(57)【要約】【課題】輸送時等の振動等による感光体の軸方向に平行なスジの発生を抑制する。【解決手段】電子写真感光体と、電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、電子写真感光体及び帯電ロールのうち少なくとも一方が、画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段と、を有するプロセスカートリッジである。【選択図】図１
2008116546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、
前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、
前記電子写真感光体及び前記帯電ロールのうち少なくとも一方が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジに備えられ、
前記電子写真感光体の表面に接触して帯電させ、
画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段を有することを特徴とする帯電ロール。
【請求項３】
電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジに備えられ、
画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段を有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項４】
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、
前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、
前記電子写真感光体及び前記帯電ロールのうち少なくとも一方が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載のプロセスカートリッジを使用す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、プロセスカートリッジ、帯電ロール、電子写真感光体及び画像形成装置に関する。
【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、まず像担持体である電子写真感光体（以下、単に「感光体」と呼ぶ場合がある）表面に帯電部材を用いて一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで静電濳像を現像して可視化したトナー像が形成される。そして、中間転写体を介して、あるいは直接、記録紙等の被転写材に該トナー像を静電的に転写し、被転写材に定着することにより所望の画像が得られる。
【０００３】
近年、電子写真方式の画像形成装置では、被帯電体としての感光体表面を均一に帯電させる帯電部材として、帯電ロールが多用されている。帯電ロールは、電圧が印加された状態で感光体の表面に接触し、感光体との間の微小な間隙にて放電し感光体表面を帯電させる。
【０００４】
このように感光体に接触する帯電ロールを用いた場合、感光体の周期で感光体の軸方向に平行なスジが画像上に発生することがある。この筋は感光体周期で感光体上の帯電ロールとの接触位置に対応した位置で発生する。この原因としては、帯電ロールと感光体とが接触しているため、プロセスカートリッジあるいは画像形成装置の輸送時等の振動等により接触した感光体及び帯電ロールが僅かに回転し、その回転時に発生する剥離放電により感光体表面に電荷が蓄積される為に発生すると考えられる。
【０００５】
このような問題に対して、輸送時等に感光体と帯電ロールとが接触しないようにする方法が考えられる。このような方法として、例えば、特許文献１に記載された画像形成装置では、製品出荷時にスペーサを用いて帯電ロールを感光体表面より離接させる方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２及び特許文献３では、感光体を逆回転させ、ワンウェイクラッチとカム等を利用して、感光体から帯電ロールを離間させる機構が提案されている。
【０００７】
また、特許文献４では、感光体と、帯電ローラと、帯電ローラをクリーニングするブラシクリーナーとを備え、感光体正転時には帯電ローラが感光体につれ廻り、さらにブラシクリーナーが帯電ローラにつれ廻り、感光体停止時には感光体が逆転する構成の画像形成装置において、感光体逆転時に、帯電ローラは感光体につれ廻り、ブラシクリーナーはつれ廻らない画像形成装置が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−３９１６９号公報
【特許文献２】特開平７−１５２２２４号公報
【特許文献３】特開平８−５４７７２号公報
【特許文献４】特開２００３−２８０３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
使用者に負担をかけたり、複雑な機構を必要とせずに、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができるプロセスカートリッジ、帯電ロール、電子写真感光体及び画像形成装置が求められている。
【００１０】
本発明は、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができるプロセスカートリッジ、帯電ロール、電子写真感光体及び画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、前記電子写真感光体及び前記帯電ロールのうち少なくとも一方が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段と、を有するプロセスカートリッジである。
【００１２】
また、本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジに備えられ、前記電子写真感光体の表面に接触して帯電させ、画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段を有する帯電ロールである。
【００１３】
