JP2020012872A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレードにより掻き取られて堆積した転写後の残留物の塊をそのままにしておく構成と比べ、外添剤の、像保持体とブレードとに挟まれた領域のすり抜けが促進された画像形成装置を提供する。【解決手段】回転する像保持体４１と、像保持体４１上の残留トナーを掻き取るブレード４５１と、一例として帯電器４２に印加される帯電バイアスＶの交流成分の振幅あるいは周波数を増大させて、ブレード４５１により掻き取られて堆積した残留トナーの塊を崩壊させる崩壊手段とを備えた。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

トナー像を保持する像保持手段のトナー像転写後の領域にクリーニングブレード等の掻取手段が接し、その掻取手段により、像保持手段上の転写後の残留物を掻き取る構成が多用されている。トナーには外添剤が含まれていて、その外添剤が像保持手段と掻取手段との接触部を適度にすり抜ける。すると、その外添剤が潤滑剤の役割を担い、像保持手段と掻取手段との間の適度の摩擦力が保たれる。

ここで、特許文献１には、像保持手段（感光体）を逆転させることで、像保持手段と掻取手段とに挟まれた残留トナーの堆積物を移動させ、その移動後の位置に配置された、この掻取手段とは別のクリーニング体で、その堆積物を掻き取る構成が開示されている。

特開平４−０９０５８５号公報

近年、硬い表面を持つ耐久性に優れた像保持手段が登場してきている。そのような硬い表面を持つ像保持手段の中には、掻取手段の接触部からの外添剤のすり抜けを強く抑制する性質を持つ像保持体手段が存在する。そのような像保持手段の場合、像保持手段表面の、潤滑剤としての役割を担う外添剤の量が不足しがちである。この外添剤の量が不足すると、像保持手段と掻取手段との間の摩擦力が増大し、掻取手段の摩耗が異常に進むおそれがある。

本発明は、掻取手段により掻き取られて堆積した転写後の残留物の塊をそのままにしておく構成と比べ、外添剤の、像保持手段と掻取手段とに挟まれた領域のすり抜けが促進された画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
回転しながら表面にトナー像を保持し該トナー像を被転写手段に転写する像保持手段と、
前記像保持手段表面の、前記トナー像の転写後の領域に接して、該像保持手段上の残留物を掻き取る掻取手段と、
前記掻取手段により掻き取られて堆積した前記残留物の塊を崩壊させる崩壊手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２は、前記崩壊手段が、前記堆積領域に堆積した前記残留物の塊に振動を加える加振手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３は、
前記像保持手段に接触して該像保持手段を帯電させる帯電手段と、
交番電力を含む前記像保持手段帯電用の電力を前記帯電手段に印加する電力印加手段とを備え、
前記加振手段が、振幅もしくは周波数が増大した交番電力を前記帯電手段に印加させる手段であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項４は、前記加振手段が、機械的に振動する手段であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項５は、前記崩壊手段が、前記像保持手段と前記掻取手段との間に相対移動を生じさせる相対移動手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項６は、前記相対移動手段が、前記像保持手段に、逆回転を含む動作を生じさせる手段であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。

請求項７は、前記相対移動手段が、前記像保持手段と前記掻取手段とを相対的に、前記像保持手段の回転軸方向に移動させる手段であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。

請求項８は、前記相対移動手段が、前記残留物の塊を前記掻取手段で押し崩す手段であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。

請求項９は、前記崩壊手段が、前記残留物の塊に接する位置に配置されて該塊を前記堆積領域から掻き出す向きに移動自在に前記掻取手段に支持され、該掻き出す向きに移動することで前記残留物の塊を崩す手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項１０は、前記崩壊手段が、前記堆積領域に空気を吹き付けることで前記残留物の塊を崩す手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項１１は、前記掻取手段が、前記像保持手段表面の移動方向が上方に向かう成分を持つ位置において該像保持体表面に接していることを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項１２は、前記像保持手段を前記掻取手段との間の摩擦力が前記崩壊手段を作用させる摩擦力に達したか否かを検出する検出手段を備えた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１３は、前記検出手段が、像保持手段の回転トルクを検出するトルクセンサであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置である。

