JPH0785189B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１） 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、同プリンタなど、静電記録プ
ロセスを利用する画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に可転写のトナー像を形成し、これを、紙
を主とするシート状の転写材に転写する工程をくり返す
周知の画像形成装置においては、転写の都度、転写部位
において転写材に転移せず像担持体表面に残る残留トナ
ーを、除去する必要があり、このため、従来から、構成
が簡単で小型コンパクトであり、トナー除去機能もすぐ
れているため、クリーニング手段として、ゴムなどの弾
性材料からなるクリーニングブレードを用いたものがひ
ろく実用されている。

しかしながら、一般に残留トナーのなかには、トナー以
外にも、微細な紙粉、これから析出するロジン、タルク
などの析出物、装置内高圧部材の存在にもとずくコロナ
生成物など種々な異物が存在し、これらの異物が像担持
体に付着するとクリーニングブレードでは除去困難であ
るばかりでなく、高湿環境下で低抵抗化して、画像流れ
など画質の劣化を招来するおそれを免かれなかった。

このような欠点を回避すべく、近年、シリコンゴムなど
の弾性材料からなるクリーニングローラを像担持体に圧
接摺擦させ、さらには、トナー中の微粒の研磨材を添加
して像担持体表面感光層を研磨するようなものがすでに
提案されている。

このようなものは、従来から感光層の材料として多用さ
れているセレン、硫化カドミウム、OPCなどには有効で
あったが、近時賞用されるようになってきている。アモ
ルファスシリコン半導体のような硬質の感光層に対して
はあまり有効ではなかった。

本発明はこのような事態に対処すべくなされたものであ
って、感光層の如何にかかわらず、長期にわたって常に
安定したクリーニング作用が得られ、良好な画像を得る
に資する画像形成装置を提供することを目的とするもの
である。

（２） 発明の構成 （課題を解決するための技術手段とその作用） 前記目的を達成するために、本発明においては、トナー
を用いて像担持体表面にトナー像を形成し、このトナー
像を転写材に転写した後、前記像担持体表面に残留する
残留トナーを前記像担持体表面から除去する画像形成装
置において、トナー像を転写材に転写した後に、前記像
担持体表面に残留する残留トナーを前記像担持体表面か
ら摺擦除去するために、前記像担持体表面に摺擦するよ
うに設けられた弾性クリーニングローラと、前記像担持
体の回転方向において前記弾性クリーニングローラの下
流側で、前記像担持体表面に残留する残留トナーを前記
像担持体表面から掻き落とすために、前記像担持体表面
に当接するように設けられたクリーニングブレードと、 を有し、前記像担持体を研磨するために前記トナーに混
入した研磨剤と前記弾性クリーニングローラとが互いに
逆極性に帯電し、また、前記トナーと前記弾性クリーニ
ングローラとが互いに同極性に帯電するように構成した
ことを特徴とするものである。

このように構成することによって、像担持体に対して、
安定した良好な研磨、クリーニング性能を維持すること
ができ、良質な画像を得ることができる。

（実施例の説明） 添付の図面は、矢印Ａ方向に回転する、回転円筒状の感
光体をそなえた複写機に、本発明を適用した実施例を示
す要部側面図であって、該感光体の長手方向にこれと平
行にクリーニング装置２が配設してある。

クリーニング装置２にはクリーニングブレード３が取着
してあり、その一方の端縁のひとつのエッジが感光体表
面に圧接して、不図示の転写位置で転写に寄与せず、主
として感光体表面にある残留トナーを除去するものとす
る。

感光体の走行方向にみて、前記ブレードの上流側には、
シリコンゴム、ウレタンゴムなどの弾性材からなるクリ
ーニングローラ４が、感光体に圧接し、適宜の駆動源に
よって感光体と相対速度をもって摺擦している。

感光体表面のトナー、その他の異物はこれらクリーニン
グローラ、クリーニングブレードによって除去され、該
ローラの回転にともなって、順次図示左方に搬送されて
ゆき、スクレーパ５によって除去されてクリーニング装
置内貯溜部に至り、さらに必要に応じて、搬送スクリュ
ー６によって外部に排出されるものとする。

