JP2005148303A - クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体とクリーニングブレードとにより形成される楔状部に球形トナー自身を用いて簡単、低コストにして確実に堰を形成して転写残球形トナーのクリーニング性を向上させる。
【解決手段】 導電性のクリーニングブレード１３に対して現像後トナーとは異なる極性の直流電圧を印加するとともに、画像形成に先立って感光体１とクリーニングブレード１３とによる楔状部に帯電極性がほぼ揃っている現像後トナーを供給することで、この現像後トナーの回転をクリーニングブレード１３の静電気力により止めて堰Ｂを形成し、よって、画像形成時の転写残球形トナーを良好にクリーニングすることができるようにした。このためにも球形トナー自身を用いているので、画質劣化を招くことがなく、かつ、クリーニングブレード１３に対して交流電圧の印加を必要としないため低コストで済む上に感光体表面１ａを変質させてしまう等の不都合も回避できるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置においては、より高精度及び高精細な画像が形成できるよう、高解像度を有することが要求されている。その達成手段の１つとしてより粒径を小さくしたトナーを用いることが挙げられる。

さらに、転写率の向上のために、不定形状からより球に近い形状としたトナー（球形トナー）が使われるようになってきている。

このような小粒径の球形トナーを使用した場合、トナー像を担持した感光体から記録媒体等へトナー像を転写した後、感光体表面上に残留した残留トナーをクリーニングブレードで除去しようとすると、その球形トナーはクリーニングブレードとクリーニングブレードが当接されている感光体表面との間をすり抜け易く、感光体表面上の残留トナーのクリーニング不良が発生し易い。球形トナーのクリーニング不良は、球形トナーと感光体との間の付着力と摩擦係数により球形トナーが絶縁性クリーニングブレードに接触した瞬間回転駆動力が発生し、トナーが回転しながらすりぬけていくために発生する。

このため、球形トナーを使用した場合でもクリーニングブレードによる残留トナーのクリーニング性能を向上させるようにした様々な発明が提案されている（例えば、特許文献１ないし５参照）。

特許文献１記載の発明では、クリーニング対象物上の残留トナーを清掃するクリーニング装置において、形状係数が１００〜１２５のトナーが塞き止められるトナー以外の塞き止め用紛体である不定形のシリカをクリーニングブレードの上流側で供給し、クリーニングブレードのエッジ部に堆積保持させている。

特許文献２記載の発明では、中間転写体を有する画像形成装置で中間転写体を介して感光体のクリーニングブレードへ不定形粒子を供給する不定形粒子供給手段を設け、不定形粒子供給手段として磁性導電性ロールを使用している。

特許文献３記載の発明では、ブレードを用いたクリーニング装置を備える画像形成装置において、球形トナーを収容した現像器と不定形トナーを収容した現像器とを備え、非画像領域の先端部を不定形トナー（黒トナー）で現像し、画像領域を球形トナーで現像するようにしている。

特許文献４記載の発明では、複数の現像器と中間転写体と１次転写手段と２次転写手段と感光体表面をクリーニングするブレードとを備える画像形成装置において、中間転写体上に不定形粉体を供給する粉体供給手段を設け、感光体上へ転移させるようにし、不定形粒子としては、樹脂粉砕法により製造された透明で球形トナーとは逆の帯電極性を持たせるようにしている。

特許文献５記載の発明では、クリーニングブレードに導電性部材を用い、このブレードに交流バイアス及び現像後トナーの帯電電荷と同極性の直流バイアス電圧を印加することで感光体表面の残留トナーを除去するようにしている。

特開２００２−６７１０公報 特開２００１−１６６６５９公報 特開平８−２５４８７３号公報 特開２００２−７２８０２公報 特開平５−２６５３６０号公報

しかし、特許文献１記載の発明では、シリカはトナーに比べて硬質であり、シリカを使用することによってクリーニングブレードやクリーニング対象物が傷付いてしまう。

また、特許文献２記載の発明では、不定形粒子の供給を静電気力を利用して行っているが、感光体への不定形粒子の供給を十分に行えない。

特許文献３記載の発明では、画像形成に先立って感光体と絶縁性クリーニングブレードとにより形成される楔状部に回転力が発生せずすり抜けしにくい黒色の不定形トナーを供給することで、不定形トナーの堰を形成し、後続の球形トナー＝転写残トナーを良好にクリーニングできるようにしている。つまり、感光体と絶縁性クリーニングブレードとにより形成される楔状部に堰を形成することは良好なるクリーニング性能を発揮させる上で効果的である。しかし、画質向上のために球形トナーを使用しているにもかかわらず１つの現像器に不定形トナーを使用しているため、画質劣化を招くものである。