請求項１４は、前記検出手段が、掻取手段の歪を検出する歪センサであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置である。

請求項１５は、前記像保持手段が、下層よりも高い硬度を持ち１３族元素を含む材料からなる表面保護層を有し、該表面保護層の表面にトナー像を保持する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項１６は、前記表面保護層が、少なくともガリウムと酸素とを構成元素とする層であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置である。

請求項１７は、前記表面保護層が、水素を含有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像形成装置である。

請求項１の画像形成装置によれば、崩壊手段を設けない構成と比べ、外添剤のすり抜けが促進される。

請求項２の画像形成装置によれば、転写後の残留物の塊をそのままにしておく構成と比べ、外添剤のすり抜けを促進することができる。

請求項３の画像形成装置によれば、帯電手段で用いる部材を用いて残留物の塊に振動を生じさせることができる。

請求項４の画像形成装置によれば、像保持手段の帯電を乱すことなく残留物の塊に振動を生じさせることができる。

請求項５の画像形成装置によれば、転写後の残留物の塊をそのままにしておく構成と比べ、外添剤のすり抜けを促進することができる。

請求項６の画像形成装置によれば、像保持手段に逆回転を含む動作を生じさせない場合に比べて、像保持手段の回転方向に堆積物の塊を崩すことができる。

請求項７の画像形成装置によれば、像保持手段と掻取手段とを相対的に、像保持手段の回転軸方向に移動させない場合に比べて、像保持手段の軸方向に堆積物の塊を崩すことができる。

請求項８の画像形成装置によれば、堆積物の塊を崩壊させることができる。

請求項９の画像形成装置によれば、崩壊手段が移動した範囲にある堆積物の塊を崩すことができる。

請求項１０の画像形成装置によれば、画像形成に用いられる部材を用いることなく堆積物の塊を崩すことができる。

請求項１１の画像形成装置によれば、像保持手段表面の移動方向が上方に向かう成分を持たない位置において掻取手段が像保持体表面に接している場合と比べ、堆積物の塊を崩すことができる。

請求項１２の画像形成装置によれば、検出手段を持たない構成と比べ、崩壊手段の作用させるべきタイミングの徒過が抑制される。

請求項１３の画像形成装置によれば、新たな構成要素を加えることなく摩擦力を検出することができる。

請求項１４の画像形成装置によれば、掻取手段の摩耗の進行の速さを直接的に検出することができる。

請求項１５の画像形成装置によれば、１３族元素が水素を安定的に取り込む性質があり、表面保護層がこの性質を有さない材料からなる層である場合と比べ、酸化劣化が抑えられる。

請求項１６の画像形成装置によれば、表面保護層が、少なくともガリウムと酸素とを構成元素としない層である場合と比べ、酸化劣化が抑えられる。

請求項１７の画像形成装置によれば、表面保護層が、水素を含有しない場合と比べ、酸化劣化が抑えられる。

本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するコピー機の概略構成図である。 ブレードが転写後の残存トナーを像保持体か掻き取っている様子を示した模式図である。 崩壊したトナーダムのイメージを表した模式図である。 画像形成エンジンの模式図である。 帯電バイアスの交流成分の概念図である。 帯電器に、振幅や繰返し周波数を変更した帯電バイアスを印加したことによるトナーダムの崩壊のレベルを示した図である。 画像形成エンジンの模式図である。 トナーダム崩壊の効果を示した図である。 画像形成エンジンの模式図である。 画像形成エンジンの模式図である。 クリーナおよび像保持体を、例えば図１０の左側から右側を眺めた向きに示した側面図である。 画像形成エンジンの模式図である。 回転前後のクリーナを示した模式図である。 画像形成エンジンのクリーナの部分の模式図である。 画像形成エンジンの模式図である。 画像形成エンジンのクリーナの部分の模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するコピー機の概略構成図である。

