(57)【要約】【課題】  簡単な構成によって、現像領域でのトナーおよびキャリアの飛散を防止しうる画像形成装置を実現する。【解決手段】  感光体ドラム１０の端部において、該感光体ドラム１０の外周面の全周にわたって溝部１１が設けられている。感光体ドラム１０上の静電潜像を現像する時には、感光体ドラム１０と現像ローラ２３１との間にトナーおよびキャリアによる穂４０が形成され、溝部１１は穂４０における端部が存在する位置よりも外側に形成されている。【選択図】  図１
2006154282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式を適用した画像形成装置であって、
静電潜像担持体の少なくとも一端に、上記静電潜像担持体の外周面の全周にわたって溝部が設けられており、
上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成され、上記溝部は上記穂の端部が存在する位置よりも外側に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記溝部は、上記静電潜像担持体を駆動するギア部が設けられている側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記溝部は、上記静電潜像担持体の両端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記溝部内に溜まった現像剤を除去するためのクリーニング手段を有することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
電子写真方式を適用した画像形成装置であって、
静電潜像担持体の少なくとも一端に、上記静電潜像担持体の外周面の全周にわたって突起部が設けられており、
上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成され、上記突起部は上記穂の端部が存在する位置よりも外側に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
上記突起部は、上記静電潜像担持体を駆動するギア部が設けられている側の端部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記突起部は、上記静電潜像担持体の両端部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
上記突起部の内面側付近に溜まった現像剤を除去するためのクリーニング手段を有することを特徴とする請求項５ないし７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
上記クリーニング手段は、上記静電潜像担持体上の残留現像剤を除去するためのクリーニング装置内に設けられていることを特徴とする請求項４または８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を適用した画像形成装置に関し、特に、二成分現像剤を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体ドラムに静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤にて現像し、その現像剤像を記録用紙上に転写および定着して記録画像が得られる。このような画像形成装置の一構成例を、図７を参照して以下に説明する。
【０００３】
図７は、電子写真方式を用いた画像形成装置における画像形成プロセス部を概略的に示す断面図である。この画像形成装置においては、感光体ドラム２０の周囲に、帯電ローラ２１、露光装置２２、現像装置２３、転写ローラ２４、除電ランプ２５、及びクリーニング装置２６等を該感光体ドラム２０の回転方向（図中、矢印Ａで示す）の上流側から順に配置している。また、帯電ローラ２１、現像装置２３における現像ローラ２３１、及び転写ローラ２４には、それぞれのローラに対して電圧を印加するための電源２７、２８、２９が接続されている。さらに、記録用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着装置３０が配置されている。
【０００４】
この画像形成装置では、感光体ドラム２０を矢印Ａの方向に回転させつつ、帯電ローラ２１により感光体ドラム２０の表面を均一に帯電させる。そして、画像データに基づいて露光装置２２から感光体ドラム２０へと照射される光ビームを変調しつつ、この光ビームによって感光体ドラム２０の表面を走査し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。
【０００５】
さらに、現像装置２３の現像ローラ２３１によりトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像に付着させて、トナー像を形成し、このトナー像を転写ローラ２４により感光体ドラム２０から記録用紙Ｐへと転写する。記録用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置３０により加熱及び加圧され、記録用紙Ｐ上に定着される。