なお、よく知られているように、感光体１の周辺には一
次帯電器、画像信号付与手段、現像器、転写帯電器など
画像形成に要する部材が配設してあることは勿論である
が、それらは本発明に直接関係がないので、すべて省略
してある。

このような構成のクリーニング装置をそなえた複写機を
用い、以下の緒元によって行なった実験例について述べ
る。

（実験例） 感光体；直径180mmのアルミシリンダ製基板の表面に膜
厚30μのアモルファスシリコン層を成膜し、さらにその
表面に5000ÅのSic膜を形成したものを用い、周速445mm
/secで走行させた。

弾性クリーニングローラ；芯金径;10mm、弾性外層4a;LT
Vシリコンゴム厚味1mm、弾性内層4b;シリコンスポン
ジ、外径20mmのものを周速270mm/secで感光体に摺擦走
行させた。

前記ローラの、シリコンゴム硬度はJISA40°、ローラ全
体の硬度AskerC34°で、感光体への押圧力は33g/ce（ニ
ップ巾2.5mm）とした。

スクレーパ；厚み50μのステンレス板のエッジを前記ロ
ーラに当接させた。

トナー；バインダ樹脂 ポリエステル100部、 磁性体 60部 荷電制御剤 2部 離型剤 3部 ほかに外添剤として、シリカ0.4％、チタン酸ストロン
チュウム３％を加えた。

上記のような感光体（プラス帯電）、クリーニングロー
ラ、トナー（マイナス帯電）を用いて、低湿環境（15
℃、10％RH）、普通環境（23℃、60％RH）および高湿環
境（32.5℃、85％RH）下で、10万枚通紙テストを行なっ
たが、すべて良好な画像が得られた。

（比較例１） 上記のものからクリーニングローラを除去した構成によ
って同様の通紙テストを行なったところ（トナーの溢出
を防止するため、該ローラ相当部分にすくいシートを取
着した）、低湿環境では画像に黒スジが発生した。

感光体を観察したところ、チタン酸ストロンチュウムが
クリーニングブレードをくぐり抜け、このものが絶縁性
であるため、一次帯電時に帯電し、その後除電されずに
現像部位において現像されて画質の劣化を生じたもので
あることが判明した。

また高湿環境下ではすべて画像流れが発生し、この事態
は感光体表面温度を50℃まで加熱しても回復しなかっ
た。

（比較例２） 前述の実施例において、そのトナーからちたん酸ストロ
ンチュウムを除去したものを用いて同様のテストを実行
した。

その結果、高湿環境において若干の画像流れを発生した
ので、面状発熱体を感光体に装着してその表面温度を48
℃に維持したところ、画像流れは消滅した。

そこで通紙テストを続行したが、約５万枚通紙で画像に
雨ふり状の黒点が発生した。

感光体を観察したところ、雨ふり状にトナーの融着がみ
られた。

またこの場合は、いずれの環境においても、画像濃度が
低く、画像にかぶりの発生がみられ、とくに、高湿環境
においてはD_maxの低下、低湿環境においてのかぶりが大
であった。

このような事態を招来したのは、トナーが現像部位にお
いて現像スリーブ、チタン酸ストロンチュウムとの接触
によってマイナス帯電するわけあるが、チタン酸ストロ
ンチュウム（トナーとの接触によってプラスに帯電す
る）を抜いてあるために適正なトリボを維持しにくくな
り、さらにトナー同士の接触の機会が増大して不安定な
極性をもつトナーが増してかぶりが増加したものと考え
られる。

これに対して実施例の場合は、感光体に圧接摺擦するク
リーニングローラはマイナス帯電し（−1500〜4000V程
度）、チタン酸ストロンチュウムはプラス帯電するの
で、残留トナー中のチタン酸ストロンチュウムは、クリ
ーニングローラとの圧接ニップ部において該ローラに吸
着されされてこの状態を維持するので、これが感光体と
クリーニングローラの摺擦のさい研磨剤として作用して
感光体表面の異物を効果的に除去することになり、画像
流れやかぶりの発生の阻止に寄与するものである。

さらに、チタン酸ストロンチュウムが積極的にクリーニ
ングローラに吸着されて、クリーニングブレードに到達
しないので、該ブレードには主としてトナーのみが存在
する状態となってトナーの流動性が良好に維持され、ク
リーニング不良やブレードのめくれが発生することを阻
止できる。