特許文献４記載の発明では、不定形粒子をまず中間転写体に供給し、さらにその後、感光体へ供給しているので、感光体への不定形粒子の供給が充分に行えない。

特許文献５記載の発明では、導電性クリーニングブレードに交流電圧と現像後トナーと同極性の電圧を印加して極性の混在した転写残トナーを現像後のトナーと同一極性に揃え、感光体とトナーとの間の付着力を下げクリーニングするようにしているわけであるが、トナー帯電極性を一方の極性に揃えているため、球形トナーの回転力は小さくなるものの無くなるわけではなく（０とはならない）、すり抜けは転写残トナーの場合に比べて少なくなるものの無くなるわけではない。また、交流電源と直流電源との両方が必要でコストがアップしてしまう上に、交流電圧を印加すると、放電時の電子アタックにより感光体表面材料が壊され材料の変質が発生し、感光体表面が感光体材料とは異なる物質で覆われるいわゆるフィルミング発生の原因ともなってしまう。

本発明の目的は、感光体とクリーニングブレードとにより形成される楔状部に球形トナー自身を用いて簡単、低コストにして確実に堰を形成して転写残球形トナーのクリーニング性を向上させることである。

請求項１記載の発明のクリーニング装置は、一様に帯電された表面に潜像が形成され、当該潜像が球形トナーにより現像される感光体の転写後の前記表面にエッジ部を当接させた導電性及び弾性を有するクリーニングブレードと、このクリーニングブレードに対して現像後トナーとは異なる極性の直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、画像形成に先立って前記感光体と前記クリーニングブレードの前記エッジ部とにより形成される楔状部に対して現像後トナーを供給する現像後トナー供給手段と、を具備する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー供給手段は、前記楔状部に現像後トナーを供給するために前記感光体の軸心方向に連続する帯状のトナー像を前記感光体表面に形成する特定像作像手段を備える。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー像供給手段は、前記特定像作像手段により形成された前記トナー像に対する転写部での転写バイアスをオフにする転写バイアス制御手段を含む。

請求項４記載の発明は、請求項２記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー像供給手段は、前記特定像作像手段により形成された前記トナー像に対する転写部での転写バイアスを通常の画像形成時の転写バイアスよりも低くする転写バイアス制御手段を含む。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、１枚の記録媒体が搬送されてから次の記録媒体が搬送されるまでの紙間のときである。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、ウォームアップ時である。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、所定枚数の画像形成が終了した後である。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置において、前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、連続した１つの画像形成作業が終了した後である。

請求項９記載の発明のプロセスカートリッジは、トナー像を担持する感光体と、この感光体を回転可能に保持するカートリッジケースと、前記カートリッジケース内に保持され、前記感光体表面に対向配置されてトナー像を形成する球形トナーを前記感光体に供給する現像器と、前記カートリッジケース内に保持され、前記感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、を具備する。

請求項１０記載の発明の画像形成装置は、球形トナーを用いたトナー像を担持する感光体と、この感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、を具備する。

請求項１１記載の発明の画像形成装置は、トナー像が形成される一つの感光体と、この感光体表面に対向配置されてトナー像を形成する球形トナーを前記感光体表面に供給する複数の現像器と、前記感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、を具備する。

請求項１２記載の発明の画像形成装置は、トナー像が形成される複数の感光体と、各々の前記感光体表面に対向配置されてトナー像を形成する球形トナーを前記感光体表面に供給する現像器と、各々の前記感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、を具備する。

請求項１３記載の発明の画像形成装置は、請求項９記載のプロセスカートリッジを具備する。

請求項１４記載の発明は、請求項１０ないし１３の何れか一記載の画像形成装置において、前記感光体が、有機感光体である。この場合の有機感光体としては、充填材で補強された表面層を有する有機感光体や、架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体や、これらの両方を組合せた有機感光体などがある。

請求項１５記載の発明は、請求項１０ないし１３の何れか一記載の画像形成装置において、前記感光体が、アモルファスシリコン系感光体である。

請求項１記載の発明によれば、導電性のクリーニングブレードに対して現像後トナーとは異なる極性の直流電圧を印加するとともに、画像形成に先立って感光体とクリーニングブレードとによる楔状部に帯電極性がほぼ揃っている現像後トナーを供給することで、この現像後トナーの回転をクリーニングブレードの静電気力により止めて堰を形成させることができ、よって、画像形成時の転写残球形トナーを良好にクリーニングすることができ、このためにも球形トナー自身を用いているので画質劣化を招くことがなく、かつ、クリーニングブレードに対して交流電圧の印加を必要としないため低コストで済む上に感光体表面を変質させてしまう等の不都合も回避することができる。

請求項２記載の発明によれば、感光体とクリーニングブレードとによる楔状部に対して現像後トナーによる堰を均等に形成することができ、安定したクリーニング性能を発揮させることができる。

