(57)【要約】【課題】回転する像担持ドラムの表面を帯電装置によって帯電し、その帯電面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像を低融点トナーによってトナー像として可視像化し、そのトナー像を記録媒体に転写し、トナー像転写後の像担持ドラムをクリーニングブレードによって清掃する画像形成装置において、像担持ドラムの発する異音を抑制する。【解決手段】像担持ドラム２の内部に、損失正接ｔａｎδが０．５以上の物質より成る制振部材４を設ける。トナーとして、フローテスタ法により測定した流出開始温度が１０２℃以下のものを用いる。【選択図】　図２
2004086167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持ドラムと該像担持ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つの作像手段とが一体的に組み付けられて成るプロセスカートリッジにおいて、フローテスタ法により測定した流出開始温度が１０２℃以下のトナーによって前記トナー像を形成すると共に、損失正接ｔａｎδが０．５以上の物質より成る制振部材を前記像担持ドラムの内部に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記像担持ドラムを帯電する帯電装置と、帯電された像担持ドラムを露光することにより形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、像担持ドラムに形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニング装置のうちの少なくとも１つの作像手段を具備し、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるように構成されている請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記トナーに高級脂肪酸金属塩が含まれている請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記制振部材が中実な円柱状に形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記制振部材が円筒状に形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記制振部材が像担持ドラムの内部に圧入されている請求項１乃至５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記制振部材が像担持ドラムの内壁面に接着されている請求項１乃至６のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のプロセスカートリッジを具備して成る画像形成装置。
【請求項９】
回転する像担持ドラムにトナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写して記録画像を得る画像形成装置において、フローテスタ法により測定した流出開始温度が１０２℃以下のトナーによって前記トナー像を形成すると共に、損失正接ｔａｎδが０．５以上の物質より成る制振部材を前記像担持ドラムの内部に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナーに高級脂肪酸金属塩が含まれている請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制振部材が中実な円柱状に形成されている請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制振部材が円筒状に形成されている請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制振部材が像担持ドラムの内部に圧入されている請求項９乃至１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制振部材が像担持ドラムの内壁面に接着されている請求項９乃至１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記像担持ドラムの表面に圧接してトナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニングブレードを有していると共に、該像担持ドラムにトナー像を形成しているときの当該像担持ドラムの回転方向とは逆方向に該像担持ドラムを回転させる逆転モードを備えている請求項９乃至１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記像担持ドラムが表面に保護層を有している請求項９乃至１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記保護層はフィラーを含有している請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記保護層は電荷輸送物質を含有している請求項１６又は１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