前述の実験例においては、低湿、普通、高湿の各環境下
で、計30万枚の通紙を行なったが、最後まで、かぶりが
なく高濃度の良質の画像が得られた。

またこのとき、感光体の表層のSiC膜の削れ量も2250Å
で未だ充分使用に耐えられる状態であった。

第２図は、前記のものと基本的に同様の構成をそなえた
クリーニング装置であって、そのクリーニングローラの
構成として、同図に示すように、ステンレス製芯材40d
の外周に磁気ローラ40cを形成し、その外側にシリコン
スポンジ層40b、最外層に厚み0.5mmのLTVシリコンゴム
層を形成した外径20φのローラに形成したものを用い
た。

ローラ表面における磁束密度は200ガウスで、このロー
ラに、厚み100μのステンレス製スクレーパを腹当て状
に当接させて用いた。

このようなローラを用いて、前述の低湿、普通及び高湿
環境下で各10万枚の通紙を行なったところ、きわめて良
質の画像が得られ、SiC膜の削れ量も1400Åで前述実験
例よりもさらに良好な結果が得られた。

これは、スクレーパをクリーニングローラに腹当て状に
当接させたことにより、該ローラ表面にトナーとチタン
酸ストロンチュウムとの混合物の被膜が形成され、比較
的ソフトに感光体表面SiC膜を摺擦するからであると考
えられる。

以上本発明を複写機に適用した実施例について説明した
が、本発明がこれに限定されるものではなく、他の画像
形成装置にも適用できるものであることは容易に理解で
きるところであろう。

（３） 発明の効果 本発明は以上説明した構成を具備しているので、像担持
体表面に存在するトナー以外の異物をも、環境の如何に
もかかわらず効果的に除去することが可能であり、良質
の画像を得るに資するとろが大である。

即ち本発明によれば、像担持体を研磨するためにトナー
に混入した研磨剤と弾性クリーニングローラとが互いに
逆極性に帯電し、また、前記トナーと前記弾性クリーニ
ングローラとが互いに同極性に帯電するように構成した
から、研磨剤は引き合って弾性クリーニングローラ表面
に維持されて、像担持体表面の研磨作用の効果を向上さ
せることができる。それに加えて、トナーは前記弾性ク
リーニングローラ表面と反発するために前記弾性クリー
ニングローラ表面には維持されずに、その下流に位置す
るクリーニングブレードの当接部分へ到達して、前記ク
リーニングブレードと像担持体表面との潤滑剤として作
用して、クリーニング作用の向上及びクリーニングブレ
ードのめくれを防止することができる。

そこで本発明によれば、前記クリーニングローラとクリ
ーニングブレードとを共に用いて像担持体のクリーニン
グを行う構成において、各の性能を格段に向上、維持さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を複写機に適用した実施例を示す要部側
面図、 第２図は同上他のクリーニングローラを示す例である。 １……感光体、２……クリーニング装置、３……クリー
ニングブレード、4,40……弾性クリーニングローラ、５
……スクレーパ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−156272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−221784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−57874（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーを用いて像担持体表面にトナー像を
   形成し、このトナー像を転写材に転写した後、前記像担
   持体表面に残留する残留トナーを前記像担持体表面から
   除去する画像形成装置において、 トナー像を転写材に転写した後に、前記像担持体表面に
   残留する残留トナーを前記像担持体表面から摺擦除去す
   るために、前記像担持体表面に摺擦するように設けられ
   た弾性クリーニングローラと、 前記像担持体の回転方向において前記弾性クリーニング
   ローラの下流側で、前記像担持体表面に残留する残留ト
   ナーを前記像担持体表面から掻き落とすために、前記像
   担持体表面に当接するように設けられたクリーニングブ
   レードと、 を有し、 前記像担持体を研磨するために前記トナーに混入した研
   磨剤と前記弾性クリーニングローラとが互いに逆極性に
   帯電し、また、前記トナーと前記弾性クリーニングロー
   ラとが互いに同極性に帯電するように構成したことを特
   徴とする画像形成装置。