JP2005156852A

JP2005156852A - 表面保護層を有する感光体のクリーニング装置

Info

Publication number: JP2005156852A
Application number: JP2003394228A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Kuramoto; 晋匡倉本; Ryuichi Niigae; 龍一新ケ江; Makoto Morita; 誠森田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】クリーニング部材への異物の付着及び堆積を抑えつつ、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すこと。
【解決手段】導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層された表面保護層を有する感光体１０１と、トナー画像の転写後に感光体の表面に残留するトナーをクリーニングする光触媒物質を含有するクリーニングブレード１１０と、感光体１０１とクリーニングブレード１１０との接点近傍へ紫外線を照射する紫外線照射装置１１１と、を具備し、紫外線照射による光酸化作用でクリーニングブレード１１０への異物の付着を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられる感光体のクリーニング装置に関し、特に、表面保護層を有する感光体のクリーニング装置に関する。

従来から、有機系感光体の表面に、耐熱性向上を目的として保護層をオーバーコートする方法があり、例えば、その表面保護層としてダイヤモンド状カーボン膜（ＤＬＣ膜）が用いたものがある。そして、画像形成時の均一帯電装置とクリーニング装置との間に、逆極性電荷付与装置及び全面露光装置を配置し、ＤＬＣ膜による残留電位を効率良く低減化させて電気的安定化を計り、長期的に安定した良好な画像品質を維持する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、クリーニング部材を、高分子固体潤滑材に導電性を付与した材料により形成し、当該クリーニング部材に対して交流電圧を供給して圧電振動により微小振動させ、小粒径トナーや紙粉や析出物などを良好に除去する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−２１４４９７号公報特開平５−１８８８３２号公報

しかしながら、前者の従来の技術においては、感光体の表面保護層が、ある程度の硬度を有し残留電位を効率良く低減化できる点において有効ではあるが、記録枚数の増加によって経時的に変化した際の感光体表面におけるクリーニング性に関しては必ずしも満足のいくものではないという問題がある。

また、後者の従来の技術においては、異物（小粒径トナー、紙粉等）の除去作用としてはある程度期待できるものであるが、クリーニング部材における圧電振動のみによる構成では、クリーニング部材には異物が付着又は堆積し、その結果、感光体の表面保護層にキズが生じ、十分なクリーニング作用を施すことができないという問題がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みて為されたものであり、クリーニング部材への異物の付着及び堆積を抑えつつ、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる表面保護層を有する感光体のクリーニング装置を提供することを目的とする。

本発明は、導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層された表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に感光体の表面に残留するトナーをクリーニングする光触媒物質を含有するクリーニング部材と、感光体とクリーニング部材との接点近傍へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備し、紫外線照射による光酸化作用でクリーニング部材への異物の付着を抑制するものである。

本発明に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置によれば、クリーニング部材への異物の付着及び堆積を抑えつつ、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

本発明の第１の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置は、導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層された表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残留するトナーをクリーニングする光触媒物質を含有するクリーニング部材と、前記感光体と前記クリーニング部材との接点近傍へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、紫外線照射手段からの紫外線による光酸化作用によりクリーニング部材に付着等した異物を除去することができるので、クリーニング部材への異物の付着及び堆積を抑えることができる。この結果、感光体の表面にキズが生じる事態を回避できるので、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、前記クリーニング部材を導電性とし、これに所定の電圧を印加する構成を採る。

この構成によれば、クリーニング部材に対してトナーと逆極性の電圧を印加することで、感光体の表面に残留したトナーをより効果的に除去することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、前記クリーニング部材に圧電素子を設け、当該クリーニング部材に微小振動を与える構成を採る。

この構成によれば、圧電素子に交流電圧を供給することで発生する圧電振動によりクリーニング部材を微小振動させることができるので、クリーニング部材に付着又は堆積したトナーや異物などをより効果的に除去することができる。

本発明の第４の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置は、導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層され、光触媒物質を含有する第１の表面保護層と光酸化作用を受けない第２の表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング部材と、前記感光体の前記第１の表面保護層へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、第２の表面保護層により紫外線照射手段からの紫外線による光酸化作用を回避しつつ、紫外線照射手段からの紫外線による光酸化作用により第１の表面保護層に付着したトナーを除去することができる。この結果、感光体の表面にキズが生じる事態を回避できるので、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

本発明の第５の態様は、第４の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、前記クリーニング部材を導電性とし、これに所定の電圧を印加する構成を採る。

本発明の第６の態様は、第４又は第５の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、前記クリーニング部材に圧電素子を設け、当該クリーニング部材に微小振動を与える構成を採る。

