JPH06282206A

JPH06282206A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06282206A
Application number: JP6825393A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakamura; 正憲中村; Akio Tsujita; 明夫辻田; Tsutomu Maekawa; 勉前川
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は感光ドラムの表面を研磨し、クリーニ
ングするブレードを設けた画像形成装置に関する。本発
明の目的は、オゾンや窒素酸化物の付着によって生じた
感光ドラムの表面荒れの部分を研磨するクリーニングブ
レードを提供することにあり、クリーニングブレードの
寿命延長，トナーフィルミングの防止に役立つ。【構成】本実施例においては、ファーブラシ６と帯電器
２の間に新たにクリーニングブレード１４を設けた。ク
リーニングブレード１４を所定の形状に加工した後、ブ
レ−ド１４の刃先にアモルファスカーボン１６をコーテ
ィングする。プリンター稼働中、このブレ−ド１４は１
万頁に１回の割合で感光ドラム１に当接し、感光ドラム
１表面の研磨やトナーフィルミングの除去を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に係り、感
光ドラムの表面を研磨し、クリーニングするブレードを
設けた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に複写機，プリンター，ファクシミ
リ等の各種画像形成装置においては、感光ドラムの表面
に対して帯電，露光，現像の各工程が実施され、これに
よりトナー像が感光ドラム表面に形成される。そして、
感光ドラム表面に形成されたトナー像は、転写チャージ
ャにより用紙に転写される。また、転写後の感光ドラム
には用紙に転写しきれなかったトナーが残留するため、
この残留トナーを除去する。感光ドラムの中でもＯＰＣ
ドラム（有機感光ドラム）は、その表面硬度が非常に小
さいため（ビッカース硬度：１０以下）、トナーと共に
ドラム表面も容易に研磨される。

【０００３】しかし、表面硬度がＯＰＣよりも大きい三
セレン化ヒ素（ビッカース硬度：１５０），セレン−テ
ルル（ビッカース硬度：４０〜５０），セレン（ビッカ
ース硬度：３０），アモルファスシリコン（ビッカース
硬度：１０００〜１５００）では、感光ドラムとの摺擦
によりブレードの摩耗が早くなる。このため、ブレード
の交換サイクルが短くなるという欠点があった。また、
従来は、ブレードをトナー層のみを研磨する目的で使用
していたため、ブレードの強度はそれほど大きくなくて
良かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】三セレン化ヒ素，セレ
ン−テルル等のセレン系ドラムは、ドラムの表面層にヒ
素をドープして三酸化二ヒ素（Ａｓ₂Ｏ₃）なる酸化物を
設けている。この酸化物は大気中では非常に安定である
が、コロナ放電の際発生するオゾンや窒素酸化物から硝
酸塩が生成され、この硝酸塩が大気中の水分と反応する
ことにより形成される硝酸が上記のセレン系ドラム表面
に付着すると、潮解性の五酸化二ヒ素（Ａｓ₂Ｏ₅）が生
成され、ドラム表面に荒れを生ずる。この荒れた部分は
φ０．１〜１０μｍの微細なものであり、目視では観察
されない。そして、前記荒れた部分は摩擦係数が大きく
なるため、トナーが付着し易くなり、その部分はトナー
フィルミングの核となってしまう。

【０００５】本発明の目的は、感光ドラム表面の荒れた
部分を研磨するクリーニングブレードを提供することに
あり、クリーニングブレードの寿命延長、トナーフィル
ミングの防止に役立つ。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、実験例の具体的一例では、クリーニングブレードに
アモルファスカーボン薄膜をコーティングした。アモル
ファスカーボンは高硬度（ビッカース硬度：２０００〜
６０００），表面平滑性（表面粗さ：０．００１μｍ以
下）に優れる、耐摩耗性に優れる、摩擦係数が小さい、
耐薬品性・耐食性に優れる、潤滑効果がある等の特徴を
持っており、最近、工具や刃物、その他の機械部品の寿
命延長に役立っている。このアモルファスカーボンをコ
ーティングしたブレードにより、ドラム表面の荒れた部
分を容易に研磨でき、またブレードの寿命を縮めること
もない。

【０００７】また、クリーニングブレードに付着したト
ナーを飛散させないように、ブレードにトナーの帯電極
性と逆極性のバイアス電圧を印加した。バイアス電圧を
３００Ｖ以上にすると、感光ドラムに与える電気的ダメ
ージが大きくなるので好ましくない。