また、本発明は、電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジに備えられ、画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段を有する電子写真感光体である。
【００１４】
また、本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、前記電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、前記電子写真感光体及び前記帯電ロールのうち少なくとも一方が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段と、を有する画像形成装置である。
【００１５】
さらに、本発明は、前記プロセスカートリッジを使用する画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１によると、本構成を有していない場合に比較して、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００１７】
本発明の請求項２によると、本構成を有していない場合に比較して、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができる帯電ロールを提供することができる。
【００１８】
本発明の請求項３によると、本構成を有していない場合に比較して、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができる電子写真感光体を提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項４によると、本構成を有していない場合に比較して、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の請求項５によると、本構成を有していない場合に比較して、輸送時等の振動等によるスジ状等の画像汚れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００２２】
本発明者らが鋭意検討した結果、振動等によるスジ状の画像汚れの抑制方法を見出した。この振動等によるスジ状の画像汚れは、前述したように感光体と帯電ロールとの接触、剥離により起きる静電気により感光体表面に電荷が蓄積されたことが原因と推定される。そのため、感光体と帯電ロールとの接触位置が振動によりほとんど変わることなく、ほぼ同じ位置を保つことができればこのような振動等によるスジ状汚れの発生を抑制することが可能である。
【００２３】
＜プロセスカートリッジ＞
本実施形態において、プロセスカートリッジは、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、電子写真感光体及び帯電ロールのうち少なくとも一方が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段（逆回転防止機構）と、を備えたカートリッジであれば、特に制限されるものではない。
【００２４】
本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。プロセスカートリッジ１は、静電潜像が形成される像担持体としての電子写真感光体（感光体ドラム）１０と、電子写真感光体１０の表面を接触帯電する接触帯電手段としての帯電ロール１２と、電子写真感光体１０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段としての現像ロール１４と、電子写真感光体１０の表面に接触して、転写後に電子写真感光体１０に残ったトナーをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１８とが一体に支持されており、画像形成装置に着脱自在である。また、逆回転防止手段であるワンウェイクラッチ２０が帯電ロール１２のシャフト２２に取り付けられている。画像形成装置に装着されたときには電子写真感光体１０の周囲に、帯電ロール１２、レーザ光あるいは原稿の反射光等により電子写真感光体１０の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置２６、現像ロール１４、電子写真感光体１０表面のトナー画像を被転写材である記録紙２４に転写処理する転写手段としての転写ロール１６、クリーニングブレード１８がこの順序で配置されるようになっている。なお、図１では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。
【００２５】
本実施形態に係るプロセスカートリッジ１の動作について説明する。
【００２６】
まず、電子写真感光体１０表面に接触された帯電ロール１２に対して電圧を高圧電源装置（図示せず）から給電することによって、電子写真感光体１０の表面を一様に高電位に帯電する。このとき電子写真感光体１０及び帯電ロール１２は図１の矢印方向にそれぞれ回転する。帯電後、電子写真感光体１０表面に露光装置２６により画像情報に応じた画像光（露光）２８が照射されると、照射された部分は電位が低下する。画像光２８は画像の黒／白等に応じた光量の分布であるため、画像光２８の照射によって電子写真感光体１０表面に記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が、現像ロール１４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電潜像を可視化したトナー画像が形成される。トナー画像が形成された部分に、所定のタイミングでレジストロール（図示せず）により記録紙２４が搬送され、電子写真感光体１０表面のトナー画像と重なる。このトナー画像が、転写ロール１６によって記録紙２４に転写された後、記録紙２４は、電子写真感光体１０から分離される。分離された記録紙２４は搬送経路を通って搬送され、定着手段としての定着ユニット（図示せず）によって、加熱加圧定着されたあと、機外へ排出される。
【００２７】
