JP2004361776A

JP2004361776A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004361776A
Application number: JP2003161730A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ueda; 博之上田
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】アモルファスシリコン感光体を使用した画像形成装置において、クリーニングブレードからのトナーのすり抜けやクリーニングブレードへのトナー融着等を発生することなく、長期にわたりクリーニングローラの感光体に対する高い研磨力を一定に維持することができる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】画像形成時においては、クリーニングローラ６の移動方向が、感光体１と対向する位置において感光体の移動方向と逆方向であって、非画像形成時には同方向であることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと略記する）系感光体を用いた画像形成装置に関し、特に研磨ローラを用いて像流れの発生を抑制した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドラム又はベルト等の表面にａ−Ｓｉ系の感光層を被着形成してなる感光体を搭載した画像形成装置においては、高硬度、且つ、長寿命という特徴である反面、像流れが発生していた。
【０００３】
このような像流れは次のような原因で発生する。すなわち、帯電装置で放電させるとＮＯｘやＳＯｘ等の水溶性イオン生成物ができて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感光体に残存する。このような状態で、高湿度環境の下では、水溶性イオン生成物が大気中の水分を吸収して感光体の抵抗値を低下させ、これにより、静電潜像のエッジ部において電位の広がりが生じ、その結果、像流れが発生する。
【０００４】
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て吸収された水分を蒸発させて感光体の抵抗値が下がるのを抑えていた。しかしながら、このようなヒータにより感光体を加熱する方式の画像形成装置では、電極や電源などの部品点数が多くなり、コストアップになるばかりか、安全性の問題も考慮する必要があった。
【０００５】
そこで、ヒータを用いないで、これに代えて、クリーニングローラを転写装置とクリーニングブレードの間に設け、さらに、研磨剤が付着したトナーの内、転写後に感光体表面に残る残留トナーをクリーニングローラの周面に担持させ、このトナーが担持されたクリーニングローラにより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、これにより、感光体表面の微小な溝部に入った水溶性イオン生成物を容易に除去させる技術が知られている。
【０００６】
例えば、特開平７−２３４６１９には、感光体ドラム周囲にクリーニングブレードとクリーニングローラとを備え、クリーニングローラが、感光体ドラムと対向する位置において感光体ドラムの回転方向と逆方向に回転する画像形成装置が開示されている。クリーニングローラを感光体ドラムとの対向位置にて逆方向に回転させると、同方向に回転させる場合に比較して、クリーニングローラと感光体ドラムとのニップ部で、研磨剤が付着したトナーを多量に担持することができ高い研磨力が得られる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２３４６１９
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のように、クリーニングローラを感光体ドラムとの対向位置にて逆方向に回転させると、クリーニングブレードにより除去された残留トナーがクリーニングローラ上に移動するが、その際、滞留するトナー量が多くなり過ぎてクリーニングブレード側へ戻り、クリーニングブレードからのトナーのすり抜けやクリーニングブレードへのトナー融着という問題が発生したり、研磨力が高くなり過ぎて感光体の寿命が短くなったりするという問題が発生する。
【０００９】
また、高湿度環境下では余剰トナー同士が湿気で固まりトナー塊ができやすく、これがクリーニングローラに付着した状態で感光体表面を研摩するとトナー塊が感光体にブロッキングして感光体の回転が乱れ、トナー飛散が生じたり画像のスジが現れたりする問題もある。更に、多量の紙粉が研磨ローラ上に供給された場合には、研磨ローラ上のトナー密度が減少して研磨能力が低下するといった問題も発生する。
【００１０】
本発明は、上記問題のトナーのすり抜けやトナー融着等の問題を発生することなく、長期にわたりクリーニングローラの感光体に対する高い研磨力を一定に維持することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系感光体の周囲に、この感光体表面に形成された静電潜像に研磨剤が付着した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材に転写するための転写装置と、前記感光体に残留した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、クリーニングブレードよりも感光体の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摺擦研磨するクリーニングローラとを備え、画像形成時においては、前記クリーニングローラの移動方向が、前記感光体と対向する位置において前記感光体の移動方向と逆方向であって、非画像形成時には同方向であることを特徴とする。