本発明の第７の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置は、導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層され、光触媒物質を含有する第１の表面保護層と光酸化作用を受けない第２の表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残留するトナーをクリーニングする光触媒物質を含有するクリーニング部材と、前記感光体と前記クリーニング部材との接点近傍へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、紫外線照射手段からの紫外線による光酸化作用によりクリーニング部材に付着等した異物を除去することができるので、クリーニング部材への異物の付着及び堆積を抑えることができる。また、第２の表面保護層により紫外線照射手段からの紫外線による光酸化作用を回避しつつ、紫外線照射手段からの紫外線による光酸化作用により第１の表面保護層に付着したトナーを除去することができる。この結果、感光体の表面にキズが生じる事態を回避できるので、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

本発明の第８の態様は、第７の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、前記クリーニング部材を導電性とし、これに所定の電圧を印加する構成を採る。

本発明の第９の態様は、第７又は第８の態様に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、前記クリーニング部材に圧電素子を設け、当該クリーニング部材に微小振動を与える構成を採る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置が適用される画像形成装置における画像形成部周辺の構成を示す図である。

かかる画像形成装置においては、同図に示すように、感光体１０１の近傍に帯電装置１０２、露光装置１０３、現像装置１０４及び転写装置１０５が配置されている。感光体１０１は、表面保護層を有するが、かかる表面保護層の構成については後述する。感光体１０１は、不図示の駆動機構により同図中矢印方向に回転する。

帯電装置１０２は、感光体１０１の表面を均一に帯電させる。露光装置１０３は、帯電された表面をレーザ光により露光させて潜像画像を形成する。現像装置１０４は、内蔵する現像ローラ１０６に現像剤（トナー）を供給し一定量のトナーを感光体１０１の表面に形成された潜像画像に付着させる。転写装置１０５は、潜像画像に付着したトナーを、搬送ローラ１０７により搬送される記録紙１０８に対して転写する。

また、感光体１０１の回転方向であって、転写装置１０５の下流側にクリーニング装置１０９が配置されている。クリーニング装置１０９は、記録紙１０８への転写後に感光体１０１の表面上に残留するトナーを除去する。クリーニング装置１０９は、感光体１０１の表面に残留したトナーに直接接触して除去するクリーニングブレード１１０及びクリーニングブレード１１０と感光体１０１との接点近傍に紫外線を照射する紫外線照射装置１１１を備えている。

実施の形態１に係るクリーニング装置１０９において、クリーニングブレード１１０は、光触媒物質を含有している。具体的には、クリーニングブレード１１０を酸化チタンコート樹脂又は酸化チタン粒子含有樹脂で構成することで、クリーニングブレード１１０に光触媒物質を含有させている。なお、クリーニングブレード１１０の構成としては、光触媒物質を含有させる場合に限らず、上述の酸化チタン粒子含有樹脂でコーティングして構成するようにしてもよい。

紫外線照射装置１１１からの紫外線が、光触媒物質を含有するクリーニングブレード１１０に照射されると、クリーニングブレード１１０に付着又は堆積した異物が光酸化作用を起こし、除去し易くなる。実施の形態１に係るクリーニング装置１０９においては、かかる特性を利用してクリーニングブレード１１０に付着又は堆積した異物を除去する。

しかしながら、かかる構成でクリーニングブレード１１０に付着又は堆積した異物を除去する場合には、紫外線照射装置１１１からの紫外線により感光体１０１の表面にまで光酸化作用を及ぼし、感光体１０１自体が劣化する事態を引き起こし得る。このため、実施の形態１に係る感光体１０１においては、抗光酸化作用を有する表面保護層を設けている。以下、実施の形態１に係る感光体１０１の構成について説明する。

図２は、実施の形態１に係る感光体１０１の構成を示す拡大図である。

同図に示すように、実施の形態１に係る感光体１０１は、導電性支持体２０１に対して電荷発生層２０２及び電荷輸送層２０３が積層され、さらにその上に表面保護層２０４が積層された構成としている。実施の形態１に係る感光体１０１においては、この表面保護層２０４に抗光酸化作用を備えさせている。

図３は、実施の形態１に係る感光体１０１の表面保護層２０４の材料、形成方法の一例を示している。

同図に示すように、表面保護層２０４は、材料としてダイヤモンドライクカーボンを用いて炭化水素のプラズマＣＶＤ法により形成することが考えられる。また、材料としてフッソ系樹脂又はシリコン系樹脂を用いて浸漬法により形成することが考えられる。このような材料及び形成方法により形成した場合には、表面保護層２０４に抗光酸化作用を備えさせることができる。このため、紫外線照射装置１１１によって紫外線を照射された場合においても、感光体１０１の表面に光酸化作用が及ぶことはなく、感光体１０１自体の劣化を確実に回避することができる。