このコピー機１はいわゆるタンデム式のカラーコピー機であり、このコピー機１の上部には、原稿から画像を読み取る画像読取部１０と、ユーザインタフェース（ＵＩ）２０が備えられている。

画像読取部１０には画像読取センサが内蔵されていて、画像読取部１０にセットされた原稿の画像を読みとって画像データを生成する。

ユーザインタフェース（ＵＩ）２０はタッチパネル式の表示画面を有し、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行う。

このコピー機１には、コピー機１全体の動作を制御する主制御部３０が備えられている。
この主制御部３０は、画像読取部１０から画像データを入手し、その画像データに対して画像処理を施す機能なども有している。

また、このコピー機１には、主制御部３０から送られてくる各色（ここでは一例としてＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（黒）の４色）のそれぞれの画像を表わす画像データに対応した各色のトナー像を形成する４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋと、形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写部５０と、用紙Ｐを搬送経路Ｘに沿って搬送する用紙搬送部６０とを備えている。

画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、電子写真方式でトナー像を形成するものである。これら４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、互いに同一の構造を有する。そこで、これ以降、これら４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋに共通する説明については色の区別を表わすＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの符号を省き、画像形成エンジン４０と称する。画像形成エンジン４０の各構成要素やこのコピー機１のその他の構成要素についても同様である。

画像形成エンジン４０には、矢印Ａ方向に回転する円筒形状の像保持体４１が備えられている。この像保持体４１には、回転しながらその表面に静電潜像が形成され、その静電潜像がトナーで現像されてトナー像が形成され、そのトナー像が一時的に保持される。

各画像形成エンジン４０は、像保持体４１の周りに、帯電器４２と、露光器４３と、現像器４４と、クリーナ４５とを備えている。

帯電器４２は、像保持体４１に接触して回転する帯電ロールであり、帯電バイアスの印加を受けて像保持体４１の表面を帯電する。

露光器４３は、主制御部３０から対応する色の画像データを受け取り、その受け取った画像データに応じて変調された露光光を像保持体４１に照射して像保持体４１上に静電潜像を形成する。

現像器４４は、現像ロール４４１を備え、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容している。現像ロール４４１は、円筒形状を有し矢印Ｂ方向に回転しながら現像器４４に収容されている現像剤を表面に保持して像保持体４１に対面する現像位置に運ぶ。そして、その現像ロール４４１は、現像剤中のトナーで像保持体４１上の静電潜像を現像する。

現像ロール４４１での現像により像保持体４１上に形成された静電潜像は、転写部５０の作用により、搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。

転写後の像保持体４１上に残存する残存トナーは、クリーナ４５を構成しているブレード４５１により像保持体４１から掻き取られて、不図示の廃トナータンクに収容される。

転写部５０は、矢印Ｃ方向に周回移動する無端状の転写ベルト５１と、像保持体４１から転写ベルト５１上にトナー像を転写する１次転写器５２と、転写ベルト５１から用紙Ｐ上にトナー像を転写する２次転写器５３とを備えている。

用紙搬送部６０は、用紙トレイＴから用紙Ｐを取り出すピックアップロール６１と、用紙トレイＴから取り出された用紙Ｐを捌いて１枚だけ搬送経路Ｘ上に送り出す捌きロール６２と、搬送経路Ｘに沿って用紙Ｐを搬送する多数の搬送ロール６３を備えている。

