(57)【要約】【課題】硬質化する感光体の表面を研磨し、印刷品位の低下を防止することができる感光体研磨装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】感光体２の表面を研磨する感光体研磨装置７において、前記感光体２の表面に形成された静電潜像を現像するトナー粒子よりも高い硬度を有する研磨粒子と、前記感光体２の表面に当接する研磨粒子担持体７２と、該研磨粒子担持体７２に前記研磨粒子を担持するために電圧を印加する電圧印加手段７３と、前記研磨粒子担持体７２に担持された前記研磨粒子の層厚を規制する層厚規制部材７４と、を備えることを特徴とする感光体研磨装置７。【選択図】図１
2005062492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を研磨する感光体研磨装置において、
前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像するトナー粒子よりも高い硬度を有する研磨粒子と、
前記感光体の表面に当接する研磨粒子担持体と、
該研磨粒子担持体に前記研磨粒子を担持するために電圧を印加する電圧印加手段と、
前記研磨粒子担持体に担持された前記研磨粒子の層厚を規制する層厚規制部材と、
を備えることを特徴とする感光体研磨装置。
【請求項２】
前記研磨粒子は、無色透明又は前記トナー粒子と同色の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の感光体研磨装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の感光体研磨装置が、
前記研磨粒子を収容するケーシングを備え、該ケーシングの開口部から露出する部分において、前記研磨粒子担持体が前記感光体の表面に当接することを特徴とする感光体研磨装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の感光体研磨装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置における感光体の表面を研磨する感光体研磨装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の表面を帯電し、露光して静電潜像を形成し、現像器から感光体に供給されるトナーをこの静電潜像に付着させてトナー像として現像し、用紙に転写し、加熱定着させるという一連の画像形成プロセスを行うことにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
画像形成工程を長期間にわたって繰り返していると、トナー成分等が感光体の表面に付着してフィルミング層を形成することがあった。また、帯電等の際のコロナ放電によって発生するオゾン、窒素酸化物等の酸化雰囲気に曝され感光体の表面が劣化することがあった。これらは、感光体の表面を露光して静電潜像を形成したときにトナー像がぼやけたりにじんだりする原因となる。そして、ぼやけたりしたトナー像が転写される用紙で得られる画像にも欠陥が生じ印刷品位が低下することになる。従って、感光体の表面からフィルミング層や劣化部分を除去し、その表面をリフレッシュする必要がある。
【０００４】
従来の画像形成装置においては、感光体の表面に残存する未転写トナーを除去するクリーニング処理のために、未転写トナーを除去するブレードを独立して設けている。また、接触現像方式の画像形成装置においては、近年、未転写トナーを現像器にて回収するクリーナレス方式が多用されているが、該方式において未転写トナーは電位差を利用して現像ローラにより感光体の表面から除去され回収される。何れの装置においても未転写トナーを除去する際に、トナーが感光体の表面に当接され、トナー自体が有する研磨機能によって感光体の表面からフィルミング層や劣化部分が研削除去され、感光体表面がリフレッシュされている。
【０００５】
更に、従来の画像形成装置においては、感光体に接触させてその表面を帯電させる帯電ローラの表面に付着したトナーや紙粉等の付着物をクリーニングし、その表面を摺接し研磨する複数のブレードを設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。更に又、従来の画像形成装置においては、帯電ローラ、転写ローラ、除電ローラの各周面に転接してこれらの表面を研磨する表層の硬度を異ならせた研磨ローラを設けることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１７５２９８号公報
