JP2002258706A

JP2002258706A - 画像形成装置およびクリーニング装置

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Publication number: JP2002258706A
Application number: JP2001059659A
Authority: JP
Inventors: Isao Endo; 勇雄遠藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP3788251B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーニング不良および機内汚れの発生が防
止され、従って、長期にわたって画質の高い画像を形成
することができる画像形成装置およびクリーニング装置
を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、回転駆動される潜像担
持体、帯電装置、現像装置、転写装置およびクリーニン
グ装置を備え、帯電装置および転写装置は潜像担持体と
対向してその軸方向に伸びるよう配置されており、クリ
ーニング装置は、クリーニングブレードと、前記潜像担
持体の軸方向に伸びるよう配置されたクリーニングロー
ラと、バイアス電圧印加手段とを有しており、潜像担持
体の軸方向において、有効クリーニング領域、有効転写
領域および有効帯電領域が特定の関係を満足する。クリ
ーニング装置は、クリーニングローラの幅方向におけ
る、有効帯電領域に相当する部分が導電性であり、その
両外端より外方に位置する部分が絶縁性とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
る画像形成装置およびこの画像形成装置に搭載されるク
リーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスにおけるクリーニング
方式として、例えば弾性体からなるブレードを潜像担持
体の表面に当接し、これにより潜像担持体上の未転写ト
ナーや転写残トナー等の残留トナーを除去するブレード
クリーニング方式が利用されている。近年、電子写真方
式による画像形成装置においては、高画質化の観点から
トナー粒子の小粒径化の要請があり、このようなトナー
粒子を得る方法として、例えば乳化重合法や懸濁重合法
等の重合法が好適に利用されている。

【０００３】而して、トナー粒子の小粒径化に伴って、
トナー粒子と潜像担持体との付着力が大きくなるため
に、潜像担持体上の残留トナーの除去が困難になる。特
に、重合法により製造された、いわゆる重合トナーを用
いた場合には、トナー粒子の形状が球形に近いものとな
るため、トナー粒子が潜像担持体上で転がりクリーニン
グブレードを通りぬける、いわゆる「スリヌケ」と呼ば
れるクリーニング不良が発生しやすくなり、一層、潜像
担持体上の残留トナーの除去が困難になる、という問題
がある。

【０００４】このようなクリーニング不良の発生を防止
するために、クリーニングブレードによる機械的なクリ
ーニングと、静電的なクリーニングとを併用したクリー
ニング方式が、例えば特開平３−１７９６７５号公報に
開示されている。具体的には、クリーニングブレードよ
り潜像担持体の移動方向に対して上流の位置に、導電性
材料からなる電圧印加可能とされたブラシローラが設置
され、このブラシローラに、例えば潜像担持体上の残留
トナーと逆極性の適当なバイアス電圧が印加される構成
とされており、クリーニングブレードによる機械的なク
リーニング効果とブラシローラによる静電的なクリーニ
ング効果とによりクリーニング性能の向上を図ってい
る。

【０００５】しかしながら、潜像担持体上に形成された
潜像を可視像化するために用いられるトナーは、現像装
置からの飛散などにより潜像担持体における画像形成領
域よりさらに広範囲にわたって付着するため、上記のよ
うなクリーニング方式であっても、これらの広範囲にわ
たって飛散した潜像担持体上のトナーを除去することが
困難であるのが実状である。このような問題に対して、
ブラシローラの幅寸法を大きくして潜像担持体の軸方向
におけるクリーニング領域を単に大きくしただけでは、
潜像担持体における、ブラシローラによって残留トナー
の極性と逆極性に帯電される領域が大きくなりすぎ、ブ
ラシローラにより帯電される領域であって、帯電装置に
より再帯電されない逆帯電領域では、トナー付着による
汚れや潜像担持体の感光層の絶縁破壊が起こり、その結
果、機内汚れやクリーニング不良が発生しやすくなる。
そして、このような問題は、現在のデジタル機等で主流
になっている反転現像法を用いた場合に顕著に現れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
潜像担持体上の残留トナーを確実に除去することができ
ると共に、機内汚れの発生を防止することができ、従っ
て、長期にわたって画質の高い画像を形成することがで
きる画像形成装置を提供することにある。また、本発明
の他の目的は、高いクリーニング性能を有し、しかも搭
載される画像形成装置に対して機内汚れを発生させるこ
とがないクリーニング装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、回転駆動される潜像担持体と、当該潜像担持体と対
向してその軸方向に伸びるよう配置された、潜像担持体
を帯電させる帯電装置と、前記潜像担持体上の潜像をト
ナーを用いて可視像化する現像装置と、前記潜像担持体
と対向してその軸方向に伸びるよう配置された、前記潜
像担持体上のトナー像を転写領域において記録材に転写
する転写装置と、前記転写領域を通過した潜像担持体上
のトナーを除去するクリーニング装置とを備えてなり、
クリーニング装置は、前記潜像担持体の表面に当接する
クリーニングブレードと、当該クリーニングブレードよ
り前記潜像担持体の移動方向に対して上流の位置で潜像
担持体の表面に当接して、当該潜像担持体の軸方向に伸
びるよう配置されたクリーニングローラと、このクリー
ニングローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段とを有しており、潜像担持体の軸方向において、
クリーニングローラによる有効クリーニング領域をＷ
１、転写装置による有効転写領域をＷ２、帯電装置によ
る有効帯電領域をＷ３とするとき、下記式（１）および
式（２）を満足することを特徴とする。

