JP2004341257A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー飛散を生じさせずに、感光体の研磨力を長期間維持した画像形成装置を提供することである。
【解決手段】感光体２の周囲に、感光体２表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、感光体２に残留した残留トナー１６を除去するためのクリーニング装置７とを配設した画像形成装置であって、クリーニング装置７は、感光体２表面の残留トナー１６を除去するためのクリーニングブレード１０と、このクリーニングブレード１０よりも感光体２の移動方向上流側に設けられ残留トナー１６を周面に付着させて前記感光体２表面を研磨するようにした研磨ローラ１１と、この研磨ローラ１１に当接回転して余剰の残留トナー１６を掻き取るようにしたトナー掻き取りローラ１２とを備える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に関し、特に研磨ローラを用いてアモルファスシリコン系の感光体表面をクリーニングする画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に使用される感光体としては、表面がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成されたアモルファスシリコン感光体が多く使用されている。このアモルファスシリコン感光体は、高硬度、長寿命という利点がある反面、像流れが発生しやすかった。このような像流れは次のような原因で発生すると考えられている。すなわち、帯電器で放電させるとＮＯｘやＳＯｘ等の水溶性イオン生成物が生成され、感光体表面の微小な溝部に入り込む。微小溝部に入り込んだ水溶性イオン生成物は、通常のクリーニングでは取り除くことができずに感光体表面に残存する。このような状態で、高温高湿環境の下では、水溶性イオン生成物が大気中の水分を吸収して感光体表面の抵抗値を低下させ、これにより、静電潜像エッジ部の電位が低下した結果、像流れが発生する。
【０００３】
このような問題を解決するために、感光体をヒータで加熱し、吸収した水分を蒸発させて感光体の抵抗が下がるのを防止する方法が提案されている。しかし、このようなヒータ方式では部品点数が多くなるばかりか、安全性や経済性の面で問題があった。
【０００４】
また、紙などの転写材にトナー像を転写させる転写器と、感光体のクリーニング装置との間に研磨ローラを設け、この研磨ローラに感光体の表面から除去された残留トナーを付着させ、トナー表面に付着した酸化チタン等の研磨剤によって感光体の表面を研磨することで、感光体の表面粗さを小さくして水溶性イオン生成物を除去する方法が知られている。
【０００５】
しかし、上記研磨ローラを使用して感光体表面を研磨する際には、転写後に感光体表面に残る残留トナー量は感光体の軸方向で不均一なため、研磨ローラに担持されるトナーにも幅方向でバラツキが生じ、その結果、感光体の研磨も軸方向でバラツキが生じている。そこで、下記特許文献１では、研磨ローラの下側にスクレーパを当接させて、スクレーパと研磨ローラとの当接部位付近にトナーを滞留させることにより、研磨ローラの軸方向にトナーを均一に担持させて、感光体を均一に研磨する方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２７６０２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、長期間の使用によりスクレーパの研磨ローラとの当接部が磨耗した場合に、スクレーパによってかき取られずに当該当接部を通過したトナーが飛散し、画像形成装置の機内汚れをひき起こすなどの問題を発生させる。また、多量のトナーや紙粉が供給された場合には、研磨ローラからのトナーの除去が十分に行われなかったり、紙粉により研磨ローラ上のトナー密度が変化したりして、研磨能力が低下したり変化するといった問題も発生した。
【０００８】
上記の問題を解決し、長期にわたって一定の研磨能力を確保するためには、初期に前記スクレーパを研磨ローラへ強く当接させる必要があるが、そうすると研磨ローラの回転トルクが上昇するとともにジッタ（感光体ドラムの一定回転を妨害する力による画像伸縮）が悪化するという問題や、研磨ローラの寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００９】
従って、本発明は、トナー飛散を生じさせずに、感光体の研磨力を長期間維持した画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、感光体の周囲に、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、感光体に残留した残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを配設したものであって、前記クリーニング装置が、前記感光体表面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、このクリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に設けられ前記残留トナーを周面に付着させて前記感光体表面を研磨するようにした研磨ローラと、この研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取るようにしたトナー掻き取りローラとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明の画像形成装置によれば、研磨ローラからトナーを掻き落とすために、回転するトナー掻き取りローラを使用しているので、固定したスクレーパを使用した場合のように研磨ローラとの接触面が短期間に削れてくることがない。従って、トナー飛散を生じさせることなく研磨ローラ表面の余剰のトナーを長期間にわたり除去することができる。また、感光体を加熱するためのヒータ等を設ける必要がないためクリーニング装置がコンパクトとなり、かつ掻き取りローラは研磨ローラに強く圧接しなくてもよいので、回転トルクの上昇やジッタを抑えることができる。