【０００６】
この後、感光体ドラム２０表面の帯電電荷を除電ランプ２５により取り除き、感光体ドラム２０上の残留トナーをクリーニング装置２６により除去して、感光体ドラム２０表面をクリーニングする。
【０００７】
上述のような画像形成装置においては、二成分現像剤を用いる場合、感光体ドラム２０上の静電潜像が現像されるにあたって、感光体ドラム２０と現像ローラ２３１との間にトナーとキャリアとによる穂４０が形成される（図８（ａ）参照）。また、穂４０は、感光体ドラム２０表面に形成される静電潜像を良好に現像できるように、画像形成領域の幅よりも広く形成される。そして、感光体ドラム２０が回転することによって、この穂４０の先端が感光体ドラム２０の表面を擦過し、穂４０から遊離したトナーが感光体ドラム２０上の静電潜像を現像する。
【０００８】
ここで、穂４０は、図８（ｂ）に示すように、該穂４０が形成される領域の端部において画像形成領域外に形成されるため、この部分では当然ながら静電潜像は存在しない。このため、穂４０が感光体ドラム２０の表面を擦過することで穂４０から遊離したトナーは、感光体ドラム２０には付着せず、その周囲に飛散しやすくなっている。また、穂４０の端部では、該穂４０は外側に広がるように形成されるため、穂４０の先端が感光体ドラム２０の表面を擦過する際に、トナーのみならずキャリアの飛散も発生する。
【０００９】
飛散したトナーおよびキャリアは、感光体ドラム２０のフランジ部にまで到達する恐れがある。感光体ドラム２０のフランジ部には、少なくとも一方側において、該感光体ドラム２０に回転駆動力を伝達するためのギア部が設けられており（通常、リア側に設けられている）、該ギア部に飛散したトナーおよびキャリアが詰まると（特に、キャリアが詰まると）、感光体ドラム２０の駆動に不具合を生じる。また、ギア部が設けられていない側においても、トナーおよびキャリアの飛散は、装置内部や記録用紙の汚れを引き起こすため、好ましくない。
【００１０】
このような、トナーおよびキャリアの飛散を抑制するための構成としては、例えば、特許文献１および２の開示がある。
【００１１】
特許文献１には、現像剤担持体上の二成分現像剤量を規制する規制部材（例えばドクターブレード）を備え、該規制部材を通過した後で現像領域に至る前に、現像剤担持体表面に対向し磁気ブラシに近接または接触する態様のキャリア飛散防止用現像剤ガイド板を備えることが開示されている。
【００１２】
また、特許文献２には、トナー及びキヤリアの飛散を防止するための、所定電圧に帯電させた分極プレートを、回転ドラムの両側から同両端部及び感光体の有効部の一部を覆うようにそれぞれ配設することが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２１０９５号公報（公開日２００４年１月２２日）
【特許文献２】特開平４−４２２５３号公報（公開日１９９２年２月１２日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、規制部材を通過した後で現像領域に至る前の部分で現像ローラに対向する位置に、ガイド部材を設け、キャリアの飛散を防止するものである。現像剤による穂が感光体ドラムを擦過する領域（すなわち現像領域）において、感光体ドラムは端部からのトナーおよびキャリアの飛散を防止するものではない。
【００１４】
また、上記特許文献２の構成では、分極プレートを設けるために、該分極プレートに電圧を印加するための手段等が必要であり、画像形成装置の構造が複雑になるといった問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成によって、現像領域でのトナーおよびキャリアの飛散を防止しうる画像形成装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、電子写真方式を適用した画像形成装置であって、静電潜像担持体の少なくとも一端に、上記静電潜像担持体の外周面の全周にわたって溝部が設けられており、上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成され、上記溝部は上記穂の端部が存在する位置よりも外側に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係る他の画像形成装置は、上記課題を解決するために、電子写真方式を適用した画像形成装置であって、静電潜像担持体の少なくとも一端に、上記静電潜像担持体の外周面の全周にわたって突起部が設けられており、上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成され、上記突起部は上記穂の端部が存在する位置よりも外側に形成されていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時には、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成されるが、この穂の端部が上記溝部よりさらに内側、あるいは上記突起部の内面よりさらに内側に存在する。このため、上記穂の端部において遊離する現像剤（トナーおよびキャリア）は上記溝部あるいは上記突起部の外部に飛散することが防止され、上記静電潜像担持体のフランジ部への現像剤の飛散を防止することができる。