【０００８】

【数２】式（１）Ｗ２＜Ｗ１式（２）｜Ｗ３−Ｗ１｜≦３０〔ｍｍ〕

【０００９】本発明の画像形成装置においては、クリー
ニング装置におけるバイアス電圧印加手段が定電流電源
であることが好ましい。また、上記の画像形成装置にお
いては、潜像の可視像化に用いられるトナーは、重合法
により得られた体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナー
粒子からなるものとすることができ、さらに、体積平均
粒径が２〜３２μｍの範囲にあるトナー粒子のＣＶ値が
２０％以下であるものとすることができる。さらに、上
記の画像形成装置においては、現像装置は、潜像担持体
上に形成された潜像を反転現像法により可視像化する構
成のものとすることができる。

【００１０】本発明の画像形成装置は、回転駆動される
潜像担持体と、当該潜像担持体と対向してその軸方向に
伸びるよう配置された、潜像担持体を帯電させる帯電装
置と、前記潜像担持体上の潜像をトナーを用いて可視像
化する現像装置と、前記潜像担持体と対向してその軸方
向に伸びるよう配置された、前記潜像担持体上のトナー
像を転写領域において記録材に転写する転写装置と、前
記転写領域を通過した潜像担持体上のトナーを除去する
クリーニング装置とを備えてなり、クリーニング装置
は、前記潜像担持体の表面に当接するクリーニングブレ
ードと、当該クリーニングブレードより前記潜像担持体
の移動方向に対して上流の位置で潜像担持体の表面に当
接して、当該潜像担持体の軸方向に伸びるよう配置され
たクリーニングローラと、このクリーニングローラにバ
イアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段とを有して
おり、クリーニングローラは、その幅方向において、前
記帯電装置による有効帯電領域に相当する部分より外方
に位置する部分が絶縁性であることを特徴とする。

【００１１】上記の画像形成装置においては、クリーニ
ング装置におけるバイアス電圧印加手段が定電流電源で
あることが好ましい。また、上記の画像形成装置におい
ては、潜像の可視像化に用いられるトナーは、重合法に
より得られた体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナー粒
子からなるものとすることができ、さらに、現像装置
は、潜像担持体上に形成された潜像を反転現像法により
可視像化する構成のものとすることができる。

【００１２】本発明のクリーニング装置は、回転駆動さ
れる潜像担持体の表面に当接するクリーニングブレード
と、当該クリーニングブレードより前記潜像担持体の移
動方向に対して上流の位置で潜像担持体の表面に当接し
て、当該潜像担持体の軸方向に伸びるよう配置されたク
リーニングローラと、このクリーニングローラにバイア
ス電圧を印加するバイアス電圧印加手段とを備えてな
り、クリーニングローラは、その幅方向における、前記
潜像担持体の表面が帯電装置により帯電される有効帯電
領域に相当する部分が導電性であると共に、当該有効帯
電領域に相当する部分の両外端より外方に位置する部分
が絶縁性であることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、クリーニング
ブレードによる機械的なクリーニングに加えて、クリー
ニングローラによる静電的なクリーニングが行われるの
で、基本的に、高いクリーニング効果が発揮されて、潜
像担持体上の残留トナーを確実に除去することができ、
しかもクリーニングローラによる有効クリーニング領域
Ｗ１が特定の範囲に設定されているので、潜像担持体と
クリーニングローラとの間に形成される除去電界を、潜
像担持体の軸方向に対して所定の領域に作用させること
ができる結果、トナー付着による機内汚れや、潜像担持
体の感光層の絶縁破壊によるクリーニング不良が発生す
ることが確実に防止される。

【００１４】本発明のクリーニング装置によれば、クリ
ーニングローラの幅方向において、潜像担持体の帯電領
域に相当する部分の両外端より外方に位置する部分が絶
縁性とされていることにより、クリーニングローラによ
って潜像担持体の有効帯電領域を超えて帯電されること
がないので、トナー付着による機内汚れや潜像担持体の
絶縁破壊によるクリーニング不良が発生するがなく、長
期にわたって安定的にクリーニング効果が発揮される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
ついて詳細に説明する。図１は、本発明の画像形成装置
の一例における構成の概略を示す説明図、図２は、図１
におけるクリーニング装置を拡大して示す説明図であ
る。この画像形成装置においては、回転駆動される潜像
担持体であるドラム状の感光体１０と、この感光体１０
の表面を一様に帯電させる帯電装置１１と、この帯電装
置１１により帯電された感光体１０の表面を露光して静
電潜像を形成する露光装置１２と、この露光装置１２に
より形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤を用い
て可視像化する現像装置１３と、感光体１０上に形成さ
れたトナー像を転写領域において記録材に転写する転写
装置１４と、感光体１０に密着した記録材を分離させる
分離装置１５と、転写領域を通過した感光体１０上のト
ナーを除去するクリーニング装置２０とを備えている。
図１において、１６は、記録材に転写されたトナー像を
定着させる定着装置である。

【００１６】感光体１０は、ドラム状の金属基体の外周
面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が
形成された有機感光体よりなり、搬送される記録材の幅
方向（図１において、紙面に対して垂直な方向）に伸び
る状態で配設されている。

【００１７】帯電装置１１は、例えば制御グリッドと放
電電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、感光体
１０と対向してその軸方向（図１において、紙面に対し
て垂直な方向）に伸びるよう配置されている。

