JPH08137205A

JPH08137205A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08137205A
Application number: JP27474794A
Authority: JP
Inventors: Isao Doi; 勲土井; Koji Uno; 浩二宇野; Hitoshi Saito; 斉藤　　均; Akihiro Kawasaki; 明博河崎
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】（修正有）【目的】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画像形成装置を提
供する。【構成】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の周囲に巻き付けて
形成した回転ブラシであり、感光体ドラム１表面の単位
面積が回転ブラシ２１と感光体ドラム１との接触ニップ
部を通過する間に接触する該回転ブラシ２１のブラシ繊
維本数ｍ（本／ｍｍ²）が３５０＜ｍ＜４０００を満足
するように、ｂ、ｃ、ｗ、θ、Ｍを設定する。但し、ｍ
＝ｃ／ｂ×ｗ×｜θ−１｜×Ｍ、ｂは回転ブラシ外径
（ｍｍ）、ｃは基布の厚みを含む芯棒外径（ｍｍ）、ｗ
は感光体の表面移動方向における回転ブラシとの接触ニ
ップ幅（ｍｍ）、θは周速比で（回転ブラシ周速／感光
体周速）、Ｍは植毛布の平均植毛密度（本／ｍｍ²）。

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。

【０００５】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。

【０００６】

【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、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。その回転ブラシにより、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。

【０００７】また、画像形成に伴う前記帯電用回転ブラ
シによる感光体表面の削れや、環境変動に伴う回転ブラ
シから感光体への電荷注入の変動による帯電電位の変動
も抑制しなければならない。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、環境変動による
感光体帯電電位の変動を抑制しつつ、前記帯電用回転ブ
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
分抑制できる画像形成装置を提供することを課題とす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は前記課題を
解決するにあたり、帯電用回転ブラシの設定条件側から
検討を行ったところ、感光体表面が該回転ブラシとの接
触部を通過する間に当接するブラシ繊維の本数ｍを、感
光体表面の単位面積当たり３５０本以上に設定すること
により、すなわちブラシ繊維による転写残現像剤散らし
回数が３５０回以上になるように設定することにより、
残留現像剤散らし効果が十分あることを見いだした。こ
こにいう本数ｍは次のように表されるものである。

【０００９】いま図２に示すように帯電用回転ブラシＢ
が感光体ＰＣに接触しているとする。そして、感光体Ｐ
Ｃの外径＝ａ（ｍｍ）回転ブラシＢの外径＝ｂ（ｍｍ）回転ブラシＢの基布を含む芯棒の外径＝ｃ（ｍｍ）回転ブラシＢの感光体ＰＣへの食い込み量＝ｘ（ｍｍ）感光体の表面移動方向の回転ブラシＢとの接触ニップ幅
＝ｗ（ｍｍ）（ｗは感光体円周に沿う長さで感光体上のニップ部の中
心角をαとすると、ｗ＝α・ａ／２）感光体ＰＣの周速度＝Ｖｐｃ回転ブラシＢの周速度＝Ｖｂ周速比（Ｖｂ／Ｖｐｃ）＝θ 基布上の平均ブラシ繊維密度＝Ｍ（本／ｍｍ²）とする
と、感光体ＰＣ表面の単位面積（１ｍｍ²）がニップ部
を通り過ぎる間に接触する回転ブラシＢのブラシ繊維本
数ｍは、ｍ＝（周速差）×（感光体の回転ブラシとの接触ニップ
部通過時間）×（回転ブラシ表面のブラシ繊維密度）＝
｜θ−１｜・Ｖｐｃ×（ｗ／Ｖｐｃ）×（Ｍ・ｃ／ｂ）
＝ｃ／ｂ×ｗ×（｜θ−１｜）×Ｍとなる。

【００１０】この値ｍはシステム速度（＝感光体周速）
に依存しない。なお、θは、ブラシＢの回転方向が感光
体ＰＣの回転方向と反対であるとき（相互接触部におい
て順方向に移動）のときは正、同方向（相互接触部にお
いて逆方向に移動）のときは負とする。さらに検討した
結果、転写残現像剤の散らし効果については、ｍが３５
０以上なら大きいほどよいが、本発明に係るクリーナレ
ス方式の画像形成装置では、ｍが４０００以上になる
と、感光体表面膜の削れによる感光体の耐久性の悪化、及
び環境変動による感光体帯電電位の変動という二つの重大な問題が発生することがわかった。

