JP2006349915A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードのめくれの発生を防止すること。
【解決手段】プリンタは、感光体ドラム２の表面に接触して又は非接触の状態で感光体ドラム２表面を帯電させる帯電ローラ４と、該表面を研磨するクリーニングローラ２０と、クリーニングブレード２２とを備えている。感光体ドラム２の軸方向における有効帯電幅をＡ、クリーニングローラ２０の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレード２２の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、ＡとＢとＣとは、式Ａ≦Ｂ≦Ｃを満足するように規定される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの、電子写真式画像形成装置、特に、ａ−Ｓｉ系の感光体ドラムの表面に接触して又は非接触の状態で感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、感光体ドラムの表面に接触して感光体ドラムの表面を研磨するクリーニングローラ（研磨ローラ）と、感光体ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードとを備え、トナーが、感光体ドラムの表面を研磨するための研磨粒子を含んでいる、画像形成装置に関する。

電子写真式画像形成装置において、感光体ドラムの表面を均一に帯電させる好適な手段としては、コロナ放電器を備えたコロナ帯電方式が広く使用されてきた。しかしながら、コロナ放電器は、オゾンなどのコロナ生成物が多く発生するので、近年においては、コロナ放電器に代えて、帯電ローラを備えた接触帯電方式が採用される傾向が認められる。しかしながら、接触帯電方式は、パッシェン則による放電に起因して帯電の安定性が悪いので、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳して印加する場合もあるが、微小空隙における放電量が増加するので、感光体ドラムの表面に付着する放電生成物が増加する。その結果、ａ−Ｓｉ系の感光体ドラムにおいては、画像流れ現象、表面における摩擦係数の上昇、といった不具合が発生する。

このような問題を解決するため、ａ−Ｓｉ系の感光体ドラムにおいて、トナーとして、感光体ドラムの表面を研磨するための研磨粒子を含むトナーを使用し、クリーニングローラ（研磨ローラ）を感光体ドラムの表面に接触させて、感光体ドラムの周速と異なる周速で回転させながら該トナーを介して感光体ドラムの表面を研磨し、感光体ドラムの表面に付着する放電生成物を除去する技術も開示されている（特許文献１参照）。一般的に、コロナ帯電方式を備えたデジタル式の画像形成装置においては、微量の飛散トナーや浮遊トナーが感光体ドラムの表面における現像領域以外の領域に電気的に付着するのを防止するため、帯電ローラにより帯電される感光体ドラムの表面における軸方向の有効帯電幅を広く規定する。そして、図３に示されているように、帯電ローラ１０４により帯電される感光体ドラム１０２の表面における軸方向の有効帯電幅をＡ、クリーニングローラ１２０の、感光体ドラム１０２に接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレード１２２の、感光体ドラム１０２に接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、相互の寸法関係は、Ｂ＜Ｃ＜Ａとなるように規定される。

しかしながら、上記相互の寸法関係をＢ＜Ｃ＜Ａとした場合、感光体ドラム１０２の表面において、帯電ローラ１０４によって帯電されかつ、クリーニングローラ１２０により研磨されない領域（図３において斜線で示されている領域）に、クリーニングブレード１２２の該軸方向における両端部が当接させられる。接触帯電方式の場合、先に述べたように、感光体ドラム１０２の表面（有効帯電領域）に対する、放電生成物の付着量が多く、感光体ドラム１０２の表面における摩擦係数の上昇が高いため、めくれに対して弱い、クリーニングブレード１２２の該両端部、がめくれる、との不具合が発生する。このような不具合は、帯電ローラ１０４が感光体ドラム１０２の表面に対し非接触で配置される、非接触帯電方式の場合においても、共通して発生する。
実用新案登録第２５６５９８９号公報

本発明の目的は、簡単な構成によりクリーニングブレードのめくれの発生を防止することができる、新規な画像形成装置を提供することである。

本発明によれば、
感光体ドラムの表面に接触して又は非接触の状態で感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、感光体ドラムの表面に接触して感光体ドラムの表面を研磨するクリーニングローラと、感光体ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードとを備え、トナーが、感光体ドラムの表面を研磨するための研磨粒子を含んでいる、画像形成装置において、
帯電ローラにより帯電される感光体ドラムの表面における軸方向の有効帯電幅をＡ、クリーニングローラの、感光体ドラムに接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレードの、感光体ドラムに接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、ＡとＢとＣとは、次式
Ａ≦Ｂ≦Ｃ
を満足するように規定される、
ことを特徴とする画像形成装置、が提供される。

以下、本発明に従って構成された画像形成装置の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照して、全体を図示しない画像形成装置である電子写真式のプリンタのプリンタ本体内には、表面が無機感光体で被覆された感光体ドラム、実施形態においては、ａ−Ｓｉ系の感光体ドラム２が配置されている。感光体ドラム２の周囲には、帯電ローラ４、露光装置６、現像ローラ８を備えた現像装置１０、転写装置に含まれる転写ローラ１２、クリーニング装置１４及び除電ランプ１６などが配設されている。