【特許文献２】特開平７−１９１５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年では、廃棄物削減、低コスト化の観点から感光体は耐磨耗性を向上させ高寿命化することが図られている。そのため、ＯＰＣ（Organic Photo Conductor：有機光導電体）感光体の材料を高分子化すること等によって、感光体の表面を硬質化させる傾向がある。一方、高画質化の観点からトナーは小径化が図られている。そのため、トナーの帯電量分布が狭くなるので、トナー像の定着の容易化のために、樹脂トナーを低分子化することによって、トナーを軟質化させる傾向がある。これらの傾向のため、トナー自体の研磨機能によって感光体の表面の研磨効果を達成することが困難になってきており、トナーを感光体の表面に当接させても、感光体の表面からフィルミング層や劣化部分が研磨されず、感光体の表面がリフレッシュされないので、印刷品位が低下する問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記した事情や問題に鑑みてなされたものであり、硬質化した感光体の表面を研磨し、印刷品位の低下を防止することができる感光体研磨装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
当該目的を達成するために、請求項１に記載の感光体研磨装置は、感光体の表面を研磨する感光体研磨装置において、前記感光体の表面に形成された静電潜像を現像するトナー粒子よりも高い硬度を有する研磨粒子と、前記感光体の表面に当接する研磨粒子担持体と、該研磨粒子担持体に前記研磨粒子を担持するために電圧を印加する電圧印加手段と、前記研磨粒子担持体に担持された前記研磨粒子の層厚を規制する層厚規制部材と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の感光体研磨装置は、請求項１に記載の感光体研磨装置において、前記研磨粒子は、無色透明又は前記トナー粒子と同色の樹脂からなることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の感光体研磨装置は、請求項１又は２に記載の感光体研磨装置において、前記研磨粒子を収容するケーシングを備え、該ケーシングの開口部から露出する部分において、前記研磨粒子担持体が前記感光体の表面に当接することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１から３の何れか１項に記載の感光体研磨装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の感光体研磨装置によれば、トナー粒子よりも高い硬度を有する研磨粒子を担持する研磨粒子担持体が感光体の表面に当接するので、研磨粒子が感光体の表面と当接し、感光体の表面が研磨されリフレッシュされるため、印刷品位の低下を防止することができる。又、電圧印加手段によって研磨粒子担持体付近の研磨粒子が帯電するので、研磨粒子担持体に研磨粒子を容易に担持させることができる。又、層厚規制部材によって研磨粒子担持体に担持された研磨粒子の層厚を規制するので、該研磨粒子の層厚を均一の所定厚さにすることができ、研磨粒子による感光体の表面の研磨量を適正にすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の感光体研磨装置によれば、研磨粒子は無色透明又はトナー粒子と同色の樹脂からなるので、例え、研磨粒子が研磨粒子担持体から感光体の表面に転移しトナー粒子と共に現像に利用されたとしても、画質に与える影響を少なくすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の感光体研磨装置によれば、研磨粒子を収容するケーシングを備え、ケーシングの開口部から露出する部分において研磨粒子担持体が感光体の表面に当接するので、ケーシング内部において研磨粒子担持体は研磨粒子を担持することができ、感光体研磨装置の構成が単純化するため、小型化とコスト削減を図ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の画像形成装置によれば、前記感光体研磨装置を備えるので、前記効果を有する画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