【００１２】
前記画像形成装置によれば、画像形成時においては、クリーニングローラの移動方向が、感光体と対向する位置において感光体の移動方向と逆方向であるため、感光体に対して高い研磨力を発揮し像流れが発生せず、且つ、非画像形成時においては、クリーニングローラの移動方向が、感光体と対向する位置において感光体の移動方向と同方向であるため、研磨ローラ上の余剰トナーを除去しトナーすり抜けやトナー飛散を発生させない。
【００１３】
更には、画像形成中に上述のように紙粉が混入したりトナー塊が発生したとしても、非画像形成時にそれらを除去することができる。
【００１４】
前記クリーニングローラは独自の駆動系を持ち、画像形成時においては感光体とは別の駆動系で移動し、非画像形成時には独自の駆動系を切って感光体の移動に従動させるようにクリーニングローラの駆動系を構成することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本発明を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、画像形成装置の一例であるプリンタＡの概略構成図、図２はプリンタＡに搭載したａ−Ｓｉ系の感光体の層構成を示す断面図、図３は画像形成時のクリーニング装置の拡大説明図、図４は非画像形成時のクリーニング装置の拡大説明図である。
【００１６】
プリンタＡは図１に示すようにドラム状に形成された感光体１の回転方向に沿って帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置９、除電装置１０が順次配設され、その画像形成として、まず帯電装置２で感光体１表面を帯電し、次に露光装置３により静電潜像を形成し、更に、現像装置４のローラ４０で感光体１表面側にトナーを搬送した後、その静電潜像にトナーを付着させてトナー像化し、このトナー像を転写装置５の転写ローラ５０で転写紙１１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９で除去され、トナーを除去した後の感光体１表面の残留電荷を除電装置１０で除電する。続いて次の画像形成を行うために、再度、帯電装置２を作動させて上述の動作を繰り返す。
【００１７】
次に上述の構成の中で、本発明の特徴である感光体、トナー、クリーニング装置の構成について説明する。
＜感光体＞
図２に示すように、導電性基板２０上に、例えば、ａ−Ｓｉ系の光導電層２１を形成し、その上面にａ−Ｓｉ系のＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮなどの無機絶縁体または無機半導体から成る表面保護層２２が積層されている。
＜トナー＞
トナーは表面に研磨剤が付着している。このトナーは、それ自体が画像を形成するだけでなく、転写装置５で未転写となった残余のトナーを利用して感光体１の表面を研摩するために用いられる。トナーの構成としては、バインダ樹脂をトナー母粒子として表面にシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の研磨剤を付着させる。この研磨剤をトナー母粒子に付着させる方法としては、静電的に吸着させてもよく、トナー母粒子の表面に熱的・機械的な衝撃を加えることで研磨剤を打ち込んで保持させてもよい。このように打ち込んだ研磨剤の粒子はトナー母粒子に完全に埋没させるのではなく一部突き出すように構成してもよい。
【００１８】
本発明では、画像形成時において、クリーニングローラの移動方向を感光体と対向する位置において感光体の移動方向と逆方向にすることで感光体の研磨力を大きくしている。このために研磨剤の添加量を少なく設定することが可能である（トナーに対して０．５〜１．０ｗｔ％）。このように研磨剤の添加量を少なくすることによりトナー定着性の向上や、カラートナーの場合には色相の変化を抑えることが可能となる。
＜クリーニング装置＞
図３、４に示すように感光体１の表面に当接し、転写されずに感光体１の表面に残った残留トナーを除去するクリーニングブレード１２と、感光体１表面を研摩するクリーニングローラ６とを備える。また、クリーニングローラ６の下部にはクリーニングローラ６に当接し、クリーニングローラ上のトナーを除去する第１、第２スクレーパ８、８０を備える。スクレーパ８により除去されたトナーは搬送スパイラル７により回収される。
【００１９】
クリーニングブレード１２は感光体１に対する耐磨耗性，ゴム弾性の安定性，確実なクリーニング性からウレタンゴムが用いられ、そのゴム硬度はＪＩＳＡで６０〜８０度のものが使用される。
【００２０】
クリーニングローラ６は、シャフト６０の外周に発泡ウレタンゴムを被覆形成して成る。この発泡ウレタンゴムの硬度としては、発泡ウレタンゴムの中央部にシャフト６０を挿入させた状態で、２０〜６０度ＨＳ（アスカーＣ）のものが使用される。
【００２１】
本発明において、このクリーニングローラ６は独自の駆動系を持ち、画像形成時においては、図３に示すようにクリーニングローラの移動方向が、感光体１と対向する位置において前記感光体の移動方向と逆方向であって、非画像形成時には図４に示すように同方向であることを特徴とする。そして、非画像形成時にのみ、その独自の駆動系を切って感光体１の移動に従動させるようにクリーニングローラの駆動系を構成することが好ましい。
【００２２】