このコピー機１の搬送経路Ｘ上には、定着器７０が備えられている。さらに、搬送経路Ｘの終端には、排紙トレイ８５が備えられている。

定着器７０は、トナー像が転写された用紙Ｐを複数の部材（ここでは一例として回転ロール）で挟んで熱と力を加えることでトナー像を用紙Ｐ上に定着させる。

このコピー機１における基本的な画像形成動作では、まず、ユーザによって画像読取部１０に原稿がセットされ、ＵＩ２０が操作されてコピー開始が指示される。すると、主制御部３０による制御の下で画像読取部１０によって原稿の画像が読み取られて画像データが生成される。この読取りにより得られた画像データは、主制御３０に送られ、主制御部３０では、その画像データに対し、色分解処理やスクリーン処理など画像形成に必要な画像処理が施される。画像処理を経た各色の画像データは主制御部３０から露光器４３へと送られ、各像保持体４１上に各色に対応する静電潜像が形成され、さらにトナーで現像されてトナー像が形成される。各像保持体４１上に形成されたトナー像は転写ベルト５１上に順次に重なるように転写されて、カラーのトナー像が形成される。このカラーのトナー像は、用紙搬送部６０によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。カラーのトナー像が転写された用紙Ｐは、搬送経路Ｘに沿って搬送されることで定着器７０を通過し、定着器７０によってトナー像が定着されて、排紙トレイ８５上に排出される。

図２は、ブレードが転写後の残存トナーを像保持体か掻き取っている様子を示した模式図である。この図２において、黒丸はトナー、白丸は、主にシリカからなる、トナーの外添剤あるいはトナーから遊離した遊離外添剤を表わしている。

転写後に像保持体４１上に残存する残存トナーは、像保持体４１の矢印Ａ方向への回転により運ばれ、ブレード４５１により像保持体４１上から掻き取られてトナーダム４９を形成する。ここでは、このトナーダム４９の高さをＨ１で表わしている。このトナーダム４９から溢れたトナーは、不図示の廃トナー回収手段により不図示の廃トナータンクに運ばれる。

ここで、本実施形態の像保持体４１には表面保護層４１１が形成されている。この表面保護層４１１は、その下層よりも高い硬度を有する層である。具体的には、本実施形態における表面保護層４１１は、１３族元素を含む材料からなる層である。さらに具体的には、本実施形態における表面保護層４１１は、少なくともガリウムと酸素とを構成元素とする層である。また、１３族元素は水素を安定的に取り込む性質があり、水素を取り込むことにより、酸化劣化が抑えられる。

ここで、トナーの外添剤は、主にシリカからなり、潤滑剤の役割も担っている。すなわち、トナーから遊離した遊離外添剤が、ブレード４５１の、像保持体４１への接触部４５１ａをすり抜け、そのすり抜けの際にブレード４５１と像保持体４１との間の摩擦力を低下させる。この摩擦力が大きいとブレード４５１の摩耗が進み、ブレード４５１の寿命を著しく縮める結果となる。このため、ブレード４５１が像保持体４１上から残存トナーを掻き取るにあたっては、遊離外添剤のすり抜けによる摩擦力の緩和が重要である。

しかしながら、本実施形態の像保持体４１は、硬い表面保護像４１１を有し、この表面保護層４１１は、ブレード４５１の接触部４５１Ａからの遊離外添剤のすり抜けを強く抑制する性質を持っている。このため、遊離外添剤のすり抜けを促進する必要がある。

図３は、崩壊したトナーダムのイメージを表した模式図である。

本発明者の実験によると、残存トナーがブレード４５１により掻き取られて溜まったトナーダム４９を、図３に示すように、図２に示すトナーダム４９の高さＨ１よりも低い高さＨ２となるように崩壊させると、遊離外添剤のすり抜けが促進されることが判明した。以下、トナーダムを崩壊させる手段および崩壊による効果について説明する。

図４は、画像形成エンジンの模式図である。図１には、４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋが備えられているが、ここでは、代表的に１基の画像形成エンジンを、色の区別を表わすＣＭＹＫの符号を省いて示している。この図４では、画像形成エンジンの構成要素のうちの図１に示した構成要素の一部の図示を省略し、また、図１では図示を省略した構成要素の一部を図示している。後述する図７、および図９以降の各図においても同様である。

ここでは、この図４を参照して、本発明にいう崩壊手段の第１例について説明する。

帯電器４２は接触式の帯電ロールであって、この帯電器４２には、電源４２１により、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスＶが印加される。

図５は、帯電バイアスの交流成分の概念図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）の各々において、縦軸は電圧Ｖ、横軸は、時間軸ｔである。