【００１１】前記の問題についてさらに説明すると、
回転ブラシによる感光体の帯電には、主として（１）導
電性ブラシ繊維と感光体表面の微小間隙での放電（環境
依存なし）、（２）導電性ブラシ繊維から感光体表面へ
の電荷注入（環境依存大）の２つの現象が関与してい
る。ｍ値が約４０００以下では帯電はほとんど（１）に
よるため問題は生じないが、（２）の電荷注入量はブラ
シ繊維当接本数とほぼ正比例するためｍ値が４０００以
上になると（２）の寄与も無視できなくなる。さらに
（２）は環境に大きく影響されるため環境により感光体
表面電位が変動し、画像濃度が環境により変動する結果
となる。

【００１２】上記の問題は、クリーニング装置を設
けて回転ブラシに帯電だけの機能を持たせた方式におい
ては、ｍが８０００以上でも生じない。本発明画像形成
装置のように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に転写残現像剤を散らさせよ
うとすると、前記、の問題をともに解決しようとす
れば、ｍの上限値が４０００と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
状態で帯電用回転ブラシにより摺擦されるので、の問
題についてはトナー粒子が研摩材的に作用し、の問題
については現像剤層の吸湿により接触抵抗が小さくな
り、ブラシ繊維から感光体への注入帯電が起こりやすく
なるためと考えられる。以上の研究に基づき、本発明
は、前記課題を解決する画像形成装置として、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巻き付けて形成した回転ブラシであ
り、前記感光体表面の単位面積が該帯電用回転ブラシと
該感光体との接触ニップ部を通過する間に接触する該回
転ブラシのブラシ繊維本数をｍ（本／ｍｍ²）〔但し、
ｍ＝ｃ／ｂ×ｗ×｜θ−１｜×Ｍ、ｂは回転ブラシ外径
（ｍｍ）、ｃは基布の厚みを含む芯棒外径（ｍｍ）、ｗ
は感光体の表面移動方向における回転ブラシとの接触ニ
ップ幅（ｍｍ）、θは周速比で（回転ブラシ周速／感光
体周速）、Ｍは植毛布の平均植毛密度（本／ｍｍ²）〕
としたときに、前記ｃ、ｂ、ｗ、θ、Ｍの値を、３５０
＜ｍ＜４０００を満足するように設定したことを特徴と
する画像形成装置を提供するものである。

【００１３】３５０＜ｍ＜４０００の条件を満足させる
ために採用できるｃ、ｂ、ｗ、θ、Ｍの個々の範囲とし
ては次のものが考えられる。・ｂについては１０ｍｍ〜３０ｍｍである。１０ｍｍより小さいと、回転ブラシの感光体への均一な
接触が得難く、感光体の帯電むら、転写残現像剤の散ら
しむらが発生する。３０ｍｍより大きくなると、画像形
成装置のコンパクト化の支障となるし、ブラシ繊維量が
多く必要となり、それだけコスト高となる。・ｃについては４ｍｍ〜１３ｍｍである。

【００１４】４ｍｍより小さくなると、回転ブラシの強
度が低下し、回転ブラシ芯棒が変形してブラシを感光体
に均一に当接し難くなる。１３ｍｍより大きくなると、
画像形成装置のコンパクト化の支障となるし、ブラシ繊
維量が多く必要となり、それだけコスト高となる。・ｗについては２ｍｍ〜１５ｍｍである。

【００１５】２ｍｍより小さいと、回転ブラシの感光体
への均一な接触が得難く、感光体の帯電むら、転写残現
像剤の散らしむらが発生する。１５ｍｍより大きくなる
と、回転ブラシ駆動のために大きいトルクのモータが必
要となり、それだけコスト高つく。また、感光体削れが
ひどくなる。・｜θ｜については０．５〜１０である。

【００１６】０．５より小さいと、感光体の帯電むらが
発生し、転写残現像剤の散らし効果を得難い。１０より
大きいと、回転ブラシ駆動のために大きいトルクのモー
タが必要となり、それだけコスト高つく。また、感光体
削れがひどくなる。・Ｍについては２３（本／mm²）〔15000 （本/inc
h²）〕〜３１０（本／mm²）〔200000（本/inch²）〕で
ある。