【００１９】
また、上記画像形成装置において、上記溝部は、上記静電潜像担持体を駆動するギア部が設けられている側の端部に形成されていることを特徴としている。あるいは、上記突起部は、上記静電潜像担持体を駆動するギア部が設けられている側の端部に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成によれば、上記静電潜像担持体の駆動用のギア部において、飛散したトナーおよびキャリアが詰まり、上記静電潜像担持体の駆動に不具合を生じることを防止できる。
【００２１】
また、上記画像形成装置において、上記溝部は、上記静電潜像担持体の両端部に形成されていることを特徴としている。あるいは、上記突起部は、上記静電潜像担持体の両端部に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、さらに装置内部へのトナーおよびキャリアの飛散を防止でき、より好ましい。
【００２３】
また、上記画像形成装置は、上記溝部内に溜まった現像剤を除去するためのクリーニング手段を有することを特徴としている。あるいは、上記突起部の内面側付近に溜まった現像剤を除去するためのクリーニング手段を有することを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、上記溝部内、あるいは上記突起部の内面側付近に溜まった現像剤が限界量を超え、上記静電潜像担持体のフランジ部へ飛散することを防止できる。
【００２５】
また、上記画像形成装置において、上記クリーニング手段は、上記静電潜像担持体上の残留現像剤を除去するためのクリーニング装置内に設けられていることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、上記クリーニング手段によって除去される現像剤は、画像形成プロセスにおいて発生する残留現像剤と共に回収することができるため、クリーニング手段によって除去されるトナーおよびキャリアを回収するための構成を新たに設ける必要が無く、画像形成装置の構成を簡素化することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る画像形成装置は、以上のように、電子写真方式を適用した画像形成装置であって、静電潜像担持体の少なくとも一端に、上記静電潜像担持体の外周面の全周にわたって溝部が設けられており、上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成され、上記溝部は上記穂の端部が存在する位置よりも外側に形成されている構成である。
【００２８】
あるいは、電子写真方式を適用した画像形成装置であって、静電潜像担持体の少なくとも一端に、上記静電潜像担持体の外周面の全周にわたって突起部が設けられており、上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成され、上記突起部は上記穂の端部が存在する位置よりも外側に形成されている構成である。
【００２９】
それゆえ、上記静電潜像担持体上の静電潜像を現像する時に、上記静電潜像担持体と現像剤担持体との間に現像剤による穂が形成されるが、この穂の端部が上記溝部よりさらに内側、あるいは上記突起部の内面よりさらに内側に存在する。そして、上記穂の端部において遊離する現像剤（トナーおよびキャリア）は、上記溝部あるいは上記突起部の外部に飛散することが防止される。このため、上記静電潜像担持体において、溝部あるいは突起部を形成するといった極めて簡単な構造にて、上記静電潜像担持体のフランジ部への現像剤の飛散を防止することができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態に係る画像形成装置において、画像形成プロセス部の概略構成を図２に示す。尚、図２に示す画像形成装置は、図７に示す構成と類似しているため、同様の構成および作用を有する部材については、図７と同様の部材番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
図２に示す画像形成装置においては、図７に示す感光体ドラム２０に代えて、感光体ドラム１０を用いていることを大きな特徴としている。すなわち、感光体ドラム１０は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、その端部付近において溝部１１が、感光体ドラム１０の外周面の全周にわたって形成されている。溝部１１の幅としては、２〜１０ｍｍ程度が好適である。また、溝部１１の深さとしては、素管の厚みを越えない程度で、１ｍｍ以下が好ましい。尚、感光体ドラムにおいては、通常、素管の厚みは１〜４ｍｍ程度であり、感光体ドラムの径が４０ｍｍ以下の小径ドラムでは、素管の厚みとしては、１ｍｍ程度である。
【００３２】