本実施形態において、帯電ロール１２が、画像形成時に回転する図１の矢印方向（画像形成方向）とは逆方向に回転することを防止するワンウェイクラッチ２０を備えることにより、プロセスカートリッジ１の輸送時等の振動等により接触した電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が僅かに逆回転し、その逆回転時に発生する剥離放電により感光体表面に電荷が蓄積されることを抑制することができる。ワンウェイクラッチ２０の取り付け方法は特に制限はないが、例えば、図２のように帯電ロール１２のシャフト２２の片側を延長させ、そのシャフト２２の延長部３０に取り付けることができる。帯電ロール１２のシャフト２２の両側を延長させ、そのシャフト２２の延長部３０それぞれに取り付けてもよいが、コスト等の面から通常は片側だけで十分である。
【００２８】
逆回転防止手段としては、電子写真感光体１０あるいは帯電ロール１２の画像形成方向とは逆方向への回転を防止するものであればよく特に制限はない。逆回転防止手段であるワンウェイクラッチ２０は、一方向に回転し、他方向はロックされるクラッチであり、いかなる方式のものでも使用可能である。ワンウェイクラッチ２０の他にも逆回転防止手段としては、図３のように帯電ロール１２のシャフト２２の延長部３０に、図４のように側面が鋸形状をしたプラスチック等の鋸形状部品３２を圧入し、プロセスカートリッジ１における鋸形状部品３２の対向位置に設置したバネ３４等でピン３６を周方向が鋸状になっている部分に押付けて帯電ロール１２の画像形成方向とは逆方向への回転を防止することができる。また、図５のように鋸形状部品３２の周方向が鋸状になっている部分に板バネ３８を押付けることで、帯電ロール１２の画像形成方向とは逆方向への回転を防止してもよい。シャフト２２に取り付けるだけでよい点等から逆回転防止手段としてはワンウェイクラッチが好ましい。
【００２９】
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジにおいては、図１のようにクリーニングブレード１８が取り付けられており、クリーニングブレード１８が電子写真感光体１０に接触しているため、画像形成時に回転する図１の矢印方向に回転することを防止することができる。すなわち、クリーニングブレード１８等のクリーニング手段は、電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が画像形成時に回転する方向（画像形成方向）に回転することを防止する回転防止手段として機能する。帯電ロール１２の画像形成方向（正方向）への回転については、逆方向（アゲインスト方向）に取り付けられているクリーニングブレード１８により輸送等の実使用外での電子写真感光体１０の画像形成方向への回転を防止することが出来るため、電子写真感光体１０に接触している帯電ロール１２についても画像形成方向への回転を防止することができる。
【００３０】
すなわち、プロセスカートリッジ１は、クリーニングブレード方式のクリーニング手段を備えるため、画像形成時の回転方向へは大きなトルクがかかり振動等による回転は困難である。一方、逆回転防止手段を備えており画像形成時の逆回転方向への回転を規制している。そのため、振動等では電子写真感光体１０が順方向にも逆方向にも実質的に回転できず、電子写真感光体１０と帯電ロール１２との接触、剥離がほとんど発生しないために、振動等のよるスジ状汚れもほとんど発生することがない。また、画像形成時にはクリーニングブレード１８の回転抵抗のため、通常の画像形成には影響を与えることがない。そのため、製品を使用する前にスペーサ等の離間部材を抜き取るなどの手間をかける必要がなく、使用者に負担をかけることもない。また、カム等も必要なく、機構が簡素であるため、最小限のコストアップで済む。
【００３１】
本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの他の例の概略を図６に示す。逆回転防止手段であるワンウェイクラッチ４０が電子写真感光体１０のシャフト４２に取り付けられている点で図１のプロセスカートリッジ１とは異なる。画像形成時の動作は図１のプロセスカートリッジ１と同じである。
【００３２】
本実施形態において、電子写真感光体１０が、画像形成時に回転する図６の矢印方向（画像形成方向）とは逆方向に回転することを防止するワンウェイクラッチ４０を備えることにより、プロセスカートリッジ２の輸送時等の振動等により接触した電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が僅かに逆回転し、その逆回転時に発生する剥離放電により感光体表面に電荷が蓄積されることを抑制することができる。ワンウェイクラッチ４０の取り付け方法は特に制限はないが、例えば、図２と同様にして電子写真感光体のシャフトの片側を延長させ、そのシャフトの延長部に取り付けることができる。電子写真感光体のシャフトの両側を延長させ、そのシャフトの延長部それぞれに取り付けてもよいが、コスト等の面から通常は片側だけで十分である。また、逆回転防止手段としてワンウェイクラッチの代わりに、図４，５のような鋸形状部品３２を使用してもよい。
【００３３】
電子写真感光体１０へのワンウェイクラッチ４０の取り付け方法としては特に制限されないが、例えば、図７のように、ワンウェイクラッチ４０が電子写真感光体１０のフランジ４４の内側に固定され、プロセスカートリッジの枠４６に固定されたシャフト４８がワンウェイクラッチ４０の内側に位置することにより、電子写真感光体１０の画像形成方向と逆方向への回転を防止することができる。
【００３４】
また、例えば図８のように、ワンウェイクラッチ４０がプロセスカートリッジの枠４６に固定され、電子写真感光体１０がワンウェイクラッチ４０の内側に位置することにより、電子写真感光体１０の画像形成方向と逆方向への回転を防止することができる。
【００３５】
また、例えば図９のように、ワンウェイクラッチ４０がプロセスカートリッジの枠４６に固定され、電子写真感光体１０のフランジ４４の内側に固定されたシャフト４８がワンウェイクラッチ４０の内側に位置させることにより、電子写真感光体１０の画像形成方向と逆方向への回転を防止することができる。
【００３６】
上記図７〜図９の方法いずれでもよいが、加工のし易さ等の点から、図７及び図９の方法が好ましく、図７の方法がより好ましい。
【００３７】
