限
定は受けず、また、形状も、回転型の感光体を提供する
円筒形、ベルト型のもの等が考えられる。さらに、基体
表面に粗面化処理、酸化処理、着色処理等が施されたも
のであってもよい。

【００３１】

【作用】本発明の画像形成装置によると従来の画像形成
装置と同様に画像形成されるが、静電潜像形成に先立つ
感光体表面の帯電は、基布に導電性ブラシ繊維を植毛し
た植毛布を芯棒の周囲に設けて形成した帯電用回転ブラ
シにより、帯電用電圧印加のもとに行われる。また、転
写残現像剤は、該回転ブラシにより散らされ、非パター
ン化され、現像装置により除去される。

【００３２】そして、帯電用回転ブラシを構成している
植毛布のセルから出ているブラシ繊維の本数Ｎ〔本〕及
び１本のブラシ繊維の太さＤ〔μｍ〕が、１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００の関係を満足するように設定されているから、感光体表
面の削れによる感光体の耐久性の低下が抑制される状態
で、感光体が均一に帯電され、転写残現像剤が十分散ら
され、メモリーの発生が十分抑制される。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の実施例であるレーザービームプリ
ンタの要部の概略構造を示している。このプリンタはミ
ノルタ社製ＳＰ−１０１を改造したものである。このプ
リンタは中央部に感光体ドラム１を備えている。ドラム
１は図示しない駆動装置により図中矢印ａ方向（反時計
方向）に回転駆動される。該ドラムの周囲には接触帯電
装置２、露光装置３、現像装置４、転写チャージャ５及
び分離チャージャ６が順次配置されている。

【００３４】接触帯電装置２は帯電用回転ブラシ２１を
含んでいる。この回転ブラシ２１は、図３に示すと同様
に、基布Ｂ１に導電性ブラシ繊維からなるパイルＰを多
数織り込み植設した植毛布ＢＭ１を、回転駆動される、
断面円形の導電性芯棒２２に螺旋状に巻き付け、導電性
接着剤で接着してなるローラ状のものである。回転ブラ
シ２１は感光体ドラム１に接触して図中時計方向に回転
駆動され、電源２００より直流電圧−１．３（ｋＶ）が
印加されて、感光体ドラム１の表面を−８００（Ｖ）に
帯電させる。

【００３５】露光装置３は一般に知られている半導体レ
ーザを利用するものであり、ここでは−８００（Ｖ）に
帯電させた感光体ドラム１の表面を、画像部について
は、レーザビーム照射により約−５０（Ｖ）に低下させ
るように光調整されている。現像装置４は一成分現像装
置であり、ケーシング４１に支持され、図中矢印ｂ方向
（時計方向）に回転駆動される駆動ローラ４２に、該ロ
ーラの外径より若干内径が大きい可撓性の現像スリーブ
４３を外嵌し、該スリーブの両端部をケーシング４１の
内側から圧接ベルト部材４４により駆動ローラ４２へ圧
接し、反対側にたるみ部分４３０を形成し、このたるみ
部分を感光体ドラム１に接触させているものである。ま
た、現像スリーブ４３には、ケーシング４１内において
金属製の規制ブレード４５が当接されている。

【００３６】ケーシング４１内に収容された一成分現像
剤であるトナーＴは図中反時計方向に回転駆動される攪
拌部材４６により攪拌されつつトナー搬送ローラ４７へ
供給され、該ローラ４７は図中時計方向に回転駆動され
つつトナーＴを現像スリーブ４３側へ移行させる。現像
スリーブ４３は駆動ローラ４２の回転にともない、摩擦
力により駆動ローラと同方向に従動回転し、一方、規制
ブレード４５はトナーＴを摩擦帯電させつつ一定量を現
像スリーブ４３上に付着させる。現像スリーブ４３はそ
の回転によってこのトナーＴを感光体ドラム１との接触
部へ順次供給していく。

【００３７】現像スリーブ４３には図示しない電源から
現像バイアス電圧−２５０（Ｖ）が印加され、このバイ
アス電圧によりトナーＴを感光体ドラム１上の静電潜像
に付着させることができる。前記感光体１、使用トナー
Ｔ及び現像スリーブ４３の詳細は次のとおりである。・感光体ドラム１。