【０００８】さらに、感光ドラム表面の荒れた部分を研
磨するのに必要な押付圧力は、走査電子顕微鏡観察と実
機評価を行った結果、４００〜５０００ｇ／ｃｍ²が良
好であることが判った。押付圧力を５０００ｇ／ｃｍ²
以上にすると、感光ドラムの電子写真特性に悪影響を与
える。

【０００９】またさらに、感光ドラム表面の荒れた部分
を研磨するのに必要なブレードの感光ドラムに対する傾
斜角度は、走査電子顕微鏡観察と実機評価を行った結
果、４０〜８０°が良好であることが判った。ブレード
の傾斜角度が４０°以下になると、ドラム表面に垂直な
方向の圧力が小さくなってしまい、研磨効果が発揮でき
ない。

【００１０】

【作用】そして、高硬度のアモルファスカーボンをコー
ティングしたブレードを圧接することにより、感光ドラ
ム表面のトナーだけでなく、オゾンや窒素酸化物が原因
となって生ずる表面荒れを研磨除去することができ、そ
の結果感光ドラム表面の摩擦係数が小さくなるため、ト
ナーの付着性が小さくなり、フィルミングの発生を抑止
することができる。また、クリーニングブレードの摩耗
速度が小さくなり、ブレード自体の寿命延長を実現する
ことができる。

【００１１】なお、実験例によれば、上記アモルファス
カーボンに代えて、クリーニングブレードの感光ドラム
と接触する部分に、アモルファスシリコンまたはチタン
ナイトライドをコーティングした場合も同様の効果を奏
することができた。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明に係る画像形成装置の概略図の一例で
ある。図中、１は像担持体である感光ドラムであり、感
光ドラム１の周りには帯電器２，現像機３、およびファ
ーブラシ６からなるクリーニング装置等の画像形成に必
要なプロセス機器が配設されている。また、上記現像機
３の図中左側で感光ドラム１の片方には転写器４が配設
され、転写器４の下側には給紙用リトラクタ７が、上側
には排紙用リトラクタ８が配設されている。また、感光
ドラム１の図中右下側にはガスレーザ，ポリゴンミラ
ー，レンズ等からなるスキャナユニット９が配設されて
いる。

【００１３】帯電器２により一様に帯電された感光ドラ
ム１にスキャナユニット９から画像光Ｂが露光される
と、感光ドラム１には静電潜像が形成される。そして、
この静電潜像は感光ドラム１の回転にともない、現像機
３の方に向けられ現像機３によりトナー５が供給され、
トナー像として現像化される。感光ドラム１上のトナー
像は転写器４により用紙１０上に転写される。用紙１０
は給紙用リトラクタ７により転写器４および感光ドラム
１の方へ搬送される。転写の終了した用紙１０は排紙用
リトラクタ８により定着装置１３の方へ送られ、定着装
置１３によりトナー像は永久像として定着される。さら
に、転写の終了した感光ドラム１は残留トナーをファー
ブラシ６によりクリーニングされ、次の画像形成に備え
られる。

【００１４】ここで、上記帯電器２においては、コロナ
ワイヤに約＋６ｋＶの高電圧を印加し、コロナワイヤの
周りにコロナ放電を発生させ、感光ドラム１の表面に約
７００Ｖの電位を均一に帯電させる。このコロナ放電の
際、多量のオゾン，ＮＯｘが発生する。また、転写器４
においても同様にコロナ放電を利用しているため、転写
器４の周辺においても大量のオゾンが発生する。これら
発生したオゾンは感光ドラム１に沿って拡散し、感光ド
ラム１の周囲が現像機３や用紙１０やクリーニング装置
６等により囲まれていることから、上記オゾンは高濃度
のまま感光ドラム１の表面に付着し易くなっている。

【００１５】したがって、感光ドラム１に付着した上記
オゾンにより感光ドラム１の表面が汚染され、感光ドラ
ム１の電子写真特性の低下や寿命を縮める等の問題が生
じる。特に、感光ドラム１に水素化アモルファスシリコ
ン感光体を使用した場合には、表面酸化により感光体の
表面抵抗率が低下し、画像流れ等の印字不良を引き起こ
す。また、三セレン化ヒ素感光体においては、表面層の
ヒ素が酸化されることにより、帯電能低下や感光体の表
面荒れ等が生じ、印字品質の低下やトナーフィルミング
現象を生じ易くなる。