感光体ドラム２０に代えて感光体ドラム１０を用いた本実施の形態に係る構成においても、感光体ドラム１０と現像ローラ２３１との間には、現像剤による穂４０が形成される（本発明においては、二成分現在剤の使用が想定されており、現像剤とはトナーおよびキャリアを指す）。尚、穂４０の端部は、溝部１１の内側に存在する。すなわち、感光体ドラム１０においては、溝部１１は穂４０における端部が存在する位置よりも外側に形成されている。もちろん、溝部１１は、感光ドラム１０における非画像領域に形成されている。
【００３３】
このように、穂４０の端部が溝部１１よりも内側に存在するようにすることで、図１に示す構成では、溝部１１より外側への、すなわち、フランジ部へのトナーおよびキャリアの飛散を防止することができる。
【００３４】
また、本発明に係る画像形成装置では、図１に示す感光体ドラム１０に代えて、図３（ａ）および（ｂ）に示すような感光体ドラム５０を用いてもよい。すなわち、感光体ドラム５０では、その端部付近において突起部５１が、感光体ドラム５０の外周面に形成されている。このような突起部５１は、円筒形状の感光体ドラムに対して、リング状の突起物を勘合させれば容易に形成することができる。また、この場合、突起部５１として感光体ドラムに嵌合される突起物は、フッ素系樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のすべり性の良いものを用いることが好ましい。突起部５１の幅としては、２〜５ｍｍ程度が好適である。また、突起部５１の高さとしては、１〜２ｍｍ程度が好適である。
【００３５】
感光体ドラム５０を用いた構成においては、感光体ドラム５０と現像ローラ２３１との間に、トナーとキャリアとによる穂４０が形成されるが、穂４０の端部は突起部５１の内面よりさらに内側に存在する。すなわち、感光体ドラム５０においては、該感光体ドラム５０の回転軸方向において、穂４０の端部が突起部５１の内面より内側に存在するように、突起部５１の形成位置が決定されている。
【００３６】
このように、穂４０の端部が突起部５１内面のさらに内側に存在するようにすることで、図３（ａ）および（ｂ）に示す構成では、突起部５１より外側への、すなわち、フランジ部へのトナーおよびキャリアの飛散を防止することができる。
【００３７】
上記図１および図３に示す構成において、溝部１１および突起部５１は、感光体ドラム１０および５０の両端部側に設けられている。しかしながら、本発明において、上記溝部および突起部は、感光体ドラムの少なくとも一方の端部に設けられているものであってよい。すなわち、上記溝部および突起部は、少なくとも、感光体ドラムに回転駆動力を伝達するための駆動用ギアが設けられている側の端部に設けられていることが好ましい。これにより、本発明に係る画像形成装置では、感光体ドラムの駆動用ギア部において、飛散したトナーおよびキャリアが詰まり、感光体ドラムの駆動に不具合を生じることを防止できる。もちろん、上記溝部および突起部を、感光体ドラムの両端部側に設ければ、さらに装置内部へのトナーおよびキャリアの飛散を防止でき、より好ましい。
【００３８】
また、上記図１および図３に示す構成においては、溝部１１および突起部５１を設けることによって、フランジ部へのトナーおよびキャリアの飛散を防止することができる。しかしながら、これらの構成によっても、穂４０から遊離したトナーやキャリアは、フランジ部へ飛散することは無いものの、溝部１１の内部や突起部５１の内面側付近において堆積する恐れがある。これらのトナーおよびキャリアをそのままにしておくと、やがて堆積量が限界を超え、トナーおよびキャリアが溝部１１や突起部５１の外側にまで飛散する可能性がある。このため、溝部１１の内部や突起部５１の内面側付近において、トナーおよびキャリアの堆積を防止できるように、クリーニング手段を設けることが好ましい。
【００３９】
このようなクリーニング手段としては、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すようなクリーニングブラシ１２または５２を用いることが好ましい。図４（ａ）は、感光体ドラム１０に形成される溝部１１の内部をクリーニングするためのクリーニングブラシ１２を示したものであり、図４（ｂ）は、感光体ドラム５０に形成される突起部５１の内面側付近をクリーニングするためのクリーニングブラシ５２を示したものである。
【００４０】
クリーニングブラシ１２は、感光体ドラム１０の回転軸方向において、溝部１１とほぼ同様の幅を有しており、該溝部１１の溝底面にその先端が接するように配置されている。また、クリーニングブラシ５２は、突起部５１の内面と感光体ドラム５０の外周面とに接するように配置されている。これにより、クリーニングブラシ１２は、感光体ドラム１０が回転することによって溝部１１の内部をクリーニングすることができ、クリーニングブラシ５２は、感光体ドラム５０が回転することによって突起部５１の内面側付近をクリーニングすることができる。
【００４１】