請求項３，４記載の発明によれば、現像後トナーの供給に際しては現像バイアスをオフ又は低くすることで、現像後トナーの帯電極性の変化を抑制し、現像段階での帯電極性に揃えたまま楔状部まで供給させることができ、堰を安定して形成することができ、安定したクリーニング性能を発揮させることができる。

請求項５〜８記載の発明によれば、本来の画像形成動作に支障ないタイミングで現像後トナーを楔状部に供給して堰を形成することができるので、堰の形成に伴う画像形成動作の遅れはなく、画像形成速度を維持することができる。

請求項９ないし１３記載の発明によれば、このようなクリーニング装置を備えているので、球形トナーに対するクリーニング性能が充分に発揮され、高画質な画像を形成することができる。

請求項１４，１５記載の発明によれば、有機感光体やアモルファスシリコン系感光体を用いているので、表面硬度が高く耐摩耗性が高いので、感光体表面が削れにくく感光体の耐久性を向上させることができる。

本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は画像形成装置の主要部の構成の概略を示す縦断正面図である。本実施の形態の画像形成装置は、一連の電子写真プロセスとして、例えばＮ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い箇所にトナーが付着する）の接触帯電ローラ方式を採用するプリンタへの適用例を示す。

この画像形成装置は、装置筐体（図示せず）内の略中央部にトナー像を担持するドラム状の感光体１が配置され、この感光体１は軸心回りに回転可能に支持されている。感光体１の軸心回りの回転は、感光体１の回転軸１ｂに連結されたモータ（図示せず）の駆動により行われる。

感光体１の周囲には、電子写真プロセスに従い、感光体１の回転方向に沿って順に、除電ランプ２、遮光板３、帯電ローラ４、現像器５、転写ローラ６、分離爪７、クリーニング装置８等が配置されている。

さらに、装置筐体内には、トナー像が転写される記録媒体Ｓを収納する記録媒体収納カセット（図示せず）、記録媒体Ｓをトナー像の転写位置Ａ（感光体１と転写ローラ６とによるニップ位置）に向けて所定タイミングで送り込むレジストローラ９、レジストローラ９に送り込まれた記録媒体Ｓを転写位置Ａに向けて案内するガイド板１０、転写位置Ａを通過した記録媒体Ｓを定着装置１１に向けてガイドする搬送ガイド板１２、帯電済みの感光体１の表面に対して画像データに応じたレーザ光Ｌを照射する光書込装置（図示せず）等が設けられている。

このような構成において、本実施の形態の画像形成装置における画像形成動作の概略を説明する。画像形成動作をスタートさせるプリントキーが押されると、感光体１、帯電ローラ４、現像器５内の現像ローラ５ａ、転写ローラ６等が回転を開始し、及び、除電ランプ２、帯電ローラ４、現像ローラ５ａ、転写ローラ６に所定の電圧又は電流が所定のタイミングで印加される。

除電ランプ２が点灯することにより感光体１の表面１ａ上の電荷が消去され、表面１ａの電位が一定になる。ついで、帯電ローラ４により表面１ａが一様（例えば、−９００Ｖ）に帯電される。一様に帯電された表面１ａに対して画像データに応じたレーザ光Ｌが照射され、表面１ａ上に静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体１に対して現像器５からトナー（本実施の形態では、円形度が０．９６以上の球形トナー）が供給されることにより静電潜像が顕像化され、表面１ａ上にトナー像が形成される。

トナー像は感光体１の回転に伴って移動し、トナー像が転写位置Ａに達するタイミングで記録媒体Ｓがレジストローラ９により転写位置Ａに送り込まれ、転写ローラ６に転写電流（例えば、＋１０μＡ）が印加されることによりトナー像が記録媒体Ｓに転写される。

トナー像を転写された記録媒体Ｓは分離爪７によって感光体１から分離され、搬送ガイド板１２に沿って定着装置１１へ搬送される。定着装置１１では、トナー像が転写された記録媒体Ｓに対して熱と圧力とを加える定着処理が行われ、定着処理が行われた記録媒体Ｓは排紙トレイ（図示せず）上に排紙される。

転写位置Ａにおける転写では、トナー像を形成している球形トナーの一部が転写されずに表面１ａ上に残留し、この転写残トナーは感光体１の回転に伴ってクリーニング装置８の位置まで移動し、クリーニング装置８によってクリーニングされる。

なお、本実施の形態では、帯電ローラ４として接触式のものを例に挙げて示しているが、この接触式の帯電ローラ４に代えて、非接触式の帯電ローラを用いてもよく、さらには、放電により帯電させるチャージャや、磁気ブラシで帯電させる帯電用マグネットローラ等を用いることもできる。

このような構成の下、本実施の形態の特徴的部分について順次説明する。クリーニング装置８は、クリーニングブレード１３、ブラシローラ１４、排出スクリュー１５、クリーニングケース１６、上クリーニングケース１７、入り口シール１８等により構成されている。

