画像形成装置
【課題】新たな構成を付け加えることなく像担持体上の異物を研磨除去する。
【解決手段】感光体ドラム１と、帯電ローラ２と、帯電された感光体ドラム１に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラ５を備え静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置６と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング部材８と、を備え、画像形成装置は、当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードにすることができる。この異物除去モードにおいて、異物除去制御装置２０は、前記現像手段の現像ローラ５より早く回転させ、現像剤磁気ブラシで感光体ドラム１の異物を除去する。
【解決手段】感光体ドラム１と、帯電ローラ２と、帯電された感光体ドラム１に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラ５を備え静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置６と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング部材８と、を備え、画像形成装置は、当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードにすることができる。この異物除去モードにおいて、異物除去制御装置２０は、前記現像手段の現像ローラ５より早く回転させ、現像剤磁気ブラシで感光体ドラム１の異物を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、特に像担持体と、帯電手段と、潜像形成手段と、現像手段と、前記トナー像を転写部材に転写する転写手段とを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置における記録媒体への画像形成プロセスでは、光導電現象を利用して像担持体上に静電的な電荷の像（静電潜像）を形成し、この静電潜像に着色した帯電微粒子（トナー）を静電力で付着させて可視像とする。
【０００３】
ここで、像担持体に静電潜像を形成するとき、像担持体表面に帯電する必要があり、この像担持体への帯電は、一般的に帯電ローラや帯電チャージャを用いて、放電によって像担持体を均一に帯電することにより行う。
【０００４】
しかし、この放電時に放電生成物が像担持体に付着することがある。放電生成物が付着すると、像担持体表面の抵抗が変化し異常画像が発生することがある。また、トナーには帯電性、流動性などを安定化するために数種類の添加剤が添加されている。この添加剤のほとんどは１０〜１５０（ｎｍ）の非常に小さな微粒子であり、これらが凝集して像担持体に付着することもある。この場合も異常画像が発生することとなる。
【０００５】
これらの問題を解決するために、研磨ブレードを用いて像担持体を研磨する技術が提案されている。特許文献１には、像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、トナーをクリーニングする第１のクリーニング部材と、像担持体に付着した異物を除去するための研磨剤を有する第２のクリーニング部材と、この第２のクリーニング部材を像担持体に接離させる接離手段とを有し、画像形成動作中に、接離手段によって第２のクリーニング部材を像担持体に当接させた状態とするものが記載されている。
【０００６】
また、ブレード部材を用いることなく、像担持体表面上に微粒子を供給し、除去ブラシ部材を用いて微粒子とともに放電生成物を除去する技術も提案されている。特許文献２には、放電生成物除去モードとして、非画像形成時に微粒子であるトナーを微粒子供給手段としての現像装置から像担持体である感光体の表面に供給し、第１クリーニングブラシおよび第２クリーニングブラシ、第１回収ローラおよび第２回収ローラ、および第１ローラ電源回路および第２ローラ電源回路からなる静電クリーニング手段を用いて、感光体表面に供給されたトナーを感光体表面上から静電的クリーニングするものが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のものにあっては、トナーをクリーニングするためのブレードと、異物を除去するためのブレードとを用いるため、部品数が増えコスト高になってしまう上、ブレード部材を２つ使用するので装置を小型化することができないという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献１および特許文献２に記載のものは、装置の部品数が増えると同時に複雑な制御が必要となり、コスト高となるほか、装置を小型化することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、新たな構成を付け加えることなく像担持体上の異物を研磨除去することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題解決する請求項１の発明は、像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラを備え、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段と、を備える画像形成装置において、当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードに設定可能であり、前記異物除去モードにおいて、前記現像手段の現像ローラを作像動作時と異なる回転速度で回転させる該異物除去制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
同じく請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記異物除去制御手段は、前記現像ローラの回転速度を作像動作時の回転速度よりも速い速度であり、かつ、像担持体の回転速度より速い速度で回転させることを特徴とする。
【００１２】
同じく請求項３の発明は、請求項１および請求項２の画像形成装置において、異物除去制御手段は、前記クリーニング部材を像担持体から離間させることを特徴とする。
【００１３】
同じく請求項４の発明は、請求項１から請求項３の画像形成装置において、前記帯電手段には常時交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加しており、前記異物除去制御部は、異物除去時において、帯電手段に印加する交流電圧を通常の作像動作時に印加する交流電圧よりも低い値とすることを特徴とする。
【００１４】
同じく請求項５の発明は、請求項１から請求項４の画像形成装置において、前記像担持体が有機化合物を主体とし、その表面にフィラーを分散させ表面を硬化させた有機光半導体（ＯＰＣ）であることを特徴とする。
【００１５】
同じく請求項６の発明は、請求項１から請求項４の画像形成装置において、前記像担持体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする。
【００１６】
