(57)【要約】【課題】クリーニング不良の発生を抑えることができる画像形成装置を得ることである。【解決手段】感光体ドラム（像担持体）３と、感光体ドラム３上の残トナーを清掃するクリーニング装置１３とを備え、感光体ドラム３には電荷発生層３ｂ、電荷輸送層３ｃ、及び架橋型の電荷輸送保護層３ｄが順次積層されており、クリーニング装置１３は感光体ドラム３表面に当接するクリーニングブレード１６を備え、クリーニング装置１３は感光体ドラム３表面の状態に応じてクリーニングブレード１６と像担持体表面との当接条件を切り替える当接条件切替手段（制御部）２５を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体上の残トナーを清掃するクリーニング装置とを備え、像担持体には電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型の電荷輸送保護層が順次積層されており、クリーニング装置は像担持体表面に当接するクリーニングブレードを備え、クリーニング装置は像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードと像担持体表面との当接条件を切り替える当接条件切替手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
電荷輸送保護層は電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより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】
像担持体の駆動モータに掛かる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段を備え、当接条件切替手段は負荷トルク検出手段の検出結果に応じてクリーニングブレードと像担持体表面との当接条件を切り替え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】
負荷トルク検出手段は像担持体の駆動モータに流れる電流値を計測する電流計測手段を備え、駆動モータに流れる電流値から駆動モータに掛かる負荷トルクを検出していることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
負荷トルク検出手段は電流計測手段で計測された電流値を積分する積分回路を更に備え、電流計測手段は積分回路を介して電流値を計測していることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段から照射される光量値を検出する光量値検出手段と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出手段とを有し、当接条件切替手段は、光量値検出手段により検出された光量値と表面電位検出手段により検出された表面電位からクリーニングブレードと像担持体表面との当接条件を切り替え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７】
当接条件切替手段は像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードが像担持体表面に対する当接圧を調整し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８】
当接条件切替手段は像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードが像担持体表面に対する当接圧及び当接角度を調整していることを請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置において、像担持体とクリ−ニング装置とを一体にして画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えてい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、プリンタ、ＦＡＸ、複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、像担持体を備えた画像形成装置が開示されている。像担持体は支持体上に電荷発生層、電荷輸送層を積層し、更に電荷輸送層の表面に架橋構造を有する電荷輸送保護層を積層して形成される。この電荷輸送保護層は、例えば電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を熱や光照射等の外部エネルギーによって硬化することにより形成している。
【０００３】
一方、特許文献２には像担持体表面をファーブラシで清掃する画像形成装置であって、使用環境に応じてファーブラシの像担持体表面に対する当接圧を制御する構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０２４５０号公報
【特許文献２】特開平８−１６０８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１に記載の従来技術では、熱や光照射等の外部エネルギーによって硬化反応を起こさせて電荷輸送保護層を形成しているため、架橋密度の違いによる硬化反応ムラが保護層の中で生じてしまう。このように電荷輸送保護層に硬化反応ムラが生じると、削られやすい部分と削られ難い部分とが混在し、所定期間経過すると像担持体表面に凹凸が生じる。像担持体表面に凹凸ができるとクリーニングブレードが像担持体表面の全体に接触し難くなり、トナーのすり抜けによるクリーニング不良が生じやすいという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２に記載の従来技術では、ファーブラシの当接圧を制御しているので、ファーブラシの像担持体表面に対する当接圧を強くしすぎると、ブラシの毛倒れが発生してクリーニング不良を抑えることができ難い。
【０００７】
