JPH06295146A

JPH06295146A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06295146A
Application number: JP10379493A
Authority: JP
Inventors: Masaki Tokuhashi; 正樹徳橋; Makoto Arai; 誠荒井; Norio Kikuchi; 宣男菊地; Hiroyuki Sugimoto; 浩之杉本; Hiroshi Ono; 博司小野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤を流動し易くするための添加物が遊離
し易いような状況においても、感光体上に黒斑点が生成
されることを抑え、長期にわたって安定した画像品質が
得られる画像形成装置を提供することである。【構成】感光体１の表面の清掃用ファーブラシ１１
が、感光体１に摺擦可能に対向配備される。ファーブラ
シ１１には、トナーの微粉添加物、すなわち、現像剤流
動性良好化のための添加物と同極性に摩擦帯電するよう
な材料のものが選択される。この材料には、例えば、ポ
リエステル系樹脂が選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファーブラシを用いる
クリーニング装置を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリなどの
画像形成装置において、像担持体に静電潜像を形成し、
この静電潜像をトナー像として可視像化するものでは、
そのトナー像を記録媒体に転写したのち、転写に寄与し
ながったトナーが像担持体表面に残留付着しているの
で、かかる付着トナーを像担持体から清掃除去して回収
している。

【０００３】図５は、像担持体の清掃を行うクリーニン
グ装置を備えた、電子写真式の画像形成装置の概略構成
を示すものであって、この画像形成装置の画像形成プロ
セスなどを説明しながら、従来の問題点について以下に
明らかにする。

【０００４】同図において、符号１は像担持体の一構成
例であるドラム状感光体を示し、先ず、この感光体１の
表面が、帯電チャージャ２によって一様に帯電され、露
光光学系３によって感光体１が像露光され、該感光体１
上に静電潜像が形成される。次いで、イレーサ４によっ
て、記録媒体間領域及び記録媒体両端部の外側領域に対
応する非画像領域の不要な電荷が除去された後、現像装
置５によって静電潜像にトナーが供給され、感光体１上
にトナー像が形成される。すなわち、感光体１上の静電
潜像が現像剤によってトナー像として可視像化されるの
である。

【０００５】一方、給紙カセット３０から、普通紙等の
記録媒体（不図示）が給紙ローラ３１によって送り出さ
れ、この記録媒体はガイド板３２に案内され、さらにレ
ジストローラ対３３によって一旦停止させられた後、感
光体１上のトナー像に同期を取られながら転写部に送ら
れる。

【０００６】転写チャージャ６ではコロナ放電により記
録媒体を帯電させて、感光体上のトナー像を記録媒体に
転写し、さらに分離チャージャ７ではコロナ放電により
記録媒体を除電することによりトナー像を介して感光体
１に静電吸着した記録媒体を分離し易くする。その後、
記録媒体はガイド板３４及び搬送装置３５に導かれて定
着装置３６へ搬送され、記録媒体上のトナー像が熱及び
圧力によって定着された後、排紙ローラ３７によって排
紙トレイ３８へ排出される。

【０００７】転写工程で転写されずに感光体１上に残留
したトナーはクリーニング装置９で除去される。トナー
が除去された後、感光体１は除電チャージャ１５による
コロナ放電と除電ランプ１６による光照射とを受けるこ
とにより静電的にも初期化されて繰り返し使用される。

【０００８】ここで、クリーニング装置９に関して、本
発明の一実施例を示した図１を借用して、更に詳しく説
明する。感光体１上に残留したトナーはクリーニング装
置９の入り口側のシール１０を通過し、クリーニング用
のファーブラシ１１の機械的摺擦によりトナーが感光体
１から除去される。ファーブラシ１１は、芯金ローラ１
１ａ上に繊維を多数植設したものから成り、芯金ローラ
１１ａはファーブラシ１１と共に図示しない駆動モータ
で時計方向に回転駆動されている。このようにして感光
体１の表面に対して摺擦するファーブラシ１１は、トナ
ー像転写後の感光体１の表面を清掃する手段を構成する
が、かかるファーブラシ１１だけで感光体１上の残留ト
ナーを完全に除去することはできないため、除去しきれ
ないトナーはファーブラシ１１の下流側に配置されたク
リーニングブレード２３の機械的摺擦によりファーブラ
シ１１上に掻き落とされる。

【０００９】上記トナーを捕捉したファーブラシ１１は
フリッカバー２４と接触し、その衝撃力によってトナー
がファーブラシ１１から分離されるか、若しくは付着力
が弱められ、バイアスローラ１２に静電的に吸着され
る。バイアスローラ１２上のトナーはスクレーパ部材１
３により機械的に掻き落とされ、排出コイル１４の回転
により所定の場所に排出される。