感光体ドラム２は、アルミニウム素管などからなる円筒状の金属基体と、金属基体の表面に配設されたａ−Ｓｉ系感光体とを備えている。金属基体は駆動軸に一体に支持され、駆動軸はギヤなどの動力伝達装置を介して駆動源である電動モータに駆動連結されている（いずれも図示せず）。感光体ドラム２は、駆動軸を介してプリンタのプリンタ本体に接地されている。

帯電ローラ４は、心金（軸）と、心金の周囲を覆うよう配設された弾性体とを備えている。弾性体は、合成ゴムなどの半導電性弾性部材から形成され、実施形態においては、エピクロロヒドリンゴムから形成されている。帯電ローラ４の表面（弾性体の表面）は、感光体ドラム２の表面に接触させられている。帯電ローラ４の心金は、放電に必要な電圧を供給することができる電圧供給手段に接続されている。それ自体は周知の構成を利用することでよい電圧供給手段は電源を含んでいる（いずれも図示せず）。プリンタ本体内には、図示しないコントローラが備えられている。コントローラは、帯電ローラ４に電圧を印加して感光体ドラム２の表面を一様に帯電させるよう電圧供給手段を制御する。

現像装置１０内に収容されたトナーは、感光体ドラム２の表面を研磨するための研磨粒子を含んでいる。実施形態において、研磨粒子は酸化チタンからなる。クリーニング装置１４は、感光体ドラム２の表面に接触して感光体ドラム２の表面を研磨するクリーニングローラ（研磨ローラ）２０と、感光体ドラム２の表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレード２２とを備えている。クリーニングローラ２０は、心金（軸）と、心金の周囲を覆うよう配設された弾性体とを備えている。弾性体は、合成ゴム、実施形態においては、硬度４５°（アスカーＣ）のＥＰＤＭからなる。クリーニングブレード２２は、合成ゴム、実施形態においては、硬度７０°（アスカーＣ）のポリウレタンゴムからなる。

図1と共に図２を参照して、上記プリンタにおいては、図２に示されているように、帯電ローラ４により帯電される感光体ドラム２の表面における軸方向の有効帯電幅をＡ、クリーニングローラ２０の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレード２２の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、ＡとＢとＣとは、次式
Ａ≦Ｂ≦Ｃ
を満足するように規定される、ことが重要である。図示の実施形態においては、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなるよう規定されている。

上記プリンタにおいて、プリント動作の開始が指示されると、感光体ドラム２が、図示しない電動モータにより、図１において時計方向に回転駆動される。帯電ローラ４は感光体ドラム２の回転に従動回転させられる。現像ローラ８は、図示しない電動モータにより、図１において反時計方向に回転駆動される。転写ローラ１２は感光体ドラム２の回転に従動回転させられる。クリーニングローラ２０は、図示しない電動モータにより、図１において反時計方向に回転駆動される。感光体ドラム２の周速は、１１６ｍｍ／ｓｅｃであるが、クリーニングローラ２０の周速は、１４０ｍｍ／ｓｅｃである。帯電ローラ４の心金には、図示しない電圧供給手段によって、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が供給される。実施形態において、供給電圧は、直流電圧Ｖｄｃ＝４４０Ｖ、交流電圧Ｖｐｐ＝１．１ｋＶ、周波数Ｖｆ＝１．３ｋＨｚに設定されている。感光体ドラム２の表面は帯電ローラ４によって正極性に一様帯電させられる。

帯電ローラ４によって正極性に一様帯電させられた感光体ドラム２の表面には、露光装置６によって、感光体ドラム２の表面に形成すべき画像に対応したレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。現像ローラ８には、図示しない現像バイアス印加手段によって所定のバイアス電圧（正極性）が印加される。感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像は現像装置１０によってトナー像に現像される。このトナー像は、トナーと逆極性（負極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ１２によって、用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、図示しない定着装置により定着されて画像の複写物が得られる。

転写後の感光体ドラム２の表面に残留するトナーは、クリーニング装置１４のクリーニングローラ２０及びクリーニングブレード２２によって、クリーニング装置１４のハウジング内に掻き落とされる。トナーには、研磨粒子が含まれているので、感光体ドラム２の表面は、クリーニングローラ２０によって研磨される。ハウジング内に掻き落とされたトナーは、トナー回収部材によってトナー回収容器に排出されて回収される（いずれも図示せず）。クリーニング後の感光体ドラム２の表面に残留する電位は除電ランプ１６のＯＮ作動によって除電される。複数の用紙にプリントが行われる場合には、これら一連のプリント動作が、感光体ドラム２の回転に応じて連続して繰り返し行われる。

本発明によるプリンタにおいては、図２に示されているように、帯電ローラ４により帯電される感光体ドラム２の表面における軸方向の有効帯電幅をＡ、クリーニングローラ２０の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレード２２の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、ＡとＢとＣとは、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなるよう規定されている。その結果、感光体ドラム２の表面において、帯電ローラ４によって帯電される有効帯電領域（＝有効帯電幅Ａ）は、クリーニングローラ２０によって必ず研磨されるので、感光体ドラム２の表面における摩擦係数の上昇が抑止されるので、有効帯電領域おける、クリーニングブレード２２のめくれは防止される。他方、クリーニングブレード２２の両端部は、感光体ドラム２の表面における、有効帯電領域の軸方向外側の領域にも接触させられる。この外側領域は、帯電による放電生成物の付着が無い領域であり、したがって摩擦係数の上昇が低い領域であるので、クリーニングブレード２２の両端部におけるめくれも防止される。