【００３８】前記感光体ドラム１は、半導体レーザ光
（波長７８０ｎｍ）やＬＥＤ光（波長６８０ｎｍ）等の
長波長光に対して良好な感度を有する負帯電用の機能分
離型有機感光体であり、次のようにして製作したもので
ある。まず、τ（タウ）型無金属フタロシアニン１重量
部、ポリビニルブチラール樹脂２重量部、及びテトラヒ
ドロフラン１００重量部をボールミルポットに入れて２
４時間分散し感光塗液を得た。このときの感光塗液の粘
度は２０℃で１５ｃｐであった。また、ポリビニルブチ
ラール樹脂としては、アセチル化度３モル％以下、ブチ
ル化度７０モル％、重合度１０００のものを用いた。

【００３９】この塗液を外径３０ｍｍ、長さ２４０ｍ
ｍ、肉厚０．８ｍｍのアルマイト製円筒基体表面にディ
ッピング法を用いて塗布し、乾燥後の膜厚が０．４μｍ
の電荷発生層を形成した。ここで使用した円筒基体はマ
グネシウムを０．７重量％、ケイ素を０．４重量％含有
したアルミニウム合金であり、また、乾燥条件は２０℃
の循環空気中で約３０分間とした。

【００４０】次いでこの電荷発生層上に、下記構造式
（化１）で示されるヒドラゾン化合物８重量部、オレン
ジ色素（ＳｕｍｉｐｌａｓｔＯｒａｎｇｅ１２；住友
化学社製）０．１重量部、及びポリカーボネイト樹脂
（パンライトＬ−１２５０；帝人化成社製）１０重量部
をテトラヒドロフラン１８０重量部からなる溶媒中に溶
解させた塗液をディッンピング法を用いて塗布し、乾燥
して、膜厚２８μｍの電荷輸送層を形成した。このとき
の塗液の粘度は２０℃で２４０ｃｐとし、また、乾燥条
件は１００℃の循環空気中で３０分間とした。

【００４１】

【化１】

【００４２】以上のようにして導電性基体上に、電荷発
生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型の負帯電性
の有機感光体ドラム１を作製した。ここで、電荷発生層
の作製に使用したτ型無金属フタロシアニンは、ＣｕＫ
α／Ｎｉの波長１．５４１ÅのＸ線を使用した際、ブラ
ッグ角（２θ±０．２度）が７．６、９．２、１６．
８、１７．４、２０．４及び２０．９度に強いピークを
示すＸ線回析図形を有するものである。また、赤外線吸
収スペクトルにおいては、７００〜７６０ｃｍ^-1の間に
７５１±２ｃｍ^-1が最も強い４本の吸収帯を、１３２０
〜１３４０ｃｍ^-1の間に２本のほぼ同じ強さの吸収帯
を、そして３２８８±３ｃｍ^-1に特徴的な吸収帯を有す
るものである。・現像装置４において使用するトナーＴ。

【００４３】このトナーは負帯電型非透光性非磁性黒色
トナーで、ビスフェノールＡ型ポリエステル樹脂１００
重量部と、カーボンブラック（ＭＡ＃８；三菱化成工業
（株）製）５重量部と、荷電制御剤（ボントロンＳ−３
４；オリエント化学工業（株）製）３重量部と、ワック
ス（ビスコールＴＳ−２００；三洋化成工業（株）製）
２．５重量部とからなる組成物を、公知の方法によって
混練、粉砕、分級し、平均粒径が１０μｍで、７〜１３
μｍの範囲に８０重量％分布するようにしたトナー粒子
を製造し、このトナー粒子に流動化剤として疏水性シリ
カ（ギャボジル社製：タラノックス５００）を０．７５
重量％添加し、ホモジナイザーにより混合攪拌したもの
である。・現像スリーブ４３。

【００４４】ニッケル電解液中にステンレス丸棒（直径
２５ｍｍ）を浸漬し、その上に電鋳法にて、膜厚約３５
μｍに仕上げた。なお、規制ブレード４５はトナーＴを
付着量０．６ｍｇ／ｃｍ²、トナー層厚約０．０３ｍ
ｍ、帯電量−２０μｃ／ｇで現像スリーブ４３へ付着さ
せることができる。