クリーニングブレード１３は、導電性ゴム等の弾性材で形成されて導電性を有する板状部材であり、ブレードホルダ１９により保持され、一端のエッジ部１３ａが感光体１の表面１ａに感光体１の回転軸１ｂ心と平行な線上でカウンタ方向に当接されている。クリーニングブレード１３のエッジ部１３ａが表面１ａに当接した状態で感光体１が軸心回りに回転することにより、表面１ａ上の残転写トナーがクリーニングブレード１３により堰き止められる。クリーニングブレード１３により堰き止められた残転写トナーは、自然落下することにより、又は、後述するようにクリーニングブレード１３を感光体１に対して接離させる接離機構２０（図４参照）を駆動させたときに落下することにより、クリーニングケース１６内に収納される。また、クリーニングブレード１３はブレードホルダ１９を電極として直流電圧印加手段としての直流電源Ｖｄｃに接続されることにより、現像器５における現像後トナーとは異なる極性の直流電圧が印加される構成とされている。

接離機構２０は、ブレードホルダ１９を回動自在に保持するホルダ軸２１、ホルダ軸２１と平行な軸心をもってブレードホルダ１９に固定された継手軸２２、継手軸２２に連結されたリンク板２３、リンク板２３に連結されたソレノイド２４、スプリング２５等により構成されている。

図１は、ソレノイド２４がオフの状態であり、ブレードホルダ１９はスプリング２５の付勢力によりホルダ軸２１の軸心回りに反時計回り方向に付勢され、クリーニングブレード１３のエッジ部１３ａが感光体表面１ａに当接している。

図３は、ソレノイド２４がオンの状態であり、ブレードホルダ１９がホルダ軸２１の軸心回りに時計回り方向に回動し、クリーニングブレード１３のエッジ部１３ａが感光体表面１ａから離反している。

ブラシローラ１４は、感光体１の回転方向に沿ったクリーニングブレード１３の上流側に配置されて回転駆動される部材であり、その先端部が感光体１の表面１ａに接触する位置に配置されている。このブラシローラ１４が表面１ａに接触しながら回転することにより、表面１ａ上の残転写トナーがかき乱され、クリーニングブレード１３により堰き止められ易い状態となる。

排出スクリュー１５は、クリーニングケース１６内に落下した残転写トナーを残留トナー回収部（図示せず）に搬送する部材である。

また、本実施の形態では、当該画像形成装置の画像形成動作を制御することにより、画像形成に先立って感光体１の表面１ａとクリーニングブレード１３のエッジ部１３ａとにより形成される楔状部に対して現像後トナーを供給して堰を形成させるための現像後トナー供給手段を備えている。この現像後トナー供給手段はマイクロコンピュータ構成の制御部による制御処理により実行されるもので、感光体１の軸心方向に連続する帯状のトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体Ｓに対して転写させることなく（転写ローラ６に対する転写バイアスをオフ又は通常よりも低くして）、そのまま上記楔状部まで搬送させることにより実現される。

このような構成において、画像形成動作をスタートさせるプリントキーが押されると、感光体１、帯電ローラ４、現像器５内の現像ローラ５ａ、転写ローラ６等が回転を開始し、及び、除電ランプ２、帯電ローラ４、現像ローラ５ａ、転写ローラ６に所定の電圧又は電流が所定のタイミングで印加される。

ここに、画像形成に先立って、除電ランプ２が点灯することにより感光体１の表面１ａ上の電荷が消去され、表面１ａの電位が一定になる。ついで、帯電ローラ４により表面１ａが一様（例えば、−９００Ｖ）に帯電される。一様に帯電された表面１ａに対して画像データに応じたレーザ光Ｌが照射され、表面１ａ上に例えば幅１０〜３０ｍｍ程度で感光体１の軸心方向全長に亘って連続する帯状の静電潜像（画像部黒べた部電位は−１５０Ｖ）が形成され、現像器５から−極性に帯電された球形トナーが供給されることにより静電潜像が顕像化され、表面１ａ上に黒帯状のトナー像が形成される（現像後トナー供給手段の特定後作像手段）。

この黒帯状のトナー像が転写位置Ａを通過する時、転写ローラ６に対する転写バイアスをオフとし、又は、当該トナー像の帯電極性が反転しない程度の通常の画像形成時よりも低い転写バイアス電流値（例えば、＋５μＡ）が印加され、記録媒体Ｓ側へ転写されることなく、現像後トナーとしてそのままクリーニング装置８側に移送される（現像後トナー供給手段の転写バイアス制御手段）。

この場合の現像後トナーの量としては、クリーニングブレード１３のエッジ部３ａと感光体１の表面１ａとにより形成される楔状部にトナーを細密充填できればよいので、帯状トナー像の幅としては１０ｍｍあれば充分である。