【００１２】
前記感光体はアモルファスシリコン系感光体であるのが好ましく、これにより、長寿命でかつ電子写真感光体として安定な特性を発揮させることが可能になる。
【００１３】
前記クリーニング装置には、トナー掻き落とし用スクレーパが当接しているのが好ましく、これにより研磨ローラに直接スクレーパを当接させる場合に比べて、研磨ローラの回転、さらには感光体の回転に悪影響を与えず、ジッタを悪化させない。
【００１４】
また、掻き取りローラは金属ローラまたは樹脂ローラであるのが好ましく、これにより掻き取りローラの掻き取り能力を低下させることなく、長期間にわたり研磨ローラの研磨能力を維持することがでる。
【００１５】
また、研磨ローラはクリーニング位置において感光体と同方向に回転駆動させるか、従動させるのが好ましく、研磨ローラを感光体と逆方向に回転させると、感光体の駆動を阻害するおそれがある。
【００１６】
前記掻き取りローラは、バイアスの印加された帯電ローラであるのが好ましく、これにより、研磨ローラ上のトナーを引き寄せて、効率よくトナーを掻き取ることができる。
【００１７】
本発明の他の画像形成装置は、感光体の周囲に、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、感光体に残留した残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを配設したものであって、前記クリーニング装置が、前記感光体表面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、このクリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に設けられ前記残留トナーを周面に付着させて前記感光体表面を研磨するようにした研磨ローラと、この研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取るようにしたファーブラシとを備えたことを特徴とする。
【００１８】
かかる本発明の他の画像形成装置は、前記したトナー掻き取りローラに代えてファーブラシを用いたものである。このようなファーブラシによっても研磨ローラ表面のトナーを掻き落とすことができ、かつ研磨ローラの表面を傷つけることなく長期間にわたって使用可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を詳細に説明する。図１および図２は、それぞれ本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す概略図およびクリーニング装置を示す断面図である。図２のクリーニング装置は、特に磁性１成分現像法を用いる画像形成装置で使用されるものである。
【００２０】
図１に示すように、この画像形成装置１は、ドラム形の感光体２の周囲に、感光体２の回転方向に沿って帯電器３、露光器４、現像装置５、転写器６、クリーニング装置７および除電器８が順に配設されている。
【００２１】
画像形成は、まず感光体２の表面が帯電器３により均一に帯電され、次に露光器４により静電潜像が形成され、さらに感光体２の表面に現像装置５の現像ローラ５ａからトナー１６を供給し、静電潜像を顕像化させてトナー像を形成し、このトナー像を転写器６によって記録媒体（用紙）９上に転写させる。一方、転写されなかった残留トナーはクリーニング装置７で除去される。残留トナーを除去した後の感光体１の表面に残留する電荷は除電器８で除電される。続いて、次の画像形成を行うために、再び露光器４を作動させて上記の動作を繰り返す。
【００２２】
本発明において使用する感光体２としては、例えば、導電性基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の光導電層を形成し、その表面にＳｉＣ，ＳｉＮ，ＳｉＯ，ＳｉＯＮ，ＳｉＣＮなどの無機絶縁体または無機半導体からなる表面保護層を設けたものがあげられる。
【００２３】
本発明で使用されるトナーとしては、表面に研磨剤を付着させたものが使用される。このトナーは、画像形成に使用されるほか、転写器６で転写されなかった残留トナーを利用して感光体１の表面を研磨するために用いられる。このようなトナーは、バインダー樹脂、着色剤などからなるトナー本体の表面にシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの研磨剤を付着させて製造される。研磨剤の付着は静電気的であってもよく、あるいは熱的もしくは機械的な衝撃で研磨剤をトナー本体に打ち込んで表面から研磨剤が突出するように付着させてもよい。
【００２４】
クリーニング装置７は、図２に示すように、前記感光体２表面の残留トナー１６を除去するためのクリーニングブレード１０と、このクリーニングブレード１０よりも感光体２の回転方向上流側に設けられ前記残留トナー１６を周面に付着させて前記感光体２の表面を研磨するようにした研磨ローラ１１と、この研磨ローラ１１に当接回転するトナー掻き取りローラ１２とを備えており、これらはクリーニングケース１３内に配設されている。
