(57)【要約】【課題】低コストかつスペースを取らない簡易な手段でフィルミングによる異常画像の発生を防ぐ画像形成装置を提供する。【解決手段】像を担持する像担持体２と非接触の帯電部材３により前記像担持体２を帯電する帯電手段４と、この帯電手段４により帯電された前記像担持体２の表面に露光装置５により形成された静電潜像を現像剤により現像して可視像を形成する現像手段７と、前記可視像を転写材Ｐに転写する転写手段８と、前記像担持体２に当接したクリーニングブレード９ａにより前記可視像の転写残留物を前記像担持体表面から除去するクリーニング手段９とを備えた画像形成装置において、前記像担持体２は表面に形成した表面保護層に突起２０ａを有し、この突起２０ａは帯電有効領域外に設けられ、前記クリーニングブレード９ａ先端部に接触してこのクリーニングブレード９ａを振動させる。【選択図】図１
2008015385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を担持する像担持体と非接触の帯電部材により前記像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に露光装置により形成された静電潜像を現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体に当接したクリーニング部材により前記可視像の転写残留物を前記像担持体の表面から除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記像担持体は表面に形成した表面保護層に突起を有し、該突起は帯電有効領域外に設けられ、前記クリーニング部材の先端部に接触して該クリーニング部材を振動させるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記突起の高さは、前記像担持体の表面と前記帯電部材の表面との間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記突起は、前記像担持体の両端部の像を担持しない領域に存在することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記突起の数は複数であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記突起は、接着手段により前記像担持体の前記表面保護層に接着された固形物からなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記突起は、前記像担持体の前記表面保護層に埋め込まれた固形物からなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記突起は、金属、セラミックス、非晶質の物質、又は有機化合物からなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記突起は、前記像担持体の電荷輸送層または前記表面保護層を構成する物質からなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記突起は、前記像担持体の基材を構成する物質からなることを特徴とする請求項１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・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、さらに詳しくは２色以上のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の像担持体表面に対する帯電、露光、現像、転写のプロセスを経てトナー像を転写材に転写する電子写真方式の作像プロセスでは、転写残留物のトナー及び各種添加剤、潤滑剤、紙粉等が像担持体上に蓄積してフィルミングと呼ばれる層を形成し、帯電、露光、現像、転写を妨げることにより異常画像を発生させるという問題が存在する。
これを解決するため、クリーニング手段（以下、クリーニングブレード）を像担持体に当接させ、像担持体から残留物を除去することによりフィルミングの防止が図られているが、残留物を完全に除去することはできず、通常の当接手段ではフィルミングを防ぐことは困難である。
そこで、像担持体上の残留物を完全に除去し、フィルミングを防ぐ技術が従来から幾つか提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ソレノイドを用いてクリーニングブレードを揺動させることにより、トナー塊をブレードエッジから除去し、フィルミングを抑制することが可能であることが開示されている。
ここで揺動とは、像担持体の移動方向とは垂直な方向にクリーニングブレードを移動することにより、ブレードエッジのトナー塊をほぐしたり移動させたりして、像担持体への付着を防止する動作を示す。
また、特許文献２には、クリーニングブレードの先端部に強磁性の金属部材を設け、金属部材の近傍に電磁石を配置し、当該電磁石によってクリーニングブレードの先端部を振動させてフィルミングを抑制することが可能であることが開示されている。ここで振動とは、広く周期的な運動を指し、特定の方向に限らない。
【特許文献１】特開２００４−２８７３５５公報