図５（Ａ）は、画像形成エンジン４０が画像形成動作を行っている画像形成時の帯電バイアスの交流成分を表わしている。帯電バイアスＶは、この図５（Ａ）に示すように、帯電バイアスＶは、時間的にサイン波状に電圧の変化を繰り返す交流成分が重畳されている。この図５（Ａ）における帯電バイアスの振幅（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）をＡ１、電圧変化の繰返し周波数をｆ１とする。

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）と比べ、振幅については図５（Ａ）の場合の振幅Ａ１と同じに保ったまま、繰返し周波数を、図５（Ａ）の場合の繰返し周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ２に変更した帯電バイアスを表わしている。

また、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）と比べ、繰返し周波数については図５（Ａ）の場合の繰返し周波数ｆ１と同じに保ったまま、振幅を、図５（Ａ）の場合の振幅Ａ１よりも大きな振幅Ａ２に変更した帯電バイアスを表わしている。

ここでは、画像形成エンジン４０が画像形成動作を行っていない画像非形成時に、図５（Ｂ）あるいは図５（Ｃ）のように、繰返し周波数ｆあるいは振幅Ａが増加した現像バイアスＶを現像器４２に印加する。すると、図４に模式的に示すように、像保持体４１に振動Ｓが生じ、その振動がブレード４５１に伝わり、ブレード４５１も振動する。すると、この振動Ｓにより、図２に示すようなトナーダム４９が、図３に示すように崩壊する。すると、トナーから遊離した遊離外添剤が接触部４５１ａをすり抜けやすくなり、像保持体４１とブレード４５１との間の摩擦力が低下し、ブレード４５１の摩耗が抑えられる。

図６は、帯電器に、振幅や繰返し周波数を変更した帯電バイアスを印加したことによるトナーダムの崩壊のレベルを示した図である。この図６において、縦軸はトナーダムの高さ（μｍ）、横軸は、振動量（＝振幅（μＳＴ）×周波数（ｋＨｚ））である。トナーダムの高さは、図２における高さＨ１や図３における高さＨ２に相当する。また振幅（μＳＴ）は、ブレード４５１に歪みセンサ４８を取り付け（図４参照）、その歪みセンサ４８で測定した、帯電器４２に帯電バイアスを印加したときの歪み量を表している。周波数（ｋＨｚ）は、帯電バイアスの繰返し周波数である。

この図６には、図５（Ａ）に示すような画像形成時の帯電バイアス印加時における高さが５００μｍであったトナーダムが、帯電バイアスを図５（Ｂ），（Ｃ）のように変化させることにより振動を与えると、トナーダムが崩壊すること、および、その崩壊は、大きな振動量を与えるほど進むことが示されている。

ここで、画像非形成時であるということをもって帯電バイアスＶを図５（Ｂ）あるいは図５（Ｃ）のように変更してもよいが、像保持体４１の回転トルクを検出して、その回転トルクが予め定められた閾値を越えたときの画像非形成時に、帯電バイアスＶを変更してもよい。像保持体４１の回転トルクは、像保持体４１を一定速度で回転させているモータ４１２に流れる電流値を検出することによって、検出することができる。

ここで、図４，図５を参照して説明した、帯電バイアスＶを図５（Ｂ），（Ｃ）のように変化させる手段は、本発明にいう崩壊手段の中の加振手段の一例に相当する。また、モータ４１２に流れる電流を検知して像保持体４１の回転トルクを検出する手段は、本発明にいう検出手段のうちのトルクセンサの一例に相当する。

図７は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図７を参照して、本発明にいう崩壊手段の第２例について説明する。

ここでは、像保持体４１を回転させるモータ４１２として、逆転可能なモータが用いられる。あるいは、ギアの切替え等により、正逆可能としてもよい。

ここでは、画像非形成時に、像保持体４１を、矢印Ａ方向および矢印Ｕ方向に振動させるように往復回転させる。これにより、トナーダム４９（図２参照）を崩壊させる。この第２例は、本発明にいう相対移動手段の中の、逆回転を含む動作を生じさせる手段の一例である。

