JP2015108645A - プロセスユニット、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー等の異物の固着を起こさず、安定した画像形成を行うことのできるプロセスユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】現像ローラ３６は、軸方向に、表面層の状態が異なる二つの部分、第一状態部分としての中央部３６ａと、第二状態部分としての端部３６ｂを有している。当接部材１００は、感光体ドラム３２の表面上で、現像ローラ３６の中央部３６ａと端部３６ｂの境界線Ｃ１に対応する位置をまたぐように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロセスユニットおよびプロセスユニットを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、トナー像（現像剤像）を表面に担持し、トナー像を紙などの記録媒体に転写する像担持回転体としての感光体ドラムと、感光体ドラムに現像剤としてのトナーを供給する現像ローラが配置されている。現像ローラは、現像装置の供給ローラから表面にトナーを供給される。

現像ローラは、感光体ドラムや供給ローラに接して回転しており、その表面で摩擦が発生するため、高い摺動性や耐摩耗性が求められる。現像ローラが、感光体ドラムに、トナーをムラなく適切に供給することで、良好な画像形成を行うことができる。

また、現像ローラの軸方向端部においては、規制ブレードのエッジやトナー漏れを防ぐためのトナーシール材が、現像ローラに当接しており、現像ローラの回転時に、現像ローラとこれらの部材が摩擦を起こすため、現像ローラの軸方向端部にはより高い摺動性や耐摩耗性が求められる。

そこで、現像ローラの表面層全体、あるいは、両端部に何らかの加工を施し、摺動性や耐摩耗性を高める対策をして、安定した画像形成動作を可能にするプロセスユニットの発明が既になされている。

特許文献１（特開２００６−３７３３号公報）では、現像ローラのシール部材と接触する両端部の表面粗さの波形を、画像形成部分に比べて鋭角形状にしている。現像ローラの表面粗さの波形を鋭角形状にすることにより、現像ローラが当接する部材との接触面積が小さくなり、発生する摩擦力を小さくすることができる。

特許文献１の様に、現像ローラ表面の表面粗さを変えることで、現像ローラ表面の耐摩耗性および摺動性、トナーの流動性を向上させる事ができる。このため、長期的に安定して画像形成動作を行うことに対しても一定の効果がある。

しかし、現像ローラの状態を軸方向に渡って（例えば、端部と中央部とで）異ならせると、状態が変わる境界で現像ローラによるトナー搬送量やトナー荷電量に差が生じることにより、この境界を基点にして、トナー、シリカなどのトナーからの遊離物、記録用紙から出る紙粉やタルク成分等の異物が感光体ドラムの表面に固着することがある。その場合、感光体ドラムに固着した異物によって、クリーニングブレードが削られ、クリーニング不良を起こしたり、現像ローラを削って異常画像を生じさせるといった問題があった。

また、一般に現像ローラ上には、トナー層が形成される領域とトナー層を形成されない領域とが、軸方向に渡って存在するが、これらの領域の境界線に対応する感光体ドラム上においても同様に、トナーやその遊離物等の異物が固着することがある。

図９は、感光体ドラム上でトナーの固着が拡大し、画像形成に影響を与える様子を示した図である。
図９に示すように、まず、トナー等の塊が感光体ドラム２００に固着する。感光体ドラム２００はＤの方向に回転するため、固着物は、図示しないトナーシール材などの感光体ドラム２００と接する部材に擦り付けられて、回転方向と逆方向に沿って線上に広がり、画像形成に影響を与える。

以上のように、前述の対策では、現像ローラの耐摩耗性やトナーの流動性の向上により、安定した画像形成に対して一定の効果があるものの、トナー等の感光体ドラムへの固着によって画像形成に異常を起こすという問題が残る。
このような事情から、本発明では、前述の境界付近でトナー等の固着を起こさない感光体ドラムを備えたプロセスユニットを実現し、安定した画像形成を行うことのできるプロセスユニットを提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、現像剤像を表面に担持する像担持回転体と、前記像担持回転体に現像剤を供給する現像剤担持体と、像担持回転体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング部材とを備えるプロセスユニットにおいて、前記現像剤担持体の軸方向に渡って状態が変化する境界線に対応する像担持回転体上の位置と、前記現像剤担持体上の現像剤の層を形成する領域と現像剤の層を形成しない領域との境界線に対応する像担持回転体上の位置との、少なくとも一方をまたぐように、像担持回転体の表面に当接して配置され、像担持回転体上に付着する異物を除去する当接部材を備えたプロセスユニットを特徴とするものである。