【００４５】以上は本発明のいずれの実施例にも共通の
事項である。回転ブラシ２１については各種のものを採
用した。これを次に説明する。・回転ブラシ芯棒２２芯棒２２は、直径については６〜８ｍｍの範囲で選べば
よいが、ここでは６ｍｍとした。また、長さは３００ｍ
ｍ、材質はステンレススチール（ＳＵＳ３０３）製の金
属シャフトとした。・ブラシ繊維レーヨン系繊維及びポリアミド系繊維を準備し、それぞ
れについて回転ブラシ２１を作った。

【００４６】これらブラシ繊維はいずれも繊維成型の常
法である湿式紡糸法により紡糸時の口金直径を調節して
得た。また、紡糸前の材料配合時に導電性炭素を主体と
する導電剤を適宜調整混合し、成型後の電気抵抗率は、
レーヨン系繊維では１０⁵〜１０⁷Ωｃｍ、ポリアミド
系繊維では１０⁶〜１０⁸Ωｃｍとした。なお、成型後
の電気抵抗率は一般的には、１０¹Ωｃｍ〜１０⁹Ωｃ
ｍとなるようにすればよい。

【００４７】レーヨン系繊維については製法上の理由か
ら表面に微小な皺を有する形態上の特徴があり、ポリア
ミド系繊維には製法上の理由から表面が平滑で概ね所謂
円柱状をなす形態上の特徴がある。また、いずれのブラ
シ繊維についても繊維先端部の形状はほぼ円形の断面と
なるように構成したブラシ繊維の太さ（径）Ｄについて
はいずれの繊維についても後述する実験例１〜９のもの
を採用した。・基布Ｂ１ポリエステル繊維よりなる基布を用いた。・植毛布ＢＭ１上記ブラシ繊維を繊維強度に応じてレーヨン系繊維につ
いては７２〜２００本を束ねてパイルＰとし、ポリアミ
ド系繊維についても７２〜２００本を束ねてパイルＰと
し、該パイルをポリエステル基布Ｂ１に、所謂Ｗ織りを
利用して別珍状に織りあげた後、該基布に導電性塗料を
含浸せしめることによりリボン状に形成した。

【００４８】リボン状植毛布ＢＭ１の幅は１０〜５０ｍ
ｍ程度の範囲から、基布Ｂ１の仕上がり厚さは０．５〜
２ｍｍ程度の範囲から、パイルＰの高さは５〜３０ｍｍ
程度の範囲からそれぞれ選べばよいが、ここでは、いず
れのブラシ繊維についても、リボン状植毛布ＢＭ１幅は
約２０ｍｍ、基布Ｂ１の仕上がり厚さは約１ｍｍ、パイ
ルＰの高さは約６ｍｍとした。

【００４９】また、平均植毛密度については、２万本〜
２０万本／平方インチ（３０〜３００本／ｍｍ²）程度
でよいが、ここでは１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００を満
足するように、基布の一つのセルからでるブラシ繊維の
本数Ｎとして後述する実験例１〜９に示す本数を採用し
た。・ブラシ繊維の太さＤ〔μｍ〕、基布Ｂ１のセルから出
るブラシ繊維の本数Ｎの組み合わせによるＤ×Ｎ値につ
いては、いずれのブラシ繊維についても後述する実験例
１〜実験例９のものを採用した。・リボン状植毛布の芯棒２２への取り付け。

【００５０】上記リボン状植毛布ＢＭ１を芯棒２２の周
囲に導電性接着剤を用いて螺旋状に巻き付け、接着硬化
後、植毛布の余剰端部を切断した。・回転ブラシ２１の感光体ドラム１に対する設定条件図２に示すように、回転ブラシ２１のブラシ繊維の先端
が形成する鎖線で示した外周線２１０が、感光体ドラム
１に交わる関係となるように設定した。ブラシ食い込み
量Ｘは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲から選べばよい
が、ここでは食い込み量Ｘ＝２ｍｍとした。以上説明し
たプリンタによると、駆動回転される感光体ドラム１の
表面が接触帯電装置２により一様に表面電位−８００
（Ｖ）に帯電させられ、その帯電域に露光装置３により
画像露光され、静電潜像が形成される。露光された部分
の表面電位は約−５０（Ｖ）に低下する。かくして形成
された静電潜像は現像装置４において現像バイアス電圧
−２５０（Ｖ）のもとに現像されトナー像となる。この
現像において、現像スリーブ４３上のトナーＴは電位差
ΔＶ＝２００（Ｖ）で静電潜像に付着する。