【特許文献２】特開２００５−３１４７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したような従来技術には、クリーニングブレードの可動機構を装置に組み込むことはコストアップに繋がり、装置内のスペースも圧迫するという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、低コストかつスペースを取らない簡易な手段でフィルミングによる異常画像の発生を防ぐ画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、像を担持する像担持体と非接触の帯電部材により前記像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に露光装置により形成された静電潜像を現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体に当接したクリーニング部材により前記可視像の転写残留物を前記像担持体の表面から除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、前記像担持体は表面に形成した表面保護層に突起を有し、該突起は帯電有効領域外に設けられ、前記クリーニング部材の先端部に接触して該クリーニング部材を振動させることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記突起の高さは、前記像担持体の表面と前記帯電部材の表面の距離よりも小さいことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３に記載の発明は、前記突起は、前記像担持体の両端の像を担持しない領域に存在することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記突起の数は複数であることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記突起は、接着手段により前記像担持体の前記表面保護層に接着された固形物からなることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記突起は、前記像担持体の前記表面保護層に埋め込まれた固形物からなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項７に記載の発明は、前記突起は、金属、セラミックス、非晶質の物質、または有機化合物からなることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記突起は、前記像担持体の電荷輸送層または表面保護層の物質からなることを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記突起は、前記像担持体の基材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、像担持体上の非画像部、すなわち、帯電有効領域外に設けた突起がクリーニングブレードを振動させることで、装置の大型化やコストアップを招かずにフィルミングを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の１つの実施の形態である画像形成装置の作像部１を示す概略構成図である。この画像形成装置は図示しない給紙装置から作像部へ搬送される転写材（転写紙）Ｐに画像を定着させて排紙するようになっている。
かかる画像形成装置の作像部１は、作像時に像を担持する像担持体である感光体ドラム２と、この感光体ドラム２を帯電部材である帯電ローラ３により非接触で帯電する帯電装置４と、この帯電装置４により帯電された感光体ドラム２の表面に露光手段である書き込みユニット５により露光されて形成された静電潜像を、現像剤６を構成しているトナーにより現像されて可視像（トナー像）とする現像装置７と、その可視像が転写装置８により転写材（転写紙）Ｐに転写された後に感光体ドラム２の表面に残留するトナーを感光体ドラム２上から除去するクリーニング装置（クリーニング手段）９と、を備えている。
【００１０】
クリーニング装置９にはクリーニングブレード（クリーニング部材）９ａが配置されており、クリーニングブレード９ａの先端部は感光体ドラム２上に残留したトナーを除去するために、感光体ドラム２表面に対し、最適な角度及び接触圧にて接触している。
感光体ドラム２表面は保護層（図示せず）で覆われており、その両端の非画像部に保護層からなる複数の突起が存在する。その突起の高さは帯電ローラ３と接触しないよう、通常１０〜３０μｍとなっている。それぞれの突起が感光体ドラム２の回転周期でクリーニングブレード９ａと接触し、このクリーニングブレード９ａに振動を与える。
この時、クリーニングブレード９ａは感光体ドラム２の回転方向に振動する。振動したクリーニングブレード９ａは感光体ドラム２の表面を研磨し、付着しているトナーなどの残留物を除去する。これによってフィルミングの防止が可能となる。
【００１１】
なお、図１中、矢印Ｅは感光体ドラム２の回転方向を示しており、さらに、図１には、帯電装置４の芯金１０、フィルム材１１、加圧スプリング１２が示してある。