少なくとも、前記像担持ドラムと、トナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニングブレードが一体的に組み付けられて、プロセスカートリッジが構成され、該プロセスカートリッジ内の温度と湿度の少なくとも一方を所定の値以下に保つための環境制御手段を設けた請求項９乃至１８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持ドラムと該像担持ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つの作像手段とが一体的に組み付けられて成るプロセスカートリッジと、像担持ドラムにトナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写して記録画像を得る画像形成装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置と、かかる画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジは従来より周知である。像担持ドラムは、例えば帯電、露光、現像によって表面にトナー像が形成される感光体ドラム、或いは感光体からトナー像を転写されて表面にトナー像が形成される中間転写ドラムなどとして構成される。このような像担持ドラムは、これに加えられる外振力によって振動するため、その像担持ドラムから異音が発生する。例えば、感光体ドラムの場合には、そのまわりに帯電装置や、クリーニングブレードを有するクリーニング装置などの作像手段が設けられているが、その帯電装置に印加される交流電圧の影響で該帯電部材が振動し、また像担持ドラム表面に圧接したクリーニングブレードが像担持ドラムの回転に伴ってスティックスリップを起こすことにより振動し、これらの振動が像担持ドラムに伝えられ、該像担持ドラムが振動してこれが異音を発し、ユーザに不快感を与えるおそれがある。そこで従来より像担持ドラムの内部に制振部材を設け、これによって像担持ドラムの振動を抑え、異音発生を抑制する対策がとられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、省エネルギー化を可能とするため、低融点トナーを使用し、最終転写材としての記録媒体に転写されたトナー像を比較的低い温度で定着できるように構成した画像形成装置が実用化されている。ところが、このような低融点トナーを用いると、融点の高いトナーを用いた場合に比べ、異音が発生しやすくなり、従来の制振部材によっては異音発生を充分に抑制できないことが判明した。低融点トナーを使用すると異音が大きくなる理由は必ずしも明らかではないが、当該トナー中のワックスなどの添加物が像担持ドラム表面に付着しやすくなり、その付着量が画像パターンによって不均一となるため、像担持ドラム表面に当接する部材、例えばクリーニングブレードの動きが不均一となり、その振動に基因して像担持ドラムが激しく異音を発するものと考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９７１５８号公報（第５頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した新規な認識に基づきなされたものであり、その目的とするところは、低融点トナーを用いたときも、像担持ドラムの異音発生を効果的に抑制できる画像形成装置と、プロセスカートリッジを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、像担持ドラムと該像担持ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つの作像手段とが一体的に組み付けられて成るプロセスカートリッジにおいて、フローテスタ法により測定した流出開始温度が１０２℃以下のトナーによって前記トナー像を形成すると共に、損失正接ｔａｎδが０．５以上の物質より成る制振部材を前記像担持ドラムの内部に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジを提案する（請求項１）。
【０００７】
また、上記請求項１に記載のプロセスカートリッジが、前記像担持ドラムを帯電する帯電装置と、帯電された像担持ドラムを露光することにより形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、像担持ドラムに形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニング装置のうちの少なくとも１つの作像手段を具備し、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるように構成されていると有利である（請求項２）。
【０００８】
さらに、上記請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記トナーに高級脂肪酸金属塩が含まれていると有利である（請求項３）。
【０００９】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記制振部材が中実な円柱状に形成されていると有利である（請求項４）。
【００１０】
さらに、上記請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記制振部材が円筒状に形成されていると有利である（請求項５）。
【００１１】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記制振部材が像担持ドラムの内部に圧入されていると有利である（請求項６）。
【００１２】
さらに、上記請求項１乃至６のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記制振部材が像担持ドラムの内壁面に接着されていると有利である（請求項７）。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１乃至７のいずれかに記載のプロセスカートリッジを具備して成る画像形成装置を提案する（請求項８）。