【００１８】現像装置１３は、感光体１０と現像領域を
介して対向するよう配置された現像スリーブ１３Ａを備
えており、この現像スリーブ１３Ａに、帯電装置１１の
帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧
に帯電装置１１の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳さ
れた現像バイアスが印加され、これにより露光装置１２
による露光領域にトナーを付着させる反転現像が行われ
る。

【００１９】転写装置１４は、例えばコロナ帯電器より
なり、感光体１０と対向してその軸方向に伸びるよう配
置されている。

【００２０】クリーニング装置２０は、例えばウレタン
ゴムなどの弾性体よりなり、先端エッジが感光体１０の
表面に当接して、その軸方向に伸びるよう配置された板
状のクリーニングブレード２１と、このクリーニングブ
レード２１より感光体１０の移動方向に対して上流の位
置で感光体１０の表面に当接して、その軸方向に伸びる
よう配置されたクリーニングローラ２２と、このクリー
ニングローラ２２にバイアス電圧を印加するバイアス電
圧印加手段２３とを有している。図２において、２４
は、クリーニングローラ２２に設けられたスクレーパで
あり、これにより、クリーニングローラ２２上のトナー
が回収され、クリーニングローラ２２に対向して伸びる
よう配置された回収ローラ２５により現像装置１３に送
られる。

【００２１】クリーニングブレード２１は、その基端側
部分が例えば固定式のブレードホルダー２６により保持
されており、クリーニングブレード２１自身の弾性によ
って、感光体１０に対してその軸方向の全域にわたって
ほぼ一定の荷重で圧接する状態とされている。

【００２２】感光体１０に対するクリーニングブレード
２１の当接荷重は、０．１〜３０ｇ／ｃｍであることが
好ましく、より好ましくは１〜２５ｇ／ｃｍである。当
接荷重が０．１ｇ／ｃｍより小さい場合には、クリーニ
ング力が不足し、画像汚れが生じやすい。一方、当接荷
重が３０ｇ／ｃｍより大きい場合には、感光体１０の摩
耗が大きくなって、画像かすれ等が発生しやすくなる。
当接荷重の測定は、秤にクリーニングブレード２１の先
端エッジを押し当てて測定する方法や、感光体１０とク
リーニングブレード２１の先端エッジとの当接位置にロ
ードセル等のセンサを配置して電気的に測定する方法等
が用いられる。

【００２３】感光体１０に対するクリーニングブレード
２１の当接角度θは、０〜４０°であることが好まし
く、特に好ましくは０〜２５°である。当接角度θが０
°より小さい場合には、クリーニング力が低下して、画
像汚れが発生しやすくなる。一方、当接角度θが４０°
より大きい場合には、クリーニングブレード２１の先端
エッジが感光体１０に追従して反転する、いわゆる「ブ
レードめくれ」が生じやすくなる。ここに、「感光体１
０に対する当接角度θ」とは、クリーニングブレード２
１の先端エッジと感光体１０とが当接する位置Ｐにおけ
る、クリーニングブレード２１の接平面Ｎ１と感光体１
０の接平面Ｎ２とにより形成される角度である。

【００２４】クリーニングブレード２１のＪＩＳＡ硬
度は、２０〜９０°であることが好ましく、特に好まし
くは６０〜８０°である。ＪＩＳＡ硬度が２０°より
小さい場合には、クリーニングブレード２１が柔らかす
ぎて、ブレードめくれが生じやすくなる。一方、ＪＩＳ
Ａ硬度が９０°より大きい場合には、感光体１０のわ
ずかな凹凸や異物に追従させることが困難となり、トナ
ー粒子の「スリヌケ」が発生しやすい。ここに、ＪＩＳ
Ａ硬度は、ＪＩＳＫ−６２５３を基準として測定さ
れたものである。

【００２５】クリーニングブレード２１の厚さおよび自
由長は、クリーニングブレード２１の当接荷重および当
接角度θが上記範囲内であれば特に制限されるものでは
ないが、当接荷重の制御性、ブレードめくれの発生防止
の観点から、クリーニングブレード２１の厚さは、１〜
３ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１．５〜
２．５ｍｍであり、また、自由長は２〜２０ｍｍである
ことが好ましく、より好ましくは３〜１５ｍｍである。
「自由長」とは、ブレードホルダー２６により拘束され
ない部分の長さ、すなわち、ブレードホルダー２６の下
端面からブレード２１の先端までの部分の長さである。
また、クリーニングブレード２１の幅寸法は、後述する
クリーニングローラ２２の幅寸法と基本的には同じであ
ることが好ましいが、機械的な設計条件上、両端部にお
いてそれぞれ５ｍｍ程度の差があっても、実用上問題は
ない。

【００２６】クリーニングローラ２２は、感光体１０と
の良好な当接状態を得るという観点から、弾性体により
構成されており、弾性体の材料としては、従来公知のシ
リコーンゴムやポリウレタン等のゴム材料や、発泡体ま
たは発泡体を樹脂等で被覆したものを用いることができ
る。また、クリーニングローラ２２は導電性または半導
電性であり、表面抵抗が１０²〜１０¹⁰Ωｃｍであるこ
とが好ましい。表面抵抗が１０²Ωｃｍより小さい場合
には、放電によるバンディング等が発生しやすくなる。
一方、１０¹⁰Ωｃｍより大きい場合には、トナーを除去
するのに必要な電位差が得られず、クリーニング不良が
発生しやすくなる。ここに、表面抵抗は、クリーニング
ローラ２２を構成する弾性体材料に、例えばカーボン、
金属、導電性ポリマーなどの導電性材料を添加したり、
弾性体材料を構成するゴム状重合体に極性基を導入する
などして調整することができる。