【００５１】このようにして形成されたトナー像は図示
しない転写紙供給手段から供給されてくる用紙７に転写
チャージャ５によって転写され、転写後の用紙７は分離
チャージャ６により感光体ドラム１から分離され、図示
しない定着装置へ移行し、ここでトナー像を定着された
のち排出される。しかし、感光体ドラム１上のトナーは
全て転写チャージャ５により用紙７上に転写されること
はなく、通常１０〜２０％のトナーが残留トナーとして
感光体ドラム１上に残る。この残留トナーは帯電装置２
による帯電、さらに必要に応じ露光装置３による画像露
光の工程を経て再び現像装置４へ到来し、非画像部にお
ける残留トナーは現像スリーブ４３へ回収される。

【００５２】このトナーの回収をさらに詳しく説明する
と、残留トナーがある部分についても、感光体ドラム１
上の表面電位は帯電装置２によりほぼ均一に帯電させら
れており、約−８００（Ｖ）である。一方、現像スリー
ブ４３には現像バイアス電圧−２５０（Ｖ）が印加され
ている。したがってドラム１上の非画像部における残留
トナーＴには、電位差約５５０（Ｖ）で現像スリーブ４
３側へ移行する力が働き、同時に現像スリーブ４３によ
る残留トナーの掻き取り効果も手伝って、非画像部にお
ける残留トナーが現像スリーブ４３側へ回収除去され
る。

【００５３】これに先立ち、感光体ドラム１上に残った
残留トナーは帯電装置２において回転ブラシ２１により
散らされて非パターン化され、感光体ドラム１上に残像
として残らないように処理される。また、回転ブラシ２
１を構成している植毛布のセルから出ているブラシ繊維
の本数Ｎ〔本〕及び１本のブラシ繊維の太さＤ〔μｍ〕
が、１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００の関係を満足するように設定されているので、感光体ド
ラム１表面の削れによる感光体ドラム１の耐久性の低下
を抑制しつつ、回転ブラシ２１で転写残トナーを十分散
らしてメモリーの発生を十分抑制でき、それだけ良好な
画像を形成することができる。

【００５４】次に、前記条件１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００
００を決定した実験について説明する。この実験は図１
に示すプリンタを用いて行い、帯電装置２の回転ブラシ
２１においてブラシ繊維の太さＤ〔μｍ〕、基布Ｂ１の
一つのセルから出るブラシ繊維の本数Ｎを後掲する表に
示す実験例１〜９及び比較実験例１〜５のように種々変
え、その他のブラシ条件は前記実施例と同じにして行っ
た。なお、実験例１〜９及び比較実験例１〜５はブラシ
繊維としてレーヨン系繊維を採用した場合のものである
が、ポリアミド系繊維を使用した回転ブラシ２１につい
ても同様の実験結果を得た。

【００５５】実験は、一つは、１０００枚のプリント実
施後、黒色一色画像を連続プリントし、そのプリントに
ついて感光体ドラム１回転目に相当する部分の画像と２
回転目に相当する部分の画像の濃度をそれぞれ測定し、
その濃度差で画像メモリーを評価することで行った。該
評価は画像濃度差（ΔＤ）を下記のようにランク付けし
て行った。画像濃度の測定にはコニカ（株）製のサクラ
濃度計（ｍｏｄｅｌＰＤＡ−６５）を使用した。

【００５６】画像濃度差評価記号 ΔＤ≦０．１ ○ ０．１＜ΔＤ＜０．１５ △ ０．１５≦ΔＤ × 評価記号○印については画像メモリーがほとんど気にな
らない好ましい状態を、評価記号△印については画像メ
モリーがやや気になるが実用上我慢できる程度の状態
を、評価記号×印については実用上問題となる状態を示
している。

【００５７】また、実験は感光体ドラム１の表面膜削れ
評価に関しても行った。この評価は、１万枚プリントを
行った後に感光体ドラム１の感光層の膜厚減少量（Δ
ｆ）を測定し、それを下記のようにランク付けして行っ
た。膜厚の測定にはドイツ国ヘルムートフィッシャー
（HELMUT FISCHER) 社製の渦電流式膜厚計（ｍｏｄｅｌ
ＥＣ８ｅ２Ｔｙ）を使用した。