【００１４】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、回転する像担持ドラムにトナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写して記録画像を得る画像形成装置において、フローテスタ法により測定した流出開始温度が１０２℃以下のトナーによって前記トナー像を形成すると共に、損失正接ｔａｎβが０．５以上の物質より成る制振部材を前記像担持ドラムの内部に設けたことを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項９）。
【００１５】
また、上記請求項９に記載の画像形成装置において、前記トナーに高級脂肪酸金属塩が含まれていると有利である（請求項１０）。
【００１６】
さらに、上記請求項９又は１０に記載の画像形成装置において、前記制振部材が中実な円柱状に形成されていると有利である（請求項１１）。
【００１７】
また、上記請求項９又は１０に記載の画像形成装置において、前記制振部材が円筒状に形成されていると有利である（請求項１２）。
【００１８】
さらに、上記請求項９乃至１２のいずれかに記載の画像形成装置において、前記制振部材が像担持ドラムの内部に圧入されていると有利である（請求項１３）。
【００１９】
また、上記請求項９乃至１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記制振部材が像担持ドラムの内壁面に接着されていると有利である（請求項１４）。
【００２０】
さらに、請求項９乃至１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持ドラムの表面に圧接してトナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニングブレードを有していると共に、該像担持ドラムにトナー像を形成しているときの当該像担持ドラムの回転方向とは逆方向に該像担持ドラムを回転させる逆転モードを備えているように構成することもできる（請求項１５）。
【００２１】
また、上記請求項９乃至１５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持ドラムが表面に保護層を有していると有利である（請求項１６）。
【００２２】
さらに、上記請求項１６に記載の画像形成装置において、前記保護層はフィラーを含有していると有利である（請求項１７）。
【００２３】
また、上記請求項１６又は１７に記載の画像形成装置において、前記保護層は電荷輸送物質を含有していると有利である（請求項１８）。
【００２４】
さらに、上記請求項９乃至１８のいずれかに記載の画像形成装置において、少なくとも、前記像担持ドラムと、トナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニングブレードが一体的に組み付けられて、プロセスカートリッジが構成され、該プロセスカートリッジ内の温度と湿度の少なくとも一方を所定の値以下に保つための環境制御手段を設けると有利である（請求項１９）。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００２６】
図１は、円筒状の像担持ドラム２を有する画像形成装置の一例を示す概略断面図であり、ここに示した像担持ドラム２は、導電性金属、例えばアルミニウムより成る円筒状の素管の外周面に感光層を設けた感光体ドラムとして構成されている。図１に示した例では、像担持ドラム２と、その像担持ドラム２に後述するようにトナー像を形成する作像手段が一体的に組み付けられてプロセスカートリッジ１８が構成されている。
【００２７】
像担持ドラム２はプロセスカートリッジ１８のケース１９に回転自在に支持され、図示していない駆動モータによって図１における時計方向に回転駆動される。このとき、ケース１９に回転自在に支持された帯電装置の一例である帯電ローラ２０が回転し、その帯電ローラ２０に帯電電圧が印加されることにより、像担持ドラム２の表面が所定の極性に帯電される。本例の画像形成装置においては、帯電ローラ２０の長手方向各端部にテープ１より成るスペーサが巻き付けられ、これらのテープ１が像担持ドラム２の外周面に当接し、これによって帯電ローラ２０は像担持ドラム２の表面に対して微小ギャップをあけて位置している。
【００２８】
帯電後の像担持ドラム２の表面には、プロセスカートリッジ１８とは別に設けられた露光装置（図示せず）から出射する変調されたレーザビームＬが照射され、これによって像担持ドラム上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２２によってトナー像として可視像化され、そのトナー像は転写ベルト８に担持されて矢印Ａ方向に搬送される転写紙等から成る記録媒体Ｐに、転写装置の一例である転写ブラシ９の作用によって転写される。記録媒体Ｐは、像担持ドラムからトナー像を転写される転写材の一例を構成するものであるが、後述するように、中間転写体から成る転写材を用いることもできる。
【００２９】
記録媒体Ｐに転写されたトナー像は、その記録媒体Ｐが図示していない定着装置を通るとき、熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐ上に定着され、定着装置を通過した記録媒体は、図示していない排紙部に排出される。また、トナー像転写後に像担持ドラム上に残留するトナーはクリーニング装置２７のクリーニングブラシ２９とクリーニングブレード３０との協働作用により除去される。
【００３０】