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジにおいても、図５のようにクリーニングブレード１８が取り付けられており、クリーニングブレード１８が電子写真感光体１０に接触しているため、画像形成時に回転する図５の矢印方向に回転することを防止することができる。すなわち、帯電ロール１２の画像形成方向（正方向）への回転については、アゲインスト方向に取り付けられているクリーニングブレード１８により輸送等の実使用外での電子写真感光体１０の画像形成方向への回転を防止することが出来るため、電子写真感光体１０に接触している帯電ロール１２についても画像形成方向への回転を防止することができる。
【００３８】
逆回転防止手段は、電子写真感光体１０及び帯電ロール１２のうちいずれか一方が備えればよいが、必要に応じて電子写真感光体１０及び帯電ロール１２の両方に備えてもよい。
【００３９】
なお本実施形態において、逆回転防止手段により画像形成方向とは逆方向に電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が回転することを防止することができるが、プロセスカートリッジの輸送時等の振動等により接触した電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が回転し、その回転時に発生する剥離放電により電子写真感光体１０表面に画像に影響が出るような電荷が蓄積されない程度に回転（例えば、感光体表面の移動距離として２ｍｍ以上の移動、好ましくは１ｍｍ以上の移動）を防止することができればよい。
【００４０】
クリーニング手段については、電子写真感光体１０表面上の残留トナーを清掃するものであって、電子写真感光体１０及び帯電ロール１２の画像形成方向への回転を防止するものであれば、ブレードクリーニング方式、ブラシクリーニング方式、ロールクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはポリウレタン、ネオプレンゴム、シリコンゴム等が挙げられる。中でも、耐摩耗性に優れていることから、特にポリウレタンを用いることが好ましい。
【００４１】
電子写真感光体１０及び帯電ロール１２の画像形成方向への回転を防止する機能の点から、クリーニングブレード１８の物性としては、例えば硬度（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に規定するタイプＡデュロメータにより得られるデュロメータ硬さ）Ａ５０／Ｓ〜Ａ９０／Ｓ、ヤング率約３．９２×１０４〜約８．８２×１０４Ｎ／ｍ２（４０〜９０ｋｇｆ／ｃｍ２）、１００％モジュラス（ＪＩＳ  Ｋ６２６１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの低温試験法」に準拠）約１．９６×１０４〜約６．３７×１０４Ｎ／ｍ２（２０〜６５ｋｇｆ／ｃｍ２）、３００％モジュラス（ＪＩＳ  Ｋ６２６１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの低温試験法」に準拠）約６．８６×１０４〜約１．３６×１０５Ｎ／ｍ２（７０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２）、引っ張り強さ（ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠）約２．３５×１０５〜約４．９×１０５Ｎ／ｍ２（２４０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２）、伸（ＪＩＳ  Ｋ６２５１「加硫ゴムの引張試験方法」に規定する切断時伸び）２９０〜５００％、反発弾性（ＪＩＳ  Ｋ６２５５「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの反撥弾性試験方法」に準拠）１５〜７０％、引裂強さ（ＪＩＳ  Ｋ６２５２「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引き裂き強度の求め方」に準拠）約２．４６×１０４〜約７．３５×１０４Ｎ／ｍ２（２５〜７５ｋｇｆ／ｃｍ２）、永久伸（ＪＩＳ  Ｋ６２６２「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」に準拠）４．０％以下のものが使用可能である。またブレードの圧接力は約０．９８〜約５．８８Ｎ／ｍ（１０〜６０ｇｆ／ｃｍ）、当接角度は１７〜３０°が好ましい。
【００４２】
電子写真感光体１０は、少なくとも静電潜像（静電荷像）が形成される機能を有する。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層（電荷発生層、電荷輸送層）に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。
【００４３】
帯電ロール１２は、従来から使用されているものと同様に、電子写真感光体１０の画像形成領域全体に対応させて長いものとして構成し、電子写真感光体１０に対して帯電ロール１２を両側の軸に配置したスプリング等の付勢手段（図示せず）を用いて、所定の押圧力で接触させ、電子写真感光体１０の回転に追従させて、回転しながら電子写真感光体１０の表面を帯電させるような動作を行う。帯電ロール１２には、鉄やステンレス等の金属系材料で構成した軸部材の周囲に弾性体層を一体に所定の厚さで設けており、この弾性体はカーボン等を分散したＥＰＤＭゴム（エチレンプロピレンゴム）等の導電性の材料を用いることができる。
【００４４】
露光装置２６としては、特に制限はなく、例えば、電子写真感光体１０表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できるレーザ光学系、ＬＥＤアレイなどの光学系機器等が挙げられる。
【００４５】
現像手段は、電子写真感光体１０上に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー画像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、トナー層が電子写真感光体１０に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、図１のように静電荷像現像用トナーを現像ロール１４を用いて電子写真感光体１０に付着させる機能を有する現像器、あるいはブラシ等を用いてトナーを電子写真感光体１０に付着させる機能を有する現像器等、公知の現像器等が挙げられる。現像剤担時体には、通常直流電圧が使用されるが、更に交流電圧を重畳させて使用してもよい。