本発明のプロセスユニットにおいては、現像剤担持体の前述した境界線に対応する像担持回転体上の位置、をまたぐように、像担持回転体に当接する当接部材を設けている。当接部材は、像担持回転体に当接して、像担持回転体上に付着する異物を除去する役割をする。これにより、現像剤担持体の前述の境界線を基点にして、現像剤担持体のトナー搬送量やトナー荷電量が変化し、像担持回転体の対応する位置に異物が付着した場合でも、当接部材によってこれを除去することができ、異物によるクリーニング不良や異常画像の形成を起こさないプロセスユニットを実現することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 プロセスユニットの概略構成を示した斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るプロセスユニットの概略構成図で、ａ図は感光体ドラム等の軸方向から見た図、ｂ図は横方向から見た図である。 本発明の第二実施形態に係るプロセスユニットの概略構成図で、ａ図は感光体ドラム等の軸方向から見た図、ｂ図は横方向から見た図である。 本発明の第三実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。 本発明の第四実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。 本発明の第四実施形態に係るプロセスユニットの供給ローラとの関係を示した図である。 本発明の第五実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図でａ図は感光体ドラム等の軸方向から見た図、ｂ図は横方向から見た図である。 感光体ドラム上でトナーの固着が拡大する様子を示した図である。 当接部材によって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 当接部材によって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 当接部材によって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 当接部材によって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 本発明の第六実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。 本発明の第七実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図で、ａ図は感光体ドラム、現像ローラなどの軸方向から見た図、ｂ図は横方向から見た図である。 第七実施形態に係るプロセスユニットによって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 第七実施形態に係るプロセスユニットによって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 第七実施形態に係るプロセスユニットによって異物を除去する様子を示した概略構成図である。 本発明の第八実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。 本発明の第九実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。 第九実施形態に係るプロセスユニットの当接部材と感光体ドラムとの当接部分について示した概略構成図である。 第九実施形態に係るプロセスユニットによって異物を除去する様子を示した概略構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すように、画像形成装置１は、露光部２、画像形成部３、転写部４、給紙部５、搬送路６、定着部７、及び排出部８等により構成されている。

露光部２は、画像形成装置１の上部に位置しており、レーザ光等を発光する光源や各種光学系により構成されている。具体的には、図示しない画像取得手段から得られた画像データに基づいて作成される画像の色分解成分毎のレーザ光を、光書き込み手段によって後述する画像形成部３の感光体に向けて照射することで、感光体の表面を露光するものである。

画像形成部３は、露光部２の下方に位置しており、画像形成装置１に対して着脱可能に構成された複数のプロセスユニット３１を備えている。各プロセスユニット３１は、表面上に現像剤像としてのトナー像を担持可能な、像担持回転体としての感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ３３と、感光体ドラム３２の表面にトナーを供給する現像装置３４と、感光体ドラム３２の表面をクリーニングするためのクリーニング部材としてのクリーニングブレード３５等で構成されている。
なお、各プロセスユニット３１は、カラー画像の色分解成分であるイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色に対応した４つのプロセスユニット３１（３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋ）からなっており、これらは異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっているため、符号は省略している。

転写部４は、画像形成部３の直下に位置する。この転写部４は、駆動ローラ４１及び従動ローラ４２に周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト４３、中間転写ベルト４３の表面をクリーニングするベルトクリーニングブレード４４、ベルトクリーニングブレード４４に対向する、金属製のクリーニング対向ローラ４８、各プロセスユニット３１の感光体ドラム３２に対して中間転写ベルト４３を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ４５等で構成されている。各一次転写ローラ４５はそれぞれの位置で中間転写ベルト４３の内周面を押圧しており、中間転写ベルト４３の押圧された部分と各感光体ドラム３２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。駆動ローラ４１及び従動ローラ４２は、図示しない中間ベルト側板によって支持されている。

また、中間転写ベルト４３の駆動ローラ４１と、中間転写ベルト４３を挟んで駆動ローラ４１に対向した位置には二次転写ローラ４６が配設されている。二次転写ローラ４６は中間転写ベルト４３の外周面を押圧しており、二次転写ローラ４６と中間転写ベルト４３とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。更に、ベルトクリーニングブレード４４によってクリーニングされた廃トナーを収容する廃トナーボックス４７が、中間転写ベルト４３の下方に図示しない廃トナー移送ホースを介して配設されている。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており記録用紙Ｐを収容した給紙カセット５１や、給紙カセット５１から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ５２等からなっている。

搬送路６は、給紙部５から搬出された記録用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ６１の他、後述する排出部８に至るまで、図示しない搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。

定着部７は、加熱源７１によって加熱される定着ローラ７２、その定着ローラ７２を加圧可能な加圧ローラ７３等を有している。

排出部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられる。この排出部８には、記録用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ８１と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ８２とが配設されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋの感光体ドラム３２は、帯電ローラ３３の図示しない高圧電源によって、ＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで一様に帯電する。帯電された感光体ドラム３２は、露光部２の図示しない光書き込み手段などにより画像情報が露光され、表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム３２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム３２上に形成された静電潜像に、各現像装置３４からトナーが供給され、現像剤担持体としての現像ローラ３６によって静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。また、露光工程にはレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナや発光素子としてＬＥＤが用いられる。

次いで、転写部４の駆動ローラ４１が図の反時計回りに回転駆動されることにより、中間転写ベルト４３が図の矢印Ａで示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ４５には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ４５と各感光体ドラム３２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋの感光体ドラム３２上に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト４３上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト４３の表面には、フルカラーのトナー画像が形成される。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ５２が回転駆動することによって、給紙カセット５１に収容された記録用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ６１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ４６とそれに対向する駆動ローラ４１との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ４６には、中間転写ベルト４３上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト４３上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。

トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、二次転写ローラ４６の曲率によって中間転写ベルト４３から分離され、定着部７へと搬送される。定着部７へと搬送された記録用紙Ｐは加熱源７１によって加熱されている定着ローラ７２と加圧ローラ７３とによって加熱及び加圧され、トナー画像が記録用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、定着ローラ７２から分離され、図示しない搬送ローラ対によって搬送され、排出部８において排紙ローラ８１によって排紙トレイ８２へと排出される。また、転写後の中間転写ベルト４３上に付着している残留トナーは、ベルトクリーニングブレード４４等によって除去される。除去されたトナーは、図示しないスクリューや廃トナー移送ホース等により廃トナーボックス４７へ搬送され回収される。

