(57)【要約】【課題】トナー飛散を防ぎ、感光体の研磨力を長期間維持した画像形成装置を提供することである。【解決手段】感光体２の周囲に、感光体２表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、感光体２表面の残留トナー１６を除去するためのクリーニング装置７とを配設した画像形成装置であって、クリーニング装置７は、感光体２表面の残留トナー１６を除去するためのクリーニングブレード１０と、このブレード１０よりも感光体２の移動方向上流側に設けられ残留トナー１６を周面に付着させて感光体２表面を研磨するようにした研磨ローラ１１と、残留トナー１６をクリーニング装置７から排出するための搬送ローラ１２とを備え、搬送ローラ１２は回転軸１７の周面に螺旋羽根１８が設けられており、螺旋羽根１８の山部が研磨ローラ１１に当接回転して残留トナー１６を掻き取る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の周囲に、この感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、この現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、前記感光体に残留した残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを配設した画像形成装置であって、
前記クリーニング装置が、前記感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードと、このクリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に設けられ前記残留トナーを周面に付着させて前記感光体表面を研磨するようにした研磨ローラと、前記残留トナーをクリーニング装置から排出するための搬送ローラとを備え、この搬送ローラは回転軸の周面に螺旋羽根が設けられており、この螺旋羽根の山部が前記研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取るようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体がアモルファスシリコン系感光体である請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記搬送ローラの螺旋羽根が金属製である請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に関し、特に研磨ローラを用いてアモルファスシリコン系の感光体表面をクリーニングする画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に使用される感光体としては、表面がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成されたアモルファスシリコン感光体が搭載されている。このアモルファスシリコン感光体は、高硬度、長寿命という特徴がある反面、像流れが発生しやすかった。このような像流れは次のような原因で発生すると考えられている。即ち、帯電器で放電させるとＮＯｘやＳＯｘ等の水溶性イオン生成物が生成され、感光体表面の微小な溝部に入り込む。微小溝部に入り込んだ水溶性イオン生成物は、通常のクリーニングでは取り除くことができずに感光体表面に残存する。このような状態で、高温高湿環境の下では、水溶性イオン生成物が大気中の水分を吸収して感光体表面の抵抗値を低下させ、これにより、静電潜像エッジ部の電位が低下した結果、像流れが発生する。
【０００３】
このような問題を解決するために、感光体をヒータで加熱し、吸収した水分を蒸発させて感光体の抵抗が下がるのを防止する方法が提案されている。しかし、このようなヒータ方式では部品点数が多くなるばかりか、安全性や経済性の面で問題があった。
また、転写手段とクリーニング手段との間で感光体の表面に残る残留トナーを研磨ローラの周面に担持させ、感光体の表面を研磨することで、感光体表面粗さを小さくして水溶性イオン生成物を除去する方法が知られている。
【０００４】
上記研磨ローラを使用して感光体表面を研磨する際には、転写後に感光体表面に残る残留トナー量は感光体の軸方向で不均一なため、研磨ローラに担持されるトナーにも幅方向でバラツキが生じ、その結果、感光体の研磨も軸方向でバラツキが生じている。そこで、特許文献１では、研磨ローラに対して下側にスクレーパを当接させて、スクレーパと研磨ローラとの当接部位付近にトナーを滞留させることにより、研磨ローラの軸方向にトナーを均一に担持させて、感光体を均一に研磨する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２７６０２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の方法だと長期間の使用によりスクレーパの当接部が磨耗した場合に、感光体の回転上流側へのトナー飛散が発生し、スクレーパによってかき取られずに当該当接部を通過したトナーが飛散し、画像形成装置の機内汚れをひき起こすなどの問題を発生させる。また、多量のトナーや紙粉が供給された場合には、研磨ローラからのトナーの除去が十分に行われなかったり、紙粉により研磨ローラ上のトナー密度が変化したりして、研磨能力が低下したり変化するといった問題も発生した。
【０００７】