画像形成時には、図３に示すように、感光体１表面の転写紙に転写されずに残留したトナーはクリーニングブレード１２またはクリーニングローラ６により除去される。クリーニングブレード１２により除去されたトナーはクリーニングローラ６の上方の部分（Ｘ）に滞留し、クリーニングローラ６の回転によりクリーニングローラ６に保持された状態で感光体１の表面を研磨する。その後、クリーニングローラ６に保持されたトナーの一部は第２スクレーパ８０により除去される。第２スクレーパ８０は金属の平板で形成されており、平板部がクリーニングローラ６に一定の圧で当接されている。クリーニングローラ６は発泡弾性部材で形成されているために一部のトナーは第２スクレーパをすり抜ける。そこで更に、金属の平板で形成された第１スクレーパ８を設け、平板部の一辺がクリーニングローラ６に一定の圧で当接されている。すると、第２スクレーパ８０をすり抜けた一部のトナーは第１スクレーパ８で除去されて、搬送スパイラル７で回収される。この時、例えばクリーニングローラ６に対する第１スクレーパ８の当接圧を、第２スクレーパ８０の当接圧よりも大きく設定することで、大部分のトナーは第１スクレーパ８で除去することができる。
【００２３】
前述のように、画像形成時に図３のＸの部分に滞留する余剰トナーが多くなると、余剰トナーが感光体１の回転方向下流側に戻り、クリーニングブレード１２からのトナーのすり抜けやクリーニングブレード１２へのトナー融着といった現象が発生する。また、高湿度環境下では余剰トナー同士が湿気で固まりトナー塊ができやすくこれが画像形成に不具合を発生させたり、多量の紙粉が研磨ローラ上に供給された場合には、研磨ローラ上のトナー密度が減少して研磨能力が低下するといった問題も発生する。
【００２４】
そこで、クリーニングローラ６の駆動を制御することにより、画像形成時に図３のＸの部分に滞留した余剰トナー（またはトナー塊、紙粉）が、非画像形成時には、図４に示すようにクリーニングローラ６の回転により搬送スパイラル７の方向に移動される。そして、第１スクレーパ８により除去され、更には搬送スパイラル７により排出されるために上記のような不具合が発生しない。
【００２５】
また、非画像形成時において、上記のように余剰トナーを搬送スパイラル７の方向へ移動させることができるが、第１スクレーパ８により除去されなかった一部のトナーはクリーニングローラ６により保持されるために、感光体の研磨は継続して実施される。
【００２６】
ここで、非画像形成時とは、例えばプリンタＡの電源がＯＮされた時、省エネルギーモードから復帰した時等が挙げられるが、画像形成終了後の感光体１が停止する前であることが好ましい。また、これらのタイミングを複数組み合わせることも可能である。
【００２７】
画像形成時において、研磨部位における感光体１の回転速度とクリーニングローラ６の回転速度は差を持たせることが好ましい。本発明では、画像形成時において、クリーニングローラの移動方向を感光体と対向する位置において感光体の移動方向と逆方向にすることで感光体の研磨力を大きくしている。このために、研磨部位におけるクリーニングローラの回転速度を感光体の回転速度に対して０．３〜０．５倍に遅く設定することが可能で、このように遅く設定することにより感光体の回転むらや回転位置ずれによるジッタの発生を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、クリーニングローラを備えたアモルファスシリコン感光体を使用した画像形成装置において、画像形成時においては、クリーニングローラの移動方向が、感光体と対向する位置において感光体の移動方向と逆方向であって、非画像形成時には同方向であるようにすることで、クリーニングブレードからのトナーのすり抜けやクリーニングブレードへのトナー融着等を発生することなく、長期にわたりクリーニングローラの感光体に対する高い研磨力を一定に維持することができる画像形成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例であるプリンタの概略説明図である。
【図２】本発明に用いられるａ−Ｓｉ系感光体の層構成を示す図である。
【図３】本発明の画像形成時におけるクリーニング装置の拡大説明図である。
【図４】本発明の非画像形成時におけるクリーニング装置の拡大説明図である。
【符号の説明】
１：感光体
２：帯電装置
３：露光装置
４：現像装置
４０：現像ローラ
５：転写装置
５０：転写ローラ
６：研磨ローラ
７：搬送スパイラル
８：第１スクレーパ
８０：第２スクレーパ
９：クリーニング装置
１０：除電装置
１１：転写紙
１２：クリーニングブレード

Claims

アモルファスシリコン系感光体の周囲に、この感光体表面に形成された静電潜像に研磨剤が付着した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材に転写するための転写装置と、前記感光体に残留した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、クリーニングブレードよりも感光体の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摺擦研磨するクリーニングローラとを備え、
画像形成時においては、前記クリーニングローラの移動方向が、前記感光体と対向する位置において前記感光体の移動方向と逆方向であって、非画像形成時には同方向であることを特徴とする画像形成装置。
前記クリーニングローラは独自の駆動系を持ち、画像形成時においては前記感光体とは別の駆動系で移動し、非画像形成時には独自の駆動系を切って感光体の移動に従動させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。