現像装置２２は、プロセスカートリッジ１８のケース１９の一部により構成された現像ケース２３と、その現像ケース２３に回転自在に支持された現像ローラ２４を有し、現像ケース２３に現像剤Ｄが収容されている。現像剤Ｄは回転する現像ローラ２４に担持されて搬送され、その搬送される現像剤によって静電潜像が可視像化される。ここでは現像剤としてトナーとキャリアを有する二成分系現像剤が使用され、その現像剤のトナー濃度の低下が検知されると、トナー容器３３からトナーが補給される。
【００３１】
またクリーニング装置２７も、プロセスカートリッジ１８のケース１９の一部によって構成されたクリーニングケース２８を有し、このクリーニングケース２８に上述のクリーニングブラシ２９とクリーニングブレード３０が支持されている。
【００３２】
上述のように、本例のプロセスカートリッジ１８は、そのケース１９に回転可能に支持された像担持ドラム２と、その周囲に配置された複数の作像手段とによって構成されているが、当該プロセスカートリッジは、少なくとも１つの作像手段を有しているように構成できるものである。すなわち、このプロセスカートリッジは、像担持ドラムと、その像担持ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つの作像手段とが一体的に組み付けられたものである。より具体的に示すと、当該プロセスカートリッジは、像担持ドラムを帯電する帯電装置と、帯電された像担持ドラムを露光することにより形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、像担持ドラムに形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニング装置のうちの少なくとも１つの作像手段を具備し、かかるプロセスカートリッジは、図示していない画像形成装置本体に着脱可能に装着されるように構成されている。プロセスカートリッジが寿命となったとき、これを新たなプロセスカートリッジと交換することができる。
【００３３】
ところで、本例の画像形成装置及びそのプロセスカートリッジ１８は、回転する像担持ドラム２の外周面にトナー像を形成し、そのトナー像を転写材の一例である記録媒体Ｐに転写して記録画像を得るように構成され、さらに記録媒体Ｐに転写されたトナー像を、定着装置において、その定着ローラの表面温度が例えば１４５℃程度の比較的低い温度で定着できるように、現像装置２２において使用されるトナーとして低融点トナーが用いられている。フローテスタ法により測定した流出開始温度が１０２℃以下、好ましくは９９℃〜１０２℃のトナーによって像担持ドラム上にトナー像を形成するように構成されているのである。フローテスタ法による流出開始温度の測定には、島津製作所製の島津フローテスタＣＦＴ５００型が用いられる。このフローテスタは、シリンダに収容した試料を、そのシリンダの周囲から加熱して溶融させ、シリンダの上部からピストンにより一定の荷重で圧力を加え、溶融した試料をシリンダ下部に配置されたダイの孔を通して押し出すものであり、ダイの孔から試料が流れ出す温度が流出開始温度である。ピストンに加える荷重を１０ｋｇ／ｃｍ２、昇温速度を３．０℃／分、ダイ口径０．５ｍｍ、ダイ長さ１０．０ｍｍの設定条件で、流出開始温度が１０２℃以下のトナーを使用し、像担持ドラム上にトナー像を形成するのである。なお、フローテスタ法については、特開２００１−１４７５５１号公報及び特開２００１−７５１０６号公報などに記載されている。
【００３４】
図１に示した像担持ドラム２の外周面には、帯電ローラ２０が配置され、かつクリーニングブレード３０が当接しているが、この帯電ローラ２０に直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を印加すると、その交流電圧の印加に基因して帯電ローラ２０が振動する。また像担持ドラム２の回転時にクリーニングブレード３０がスティックスリップを起こすことによりそのブレード３０が振動する。これらの振動は像担持ドラム２に伝えられ、これによって像担持ドラム２が振動し、異音が発生するおそれがある。特に、上述の如き低融点トナーを用いると、従来の画像形成装置及びそのプロセスカートリッジにおいては、大きな異音が発生し、ユーザに不快感を与えるおそれを免れなかった。像担持ドラム２の素管としては、例えば、外径が３０ｍｍ、内径が２８．５ｍｍ、周壁の厚さが０．７５ｍｍ程度の薄肉のアルミニウム製の円筒体が用いられるが、かかる薄肉の素管より成る像担持ドラム２を用いた従来の画像形成装置及びそのプロセスカートリッジにおいては、特に異音が発生しやすかった。
【００３５】
そこで、本例の画像形成装置及びそのプロセスカートリッジ１８においては、図１及び図２に示すように、像担持ドラム２の内部に制振部材４が設けられている。図３に示す如き形態の制振部材４を用いることもできる。このような制振部材４は損失正接ｔａｎδが０．５以上の物質により構成されている。或る材料における応力とひずみの位相角：δ（損失角）の正接が損失正接（ｔａｎδ）であり、この損失正接ｔａｎδの値が大きければ大きいほど、より大きな減衰効果を示す。本例の画像形成装置及びそのプロセスカートリッジ１８においては、このような材料の特性に着目し、損失正接ｔａｎδの値が０．５以上の物質より成る制振部材４を像担持ドラム２内に設けることにより、回転する像担持ドラム２を効果的に制振し、前述の如き低融点トナーを用いても、画像形成時に回転する像担持ドラム２から発生する異音を極めて低いものに留めることを可能としたのである。損失正接ｔａｎδが０．５以上の物質としては、例えばブチルゴム、ニトリルゴムなどのゴム材料を用いることができる。
【００３６】