硬質化した感光体の表面を研磨することができる感光体研磨装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するという目的を、トナー粒子よりも高い硬度を有する研磨粒子を担持する研磨粒子担持体を感光体の表面に当接するように構成することにより実現した。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例に係る感光体研磨装置を備えた画像形成装置について図面に基づいて説明する。該画像形成装置１は、例えばコピー機能、ファクシミリ機能、（ネットワーク）プリンタ機能等により画像データの画像を用紙に記録するものである。具体的には、コピー機能により読取られた原稿の画像、他のＧ３ファクシミリ装置（不図示）から受信した画像データの画像、及びクライアントＰＣ（不図示）からＬＡＮ（不図示）等を介して受信した画像データの画像を所定の用紙に記録するものである。
【００１８】
画像形成装置１は、図１に示すように、矢印方向に回転する感光体である感光体ドラム２を備え、該感光体ドラム２の回転方向に沿って、感光体ドラム２の表面を帯電させる帯電器３と、帯電した感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成する露光器４と、静電潜像を現像しトナー像を形成する現像器５と、トナー像を用紙に転写する転写器６と、前記感光体研磨装置７と、感光体ドラム２の表面に残存した未転写トナーの付着力を弱める拡散ブラシ（メモリ除去ブラシ）８とが順に配設される、未転写トナーを現像器５にて回収するクリーナレス方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、更に、給紙カセット９、レジストローラ１０、ヒートローラ１１、プレスローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４を備えている。
【００１９】
感光体ドラム２は、ドラム状に形成されたアルミニウム等の導電性支持体の表面にＯＰＣ（Organic Photo Conductor）、アモルファスシリコン、セレン等の感光層を形成して構成したものであり、この感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。帯電器３は、感光体ドラム２の表面を一様に帯電させる装置であり、具体的にはコロナ帯電器、帯電ブラシ、帯電ローラ等が用いられるが、ここでは、スコロトロン方式の帯電器が用いられる。露光器４は、感光体ドラム２の表面に光を照射して帯電電荷を除去することにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成する装置であって、このための露光光学系として、具体的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光学系や半導体レーザ光学系等が用いられる。
【００２０】
現像器５は、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視のトナー像とする装置であり、攪拌器１５、供給ローラ１６、現像ローラ１７、層厚規制ブレード１８等によって構成される。攪拌器１５は、図示した矢印方向に回転し、現像器５内に貯蔵収容されているトナーを攪拌し供給ローラ１６側に搬送する。供給ローラ１６には電圧が印加されており、付近のトナーが帯電し供給ローラ１６に付着する。供給ローラ１６から電位差を利用して転移させ、トナーを圧接する現像ローラ１７に付着させる。層厚規制ブレード１８は、現像ローラ１７の外周面に付着したトナーの層厚を均一にする。現像ローラ１７のトナーが付着した外周面を感光体ドラム２の表面に当接させながら回転させ、静電潜像にトナーを付着させ感光体ドラム２の表面にトナー像を形成する。拡散ブラシ８によって付着力が弱められた未転写トナーは、感光体ドラム２と現像ローラ１７との電位差を利用して、現像ローラ１７により回収され、現像器５内に貯蔵収容され再利用される。
【００２１】