【００４６】
転写手段としては、紙等に直接転写する方式のものでも、中間転写体を介して転写する方式のものでもよい。例えば、図１に示すような記録紙２４の表面に記録紙２４を介して直接接触して転写する導電性又は半導電性のロール等を用いた転写ロール１６及び転写ロール押圧装置（図示せず）を用いることができる。また、記録紙２４の裏側からトナーとは逆極性の電荷を記録紙２４に与え、静電気力によりトナー画像を記録紙２４に転写するものを用いてもよい。転写ロール１６には、電子写真感光体１０に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ロール１６は、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード（周速）等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ロール１６として単層の発泡ロール等が好適に用いられる。
【００４７】
定着手段としての定着ユニットとしては、記録紙２４に転写されたトナー画像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであれば特に制限はない。
【００４８】
トナー画像を転写する記録媒体である記録紙２４としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、ＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
【００４９】
＜画像形成装置＞
本実施形態において、画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面に接触して帯電させる帯電ロールと、電子写真感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング手段と、電子写真感光体及び帯電ロールのうち少なくとも一方が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止する逆回転防止手段と、を備えた画像形成装置であれば、特に制限されるものではない。また、本実施形態に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジを使用するものであってもよい。
【００５０】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例の概略を図１０に示し、その構成について説明する。画像形成装置５は、静電潜像が形成される像担持体としての電子写真感光体１０と、電子写真感光体１０の表面を接触帯電する接触帯電手段としての帯電ロール１２と、レーザ光あるいは原稿の反射光等により電子写真感光体１０の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置２６と、電子写真感光体１０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段としての現像ロール１４と、電子写真感光体１０表面のトナー画像を被転写材である記録紙２４に転写処理する転写手段としての転写ロール１６と、電子写真感光体１０の表面に接触して、転写後に電子写真感光体１０に残ったトナーをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１８とを備える。画像形成装置５において、電子写真感光体１０の周囲に、帯電ロール１２、露光装置２６、現像ロール１４、転写ロール１６、クリーニングブレード１８がこの順序で配置されている。また、逆回転防止手段であるワンウェイクラッチ２０が帯電ロール１２のシャフト２２に取り付けられている。なお、図１０では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。画像形成装置５の各構成、画像形成時の動作は図１のプロセスカートリッジ１と同様である。
【００５１】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の他の例の概略を図１１に示す。逆回転防止手段であるワンウェイクラッチ４０が電子写真感光体１０のシャフト４２に取り付けられている点で図１０の画像形成装置５とは異なる。画像形成時の動作は図１のプロセスカートリッジ１と同様であり、画像形成装置６の各構成は図６のプロセスカートリッジ２と同様である。
【００５２】
図１０及び図１１の画像形成装置５，６において、逆回転防止手段であるワンウェイクラッチ２０あるいは４０が帯電ロール１２のシャフト２２及び電子写真感光体１０のシャフト４２の少なくとも一方に取り付けられており、上記図１及び図６のプロセスカートリッジ１，２と同様の機構で、輸送時等に電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が画像形成時に回転する方向と逆方向に回転することを防止することができる。また、上記図１及び図６のプロセスカートリッジ１，２と同様の機構で、クリーニング手段であるクリーニングブレード１８により、輸送時等に電子写真感光体１０及び帯電ロール１２が画像形成時に回転する方向に回転することを防止することができる。逆回転を防止する機構はプロセスカートリッジ１，２と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００５３】
図１２は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１２に示す画像形成装置は、本体５０に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像形成部５２、記録用紙（シート）を搬送するシート搬送系５４、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置５６とを備えている。
【００５４】