図８は、トナーダム崩壊の効果を示した図である。

実施例１は、図４を参照して説明した、帯電バイアスの振幅あるいは繰返し周波数を変更してトナーダムを崩壊させた例を示している。

また、実施例２は、図７を参照して説明した、像保持体を振動させるように正逆転させてトナーダムを崩壊させた例を示している。

比較例は、トナーダムを崩壊させなかった場合を表わしている。

評価項目は、「外添剤すり抜け量」、「ブレード摩耗」、「像保持体摩耗」、および「帯電器汚染」である。

「外添剤すり抜け量」は、ブレード４５１の接触部４５１ａ（図２参照）をすり抜ける外添剤の、像保持体表面の単位面積あたりの個数で評価した項目である。

「ブレード摩耗」は、像保持体４１との摩擦によるブレード４５１の摩耗の速度で評価した項目である。

「像保持体摩耗」は、ブレード４５１との摩擦による像保持体４１の摩耗の速度で評価した項目である。

「帯電器汚染」は、帯電器４２への外添剤の付着量で評価した項目である。すり抜ける外添剤の量が増えると、帯電器４２に付着する外添剤の量も増え、帯電器４２に付着した外添剤が原因となって像保持体４１に帯電ムラが発生することがあり、帯電器４２に多量の外添剤が付着するのを避ける必要がある。

この図８に示す通り、トナーダムを崩壊させると、外添剤のすり抜け量が増えてブレード４５１の摩耗が抑えられる。前述した通り、本実施形態では、硬い表面保護層４１１（図２参照）が形成された像保持体４１を用いており、トナーダムを崩壊させずにブレード４５１との間の摩擦力が増大しても、像保持体４１の摩耗は問題とはならない。帯電器４２の汚染は、トナーダムを崩壊させたことに起因する程度の外添剤のすり抜け量の増大では問題とはならない。

この図８から、トナーダムを崩壊させてすり抜ける外添剤の量を増やすことが、ブレード４５１の摩耗を抑えるのに有効であることが分かる。

図９は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図９を参照して、本発明にいう崩壊手段の第３例について説明する。

この図９には、帯電器４２の回転軸４２ａに機械的な振動を加える加振器９１が配置されている。この加振器９１は、例えば電磁石のコイルへの通電のオンオフ等、電磁的な作用によって振動させるものであってもよく、あるいは圧電素子による超音波振動を利用したものであってもよく、加振の原理を問うものではない。加振器９１で帯電器４２を振動させると、その振動Ｓが像保持体４１に伝わり、さらにブレード４５１に伝わって、トナーダム４９（図２参照）が崩壊する。

この加振器９１は、本発明にいう加振手段のうちの、機械的に振動する手段の一例に相当する。

図１０は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図１０を参照して、本発明にいう崩壊手段の第４例について説明する。

この図１０には、機械的な振動を加える加振器９１が、ブレード４５１を支持する支持部材４５２を振動さえるように配置されている様子が示されている。加振器９１でクリーナ４５の支持部材４５２を振動させると、その振動がブレード４５１に伝わって、トナーダム４９（図２参照）が崩壊する。

この、クリーナ４５を加振する加振器９１も、本発明にいう加振手段のうちの、機械的に振動する手段の一例に相当する。

なお、ここでは、機械的に振動する手段として、帯電器４２を振動させる例（図９参照）とクリーナ５４を振動させる例（図１０参照）との２例を示したが、ブレード４５１に振動が伝わればよく、振動を加える部材は特定の部材には限定されない。

図１１は、クリーナおよび像保持体を、例えば図１０の左側から右側を眺めた向きに示した側面図である。ここでは、この図１１を参照して、本発明にいう崩壊手段の第５例について説明する。

ここにはモータ９２とネジ棒９３が示されている。ネジ棒９３はその外周に雄ネジが形成されていて、モータ９２が回転するとそのモータ９２と一体的に回転する。また、クリーナ４５の支持部材４５２には、雌ネジが形成された穴が設けられた案内部４５３が設けられている。モータ９２は正逆回転自在なモータであって、モータ９２を正逆回転方向に振動させるように回転させる。すると、クリーナ４５が、矢印Ｆ−Ｒ方向（図１０の紙面に垂直な方向）に振動するように往復移動する。これにより、トナーダム４９（図２参照）が崩壊する。