【００１０】ところで、静電潜像の可視像化に供される
現像剤には色々な特性が要求されるが、特にその流動性
が悪いと、現像装置５から感光体１へのトナー供給に円
滑性を欠くようになったり、或いは転写性能が低下した
りする。

【００１１】そこで、この種の現像剤として、トナー
と、このトナー表面に付着状態にされる微粉添加物とを
少なくとも含む現像剤を用いる現像装置が使用されてい
る。ここで、その添加物というのは、現像剤の流動性を
良好にする添加物のことである。

【００１２】なお、図５に示した現像装置５において
は、トナーと微粉添加物のほかに、感光体１には移行し
ないキャリアを有する二成分系現像剤が用いられている
が、このうちのキャリアを有さない一成分系現像剤を用
いる画像形成装置にも本発明の適用が可能である。

【００１３】上述したような画像形成装置を長期にわた
って使用していくと、現像剤中のトナー成分が感光体表
面に付着してしまう。又、特にトナー表面に微粉添加物
を含有する現像剤を用いると、その微粉添加物もトナー
表面から遊離して感光体表面に付着し易くなる。かよう
な微粉添加物が感光体表面に付着すると、ファーブラシ
１１やクリーニングブレード２３などで、それを掻き取
ることが難しくなる。

【００１４】かかる微粉添加物が取り残され、感光体表
面に付着したままになると、これを核として、トナーの
主成分である樹脂が徐々に感光体上の微粉添加物に付着
していき、紡錘形の斑点へと成長していく。このような
斑点はこの表面部位に帯電工程で電荷が保持されるが、
露光工程では除電されないため、トナーで現像されてし
まい、黒斑点となり、画像品質を大きく損うようにな
る。又、斑点部分がクリーニングブレードを通るとき、
このブレードエッジ部分に傷が付き易くなり、クリーニ
ング不良を生じたりする。

【００１５】そこで、このような不具合を解消する目的
で、微粉添加物に表面処理を施す技術が提案されている
が、周囲の環境が例えば低湿度の状態となると、微粉添
加物がトナーから非常に遊離し易くなり、黒斑点の生成
を抑えることが難しくなる。なお、微粉添加物に表面処
理を施す技術として、例えば、特開平２−３０８１７３
号公報などが既に提案されるところとなっている。

【００１６】一般的に、この種の微粉添加物には、トナ
ー自体の帯電特性を安定化させるために、トナーと同極
性に帯電するものを選択しているが、低湿環境下ではト
ナーと微粉添加物との両者の帯電量が増加するために、
両者間の静電的な反発力が増大し、微粉添加物がトナー
から遊離し易くなる。

【００１７】又、トナー粒子と、この種の微粉添加物と
の間の微細な間隙部には液体が存在し、この液体自体の
表面張力等によって付着力を生じているが、低湿環境下
になると、その付着力は低下し、ますます微粉添加物が
トナー表面から遊離し易くなる。

【００１８】近年、一層の高画質化を達成するために、
より粒径の小さいトナーを使用する傾向にあるが、これ
によって生じるトナーの流動性低下を補うために、微粉
添加物の添加量を一段と増加させている。このような状
況下では、微粉添加物の遊離量が非常に多くなり、黒斑
点が出易くなる。

【００１９】以上、感光体より成る像担持体上に形成さ
れたトナー像を直に記録媒体に転写する形式の画像形成
装置の問題点を説明したが、感光体上のトナー像を一
旦、中間転写体よりなる像担持体に転写し、次いでこの
トナー像を記録媒体に転写する形式の画像形成装置にお
いても、その感光体及び中間転写体上に、上述した理由
と同様な理由によって黒斑点ができ、上述の問題が発生
する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、現像
剤を流動し易くするための添加物が遊離し易いような状
況においても、黒斑点の生成を抑え、長期にわたって安
定した画像品質が得られる画像形成装置を提供すること
にある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、静電潜像を現像剤によってトナー像として
可視像化する画像形成装置であって、現像剤として、ト
ナーと、このトナー表面に付着状態にされる添加物とを
少なくとも含む現像剤を用い、且つ、その添加物とし
て、現像剤の流動性を良好にする添加物を用いる画像形
成装置において、トナー像転写後の像担持体表面を清掃
する手段として、像担持体表面に対し摺擦するファーブ
ラシを備え、このファーブラシを、前記添加物の帯電極
性と同極性に摩擦帯電する材料で構成した画像形成装置
を提案するものである。

【００２２】なお、ファーブラシを、ポリエステル系樹
脂又はフッ素系樹脂の材料で構成すると、効果的であ
る。

【００２３】又、ファーブラシをループ状形態のものに
すると、効果的である。

【００２４】更に、添加物として、酸化ケイ素、炭化ケ
イ素及び酸化チタンの少なくとも１つを用いると、効果
的である。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。