【００２７】クリーニングローラ２２は、感光体１０と
の当接部分が感光体１０の移動方向と同方向に移動する
ように回転することが好ましい。感光体１０との当接部
分が逆方向に移動するよう回転させた場合には、感光体
１０の表面に過剰なトナーが存在した場合に、クリーニ
ングローラ２２により除去されたトナーがこぼれて記録
材や装置を汚す場合がある。また、クリーニングローラ
２２の線速度（Ｖｒ）と感光体１０の線速度（Ｖｐ）と
の線速度比（Ｖｒ／Ｖｐ）が０．５〜２であることが好
ましい。線速度比が０．５より小さい場合には、クリー
ニング力が低下して、画像汚れが発生しやすくなる。一
方、線速度比が２より大きい場合には、異物等を挟み込
んだ場合に感光体１０の表面にキズ等を発生させやす
い。

【００２８】上述したように、クリーニングローラ２２
には、バイアス電圧印加手段２３が接続されており、感
光体１０上の静電潜像の可視像化に用いられるトナーと
は逆極性のバイアス電圧、例えばトナーが負に帯電され
る場合には、クリーニングローラ２２には正のバイアス
電圧が印加されるよう、制御手段２７により制御された
電流が加えられる。これにより、トナーが静電的にクリ
ーニングローラ２２に引きつけられて感光体１０上から
除去される。バイアス電圧印加手段２３は、定電流電源
であることが好ましい。

【００２９】バイアス電圧印加手段２３によりクリーニ
ングローラ２２に印加される電流値は、感光体１０の感
光層の厚さやクリーニングローラ２２の表面抵抗によっ
ても異なるが、絶対値で１〜５０μＡであることが好ま
しい。電流値が１μＡより小さい場合には、十分なクリ
ーニングを行うことが困難となる。一方、電流値が５０
μＡより大きい場合には、放電等が起こりやすくなる。
例えば、感光体１０の感光層の厚さが１５〜３０μｍ、
クリーニングローラ２２の表面抵抗が１０²〜１０¹⁰Ω
ｃｍである場合には、クリーニングローラ２２に印加す
る電流値は、絶対値で５〜４０μＡであることが好まし
い。

【００３０】本発明の画像形成装置においては、図３に
示すように、感光体１０の軸方向（幅方向）において、
クリーニングローラ２２による有効クリーニング領域を
Ｗ１、転写装置１４による有効転写領域をＷ２とすると
き、有効クリーニング領域Ｗ１が有効転写領域Ｗ２より
大きくなる状態に設定される。これにより、有効転写領
域Ｗ２外に飛散して感光体１０に付着したトナーも、ク
リーニングローラ２２により確実に除去することができ
る。ここに、「有効クリーニング領域Ｗ１」とは、感光
体１０の幅方向において、感光体１０とクリーニングロ
ーラ２２との間に形成される除去電界が有効に作用する
幅をいい、「有効転写領域Ｗ２」とは、感光体１０の幅
方向において、転写装置１４による放電が有効に作用す
る幅をいう。また、転写装置１４が接触型のものよりな
る場合には、実際に感光体１０の表面に接触している転
写装置の幅が有効転写領域Ｗ２となる。

【００３１】有効クリーニング領域Ｗ１は、有効転写領
域Ｗ２に対してその両端部の各々で少なくとも３ｍｍ以
上、好ましくは７ｍｍ以上大きいことが好ましい。これ
により、感光体１０の幅方向に対して広範囲にわたり飛
散したトナーを除去することができる。一方、有効転写
領域Ｗ２が有効クリーニング領域Ｗ１以上である場合に
は、有効転写領域Ｗ２外に飛散して感光体１０に付着し
たトナーを除去することができず、帯電極や光学系への
汚染が生じ、カブリや白スジ等の画像不良が生じること
となる。

【００３２】また、感光体１０の幅方向において、帯電
装置１１による有効帯電領域をＷ３とするとき、有効帯
電領域Ｗ３と有効クリーニング領域Ｗ１との差の絶対値
｜Ｗ３−Ｗ１｜≦３０とされる。これにより、帯電装置
１１により所定の領域を確実に再帯電することができ、
感光体１０の感光層の絶縁破壊によるクリーニング不良
やトナー付着による機内汚れの発生を確実に防止するこ
とができる。ここに、「有効帯電領域Ｗ３」とは、感光
体１０の幅方向における帯電装置１１による放電が有効
に作用する幅をいう。また、帯電装置１１が接触型のも
のよりなる場合には、実際に感光体１０の表面に接触す
る帯電装置の幅が有効帯電領域Ｗ３となる。

【００３３】上記の画像形成装置における寸法例の一例
を示すと、例えば、転写装置１４による有効転写領域Ｗ
２が３００ｍｍであるとき、有効クリーニング領域Ｗ１
は、有効転写領域Ｗ２に対してその両端部の各々で少な
くとも３ｍｍ以上大きい３０６ｍｍ以上に設定され、有
効クリーニング領域Ｗ１が３０６ｍｍである場合には、
帯電装置１１による有効帯電領域Ｗ３は２７６〜３３６
ｍｍに設定される。実際上は、クリーニングローラ２２
により帯電される領域であって、帯電装置１１により再
帯電されない逆帯電領域（図３におけるＷ４）を極めて
小さい状態とするために、有効帯電領域Ｗ３は、有効ク
リーニング領域Ｗ１に極近い大きさ、あるいは有効クリ
ーニング領域Ｗ１以上に設定されることが好ましい。