このように実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置によれば、紫外線照射装置１１１からの紫外線による光酸化作用によりクリーニングブレード１１０に付着等した異物を除去することができるので、クリーニングブレード１１０への異物の付着及び堆積を抑えることができる。この結果、感光体１０１の表面にキズが生じる事態を回避できるので、記録枚数が増加した場合でも表面保護層２０４を破壊することなく、表面保護層２０４を有する感光体１０１に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

図４及び図５は、実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置によるクリーニング作用をより有効に機能させる構成について示す図である。

図４においては、クリーニングブレード１１０を導電性部材で構成し、かかるクリーニングブレード１１０に電圧を印加する電圧印加装置４０１を設けた場合について示している。これによれば、電圧印加装置４０１によりクリーニングブレード１１０に対してトナーと逆極性の電圧を印加することで、感光体１０１の表面に残留したトナーをより効果的に除去することができる。この結果、クリーニングブレード１１０への異物の付着及び堆積を抑えつつ、感光体１０１の表面に残留したトナーをより効果的に除去することができる。

図５においては、図４に示す電圧印加装置４０１に加え、さらにクリーニングブレード１１０に圧電素子５０１を設けた場合について示している。これによれば、圧電素子５０１に交流電圧を供給することで発生する圧電振動によりクリーニングブレード１１０を微小振動させることができるので、クリーニングブレード１１０に付着又は堆積したトナーや異物などをより効果的に除去することができる。この結果、感光体１０１の表面に残留したトナーをより効果的に除去する効果を得ると共に、より確実にクリーニングブレード１１０への異物の付着及び堆積を抑えることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置においては、クリーニングブレードに光触媒物質を含有させ、このクリーニングブレードと感光体との接点に紫外線を照射する一方、感光体に抗光酸化作用を有する表面保護層を設けている。これに対し、実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置は、感光体に光触媒物質を含有させた第１の表面保護層と、抗光酸化作用を有する第２の表面保護層とを設けている点で相違する。

また、実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置においては、クリーニングブレードが光触媒物質を含有していない点及び紫外線照射装置が第１の表面保護層に紫外線を照射する点においても実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置と相違する。なお、その他の構成においては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。

以下、実施の形態２に係る感光体１０１の構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る感光体１０１の構成を示す拡大図である。

同図に示すように、実施の形態２に係る感光体１０１は、表面保護層２０４が第１の表面保護層６０１と、第２の表面保護層６０２とで構成されている点で実施の形態１に係る感光体１０１と相違する。

第１の表面保護層６０１は、実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置におけるクリーニングブレード１１０と同様に、光触媒物質を含有している。第２の表面保護層６０２は、実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置における表面保護層２０４と同様に、抗光酸化作用を備えている。

図７は、実施の形態２に係る感光体１０１の第１の表面保護層６０１及び第２の表面保護層６０２の材料、形成方法の一例を示している。

同図に示すように、第１の表面保護層６０１は、材料として酸化チタンを用いて有機チタン化合物のプラズマＣＶＤ法により形成することが考えられ、また、材料として酸化チタン粒子含有樹脂を用いて浸漬法により形成することが考えられる。一方、第２の表面保護層６０２は、材料としてダイヤモンドライクカーボンを用いて炭化水素のプラズマＣＶＤ法により形成することが考えられ、また、材料としてフッソ系樹脂又はシリコン系樹脂を用いて浸漬法により形成することが考えられる。なお、これらの第１の表面保護層６０１と第２の表面保護層６０２との組合せは相互に交換が可能である。

このような材料及び形成方法により形成された第１の表面保護層６０１及び第２の表面保護層６０２のうち、紫外線照射装置１１１は、第１の表面保護層６０１に紫外線を照射する。紫外線が照射されることにより、第１の表面保護層６０１に付着したトナーは、光酸化作用を起こし、除去され易くなる。一方、第２の表面保護層６０２は、抗光酸化作用を備えているため、紫外線照射装置１１１によって紫外線を照射された場合においても、第２の表面保護層６０２に光酸化作用が及ぶことはなく、感光体１０１自体の劣化を確実に回避することができる。

このように実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置によれば、第２の表面保護層６０２により紫外線照射装置１１１からの紫外線による光酸化作用を回避しつつ、紫外線照射装置１１１からの紫外線による光酸化作用により第１の表面保護層６０１に付着したトナーを除去することができる。この結果、感光体１０１の表面にキズが生じる事態を回避できるので、記録枚数が増加した場合でも表面保護層２０４を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