図４には、図1に示すプリンタの実施形態において、回転する感光体ドラム２に帯電ローラ４を接触させて帯電させながら有効帯電領域Ａをクリーニングローラ２０で研磨する動作を連続して行なったときの時間、すなわちエージングを行った時間と、感光体ドラム２の表面（有効帯電領域）の摩擦係数の変化（線Ｌａ）と、図1に示す実施形態において、クリーニングローラ２０を除去しかつ他は同じ条件でエージングを行った時間と、感光体ドラム２の表面（有効帯電領域）の摩擦係数の変化（線Ｌｂ）とを比較した線図が示されている。なお、図４において、線Ｌｃは、クリーニングブレード２２にめくれが発生しない限界の摩擦係数（０．６を若干越えた値）を示している。図４によれば、帯電ローラ４により帯電されかつ、クリーニングローラ２０による研磨が行われる領域における、感光体ドラム２の表面の摩擦係数の上昇（線Ｌａで示される摩擦係数の上昇）は、わずかであり、線Ｌｃよりも相当低い値である。他方、帯電ローラ４により帯電されかつ、クリーニングローラ２０による研磨が行われない領域における該摩擦係数の上昇（線Ｌｂで示される摩擦係数の上昇）は、著しく高く、線Ｌｃを越えてしまう。図３においてハッチングで示された領域は、帯電ローラ４により帯電はされるが、クリーニングローラ２０による研磨が行われない領域を示しており、図４における線Ｌｂで示される高い摩擦係数の領域であることが明確に理解できる。

本発明によるプリンタの実施形態においては、図２に示されているように、帯電ローラ４により帯電される感光体ドラム２の表面における軸方向の有効帯電幅をＡ、クリーニングローラ２０の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレード２２の、感光体ドラム２に接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、ＡとＢとＣとは、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなるよう規定されているが、Ａ≦Ｂ≦Ｃとなるよう規定することにより、本発明の目的を達成することができる。また、上記実施形態において、帯電ローラ４は、感光体ドラム２の表面に接触して感光体ドラム２の表面を帯電させるよう構成されているが、帯電ローラ４が、感光体ドラム２の表面を非接触の状態で帯電させるよう構成される他の実施形態もある。この実施形態においても、先に述べたと実質的に同じ作用により、実質的に同じ効果を奏することができる。更にはまた、上記感光体ドラム２の実施形態において、感光体は、ａ−Ｓｉ系の無機材料からなる感光体から構成されているが、他の無機材料（例えばＳｅ系の無機材料）からなる、他の無機感光体、あるいは、有機材料からなる有機感光体（ＯＰＣ）から構成する他の実施形態もある。いずれの感光体を使用する感光体ドラムにおいても、本発明による効果を得ることは可能である。

上記説明から明らかなように、本発明による画像形成装置によれば、簡単な構成によりクリーニングブレード２２の両端部はもちろんのこと、全ての領域において、めくれの発生が防止される。

本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態の要部を示す構成概略図である。 図1に示す画像形成装置において、本発明の要部の構成（含む軸方向寸法関係）を示す展開平面概略図である。 従来の画像形成装置における要部の構成（含む軸方向寸法関係）を示す展開平面概略図であって、図２に対応する展開平面概略図である。 図1に示す実施形態において、回転する感光体ドラムに帯電ローラを接触させて帯電させながら有効帯電領域をクリーニングローラで研磨する動作を連続して行なったときの時間、すなわちエージングを行った時間と、感光体ドラムの表面（有効帯電領域）の摩擦係数の変化と、図1に示す実施形態において、クリーニングローラを除去しかつ他は同じ条件でエージングを行った時間と、感光体ドラムの表面（有効帯電領域）の摩擦係数の変化とを比較して示す線図である。

符号の説明

２：感光体ドラム
４：帯電ローラ
２０：クリーニングローラ
２２：クリーニングブレード
Ａ：有効帯電幅
Ｂ：クリーニングローラの接触幅
Ｃ：クリーニングブレードの接触幅

Claims (1)

1. 感光体ドラムの表面に接触して又は非接触の状態で感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、感光体ドラムの表面に接触して感光体ドラムの表面を研磨するクリーニングローラと、感光体ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードとを備え、トナーが、感光体ドラムの表面を研磨するための研磨粒子を含んでいる、画像形成装置において、
   帯電ローラにより帯電される感光体ドラムの表面における軸方向の有効帯電幅をＡ、クリーニングローラの、感光体ドラムに接触する該軸方向の接触幅をＢ、クリーニングブレードの、感光体ドラムに接触する該軸方向の接触幅をＣとしたとき、ＡとＢとＣとは、次式
   Ａ≦Ｂ≦Ｃ
   を満足するように規定される、
   ことを特徴とする画像形成装置。

Images