【００３４】上記の画像形成装置の動作について説明す
る。回転駆動される感光体１０の表面が、帯電装置１１
により所定の極性（例えば負極性）に順次帯電され、こ
の感光体１０の表面に露光装置１２により選択的に光を
照射することにより、照射箇所（露光領域）の電位が低
下して原稿画像に対応した静電潜像が形成される。ま
た、現像装置１３を構成する現像スリーブ１３Ａの表面
も、図示しない電源から印加される現像バイアスによ
り、感光体１０の表面電位と同じ極性（例えば負極性）
に帯電され、現像スリーブ１３Ａの表面電位と同じ極性
（例えば負極性）に帯電されたトナーを含む現像剤が現
像領域に搬送される。そして、感光体１０の非露光領域
における表面電位〔Ｖｈ〕、感光体１０の露光領域にお
ける表面電位〔Ｖｌ〕、および現像スリーブ１３Ａの表
面電位〔Ｖｄ〕は、互いに同じ極性であって、その絶対
値は〔Ｖｈ〕＞〔Ｖｄ〕＞〔Ｖｌ〕であり、従って、現
像領域において、現像スリーブ１３Ａ上のトナーが感光
体１０の露光領域に付着して反転現像が行われる。感光
体１０上に形成されたトナー像は、転写装置１４により
記録材に転写され、トナー像が転写された記録材は分離
装置１５により感光体１０の表面から分離された後、定
着装置１６において定着処理が行われる。

【００３５】一方、クリーニング装置２０を構成するク
リーニングローラ２２には、制御装置２７により制御さ
れた電流の大きさに応じたバイアス電圧がバイアス電圧
印加手段により印加され、これにより転写領域を通過し
た感光体１０上の残留トナーの極性と逆極性（例えば正
極性）に帯電され、感光体１０上の残留トナーの大半が
静電的に除去される。そして、クリーニングローラ２２
を通過した残留トナーが、クリーニングブレード２１に
より機械的に除去された後、感光体１０が帯電装置１１
により再帯電され、上記の動作が必要に応じて繰り返し
行われる。また、回収された残留トナーは、回収ローラ
２５により現像装置１３に送られて再び利用される。

【００３６】而して、上記の画像形成装置によれば、ク
リーニングブレード２１による機械的なクリーニングに
加えて、クリーニングローラ２２による静電的なクリー
ニングが行われるので、基本的に、高いクリーニング効
果が発揮されて、感光体１０上の残留トナーを確実に除
去することができることに加え、クリーニングローラ２
２の有効クリーニング領域Ｗ１が特定の範囲に設定され
ているので、感光体１０とクリーニングローラ２２との
間に形成される除去電界を、感光体１０の幅方向におけ
る所定の領域に作用させることができる結果、トナー付
着による機内汚れや、感光体１０の感光層の絶縁破壊に
よるクリーニング不良が発生することを確実に防止する
ことができる。

【００３７】具体的には、有効クリーニング領域Ｗ１が
転写装置１４による有効転写領域Ｗ２より大きいことに
より、感光体１０の幅方向において有効転写領域Ｗ２の
外方に飛散して付着したトナーに対して、除去電界を作
用させることができる結果、当該トナーを確実に除去す
ることができると共に、有効クリーニング領域Ｗ１が帯
電装置１１による有効帯電領域Ｗ３に対して、｜Ｗ３−
Ｗ１｜≦３０であることにより、感光体１０におけるク
リーニングローラ２２により帯電される領域であって、
帯電装置１１により再帯電されない領域、すなわちトナ
ーと逆極性に帯電される逆帯電領域を極めて小さい状態
とすることができる結果、この逆帯電領域にトナーが付
着、堆積したり、感光体１０の感光層が絶縁破壊を起こ
すことを防止することができ、これにより、長期にわた
って高いクリーニング性能が維持され、画質の高い画像
を形成することができる。

【００３８】そして、クリーニング装置２０におけるバ
イアス電圧印加手段２３が定電流電源である場合には、
クリーニングローラ２２の表面と感光体１０の表面との
間に、常に一定の電流を流すだけの電位差が必ず生ずる
と共に、この電位差は、感光体１０の表面電位に応じて
常に一定となる状態で生ずるため、定電圧電源を用いた
場合と比較して、感光体１０の電位レベルや極性による
ムラやクリーニング不良の発生を確実に防止することが
できる。

【００３９】本発明の画像形成装置においては、図４に
示すように、クリーニング装置２０を構成するクリーニ
ングローラ３０が、その幅方向において、導電性部分３
１と、この導電性部分３１の両外端より外方に位置する
絶縁性部分３２とにより構成されていることが好まし
い。具体的には、このクリーニングローラ３０は、帯電
装置１１による有効帯電領域Ｗ３に相当する部分が導電
性または半導電性材料により構成されていると共に、有
効帯電領域Ｗ３に相当する部分より外方に伸びる部分が
絶縁性材料により構成されており、それぞれ表面抵抗が
異なるクリーニングローラ構成材料は、導電性部分３１
からの放電防止のため、例えば絶縁性の緩衝部材３３を
介して接合されている。