【００５８】膜厚減少評価記号 Δｆ≦２μｍ ○ ２μｍ＜Δｆ＜５μｍ △ ５μｍ≦Δｆ × 評価記号○印については好ましい状態を、評価記号△印
についてはやや気になるが実用上我慢できる程度の状態
を、評価記号×印については感光体ドラム１の寿命が短
くなり実用上問題となる程度の状態を示している。

【００５９】評価結果は下記の表に示すとおりである。実験例→ １２３４５６７８９ブラＮ〔本〕 100 100 200 200 200 400 72 80 144 シＤ〔μｍ〕 10 20 20 40 20 20 20 20 20 設Ｎ×Ｄ 1000 2000 4000 8000 4000 8000 1440 1600 2880 定評画像メモリー △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 価感光体削れ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 結果総合評価 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 以上の実験結果から、Ｎ×Ｄ値が１０００〜１００００
程度の範囲にあれば、感光体ドラム１表面の削れによる
感光体の耐久性の低下を抑制しつつ、帯電用回転ブラシ
２１で転写残現像剤を十分散らしてメモリーの発生を十
分抑制でき、それだけ良質の画像を形成できることが判
る。勿論、感光体ドラム１を均一に帯電させることもで
きる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によると、感光体と、該感光体に
接触する帯電用回転ブラシを有する接触帯電装置と、前
記接触帯電装置を通過した感光体の帯電域に像露光する
画像露光装置と、現像バイアス電圧を印加された現像剤
担持体で該露光部を現像して可視像を形成するとともに
未露光部に付着する、転写材への可視像転写後の残留現
像剤を回収する現像装置とを含む現像同時クリーニング
方式の画像形成装置であって、感光体表面の削れによる
感光体の耐久性の低下を抑制しつつ、帯電用回転ブラシ
で転写残現像剤を十分散らしてメモリーの発生を十分抑
制できるとともに感光体を均一に帯電させることがで
き、それだけ良質の画像を形成できる画像形成装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例であるプリンタの要部の概略
構成を示す図である。

【図２】帯電用回転ブラシの感光体ドラムに対する設定
状態を説明するための図である。

【図３】回転ブラシを構成する植毛布の構造例を示す図
である。

【図４】図３に示すタイプのブラシ体における基布への
パイルのＶ字形織り込み例を示すもので、図（Ａ）は該
ブラシ体の概略断面図であり、図（Ｂ）は該ブラシ体の
概略平面図である。

【図５】図３に示すタイプのブラシ体における基布への
パイルのＷ字形織り込み例を示すもので、図（Ａ）は該
ブラシ体の概略断面図であり、図（Ｂ）は該ブラシ体の
概略平面図である。

【図６】図（Ａ）から図（Ｆ）のそれぞれは、図３に示
すタイプのブラシ体における基布へのパイルの織り込み
方の他の例を示す図である。

【図７】図（Ａ）から図（Ｅ）のそれぞれは帯電用回転
ブラシの構造例を示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２接触帯電装置２１帯電用回転ブラシ２２ブラシ２１の芯棒２００帯電用直流電源３画像露光装置４現像装置４３現像スリーブ５転写チャージャ６分離チャージャＢＭ１植毛布Ｂ１基布Ｐパイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、該感光体に接触する帯電用回
転ブラシを有する接触帯電装置と、前記接触帯電装置を
通過した感光体の帯電域に像露光する画像露光装置と、
現像バイアス電圧を印加された現像剤担持体で該露光部
を現像して可視像を形成するとともに未露光部に付着す
る、転写材への可視像転写後の残留現像剤を回収する現
像装置とを含む現像同時クリーニング方式の画像形成装
置において、前記帯電用回転ブラシが、基布に導電性ブ
ラシ繊維を植毛した植毛布を芯棒の周囲に設けて形成し
た回転ブラシであり、前記植毛布においてその基布の縦
糸と横糸から形成される網目の１つから出るブラシ繊維
の本数Ｎ〔本〕及び１本のブラシ繊維の太さＤ〔μｍ〕
が、１０００＜Ｎ×Ｄ＜１００００の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。