中間転写ベルト４３に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ、樹脂フィルム状の無端状ベルトとしたものが用いられる。
また、ベルトクリーニングブレード４４にはウレタンゴムが使用され、一次転写ローラ４５には、導電ブレードや導電スポンジローラ、金属ローラ等が使用可能である。二次転写ローラ４６は、金属芯金上に、導電性材料によって弾性体を被覆することで構成されており、その材料としては、導電性ローラや電子導電タイプのローラ等が用いられる。

以上の説明は、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット３１を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２はプロセスユニットの概略構成を示した斜視図である。説明に不要な構成は適宜省略している。

図２に示すように、プロセスユニット３１は、感光体ドラム３２、帯電ローラ３３、現像ローラ３６、クリーニングブレード３５、トナーシール材１０１、規制ブレード１０３、図示しない現像装置３４等からなる。帯電ローラ３３、現像ローラ３６、クリーニングブレード３５の各部材は、感光体ドラム３２の周上に、感光体ドラム３２にそれぞれ対向して配置されている。また、トナーシール材１０１および規制ブレード１０３は、現像ローラ３６に対向して配置されている。

前述のように、感光体ドラム３２は、帯電ローラ３３によって帯電、露光部２によって露光、現像ローラ３６によって現像、クリーニングブレード３５によって表面のクリーニング、の各動作をされ、可視化されたトナー像を中間転写ベルト４３に転写する。規制ブレード１０３は、現像ローラ３６に当接し、現像ローラ３６の表面に担持されたトナー厚さを規制してトナー層を形成する。

現像ローラ３６を、現像ローラ３６の軸方向に、中央部３６ａと端部３６ｂに区別している。端部３６ｂには、トナーがプロセスユニットの外部に漏れ出すのを防ぐ目的で、トナーシール材１０１が当接して配置されており、その他にも、規制ブレード１０３のエッジが当接している。これらの部材が端部３６ｂに当接することにより、現像ローラ３６の回転時には、端部３６ｂとトナーシール材１０１および規制ブレード１０３との間で摩擦が発生する。このため、端部３６ｂには、中央部３６ａよりも高い摺動性や耐摩耗性が求められており、端部３６ｂの表面の状態を中央部３６ａと異ならせ、中央部３６ａを第一状態部分、端部３６ｂを第二状態部分というように設定している。端部３６ｂの表面を変化させる目的は、それ以外にも、トナーの循環を改善する、端部の硬度を変えて当接圧を確保する、等が存在する。

端部３６ｂの表面層の状態を変える具体的な手段としては、端部３６ｂの表面層をコーティングする、表面層の表面粗さを変える、等の手段が講じられる。コーティングをする等の対策を施すことで、現像ローラ３６の端部３６ｂの耐摩耗性が向上し、長期にわたって安定した画像を形成するプロセスユニットを提供することができる。
ただし、このように、現像ローラ３６が軸方向に表面状態の異なる部分（ここでは第一状態部分としての中央部３６ａと第二状態部分としての端部３６ｂ）を有している場合、端部３６ｂと中央部３６ｂの境界線を基点にして、現像ローラ３６から感光体ドラム３２へのトナー搬送量や、搬送されるトナーの荷電量に差が生じやすく、トナーやシリカなどのトナーからの遊離物、記録用紙Ｐの紙粉やタルク成分等の異物が感光体ドラム３２に固着しやすいという問題が発生する。

図３は本発明の第一実施形態に係るプロセスユニットの概略構成図で、（ａ）図は感光体ドラム３２、現像ローラ３６などの軸方向から見た図、（ｂ）図は横方向から見た図である。

図３（ａ）に示すように、本発明の第一実施形態に係るプロセスユニット３１においては、感光体ドラム３２に対向する位置に、当接部材１００が配置されている。
当接部材１００は、感光体ドラム３２の回転方向Ａにおいて、クリーニングブレード３５の下流で、現像ローラ３６の上流の、感光体ドラム３２の図のＢ１の範囲に対向する位置に配置されている（特に、図３ａにおいては、露光部２と現像ローラ３６の間に当接部材１００が配置されている）。

このように、クリーニングブレード３５によってトナーが除去されて、現像ローラ３６からトナーが供給されるまでの区間に、当接部材１００を配置することで、当接部材１００に余分なトナーが衝突することがなく、プロセスユニット内部にトナーを飛散させる等して汚すことがない。

図３（ｂ）に示すように、現像ローラ３６は、軸方向に、表面層の状態が異なる二つの部分、第一状態部分としての中央部３６ａと、第二状態部分としての端部３６ｂを有している。現像ローラ３６と感光体ドラム３２は、それぞれの軸が同じ方向を向いて、対向して配置されている。
当接部材１００は、感光体ドラム３２の表面上であって、現像ローラ３６の中央部３６ａと端部３６ｂの境界線Ｃ１に対応する位置をまたぐように、感光体ドラム３２に当接させて配置されている。
すなわち、図３（ｂ）に示すように、現像ローラ３６と感光体ドラム３２を、それぞれの軸方向と直交する方向から見た状態で、現像ローラ３６上の上記境界線Ｃ１の延長線Ｄ１上で、かつ、感光体ドラム３２の表面上に、当接部材１００は配置されている。