画像形成部５２は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンであるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ、この画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体１０に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０上に多重転写させる転写ユニット６２、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニット６４を備えている。また本体５０には、転写ユニット６２によって二次転写された記録用紙（シート）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器６６を備えている。更に、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋが設けられている。
【００５５】
転写ユニット６２は、中間転写体である中間転写ベルト６０を駆動する駆動ロール７０、中間転写ベルト６０に一定の張力を付与する張力付与ロール７１、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール７２、中間転写ベルト６０上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置７３を備えている。中間転写ベルト６０は、この駆動ロール７０と張力付与ロール７１およびバックアップロール７２との間に一定の張力で掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動される駆動ロール７０により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト６０は、例えば、電荷蓄積を起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置７３は、クリーニングブラシ７３ａおよびクリーニングブレード７３ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト６０の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００５６】
シート搬送系５４は、画像が記録される記録用紙（シート）を積載して供給する給紙装置７７、給紙装置７７から１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路８０を備えている。また、搬送路８０を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に設けられバックアップロール７２に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール８２を備えている。更に、定着器６６によってトナー画像が定着された記録用紙を本体５０の機外に排出する排出ロール８３、排出ロール８３によって排出された記録紙を積載する排出受け８４を有する。
【００５７】
次に、図１２に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、画像処理装置５６に入力される。画像処理装置５６では、入力されたデータに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色のデータに変換され、光学系ユニット６４に出力される。
【００５８】
光学系ユニット６４では、入力されたデータに応じて、半導体レーザ（図示せず）から出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体１０に照射している。画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体１０では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋにて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００５９】
画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの電子写真感光体１０上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト６０上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット５８Ｋは、中間転写ベルト６０の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト６０に対して最後に一次転写される。
【００６０】
一方、シート搬送系５４では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置７７から所定サイズの記録用紙が供給される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト６０の移動タイミングに合わせて、記録用紙は、バックアップロール７２および二次転写ロール８２によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器６６によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール８３によって本体５０の上部に設けられた排出受け８４に排出される。
【００６１】
次に、画像形成部５２における画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋについて詳述する。
【００６２】
図１３は、画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５８Ｙとマゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット５８Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット５８Ｃ，５８Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００６３】