このようにして、転写位置を通過した帯状のトナー像（−極性の現像後トナー）は、クリーニング装置８内において上記楔状部に入り込むが、この時、クリーニングブレード１３は直流電源Ｖｄｃにより現像後トナーの極性とは異なる＋極性の直流電圧が印加されているので、図２に示すように、このクリーニングブレード１３に電気的に吸着されることで楔状部での回転動作が抑止されて現像後トナーによる堰Ｂを形成することとなる。現像後トナーは殆ど転写動作を受けていないのでその帯電極性はほぼ９９％、当初の−極性に維持されるので、楔状部では感光体１全幅に亘ってほぼ均等に堰Ｂが形成されることとなる。

このようにして、現像後トナーにより楔状部に堰Ｂが形成された後、前述したように、本来の画像形成動作が通常通り行われる。このような画像形成動作において、転写残トナーとなった球形トナーがクリーニングブレード１３のエッジ部１３ａと感光体表面１ａとの楔状部分まで運ばれても、その部分に現像後トナーによる堰Ｂが存在することによって球形トナーも堰き止められ、クリーニングブレード１３のエッジ部１３ａと感光体表面１ａとの間をすり抜けるというクリーニング不良が防止される。

このようにして、球形トナーを用いて画像形成を行っても、転写残トナーとなった球形トナーをクリーニングブレード１３で確実に堰き止めて除去することができ、残転写トナー（球形トナー）のクリーニング性が向上する。残転写トナーのクリーニング性の向上により、残転写トナーが帯電ローラ４の外周面に付着して帯電性能を低下させるということが防止され、また、前回の画像形成に用いられた球形トナー（残留トナー）が次回の画像形成時に混入するということが防止され、形成される画像の品質が向上する。

特に、本実施の形態の場合、堰Ｂを形成するために楔状部に供給されるものは球形トナー自身であるので、楔状部に入り込んでも、クリーニングブレード１３や感光体１を傷付けるということが生じないのはもちろん、特許文献３の場合のように画像品質を損なうこともない。また、クリーニングブレード１３においては直流電源Ｖｄｃにより直流電圧を印加しているだけであり、交流電圧を印加していないので、交流電圧印加の場合のように感光体１表面材料を壊し改質してしまうような不具合が生じない上に低コストで済む。

ところで、堰Ｂを形成するための現像後トナーの供給動作は、画像形成に先立つ訳であるが、そのタイミングとしては、非画像形成時とすることが好ましい。これにより、画像形成により残転写トナーが発生する前に、クリーニングブレード１３のエッジ部１３ａと感光体表面１ａとの楔状部に現像後トナーによる堰Ｂを形成することができる。より具体的なタイミングとしては、例えば、所定枚数の画像形成が終了した後、１枚の記録媒体Ｓが搬送されてから次の記録媒体Ｓが搬送されるまでの紙間のとき、連続した１つの画像形成作業（ＪＯＢ）が終了した後、プリントキーが押された後のウォーミングアップ時等である。

なお、クリーニングブレード１３としてはブレード全体が導電性である必要はなく、例えば、図５に示すように、感光体１と接触する部分が絶縁性ウレタンゴム１３ｂ製で、その他が楔状部に現像後トナーの堰Ｂを形成できる程度に感光体１に近接するような構成であれば導電性ゴム１３ｃ製として導電性を持たせてよく、或いは、これとは逆にしてもよい。

ところで、画像形成が長期に亘り、クリーニングブレード１３が感光体表面１ａの転写残トナーをクリーニングする時、感光体表面１ａ上のトナー以外の異物（記録媒体Ｓの紙粉など）は上記楔状部へ移動し、楔状部の現像後トナーの堰Ｂの中に埋もれていく。これらの異物は、長期の画像形成で、段々楔状部へ押し込まれ、感光体表面１ａとクリーニングブレード１３との間に挟み込まれ噛み込むまでに至り、感光体表面１ａとクリーニングブレード１３との間に微小な隙間ができてしまう。このような隙間が生ずると、この隙間から球形トナー（転写残トナー）のすり抜けが始まり、クリーニング不良が発生する。

その場合には、図３に示すようにソレノイド２４をオンにし、ブレードホルダ１９をホルダ軸２１の軸心回りに時計回り方向に回動させる。ブレードホルダ１９がホルダ軸２１の軸心回りに時計回り方向に回動すると、クリーニングブレード１３もブレードホルダ１９と一体に回動し、クリーニングブレード１３のエッジ部が感光体表面１ａから離反する。このとき、堰Ｂを形成していた現像後トナーや堰き止められていた転写残トナーや異物などがクリーニングブレード１３及び感光体表面１ａから分離脱落し、クリーニングケース１６内に落下する。クリーニングケース１６内に落下した異物等は、排出スクリュー１５により機外に排出される。