図８は、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置により得られる効果の一例を示す図である。図８において、上から１つ目〜４つ目が実施の形態１に関連する効果であり、５つ目〜８つ目が実施の形態２に関連する効果である。

なお、図８においては、特に、高温高湿環境において１０万枚記録した後の画像流れ及び低温低湿環境において５０万枚記録した後のトナーフィルミングの発生状況を比較することで効果を示している。

同図の上から１つ目〜４つ目に示すように、実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、クリーニングブレード１１０に光触媒物質を含有させない場合には、画像流れ及びトナーフィルミングの双方が発生している。これに対し、クリーニングブレード１１０に光触媒物質を含有させた場合には画像流れ及びトナーフィルミングの双方の発生が抑制されていることが分かる。さらに、クリーニングブレード１１０に電圧を印加した場合及び電圧を印加した上にさらに圧電素子を設けた場合にはトナーフィルミングの発生がより顕著に抑制されていることが分かる。

一方、同図の上から５つ目〜８つ目に示すように、実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置において、第１の表面保護層６０１に光触媒物質を含有させない場合には、画像流れ及びトナーフィルミングの双方が発生している。これに対し、第１表面保護層６０１に光触媒物質を含有させた場合には画像流れ及びトナーフィルミングの双方の発生が抑制されていることが分かる。さらに、クリーニングブレード１１０に電圧を印加した場合及び電圧を印加した上にさらに圧電素子を設けた場合にはトナーフィルミングの発生がより顕著に抑制されていることが分かる。

なお、以上の説明では、実施の形態１及び実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置についてそれぞれ独立して構成した場合について説明している。しかし、これに限定されず、実施の形態１に係る感光体の構成を、実施の形態２に係る感光体の構成に置換することは実施の形態として望ましい。この場合には、クリーニングブレード１１０への異物の付着等を確実に回避しつつ、感光体１０１の表面に残留したトナーを除去することができ、さらに、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができる。

本発明に係るによれば、クリーニング部材への異物の付着及び堆積を抑えつつ、記録枚数が増加した場合でも表面保護層を破壊することなく、表面保護層を有する感光体に対して効率的かつ十分なクリーニング作用を施すことができ、クリーニング部材や感光体のメンテナンスの回数を削減できる点で有用である。

本発明の実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置が適用される画像形成装置における画像形成部周辺の構成を示す図実施の形態１に係る感光体の構成を示す拡大図実施の形態１に係る感光体の表面保護層の材料、形成方法の一例を示す図実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置によるクリーニング作用をより有効に機能させる構成について示す図実施の形態１に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置によるクリーニング作用をより有効に機能させる構成について示す図本発明の実施の形態２に係る感光体の構成を示す拡大図実施の形態２に係る感光体の第１の表面保護層及び第２の表面保護層の材料、形成方法の一例を示す図実施の形態１及び実施の形態２に係る表面保護層を有する感光体のクリーニング装置により得られる効果の一例を示す図

符号の説明

１０１感光体
１０２帯電装置
１０３露光装置
１０４現像装置
１０５転写装置
１０９クリーニング装置
１１０クリーニングブレード
１１１紫外線照射装置
２０１導電性支持体
２０２電荷発生層
２０３電荷輸送層
２０４表面保護層
４０１電圧印加装置
５０１圧電素子
６０１第１の表面保護層
６０２第２の表面保護層

Claims

導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層された表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残留するトナーをクリーニングする光触媒物質を含有するクリーニング部材と、前記感光体と前記クリーニング部材との接点近傍へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備することを特徴とする表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
前記クリーニング部材を導電性とし、これに所定の電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
前記クリーニング部材に圧電素子を設け、当該クリーニング部材に微小振動を与えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層され、光触媒物質を含有する第１の表面保護層と光酸化作用を受けない第２の表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング部材と、前記感光体の前記第１の表面保護層へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備することを特徴とする表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
前記クリーニング部材を導電性とし、これに所定の電圧を印加することを特徴とする請求項４記載の表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
前記クリーニング部材に圧電素子を設け、当該クリーニング部材に微小振動を与えることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
導電性支持体に電荷発生層、電荷輸送層が積層され、光触媒物質を含有する第１の表面保護層と光酸化作用を受けない第２の表面保護層を有する感光体と、トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残留するトナーをクリーニングする光触媒物質を含有するクリーニング部材と、前記感光体と前記クリーニング部材との接点近傍へ紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備することを特徴とする表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
前記クリーニング部材を導電性とし、これに所定の電圧を印加することを特徴とする請求項７記載の表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。
前記クリーニング部材に圧電素子を設け、当該クリーニング部材に微小振動を与えることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の表面保護層を有する感光体のクリーニング装置。