JP2008026441A - 感光体装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラム表面を効率良く加熱することができ、しかも、汎用性を向上させることができる感光体装置及び画像形成装置を提供する。
【解決装置】磁性トナーにより表面に画像が形成される感光体ドラム１に対向して摺擦部材６が配置され、この摺擦部材６の内部に棒状又は面状の発熱体９が設けられ、この棒状又は面状の発熱体９の発熱によって摺擦部材６が加熱されることにより感光体ドラム１の表面が直接伝熱されて感光体ドラム１の表面に付着した水分が除去される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、感光体装置、特に、感光体ドラム表面の付着物を磁性トナーで研磨摺擦してクリーニングする摺擦部材を備えた感光体装置及び画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファックス並びにこれらを組み合わせた複合機等の電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラムの周辺に帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等が設けられている。

そして、帯電装置によって感光体ドラムに帯電が行われた後、露光装置によって露光が行われて感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、現像装置によって現像される。その後、現像されたトナー画像は転写装置により搬送シート上に転写され、さらに定着装置により定着され、画像形成された搬送シートが排出部からに排出される。また、感光体ドラム表面に残留した残留現像剤は、クリーニング装置によってクリーニングされる。

一方、感光体ドラムとしてのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感光体ドラムは、これまで消耗品であった感光ドラムを機械寿命に匹敵する長寿命化を実現することができ、電気特性の繰り返しに対する安定性や耐環境性（高温・高湿・低温等）にも優れて安定した画像を得ることができるうえ、可視光域での光感度に優れていることから高速光応答性の必要な高速複写機等の画像形成装置に用いられている。

このような画像形成過程においては、帯電装置による放電過程でＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物（放電生成物）が発生して感光体ドラム表面に付着することがある。また、搬送シートに用いられている添加剤や紙粉なども感光体ドラム表面に付着する。

これらのイオン生成物や紙粉等は、画像形成装置内の水分を吸着して感光体ドラムの表面抵抗を低下させる要因となるばかりでなく、電荷が感光体ドラム表面に沿って移動して画像の乱れの要因となる像流れ現象が発生する虞がある。

しかしながら、ａ−Ｓｉ系感光体ドラムは表面硬度が有機感光体より高いため、例えば、感光体ドラムに対向して配置された摺擦部材（研磨ローラ）がａ−Ｓｉ系感光体ドラム表面を摺擦する際に、感光体ドラム表面がほとんど削れることがないため、表面の微細な窪み等に付着したイオン生成物や紙粉等まで除去し難いという問題が発生していた。

そこで、感光体ドラムの表面温度を上昇させて、感光体ドラム表面での水分の発生を防止するため、例えば、感光体ドラムの内部に発熱体を設けたもの（特許文献１参照）、感光体ドラムの下方にヒータ手段を設けたもの（特許文献２参照）や、転写ローラの熱を搬送シート（記録紙）を利用して伝導するもの（特許文献３参照）、或いは、感光体ドラムに熱風を吹きつけるもの（特許文献４参照）等の技術が提案されている。
特開２００２−０４０８７６号公報 特開２００４−１９１７９０号公報 特開２００１−０６６９１６号公報 特開２００６−１０６７０９号公報

ところが、上記の如く構成された感光体装置、例えば、感光体ドラムの内部から感光体ドラム表面を加熱するものにあっては、感光体ドラムの厚さに昇温速度が依存されてしまうため、温度の設定・管理が面倒であるうえ、消費電力が大きいという問題が生じていた。

また、感光体ドラムの下方にヒータを設けたものにあっては、感光体ドラムとヒータとの間に搬送シート（記録紙）の搬送経路が介在していることから、この搬送経路が障害物となって感光体ドラムを効率良く加熱することができず、汎用性に乏しいという問題が発生していた。

さらに、転写ローラの熱を搬送シート（記録紙）を利用して伝導するものにあっては、最初の搬送シートが感光体ドラムに搬送されてくるまでは感光体ドラムの加熱を行うことができないうえ、感光体ドラム表面には既に水分が付着してしまっている虞がある等汎用性に乏しいという問題が生じていた。

また、感光体ドラムに熱風を吹き付けるものにあっては、感光体ドラムの少なくとも幅方向（軸線方向）を満遍なく均一に加熱するためには吹き付け装置が大型化してしまううえ、加熱ヒータの他にブロア等の駆動系が必要となってさらなる装置の大型化や消費電力の無駄が発生してしまうばかりでなく、熱風によって画像形成装置内部の紙粉等を巻き上げてしまって感光体ドラム表面に再付着してしまい易く、汎用性に乏しいという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、感光体ドラム表面を効率良く加熱することができ、しかも、汎用性を向上させることができる感光体装置を提供することを目的とする。

本発明の感光体装置は、磁性トナーにより表面に画像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムに対向して設けられた摺擦部材とを備えた感光体装置において、前記摺擦部材の内部に発熱体を設けたことを特徴とする。

本発明の感光体装置によれば、摺擦部材の内部に設けられた発熱体の加熱によって感光体ドラムの表面を加熱（伝熱）することができ、感光体ドラム表面の水分を除去することができる。

この際、発熱体としては棒状又は面状ヒータが用いられ、感光体ドラムにはアモルファスシリコン系感光体ドラムが用いられている。

また、本発明は上記した何れかの構成からなる感光体装置を採用した画像形成装置とすることができる。

本発明の感光体装置は、感光体ドラム表面を効率良く加熱することができ、しかも、汎用性を向上させることができる。

次に、本発明の一実施形態に係る感光体装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る感光体装置の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る感光体装置の断面図である。