上記の問題を解決し、長期にわたって一定の研磨能力を確保するためには、初期に前記スクレーパを研磨ローラへ強く当接させる必要があるが、そうすると研磨ローラの回転トルクが上昇するとともにジッタ（感光体ドラムの一定回転を妨害する力による画像伸縮）が悪化するという問題や、研磨ローラの寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、トナー飛散を生じさせることなく、長期にわたり研磨ローラの感光体への研磨力を維持す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】
上記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、感光体の周囲に、この感光体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するための現像装置と、この現像装置により形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写器と、前記感光体に残留した残留トナーを除去するためのクリーニング装置とを配設したものであって、前記クリーニング装置が、前記感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードと、このクリーニングブレードよりも感光体移動方向の上流側に設けられ前記残留トナーを周面に付着させて前記感光体表面を研磨するようにした研磨ローラと、前記残留トナーをクリーニング装置から排出するための搬送ローラとを備え、この搬送ローラは回転軸の周面に螺旋羽根が設けられており、この螺旋羽根の山部が前記研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取るようにしたことを特徴とする。
【００１０】
かかる本発明の画像形成装置によれば、研磨ローラから余剰の残留トナーを掻き取るために、回転する搬送ローラを使用しているので、固定したスクレーパを使用した場合のように研磨ローラとの接触面が短期間に削れてくることがない。従って、トナー飛散を生じさせることなく研磨ローラ表面の余剰のトナーを長期間にわたり除去することができる。また、感光体を加熱するためのヒータ等を設ける必要がないためクリーニング装置がコンパクトとなり、かつ搬送ローラは研磨ローラに強く圧接しなくてもよいので、回転トルクが上昇したり、ジッタが悪化するのを抑えることができる。
【００１１】
前記感光体はアモルファスシリコン刑感光体であるのが好ましく、これにより長寿命でかつ電子写真感光体として安定な特性を有する。
また、搬送ローラの螺旋羽根は金属製であるのが好ましく、これにより螺旋羽根が磨耗して掻き取り能力が低下するのを防ぎ、長期間にわたって研磨ローラの感光体への研磨力を維持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を詳細に説明する。図１および図２はそれぞれ本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す概略図およびクリーニング装置を示す断面図である。図２のクリーニング装置は、特に磁性１成分現像法を用いる画像形成装置に使用されるものである。
【００１３】
図１に示すように、この画像形成装置１は、ドラム形の感光体２の周囲に、感光体２の回転方向に沿って帯電器３、露光器４、現像装置５、転写器６、クリーニング装置７および除電器８が順に配設されている。
【００１４】
画像形成は、まず感光体２の表面が帯電器３により均一に帯電され、次に露光器４により静電潜像が形成され、さらに感光体２の表面に現像装置５の現像ローラ５ａからトナー１６を供給し、静電潜像を顕像化させてトナー像を形成し、このトナー像を転写器６によって記録媒体（用紙）９上に転写させる。一方、転写されなかった残留トナーはクリーニング装置７で除去される。残留トナーを除去した後の感光体１の表面に残留する電荷は除電器８で除電される。続いて、次の画像形成を行うために、再び帯電器３を作動させて上記の動作を繰り返す。
【００１５】
本発明において使用する感光体２としては、例えば、導電性基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の光導電層を形成し、その表面にＳｉＣ，ＳｉＮ，ＳｉＯ，ＳｉＯＮ，ＳｉＣＮなどの無機絶縁体または無機半導体からなる表面保護層を設けたものがあげられる。
【００１６】
本発明で使用されるトナーとしては、表面に研磨剤を付着させたものが使用される。このトナーは、画像形成に使用されるほか、転写器６で転写されなかった残留トナーを利用して感光体１の表面を研磨するために用いられる。このようなトナーは、バインダー樹脂、着色剤などからなるトナー本体の表面にシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの研磨剤を付着させて製造される。研磨剤の付着は静電気的であってもよく、あるいは熱的もしくは機械的な衝撃で研磨剤をトナー本体に打ち込んで表面から研磨剤が突出するように付着させてもよい。
【００１７】
クリーニング装置７は、図２に示すように、前記感光体２表面の残留トナー１６を除去するためのクリーニングブレード１０と、このクリーニングブレード１０よりも感光体２の回転方向上流側に設けられ前記残留トナー１６を周面に付着させて前記感光体２の表面を研磨するようにした研磨ローラ１１と、この研磨ローラ１１に当接回転する搬送ローラ１２とを備えており、これらはクリーニングケース１３内に配設されている。
【００１８】
すなわち、クリーニングケース１３は、感光体２と対向する面が開口しており、この開口部の感光体回転方向下流側の縁部にクリーニングブレード１０が取付けられている。クリーニングブレード１０としては、感光体２に対して耐磨耗性やクリーニング特性に優れたゴム材（例えばウレタンゴムなど）が使用される。
【００１９】