【００４０】絶縁性部分３２の表面抵抗は、１０¹¹Ωｃ
ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０¹³Ω
ｃｍ以上である。これにより、クリーニングローラ３０
に印加される電流による放電や、感光体１０への電荷の
蓄積を確実に防止することができる。表面抵抗は、導電
性平板上にクリーニングローラ３０を設置し、このクリ
ーニングローラ３０に一定電圧（Ｖ）を印加することに
より、平板から得られる電流値（Ｉ）を求め、この電流
値（Ｉ）と、平板とクリーニングローラ３０との接触幅
（Ｗ）とから、（Ｖ/ ＩＷ）によって求めることができ
る。

【００４１】絶縁性部分３２の長さは、２〜８０ｍｍで
あることが好ましく、これにより、一旦回収されたトナ
ーが感光体１０側に吹き出して、再び感光体１０に付着
することを確実に防止することができる。

【００４２】上記の画像形成装置によれば、クリーニン
グローラ３０の幅方向において、有効帯電領域Ｗ３に相
当する導電性部分３１の両外端より外方に位置する部分
が絶縁性であることにより、感光体１０の表面におい
て、クリーニングローラ３０により帯電される領域であ
って、帯電装置１１によって再帯電されない逆帯電領域
が形成されることがない。すなわち、帯電装置１１によ
り感光体１０の表面が確実に再帯電されるので、トナー
付着による機内汚れや感光層の絶縁破壊によるクリーニ
ング不良が発生することがなく、従って長期にわたって
高いクリーニング性能が維持され、画質の高い画像を形
成することができる。また、クリーニングローラ３０に
絶縁性部分３２が形成されていることにより、一旦回収
されたトナーが再び感光体１０側に吹き出して感光体１
０に付着することを防止することができる。

【００４３】以上のように、本発明の画像形成装置によ
ればクリーニングブレード２１による機械的なクリーニ
ングに加えて、クリーニングローラ３０による静電的な
クリーニングが実行されるので、感光体１０に対するク
リーニングブレード２１の当接荷重を大きくすることな
しに、高いクリーニング性能を長期にわたって安定的に
発揮することができ、従って、従来のクリーニング装置
であれば、クリーニングブレード２１の当接荷重を大き
くすることができず長期にわたって安定的にクリーニン
グ性能を発揮することが困難であった有機感光体を潜像
担持体として用いた場合に極めて有効である。

【００４４】また、本発明によれば、「スリヌケ」等の
クリーニング不良が発生しやすい小粒径のトナーや、重
合法により製造された、球形に近い形状を有する重合ト
ナーを用いた場合にも極めて有効である。具体的には、
体積平均粒径が８．５μｍ以下、さらには６．５μｍ以
下であるトナー粒子からなるもの、球形に近い形状を有
する重合トナー、あるいは体積平均粒径が２〜３２μｍ
の範囲にあるトナー粒子のＣＶ値が２０％以下であるト
ナーを用いた場合であっても、これらのトナーに対し
て、クリーニングローラ３０により適正な除去電界が作
用されるので、感光体１０上から確実に除去することが
できる。ここに、「ＣＶ値」とは、トナー粒子の粒径分
布のシャープさを示し、下記式により求められたもので
ある。

【００４５】

【数３】ＣＶ値＝（粒子径の標準偏差／算術径）×１００［％］

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。＜実施例１＞図１に示す画像形成装置の構成に従って、
感光体、現像装置、トナー、クリーニングローラ及びク
リーニングブレード等を下記のように設定した。

【００４７】（１）感光体感光体（１０）としては、アルミニウムよりなるドラム
状の金属基体の外周面に、フタロシアニン顔料を含有せ
しめたポリカーボネートよりなる厚さ２５μｍの感光層
が形成されたドラム状の有機感光体を用いた。（２）帯電装置帯電装置（１１）としては、スコロトロン帯電器を用い
た。この帯電装置（１１）の有効帯電領域（Ｗ３）は３
１８ｍｍである。（３）現像装置現像装置（１３）としては、線速度３７０ｍｍ／ｍｉｎ
で回転駆動される現像スリーブ（１３Ａ）を備え、この
現像スリーブ（１３Ａ）に感光体（１０）の表面電位と
同極性のバイアス電圧が印加され、二成分現像剤によっ
て反転現像が行われるものを用いた。二成分現像剤を構
成するトナーは、乳化重合法により製造された体積平均
粒径が６．５μｍのトナー粒子よりなり、負帯電性を有
するものである。（４）クリーニングローラクリーニングローラ（２２）としては、導電性発泡ウレ
タンよりなる表面抵抗が１０⁴Ωｃｍのものを用いた。
このクリーニングローラ（２２）の有効クリーニング領
域（Ｗ１）は、３２０ｍｍである。クリーニングローラ
（２２）は、感光体（１０）との当接部分を感光体（１
０）の移動方向と同方向に移動するよう回転駆動し、ク
リーニングローラ２２の線速度（Ｖｒ）と感光体１０の
線速度（Ｖｐ）との線速度比（Ｖｒ／Ｖｐ）を１．１に
設定した。（５）クリーニングブレードクリーニングブレード（２１）としては、ウレタンゴム
よりなるＪＩＳＡ硬度が７０°、厚さが２．００ｍ
ｍ、自由長が１０ｍｍのものを用いた。そして、感光体
（１０）に対する当接角度（θ）を１０°、当接荷重を
２０ｇ/ ｃｍに設定した。（６）その他転写装置（１４）は、有効転写領域（Ｗ２）が３００ｍ
ｍであるコロナ帯電器を用いた。