前述のように、端部３６ｂと中央部３６ｂの境界線Ｃ１を基点にして、現像ローラ３６から感光体ドラム３２へのトナー搬送量や搬送されるトナーの荷電量に差が生じ、感光体ドラム３２に異物が固着しやすい。
当接部材１００は、これらの固着した異物を除去する目的で配置されており、境界線Ｃ１の延長線Ｄ１をまたぐように配置することで、感光体ドラム３２上の異物を効率的に除去することができる。

当接部材１００の材料としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）が一例として考えられる。
なお、第一実施形態のプロセスユニットでは、当接部材１００を片側のみに配置したが、当接部材１００を両端部の境界線Ｃ１の延長線上にそれぞれ一つ以上、計二つ以上配置してもよい。以降に示す図の当接部材１００においても、この点は同様である。

図４は本発明の第二実施形態に係るプロセスユニットの概略構成図で、（ａ）図は感光体ドラム３２、現像ローラ３６などの軸方向から見た図、（ｂ）図は横方向から見た図である。

図４（ａ）に示すように、第二実施形態のプロセスユニットにおいては、当接部材１００が、感光体ドラム３２の、現像ローラ３６の下流で、クリーニングブレード３５の上流の範囲Ｂ２に対向する位置に配置されている。また、図４（ｂ）に示すように、当接部材１００は、感光体ドラム３２の軸方向において、感光体ドラム３２が露光部２により露光されて画像を形成する露光最大幅Ｌ１よりも外側に配置されている。
第一実施形態のプロセスユニットでは、現像ローラ３６の上流に配置することで、当接部材１００とトナーの衝突を避けていた。これに対して、第二実施形態のプロセスユニットにおいては、感光体ドラム３２がトナー像を担持して画像を形成する領域の外側に、当接部材１００を配置することで、当接部材１００を現像ローラ３６の下流に配置しても、当接部材１００がトナー像を乱して画像形成を邪魔することがない。

図５は本発明の第三実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。

第三実施形態のプロセスユニットにおいては、当接部材１００が、現像ローラ３６の下流で、一次転写ローラ４５に対向する転写位置の上流の、範囲Ｂ３に対向する位置に配置される。感光体ドラム３２の範囲Ｂ３と中間転写ベルト４３の間には、くさび型のスペースＭが存在している。

当接部材１００を、現像ローラ３６の下流で、クリーニングブレード３５の上流に配置する場合、スペースＭに当接部材１００を配置することができる。このため、デッドスペースの有効活用により、画像形成装置の小型化が可能である。本実施形態の様な中間転写方式の画像形成装置だけでなく、直接転写方式の画像形成装置においても、感光体ドラム３２と記録用紙搬送部材の間で転写位置の上流のスペースＭが存在するので、このスペースＭに同様に当接部材１００を配置することができる。

また、本実施形態のようなタンデム式の画像形成装置においては、中間転写ベルト４３の搬送方向上流の、プロセスユニット３１’で中間転写ベルト４３に転写されたトナーの一部が、下流のプロセスユニット３１から中間転写ベルト４３への転写時に、中間転写ベルト４３からプロセスユニット３１へ逆転写される。
この時、第三実施形態のプロセスユニットでは、当接部材１００が転写位置の上流に配置されているため、逆転写された残留トナーが当接部材１００に衝突することがなく、トナーの飛散を防ぐことができる。

図６は本発明の第四実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。

図６に示すように、現像ローラ３６には、軸方向に、図示しない現像装置３４の供給ローラからトナーを供給されて、薄層を形成するトナー薄層領域Ｌ２が存在する。
感光体ドラム３２上のトナー薄層領域Ｌ２の境界線Ｃ２に対応する位置でも、境界線Ｃ１と同様に、トナーの遊離物等の異物が固着しやすい。

このため、第四実施形態のプロセスユニットにおいては、当接部材１００を、感光体ドラム３２の表面上の、境界線Ｃ２に対応する位置（図６における、境界線Ｃ２の延長線Ｄ２上で、かつ、感光体ドラム３２の表面上）をまたぐように配置し、かつ、これまでの実施形態で示したように、境界線Ｃ１に対応する位置に配置している。これにより、感光体ドラム３２上の、延長線Ｄ２付近に固着する異物も除去することができる。

図７は本発明の第四実施形態に係るプロセスユニットの供給ローラとの関係を示した図である。

図７に示すように、現像ローラ３６には供給ローラ１０２が対向して設けられており、供給ローラ１０２が対向している範囲で、現像ローラ３６はトナーを供給される。つまり、前述のトナー薄層領域Ｌ２およびその境界線Ｃ２は、供給ローラ１０２の幅によって決まっている。

図８は本発明の第五実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図で（ａ）図は感光体ドラム３２、現像ローラ３６などの軸方向から見た図、（ｂ）図は横方向から見た図である。

図８に示すように、第五実施形態のプロセスユニットにおいては、感光体ドラム３２の表面上の、現像ローラ３６の両端の境界線Ｃ１に対応する位置に配置された当接部材１００が、露光部２と感光体ドラム３２の間に配置されている。露光部２は、保持部材１１０および、光書き込み手段としてのＬＥＤヘッド１１１を有し、ＬＥＤヘッド１１１は保持部材１１０によって保持され、感光体ドラム３２に対向して配置されている。感光体ドラム３２の両端に配置された当接部材１００は、感光体ドラム３２と保持部材１１０の隙間を埋めるスペーサ部材として両者の間に配置される。
ＬＥＤヘッド１１１は、ＬＥＤもしくは有機ＬＥＤの発光素子を有し、図示しない画像取得手段から得られた画像データに基づいて作成される画像の色分解成分毎の光を、発光素子から感光体ドラム３２に当てて、感光体ドラム３２を露光する。

