(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン系の感光層を使用した感光体と、該感光体表面に弾性的に接触させて研磨する研磨ローラと、該研磨ローラと前記感光体の接触面に研磨剤を含む研磨トナーを供給して研磨する研磨トナー供給手段と、前記研磨ローラによって回収された研磨トナーを排出する排出手段と、を具備した画像形成装置において、
前記研磨ローラから研磨トナーを回収して前記排出手段に向かう研磨トナー回収経路の一部を遮断する研磨トナー規制部材と、
前記研磨トナー規制部材と前記研磨ローラとの間に形成され前記研磨ローラに再度研磨トナーを供給できる滞留部と、
前記研磨トナー規制部材に設けられ、前記滞留部に研磨トナーが過剰に滞留しないよう前記研磨トナーが前記排出手段に通過可能とさせるための開口により形成された過剰滞留防止手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
アモルファスシリコン系の感光層を使用した感光体と、該感光体表面に弾性的に接触させて研磨する研磨ローラと、該研磨ローラと前記感光体の接触面に研磨剤を含む研磨トナーを供給して研磨する研磨トナー供給手段と、前記研磨ローラによって回収された研磨トナーを排出する排出手段と、を具備した画像形成装置において、
前記研磨ローラから研磨トナーを回収して前記排出手段に向かう研磨トナー回収経路の一部を遮断する研磨トナー規制部材と、
前記研磨トナー規制部材と前記研磨ローラとの間に形成され前記研磨ローラに再度研磨トナーを供給できる滞留部と、
前記滞留部に研磨トナーが過剰に滞留しないよう前記研磨トナー回収経路を遮断する上記研磨トナー規制部材の先端に設けられた隙間により形成された過剰滞留防止手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【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電子写真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感光体ドラムを用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことは知られている。
つまり、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により、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが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、像流れを生じることがある。
【０００３】
従来は、感光体ドラム内に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ており、実機ではすでに一般化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる装置においては、ヒータを構成するための部品数が多くあり、コストアップになるばかりか、安全性の問題も考慮する必要がある。従って、本願出願人は、本願出願に先立って、ヒータを用いることなく研磨剤を混入させた研磨トナーと研磨手段（研磨ローラ及びクリーニングブレード）の相互作用で感光体を研磨するシステムにより、オゾン生成物を除去する技術を提案した（特願平９−３１５９８４）。
【０００５】
この技術は、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの表面粗さをＲｚ５００Å（オングストローム）以下になるように研磨する構成を備えた画像形成装置でり、この表面粗さに研磨させることでイオン生成物が感光体ドラム表面に付着したとしても表面粗さをＲｚ５００Å以下に研磨するためにオゾン生成物を充分除去できるようにしたものである。
【０００６】
一方、近年、画像形成装置においては、プリント速度の高速化の要求があり、かかる研磨システムを備えた装置においても装置の高速化が研究されている。この装置によれば、プリント速度の高速化に伴って、感光体ドラムの回転速度が高速化されるが、それに付随して研磨する研磨ローラ等の回転速度も上がるために残留トナーの排出速度が増加することになる。
【０００７】
従って、本来、研磨トナーと研磨手段の相互作用で研磨するためには、ある程度のトナー溜まりを形成して感光体に研磨トナーを供給することが必要となってくるが、かかる高速化されて残留トナーの排出速度が高くなった研磨システムにおいては、残留トナーが排出ローラで運ばれる割合が増加するためトナー溜まりが形成できず、研磨トナーにより充分な研磨ができない問題があった。
【０００８】
本発明は上述の欠点に鑑みて成されたものであり、研磨ローラ等の回転速度が高速化したとしても、常に研磨手段の周辺に滞留部を形成させることが可能で、常に一定の研磨力が得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、アモルファスシリコン系の感光層を使用した感光体と、該感光体表面に弾性的に接触させて研磨する研磨ローラと、該研磨ローラと前記感光体の接触面に研磨剤を含む研磨トナーを供給して研磨する研磨トナー供給手段と、前記研磨ローラによって回収された研磨トナーを排出する排出手段と、を具備した画像形成装置において、