【００１７】２３（本／mm²）より少ないと、感光体の
帯電むらが発生し、転写残現像剤の散らし効果を得難
い。３１０（本／mm²）より多いと、各ブラシ繊維が細
くなり、強度低下のために毛抜けによるノイズが問題と
なる。帯電用回転ブラシの構造は、既述のとおり、基布
に導電性ブラシ繊維を植毛した植毛布（ここでは「ＢＭ
１」という。）を芯棒の周囲に巻き付けて形成したもの
であるが、さらに具体的な例を上げると、回転駆動され
る、導電性金属、導電性合成樹脂、表面を導電処理した
絶縁物等からなる導電性の断面円形の芯棒（ここでは
「Ｒ１」という。）の表面に、図３（Ａ）に示すように
螺旋状に巻き付けたり、図３（Ｂ）に示すように平巻き
したり、図３（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が考
えられる。さらに、図３（Ｄ）に示すように、導電性金
属、導電性合成樹脂、表面を導電処理した絶縁物等から
なる導電性板状体Ｒ２を円筒形に丸めて芯棒とし、その
表面に巻き付け、ブラシ体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、例えば導電性接着剤に
より接着しておけばよい。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、回転ブラシ
の他エレメントとの位置関係、装置のシステム速度等を
考慮しながら、直流電圧、或い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
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。

【００１８】導電性の金属ブラシ繊維材料としては、タ
ングステン、ステンレス、金、白金、アルミニウム、
鉄、銅等の金属繊維を、適宜その長さ或いは繊維径を調
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。

【００１９】このような繊維材料の電気抵抗率は、良好
な帯電性能を得るために通常、体積抵抗率にして概ね１
０⁹Ωｃｍ以下、好ましくは１０⁷Ωｃｍ以下となるよ
うにする。また、繊維の断面形状は、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、更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。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Ｌ
ＥＤ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。

【００２０】感光体感度域について言えば、半導体レー
ザ（７８０ｎｍ）光学系やＬＥＤ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。

【００２１】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。

【００２２】本発明に適用可能な感光体は、さらに、耐
久性、耐環境特性等を改善するために表面保護層を設け
たものでもよいし、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。そのような表面保護層や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。

【００２３】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、形状も円筒形以外にベルト状等であ
ってもよい。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。現像装
置、現像剤及び現像方式としては、のちほど実施例で説
明するように、トナーからなる一成分現像剤を用いる一
成分現像装置を採用し、トナーとして負帯電型の非透光
性、非磁性の黒色トナーを採用して反転現像を行える
が、本発明に係る画像形成装置において採用できる現像
剤や現像方式はこれに限られるものではない。

【００２４】トナーについては、感光体の極性や使用す
る作像プロセスに応じて、正帯電型トナー、透光性トナ
ー、磁性トナー等を採用できる。色彩についても、黒ト
ナーのみならず、イエロー、マゼンタ、シアン等のカラ
ートナーを適宜選択して使用することが可能である。ま
た、トナー形状も不定型であってもよいし、特定の形
状、例えば球形トナー等であってもよい。さらに、クリ
ーニング性能を向上させる目的から、ポリ弗化ビニリデ
ン等の滑剤を混入したものであってもよい。現像方式に
ついては、二成分現像方式、正規現像方式等を適宜採択
できる。

【００２５】

【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巻き付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。転写
残現像剤は現像装置により除去される。

【００２６】また、感光体表面の単位面積が該帯電用回
転ブラシと該感光体との接触ニップ部を通過する間に接
触する該回転ブラシのブラシ繊維本数ｍ（本／ｍｍ²）
が３５０＜ｍ＜４０００を満足するように、回転ブラシ
外径ｄ、基布の厚みを含む芯棒外径ｃ、感光体の表面移
動方向における回転ブラシとの接触ニップ幅ｗ、周速比
θ、植毛布の平均植毛密度Ｍを設定してあるので、感光
体表面の削れによる感光体の耐久性の低下、環境変動に
よる感光体帯電電位の変動を抑制しつつ、帯電用回転ブ
ラシで転写残現像剤を十分散らせてメモリーの発生を十
分抑制できる

【００２７】

【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１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。