なお、このような異物を感光体表面１ａから脱落させる方法としては、画像形成終了後に、感光体１を逆転駆動させてもよい。

その後、ソレノイド２４をオンにしてクリーニングブレード１３を回動させた後、ソレノイド２４をオフにすると、スプリング２５の付勢力によってブレードホルダ１９とクリーニングブレード１３とがホルダ軸２１の軸心回りに反時計方向に回動し、クリーニングブレード１３のエッジ部が感光体１の感光体表面１ａに当接する。

ところで、本実施の形態に好適な感光体１について説明する。感光体１としては、図６に示すように、導電性の支持体１００を５０℃〜４００℃に加熱し、支持体１００上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層１０１を有するアモルファスシリコン感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」と称する。）を用いることができる。なかでもプラズマＣＶＤ法、即ち、原料ガスを直流又は高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。

アモルファスシリコン感光体の層構成は例えば以下のようなものが挙げられる。図６（ａ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１００の上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０１が設けられている。

図６（ｂ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１００の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０１と、アモルファスシリコン系表面層１０２とが設けられている。

図６（ｃ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１００の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１０１と、アモルファスシリコン系表面層１０２と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層１０３とが設けられている。

図６（ｄ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１００の上に、光導電層１０１とアモルファスシリコン系表面層１０２が設けられている。この光導電層１０１は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層１０４と電荷輸送層１０５とから構成されている。

支持体１００としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性の支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性の支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体を用いることもできる。

支持体１００の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状又は板状、無端ベルト状とすることができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置用感光体を形成し得るように適宜決定するが、画像形成装置用感光体としての可撓性が要求される場合には、支持体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体は製造上及び取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。

本発明に用いることができるアモルファスシリコン感光体には必要に応じて導電性の支持体１００と光導電層１０１との間に、導電性の支持体１００側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層１０３を設けることがいっそう効果的である（図６（ｃ）参照）。即ち、電荷注入阻止層１０３は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体１００側より光導電層１０１側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層１０３には伝導性を制御する原子を光導電層１０１に比べ比較的多く含有させる。

電荷注入阻止層１０３の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが望ましい。

光導電層１０１は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層１０１の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍ、最適には２３〜４５μｍとされることが望ましい。

電荷輸送層１０５は、光導電層１０１を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層である。この電荷輸送層１０５は、その構成要素として少なくともシリコン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性及び電荷輸送特性を有する。本発明においては酸素原子を含有することが特に好ましい。電荷輸送層１０５の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果などの点から適宜所望に従って決定され、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍ、最適には２０〜３０μｍとされることが望ましい。

電荷発生層１０４は、光導電層１０１を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主として奏する層である。この電荷発生層１０４は、構成要素として少なくともシリコン原子を含み、実質的に炭素原子を含まず、必要であれば水素原子を含むａ−Ｓｉ：Ｈから成り、所望の光導電特性、特に電荷発生特性，電荷輸送特性を有する。電荷発生層１０４の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望に従って決定され、好ましくは０．５〜１５μｍ、より好ましくは１〜１０μｍ、最適には１〜５μｍとされることが望ましい。

本発明に用いることができるアモルファスシリコン感光体には必要に応じて、上述のようにして支持体１００上に形成された光導電層１０１の上に、更に表面層を設けることができ、アモルファスシリコン系表面層１０２を形成することが好ましい。このアモルファスシリコン系表面層１０２は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性の向上を図ることができる。本発明におけるアモルファスシリコン系表面層１０２の層厚としては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には０．１〜１μｍとされることが望ましい。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを超えると残留電位の増加等の電子写真特性低下がみられる。

また、このようなアモルファスシリコン感光体に限らず、有機感光体も好適に用いることができる。即ち、特に図示しないが、該感光体の最外層がビニルフルオライド、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルより選ばれる化合物の重合体若しくは共重合である。

導電性支持体としては、アルミニウム、ステンレスなどの金属、紙、プラスチックなどの円筒状シリンダー又はフィルムが用いられる。これらの支持体上には、バリア機能と下引機能をもつ下引層（接着層）を設けることができる。

下引層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的被覆に対する保護などのために形成される。下引層の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、カゼイン、ポリアミド、共重合ナイロン、ニカワ、ゼラチン等が知られている。これらは各々に適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その膜厚は０．２〜２μｍ程度である。感光層の具体例としては、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層との積層構造を有する感光層、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する単一の層から成る感光層などがある。電荷発生物質としては、ピリリウム、チオピリリウム系染料、フタロシアニン系顔料アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、非対称キノシアニン、キノシアニンなどを用いることができる。電荷輸送物質としては、ピレン、Ｎ−エチルカルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−エチルカルバゾール、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−エチルカルバゾール、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１０−エチルフェノチアジン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１０−エチルフェノキサジン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラゾン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒノ−２−メチルフェニル）−フェニルメタン等のトリアリールメタン系化合物、１，１−ビス（４−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）ヘプタン、１，１，２，２−テトラキス（４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）エタン等のポリアリールアルカン類、及びトリアリールアミン類などを用いることができる。