【００１６】本実施例においては、ファーブラシ６と帯
電器２の間に新たにクリーニングブレード１４を設け
た。クリーニングブレード１４を所定の形状に加工した
後、ブレ−ド１４の刃先にアモルファスカーボン１６を
コーティングした。アモルファスカーボン１６は炭化水
素系ガスや水素ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で容易に
作製でき、基板温度も３００℃以下で作製できるため、
ブレード１４の形状が変化することはない。また、膜厚
は２〜３μｍなので成膜時間はあまり長くならないし、
１回の成膜個数を多くすることでコスト的にも問題はな
い。プリンター稼働中、ブレ−ド１４は１万頁に１回の
割合で感光ドラム１に当接し、感光ドラム１表面の研磨
やトナーフィルミングの除去を行う。また、ファーブラ
シ６でもトナー５の除去は行えるので、ブレード１４の
感光ドラム１への当接回数をそれほど増やす必要はな
い。

【００１７】クリーニングブレード１４には、トナー５
の保持電荷と逆極性のバイアス電圧を印加して、ブレー
ド１４に付着したトナー５が飛散しないようにすること
も可能である。ブレード１４に付着したトナー５にはヒ
素の酸化物も含まれているため、安全性を考慮し、捕集
バッグ１５を設けた。このバッグ１５内はブロワーで負
圧に保たれており、粉塵の飛散を防いでいる。

【００１８】そして、図２に示すクリーニングブレード
１４の刃先角度１８を６０゜、感光ドラムに対する傾斜
角度１７を３０゜、ブレードの押し付け圧力を１０００
ｇ／ｃｍ²とし、実機で印字試験を行った結果、クリー
ニングブレード無では１０万頁印字でトナーフィルミン
グが発生したが、印字試験例のクリーニングブレード有
では１００万頁印字してもトナーフィルミングは発生し
なかった。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明の画像形成装置に
おいては、クリーニングブレードの刃先に高硬度のアモ
ルファスカーボンまたはアモルファスシリコンまたはチ
タンナイトライドをコーティングし、このブレードと感
光ドラムを摺擦させるようにしており、感光ドラムを帯
電させる際に発生した窒素酸化物やオゾン等の化学活性
種が感光ドラムの表面に付着し、硝酸塩ならびに硝酸に
よる表面荒れが生じても、クリーニングブレードによっ
て荒れた部分を研磨でき、トナーフィルミングの発生を
抑止できる。また、クリーニングブレードの長寿命化も
同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略図である。

【図２】図１に符号１４で示すクリーニングブレードの
拡大図である。

【符号の説明】

１…感光ドラム、２…帯電器、３…現像機、４…転写
器、５…トナー、６…ファーブラシ、７…給紙用リトラ
クタ、８…排紙用リトラクタ、９…スキャナユニット、
１０…用紙、１３…定着装置、１４…クリーニングブレ
ード、１５…捕集バッグ、１６…アモルファスカーボ
ン、１７…ブレード傾斜角度。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光ドラムの周辺に帯電器，転写器，クリ
ーニング装置を配置した画像形成装置において、上記クリーニング装置としてクリーニングブレードを使
用し、さらにこのクリーニングブレードが感光ドラム表
面を研磨する機能を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】請求項１において、クリーニングブレード
は、感光ドラム表面のφ０．１〜１０μｍの微細な表面
荒れを研磨し、かつ残留トナーを除去する構成の画像形
成装置。
【請求項３】請求項１において、クリーニングブレード
の感光ドラムと接触する部分に、アモルファスカーボン
またはアモルファスシリコンまたはチタンナイトライド
をコーティングした画像形成装置。
【請求項４】請求項１において、クリーニングブレード
に、トナーの帯電極性と逆極性の１００〜３００Ｖのバ
イアス電圧を印加する構成の画像形成装置。
【請求項５】請求項１において、クリーニングブレード
の感光ドラムへの押付圧力が４００〜５０００ｇ／ｃｍ
²である画像形成装置。
【請求項６】請求項１において、クリーニングブレード
の感光ドラムに対する傾斜角度が４０〜８０°である画
像形成装置。