転写器６は、感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる装置であって、具体的には、電圧を印加した導電ローラ、コロナ帯電器等が用いられるが、ここでは、導電性の転写ローラが用いられており、トナーと逆極性の電圧を印加することにより、感光体ドラム２の表面のトナー画像が用紙上に転写される。拡散ブラシ８は、用紙に転写されることなく感光体ドラム２の表面に残存した未転写トナーの付着力を弱め分散させるものである。
【００２２】
給紙カセット９には、所定サイズの用紙が多数収納されており、給紙カセット９に収納されている用紙は、給紙ローラ１９により１枚ずつ分離され用紙搬送路２０に供給される。レジストローラ１０は、給紙カセット９から供給された用紙を、用紙搬送路２０を挟んで設けられる感光体ドラム２と転写器６との間へ搬送するものである。ヒートローラ１１及びプレスローラ１２は、用紙搬送路２０を挟んでその両側に配置され、用紙を上下から圧接しつつ、ヒートローラ１１の内部に設けられた熱源によりトナー画像を加熱してトナー画像を用紙に定着させる。排紙ローラ１３は、画像が定着した記録紙（用紙）を排紙トレイ１４に排出する。
【００２３】
次に、本発明の実施例に係る感光体研磨装置７について図面に基づいて説明する。該感光体研磨装置７は、図１に示すように、研磨粒子を収容するケーシング７１と、該ケーシング７１の感光体ドラム２側に設けた開口部から一部が露出するように配置された研磨粒子担持体である研磨粒子担持ローラ７２と、該研磨粒子担持ローラ７２に電圧を印加する電源等の電圧印加手段７３と、該研磨粒子担持ローラ７２に担持された研磨粒子の層厚を規制する層厚規制部材であるブレード７４とを備えている。
【００２４】
研磨粒子は、トナーの主成分であるトナー粒子より高い硬度を有し、かつ感光体ドラム表面２のフィルミング層や劣化部分と同等以上の硬度を有しており、トナー粒子と同様の樹脂素材からなる。研磨粒子は、例えば、トナー粒子の材質として用いられるポリエステルやスチレンアクリル等の樹脂からなる。但し、トナー粒子に用いる前記樹脂よりも高分子化し分子構造を設計することにより、トナー粒子より硬度を高くした樹脂を研磨粒子として用いる。研磨粒子は、トナー粒子と同程度の大きさであり、色は、無色透明とするか、トナー粒子と同じ顔料を加えることにより、トナーと同色にする。
【００２５】
ケーシング７１は、樹脂や金属製等の箱状部材からなり、その内部に研磨粒子を収容するものであり、感光体ドラム２側の壁面に開口部が設けられる。研磨粒子担持ローラ７２は、ゴムやスポンジ部材等で構成するが、前記現像ローラ１７と同じ部品を適用することができる。研磨粒子担持ローラ７２は、ケーシング７１内部に設置され図示した矢印方向に回転する。電圧印加手段７３は、研磨粒子担持ローラ７２に前記感光体ドラム２と同程度のバイアス電圧を印加する。ブレード７４は、研磨粒子担持ローラ７２の外周面に担持された研磨粒子の層厚を規制する部材であり、弾性を有するステンレス部材等で構成され、研磨粒子担持ローラ７２の外周面の研磨粒子の搬送方向の下流側に弾接するように、ケーシング７１の開口部の下面に設置される。
【００２６】
研磨粒子担持ローラ７２に印加されるバイアス電圧によって、研磨粒子担持ローラ７２付近に存在する研磨粒子が帯電し、該研磨粒子が研磨粒子担持ローラ７２の表面に付着する。研磨粒子担持ローラ７２の外周面は感光体ドラム２の表面に圧接しており、研磨粒子担持ローラ７２の表面に付着した研磨粒子は、研磨粒子担持ローラ７２の図示した矢印方向への回転により、感光体ドラム２側に搬送される。その途中、ブレード７４により研磨粒子担持ローラ７２の外周面に付着した研磨粒子の層厚は規制され均一の所定厚さになる。
【００２７】
研磨粒子担持ローラ７２の外周面に担持された研磨粒子が感光体ドラム２の表面に圧接される際に、研磨粒子の有する研磨機能により、感光体ドラム２の表面のフィルミング層や劣化部分が研磨され、感光体ドラム２の表面がリフレッシュされる。研磨粒子は、感光体ドラム２の表面と同程度に帯電されているので、研磨粒子担持ローラ７２の表面に付着したまま、感光体ドラム２の表面に転移することがない。
【００２８】
例え、研磨粒子が感光体ドラム２の表面に転移し現像器５にて未転写トナーと共に回収され、トナーと共に現像工程に用いられた場合であっても、研磨粒子は、トナー粒子と同様の素材からなり、大きさはトナー粒子と同程度であり、色は無色透明かトナーと同色であるので、画質に与える影響は非常に小さい。
【００２９】