ＬＥＤヘッド１１１は、感光体ドラム３２を露光させる際に、感光体ドラム３２との距離を所定の間隔に保ち、感光体ドラム３２との焦点距離を合わせる必要がある。当接部材１００が、感光体ドラム３２と保持部材１１０の間のスペーサ部材の役割をすることで、保持部材１１０に保持されているＬＥＤヘッド１１１は、感光体ドラム３２と適切な焦点距離を保つことができる。また、感光体ドラム３２が回転等により位置ずれを起こした際にも、感光体ドラム３２とＬＥＤヘッド１１１の位置関係がずれにくいという効果がある。
また、感光体ドラム３２の固着物を除去する当接部材１００を、スペーサとして用いることで、部品を減らすことができる。

図１０〜図１３は、本発明のこれまでのプロセスユニットにおいて、当接部材により異物を除去する様子を示した図で、これらを用いて、本発明の更なる改善点について説明する。なお、当接部材１００は、図３（ａ）で示した位置と同様の、クリーニングブレード３５の下流で、現像ローラ３６の上流の範囲Ｂ１に配置され、特にその範囲内の、帯電ローラ３３の下流に配置されている。

図１０に示すように、画像形成動作を開始すると、感光体ドラム３２はＡの方向に正回転する。この時、当接部材１００によって感光体ドラム３２から除去されたトナー等の異物は、当接部材１００の正回転方向上流側の表面１００ａに堆積する。

そして、このようなプロセスユニットにおいては、感光体ドラム３２とクリーニングブレード３５の間に詰まった異物を除去する等の目的で、感光体ドラム３２を逆回転させることがある。図１１に示すように、感光体ドラム３２が、画像形成時と逆回転のＡ’の方向に回転すると、異物は帯電ローラ３３の方向へ移動する。

そして、図１２に示すように、移動した異物は、帯電ローラ３３の表面に付着するか、あるいは感光体ドラム３２の表面に付着する。

このようなＡ方向の正回転とＡ’方向の逆回転を繰り返すことで、図１３に示すように、帯電ローラ３３の表面に付着する異物の量が増えていき、帯電ローラ３３の感光体ドラム３２への帯電動作を阻害する恐れがある。また、Ａ’方向の回転を行わずＡ方向の回転のみ行う場合でも、当接部材１００に堆積する異物の量が増えていき、あふれた異物が感光体ドラム３２の表面に落下したり、当接部材１００が感光体ドラム３２の表面の異物を除去しにくくなってしまう可能性がある。このような理由から、長期的に安定した画像形成を行うために、なんらかの対策を施すことが好ましい。

図１４は本発明の第六実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。

図１４に示すように、本発明の第六実施形態に係るプロセスユニットにおいては、当接部材１００が、感光体ドラム３２の軸方向に対して傾けて配置されている。これにより、当接部材１００の感光体ドラム３２の正回転方向上流側の表面１００ａが、感光体ドラム３２の正回転方向Ａに向かって感光体ドラム３２の軸方向外側へ傾斜するように配置されている。

それぞれの当接部材１００は、感光体ドラム３２の内側の方にある端部が感光体ドラム３２の正回転方向の上流側、外側の端部が下流側、を向いている。感光体ドラム３２表面上の異物は、感光体ドラム３２の回転によって、正回転方向の上流から下流へ流され、当接部材１００によって感光体ドラム３２から除去される。除去された異物は、前述の当接部材１００の傾きにより、感光体ドラム３２の内側から外側（図の矢印Ｅの方向）へ流される。このように当接部材１００を外側へ傾けることにより、除去した異物を外側へ逃がすことができ、前述のような異物の堆積を防止することができる。

図１５は本発明の第七実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図で、（ａ）図は感光体ドラム３２、現像ローラ３６などの軸方向から見た図、（ｂ）図は横方向から見た図である。

図１５（ａ）に示すように、本発明の第七実施形態に係るプロセスユニットにおいては、感光体ドラム３２の正回転方向Ａにおける、帯電ローラ３３の下流で、当接部材１００の上流の範囲に、感光体ドラム３２上の異物の逆回転時の通過を阻止する阻止部材１２０を設けている。また、図１５（ｂ）に示すように、阻止部材１２０は、当接部材１００と同様に、感光体ドラム３２の表面上の現像ローラ３６上の境界線Ｃ１に対応する位置で延長線Ｄ１をまたぐように配置される。すなわち、阻止部材１２０と当接部材１００は、感光体ドラム３２の回転方向の同一回転円周上に配置されている。また、第六実施形態と同様、当接部材１００は、感光体ドラム３２の内側にある端部が正回転方向の上流側、外側の端部が下流側を向いている。
なお、図１５では、当接部材１００と阻止部材１２０は軸方向の両側に配置されているが、軸方向の片端のみに配置するようにしてもよい。また、図６で示したように、当接部材１００と阻止部材１２０を、現像ローラ３６のトナー薄層の境界線に対応する位置（延長線Ｄ２）をまたぐように配置してもよい。

図１６〜図１８は、第七実施形態に係るプロセスユニットによって異物を除去する様子を示した図である。

図１６に示すように、画像形成動作により感光体ドラム３２が方向Ａに回転すると、感光体ドラム３２表面上の異物は、当接部材１００の正回転方向上流側の表面１００ａに堆積される。この時、堆積された異物の一部は、当接部材１００の傾きによって外側へ流される。

