JP3728061B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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）感光体ドラムを用いた画像形成装置に関するものであり、特に像流れを抑制することができるａ−Ｓｉ感光体ドラムの使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ａ−Ｓｉ感光体ドラムに帯電器を用いて帯電を行うと、帯電器の放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は水溶性であることより、感光体ドラムに付着し更に大気中の水分を取り込むことで、感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れを生じる。
【０００３】
従来は、ヒーターを入れることにより、イオン生成物が取り込んだ水分が離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えることが、すでに一般化されている。しかしながら、この方法の場合は、構造が複雑で、無駄な電力消費を生じコストアップとなる。
【０００４】
一方、研磨剤を混入させたトナーと弾性ローラを用いて感光体表面を研磨する研磨システム、或いはその他の研磨システムにより、感光体ドラム上に付着したイオン生成物を研磨し、感光体ドラム表面の抵抗低下を発生させる成分そのものを除去する技術が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、感光体表面に付着するイオン生成物は感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ成分内に入り込むため、従来の研磨システムでは充分に取り除くことができなかった。
【０００６】
このため、本出願人は、研磨剤としてのトナーを研磨ローラに効率的に供給し感光体表面を効果的に研磨する方法を提案している。研磨に使用されるトナーは基本的にはドラムに現像されたトナーが転写装置において紙等に転写されるが、転写されずドラム上に残ったトナーが使用される。感光体表面を効率的にトナーで研磨するためには、トナーを効率的に研磨ローラに供給することが必要になる。
【０００７】
本発明の目的は、感光体を研磨剤で研磨する際に効率的に研磨剤を供給する手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するために、本発明は、アモルファスシリコン感光体を使用した静電潜像坦持体と、静電潜像を現像する現像手段と、前記感光体表面を弾性部材で研磨する研磨手段と、該研磨手段の感光体側と反対位置に配置されたトナー排出手段とを有する画像形成装置において、前記研磨手段と前記排出手段の下部においてトナーを保持する様に形成された略平面が水平もしくは研磨部材側が排出手段側より低く傾斜するようにした。
【０００９】
【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感光体を使用した静電潜像坦持体と、静電潜像を現像する現像手段と、前記感光体表面を弾性部材で研磨する研磨手段と、該研磨手段の感光体側と反対位置に配置されたトナー排出手段とを有する画像形成装置において、前記研磨手段には、該研磨手段表面に付着させるトナー層を規制するシート状の規制部材を該研磨手段の回転方向に対してトレーディング方向に当接させ、該シート状の規制部材が構成する面は、水平もしくはトナー排出手段側より前記研磨手段との当接側が低く傾斜するようにした。
【００１０】
本発明の実施形態を図面にもとずいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明を適用したプリンタの概略構成説明図である。図２は、トナー規制部材の取り付け状態説明図である。その要部説明図である。
【００１２】
感光体１の回転方向に沿って、露光源３、現像ローラ４、転写ローラ５、研磨ローラ６、クリーニングブレード９、除電装置１０、帯電器２が配設され、周知の如く、除電器１０による除電後、帯電器２によって均一に帯電された感光体１上に露光源３により露光潜像が記録され、該露光潜像を反転現像にて現像ローラ４でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写ローラ５にて転写紙１１に転写した後、研磨ローラ６及びクリーニングブレード９にて残留トナーを感光体１表面より除去する。その後、除去された残留トナーはトナー回収スクリュー８等のトナー回収装置によって図示しない廃棄トナーボトルへと搬送される。バネ７は、研磨ローラ６を感光体１側に押圧するためのものであり、これにより弾性部材からなる研磨ローラ６が研磨剤を含むトナーを感光体１に供給し研磨作用をなす。図２は、研磨ローラ６と感光体１の関係を示す要部であり、感光体１は接地されている。研磨ローラ６は導電性材料からなるとともに、バイアス電源１２により電圧が印加されている。
【００１３】
本発明は研磨剤としてのトナーを研磨ローラ６に効率的に供給し感光体１表面を効果的に研磨するようにした。研磨に使用されるトナーは基本的には感光体１に現像されたトナーが転写ローラ５において紙等に転写され、転写されず感光体１上に残ったトナーが使用される。本発明において感光体１表面を効率的にトナーで研磨するためには、トナーを効率的に研磨ローラ６に供給することが必要になる。トナーを研磨ローラ６に付着させ、効率的に研磨するためには研磨ローラ６上のトナーを一定量にコントロールすることが好ましい。トナー量をコントロールするためにはローラ６上のトナー層を規制する必要がある。
【００１４】