【００２６】図１は、本発明一実施例の画像形成装置に
備えられるクリーニング装置の概略構成を示し、この実
施例のクリーニング装置９も、前述したトナー像の転写
のあと、像担持体の一構成例である感光体１の表面を清
掃する手段として、感光体表面に対し摺擦するファーブ
ラシ１１を備えており、このファーブラシ１１は、感光
体１などとの接触により、微粉添加物の帯電極性と同極
性に摩擦帯電する材料で構成されている。

【００２７】具体的には、ファーブラシ１１は、例え
ば、ポリエステル系樹脂又はフッ素系樹脂の繊維より構
成され、これらの材料は摩擦帯電系列上、負極性に強く
帯電するものとなっている。従来、この種のクリーニン
グ装置においては、かかるファーブラシとして、カーボ
ンが分散されたアクリル繊維が一般的に用いられてい
た。

【００２８】本例の他の構成は、図１及び図５を参照し
て先に説明した画像形成装置と実質的に相違するところ
はない。よって説明の重複を避けるため、同一構成につ
いての説明は省略し、また以下の説明においても、必要
に応じて図５を参照することにする。

【００２９】先にも述べたように、微粉添加物にはトナ
ー自体の帯電特性を安定化させるために、トナーと同極
性に帯電するものが選択されているが、ここで、トナー
が負極性に帯電するものであるとすると、この場合に
は、微粉添加物は同じ負極性に帯電するものとなる。上
述のポリエステル系樹脂又はフッ素系樹脂の材料は、微
粉添加物と同じ負極性に摩擦帯電するものとなるのであ
る。

【００３０】本発明者らが研究した結果、ファーブラシ
１１が微粉添加物と同極性に摩擦帯電し、例えば、該ブ
ラシ１１が摩擦帯電によって負極性に強く帯電する程、
感光体１上に黒斑点が発生しにくいことが見い出され
た。ポリエステル繊維から成るループ状形態のファーブ
ラシ１１が最も良好な結果を示した。

【００３１】図５に示した現像装置５において用いられ
る現像剤の微粉添加物として、酸化ケイ素、炭化ケイ
素、酸化チタンなどの材料のものを用いると、現像剤の
流動性を頗る良くすることができるのであるが、このよ
うな添加物が添加されたいくつかのトナーについて、材
質、形態等異なるファーブラシを使用して、低温低湿環
境下で通紙テストを行ったところ、ポリエステル系繊維
のループ状ファーブラシを使用したときには、常に感光
体上に黒斑点が発生しなかった。このように、添加剤と
して、酸化ケイ素、炭化ケイ素及び酸化チタンの少なく
とも１つを用いることが特に有利である。

【００３２】ここで、評価を行ったファーブラシ材料
は、ポリエステル繊維の他、アクリル系繊維、フッ素系
繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等の絶縁性繊
維、また上記の材質にカーボンを分散することによって
得られる導電性繊維、さらにステレンレス製繊維等であ
るが、ポリエステル系樹脂又はフッ素系樹脂以外の材料
より成るファーブラシを用いたときは好ましい結果が得
られなかった。特に導電性繊維は摩擦帯電による電荷が
キャンセルされてしまうために、ポリエステル繊維であ
ってもその効果は不十分となってしまう。

【００３３】また、ファーブラシの形態については図３
に示すループ状のファーブラシ１１の方が、図４に示す
直毛のファーブラシ１１よりもおおむね良好な結果が得
られているが、これも直毛のファーブラシ１１はその鋭
利な先端部分での放電現象によって摩擦電荷が漏洩する
ためである。このように、ファーブラシとして、ループ
状の形態のものを用いることが特に好ましいのである。

【００３４】本実施例で使用しているポリエステル繊維
のファーブラシは、植毛密度が６００ループ／inch²、
繊維太さが３６０デニール／２４フィラメント、繊維の
ヨリ数が６回／inch、毛足長さが５mm、感光体への食い
込み量が１．５mmである。ただし、これらの条件は黒斑
点の生成にはさほど影響するものではなく、使用する感
光体表面の硬度、ファーブラシの駆動トルク等を考慮し
ながら決定すれば良い。