図１７に示すように、感光体ドラム３２が逆回転のＡ’の方向へ回転すると、当接部材１００に堆積した異物は、感光体ドラム３２の逆回転によって上流へ戻され、阻止部材１２０の正回転方向下流側の表面１２０ｂに堆積される。

図１８は感光体ドラム３２が再びＡ方向の回転をした図である。感光体ドラム３２の回転により、異物は再び当接部材１００に堆積し、その一部が感光体ドラム３２の外側に流れていく。

このように、Ａ方向の回転とＡ’方向の回転を繰り返しても、当接部材１００によって感光体ドラム３２から除去された異物は、当接部材１００と阻止部材１２０の間を往復して帯電ローラ３３に付着しない。また、当接部材１００に堆積した際に、当接部材１００の傾きによって、感光体ドラム３２の軸方向の外側へと流されていく。このように、当接部材１００とは別に、阻止部材１２０を当接部材１００の同一回転円周上に設けることにより、当接部材１００によって除去された異物が、感光体ドラム３２の逆回転によって帯電ローラ３３の表面に堆積せず、阻止部材１２０によってせき止められ、正回転時に再び当接部材１００へと流されていく。

これと比較すると、第六実施形態のプロセスユニットでは、当接部材１００の傾きによって、当接部材１００に堆積した異物を外側へ流すことができたが、感光体ドラム３２の逆回転時には、当接部材１００の表面に堆積した異物が帯電ローラ３３の方向へ流れ、帯電ローラ３３の表面に異物が堆積する恐れがある。
これに対し、第七実施形態では、阻止部材１２０によって逆回転時の異物の通過を阻止することができるので、帯電ローラ３３への異物の堆積を回避することができ、良好な画像形成機能を維持することが可能である。また、帯電ローラ３３への異物の堆積を確実に防止できるように、阻止部材１２０は、感光体ドラム３２の軸方向における、少なくとも当接部材１００と同じ範囲に配置されていることが望ましい。

第七実施形態のプロセスユニットでは、感光体ドラム３２表面上のトナー等の異物を除去する手段として、クリーニングブレード３５、阻止部材１２０、当接部材１００の３種類が用意されているが、それぞれの異物を除去する能力は、当接部材１００＞クリーニングブレード３５＞阻止部材１２０、となるように構成されている。
このように各部材の異物除去能力を設定することで、感光体ドラム３２の正回転時においては、クリーニングブレード３５では除去できなかった異物を、阻止部材１２０では、その大部分の通過を許容して、下流側の当接部材１００によって除去することができる。
そして、阻止部材１２０は、感光体ドラム３２の逆回転時にのみ、異物の通過を阻止して異物を表面に堆積させる効果があればよいため、このような構成としている。このような構成では、阻止部材１２０には繊維部材を用いることが好ましい。

また、このような構成にすることで、感光体ドラム３２の正回転時に、阻止部材１２０の正回転方向上流側の表面１２０ａに異物がほとんど堆積しないため、感光体ドラム３２の逆回転時に、阻止部材１２０から帯電ローラ３３の方向へ流れる異物を最小限にすることができる。

図１９は本発明の第八実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。

第八実施形態のプロセスユニットでは、当接部材１００だけでなく、阻止部材１２０も感光体ドラム３２の軸方向に対して傾けて配置されている。阻止部材１２０の傾きは、当接部材１００とは逆で、感光体ドラム３２の内側にある端部が正回転方向の下流側、外側の端部が上流側を向けて、その感光体ドラム３２の正回転方向下流側の表面１２０ｂを、正回転方向Ａに向かって感光体ドラム３２の軸方向内側へ傾斜するように配置している。阻止部材１２０は、正回転方向の下流側の表面１２０ｂに異物が堆積するため、この配置にすることにより、阻止部材１２０に堆積した異物を感光体ドラム３２の軸方向の外側へ流すことができる。当接部材１００だけでなく、阻止部材１２０においても、感光体ドラム３２の外側へ異物を流すことができるため、第七実施形態のプロセスユニットに比べて、より多くの異物を外側へ流し、異物の堆積を防ぐことができる。また、異物を阻止部材１２０によって帯電ローラ３３よりも軸方向外側へ確実に流すことができるように、感光体ドラム３２の軸方向における、阻止部材１２０の外側端部を、感光体ドラム３２への帯電ローラ３３の接触部の軸方向外側端部と同じか、それよりもさらに外側に配置されていることが望ましい。

なお、第七および第八実施形態のプロセスユニットでは、感光体ドラム３２の軸方向に対して傾けて当接部材１００と阻止部材１２０を配置しているが、全ての当接部材１００と阻止部材１２０を軸方向に対して水平に配置してもよい。この場合、堆積した異物を感光体ドラム３２の外側に流す効果は限定されるが、感光体ドラム３２の逆回転時に、一度除去した異物が感光体ドラム３２の逆回転によって帯電ローラ３３等に堆積することは防ぐことができる。

また、第七および第八実施形態のプロセスユニットでは、阻止部材１２０と当接部材１００をそれぞれ別の部材で構成したが、同一の部材で、感光体ドラム３２に対して複数の当接部分を持つように（一体的に）構成してもよい。