なお、本感光体研磨装置７は、図１に示すように、転写器６と拡散ブラシ８との間に配設されているが、拡散ブラシ８と帯電器３との間に配設してもよい。ただし、感光体研磨装置７から感光体ドラム２の表面に転移した研磨粒子を拡散ブラシ８によって拡散することにより、現像器５にて研磨粒子を回収し易くなるので、転写器６と拡散ブラシ８との間に感光体研磨装置７を配設する方が好ましい。
【００３０】
又、図２に示すように、実施例の変形に係る感光体研磨装置７´を備えた画像形成装置１´であってもよい。感光体研磨装置７´は、研磨粒子担持ローラ７２の上方に研磨粒子を収容し供給するホッパ７５を備える。この場合、ケーシング７１´は、その箱状部材の上面に開口を設けたものとするが、、その内部にホッパ７５を設置する部材であってよい。ホッパ７５は、じょうご形状内に研磨粒子を収容しその下端に研磨粒子担持ローラ７２の上端から離間し位置する隙間を有する。該隙間は、幅が前記研磨粒子担持ローラ７２の幅と略同じであり、長さが研磨粒子の大きさよりも所定以上に長く形成されている。
【００３１】
ホッパ７５に収容された研磨粒子は、隙間から落下すると帯電され、研磨粒子担持ローラ７２の表面に担持される。新たな研磨粒子がホッパ７５から落下し補充されるので、常に研磨粒子担持ローラ７２の当接面は好ましい状態に保たれる。なお、ホッパ７５に隙間の開閉を可能にする開閉部材を設け、所定間隔をおいて隙間を開閉し研磨粒子の落下を制御してもよい。
【００３２】
次に、感光体研磨装置７を備えた画像形成装置１のプリント動作について図面に基づいて説明する。プリント処理が開始すると、図３に示すように、メインモータをＯＮ、帯電バイアスをＯＮ（正）、現像バイアスをＯＮ（正）、転写バイアスをＯＮ（正）、メモリ消去ブラシバイアスをＯＮ（正）、研磨粒子担持ローラバイアスをＯＮ（正）にする。ここで、現像バイアスをＯＮ（正）にしているのは、感光体ドラム２の表面に残留している未転写トナーを現像器５にて回収するためである。また、研磨粒子担持ローラバイアスをＯＮ（正）にしているのは、感光体ドラム２の表面を研磨するためである。
【００３３】
その後、転写バイアスをＯＮ（正）にし、転写ローラに試験電圧を印加し、いわゆるＦＢシーケンス（フィードバックシーケンス）を開始する。ここで検出される電流値に応じ、用紙への転写時の転写バイアス電圧が決定される。ＦＢシーケンスの終了後、転写デバイスはＯＦＦされる。
【００３４】
次に、帯電器３により感光体ドラム２が一様に帯電され、露光器４をＯＮすることにより、画像情報に対応する静電潜像が感光体ドラム２の表面に形成され、現像器５により感光体ドラム２上の静電潜像にトナーが吸着されてトナー像が形成される。なお、転写バイアスをＯＮ（負）しているのは、転写ローラの表面に付着したトナーを感光体ドラム２の表面に回収するためである。用紙が転写位置に来ると、前記転写バイアス電圧が転写ローラに印加され、転写が行なわれる。プリント処理が終了すると、メインモータなど全てをＯＦＦにする。
【００３５】
なお、図３においては、メインモータがＯＮ時に、研磨粒子担持ローラバイアスを常にＯＮ（正）にしているが、これに限定されない。例えば、所定のプリント数毎にＯＮ（正）にしたり、プリント処理の開始時の一定時間のみＯＮ（正）にして、感光体ドラム２の表面を研磨するように動作させてもよい。又、研磨粒子担持ローラ７２の回転数や印加電圧の正負は、研磨粒子等に応じて適切に設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
クリーナレス方式の画像形成装置において、感光体の表面を研磨する必要があるもの等に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る感光体研磨装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の変形に係る感光体研磨装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】図１に示した画像形成装置の動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１    画像形成装置
２    感光体ドラム（感光体）
７    感光体研磨装置
７１    ケーシング
７２    研磨粒子担持ローラ（研磨粒子担持体）
７３    電圧印加手段
７４    ブレード（層厚規制部材）
【図１】
2005062492.tif 000003
【図２】
2005062492.tif 000004
【図３】
2005062492.tif 000005