図２において、トナー層を規制する規制部材としてローラの回転トルク、回転安定性を阻害しない構造をとる必要があり、トレーディング方向にシート状のスクレーパー１２を取り付けた。このスクレーパー１２は常に安定した荷重でローラ６に当接されるように弾性部材で加圧力を持たせることが好ましい。前記スクレーパー１２は支点ａが可動点（作用点）ｂよりローラ６回転方向の上流側にある、いわゆるトレーディング構造になっているため、ローラ６の回転トルクの増加や回転安定性を阻害するものではない。また、トナーをローラ６に安定して供給するためには規制部材１２でトナー量を必要以上規制することは好ましくなく、従って規制部材１２の支点ａが規制部材１２のローラ６と当接する点（作用点）ｂよりも水平もしくは高い位置（図上角度Θの位置）に構成されるのが好ましい。
【００１５】
一方、トナーには研磨効果を促進するために研磨粒子を添加したトナーが好ましい。このようにして５００オングストローム以下になるように研磨したa-Si感光体１の表面は、イオン生成物が付きにくく、また除去し易くなり、像流れの抑制が実現できる。１３はユニットフレームである。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１７】
直径３０ｍｍ×長さ２５４ｍｍのサイズで作製したａ−Ｓｉ感光体ドラムを用い、Ａ４紙５％印字を行った。トナーには、研磨剤として酸化チタンを添加し、発泡ＥＰＤＭ製ローラ( 外径１０ｍｍ、スポンジ厚２ｍｍ 、硬度ＨＳ３５度) を用い、感光体表面に対し荷重８０ｇ／ｃｍ、周速比＋２０％に設定し、感光体を研磨するシステムとした。研磨ローラ６の感光体１と反対の位置にはトナー排出用のスクリュー８を配置した。
【００１８】
研磨ローラ６とスクリュー８の下部、ユニットのフレーム１３及びポリエステルフィルム( １８８μm 厚) のトナー規制部材１２で構成された面は研磨ローラ６側がスクリュー８側より低く傾斜させた。この角度はおよそ４°に設定した。印字は京セラ製レーザープリンタＦＳ−１７００を用いて行い、像流れはＨＨ環境（３０℃８０％ＲＨ）８時間放置後の画像で確認を行った。像流れはランクで判別をし、１を良い側、５を悪い側とする。尚、実用領域をランク１．５以上と設定した。また、印字後の感光体ドラム表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により１００μｍ長さでの１０点平均粗さ（Ｒｚ）を求めた。この実験により得られた結果を図３に示す。この結果より、印字を進めることにより表面粗さが向上しており、像流れも発生せず、良好な画像が得られることがわかった。
【００１９】
【比較例】
直径３０ｍｍ×長さ２５４ｍｍのサイズで作製したａ−Ｓｉ感光体ドラムを用い、Ａ４紙５％印字を行った。トナーには、研磨剤として酸化チタンを添加し、発泡ＥＰＤＭ製ローラ( 外径１０ｍｍ、スポンジ厚２．０５ｍｍ、硬度ＨＳ３５度) を用い、ドラム表面に対し荷重１００ｇ／ｃｍ 、周速比＋２０％に設定し、感光体を研磨するシステムとした。研磨ローラ６の感光体１と反対の位置にはトナー排出用のスクリュー８を配置した。研磨ローラ６とスクリュー８の下部であるユニットのフレーム１３及びポリエステルフィルム( １８８μm 厚) からなるトナー規制部材１２で構成された面は研磨ローラ６側がスクリュー８側より高く傾斜させた。この角度はおよそ８°に設定した。印字は京セラ製レーザプリンタＦＳ−１７００を用いて行い、像流れはH.H.環境（３０℃８０％ＲＨ）８時間放置後の画像で確認を行った。像流れはランクで判別をし、１を良い側、５を悪い側とする。尚、実用領域をランク１．５以上と設定した。この実験により得られた結果を図４に示す。この結果より、印字５０００〜１００００枚の領域において研磨不足による画像流れの発生が見られた。これは前記実施例に比べて悪い結果となった。これは研磨ローラ６下部の底面の傾斜がスクリュー８側に低くなっていることより、十分なトナーが供給されず、感光体１の研磨が不十分となったものと考えられる。
【００２０】
感光体の表面研磨は、実質的には研磨剤として働くトナーが研磨性能を大きく左右する。本発明のように効率的に研磨ローラにトナーを供給する構造を設け、研磨ローラにトナーを供給することにより、効率的に感光体表面を研磨でき、像流れが効率的に改善される。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、像流れを抑制することができる。また、本発明によれば、ヒーター温度の低減、ヒーター容量の低減、ヒーターの削除が出来るので、省エネルギー化が可能となり、且つヒーターウォーム時間の短縮という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す感光体周辺の基本構成図。
【図２】図１の要部説明図。
【図３】本発明による感光体表面粗さと像流れの推移を示す図。
【図４】本発明の比較例である感光体表面粗さと像流れの推移を示す図。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電器
３ 露光源
４ 現像ローラ
５ 転写ローラ
６ 研磨ローラ
７ バネ
８ トナー回収スクリュー
９ クリーニングブレード
１０ 除電装置
１１ 転写紙
１２ トナー規制部材
１３ ユニットフレーム

Claims (1)

1. アモルファスシリコン感光体を使用した静電潜像坦持体と、静電潜像を現像する現像手段と、前記感光体表面を弾性部材で研磨する研磨手段と、該研磨手段の感光体側と反対位置に配置されたトナー排出手段とを有する画像形成装置において、前記研磨手段には、該研磨手段表面に付着させるトナー層を規制するシート状の規制部材を該研磨手段の回転方向に対してトレーディング方向に当接させ、該シート状の規制部材が構成する面は、水平もしくはトナー排出手段側より前記研磨手段との当接側が低く傾斜するようにしたことを特徴とする画像形成装置。

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