当接部材を配置する位置に関しても、第七および第八実施形態のプロセスユニットでは、現像ローラ３６の上流で、帯電ローラ３３の下流に当接部材を複数配置したが、これに限らず、クリーニングブレード３５と帯電ローラ３３の間に配置することもできるし、図４の範囲Ｂ２、図５の範囲Ｂ３に配置してもよい。

図２０は本発明の第九実施形態に係るプロセスユニットの概略構成を示した図である。

図２０に示すように、本発明の第九実施形態のプロセスユニットにおいては、図８の第五実施形態のプロセスユニットと同様に、当接部材１００が、感光体ドラム３２と露光部２の隙間を埋めるスペーサ部材として、両者の間に配置される。露光部２は、保持部材１１０および、ＬＥＤヘッド１１１を有し、ＬＥＤヘッド１１１は保持部材１１０によって保持され、感光体ドラム３２に対向して配置されている。

図２１は第九実施形態に係るプロセスユニットによって異物を除去する様子を示した図で、（ａ）図は図２０の方向Ｆから見た図、（ｂ）図は感光体ドラム３２と当接部材１００の当接面の詳細図である。

図２１（ａ）に示すように、当接部材１００は、感光体ドラム３２に当接する板状の第二当接部分１５１と阻止部材としての役割をする第一当接部分１５０を有する。第一当接部分１５０と第二当接部分１５１は、感光体ドラム３２に対する当接面１５０ｅと１５１ｅを有し、当接面１５０ｅと１５１ｅは、感光体ドラム３２の円周上に沿って当接させるために、円弧状になっている。また、それぞれの当接面の円弧の径は、感光体ドラム３２の径よりも小さい。このため、図２１（ｂ）に示すように、第一当接部分１５０と第二当接部分１５１の当接面が感光体ドラム３２表面に接触時は、当接面の両端が接触し、かつ接触面積が大きくなるため、当接しやすくなる。

また、当接部材１００は、図示しないバネ等の付勢手段により感光体ドラム３２の方へ押されることで、第一当接部分１５０と第二当接部分１５１が、感光体ドラム３２の表面に沿う形で感光体ドラム３２に当接する。

第一当接部分１５０と第二当接部分１５１は、感光体ドラム３２の軸方向に対して傾いて配置されており、それぞれ逆方向の傾きをしている。詳しくは、第一当接部分１５０は、感光体ドラム３２の軸方向内側の端部を感光体ドラム３２の正回転方向下流側へ向け、外側の端部を上流側に向けている。反対に、第二当接部分１５１は、感光体ドラム３２の軸方向内側の端部を感光体ドラム３２の正回転方向上流側へ向け、外側の端部を下流側へ向けている。
また、第一当接部分１５０と第二当接部分１５１は、それぞれ、感光体ドラム３２の正回転時に異物を案内する上流側案内面１５０ａ，１５１ａを有している。これらの上流側案内面１５０ａは、感光体ドラム３２の正回転方向Ａにおける上流側を臨む面である。第一当接部分１５０の上流側案内面１５０ａは、感光体ドラム３２の正回転方向Ａに向かって感光体ドラム３２の軸方向内側へ傾斜するように配置されている。一方、第二当接部分１５１の上流側案内面１５１ａは、感光体ドラム３２の正回転方向Ａに向かって感光体ドラム３２の軸方向外側へ傾斜するように配置されている。また、第一当接部分１５０は、感光体ドラム３２の逆回転時に異物を案内する下流側案内面１５０ｂを有する。この下流側案内面１５０ｂは、正回転方向Ａにおける下流側を臨む面であり、同当接部分１５０の上流側案内面１５０ａと同様に、感光体ドラム３２の正回転方向Ａに向かって感光体ドラム３２の軸方向内側へ傾斜するように配置されている。
また、感光体ドラム３２の正回転方向Ａにおける、第一当接部分１５０の下流端部１５０ｃは、第二当接部分１５１に対して接近して配置されており、この第一当接部分１５０の下流端１５０ｃと第二当接部分１５１の両者間には隙間があり、下流端１５０ｃは第二当接部分１５１と同一回転円周上に配置されている。図２１（ａ）の様に感光体ドラム３２が正回転方向であるＡの方向へ回転すると、第一当接部分１５０で除去された異物が、上流側案内面１５０ａによって案内され、第二当接部分１５１へ効率的に流れるようになっている。第二当接部分１５１に堆積した異物は、前述の配置により、上流側案内面１５１ａに沿って感光体ドラム３２の外側へ流れていく。

図２２は第九実施形態に係るプロセスユニットの、感光体ドラム３２の逆回転時の様子を示した図である。

図２２に示すように、感光体ドラム３２がＡ’方向に回転すると、第二当接部分１５１に堆積した異物は、Ａ’方向の下流へ流れていく。この時、第一当接部分１５０が配置されていることにより、第二当接部分１５１から流れる異物の一部は、第一当接部分１５０に堆積し、第一当接部分１５０の下流側案内面１５０ｂによって案内され感光体ドラム３２の軸方向外側へと流れていく。これにより、帯電ローラ３３等に堆積する異物を減らすことができる。また、異物を下流側案内面１５０ｂによって帯電ローラ３３よりも軸方向外側へ確実に流すことができるように、感光体ドラム３２の軸方向における、下流側案内面１５０ｂの外側端部を、感光体ドラム３２への帯電ローラ３３の接触部の軸方向外側端部と同じか、それよりもさらに外側に配置されていることが望ましい。