画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての電子写真感光体１０、帯電部材である帯電ロール１２を用いて電子写真感光体１０を帯電させる帯電器８６、帯電器８６によって帯電され、光学系ユニット６４からのレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）によって電子写真感光体１０上に形成された静電潜像を現像ロール１４によって現像する現像器８７、中間転写ベルト６０を挟んで電子写真感光体１０に対向して設けられ、電子写真感光体１０上に現像されたトナー像を中間転写ベルト６０上に転写する一次転写ロール８８、転写後に電子写真感光体１０上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置７３を備えている。
【００６４】
次に、カートリッジについて説明する。
【００６５】
図１４は、本実施の形態におけるプロセスカートリッジの全体構成を示す図である。本実施形態では、各色ごとに、各画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの各々の電子写真感光体１０、帯電ロールを備える帯電器８６、およびクリーニング装置７３を一体化し、プロセスカートリッジ９０を形成している。電子写真感光体１０及び帯電器８６の帯電ロールのうち少なくとも一方が逆回転防止手段を備える。画像形成装置の本体５０からこのプロセスカートリッジ９０だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ９０だけを本体５０に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。これらのプロセスカートリッジ９０は、各画像形成ユニット５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋの間で差し替えて用いることもできる。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６７】
＜実施例１＞
（プロセスカートリッジの作製）
図２のように帯電ロール１２のシャフト２２の片側を延長させ、そのシャフト２２の延長部３０にワンウェイクラッチ２０を取り付けた帯電ロールを作製した。この帯電ロールを取り付けられるように改造を行った富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを作製した（図１５）。ワンウェイクラッチは画像形成方向に対して逆方向に回転しないように取り付けた。クリーニング手段としてはクリーニングブレード１８（物性：ＪＩＳ−タイプＡデュロメータ硬さ：Ａ７０／Ｓ、ヤング率：６７ｋｇｆ／ｃｍ２、厚さ２ｍｍ）を使用した。また、使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態でカートリッジ内に組み付けて以下の試験を行った。
【００６８】
（評価）
実施例１で作製したプロセスカートリッジを振動試験機（株式会社振研製、Ｇ−９２２３ＬＳ型）を用いて、輸送時の振動を模して、容器（直方体）に梱包し、梱包容器の互いに隣接する３つの面に垂直な方向それぞれについて２５Ｈｚ各１５分間の条件により振動試験を行った。その後、富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０を用いてＡ３用紙（富士ゼロックス（株）製、Ｐ紙）全面ハーフトーンの画質パターン（３０％濃度の黒画像）の画質出力を２０℃、５０％ＲＨの環境下で行い、１枚目の画質から感光体周期の筋状汚れの発生有無の確認を行った。結果を表１に示す。
【００６９】
＜実施例２＞
図３のように帯電ロールのシャフトの片側を延長させ、そのシャフト延長部に図４のような側面が鋸形状をしたプラスチック製の鋸形状部品を圧入した帯電ロールを作製した。この帯電ロールの周方向が鋸状になっている部分にバネにより押付けたピンが取付くように改造を行った富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを作製した。帯電ロールのシャフトの鋸状形状部が画像形成方向に対して逆回転しない方向に加工を行った。また、使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態でカートリッジ内に組み付けて実施例１と同様にして試験を行った。結果を表１に示す。
【００７０】
＜実施例３＞
富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを改造して、感光体に図７に示す逆回転防止手段を備えたプロセスカートリッジを作製した。ワンウェイクラッチは画像形成方向に対して逆方向に回転しないように取り付けた。使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態でカートリッジ内に組み付けて実施例１と同様にして試験を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
＜実施例４＞
富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを改造して、感光体に図８に示す逆回転防止手段を備えたプロセスカートリッジを作製した。ワンウェイクラッチは画像形成方向に対して逆方向に回転しないように取り付けた。使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態でカートリッジ内に組み付けて実施例１と同様にして試験を行った。結果を表１に示す。
【００７２】
＜実施例５＞
富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを改造して、感光体に図９に示す逆回転防止手段を備えたプロセスカートリッジを作製した。ワンウェイクラッチは画像形成方向に対して逆方向に回転しないように取り付けた。使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態でカートリッジ内に組み付けて実施例１と同様にして試験を行った。結果を表１に示す。
【００７３】
＜実施例６＞