前記研磨ローラから研磨トナーを回収して前記排出手段に向かう研磨トナー回収経路の一部を遮断する研磨トナー規制部材と、
前記研磨トナー規制部材と前記研磨ローラとの間に形成され前記研磨ローラに再度研磨トナーを供給できる滞留部と、
前記研磨トナー規制部材に設けられ、前記滞留部に研磨トナーが過剰に滞留しないよう前記研磨トナーが前記排出手段に通過可能とさせるための開口により形成された過剰滞留防止手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、アモルファスシリコン系の感光層を使用した感光体と、該感光体表面に弾性的に接触させて研磨する研磨ローラと、該研磨ローラと前記感光体の接触面に研磨剤を含む研磨トナーを供給して研磨する研磨トナー供給手段と、前記研磨ローラによって回収された研磨トナーを排出する排出手段と、を具備した画像形成装置において、
前記研磨ローラから研磨トナーを回収して前記排出手段に向かう研磨トナー回収経路の一部を遮断する研磨トナー規制部材と、
前記研磨トナー規制部材と前記研磨ローラとの間に形成され前記研磨ローラに再度研磨トナーを供給できる滞留部と、
前記滞留部に研磨トナーが過剰に滞留しないよう前記研磨トナー回収経路を遮断する上記研磨トナー規制部材の先端に設けられた隙間により形成された過剰滞留防止手段と、を備えたことを特徴とする。
これにより、高速化したとしても常に一定の滞留部が研磨手段に供給されるため、充分な感光体ドラムの研磨が一定して得ることができる。
【００１１】
なお、前記滞留部が過剰に滞留しないための過剰滞留防止手段を形成している。この前記過剰滞留防止手段は、前記研磨手段と排出手段との間で、且つ、前記研磨トナー回収経路に余裕空間を形成するとともに、前記研磨トナー規制部材により前記余裕空間を所定割合遮断する手段である。さらに、前記過剰滞留防止手段は、前記研磨トナー規制部材を所定の位置で所定の間隔に開口部を形成することで研磨トナーを前記排出手段に通過可能に構成したものであっても良い。これにより過剰な滞留部の形成を防止してトナー漏れを防止出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明は、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いる電子写真装置において、感光体ドラム表面の粗さをＲｚ５００Å以下に研磨する装置を提供するもので、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、図３はトナー規制部材の構成図である。その要部説明図である。
【００１３】
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（研磨手段）、クリーニングブレード９、除電器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、その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、トナー像を転写ローラ５にて転写紙１１に転写される。
【００１４】
１４はクリーニング装置であり、感光体１を研磨する研磨システムである研磨ローラ６，クリーニングブレード９，トナー漏れ防止部材７，トナー規制部材１２を備える。転写ローラ５で未転写のトナーはこの研磨ローラ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表面より除去し、その後、除去された残留トナーは回収スクリュー８等のトナー回収装置（排出手段）によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。また、弾性シートで構成されたトナー漏れ防止部材７は研磨ローラ６に当接していてトナーの漏れを防ぐ働きをしている。
【００１５】
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上に残った残留トナーが使用される（研磨トナー供給手段）。
【００１６】
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。このため、トナーを研磨ローラ６又はクリーニングブレードに付着させ、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。研磨トナーの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。
【００１７】
ここで、図２において、トナー漏れ防止部材７の角度が研磨トナーをトナー回収スクリュー側９に効率良く搬送させるために感光体１方向に対して水平もしくは上がって構成させている。
その理由は、もし、下がって構成すると、トナー溜まりができやすい反面、トナーが漏れ出るという問題が発生する。