本発明は、クリーニング不良の発生を抑えることができる画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、像担持体と、像担持体上の残トナーを清掃するクリーニング装置とを備え、像担持体には電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型の電荷輸送保護層が順次積層されており、クリーニング装置は像担持体表面に当接するクリーニングブレードを備え、クリーニング装置は像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードと像担持体表面との当接条件を切り替える当接条件切替手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、電荷輸送保護層は電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化することにより形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、像担持体の駆動モータを駆動させた場合の駆動モータに掛かる負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段を備え、当接条件切替手段は負荷トルク検出手段の検出結果に応じてクリーニングブレードと像担持体表面との当接条件を切り替えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、負荷トルク検出手段は像担持体の駆動モータに流れる電流値を計測する電流計測手段を備え、駆動モータに流れる電流値から駆動モータに掛かる負荷トルクを検出していることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載の発明において、負荷トルク検出手段は電流計測手段で計測された電流値を積分する積分回路を更に備え、電流計測手段は積分回路を介して電流値を計測していることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段から照射される光量値を検出する光量値検出手段と、像担持体の表面電位を検出する表面電位検出手段とを有し、当接条件切替手段は、光量値検出手段により検出された光量値と表面電位検出手段により検出された表面電位からクリーニングブレードと像担持体表面との当接条件を切り替えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、当接条件切替手段は像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードが像担持体表面に対する当接圧を調整していることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、当接条件切替手段は像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードが像担持体表面に対する当接圧及び当接角度を調整していることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載された発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置において、像担持体とクリ−ニング装置とを一体にして画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、像担持体表面の状態に応じてクリーニングブレードと像担持体との当接条件を切り替えることができるので、所定時間経過により像担持体表面に凹凸が生じた場合でも、当接条件を切り替えることでクリーニングブレードを像担持体表面に最適な状態に接触させることができ、トナーのすり抜けによるクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、図１は像担持体とクリーニング装置とを示す断面図、図２は像担持体の表層の構成を模式的に示す断面図、図３は像担持体の表面状態を検知する構成を示す断面図、図４は本実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す断面図である。
【００１９】
図４に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、像担持体である感光体ドラム３と、感光体ドラム３の周囲に配置された、感光体ドラム３の表面を帯電する帯電装置５、レーザ光線等で露光して感光体ドラム３の表面に潜像を形成する露光装置７、感光体ドラム３上の潜像に対し帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成する現像装置９、チャージャ等で感光体ドラム３上に形成されたトナー像を転写紙に転写する転写装置１１、転写後に感光体ドラム３上に残ったトナーを除去するクリーニング装置１３、感光体ドラム３上の残留電位を除去する除電装置などが配列されている。
【００２０】
このような構成において、帯電装置５によって表面を一様に帯電された感光体ドラム３は、露光装置７によって静電潜像を形成され、現像装置９によってトナー像が形成される。感光体ドラム３表面のトナー像は転写装置１１によって、給紙トレイから搬送された転写紙へ転写される。その後、転写紙上のトナー像は定着装置によって定着される。一方、転写されずに感光体ドラム３上に残った残トナーはクリーニング装置１３によって回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム３は除電装置で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。尚、上記の感光体ドラム３、帯電装置５、現像装置９及びクリーニング装置１３を一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしている。
【００２１】
ここで感光体ドラム３の構成について説明する。図２に示すように感光体ドラム３は導電性支持体３ａ上に、電荷発生機能を有する電荷発生層３ｂと、電荷輸送物機能を有する電荷輸送層３ｃと架橋型表面層（電荷輸送保護層）３ｄとが順次積層された感光体である。
【００２２】
導電性支持体３ａは、体積抵抗１０１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示す金属酸化物を蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨などの表面処理を施した管などを使用する。
【００２３】
電荷発生層３ｂは、電荷発生機能を有する電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を併用することもでき、電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いる。
【００２４】