また、クリーニングブラシ１２または５２によるクリーニング動作は、画像形成装置の画像形成プロセスに関与するものではない。このため、クリーニングブラシ１２および５２の配置箇所は特に限定されるものではなく、感光体ドラム１０または５０の周囲の何れの箇所に設けられていてもよい。しかしながら、画像形成装置の構成を簡素化するためには、クリーニングブラシ１２または５２は、図２に示すクリーニング装置２６において設けられていることが好ましい。
【００４２】
図５は、図１に示す感光体ドラム１０に、クリーニングブラシ１２を備えたクリーニング装置２６を組み合わせたものである。図５に示すように、クリーニング装置２６は、支持部材２６１に、クリーニングブレード２６２を取り付けた構成である。さらに、クリーニング装置２６では、クリーニングブレード２６２の両側に、感光体ドラム１０の溝部１１と対向する位置にクリーニングブラシ１２が備えられている。尚、図５では、感光体ドラム１０とクリーニング装置２６とを話して記載しているが、実際にはこれらは接触しており、クリーニングブレード２６２の先端が感光体ドラム１０の表面に接し、クリーニングブラシ１２の先端が溝部１１の底面に接するように位置合わせされている。
【００４３】
このように、クリーニングブラシ１２をクリーニング装置２６に備えた構成では、該クリーニングブラシ１２によって除去されるトナーおよびキャリアは、クリーニングブレード２６２によって感光体ドラム１０の表面から除去される残留トナーと共に回収される。クリーニング装置２６によって回収されたトナーは、廃棄される構成であってもよく、あるいは現像装置２３に送られて再利用される構成であってもよい。何れにせよ、クリーニングブラシ１２によって除去されるトナーおよびキャリアを回収するための手段を新たに設ける必要が無く、画像形成装置の構成を簡素化することができる。
【００４４】
また、詳細な説明は省略するが、感光体ドラム５０とクリーニングブラシ５２とを用いる構成であっても、クリーニングブラシ５２を、クリーニング装置２６に設けることにより、同様に画像形成装置の構成を簡素化することができる。
【００４５】
また、クリーニングブラシ１２および５２は、導電性ブラシとし、感光体ドラムのドラム素管と同電位とすることが好ましい。こうすることによって、クリーニングブラシが感光体ドラムを摺刷することによるチャージアップやショート等を防止できる。
【００４６】
また、クリーニングブラシ１２および５２は、感光体ドラム上に残留・付着したキャリア等の吐き出し効果を向させるために、その先端部の感光体ドラムとの接点から回転方向下流側に傾斜して配置されていることが好ましい。すなわち、図６に示すように、クリーニングブラシと感光体ドラムとを、感光体ドラムの回転軸に直交する断面内で見たとき、上記接点における接線と、上記クリーニングブラシとのなす角θ（回転方向下流側においてなす角）が９０°未満となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、図１（ａ）は、感光体ドラムと現像ローラとを示す平面図、図２（ｂ）は、感光体ドラムと現像ローラとの間に形成される穂の端部付近の状態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置において、画像形成プロセス部の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すものであり、図３（ａ）は、感光体ドラムと現像ローラとを示す平面図、図３（ｂ）は、感光体ドラムと現像ローラとの間に形成される穂の端部付近の状態を示す図である。
【図４】図４（ａ）は図１に示す感光体ドラムとこれに用いるクリーニングブラシとを示す図であり、図４（ｂ）は図３に示す感光体ドラムとこれに用いるクリーニングブラシとを示す図である。
【図５】感光体ドラムとこれに用いるクリーニングブラシを備えたクリーニング装置とを示す図である。
【図６】感光体ドラムとクリーニングブラシとの接触状態を示す断面図である。
【図７】従来の画像形成装置において、画像形成プロセス部の概略構成を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、従来の画像形成装置における感光体ドラムと現像ローラとを示す平面図、図８（ｂ）は、従来の画像形成装置における感光体ドラムと現像ローラとの間に形成される穂の端部付近の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０・２０・５０    感光体ドラム（静電潜像担持体）
１１          溝部
１２・５２    クリーニングブラシ（クリーニング手段）
２３          現像装置
２３１        現像ローラ（現像剤担持体）
２６          クリーニング装置
４０          穂
５１          突起部
【図１】
2006154282.tif 000003
【図２】
2006154282.tif 000004
【図３】
2006154282.tif 000005
【図４】
2006154282.tif 000006
【図５】
2006154282.tif 000007
【図６】
2006154282.tif 000008
【図７】
2006154282.tif 000009
【図８】
2006154282.tif 000010