また、クリーニングケース１３の開口部において、研磨ローラ１１の周面が感光体２に接触する。この研磨ローラ１１は、シャフトの外周に発泡重合体、例えば発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭなどの発泡体を被覆形成したものであり、周面にある発泡体の微小な凹凸にトナーを保持し、トナー表面の研磨剤によって感光体２の表面を研磨する。
【００２０】
研磨ローラ１１は感光体２とは別の駆動機構を持ち、画像形成時にはトナー像に振動を与えないように駆動機構をオフに切り替え、感光体２の回転に従動させる。一方、非画像形成時には前記駆動機構により研磨ローラ１１を研磨位置における感光体２の回転方向と同方向に回転駆動させ、感光体２の表面を研磨する。このとき、研磨部位における研磨ローラ１１の回転速度と感光体２の回転速度との間には差をもたせてあり、これにより感光体１の研磨力を向上させている。また、研磨ローラ１１の感光体２への研磨力は、両方の回転数比のほか、研磨ローラ１１と感光体２との線圧およびそれらのニップ部に存在するトナーの量などによっても決定される。
【００２１】
研磨ローラ１１に当接回転する搬送ローラ１２は、図示しない独自の回転駆動源により回転駆動する。掻き取りローラ１２の回転方向は、掻き取り位置において研磨ローラ１１と同方向および逆方向のいずれでもよいが、同方向であるのが好ましい。また、研磨ローラ１１と搬送ローラ１２との回転数比は特に限定されるないが、研磨ローラ１１の回転数１に対して搬送ローラ１２の回転数が１．０〜５．０、好ましくは２．０〜３．０であるのがよい。
【００２２】
搬送ローラ１２は、図３に示すように、回転軸１７の周囲に螺旋羽根１８を設けたスパイラルローラ（スクリューコンベヤ）で構成される。この搬送ロ−ラ１２は、クリーニングケース１３内に溜まった残留トナー１６をクリーニングケース１３外へ搬送する機能を有する。クリーニングケース１３から排出されたトナー１６は、ついで現像装置５に送られる。搬送ローラ１２は、螺旋羽根１８が回転軸１７につる巻状に一定の間隔で巻きついて形成されており、螺旋羽根１８の山部が研磨ローラ１１に当接回転するようにクリーニングケース１３内に配置されている。
【００２３】
前記螺旋羽根１８は、例えば少なくとも周面がステンレス鋼などの金属材で形成されているのが磨耗を防止して長期使用を可能にするうえで好ましいが、樹脂材（例えばポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミドアミド）などによって形成してもよい。
【００２４】
搬送ローラ１２は螺旋羽根１８の山部が前記研磨ローラに当接回転して余剰の残留トナーを掻き取る。このとき、搬送ローラ１２によって掻き取られる余剰の残留トナー量、言い換えれば研磨ローラ１１表面に保持され感光体２表面に送られるトナー量は、搬送ローラ１２との当接度合い（搬送ローラ１２の螺旋羽根１８山部の研磨ローラ１１への食い込み深さ）、両ローラ１１，１２の回転数比、搬送ローラ１２の螺旋羽根１８のピッチ、研磨ローラ１１表面の微小凹凸の深さや面積によって決定される。
【００２５】
搬送ローラ１２との当接度合い（搬送ローラ１２の螺旋羽根１８山部の研磨ローラ１１への食い込み深さ）は、０．５〜１．０ｍｍであるのが好ましい。また、螺旋羽根１８のピッチ、すなわち螺旋羽根１８の隣接する山部間の距離は５．０〜３０．０ｍｍ、好ましくは７．０〜１０．０ｍｍであるのがよい。また、螺旋羽根１８の回転軸１７からの高さは３．０〜１０．０ｍｍ、好ましくは４．０〜５．０ｍｍであるのがよい。
【００２６】
このような搬送ローラ１２を研磨ローラ１１に当接回転させることにより、研磨ローラ１１に付着した余剰の残留トナー１６が感光体２と研磨ローラ１１とのニップ部に送られるのを防止し、適量の残留トナー１６をニップ部に送ることにより、最適な研磨が可能となる。また、搬送ローラ１２はその軸方向に残留トナー１６を搬送する機能を有するので、研磨ローラ１１の軸方向全体にトナー１６を均一に付着させることが可能になり、感光体２の研磨にムラをが生じるのを防止することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、感光体２としてアモルファスシリコン系感光体を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばオーバーコートを施した有機感光体（ＯＰＣ）を使用してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、研磨ローラからトナーを掻き取るために、搬送ローラを使用しているので、固定したスクレーパを使用した場合のように研磨ローラとの接触面が短期間に削れてくることがなく、従ってトナー飛散を生じさせることなく研磨ローラ表面の余剰のトナーを長期間にわたり掻き取ることができ、かつ研磨ローラの回転トルクが上昇したり、ジッタが悪化するのを防止することができ、しかも装置もコンパクトである。
このように本発明によれば、研磨ローラの表面に適量の残留トナーが付着し、感光体の研磨力を長期間維持することができるので、像流れが生じない良好な画像を形成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置を示す概略説明図である。
【図２】クリーニング装置を示す断面図である。
【図３】搬送ローラを示す平面図である。
【符号の説明】
１：画像形成装置、２：感光体、３：帯電器、４：露光器、５：現像装置、６：転写器、７：クリーニング装置、８：除電器、１０：クリーニングブレード、１１：研磨ローラ、１２：搬送ローラ、１３：クリーニングケース、１６：残留トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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