これを防ぐ為には、このトナー漏れ防止部材７の研磨ローラ６に対する圧接力を大きくしなければならないが、圧接力を大きくすると、トルクアップや必要量のトナーが研磨ローラ６上に供給されない等の問題があり、トナー防止部材７の角度は感光体１方向に対して上がっている必要がある。
但し、本発明がトナー漏れ防止部材７の角度を水平もしくは上がって構成するような構成に限定されるものではない。
【００１８】
また、図２のトナー漏れ防止部材７の上に向いた配置では必要量の研磨トナーが研磨ローラ６上に滞留すること無く、さらに研磨ローラ６の高速化に伴ってトナーが滞留しない顕著な問題が生じることが知られている。
従って、研磨ローラ６の背後に研磨ローラ６とトナー回収スクリュー８間に研磨ローラ６の回転軸方向に延在させたトナー規制部材１２を配置して研磨に必要量のトナーを研磨ローラ６周辺に滞留部１３として形成する。
【００１９】
本件のトナー規制部材１２は図３に示すような構成であり、フィルムシートで構成されており、軸方向に向かって滞留部１３が過剰に滞留しないためにトナー規制部材１２を規制部１２ａの所定の位置で所定の間隔に開口部１２ｂを形成している。これにより研磨トナーが前記排出手段に通過可能に構成され、この開口部１２ｂの調整によって滞留部１３の調整が可能である。
【００２０】
また、図２のａは研磨ローラ６から回収された研磨トナーがトナー回収スクリュー８に搬送される回収経路に形成した余裕空間である。上述に過剰に滞留しないために開口部１２ｂを形成したが、この余裕空間ａの所定割合を仕切ることでも滞留部１３を制御することができる。ここで所定割合としたのは、余裕空間ａの全てを遮断するのではなく図２のように一部を遮断することであり、その割合を調整することでもトナーが搬送される割合が調整でき滞留部１３の形成も調整可能となる。
【００２１】
本発明では感光体１の表面粗さＲｚを５００Å以下に研磨するように構成している。表面粗さＲｚはＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠し、１００μｍ長さでの１０点平均粗さである。感光体の表面粗さＲｚを５００Å以下に研磨するとしたのは、必ずしもプリント時にこのような要件が備わっているものではなく、数枚以上のプリント後に研磨によって５００Å以下に研磨されてもよい。
研磨は感光体１と接触する各部材によって行うことができる。研磨ローラ６，クリーニングブレード９がこれに相当する。また、現像剤中にトナーと共に研磨剤を配合することにより、研磨手段と研磨トナーの相互作用によって上記接触する部材との接触時による研磨が一層助長される。特に本件発明では感光体１として特定の硬度の小さい表面層を有するアモルファスシリコン系の感光体を用いてもよい。このような種類の感光体は特願平８−１３３７２７に開示されている。
＜実施例１＞
（感光体及び感光体研磨システムの作製）
直径４０ｍｍ×長さ３６０ｍｍのサイズで作製したａ−Ｓｉ感光体ドラムを用い、トナーには、研磨材として酸化チタンを３％添加して研磨トナーを得た。研磨ローラについて、発泡ＥＰＤＭ製ローラー（外径１４ｍｍ、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を作製した。
【００２２】
（トナーの滞留部の作製）研磨ローラの感光体ドラムと反対の位置にはトナー回収用のスクリューを配置した。
研磨ローラとトナー回収スクリューの間には、トナー規制部材としてポリエステルフィルム（１２５μｍ厚）を使用し、長さ３００ｍｍ×高さ１２ｍｍで構成させた。
このトナー規制部材には必要量以上のトナーは回収スクリューに送り出すために、過剰滞留防止手段としての長さ３８ｍｍ×高さ９ｍｍを等間隔にカットして７個の開口部を設けた。
また、同じく過剰滞留防止手段として、トナー規制部材の下部とトナー漏れ防止部材の隙間（図２のａ）は４ｍｍに設定した。
【００２３】
（印字テスト）
印字は京セラ製ＦＳ−７０００を用いて行い、印字テストの基準は像流れの有無で判断した。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。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。また、過剰なトナーの滞留部が形成されることによるトナー漏れがないかどうかも観察した。なお、像流れランクの評価は以下の通りである。
１：印字の背景部にカブリが全く観察されない。
２：ルーペを用いることにより、背景部にわずかにカブリが観察される。
３：目視により、印字の背景部にカブリがわずかに観察される。
４：目視により、背景部にカブリが観察される。
５：背景部に縦スジ等が表れ、顕著なカブリが観察された。
【００２４】
（実験結果）
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た。また、クリーニング装置からのトナー漏れは３５万枚印字後も発生は無かった。
【００２５】
＜実施例２＞トナー規制部材には過剰滞留防止手段としての穴（窓）は設けず、トナー規制部材の下部とトナー漏れ防止部材の隙間（過剰滞留防止手段である図２のａ）は７ｍｍに設定して余裕空間に搬送されるトナーを増加させた他は実施例１と同様な実験を行った。