【００４８】以上において、非露光領域における感光体
（１０）の表面電位〔Ｖｈ〕を−７５０Ｖ、露光領域に
おける感光体（１０）の表面電位〔Ｖｌ〕を−１００Ｖ
とし、現像スリーブ（１３Ａ）には−６００Ｖの現像バ
イアスを印加した。また、定電流電源よりなるバイアス
電圧印加手段（２３）によりクリーニングローラ（２
２）に＋２０μＡを印加することにより、表面電位が＋
６００Ｖになるよう帯電させた。

【００４９】以上のような画像形成装置を用いて、２０
万枚印字する実写テストを実施することにより、機内汚
れの発生およびクリーニング不良の発生の有無について
評価を行った。実写テストは、０〜１０万枚までを常温
常湿環境（温度２０℃、相対湿度５０％）下で行い、１
０万枚〜２０万枚までを高温高湿環境（温度３０℃、相
対湿度８０％）下で行った。結果を表１に示す。

【００５０】＜比較例１〜比較例３＞表１に従って、Ｗ
１、Ｗ２、Ｗ３を変更したことの他は、実施例１と同様
の実写テストを行った。結果を表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】以上のように、実施例１に係る本発明の画
像形成装置によれば、クリーニング不良や機内汚れが発
生することがなく、長期にわたって画質の高い画像を得
ることができることが確認された。これに対して、比較
例１〜比較例３に係る画像形成装置においては、いずれ
も機内汚れが発生しており、さらに比較例１および比較
例２については、帯状のクリーニング不良が発生してお
り、実用的ではないことが確認された。

【００５３】＜実施例２＞帯電装置（１１）の有効帯電
領域Ｗ３に対応する導電性部分（３１）の両外端より外
方に突出する絶縁性部分（３２）が１０ｍｍずつ形成さ
れてなるクリーニングローラ（３０）を用い、帯電装置
（１１）による有効帯電領域Ｗ３を３０２ｍｍに設定し
たことの他は実施例１と同様の画像形成装置を構成し、
下記に示す条件で２０万枚印字する実写テストを実施し
て、機内汚れの発生およびクリーニング不良の発生の有
無について評価を行ったところ、機内汚れおよびクリー
ニング不良が発生することなく、長期にわたって画質の
高い画像が形成されることが確認された。

【００５４】実写テストは、０〜１０万枚までを常温常
湿環境（温度２０℃、相対湿度５０％）下で、１０万枚
〜１５万枚までを低温低湿環境（温度１０℃、相対湿度
２０％）下で、１５万枚〜２０万枚までを高温高湿環境
（温度３０℃、相対湿度８０％）下で行った。

【００５５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の態様に限定されるものではない。（１）帯電装置は、非接触型および接触型のいずれのも
のであってもよく、例えば電圧が印加可能とされたロー
ラ等により構成することもでき、この場合には、有効帯
電領域は、実際に感光体の表面に接触している幅であ
る。（２）クリーニング装置におけるクリーニングブレード
の支持方式は、感光体の回転軸と平行な軸周りに回動可
能とされ、バネまたは重力による加重によってクリーニ
ングブレードに一定の圧接力を与える回動式のブレード
ホルダーを用いることも可能である。（３）クリーニングローラに転移したトナー等を除去す
るには、スクレーパの他に、ローラやブラシを用いるこ
とも可能である。（４）本発明において用いられるトナーは、一成分現像
剤および二成分現像剤のいずれにも用いることができ、
また、磁性トナーおよび非磁性トナーのいずれのトナー
としても用いることができる。また、潜像の現像方式
は、反転現像法に限定されるものではない。（５）クリーニングローラにおける絶縁性部分は、種々
の構成とすることが可能であり、例えばローラ全体を同
一の導電性/ 半導電性材料で構成し、帯電装置による有
効帯電領域に相当する部分の両外端より外方に位置する
部分に、絶縁性のコーティングやチューブが被覆された
構成とすることもできる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、クリー
ニングブレードによる機械的なクリーニングに加えて、
クリーニングローラによる静電的なクリーニングが行わ
れるので、基本的に、高いクリーニング効果が発揮さ
れ、潜像担持体上の残留トナーを確実に除去することが
でき、しかもクリーニングローラによる有効クリーニン
グ領域Ｗ１が特定の範囲に設定されているので、潜像担
持体とクリーニングローラとの間に形成される除去電界
を、潜像担持体の軸方向における所定の領域に作用させ
ることができる結果、トナー付着による機内汚れや、潜
像担持体の感光層の絶縁破壊によるクリーニング不良が
発生することが確実に防止され、画質の高い画像を長期
にわたって安定的に形成することができる。

【００５７】また、本発明の画像形成装置よれば、バイ
アス電圧印加手段が定電流電源であることにより、クリ
ーニングローラの表面と潜像担持体の表面との間に、常
に一定の電流を流すだけの電位差が必ず生ずると共に、
この電位差は、潜像担持体の表面電位に応じて常に一定
となる状態で生ずるため、定電圧電源を用いた場合と比
較して、潜像担持体の電位レベルや極性によるムラやク
リーニング不良の発生を確実に防止することができる。

【００５８】さらに、本発明の画像形成装置によれば、
クリーニングローラの幅方向における、有効帯電領域に
相当する部分の両外端より外方に位置する部分が絶縁性
とされていることにより、潜像担持体の表面において、
クリーニングローラにより帯電される領域であって、帯
電装置によって再帯電されない逆帯電領域が形成される
ことがないので、トナー付着による機内汚れや感光層の
絶縁破壊によるクリーニング不良が発生することがな
く、従って長期にわたって高いクリーニング性能が維持
され、画質の高い画像を形成することができる。また、
クリーニングローラに絶縁性部分が形成されていること
により、一旦回収されたトナーが潜像担持体側に吹き出
して、再び潜像担持体に付着することを確実に防止する
ことができる。