本発明の第二の実施の形態を図７に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、１つの感光体１の周囲に、各々異なる色のトナー像を形成する４つの現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１ＢＫ（Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、ＢＫはブラックの各色を意味する）を備えたカラープリンタへの適用例を示す。感光体１の周囲には、４つの現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１ＢＫのほかに、除電ランプ２、帯電ローラ４、クリーニング装置４２、中間転写ベルト４３等が配置されている。現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１ＢＫ内には各々円形度が０．９６以上の球形トナーが収納されている。クリーニング装置４２は第１の実施の形態で説明したクリーニング装置８と同じ構造・機能を有するものであり、感光体表面１ａ上に現像後トナーを供給して堰Ｂを形成する機能を備えている。

中間転写ベルト４３の周囲には、中間転写ベルト４３上に転写されたトナー像を記録媒体Ｓに転写するための転写ローラ４４、中間転写ベルト４３上に残留した残留トナーをクリーニングするクリーニング装置４５が配置されている。

このような構成において、各色の画像データに応じたレーザ光Ｌが照射されることにより感光体表面１ａ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像器１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１ＢＫから供給される各色の球形トナーにより顕像化され、顕像化されたトナー像が順次中間転写ベルト４３上に転写され、中間転写ベルト４３上にカラートナー像が形成される。

このカラートナー像は、レジストローラ９によりタイミングを図って供給される記録媒体Ｓに転写され、カラートナー像が転写された記録媒体Ｓは搬送ベルト４６で定着装置１１へ搬送され、定着装置１１で定着処理された後に排紙トレイ上に排紙される。

各現像器４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１ＢＫから供給された球形トナーにより各色のトナー像が形成され、そのトナー像が中間転写ベルト４３に転写される毎に、感光体１の感光体表面１ａはクリーニング装置４２によりクリーニングされる。このクリーニング装置４２は上述した第１の実施の形態で説明したように、感光体表面１ａに現像後トナーを供給して堰Ｂを形成する機能を備えているので、球形トナーを用いた場合であっても残転写トナー（球形トナー）のクリーニング性が高くなり、同じ感光体表面１ａ上に異なる色のトナー像を次々と形成する場合であっても、各色のトナー像が他の色の残留トナーと混色を生ずるということが防止される。これにより、形成される画像の品質を向上させることができる。

本発明の第三の実施の形態を図８に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、４つの感光体５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１ＢＫ）と中間転写体である１つの中間転写ベルト５２とを備えたタンデム方式のフルカラープリンタへの適用例を示す。各感光体５１の周囲には、各々、除電ランプ５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３ＢＫ）、帯電ローラ５４（５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４ＢＫ）、現像器５５（５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５ＢＫ）、クリーニング装置５６（５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６ＢＫ）等が配置されている。各クリーニング装置５６は各々上述した第１の実施の形態で説明したクリーニング装置８と同じ構造・機能を有するものであり、感光体表面５１ａ上に現像後トナーを供給して堰Ｂを形成する機能を備えている。各現像器５５内には円形度０．９６以上の球形トナーが収納されている。

中間転写ベルト５２の像担持面５２ａに対向する位置にもクリーニング装置５７が設けられている。

このような構成において、各感光体表面５１ａ上に各色のトナー像が形成され、それらのトナー像が中間転写ベルト５２の像担持面５２ａ上に次々と転写され、像担持面５２ａ上にカラートナー像が形成される。このカラートナー像は、中間転写ベルト５２と転写ローラ５８とがニップ部を形成している転写位置で記録媒体Ｓに転写される。カラートナー像が転写された記録媒体Ｓは定着装置１１で定着処理をされた後、排紙トレイ上に排紙される。

各感光体５１上でのトナー像の形成時において、トナー像を中間転写ベルト５２に転写された後の感光体表面５１ａは各々クリーニング装置５６によってクリーニングされる。これらの各クリーニング装置５６は上述した第１の実施の形態で説明したように、感光体表面５１ａ上に現像後トナーを供給して堰Ｂを形成する機能を備えているので、球形トナーを用いた場合であっても各感光体表面５１ａの残留トナーのクリーニング性が高くなり、各感光体５１で形成されるトナー像の画像品質が高くなる。

本発明の第四の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態は、上述した実施の形態で説明したクリーニング装置８を、プロセスカートリッジ７１の構成部品としたものである。プロセスカートリッジ７１は、カートリッジケース７２、カートリッジケース７２内に収納保持された感光体１、カートリッジケース７２内に収納保持されて感光体１の周囲に配置された除電ランプ２、帯電ローラ４、現像器５、クリーニング装置８等により構成されている。

