JP2565989Y2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はアモルファスシリコン系
材料で感光体を形成した画像形成装置に係り、特に前記
感光体に担持したトナー像を転写後、該感光体に残留し
たトナーを除去する為に、クリーニングローラを用いた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より原稿像若しくは画像情報に対応
した光出力を利用してドラム状若しくはベルト状に形成
した前記感光体上に露光像を形成すると共に、該露光像
を現像器を用いてトナー像化した後、該トナー像を普通
紙その他の記録材に転写可能に構成した電子写真装置は
公知であり、プリンタ、複写機その他の画像形成装置に
多用されている。

【０００３】しかしながら前記装置においては前記トナ
ー像を転写後、感光体表面に残留トナーが付着する為
に、一般にクリーニングローラ若しくはナイフエッジ状
のクリーニングブレードを感光体表面に摺擦させて前記
トナーの除去を図っている。

【０００４】又、前記装置においては感光体表面の均一
帯電を図る為に、又前記記録材の転写手段として一般に
コロナ放電器を利用しているが、コロナ放電により生成
するオゾンやその放電生成物である窒素酸化物やアンモ
ニウム塩が感光体表面に吸着し画像流れが生じ易くな
る。特に近年従来のセレン半導体やＯＰＣ半導体に比較
して、無公害、高光感度、硬質でありこの為耐久性及び
画質の良好さにおいて数段優れたアモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）系の感光体が着目されているが、かかる半
導体は前記したＯＰＣ半導体に比較して長期間使用によ
り吸湿劣化が生じやすく、この為前記画像流れの問題点
が一層顕在化し、ａ−Ｓｉ系感光体の使用に大きなネッ
クとなっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】かかる欠点を解消する
為に、前記現像剤にトナーと共にチタン酸ストロンチウ
ムの微粉末を混合し、チタン酸ストロンチウムが付着し
たトナーが前記感光体表面を摺擦する事により該感光体
表面を適時研磨して前記放電生成物を除去するように構
成した技術（特開昭６１ー２７８６１号他）が開示され
ている。そして前記摺擦は、一般的には前記クリーニン
グ手段と感光体との接触位置における摺擦により感光体
の研磨がなされるが、前記したようにａ−Ｓｉは極めて
硬質であり、一方前記クリーニング手段は、例えクリー
ニングローラを用いた場合にもウレタンゴムローラ等の
樹脂若しくはゴム材で構成されている為に、軟質であり
この為前記摺擦によりａ−Ｓｉ表面よりクリーニングロ
ーラの方が多く摩耗し、頻繁に該ローラの交換を強いら
れるのみならず、残留トナーは必ずしも前記感光体を形
成するドラム表面に均等に付着しているのではなく、そ
の一部に付着しているために、前記構成では必ずしも均
等な研磨が得られない。又ａ−Ｓｉ感光体の場合はその
使用が長期化するほどその研磨量を多くした方が好まし
いが、前記従来技術は研磨を残留トナーの供給量に依存
しているために、使用初期においても長期間使用後にお
いてもその研磨量は変らず、結果として使用初期には不
必要な研磨がなされ、又長期間使用後には十分な研磨が
行なわれないという欠点を有す。

【０００６】また前記欠点を解消するために、例えば特
開昭６３ー１２５９６９号や特開昭６３ー１２５９６８
号に、前記クリーニングローラ中に第４級ホスホニウム
塩や置換アントラニル酸のキレート化合物を含有させた
技術が開示されているが、これらの技術は積極的に感光
体の研磨を目的とするものではなく、前記ローラ中に含
有する第４級ホスホニウム塩等転写後の残存汚染物の除
去の容易化を図るもので、二次的に画像流れ等が防止さ
れるものであり、又使用の長期化にも何等対応していな
い。

【０００７】また特開昭６４ー４６７８５号等において
は、前記クリーニングローラをマグネットローラで形成
しつつ、研磨剤を含んだ磁性粉を該ローラに吸着し、磁
気ブラシにより感光体の研磨を行なう技術も開示されて
いるが、かかる技術は前記ローラと感光体間が離間して
いるために、特に硬質のａ−Ｓｉドラムの場合に必ずし
も充分な研磨効果を得られない。

【０００８】本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、前
記感光体に硬質のａ−Ｓｉ系材料を用いた場合でも、ク
リーニングローラ側の寿命低下を早める事なく長期に亙
って安定した研磨効果を得る事の出来る画像形成装置を
提供する事を目的とする。又本考案の他の目的はその使
用が長期化するほど感光体の研磨量を多くする事の出来
る画像形成装置を提供する事にある。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本考案は 感光体をアモル
ファスシリコン系材料で形成した画像形成装置におい
て、前記クリーニングローラの少なくとも表層を、表面
に気泡を多数散在させた発泡性シリコンゴムで形成した
点、前記感光体に付着させるトナーに、前記感光体表面
層より硬度が同等か大なる研磨材微粒子を含有させたト
ナーを用いた点、前記クリーニングローラをドラム周速
と異なる周速で回転させながら前記トナーを介して感光
体表面を研磨可能に構成した点をを特徴とする画像形成
装置を提案する。