本発明者は、損失正接ｔａｎδの値が０．５のゴム材料より成る図３に示した形態の制振部材４と、損失正接ｔａｎδが０．５未満のＡＢＳ樹脂製の制振部材４を、それぞれ図１に示した像担持ドラム２の内部に設けて画像形成動作を行い、画像形成装置の周囲の者が異音を感じるか否かを調べた。帯電ローラ２０には直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加し、流出開始温度が１０２℃以下のトナーであって、実機における定着ローラの表面温度が１４５℃程度の温度でトナー像の定着が可能な低融点トナーと、流出開始温度が１０２℃よりも高く、実機における定着ローラの表面温度が１７５℃程度の温度でトナー像の定着が可能な高融点トナーをそれぞれ用いた。制振部材４の材料の損失正接ｔａｎδの測定は、ＪＩＳ　Ｋ７２４４−４に規定された非共振振動法に準じて行った。試験片としては、厚み２ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍのものを用い、印加周波数３０Ｈｚにて測定した。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2004086167.tif 000003
【００３８】
表１中の「発生」は、画像形成装置の周辺の観測者が明らかに異音が発生していることを感知したことを示し、「未発生」は異音を感知しなかったことを示している。表１から判るように、低融点トナーを用いても、損失正接ｔａｎδが０．５の材料より成る制振部材４を像担持ドラム２内に設けると、異音の発生は認められなかった。同じトナーを使用し、損失正接ｔａｎδが０．５未満の制振部材４を用いた場合には、異音の発生が確認された。なお。像担持ドラム２内に制振部材を設けずに同じ試験を行なったところ、いずれのトナーを用いたときも、顕著な異音発生が認められた。
【００３９】
損失正接ｔａｎδが０．５よりも大きい物質、特に０．６以上、或いは０．８以上の物質によって制振部材４を構成すれば、像担持ドラム２に対する制振効果をより一層高めることができる。
【００４０】
また、画像形成装置のプロセスカートリッジにおいて使用されるトナーとして、高級脂肪酸金属塩、例えばステアリン酸亜鉛などを含むトナーを用いると、その一部が像担持ドラム２の表面に付着してクリーニングブレード３０との摩擦係数が低下するので、クリーニングブレード３０のエッジ部の滑りが良好となり、クリーニングブレード３０の振動を抑制でき、異音発生防止効果をより一層高めることができる。
【００４１】
図２に示した制振部材４は、中実な円柱状に形成され、図３に示した制振部材４は円筒状に形成されているが、図２に示した如き中実の制振部材４を用いると、その重量が大きくなり、当該制振部材と像担持ドラム２の全体の重量が増大する結果、耳障りな高周波の騒音を効果的に低減できる。逆に、図３に示した如き円筒状の制振部材４を用いると、制振部材の材料を減量でき、そのコストを低減できる。その際、必要な制振効果が得られるように、制振部材４の損失正接ｔａｎδや、その重量、その形態、特にその肉厚を設定すべきは当然である。円筒状に成形されている制振部材４を用いることもできるが、シート状の部材を丸めて円筒状の制振部材を構成することもできる。後者の方法によれば、安価なシート状部材により円筒状の制振部材４を得ることができるので、そのコストをより一層低減することが可能となる。
【００４２】
制振部材４を像担持ドラム２に装着する方法としては、像担持ドラム２に挿入する前の制振部材４の外径をｄ、像担持ドラム２の内径をＤＩとしたとき、ｄをＤＩよりも若干大きく設定した制振部材を像担持ドラム２に挿入して制振部材４を像担持ドラム２の内部に圧入する方法と、ｄをＤＩよりも若干小さく設定し、かかる制振部材４を像担持ドラム２の内部に挿入して該制振部材４を像担持ドラム２の内壁面に接着材によって接着する方法を採用することができる。制振部材４を、像担持ドラム２に圧入し、かつ接着剤によって像担持ドラム２の内面に固定することもできる。いずれの方法によっても充分な制振効果を得ることが可能であるが、制振部材４を像担持ドラム２に圧入する場合、ｄがＤＩよりも小さいと像担持ドラム２の内壁面と制振部材４との密着不良が発生し、制振効果が低下し、逆にｄがＤＩよりも大幅に大きい場合には、像担持ドラム２の内部に制振部材４を挿入する際、過大な力が必要となり、組付け性が低下するだけでなく、その組付け時に像担持ドラムを変形させてしまうので、ＤＩ≦ｄ≦ＤＩ＋１ｍｍとすることが好ましい。
【００４３】
制振部材を像担持ドラムに圧入して固定すると、その固定のために接着剤が不要であるため、固定に要するコストを低減でき、しかも制振部材４を像担持ドラム２から容易に取り外すことができ、リサイクル性を高めることができる。これに対し、制振部材４を像担持ドラム２に接着して固定すると、制振部材４を像担持ドラム２により強固に固定することができる。
【００４４】
図１に示した画像形成装置は、像担持ドラム２の表面に圧接してトナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニングブレード３０を有しているが、像担持ドラムを停止させる際に、その像担持ドラムをわずかな角度だけ逆転させると、クリーニングブレード３０と像担持ドラム２の表面との間に挟まった紙粉などの異物を除去することができる。像担持ドラム２にトナー像を形成しているときの像担持ドラム２の回転方向、すなわち正転方向とは逆方向に像担持ドラム２を回転させる逆転モードを設定するのであるが、このようにすると、クリーニングブレード３０の振動に基因する異音が像担持ドラムの正転時だけでなく、逆転時にも発生するおそれがある。従来の画像形成装置の場合、特に像担持ドラムが回転を停止する間際で異音が発生しやすく、像担持ドラム２が正転、停止、逆転、停止という動作を行うとき、２回連続して大きな異音が発生していた。ところが、前述の構成の制振部材４を像担持ドラム２の内部に設けることにより、像担持ドラム２が逆転動作を行うときも、大きな異音が発生することを阻止できる。
【００４５】