電荷輸送層３ｃは電荷輸送機能を有する層で、電荷輸送機能を有する電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層３ｂ上に塗布、乾燥することにより形成させる。電荷輸送層３ｃの膜厚は、５〜４０μｍ程度が適当であり、好ましくは１０〜３０μｍ程度が適当である。このようにして形成された電荷輸送層３ｃ上に、後述の架橋型電荷輸送層の塗工液を塗布、必要に応じて乾燥後、熱や光照射の外部エネルギーにより硬化反応を開始させ、架橋型表面層３ｄが形成される。
【００２５】
架橋型表面層３ｄは電荷輸送機能を有する架橋構造を有する層で、少なくとも電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷輸送層上に塗布、乾燥することにより形成されたものである。電荷輸送性を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーとは、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しておらず、且つラジカル重合性官能基を３個以上有するモノマーを指す。このラジカル重合性官能基とは、炭素−炭素２重結合を有し、ラジカル重合可能な基であれば何れでもよい。本発明の架橋型電荷輸送層に用いられる１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とは、例えばトリアリールアミン、ヒドラゾン、ピラゾリン、カルバゾールなどの正孔輸送性構造、例えば縮合多環キノン、ジフェノキノン、シアノ基やニトロ基を有する電子吸引性芳香族環などの電子輸送構造を有しており、且つ１個のラジカル重合性官能基を有する化合物を指す。
【００２６】
次にクリーニング装置１３について説明する。クリーニング装置１３はブレード方式で感光体ドラム３の表面上の残トナーを掻き取るブレード部１５と、ローラ状のクリーニングローラ１７とを備えている。ブレード部１５はゴム製のクリーニングブレード１６と、クリーニングブレード１６を保持するアーム状のブレード保持部１８と、ブレード保持部１８を筐体に対して回動自在に支持する回動軸１９と、ブレード保持部１８の一端側に取り付けられたソレノイド２１と、ブレード保持部１８の他端側に取り付けられた引張りスプリング２３とを備えている。ソレノイド２１は制御部（当接条件切替手段）２５に接続しており、ソレノイド２１のＯＦＦ時にはプランジャ２２が突出してクリーニングブレード１６を図中実線で示す位置に保持しており、ソレノイド２１のＯＮ時にはプランジャ２２が引っ込み、ブレード保持部１８を図中反時計回り（図１（ａ）中矢印Ｐで示す）に回動させて、クリーニングブレード１６を図中破線で示す位置に保持するようにしている。
【００２７】
次に感光体ドラム３の負荷トルクの検出について説明する。図３に示すように、感光体ドラム３には駆動軸２５が設けられており、駆動軸２５の両端部が前側板２７ａ及び後側板２７ｂに軸支されている。感光体ドラム３の駆動モータ２６は後側板２７ｂに連結されたモータブラケット２８によって支持されており、感光体駆動モータ２６の回転駆動により駆動軸２５が回転して感光体ドラム３が回転する。また感光体ドラム３の長手方向を規制すべく駆動軸２５の一端側端部にはノブ２９が配置されている。
【００２８】
次に負荷トルク検出手段３０について説明する。感光体駆動モータ２６は画像形成装置本体に支持された電源３１から与えられた電圧によって駆動する。また電源１５から感光体駆動モータ２６に繋がるリード線の間には直列に電流検出回路（電流計測手段）３２とフィードバック回路３３が図３に示すように配置されている。電流検出回路３２によって検出された電流値はフィードバック回路３３に入り、検出された電流値から感光体駆動モータ２６に掛かる負荷トルクを検出している。そして、負荷トルクの検出結果に応じてクリーニングブレード１６と感光体ドラム３表面との当接条件を切り替えるようにしている。
【００２９】
次に、本発明の実施形態における画像形成装置の作用及び効果について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置において、画像形成終了後、転写されずに感光体ドラム３上に残った残トナーはクリーニング装置１３によって回収される。画像形成装置１の初期使用時には感光体ドラム３の表面は平滑な状態であり、クリーニングブレード１６は図１中実線位置にあって、所定の当接圧及び当接角度（図１（ｂ）中Ｔで示す）で感光体ドラム３の表面に接触している。尚、当接角度とはブレード当接位置での感光体ドラム３の接線と、クリーニングブレード１６の先端縁１６ａとのなす角度をいう。画像形成装置１において所定時間使用後には感光体ドラム３の架橋型表面層３ｄが部分的に削られて凹凸状態となる。感光体ドラム３の表面が凹凸状態となると、感光体駆動モータ２６に掛かる負荷トルクが大きくなり、電流検出回路３２によって検出される電流値も大きくなる。この電流値から感光体駆動モータ２６に掛かる負荷トルクを検出し、負荷トルクの検出結果が所定の値を超えた場合には、ソレノイド２１のＯＮにより、ブレード保持部１８を図中反時計回りに回動して、クリーニングブレード１６を図中破線で示す位置に移動させ、クリーニングブレード１６の感光体ドラム３の表面に対する当接圧を画像形成装置１の初期時より大きくすると共にクリーニングブレード１６の感光体ドラム３の表面に対する当接角度も小さくなるようになっている（図１（ｂ）中Ｗで示す）。
【００３０】
本実施の形態によれば、感光体ドラム３の表面の状態に応じてクリーニングブレード１６と感光体ドラム３との当接条件を切り替えることができるので、経時により感光体ドラム３の表面に凹凸が生じた場合でも、当接条件を切り替えてクリーニングブレード１６を感光体ドラム３表面に最適な状態に接触させることができ、トナーのすり抜けによるクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【００３１】
感光体駆動モータ２６に掛かる負荷トルクを検出して、クリーニングブレード１６と感光体ドラム３との当接条件を切り替えているので、感光体ドラム３の表面状態を常時反映した形で当接条件を決定することができ、感光体ドラム３表面に必要以上の当接圧がかかりにくく、感光体ドラム３の寿命を向上させることができる。
【００３２】
感光体駆動モータ２６に流れる電流値を読み取って、感光体駆動モータ２６に掛かる負荷トルクを検出しているので、別途に負荷トルクを検出する手段を設ける必要がなく、低コスト化、省スペース化を図ることができる。
【００３３】
クリーニングブレード１６の当接圧と当接角度を同時に切り替えるようにしているので、クリーニングブレード１６の当接圧が高くなりすぎてブレードが腹当たりとなって当接圧が一気に低下することを防止できると共に、クリーニングブレード１６を感光体ドラム３の表面に対し更に確実に安定した接触状態を保つことが可能となる。