このプロセスカートリッジ７１は、画像形成装置の装置筐体内に着脱自在に取付けられている。

このような構成において、このプロセスカートリッジ７１を備えた画像形成装置における画像形成動作は第１の実施の形態の画像形成装置の画像形成動作と同じであり、感光体１の感光体表面１ａ上にトナー像が形成され、そのトナー像が、感光体１と画像形成装置の本体側に取付けられている転写ローラ６とによるニップ位置で記録媒体Ｓに転写される。

トナー像が転写された後の感光体１の感光体表面１ａはクリーニング装置８によりクリーニングされる。このクリーニング装置８は上述したように感光体表面１ａに現像後トナーを供給して堰Ｂを形成する機能を備えているので、球形トナーを使用した場合でもクリーニングブレード１３による感光体表面１ａのクリーニング性が向上し、記録媒体Ｓ上に形成される画像の品質が向上する。

本発明の第一の実施の形態の画像形成装置の主要部の構成の概略を示す縦断正面図である。 供給された現像後トナーにより堰が形成される様子を拡大して示す縦断正面図である。 クリーニングブレードのエッジ部が感光体表面から離反した状態を示す縦断正面図である。 クリーニングブレードのエッジ部を感光体表面に接離させる接離機構を示す斜視図である。 クリーニングブレードの変形例を示す正面図である。 アモルファスシリコン感光体の層構造を示す模式図である。 本発明の第二の実施の形態の画像形成装置を示す概略正面図である。 本発明の第三の実施の形態の画像形成装置を示す概略正面図である。 本発明の第四の実施の形態のプロセスカートリッジを示す概略正面図である。

符号の説明

１ 像担持体
１ａ 感光体表面
８ クリーニング装置
１３ クリーニングブレード
１３ａ エッジ部
４２ クリーニング装置
５１ 感光体
５１ａ 感光体表面
５６ クリーニング装置
７１ プロセスカートリッジ
７２ カートリッジケース

Claims (15)

1. 一様に帯電された表面に潜像が形成され、当該潜像が球形トナーにより現像される感光体の転写後の前記表面にエッジ部を当接させた導電性及び弾性を有するクリーニングブレードと、
   このクリーニングブレードに対して現像後トナーとは異なる極性の直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、
   画像形成に先立って前記感光体と前記クリーニングブレードの前記エッジ部とにより形成される楔状部に対して現像後トナーを供給する現像後トナー供給手段と、
   を具備するクリーニング装置。
2. 前記現像後トナー供給手段は、前記楔状部に現像後トナーを供給するために前記感光体の軸心方向に連続する帯状のトナー像を前記感光体表面に形成する特定像作像手段を備える、請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記現像後トナー像供給手段は、前記特定像作像手段により形成された前記トナー像に対する転写部での転写バイアスをオフにする転写バイアス制御手段を含む、請求項２記載のクリーニング装置。
4. 前記現像後トナー像供給手段は、前記特定像作像手段により形成された前記トナー像に対する転写部での転写バイアスを通常の画像形成時の転写バイアスよりも低くする転写バイアス制御手段を含む、請求項２記載のクリーニング装置。
5. 前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、１枚の記録媒体が搬送されてから次の記録媒体が搬送されるまでの紙間のときである、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置。
6. 前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、ウォームアップ時である、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置。
7. 前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、所定枚数の画像形成が終了した後である、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置。
8. 前記現像後トナー供給手段により前記楔状部に現像後トナーを供給するタイミングは、連続した１つの画像形成作業が終了した後である、請求項１ないし４の何れか一記載のクリーニング装置。
9. トナー像を担持する感光体と、
   この感光体を回転可能に保持するカートリッジケースと、
   前記カートリッジケース内に保持され、前記感光体表面に対向配置されてトナー像を形成する球形トナーを前記感光体に供給する現像器と、
   前記カートリッジケース内に保持され、前記感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、
   を具備するプロセスカートリッジ。
10. 球形トナーを用いたトナー像を担持する感光体と、
    この感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、
    を具備する画像形成装置。
11. トナー像が形成される一つの感光体と、
    この感光体表面に対向配置されてトナー像を形成する球形トナーを前記感光体表面に供給する複数の現像器と、
    前記感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、
    を具備する画像形成装置。
12. トナー像が形成される複数の感光体と、
    各々の前記感光体表面に対向配置されてトナー像を形成する球形トナーを前記感光体表面に供給する現像器と、
    各々の前記感光体表面に対向配置された請求項１ないし８の何れか一記載のクリーニング装置と、
    を具備する画像形成装置。
13. 請求項９記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置。
14. 前記感光体が、有機感光体である請求項１０ないし１３の何れか一記載の画像形成装置。
15. 前記感光体が、アモルファスシリコン系感光体である請求項１０ないし１３の何れか一記載の画像形成装置。
    

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