【００３５】ところで、ファーブラシ１１は、トナー像
転写工程後に残留付着するトナーを感光体から掻き取り
除去したり、或いは、トナーフィルミング層を除去した
り、更には画像濃度検出用のパターンのトナーなどを除
去したりするものであり、いずれの場合も、感光体表面
を清掃するのに変わりはない。良く知られているカラー
複写機のような場合では、感光体上のトナー付着量が多
く、残留トナーをクリーニングブレード２３のみでは感
光体表面から完全に除去することができなくなっている
ため、ファーブラシが広く用いられている。すなわち、
先にも説明したように、感光体１上の残留トナーがクリ
ーニングブレード２３へ入力する以前に、ファーブラシ
１１で、ある程度の残留トナーを除去しておくのである
が、このような場合、従来はファーブラシ１１として導
電性ファーブラシを用い、芯金ローラ１１ａに残留トナ
ーと逆極性のバイアス電圧を印加することによって、残
留トナーを静電的にファーブラシ１１の側に吸着させ
て、それを感光体から取り除いている。

【００３６】しかしながら、このようなシステムで黒斑
点の生成を防ぐために、ポリエステル繊維のファーブラ
シを使用すると、これは絶縁性ファーブラシとなるの
で、トナーの除去能力が大幅に低下し、クリーニングブ
レード２３でのトナー除去能力を越えてしまうことも考
えられる。従ってこのようなシステムの場合には、図２
に示すように、ファーブラシ１１の上流側にクリーニン
グ前チャージャ８を設け、このチャージャ８によってポ
リエステルファーブラシの摩擦帯電極性と同極性、即ち
負極性のコロナ放電を行い、これによって残留トナーＴ
の表層部分を負極性に帯電する。一方、ポリエステルフ
ァーブラシ１１を支持する芯金１１ａにはトナーの帯電
極性と逆極性、すなわち正極性のバイアス電圧を印加
し、負に帯電したトナーＴを静電的にファーブラシ１１
の側に吸着して除去する。除去しきれなかった残留トナ
ーについては下流のクリーニングブレード２３によって
除去する。

【００３７】上述のように、ファーブラシ１１をポリエ
ステル系樹脂等より成る絶縁性材料のものにしても、ク
リーニング前チャージャ８を設けることで、クリーニン
グブレード２３との協働で、多量の残留トナーを効率よ
く除去できると共に、黒斑点の発生も防止できるのであ
る。

【００３８】なお本発明は、像担持体としてベルト状感
光体を用いる画像形成装置や、そのような感光体以外の
像担持体を用いる画像形成装置にも広く適用できること
は勿論である。

【００３９】特に、感光体などの潜像担持体から成る像
担持体上に、先に説明した実施例と全く同様にしてトナ
ー像を形成し、次いでこのトナー像を中間転写体より成
る像担持体に転写し、さらにこのトナー像を記録媒体に
転写し、その転写後の中間転写体上の残留トナーを、フ
ァーブラシによって清掃する画像形成装置に適用した場
合には、上述の潜像担持体から成る像担持体も、又、中
間転写体から成る像担持体も、本発明に係る像担持体の
対象となるものである。すなわち、この場合には中間転
写体用の上記ファーブラシも、現像剤の添加物の帯電極
性と同極性に摩擦帯電する材料で構成される。

【００４０】

【発明の効果】請求項１，２及び４に記載の画像形成装
置によれば、トナー中成分の、現像剤流動性良好化用添
加物が遊離し易いような状況においても、像担持体上の
黒斑点の生成を抑えることができ、長期にわたって安定
した画像品質が得られる。

【００４１】請求項３に記載のクリーニング装置によれ
ば、ブラシ先端部での摩擦電荷の漏洩が生じにくくな
り、黒斑点の生成をより効果的に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の画像形成装置に備えられるク
リーニング装置の概略構成図であって、従来例の説明に
も供した図である。

【図２】別の実施例のクリーニング装置の概略構成図で
ある。

【図３】ループ状形態のファーブラシの構成斜視図であ
る。

【図４】直毛状形態のファーブラシの構成斜視図であ
る。

【図５】従来技術を説明するのに用いた、電子写真式の
画像形成装置の概略構成図であって、本発明一実施例の
説明にも供した図である。

【符号の説明】

１１ファーブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉本浩之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者小野博司東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を現像剤によってトナー像とし
て可視像化する画像形成装置であって、現像剤として、
トナーと、このトナー表面に付着状態にされる添加物と
を少なくとも含む現像剤を用い、且つ、その添加物とし
て、現像剤の流動性を良好にする添加物を用いる画像形
成装置において、トナー像転写後の像担持体表面を清掃
する手段として、像担持体表面に対し摺擦するファーブ
ラシを備え、このファーブラシを、前記添加物の帯電極
性と同極性に摩擦帯電する材料で構成したことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】ファーブラシを、ポリエステル系樹脂又
はフッ素系樹脂の材料で構成した請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項３】ファーブラシをループ状形態のものにし
た請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】添加物として、酸化ケイ素、炭化ケイ素
及び酸化チタンの少なくとも１つを用いた請求項１乃至
３のいずれか１つに記載の画像形成装置。