次に、制振部材４が装着される像担持ドラム２について説明する。電子写真方式において使用される像担持ドラムの感光層としてはセレンやアモルファスシリコン等の無機系半導体材料を使用したもの、有機系半導体材料を使用したもの、或いはその両者を組み合わせたもの等、種々知られている。近年では、コストの低さ、感光体設計の自由度の高さ、無公害性等から有機系感光層が広く利用されるようになってきているが、前述の制振部材はいずれの方式の感光層を有する像担持ドラムにも装着可能である。
【００４６】
有機系の電子写真感光層には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹脂、ＰＶＫ−ＴＮＦ（２，４，７−トリニトロフルオレノン）に代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−バインダーに代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせて用いる機能分離型の感光層などが知られており、特に機能分離型の感光層が注目されている。この機能分離型の感光層における静電潜像形成のメカニズムは、感光層を帯電した後光照射すると、光は透明な電荷輸送層を通過し、電荷発生層中の電荷発生物質により吸収され、光を吸収した電荷発生物質は電荷担体を発生し、この電荷担体は電荷輸送層に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層中を移動し、感光層表面の電荷を中和することにより静電潜像を形成するものである。機能分離型感光層においては、主に紫外部に吸収を持つ電荷輸送物質と、主に可視部に吸収を持つ電荷発生物質とを組み合わせて用いることが知られており、かつ有用である。
【００４７】
一方、有機系の感光層の弱点として、機械的、化学的な耐久性に乏しいという点が知られている。即ち、電荷輸送物質は多くが低分子化合物として開発されているが、低分子化合物は単独で製膜性がないため、通常、不活性高分子に分散・混合して用いられる。しかるに、低分子電荷輸送物質と不活性高分子からなる電荷輸送層は一般に柔らかく、機械的耐久性に乏しく、電子写真プロセスにおいては繰り返し使用による種々接触部材（現像・転写紙・クリーニングブラシ・クリーニングブレード等）から受ける機械的な負荷により、膜削れを生じやすい。そこで、感光層の保護及び耐久性の向上の目的で、保護層を、表層として感光層の上に設けることもできる。この保護層に使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層には、耐摩耗性を更に向上する目的でフィラーが添加されてもよい。このフィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、シリカ、アルミナ等の無機材料を分散したもの等が挙げられる。保護層に添加されるフィラーの量は、重量基準で通常は、１０〜４０％、好ましくは、２０〜３０％である。フィラーの量が、１０％未満では、摩耗が大きく耐久性に劣り、４０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。さらに保護層には、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるものが適宜利用できその量は重量基準で通常は含有するフィラーの量に対して０．５〜４％、好ましくは、１〜２％である。また、保護層には、電荷輸送物質を添加することも有効であり、さらに酸化防止剤も必要に応じて添加することができる。保護層の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。保護層の厚さは、０．５〜１０μｍ、好ましくは４〜６μｍ程度が適当である。
【００４８】
感光層と保護層との間に中間層を設けることも可能である。中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中間層の形成法としては、前述のごとく通常の塗布法が採用される。なお、中間層の厚さは０．０５〜２μｍ程度が適当である。
【００４９】
上述のように像担持ドラムが表面に保護層を有していると、感光層の膜削れを抑制することができるので、より強い押圧力でクリーニングブレードを像担持ドラム表面に圧接させることができる。そのため、低融点トナー使用時に像担持ドラム上に付着するトナー中のワックス等もクリーニングすることでき、像担持ドラム表面の摩擦係数のバラツキが小さくなる。つまり、クリーニング性の向上と異音防止とを実現することができる。
【００５０】
さらに、保護層がフィラーを含有していると、感光層の膜削れをより確実に抑制することができ、保護層を設けた効果をより確実にすることができる。
【００５１】
また、保護層が電荷輸送物質を含有していると、感光層の膜削れをより確実に抑制することができ、保護層を設けた効果をより確実にすることができる。
【００５２】
ところで、図１に示した画像形成装置においては、前述のように像担持ドラム２と、その像担持ドラムにトナー像を形成するための複数の作像手段とが一体的なプロセスカートリッジ１８として構成されている。かかるプロセスカートリッジは、少なくとも像担持ドラムと、トナー像転写後の像担持ドラム表面を清掃するクリーニングブレード３０とを一体的に組み付けて構成することができるものであるが、その際、クリーニングブレード３０は、そのまわりの温度と湿度によって反発弾性やヤング率などの特性値が変化し、温湿度が高くなると振動しやすくなり、像担持ドラムから異音が発生しやすくなる。そこで、プロセスカートリッジ内の温度と湿度の少なくとも一方を所定の値以下に保つための環境制御手段を設けると有利である。より具体的な例を示すと、図１に示すようにプロセスカートリッジ１８の内部に温度又は湿度、或いはその両者を検知するセンサ３を設け、このセンサ３によってプロセスカートリッジ１８内の温度又は湿度、或いはその両者が所定値以上となったことが検知されたとき、画像形成装置本体内に設けられた図示していないファンが作動し、図１に矢印Ｅで示すように、プロセスカートリッジ１８内に空気を吹き込み、クリーニングブレード３０を冷却する。これにより異音発生をより一層効果的に抑制することができる。