この図１１に示す第５例は、本発明にいう相対移動手段の中の、像保持手段に、回転軸方向に移動させる手段の一例である。

図１２は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図１２を参照して、本発明にいう崩壊手段の第６例について説明する。

ここには、図１に示すコピー機１の筐体に固定された支持板９４と、その支持板９４に支持されたプランジャ９５と、レバー９６と、コイルバネ９７とが示されている。レバー９６は、ブレード４５１の接触部４５１ａとの同軸を中心として回転自在となるように一方の端部が支持板９４に支持されている。また、このレバー９６のもう一方の端部は、プランジャー９５に連結されている。クリーナ４５は、レバー９６に固定されている。また、コイルバネ９７は、一端が支持板９４に支持され、他端がレバー９６に支持されていて、レバー９６を矢印Ｊ方向に付勢している。

ここで、プランジャ９５が作動すると、プランジャ９５の軸９５１が矢印Ｉ方向に移動し、これに伴って、レバー９６が回転し、このレバー９６の回転とともに、クリーナ４５が、接触部４５１ａを中心に回転する。

図１３は、回転前後のクリーナを示した模式図である。

この図１３には回転前のクリーナ４５が実線で、回転後のクリーナ４５が一点鎖線で示されている。回転前のクリーナ４５のブレード４５１と像保持体４１とのなす角はθ１であり、回転後のクリーナ４５のブレード４５１と像保持体４１とのなす角は、回転前の角度θ１よりも小さい角度θ２である。すなわち、トナーダム４９（図２参照）は、クリーナ４５が矢印Ｉ方向に回転することにより押し潰されるようにして崩壊する。

図１２，図１３に示した第６例は、本発明にいう相対移動手段の中の、掻取手段で押し崩す手段の一例に相当する。

図１４は、画像形成エンジンのクリーナの部分の模式図である。ここでは、この図１４を参照して、本発明にいう崩壊手段の第７例について説明する。

この図１４には、ブレード４５１の、トナーダム４９（図２参照）が接する端面に配置された強磁性形状記憶部材９８と、その強磁性形状記憶部材９８の周りの磁場を制御する電磁コイル９９が示されている。強磁性形状記憶部材９８は、磁場の作用を受けてその形状を変化させる部材である。ここでは、強磁性形状記憶部材９８は磁場の影響を受けて、トナーダム４９を矢印Ｌの向きに掻きだすように変形する。この変形によりトナーダム４９が崩壊する。

この図１４に示した第７例は、本発明にいう、掻き出す向きに移動することで残留物の塊を崩す手段の一例に相当する。

図１５は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図１５を参照して、本発明にいう崩壊手段の第８例について説明する。

この図１５には、像保持体４１の回転軸方向に延びるパイプ１０１とそのパイプ１０１の一端に配置されてパイプ１０１内に空気を送り込むファン１０２が示されている。そして、パイプ１０１には、ファン１０２により送り込まれた空気をトナーダム４９（図２参照）に向かって吹出す吹出口１０１ａが形成されている。ここで、空気の流速は、トナーダム４９を吹き飛ばしてしまうのではなく、トナーダム４９を崩壊させる程度の流速に調整されている。

この図１５に示した第８例は、本発明にいう、空気を吹き付けることで残留物の塊を崩す手段の一例に相当する。

図１６は、画像形成エンジンのクリーナの部分の模式図である。ここでは、この図１６を参照して、本発明にいう検出手段の一例について説明する。

この図１６には、ブレ―ド４５１の歪みを検出する歪みセンサ１０３が配置されている。

図４〜図６を参照して説明した第１例では、像保持体４１の回転トルクを検出して、その回転トルクが閾値を越えたときにトナーダム４９を崩壊させる動作を実行する旨、説明したが、この歪みセンサ１０３は、像保持体４１の回転トルクを検出するトルクセンサに代わる、本発明にいう検出手段の一例に相当する。