【００５９】本発明のクリーニング装置によれば、クリ
ーニングローラの幅方向において、潜像担持体の帯電領
域に相当する部分の両外端より外方に位置する部分が絶
縁性とされていることにより、クリーニングローラによ
って潜像担持体の有効帯電領域を超えて帯電されること
がないので、トナー付着による機内汚れや潜像担持体の
絶縁破壊によるクリーニング不良が発生するがなく、長
期にわたって安定的にクリーニング効果を発揮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例における概略的な
構成を示す説明図である。

【図２】図１におけるクリーニング装置の構成を拡大し
て示す説明図である。

【図３】クリーニングローラによる有効クリーニング領
域、転写装置による有効転写領域、および帯電装置によ
る有効帯電領域の３者の関係の一例を示す説明用斜視図
である。

【図４】クリーニングローラの他の構成例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０感光体１１帯電装置１２露光装置１３現像装置１３Ａ現像スリーブ１４転写装置１５分離装置１６定着装置２０クリーニング装置２１クリーニングブレード２２クリーニングローラ２３バイアス電圧印加手段２４スクレーパ２５回収ローラ２６ブレードホルダー２７制御手段３０クリーニングローラ３１導電性部分３２絶縁性部分３３緩衝部材Ｗ１有効クリーニング領域Ｗ２有効転写領域Ｗ３有効帯電領域Ｗ４逆帯電領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される潜像担持体と、当該潜像
担持体と対向してその軸方向に伸びるよう配置された、
潜像担持体を帯電させる帯電装置と、前記潜像担持体上
の潜像をトナーを用いて可視像化する現像装置と、前記
潜像担持体と対向してその軸方向に伸びるよう配置され
た、前記潜像担持体上のトナー像を転写領域において記
録材に転写する転写装置と、前記転写領域を通過した潜
像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置とを備
えてなり、クリーニング装置は、前記潜像担持体の表面に当接する
クリーニングブレードと、当該クリーニングブレードよ
り前記潜像担持体の移動方向に対して上流の位置で潜像
担持体の表面に当接して、当該潜像担持体の軸方向に伸
びるよう配置されたクリーニングローラと、このクリー
ニングローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段とを有しており、潜像担持体の軸方向において、クリーニングローラによ
る有効クリーニング領域をＷ１、転写装置による有効転
写領域をＷ２、帯電装置による有効帯電領域をＷ３とす
るとき、下記式（１）および式（２）を満足することを
特徴とする画像形成装置。【数１】式（１）Ｗ２＜Ｗ１式（２）｜Ｗ３−Ｗ１｜≦３０〔ｍｍ〕
【請求項２】クリーニング装置におけるバイアス電圧
印加手段が定電流電源であることを特徴とする請求項１
に記載の画像形成装置。
【請求項３】潜像の可視像化に用いられるトナーは、
重合法により得られた体積平均粒径が８．５μｍ以下の
トナー粒子からなることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】潜像の可視像化に用いられるトナーは、
体積平均粒径が２〜３２μｍの範囲にあるトナー粒子の
ＣＶ値が２０％以下であることを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】現像装置は、潜像担持体上に形成された
潜像を反転現像法により可視像化するものであることを
特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項６】回転駆動される潜像担持体と、当該潜像
担持体と対向してその軸方向に伸びるよう配置された、
潜像担持体を帯電させる帯電装置と、前記潜像担持体上
の潜像をトナーを用いて可視像化する現像装置と、前記
潜像担持体と対向してその軸方向に伸びるよう配置され
た、前記潜像担持体上のトナー像を転写領域において記
録材に転写する転写装置と、前記転写領域を通過した潜
像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置とを備
えてなり、クリーニング装置は、前記潜像担持体の表面に当接する
クリーニングブレードと、当該クリーニングブレードよ
り前記潜像担持体の移動方向に対して上流の位置で潜像
担持体の表面に当接して、当該潜像担持体の軸方向に伸
びるよう配置されたクリーニングローラと、このクリー
ニングローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段とを有しており、クリーニングローラは、その幅方向において、前記帯電
装置による有効帯電領域に相当する部分より外方に位置
する部分が絶縁性であることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項７】クリーニング装置におけるバイアス電圧
印加手段が定電流電源であることを特徴とする請求項６
に記載の画像形成装置。
【請求項８】潜像の可視像化に用いられるトナーは、
重合法により得られた体積平均粒径が８．５μｍ以下の
トナー粒子からなることを特徴とする請求項６または請
求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】現像装置は、潜像担持体上に形成された
潜像を反転現像法により可視像化するものであることを
特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の画
像形成装置。
【請求項１０】回転駆動される潜像担持体の表面に当
接するクリーニングブレードと、当該クリーニングブレ
ードより前記潜像担持体の移動方向に対して上流の位置
で潜像担持体の表面に当接して、当該潜像担持体の軸方
向に伸びるよう配置されたクリーニングローラと、この
クリーニングローラにバイアス電圧を印加するバイアス
電圧印加手段とを備えてなり、クリーニングローラは、その幅方向における、前記潜像
担持体の表面が帯電装置により帯電される有効帯電領域
に相当する部分が導電性であると共に、当該有効帯電領
域に相当する部分の両外端より外方に位置する部分が絶
縁性であることを特徴とするクリーニング装置。