（実験結果）この実験により得られた結果を図５に示す。
実施例１と同様の実験結果が得られ、像流れの発生も見られなかった。
しかも余裕空間の仕切りを大きく取ることによっても適度に滞留部が調整でき、しかもこの適度な滞留部によって研磨が行われることが理解できる。
この時にクリーニング装置からのトナー漏れの発生は無かった。
【００２６】
＜比較例１＞
研磨ローラとトナー回収スクリューの間には、トナー規制部材を設けなかった以外は実施例１と同様の実験を行った。
（実験結果）
この実験により得られた結果を図６に示す。
この結果より、印字１００００〜３００００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。これは実施例１に比べると滞留部が形成できず研磨ローラの比較的初期に状態においてトナーの供給量が少なく、研磨が十分でなかったことが原因である。
これは感光体ドラム表面粗さが粗いため、イオン生成物が除去しきれずに感光体ドラム表面に残っていると考えられる。感光体ドラムの初期表面粗さは、約Ｒｚ８００Å程度である。しかし、この表面粗さのレベルでは感光体表面に付着したイオン生成物が完全に除去されずに像流れが発生してしまうからである。この時にクリーニング装置からのトナー漏れの発生は無かった。
【００２７】
＜比較例２＞
トナー規制部材の下部とトナー漏れ防止部材の隙間（図２のａ）は１０ｍｍに設定した以外は実施例１と同様の実験をおこなった。
（実験結果）
この実験により得られた結果を図７に示す。
この結果より、比較例１同様、印字１００００〜３００００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。これは実施例１に比べると、研磨ローラとトナー漏れ防止部材との隙間が大きすぎるために、比較的初期状態において滞留部が研磨ローラ周辺に形成されず、必要量のトナーが研磨ローラに供給されなかった為、研磨が不十分となったことが原因である。
【００２８】
これは感光体ドラム表面粗さが粗いため、イオン生成物が除去しきれずに感光体ドラム表面に残っていると考えられる。感光体ドラムの初期表面粗さは、約Ｒｚ８００Å程度である。しかし、この表面粗さのレベルでは感光体表面に付着したイオン生成物が完全に除去されずに像流れが発生してしまうからである。この時にクリーニング装置からのトナー漏れの発生は無かった。
【００２９】
＜比較例３＞
トナー規制部材には穴（窓）は設けず、トナー規制部材の下部とトナー漏れ防止部材の隙間（図２のａ）は４ｍｍに設定して余裕空間に搬送されるトナーを増加させた他は実施例１と同様な実験を行った。
（実験結果）
像流れの発生は見られなかったが、５万枚印字後でトナー漏れが発生した。これはトナー規制部材に適度な研磨トナーを排出ローラに供給する穴が開いていない為、研磨ローラ周辺の滞留部に過剰なトナーが供給された為である。
【００３０】
【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、研磨ローラ等のクリーニング速度が高速化したとしても、研磨手段に滞留部を形成させることが可能で、常に一定の研磨力が得ることができる画像形成装置を提供できる。これにより、像流れを抑制することができ、また、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】本発明を適用したプリンタの概略構成説明図
【図２】トナー規制部材の取り付け状態説明図
【図３】トナー規制部材の構成図
【図４】実施例１の感光体ドラム表面粗さと像流れの推移（穴を開けたトナー規制部材の下部とトナー漏れ防止部材の隙間を４ｍｍに設定した場合）とトナー漏れ発生枚数の図
【図５】実施例２の感光体ドラム表面粗さと像流れの推移（トナー規制部材に穴を開け無かった場合）
【図６】比較例１の感光体ドラム表面粗さと像流れの推移（トナー規制部材を取り付けなかった場合）とトナー漏れ発生枚数の図
【図７】比較例２の感光体ドラム表面粗さと像流れの推移（穴を開けたトナー規制部材の下部とトナー漏れ防止部材の隙間を１０ｍｍに設定した場合）
【図８】比較例３の感光体ドラム表面粗さと像流れの推移（トナー規制部材に穴を開け無かった場合）
【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    ：トナー漏れ防止部材
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
１２ａ：規制部
１２ｂ：開口部
１３  ：トナーの滞留部
１４  ：クリーニング装置
【図１】
0003642682.tif 000002
【図２】
0003642682.tif 000003
【図３】
0003642682.tif 000004
【図４】
0003642682.tif 000005
【図５】
0003642682.tif 000006
【図６】
0003642682.tif 000007
【図７】
0003642682.tif 000008
【図８】
0003642682.tif 000009