【００５３】
図１に示した画像形成装置においては、帯電装置が像担持ドラム２に近接して配置された帯電ローラ２０により構成されているが、前述の制振部材を像担持ドラム２の内部に設ける構成は、図４乃至図６に示すような他の形式の帯電装置を有する画像形成装置にも適用できる。図４乃至図６に示した帯電装置は、矢印方向に回転する感光体ドラムよりなる像担持ドラム２の表面に接触して像担持ドラム２を帯電する接触式の帯電装置を示し、それぞれ帯電ローラ２０Ａ、ブラシローラ２０Ｂ及び磁気ブラシ装置２０Ｃによって帯電装置が構成されている。
【００５４】
図４に示した帯電ローラ２０Ａは、芯金３７ａと、その外周に固定された導電性のゴム層３７ｂにより構成され、芯金３７ａの両端が図示していない軸受部材などで回転自由に支持されている。この帯電ローラ２０Ａは図示していない加圧手段によって像担持ドラム２に所定の加圧力で押圧され、像担持ドラム２に従動して回転する。より具体的には、直径９ｍｍの芯金３７ａ上に、１×１０５Ω・ｃｍ程度の中抵抗のゴム層３７ｂが被覆され、当該帯電ローラ２０Ａの直径が１６ｍｍとなっている。芯金３７ａは電源５０に接続され、電源５０から帯電ローラ２０Ａに対して所定のバイアスが印加される。これにより、像担持ドラム２の周面が所定の極性・電位に一様に帯電処理される。像担持ドラム２の内部には、前述のような制振部材が装着されている。この制振部材の作用により、帯電ローラ２０Ａに対して直流電圧に加えて交流電圧を重畳した帯電電圧を印加した場合でも、像担持ドラム２の騒音の発生が抑制される。
【００５５】
図５に示した例では、ブラシローラ２０Ｂのブラシ４７ｂが所定幅のニップをもって所定の押圧力で像担持ドラム２の表面に接触している。ブラシの材質としては、例えば、カーボン、硫化銅、金属、および金属酸化物により導電処理されたブラシを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電ローラ２０Ｂが構成される。より具体的に示すと、電極を兼ねる直径６ｍｍの金属製の芯金４７ａに、ブラシ４７ｂとしてユニチカ（株）製の導電性レーヨン繊維ＲＥＣ−Ｂをパイル地にしたテープをスパイラル状に巻き付けて、外径１４ｍｍ、軸方向長さ２５０ｍｍのブラシローラ２０Ｂを構成する。ブラシは３００デニール／５０フィラメント、１平方ミリメートル当たり１５５本の密度である。このブラシローラ２０Ｂを内径が１２ｍｍのパイプ内に一方向に回転させながらさし込み、ブラシと、パイプが同心となるように設定し、高温多湿雰囲気中に放置してクセ付けで斜毛させることもできる。ブラシローラ２０Ｂの抵抗値は印加電圧１００Ｖにおいて１×１０５Ωである。この抵抗値は、金属製の直径３０ｍｍのドラムにブラシローラ２０Ｂをニップ幅３ｍｍで当接させ、芯金４７ａに１００Ｖの電圧を印加したときに流れる電流から換算した。ブラシローラの抵抗値は、被帯電体である像担持ドラム上にピンホール等の低耐圧欠陥部が生じた場合にもこの部分に過大なリーク電流が流れ込んで帯電ニップ部が帯電不良になる画像不良を防止するために１０４Ω以上必要であり、像担持ドラム表面に十分に電荷を注入させるために１０７Ω以下である必要がある。また、ブラシの材質としては、ユニチカ（株）製のＲＥＣ−Ｂ以外にも、ＲＥＣ−Ｃ、ＲＥＣ−Ｍ１、ＲＥＣ−Ｍ１０、さらに東レ（株）製のＳＡ−７、日本蚕毛（株）製のサンダーロン、カネボウ製のベルトロン、クラレ（株）のクラカーボ、レーヨンにカーボンを分散したもの、三菱レーヨン（株）製のローバル等が考えられる。ブラシは一本が３〜１０デニールで、１０〜１００フィラメント／束、８０〜６００本／ｍｍの密度が好ましい。毛足は１〜１０ｍｍが好ましい。本例のブラシローラ２０Ｂは像担持ドラム２の回転方向と逆方向（カウンター）に所定の周速度（表面の速度）をもって回転駆動され、像担持ドラム面に対して速度差を持って接触する。そしてこのブラシローラ２０Ｂに電源５０から所定の帯電電圧を印加することで、回転する像担持ドラムが所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。本例ではブラシローラ２０Ｂによる像担持ドラムの接触帯電は直接注入帯電が支配的となって行なわれ、像担持ドラム表面はブラシローラに対する印加帯電電圧とほぼ等しい電位に帯電される。図５に示した像担持ドラム２の内部にも、前述の制振部材が装着されている。この制振部材の作用により、ブラシローラ２０Ｂに直流電圧に加えて交流電圧を重畳した帯電電圧を印加した場合でも、像担持ドラム２の騒音の発生が抑制される。
【００５６】