第一当接部分１５０の幅Ｌと第二当接部分１５１の全幅をＬ、また、第一当接部分１５０の図の一部の幅をＫとすると、それぞれの幅は、Ｊ＋Ｋ＜Ｌの関係にある。

感光体ドラム３２のＡ’方向の逆回転時には、第一当接面１５０の幅Ｊの表面に堆積した異物は、帯電ローラ３３の方向へ流れる。また、第二当接面１５１の幅Ｌの表面に堆積した異物のうち、幅Ｋに堆積した異物は帯電ローラ３３の方向へ流れるが、残りの異物に関しては、第一当接面１５０の表面１５０ｂに堆積する。

これに対して、仮に、阻止部材としての役割をする第一当接面１５０を設けない場合、感光体ドラム３２が逆回転して帯電ローラの方へ流れていく異物は、幅Ｌに堆積した異物である。

以上より、Ｊ＋Ｋ＜Ｌの関係になるように第一当接面１５０を設けることで、第一当接面１５０が設けられない場合に比べ、逆転時に帯電ローラ３３へ流れる異物の量を減らすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
上述の実施形態では、現像ローラが、軸方向に渡って表面状態が変化するものである場合を例に説明したが、軸方向に渡って表面状態が変化しない現像ローラを用いた構成においても、本発明を適用可能である。すなわち、この様な現像ローラにおいても、現像剤の層を形成する領域と現像剤の層を形成しない領域との境界線（図６のＣ２）に対応する感光体ドラム３２上の位置に異物の固着が生じる可能性があるので、この位置に当接部材１００を配置することで、上記と同様に異物を除去することが可能である。
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

１ 画像形成装置
３１ プロセスユニット
３２ 感光体ドラム（像担持回転体）
３５ クリーニングブレード（クリーニング部材）
３６ 現像ローラ（現像剤担持体）
３６ａ 中央部（第一状態部分）
３６ｂ 端部（第二状態部分）
１００ 当接部材
１１１ ＬＥＤヘッド（光書き込み手段）
１２０ 阻止部材
Ａ 感光体ドラムの正回転方向
Ａ’ 感光体ドラムの逆回転方向

特開２００６−３７３３号公報

Claims (12)

1. 現像剤像を表面に担持する像担持回転体と、前記像担持回転体に現像剤を供給する現像剤担持体と、像担持回転体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング部材とを備えるプロセスユニットにおいて、
   前記現像剤担持体の軸方向に渡って状態が変化する境界線に対応する像担持回転体上の位置と、前記現像剤担持体上の現像剤の層を形成する領域と現像剤の層を形成しない領域との境界線に対応する像担持回転体上の位置との、少なくとも一方をまたぐように、像担持回転体の表面に当接して配置され、像担持回転体上に付着する異物を除去する当接部材を備えたことを特徴するプロセスユニット。
2. 前記現像剤担持体の軸方向に渡って状態が異なるそれぞれの部分を、第一状態部分と第二状態部分とし、前記第一状態部分と前記第二状態部分の違いが、コーティングの有無である請求項１記載のプロセスユニット。
3. 前記当接部材は、前記像担持回転体の回転方向において、前記クリーニング部材の下流で、前記現像剤担持体の上流に配置された請求項１または２いずれか１項に記載のプロセスユニット。
4. 前記当接部材は、前記像担持回転体の回転方向において、前記現像剤担持体の下流で、前記クリーニング部材の上流に配置され、像担持回転体の軸方向において、画像を形成する領域の外側に配置された請求項１または２いずれか１項に記載のプロセスユニット。
5. 前記像担持回転体は、担持した像を転写する転写位置を有し、像担持回転体の回転方向において、前記現像剤担持体の下流で、前記転写位置よりも上流に前記当接部材を配置した請求項４に記載のプロセスユニット。
6. 前記当接部材が、軸方向に渡って状態が変化する境界線に対応する像担持回転体上の位置と、前記現像剤担持体上の現像剤の層を形成する領域と現像剤の層を形成しない領域との境界線に対応する像担持回転体上の位置との、両方をまたぐように配置された請求項１から５いずれか１項に記載のプロセスユニット。
7. 前記当接部材が、前記像担持回転体を露光する光書き込み手段を像担持回転体と所定の間隔を介して位置決めするスペーサ部材の役割をする請求項１から３いずれか１項に記載のプロセスユニット。
8. 前記当接部材の材料として、ポリアセタール（ＰＯＭ）を用いた請求項１から７いずれか１項に記載のプロセスユニット。
9. 前記当接部材の前記像担持回転体の回転方向上流側の表面を、前記像担持回転体の回転方向に向かって像担持回転体の軸方向外側へ傾斜するようにした請求項１から８いずれか１項に記載のプロセスユニット。
10. 前記像担持回転体は、画像形成時の正回転及びこれと逆方向の逆回転可能に構成されたものであって、
    前記像担持回転体の表面に当接し、前記像担持回転体が逆回転時の像担持回転体上の異物の通過を阻止する阻止部材を備え、
    前記阻止部材を、前記当接部材と前記像担持回転体の同一回転円周上に配置した請求項１から９いずれか１項に記載のプロセスユニット。
11. 請求項１から１０いずれか１項に記載のプロセスユニットを備えた画像形成装置。
12. 前記光書き込み手段が発光素子を有し、前記発光素子がＬＥＤもしくは有機ＬＥＤである請求項１１記載のプロセスユニットを備えた画像形成装置。
    
    

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