像保持体４１とブレード４５１との間の摩擦が増大するとブレード４５１が像保持体４１の回転によりブレード４５１が大きく歪む。その歪み量をこの歪みセンサ１０３で検出して、閾値以上の歪み量が検出されたことをもって、トナーダム４９を崩壊させる動作を実行する。この歪みセンサ１０３を用いると、トルクセンサを用いる場合と比べ、ブレード４５１の歪み、すなわち像保持体４１とブレード４５１との間の摩擦力を直接に知ることができ、トナーダム４９を崩壊させる必要のあるタイミングをより正確に認識することができる。

以上の各例の崩壊手段のいずれかを採用すると、トナーダム４９を崩壊させることができ、外添剤のすり抜けが促進され、像保持体４１とブレード４５１との間の摩擦力の増大が抑えられ、ブレード４５１の摩耗が抑えられる。

１ コピー機
４０，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ 画像形成エンジン
４１，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ 像保持体
４１１ 表面保護層
４１２ モータ
４２，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋ 帯電器
４２ａ 回転軸
４２１ 電源
４２２ 加振器
４３，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ，４３Ｋ 露光器
４４，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙ，４４Ｋ 現像器
４４１ 現像ロール
４５，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｋ クリーナ
４５１ ブレード
４５１ａ 像保持体への接触部
４５２ ブレードを支持する支持部材
４５３ 案内部
４８ 加速度センサ
４９ トナーダム
９１ 加振器
９２ モータ
９３ ネジ棒
９４ 支持板
９５ プランジャ
９６ レバー
９７ コイルバネ
９８ 強磁性形状記憶部材
９９ 電磁コイル
１０１ パイプ
１０１ａ 吹出口
１０２ ファン
１０３ 歪みセンサ

Claims (17)

1. 回転しながら表面にトナー像を保持し該トナー像を被転写手段に転写する像保持手段と、
   前記像保持手段表面の、前記トナー像の転写後の領域に接して、該像保持手段上の残留物を掻き取る掻取手段と、
   前記掻取手段により掻き取られて堆積した前記残留物の塊を崩壊させる崩壊手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記崩壊手段が、前記堆積領域に堆積した前記残留物の塊に振動を加える加振手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像保持手段に接触して該像保持手段を帯電させる帯電手段と、
   交番電力を含む前記像保持手段帯電用の電力を前記帯電手段に印加する電力印加手段とを備え、
   前記加振手段が、振幅もしくは周波数が増大した交番電力を前記帯電手段に印加させる手段であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記加振手段が、機械的に振動する手段であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記崩壊手段が、前記像保持手段と前記掻取手段との間に相対移動を生じさせる相対移動手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記相対移動手段が、前記像保持手段に、逆回転を含む動作を生じさせる手段であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記相対移動手段が、前記像保持手段と前記掻取手段とを相対的に、前記像保持手段の回転軸方向に移動させる手段であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記相対移動手段が、前記残留物の塊を前記掻取手段で押し崩す手段であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
9. 前記崩壊手段が、前記残留物の塊に接する位置に配置されて該塊を前記堆積領域から掻き出す向きに移動自在に前記掻取手段に支持され、該掻き出す向きに移動することで前記残留物の塊を崩す手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記崩壊手段が、前記堆積領域に空気を吹き付けることで前記残留物の塊を崩す手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記掻取手段が、前記像保持手段表面の移動方向が上方に向かう成分を持つ位置において該像保持体表面に接していることを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記像保持手段を前記掻取手段との間の摩擦力が前記崩壊手段を作用させる摩擦力に達したか否かを検出する検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
13. 前記検出手段が、像保持手段の回転トルクを検出するトルクセンサであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記検出手段が、掻取手段の歪を検出する歪センサであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
15. 前記像保持手段が、下層よりも高い硬度を持ち１３族元素を含む材料からなる表面保護層を有し、該表面保護層の表面にトナー像を保持する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
16. 前記表面保護層が、少なくともガリウムと酸素とを構成元素とする層であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記表面保護層が、水素を含有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像形成装置。

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