また、本発明は感光体ドラムに限らず、中間転写体や転写ローラなどクリーニングブレードを用いるあらゆる装置に適用することができ、ブレードの振動で対象物の表面を研磨することで効果的にクリーニングすることが可能である。
【００１２】
図２は本発明の実施の形態である画像形成装置の帯電ローラを示す正面図である。帯電ローラ３は、図２で示すように、例えば、ＳＵＭ−Ｎｉメッキ（銅の表面をニッケルメッキ仕上げ）で形成した芯金１０の外周に、例えば、エピクロルヒドリンゴムからなり、体積抵抗１×１０3〜１×１０8Ω・ｃｍとした導電性を有する弾性部材１３を設けている。
弾性部材１３の両端部には、例えば、ポリエステル又はポリエチレンテレフタレートからなる片面が粘着面に形成された粘着シートであるフィルム材１１、１１を粘着面が弾性部材１３に接するように巻き付け、その両側の各フィルム材１１、１１のそれぞれ両端を斜めにカットして、それらが互いに重なり合わないように粘着固定している。
【００１３】
帯電ローラ３は、芯金１０の両端部が加圧スプリング１２、１２により滑り軸受け１４を介して感光体ドラム２側に、所定の加圧力で加圧されている。それにより、帯電ローラ３は両側の各フィルム材１１、１１の部分が感光体ドラム２の表面に接触している。
なお、帯電ローラ３は、上記とは異なって、加圧スプリング１２を使用せずに、自重により感光体ドラム２の両端部にフィルム材１１、１１を接触させるようにしても良い。
【００１４】
図２において、帯電ローラ３の芯金１０の右側の一端には、駆動用ギヤ１５を固定し、そこに図示しないモータからの駆動力を伝達し、帯電ローラ３を感光体ドラム２と同一の線速で、図１の矢印Ｊ方向に回転させるようにしている。
帯電ローラ３と感光体ドラム２の間への電圧の印加は、芯金１０の部分に、例えば、ＤＣ＝−７００Ｖを定電圧で印加するとともに、ＡＣ電圧を定電流制御で印加する。それにより、感光体ドラム２の表面を所定の電位で一様に帯電することができる。
帯電ローラ３は、例えば、芯金１０の外径をφ９ｍｍに形成し、弾性部材１３を、肉厚が１．５ｍｍの前述したエピクロルヒドリンゴムからなるゴム層に形成している。また弾性部材１３の両端部に巻き付けるフィルム材１１は、この実施の形態ではフィルム幅を、例えば、８ｍｍ、フィルム厚を５０〜６０μｍとしたものを使用する。
【００１５】
このように帯電ローラ３の弾性部材１３の両端部に巻き付けられたフィルム部材１１、１１の部分のみを感光体ドラム２の表面に接触させ、帯電ローラ３の帯電有効領域Ａｃの部分を感光体ドラム２の表面に対して非接触にしているので、帯電ローラ３の帯電有効領域Ａｃが感光体ドラム２を削ってしまうことがなく、感光体の長寿命化が実現可能となる。
像担持体である感光体ドラム２を帯電する帯電装置としては帯電ローラ以外にスコロトロン等、１本または複数のワイヤを用いて放電させる方式も存在し、帯電ローラと同様に本発明の適用が可能である。
【００１６】
図３は本発明の実施の形態である画像形成装置の感光体ドラムを構成する各層を部分的に示す概略図である。図３の感光体ドラム２について、この感光体ドラム２は、例えば、アルミニウム等の金属材からなる導電性基体１６の上に下引き層（ＵＬ）１７を形成し、この下引き層１７の上に電荷発生層（ＣＧＬ）１８を形成している。
そして、電荷発生層１８の上に電荷輸送層（ＣＴＬ）１９を形成し、この電荷輸送層１９の上、すなわち、感光体ドラム２の最も外側に表面保護層２０を形成している。クリーニングブレード９ａ（図１）を振動させる突起を感光体表面に生成する１つの方法として、この表面保護層２０を表面上に突出させて突起２０ａを生成することができる。
【００１７】
感光体ドラム２表面の突起２０ａの高さは、感光体ドラム２表面と帯電ローラ３（図１）表面の距離よりも小さくする。これにより、感光体ドラム２上の突起２０ａが帯電ローラ３に接触して帯電を妨げたり、帯電ローラ３を傷つけたりすることなく、クリーニングブレードを振動させてフィルミングを防止することが可能となる。
感光体ドラム２表面の突起２０ａは、感光体ドラム２両端の像を担持しない領域に存在するように形成される。このようにすると、感光体ドラム２上の突起２０ａとクリーニングブレード９ａの接触でクリーニングブレード９ａの部分的な欠落が生じても、その影響を感光体ドラム２の非画像部のみにとどめ、地汚れなどの画像不良の発生を防止することが可能となる。
【００１８】
感光体ドラム２上の突起２０ａを複数有することにより、感光体ドラム２の回転周期よりも高い頻度でクリーニングブレード９ａに振動を与え、フィルミングを効果的に防止することが可能となる。
感光体ドラム２表面の突起２０ａは、接着手段により感光体ドラム２の表面保護層２０に接着された固形物、感光体ドラム２の表面保護層２０に埋め込まれた固形物、もしくは金属、セラミックス、非晶質、樹脂等の有機化合物、その他の固形物からなることもできる。これにより、像担持体上に任意の硬度、大きさを備えた突起を生成させ、クリーニングブレードに与える振動を調整し、フィルミングを効果的に防止することが可能となる。
感光体ドラム２表面の突起２０ａは、感光体ドラム２の電荷輸送層１９又は表面保護層２０を構成する物質、又は感光体ドラム２の基材を構成する物質からなることができる。
これにより新たな部材を用いることなく、簡易な工程で低コストに感光体ドラム２上に突起２０ａを生成させ、クリーニングブレード９ａを振動させてフィルミングを防止することが可能となる。