【００２５】
すなわち、クリーニングケース１３は、感光体２と対向する面が開口しており、この開口部の感光体回転方向下流側の縁部にクリーニングブレード１０が取付けられている。クリーニングブレード１０としては、感光体２に対して耐磨耗性やクリーニング特性に優れたゴム材（例えばウレタンゴムなど）が使用される。
【００２６】
また、クリーニングケース１３の開口部において、研磨ローラ１１の周面が感光体２に接触する。この研磨ローラ１１は、シャフトの外周に発泡重合体、例えば発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭなどの発泡ゴム体を被覆形成したものである。研磨ローラ１１は感光体２とは別の駆動機構を持ち、例えば、画像形成時にはトナー像に振動を与えないように駆動機構をオフに切り替え、感光体２の回転に従動させる。一方、非画像形成時には前記駆動機構により研磨ローラ１１を研磨位置における感光体２の回転方向と同方向に回転駆動させ、感光体２の表面を研磨する。このとき、研磨部位における研磨ローラ１１の回転速度と感光体２の回転速度との間には差をもたせてあり、これにより感光体１の研磨力を向上させている。また、研磨ローラ１１の感光体２への研磨力は、研磨ローラ１１と感光体２との線圧およびそれらのニップ部に存在するトナーの量などによって決定される。
【００２７】
研磨ローラ１１に当接回転するトナー掻き取りローラ１２は、図示しない独自の回転駆動源により回転駆動する。掻き取りローラ１２の回転方向は、掻き取り位置において研磨ローラ１１と逆方向であるのが好ましいが、回転数比を変えれば研磨ローラ１１と同方向であってもよい。
【００２８】
掻き取りローラ１２は、例えば少なくとも周面がステンレス鋼などの金属材や、樹脂材（例えばポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミドアミド）などによって形成されており、この周面にサンドブラスト処理やビーズブラスト処理等の粗面処理が施される。この粗面処理によって形成される表面の凹凸度合い、つまり凹凸溝の深さや凹溝の面積は、研磨ローラ１１と掻き取りローラ１２との間のニップ量や回転数比と共に、掻き取りローラ１２のトナー掻き取り量に関係する。
【００２９】
具体的には、研磨ローラ１１と掻き取りローラ１２との間のニップ量は０．１〜０．５ｍｍ程度であるのが好ましい。また、両ローラ１１，１２の回転数比は、逆方向の場合で研磨ローラ１１の１．０に対して掻き取りローラ１２が１．２〜１．５であるのがよく、同方向の場合で研磨ローラ１１の１．０に対して掻き取りローラ１２が１．１〜１．４であるのがよい。掻き取りローラ１２の凹凸溝は、研磨ローラ１１から受け取ったトナー１６を凹凸溝内に保持するためのものであるので、凹凸溝の深さや凹溝の面積は使用するトナー１６の粒径などによって決定されるが、通常、深さは１０〜３０μｍ、凹溝の面積は総面積に対して３０〜５０％の割合であるのがよい。
【００３０】
このような掻き取りローラ１２を研磨ローラ１１に当接回転させることにより、研磨ローラ１１に余剰の残留トナー１６が感光体２と研磨ローラ１１とのニップ部に送られるのを防止し、適量の残留トナー１６をニップ部に送ることにより、最適な研磨が可能となる。また、掻き取りローラ１２と研磨ローラ１１との接触部にはトナー滞留部Ａが形成されるので、研磨ローラ１１の軸方向全体にトナー１６を均一に付着させることが可能になり、感光体２の研磨にムラをが生じるのを防止することができる。
【００３１】
クリーニングケース１３の内部には、前記掻き取りローラ１２に当接するスクレーパ１４（トナー規制板）が設けられる。このスクレーパ１４はクリーニングケース１３と一体に形成されて、クリーニングケース１３の内壁面底部から立設され、先端部が屈曲して掻き取りローラ１２の下部に当接している。スクレーパ１４およびクリーニングケース１３は、例えばポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミドアミドなどの各種樹脂材などを使用することができる。また、スクレーパ１４をクリーニングケース１３と別体にし、このケース１３内に取り付けるようにすることもできる。この場合には、ゴム材などの軟質材でスクレーパ１４を構成してもよい。
このようなスクレーパ１４によって掻き取りローラ１２から残留トナー１６を掻き落とし、研磨ローラ１１へのトナー１６の付着量が適正で均一になるようにしている。
【００３２】
掻き取りローラ１２の下方には、掻き取りローラ１２から掻き落とされたトナー１６を収容するためのトナー収容部１７が設けられている。このトナー収容部１７内には搬送ローラ１５（スクリューコンベヤ）が取り付けられており、スクレーパ１４によって掻き取りローラ１２から掻き落とされたトナー１６を攪拌しながらクリーニングケース１３の外へ搬送する。トナー１６は、ついで現像装置５へと搬送される。前記スクレーパ１４は、トナー収容部１７を研磨ローラ１１と仕切るための仕切板としても機能し、搬送ローラ１５側へ掻き落とされたトナー１６が再び研磨ローラ１１に付着するのを防止する。
【００３３】
なお、掻き取りローラ１２には、トナー１６と逆極性のバイアスを印加してもよい。これにより、掻き取りローラ１２にトナー１６が吸着しやすくなり、効率よく研磨ローラ１１の表面に付着したトナー１６を掻き取ることができる。
【００３４】