図１に示すように、１は感光体ドラムである。この感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電器２，露光器３，現像器４，転写ローラ５，摺擦部材（ローラ）６，クリーニングブレード７，ＬＥＤ等の除電器８がこの順に設けられている。尚、図中Ｓは搬送シート（記録紙）である。

感光体ドラム１は、表面に静電潜像が形成されるものである。本実施例では、アモルファスシリコン系感光体ドラムが用いられており、その構成は導電性基体上にＳｉ：Ｈ：Ｂ：Ｏなどからなるキャリア注入阻止層、Ｓｉ：Ｈなどからなるキャリア励起・輸送層（光導電層）、ＳｉＣ：Ｈなどからなる表面保護層が順次積層されている。

帯電装置２は、感光体ドラム１の上方に設置されており、感光体ドラム１を一様に帯電させるための装置である。

露光装置３は、例えば、図示を略す画像データ入力部で読み取った原稿画像に対する画像データやパーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づいて、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するための装置である。

現像装置４は、その静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面にトナーを供給してトナー像を形成する装置である。尚、本実施例で用いられるトナーは、磁性粉を含有するほか、トナー粒子の表面に研磨微粒子が固定されている。研磨微粒子として、硬度が大きな微粒子、例えばアルミナ、ジルコニア、チタニアなどの金属酸化物が適している。トナー粒子には研磨微粒子の他、流動性や帯電性を調整する目的でシリカなどの微量子を添加しても良い。

転写装置５は、感光体ドラム１のトナー像を搬送シートＳに転写するためのローラ装置である。

摺擦部材６は、感光体ドラム１に対向して回転可能に設けられ、感光体ドラム１の表面に当接して、画像形成過程で感光体ドラム１の表面に形成されたイオン生成物を摺擦研磨するためのものである。ここで、摺擦部材６は、図２に示すように、棒状ヒータや面状ヒータ等からなる発熱体９と、この発熱体９の外周を覆うように同軸に設けられた金属からなる２層の筒体１０と、筒体１０の外周に設けられた発泡ウレタンなどの弾性部材１１とを備えており、図示しないバネなどにより感光体ドラム１に付勢されている。また、トナーには研磨剤である酸化チタンが添加されており、摺擦部材６を感光体ドラム１の表面に当接する際、この酸化チタンにより感光体ドラム１の表面が研磨される。

クリーニングブレード７は、摺擦部材６の上方に設けられ、感光体ドラム１に摺接して感光体ドラム１の表面に残留されている残留トナーをクリーニングするためのものである。また、クリーニングブレード７はウレタンゴム等で構成され、感光体ドラム１に圧接している。尚、クリーニングブレード７により掻き落とされたトナーはトナー回収スクリュー１２によって回収される。

尚、上述した感光体ドラム１，帯電器２，摺擦部材６，クリーニングブレード７，除電器８，トナー回収スクリュー９は、図２に示すように、カバー１３によってユニット化され、図示を略する画像形成装置の本体に対して引き出し及び挿入（装着）が可能となっている。

上記の構成において、画像形成時は、帯電装置２によって感光体ドラム１に帯電が行われた後、露光装置３によって露光が行われて感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成され、現像装置４によってトナー画像が現像される。

その後、現像されたトナー画像は転写装置５により搬送シートＳ上に転写され、さらに図示を略する定着装置により定着された後、排出部から排出される。

一方、このような画像形成が行われた感光体ドラム１の表面には、未転写トナーが残留する。また、このような画像形成過程において、帯電装置３の放電によりオゾンが発生し、このオゾンの酸化作用でＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が発生して、感光体ドラム１の表面に付着する。感光体ドラム１はａ−Ｓｉ系であるため、クリーニングブレード７のみではＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物を除去し難い。そこで、摺擦部材６により感光体ドラム１の表面を研磨摺擦する必要がある。

そこで、画像形成後の感光体ドラム１に残留した残留トナーは、摺擦部材６の位置に運ばれる。ここで、トナー中には、磁性粉と研磨剤である酸化チタンが添加されており、摺擦部材６を感光体ドラム１の表面に当接する際、この酸化チタンにより感光体ドラム１の表面が研磨される。

また、摺擦部材６が発熱体９によって加熱され、感光体ドラム１の表面に直接伝熱される。これにより、感光体ドラム１の表面に付着した水分が除去される。

その後、感光体ドラム１の表面上に残留されたトナーは、クリーニングブレード７により掻き落とされ、トナー回収スクリュー１１により図示しない廃棄トナー容器に回収される。

このように、本発明の感光体装置にあっては、感光体ドラム１の表面を研磨する摺擦部材６を用いて感光体ドラム１の表面研磨と同時に加熱することができ、画像流れ防止効果を向上させることができる。

この際、発熱体９は、高温高湿環境下のような画像流れが発生しやすい環境でのみＯＮすることによって消費電力を低減することもできる。尚、このような環境は、例えば、感光体ドラム１の周辺温度や湿度をセンサーによって検知し、メイン電源がＯＮされた時点で温度・湿度を検出し、トナー画像が形成される前のウォームアップ時等から感動体ドラム１を加熱すると良い。

本発明の一実施形態に係る感光体装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係る感光体装置の断面図である。

符号の説明

１…感光体ドラム
６…摺擦部材
９…発熱体

Claims (4)

1. 磁性トナーにより表面に画像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムに対向して設けられた摺擦部材とを備えた感光体装置において、
   前記摺擦部材の内部に発熱体を設けたことを特徴とする感光体装置。
2. 前記発熱体が棒状又は面状ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の感光体装置。
3. 前記感光体ドラムがアモルファスシリコン系感光体ドラムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の感光体装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の感光体装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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