富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを改造して、感光体に図５に示す逆回転防止手段を備えたプロセスカートリッジを作製した。側面が鋸形状をしたプラスチック製の鋸形状部品及び板バネは画像形成方向に対して逆方向が回転しないように取り付けた。使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態でカートリッジ内に組み付けて実施例１と同様にして試験を行った。結果を表１に示す。
【００７４】
（比較例１）
逆回転防止手段を備えていない、富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ  ａ４５０用カートリッジを使用した。使用した帯電ロール及び電子写真感光体にはトナー等の付着物が無い状態で実施例１と同様にして試験を行った。結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2008116546.tif 000003
【００７６】
その結果、比較例１の逆回転防止手段を備えていないカートリッジでは筋状汚れが発生したのに対して、帯電ロールに逆回転防止手段を備えたカートリッジを用いた実施例１、２及び電子写真感光体に逆回転防止手段を備えたカートリッジを用いた実施例３〜６では筋状汚れが未発生であった。
【００７７】
この結果は、帯電ロール及び電子写真感光体の逆回転を防止することにより、振動によって帯電ロールが感光体と剥離することがほとんどなく、画像に影響するような放電現象がほとんど起きないことを示している。つまり、帯電ロールが正方向（画像形成方向）、逆方向共に振動によって実質的に回転していないことを示している。正方向の回転については、感光体に接触しているクリーニングブレードが感光体の回転を防止しており、その感光体に接触している帯電ロールも回転することはほとんどない。一方、逆方向の回転についても、帯電ロールあるいは感光体の回転を防止することにより、その帯電ロールあるいは感光体に接触している感光体あるいは帯電ロールも回転しないために剥離放電がほとんど起きず、感光体周期の筋状汚れも発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成の一例の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段を有する帯電ロールの構成の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段を有する帯電ロールの構成の一例の概略を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段の構成の一例の概略を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段の構成の一例の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの構成の一例の概略を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段を有する電子写真感光体の構成の一例の概略を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段を有する電子写真感光体の構成の一例の概略を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る逆回転防止手段を有する電子写真感光体の構成の一例の概略を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例の概略を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの構成の一例の概略を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの全体構成の一例の概略を示す図である。
【図１５】本発明の実施例１におけるプロセスカートリッジの構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１，２  プロセスカートリッジ、５，６  画像形成装置、１０  電子写真感光体、１２  帯電ロール、１４  現像ロール、１６  転写ロール、１８  クリーニングブレード、２０，４０  ワンウェイクラッチ、２２，４２  シャフト、２４  記録紙、２６  露光装置、２８  画像光、３０  延長部、３２  鋸形状部品、３４  バネ、３６  ピン、３８  板バネ、４４  フランジ、４６  枠、４８  シャフト、５０  本体、５２  画像形成部、５４  シート搬送系、５６  画像処理装置、５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ  画像形成ユニット、６０  中間転写ベルト、６２  転写ユニット、６４  光学系ユニット、６６  定着器、６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃ，６８Ｋ  トナーカートリッジ、７０  駆動ロール、７１  張力付与ロール、７２  バックアップロール、７３  クリーニング装置、７３ａ  クリーニングブラシ、７３ｂ  クリーニングブレード、７７  給紙装置、８０  搬送路、８２  二次転写ロール、８３  排出ロール、８４  排出受け、８６  帯電器、８７  現像器、８８  一次転写ロール、９０  プロセスカートリッジ。
【図１】
2008116546.tif 000004
【図２】
2008116546.tif 000005
【図３】
2008116546.tif 000006
【図４】
2008116546.tif 000007
【図５】
2008116546.tif 000008
【図６】
2008116546.tif 000009
【図７】
2008116546.tif 000010
【図８】
2008116546.tif 000011
【図９】
2008116546.tif 000012
【図１０】
2008116546.tif 000013
【図１１】
2008116546.tif 000014
【図１２】
2008116546.tif 000015
【図１３】
2008116546.tif 000016
【図１４】
2008116546.tif 000017
【図１５】
2008116546.tif 000018