【００２８】接触帯電装置２は、図３（Ａ）に示すと同
様に、基布に導電性ブラシ繊維を多数植設した植毛布
を、回転駆動される、導電性の断面円形の芯棒２２に螺
旋状に巻き付けてなるローラ状の帯電用回転ブラシ２１
を備えており、この回転ブラシ２１が感光体ドラム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−８００（Ｖ）に周波数１００（Ｈｚ）、振幅
−１（ｋＶ）の交流電圧を重畳させた電圧が印加されて
感光体ドラム１の表面を−８００（Ｖ）に帯電させる。
回転ブラシ２１を構成しているブラシ繊維にはここでは
繊維成形の常法である湿式紡糸法を用いて作製したレー
ヨン糸ブラシ繊維を用いた。なお、紡糸前の配合時に導
電性炭素を主体とする導電剤を適宜混合し、成形後の電
気抵抗率が１０⁶Ωｃｍとなるようにしている。

【００２９】また、感光体ドラム１表面の単位面積（１
ｍｍ²）が帯電用回転ブラシ２１との接触ニップ部を通
過する間に接触する該回転ブラシのブラシ繊維本数をｍ
（本／ｍｍ²）としたとき、ｍ＝ｃ／ｂ×ｗ×｜θ−１｜×Ｍ〔但し、ｂは回転ブラ
シ外径（ｍｍ）、ｃは基布の厚みを含む芯棒外径（ｍｍ）、ｗは感光体の
表面移動方向における回転ブラシとの接触ニップ幅（ｍ
ｍ）、θは周速比で（回転ブラシ周速／感光体周速）、
Ｍは植毛布の平均植毛密度（本／ｍｍ²）〕で表される
が、このｍ値が、３５０＜ｍ＜４０００を満足するよう
に、ｃ、ｂ、ｗ、θ及びＭを設定してある。

【００３０】但し、ｃは４〜１３（ｍｍ）の範囲で、ｂ
は１０〜３０（ｍｍ）の範囲で、ｗは２〜１５（ｍｍ）
の範囲で、｜θ｜は０．５〜１０の範囲で、Ｍは２３〜
３１０（本／ｍｍ²）の範囲で設定してある。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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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）が印加されており、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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】

【化１】

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。現像時の感光体ドラム１とのニップ幅
は約１〜１．５ｍｍである。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
０．０３ｍｍ、帯電量−２０μｃ／ｇで現像スリーブ４
３へ付着させることができる。

【００４１】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により画像露光が行われ、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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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
掻き乱され、感光体ドラム１上に残像として残らないよ
うに散らされる。また、感光体ドラム１表面の単位面積
が回転ブラシ２１と感光体ドラム１との接触ニップ部を
通過する間に接触する該回転ブラシ２１のブラシ繊維本
数ｍ（本／ｍｍ²）が３５０＜ｍ＜４０００を満足して
いるから、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、環境変動による感光体帯電電位の
変動を抑制しつつ、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。次に、前記条件３５
０＜ｍ＜４０００を決定した実験について説明する。

【００４５】実験に使用した画像形成装置は図１に示す
プリンタであり、該プリンタにおいて、帯電装置２の帯
電用回転ブラシ２１の外径ｂ（ｍｍ）、基布を含む芯棒
２２の外径ｃ（ｍｍ）、感光体ドラム１の表面移動方向
の回転ブラシ２１との接触ニップ幅ｗ（ｍｍ）、周速比
θ（但し、θ＝回転ブラシ２１の周速度Ｖｂ／感光体ド
ラム１の周速度Ｖｐｃ）、ブラシ２１の基布上の平均ブ
ラシ繊維密度Ｍ（本／ｍｍ²）を表１、表２に示すよう
に種々変えて実験を行った。この実験では、転写残ト
ナーによる画像メモリーの状態、環境変動による感光
体ドラム１の表面電位Ｖｏの状態、感光体ドラム１の
表面膜削れの状態を調べた。

【００４６】評価方法は次のとおりである。・画像メモリーの評価方法黒一色画像をとり、感光体ドラム１回転目に相当する部
分の画像と感光体ドラム２回転目に相当する部分の画像
の濃度を測定し、その濃度差（ΔＤ）を下記のようにラ
ンク付けして画像メモリーの評価を行った。画像濃度の
測定にはコニカ（株）製のサクラ濃度計（ｍｏｄｅｌＰ
ＤＡ−６５）を使用した。