【００３４】
感光体ドラム３、帯電装置５、現像装置９及びクリーニング装置１３を一体に構成したプロセスカートリッジ形態とすることにより、クリーニングブレード１６の寿命と感光体ドラム３との寿命を容易に管理及び保守作業が可能となる。
【００３５】
電荷輸送保護層は電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化して形成しているので、耐摩耗性及び電気特性に優れた感光層を得ることができる。
【００３６】
次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。
【００３７】
図５に示すように、第２実施の形態では負荷トルク検出手段３０として電流検出回路３２とフィードバック回路３３の間に積分回路３５を挿入することにより、全体的に平均化された電流値をフィードバック回路３３に与える構成としている。
【００３８】
第２実施の形態によれば、負荷トルク検出手段３０は感光体駆動モータ２６に流れる電流値を積分する積分回路３５を更に備え、電流検出回路３２が積分回路３５を介して電流値を読み取ることにより、電流値の高周波成分を除去することが可能となり、どの時間で電流値をフィードバックしても、全体的な電流値をフィードバックすることができクリーニングブレード１６と感光体ドラム３の表面との接触状態を常にしっかり監視しつつ当接条件を変更することができる。
【００３９】
次に第３実施の形態について説明する。図６に示すように、第３実施の形態では露光部７から照射される光量値を検出する光量値検出手段４１と、感光体ドラム３の表面電位を検出する電位センサ（表面電位検出手段）４０を設けており、光量値検出手段４１及び電位センサ４０はそれぞれ制御部２５に接続されている。光量値検出手段４１により検出される光量値と、電位センサ４０で検出される感光体ドラム３の表面電位からクリーニングブレード１６の当接条件を切り替えている。
【００４０】
第３実施の形態では、光量値検出手段４１により検出される光量値と、電位センサ４０で検出される感光体ドラム３の表面電位からクリーニングブレード１６の当接条件を切り替えているので、経時の感光体ドラム３は光量を上げないと徐々に表面電位が低下し難くなるという特性を利用し、感光体ドラム３の経時の度合い（使用期間）を確実に検出でき、クリーニングブレード１６の感光体ドラム３表面に対する当接圧や当接角度を精度良く切り替えることができる。
【００４１】
次に第４実施の形態について説明する。図７に示すように第４実施の形態ではクリーニングブレード１６を直線状に移動させて、感光体ドラム３の表面に対する当接圧のみを調整できるようにしている。クリーニングブレード１６を保持するブレード保持部５１はクリーニング装置１３の筐体５２に対して移動自在に設けられている。すなわち筐体５２と一体になったピン５３がブレード保持部５１の側面に形成された長孔５４に係合しており、感光体ドラム３の表面の状態に応じてソレノイド２１をＯＮすることによりプランジャ２２が矢印Ｐ方向に突出すると、ブレード保持部５１が矢印Ｑ方向に移動してクリーニングブレード１６が感光体ドラム３表面に押し込まれて当接圧が高まるようになっている。
【００４２】
第４実施の形態では、感光体ドラム３の表面状態に応じてクリーニングブレード１６と感光体ドラム３との当接圧を切り替えることで、クリーニングブレード１６を確実に感光体ドラム３の表面の感光体に接触させることができ、トナーのすり抜けによるクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【００４３】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。上述の第１実施の形態では、感光体駆動モータ２６に掛かる負荷トルクが所定値を超えた場合に、クリーニングブレード１６の感光体ドラム３に対する当接圧及び当接角度を変えるようにしたが、これに限定されず、負荷トルクの値に応じて段階的に当接圧及び当接角度を変更できるようにしても良い。
【００４４】
上述の第１実施の形態では、クリーニングブレード１６の感光体ドラム３に対する当接圧及び当接角度を変えるようにしたが、これに限定されず、当接角度のみ変更できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す図であり、（ａ）は像担持体とクリーニング装置とを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の２点鎖線で示す部分を拡大して示す断面図である。
【図２】像担持体の表層の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】像担持体の表面状態を検知する構成を示す説明図である。
【図４】本実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す断面図である。
【図５】第２実施の形態に係る像担持体の表面状態を検知する構成を示す説明図である。
【図６】第３実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す断面図である。
【図７】第４実施の形態に係る画像形成装置を示す図であり、像担持体とクリーニング装置とを示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１          画像形成装置
３          感光体ドラム（像担持体）
３ｂ        電荷発生層
３ｃ        電荷輸送層
３ｄ        架橋型表面層（電荷輸送保護層）
７          露光部（露光手段）
１３        クリーニング装置
１６        クリーニングブレード
２５        制御部（当接条件切替手段）
２６        感光体駆動モータ（駆動モータ）
３０        負荷トルク検出手段
３２        電流検出回路（電流計測手段）
３５        積分回路
４０        電位センサ（表面電位検出手段）
４１        光量値検出手段
【図１】
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【図２】
2008076820.tif 000004
【図３】
2008076820.tif 000005
【図４】
2008076820.tif 000006
【図５】
2008076820.tif 000007
【図６】
2008076820.tif 000008
【図７】
2008076820.tif 000009