本発明の他の実施形態にかかる画像形成装置について説明する。この実施形態にかかる画像形成装置におけるクリーニング装置は、掻き取りローラ１２に代えてファーブラシを用いたものである。このファーブラシを研磨ローラ１１に当接回転させることにより、研磨ローラ１１の表面から余剰の残留トナーを掻き取ることができる。研磨ローラ１１の回転方向に対するファーブラシの回転方向は特に限定されず、同方向および逆方向のいずれであってもよく、また回転速度も適宜決定することができる。その他は上記実施形態と同じである。
【００３５】
なお、上記実施形態では、掻き取りローラ１２の粗面処理としてブラスト処理を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、掻き取りローラ１２の表面に溝加工を施してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、研磨ローラからトナーを掻き取るために、回転するトナー掻き取りローラまたはファーブラシを使用しているので、固定したスクレーパを使用した場合のように研磨ローラとの接触面が短期間に削れてくることがなく、従ってトナー飛散を生じさせることなく研磨ローラ表面の余剰のトナーを長期間にわたり掻き取ることができ、かつ研磨ローラの回転トルクが上昇したり、ジッタが悪化するのを防止することができ、しかも装置もコンパクトである。
このように本発明によれば、研磨ローラの表面に適量の残留トナーが長期間にわたって付着するので、感光体の研磨力を長期間維持することができ、従って像流れが生じない良好な画像を形成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す概略説明図である。
【図２】クリーニング装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１：画像形成装置、２：感光体、３：帯電器、４：露光器、５：現像装置、６：転写器、７：クリーニング装置、８：除電器、１０：クリーニングブレード、１１：研磨ローラ、１２：掻き取りローラ、１３：クリーニングケース、１４：スクレーパ、１５：搬送ローラ、１６：残留トナー

Claims (8)

1. 感光体の周囲に、この感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、この現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、前記感光体に残留した残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを配設した画像形成装置であって、
   前記クリーニング装置が、前記感光体表面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、このクリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に設けられ前記残留トナーを周面に付着させて前記感光体表面を研磨するようにした研磨ローラと、この研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取るようにしたトナー掻き取りローラとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体がアモルファスシリコン系感光体である請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記掻き取りローラにトナー掻き落とし用スクレーパが当接した請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記掻き取りローラが、周面を粗面加工したローラである請求項１〜３のいずれかにに記載の画像形成装置。
5. 前記掻き取りローラが金属ローラまたは樹脂ローラである請求項１〜４のいずれかにに記載の画像形成装置。
6. 前記掻き取りローラが、バイアスの印加された帯電ローラである請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記研磨ローラをクリーニング位置において前記感光体と同方向に回転駆動させるか、または従動させる請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 感光体の周囲に、前記感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、前記現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、前記感光体に残留した残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを配設した画像形成装置であって、
   前記クリーニング装置が、前記感光体表面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、このクリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に設けられ前記残留トナーを周面に付着させて前記感光体表面を研磨するようにした研磨ローラと、この研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取るようにしたファーブラシとを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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