【００１０】この場合前記発泡性シリコンゴムは、発泡
率を３０〜６０％、ゴム硬度を２０〜４０Ｈｓの範囲に
設定するのがよい。又前記研磨材微粒子はトナーと一体
化させなくともよいが、好ましくは該研磨微粒子をトナ
ー母粒子の表面に付着させて前記トナーを形成すると共
に、前記トナー母粒子Ｄ／研磨材ｄの平均粒径比Ｄ／ｄ
を１０〜２０の範囲に設定するのがよい。又前記クリー
ニングローラにより研磨した被研磨物を効果的に除去す
るために、クリーニングローラの下流側にクリーニング
ブレードを配置させ残留トナーとともに被研磨物を除去
するのがよい。

【００１１】

【作用】本考案の作用を図１に基づいて詳細に説明す
る。先ず前記クリーニングローラ３の表面には微小気泡
３０が多数散在しているために、転写後感光体１に残存
する残留トナー２は前記気泡３０内に入り込み且つ埋没
してしまう。 従って、画像形成初期には前記残留トナ
ー２中の研磨材２ａが顕在化せず、感光体１側はほとん
ど研磨されない。そして前記気泡３０内に入り込んだト
ナー２は逃げる事なく累積して徐々に気泡３０内に充填
され、言い換えれば画像形成が長期化するに比例して前
記充填量が多くなり、そして所定量以上充填されると、
該気泡３０内に充填されたトナーが前記感光体１表面に
接触且つ摺擦し、そして該トナーの表面には研磨材２ａ
微粒子が固着しているために、前記感光体１表面の研磨
が開始される。

【００１２】そしてこの際前記充填トナーは気泡３０内
に保持されているために、クリーニングローラ３と充填
トナー間には相対的速度差が生ぜず、従って例えクリー
ニングローラ３の材質が軟質であっても摩耗が生じる事
なく感光体１側のみが研磨される事になる。そして又前
記気泡３０内に保持されたトナーが所定量以上充填する
と、前記感光体１側との摺擦抵抗に負けて、研磨材２ａ
が脱離した疲労トナー２’が前記気泡３０より飛出し、
フレッシュな残留トナー２が入り込み、いわゆる研磨材
２ａ付きトナー２と研磨材２ａが脱離したトナー２’の
交換が行なわれ、いわゆる研磨低下が生じる事なく安定
した研磨効果が長期に持続する。

【００１３】尚、前記クリーニングローラ３を発泡性シ
リコンゴムローラに限定した理由は、後記実験結果によ
りウレタンゴムに比較してシリコンゴムの方がａ−Ｓｉ
感光体１との相性がよい事による。これは有機と無機の
違いはあるが、いずれも「Ｓｉ」という同一元素を主成
分としているためと推定される。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本考案の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この考案の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図２
は本考案の実施例に係る電子写真方式を利用した画像形
成装置で、円筒ドラム状の支持体１ａ上にａ−Ｓｉから
なる感光層１ｂを形成した感光体ドラム１の周囲に回転
方向に沿ってコロナ放電器からなる帯電器１２、光学系
からなる露光手段１３、現像スリーブ１４ａを介して前
記ドラム１と対面させた現像器１４、及び転写器１５か
ら構成され、前記帯電器１２により均一帯電させた感光
層１ａに、露光手段１３を利用して画像情報に対応した
露光像を形成すると共に、該露光像を現像器１４を用い
てトナー像化した後、該トナー像と同期させて転写位置
に導かれた記録材に前記トナー像を転写可能に構成して
いる。尚、前記感光層１ｂは表面保護層１Ｃとして、表
面にＳｉＣ層を形成している。

【００１５】そして前記転写位置から帯電位置に至る感
光体ドラム１周面と対面させてその回転方向に沿ってク
リーニングローラ３とクリーニングブレード１６が、夫
々その周面とブレード先端が該ドラム１に圧接可能に配
設されている。

【００１６】クリーニングローラ３はシャフト状の支持
体３ａ表面に発泡性のシリコンゴム層３ｂを被覆形成し
ている。即ちより具体的には発泡率が３０〜６０％、ゴ
ム硬度が２０〜４０Ｈｓ、厚さ１．５ｍｍシリコンゴム
層３ｂで形成している。そして該クリーニングローラ３
が感光体ドラム１に対しフォワード回転で且つその周速
をドラム周速に対し１〜２倍に設定している。