【００１９】
表面保護層２０は、高硬度粒子の微粉末、例えば、金属酸化物の微粉末を分散させて形成する。具体的には、アルミナ（好ましくはα−Ａｌ2Ｏ3）、炭化ケイ素、酸化クロム、窒化ケイ素、酸化チタン、α−酸化鉄、酸化ケイ素、炭化カルシウム、酸化亜鉛、α−Ｆｅ2Ｏ3、タルク、カオリン、硫酸カルシウム、窒化ホウ素、フッ化亜鉛、二酸化モリブデン、炭酸カルシウム、Ｓｉ（ＯＨ2）・ｎＨ2Ｏ、クレー、炭化ホウ素、酸化セリウム等が挙げられる。
また、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂等の有機粉末や、各種合金等を使用することもできる。かかる微粉末粒子の硬度は、モース硬度５以上のものが好ましく、６以上であれば、さらに好ましい。また、その高硬度粒子の微粉末の平均粒径は１μｍ以下が適しており、０．５μｍ以下であれば、さらに好ましい。
【００２０】
また、この画像形成装置では、図１で説明した現像装置７の現像剤６に、研磨材として機能する微粒子を添加している。すなわち、トナー粒子に研磨用の微粒子としてシリカ微粒子を外添している。
そして、そのトナー粒子における結着樹脂としては、トナー用として従来から使用されている公知の合成樹脂及び天然樹脂を用いることができる。例えば、１又は２以上のビニル単量体の単独重合体又は共重合体が使用できる。その代表的なビニル単量体を列挙すると、次のようなものがある。
【００２１】
それらには、例えば、スチレン、ｐ−クロルスチレンなどのスチレン系化合物、ビニルナフタレン等が挙げられる。また、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類も挙げられる。さらに、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニル、ステアリン酸ビニル、カプロン酸ビニル等のビニルエステル類も挙げられる。
その他に、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、メチル−α−クロルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のエチレン性モノカルボン酸及びそのエステル類も挙げられる。
【００２２】
さらに、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体も挙げられる。また、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ブチル等のエチレン性カルボン酸及びそのエステル類も挙げられる。さらにまた、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類も挙げられる。
また、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類や、ビニリデンクロリド、ビニリデンクロルフロリド等のビニリデンハロゲン化物も挙げられる。さらに、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物等も挙げられる。
【００２３】
このようにして、感光体ドラム２の高寿命化が図れ、高硬度粒子の微粉末を適切に選択することで現像する度に現像剤６がクリーニングブレード９ａとともに感光体ドラム２の表面を僅かずつ研磨し、常に感光体ドラム２表面をフレッシュな状態で使用することも可能となる。
また、感光体ドラム２の表面に高硬度粒子の微粉末として金属酸化物を使用することにより、表面保護層の硬度をより高めることができるので、表面保護層を効果的に減耗して耐久寿命を延ばすことが可能となる。
【００２４】
感光体ドラム２の表面上の突起は無機粒子に限らず、感光体有機層から構成することができ、摩擦で失われることはない。また、感光体ドラム２の表面の全面を粗くすれば、画像部ですり抜けやクリーニングブレード磨耗が起こり、クリーニング不良が起き易くなるが、非画像部に突起を設ければクリーニング不良は発生しない。このように、突起はクリーニング不良を発生することなく全域にわたってフィルミングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１つの実施の形態である画像形成装置の作像部を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態である画像形成装置の帯電ローラを示す正面図。
【図３】本発明の実施の形態である画像形成装置の感光体ドラムを構成する各層を部分的に示す概略図。
【符号の説明】
【００２６】
１  作像部、２  感光体ドラム、３  帯電ローラ、４  帯電装置、５  露光装置、６  現像剤、７  現像装置、８  転写装置、９  クリーニング装置、９ａ  クリーニングブレード、１６  導電性基体、１７  下引き層（ＵＬ）、１８  電荷発生層（ＣＧＬ）、１９  電荷輸送層（ＣＴＬ）、２０  表面保護層、２０ａ  突起、Ａｃ  帯電有効領域、Ｐ  転写紙
【図１】
2008015385.tif 000003
【図２】
2008015385.tif 000004
【図３】
2008015385.tif 000005