図６に示した例では、磁気ブラシ方式による帯電装置が像担持ドラム２に隣接して設けられ、所定のニップ幅で磁気ブラシＭＢを像担持ドラム２の周面に接触させるよう構成されている。本例の磁気ブラシ装置２０Ｃは、磁気ブラシＭＢを支持するための非磁性スリーブ５７ａと、これに内蔵される不図示の磁石ローラ体によって構成されており、磁気ブラシを構成する粒子としては、例えばＺｎ−Ｃｕフェライト等、各種フェライト粒子を用いることができる。より具体的には、平均粒径：２５μｍのＺｎ−Ｃｕフェライト粒子と、平均粒径１０μｍのＺｎ−Ｃｕフェライト粒子を重量比１：０．０５で混合して、それぞれの平均粒径の位置にピークを有する、平均粒径２５μｍのフェライト粒子を、中抵抗樹脂層でコートした磁性粒子を用いて、その被覆磁性粒子をスリーブ５７ａ上に、厚さ１ｍｍでコートして、磁気ブラシとすることができる。磁性粒子は、スリーブ５７ａに内蔵される磁石ローラ体の磁力によってスリーブ上に担持される。このような磁気ブラシＭＢにより、像担持ドラム２との間に幅約５ｍｍ（回転方向の幅）の帯電ニップを形成し、該磁性粒子を保持するスリーブ５７ａと像担持ドラム２との間隙を約５００μｍとすることができる。また、非磁性スリーブ５７ａは、スリーブ表面が像担持ドラム表面の周速に対してその２倍の速さで像担持ドラム表面の移動方向とは逆方向に移動するように回転され、磁気ブラシを像担持ドラム表面に摺擦させ、像担持ドラムと磁気ブラシとを均一に接触させることが好ましい。スリーブ５７ａには電源５０から所定の帯電電圧が印加され、磁気ブラシＭＢを介して像担持ドラムが所定の極性・電位に一様に帯電処理される。図６に示した像担持ドラム２の内部にも、前述の制振部材が装着されている。この制振部材の作用により、本例の磁気ブラシ装置２０Ｃのような接触式帯電装置を使用し、これに直流電圧に加えて交流電圧を重畳した帯電電圧を印加した場合でも、像担持ドラム２の騒音の発生を抑制できる。
【００５７】
本発明は、複数の感光体ドラムより成る像担持ドラムを並設したカラー画像形成装置などにも適用でき、またプリンタ、ファクシミリ、複写機、その複合機などの各種画像形成装置に適用できるものである。
【００５８】
また、以上説明した画像形成装置は、像担持ドラム２の外周面に形成したトナー像を最終的な転写材としての記録媒体Ｐに直に転写して記録画像を得るように構成されているが、本発明は、像担持ドラムの外周面に形成したトナー像を無端ベルト又はドラム状に構成された中間転写体より成る転写材に転写し、そのトナー像を記録媒体に転写して記録画像を得る画像形成装置にも適用できるものである。図７は、かかる画像形成装置の一例を示す概略図である。ここに示した画像形成装置においては、矢印方向に回転する像担持ドラム２を帯電ローラ２０によって帯電し、その帯電面に図示していない露光装置から出射するレーザビームＬを照射して像担持ドラム２に第１の静電潜像を形成する。次いでその静電潜像を現像装置２２のイエロー現像器２２Ｙによりイエロートナー像として可視像化し、該トナー像を、転写材の一例である中間転写体５１に転写する。この中間転写体５１は矢印Ｆ方向に回転する無端ベルトより成るが、ドラム状の中間転写体を用いることもできる。イエロートナー像転写後の像担持ドラム表面はクリーニング装置２７により清掃される。
【００５９】
上述したところと全く同様にして、像担持ドラム２上に第２の静電潜像が形成され、その潜像が現像装置２２のマゼンタ現像器２２Ｍによりマゼンタトナー像として可視像化され、そのトナー像が、中間転写体５１上に、先に転写されたイエロートナー像に重ねて転写される。全く同様にして、像担持ドラム２上には、現像装置２２のシアン現像器２２Ｃ及びブラック現像器２２ＢＫによって、それぞれシアントナー像とブラックトナー像が形成され、これらのトナー像が中間転写体５１上に順次重ねて転写される。
【００６０】
このようにして、中間転写体５１上に転写された重ねトナー像は、給紙装置５２から給送された最終転写材としての記録媒体Ｐ上に転写され、その記録媒体が定着装置５３を通るとき、そのトナー像が記録媒体上に定着される。
【００６１】
上述した画像形成装置の像担持ドラム２にも、制振部材４が装着され、この制振部材４も先に説明したところと同じく、像担持ドラム２に挿入されている。図７に示した画像形成装置の場合には、像担持ドラム２と、その像担持ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つの作像手段を一体的に組み付けてプロセスカートリッジを構成できるほか、これらに中間転写体５１を一体的に組み付けてプロセスカートリッジ１８を構成することもできる。
【００６２】
上述したいずれの形式の画像形成装置も、像担持ドラムに形成したトナー像を、転写材（記録媒体又は中間転写体）に転写して記録画像を得るように構成されている。
【００６３】
以上、感光体ドラムより成る像担持ドラムの内部に制振部材を設ける例を説明したが、感光体からトナー像を転写される中間転写体が像担持ドラムより成る場合には、その像担持ドラムの内部に前述の制振部材を設けることにより、その像担持ドラムより成る中間転写体からの異音発生を効果的に抑制することができる。このように、前述の各構成は、像担持ドラムが感光体からトナー像を転写される中間転写体より成るときも適用できるものである。さらに、無端ベルト状の感光体や無端ベルト状の中間転写体を支持するローラの内部に前述の制振部材を配置しても、異音発生を抑制することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、低融点トナーを用いても、異音の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一部を示す概略断面図である。
【図２】内部に制振部材が配置された像担持ドラムの縦断面図である。
【図３】図２に示した制振部材とは形態の異なる制振部材を示す縦断面図である。
【図４】像担持ドラム表面に当接する帯電ローラを示す図である。
【図５】ブラシローラより成る帯電装置を示す図である。
【図６】磁気ブラシ装置より成る帯電装置を示す図である。
【図７】画像形成装置の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２　像担持ドラム
４　制振部材
１８　プロセスカートリッジ
２２　現像装置
２７　クリーニング装置
３０　クリーニングブレード
Ｐ　記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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