【００１７】図３はトナー母粒子の表面に研磨材微粒子
が固着された本実施例に用いるトナー２で、前記トナー
母粒子２ｂは公知のように、ポリスチレン系樹脂等のバ
インダ樹脂、カーボンブラック等の着色剤、第４級アン
モニア化合物等の荷電制御剤、低分子量ポリプロピン等
のオフセット防止剤、マグネタイト等の磁性体、を配合
したものを溶融混練した後、ジェットミル等で粉砕分級
して平均粒径５〜１０μｍ程度の母粒子を得る。一方研
磨剤粒子は表面保護層２１としてのＳｉＣのモース硬度
が８である為に、これ以上の硬度を有する研磨微粒子２
ａを用いねばならず、例えばモース硬度が９前後のアル
ミナ、ジルコニア等の金属酸化物を用いるのが好まし
い。

【００１８】そして前記材質からなる研磨剤を０．２〜
０．５μｍ前後、即ちより具体的にはトナー母粒子２ｂ
の平均粒径をＤ、研磨材微粒子の平均粒径をｄとする
と、Ｄ／ｄ＝１０〜５０、好ましくは１０〜２０の範囲
に設定するのがよい。そして前記トナー母粒子２ｂ表面
への研磨材微粒子２ａの固着は、前記両粒子を均一混合
してトナー母粒子２ｂ表面に研磨材微粒子を高速気流中
衝撃法、乾式メカノケミカル法その他の機械的、熱的衝
撃力を与えて研磨微粒子２ａをトナー母粒子２ｂ表面に
打込むようにして固定するものである。この結果、研磨
材微粒子２ａはトナー母粒子２ｂ中に完全に埋設するの
ではなく、その一部をトナー母粒子２ｂから突出するよ
うにして固定される。そして前記のトナーを用いて図１
の装置にて５％印字比の画像を５０万枚まで印刷したが
ＩＤ濃度１．２以上の画像濃度を維持し、且つかぶりや
像流れも生じていなかった。

【００１９】次に前記クリーニングローラ３に被覆する
シリコンゴム層２ｂを、発泡率が３０％、ゴム硬度が２
０〜４０Ｈｓ、厚さ１．５ｍｍのものを用いて同様な実
験を行なったが、ほぼ同様な作用を営む事が出来た。次
に前記リコンゴム層２ｂに、無発泡のシリコンゴム材を
用いて同様な実験を行なった所、印刷枚数が３０万枚を
過ぎると画像濃度が低下し、且つかぶりや像流れの発生
がみられた。前記シリコンゴム材の代りに、発泡率が５
０％、ゴム硬度が２０〜４０Ｈｓ、厚さ１．５ｍｍのウ
レタンゴム材を用いて同様な実験を行なった所、印刷枚
数が１０万枚を過ぎた時点でかぶりや像流れの発生がみ
られた。

【００２０】

【考案の効果】以上記載の如く本考案によれば、前記感
光体に硬質のａ−Ｓｉ系材料を用いた場合でも、クリー
ニングローラ側の寿命低下を早める事なく長期に亙って
安定した研磨効果を得る事の出来る。又本考案によれ
ば、クリーニングローラ表面に気泡に研磨材付きトナー
が充填されながら研磨効果が増進されるために、その使
用が長期化するほど感光体の研磨量を多くする事の出来
る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーニングローラ表面の気泡に研磨材が充填
されながら研磨効果が増進される状態を示す作用図であ
る。

【図２】本考案の実施例に係る電子写真方式を利用した
画像形成装置の要部慨略図

【図３】本考案に使用されるトナーの模式図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ トナー ２ａ 研磨材（微粒子） ３ クリーニングローラ ３０ 気泡

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アモルファスシリコン系材料で形成した
   感光体の、トナー像転写位置より回転方向下流側にクリ
   ーニングローラを配置してなる画像形成装置において、 前記クリーニングローラの少なくとも表層を、表面に気
   泡を多数散在させた発泡性シリコンゴムで形成すると共
   に、前記感光体に付着させるトナーに、前記感光体表面
   層より硬度が同等か大なる研磨材微粒子を含有させたト
   ナーを用い、前記クリーニングローラをドラム周速と異
   なる周速で回転させながら前記トナーを介して感光体表
   面を研磨可能に構成した事を特徴とする画像形成装置
2. 【請求項２】 前記発泡性シリコンゴムが、発泡率を３
   ０〜６０％、ゴム硬度を２０〜４０Ｈｓの範囲に設定さ
   れている請求項１記載の画像形成装置
3. 【請求項３】 前記クリーニングローラの下流側にクリ
   ーニングブレードを配置させた請求項１記載の画像形成
   装置
4. 【請求項４】 前記研磨材微粒子をトナー母粒子の表面
   に付着させて前記トナーを形成すると共に、前記トナー
   母粒子Ｄ／研磨材ｄの平均粒径比Ｄ／ｄを１０〜２０の
   範囲に設定した事を特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置