【００４７】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。・感光体ドラム表面電位の測定、環境による変動の評価
方法高温高湿環境（３０℃、８５％）と低温低湿環境（１０
℃、１５％）のそれぞれにおいて現像装置４に表面電位
計（トレック社製、モデル３６０）のプローブをセット
して感光体ドラム１の表面電位（帯電電位）（Ｖｏ）を
測定し、前記両環境条件における電位（Ｖｏ）の差（Δ
Ｖｏ）を下記のようにランク付けして表面電位環境変動
の評価を行った。なお、測定は各環境中に評価機プリン
タを１２時間以上放置した後に行った。

【００４８】表面電位変動幅評価記号 ΔＶｏ≦100 （Ｖ） ○ 100 （Ｖ）＜ΔＶｏ＜300 （Ｖ） △ 300 （Ｖ）≦ΔＶｏ × 評価記号○印については好ましい状態を、評価記号△印
については電位変動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×印については電位変動が大き
く画像濃度変化が実用上問題となる程度の状態を示して
いる。・感光体ドラム１の表面膜削れの測定、評価方法５０００枚プリントを行った後に感光層の膜厚減少量
（Δｆ）を測定し、それを下記のようにランク付けして
評価した。膜厚の測定には独国ヘルムートフィッシャ
ー（HELMUT FISCHER) 社製の渦電流式膜厚計（ｍｏｄｅ
ｌＥＣ８ｅ２Ｔｙ）を使用した。

【００４９】膜厚減少評価記号 Δｆ≦１μｍ ○ １μｍ＜Δｆ＜３μｍ △ ３μｍ≦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。

【００５０】評価結果は表１及び表２に示すとおりであ
る。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】実験例１、２、３と比較例１はブラシ繊維
密度Ｍを変えた条件下で各種評価を行ったものである。
実験例４、５、６と比較例２、３、４は周速比θを変え
た条件下で各種評価を行ったものである。実験例７、８
と比較例５はニップ幅ｗを変えた条件下で各種評価を行
ったものである。

【００５４】実験例９、１０、１１と比較例６は回転ブ
ラシ芯棒外径ｃを変えた条件下で各種評価を行ったもの
である。実験例１２、１３と比較例７は回転ブラシ外径
ｂを変えた条件下で各種評価を行ったものである。比較
例８は、Ｍとｃが大きくてｍ値が大きくなる例を示し、
比較例９はｍ値が小さくなった例を示している。

【００５５】以上の実験結果からｍ値が約３５０以上か
ら約４０００の範囲で実用上問題のない画像が安定して
得られることがわかる。ｍ値が約３５０以下ではＶｏ環
境変動、感光体膜削れは問題ないが残留現像剤を十分に
散らすことができず、画像メモリーが問題となり、ｍ値
が約４０００以上では画像メモリーは問題とはならない
がＶｏ環境変動、感光体膜削れが問題となることがわか
る。従って３５０＜ｍ＜４０００が適当であることがわ
かる。

【００５６】なお、前記実施例プリンタでは、回転ブラ
シ２１に印加する電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳さ
せた電圧であるが、直流電圧のみを印加すること等も考
えられる。

【００５７】

【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、環境変動による感光体帯電電位
の変動を抑制しつつ、前記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】ｍの算出式の求め方を説明するための参考図で
ある。

【図３】図（Ａ）から図（Ｄ）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帯電用電源３画像露光装置４現像装置４３現像スリーブ（現像剤担持体）５転写チャージャ６分離チャージャＢＭ１植毛布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤均大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者河崎明博大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

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巻き付けて形
成した回転ブラシであり、前記感光体表面の単位面積が
該帯電用回転ブラシと該感光体との接触ニップ部を通過
する間に接触する該回転ブラシのブラシ繊維本数をｍ
（本／ｍｍ²）〔但し、ｍ＝ｃ／ｂ×ｗ×｜θ−１｜×
Ｍ、ｂは回転ブラシ外径（ｍｍ）、ｃは基布の厚みを含
む芯棒外径（ｍｍ）、ｗは感光体の表面移動方向におけ
る回転ブラシとの接触ニップ幅（ｍｍ）、θは周速比で
（回転ブラシ周速／感光体周速）、Ｍは植毛布の平均植
毛密度（本／ｍｍ²）〕としたときに、前記ｃ、ｂ、
ｗ、θ、Ｍの値を、３５０＜ｍ＜４０００を満足するよ
うに設定したことを特徴とする画像形成装置。