同じく請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記帯電手段、前記現像手段、前記クリーニング手段、および前記像担持体を一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、像担持体を清掃するに際して、特別の部材を追加する必要がないので、部品点数の増加による信頼性の低下を防止できるほか、コスト上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の内部構造を示す模式図である。
【図２】同じく画像形成装置を示すブロック図である。
【図３】作像動作時における現像剤磁気ブラシと感光体ドラムの接触部の拡大図である。
【図４】実施例１に係る画像形成装置の異物除去モードにおける現像剤磁気ブラシと感光体ドラムの接触部の拡大図である。
【図５】実施例２に係る画像形成装置を示すブロック図である。
【図６】実施例３に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。
【図７】実施例４に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。
【図８】実施例５に係るプロセスカートリッジの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施形態に係る画像形成装置は、像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラを備え、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段と、を備え、当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードにすることができる。画像形成装置は、この異物除去モードにおいて、前記現像手段の現像ローラを作像動作時と異なる回転速度で回転させる異物除去制御手段を備え、現像剤磁気ブラシで感光体ドラムの異物を除去する。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例（以下では単に実施例と記載する）に係る画像形成装置について説明する。以下、いくつかの例を説明するが、本発明はこれらに限定されず、かつ本発明の真の趣旨および範囲から逸脱せずに、数多くの改良、変更、変形、置換をなすことおよび応用例を想到することが当業者には可能であろう。
【００２１】
＜実施例１＞
以下実施例１に係る画像形成装置について説明する。図１は実施例１に係る画像形成装置内部の基本的構造を示す模式図である。この画像形成装置１０は、像担持体としての感光体ドラム１を備えている。この感光体ドラム１は、図１中矢印Ａ方向に速度Ａで回転するものであり、アルミニウム基体の外周面に有機感光体からなる感光層を形成し、そのドラム表層をポリカーボネート製としたものである。
【００２２】
感光体ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ２と、帯電ローラをクリーニングする帯電ローラ清掃部材３と、潜像形成手段としての露光装置４と、現像手段としての現像ローラ５を有する現像装置６と、転写手段としての転写部材７と、感光体ドラム１をクリーニングするクリーニング部材８と、感光体ドラム１表面の残留電荷を除電する手段としての除電装置９とが配置されている。
【００２３】
また、転写部材７で転写が行われる転写領域の下流側、すなわち印刷用紙などの記録材Ｐが搬送される記録材搬送方向（図中矢印のＥ方向）の下流側には、記録材Ｐ上のトナー像を定着させる定着手段としての定着装置（図示していない）が配置されている。
【００２４】
帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。この帯電ローラ２は感光体ドラム１の表面に接触、または感光体ドラム１の表面と微小な空隙を空けて配置し、これに帯電バイアスを印加することによって感光体ドラム１表面を所望の極性および所望の電位に一様帯電する。帯電ローラ２は感光体ドラム１の回転Ａ方向と順方向、すなわち図１中矢印Ｂ方向に回転する。
【００２５】
帯電ローラ清掃部材３は、メラミン材質からなるローラ形状の部材で構成され、帯電ローラ２と接触するように配置される。帯電ローラ清掃部材３は、帯電ローラ２の回転Ｂ方向と順方向、すなわち図１中Ｃ方向に回転する。
【００２６】
露光装置４は、帯電ローラ２によって帯電された感光体ドラム１の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成するものである。この露光装置４は、例えば、発光素子としてＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）あるいはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を使用し、一様に帯電された感光体ドラム１表面に対して画像データに基づく光を照射することにより、その感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する。なお、露光装置４としては、このような構成に限らず、広く公知のものを利用することができる。
【００２７】
現像装置６は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う。この現像装置６は、固定配置された磁界発生手段としてのマグネットローラを内部に有する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。この現像ローラ５は、表面に現像剤を担持しながら回転することによって、現像剤を感光体ドラム１と対向する現像領域へ搬送する。実施例１では、現像剤としてトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、マグネットローラの磁力により現像領域でキャリアを穂立ちさせてブラシ状にして現像を行う磁気ブラシ現像方式を採用している。
【００２８】
現像ローラ５には、現像バイアス電源から現像バイアスが印加される。これにより、現像領域において、現像ローラ５表面の電位と感光体ドラム１表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が生じ、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、現像剤中のトナーが静電潜像へ付着する。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像がトナー像になる。
【００２９】
転写部材７は、感光体ドラム１上のトナー像を、図中矢印Ｅ方向に搬送されてくる記録材Ｐ上へ転写する。この転写部材７は、転写ローラ等の転写部材を感光体ドラム１の表面に所定の押圧力で接触させ、転写部材７と感光体ドラム１との間に転写ニップを形成する。そして、この転写ニップで記録材Ｐを挟み込んだ状態で、転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスを転写部材に印加することによって形成される転写電界により、感光体ドラム１表面上のトナー像を記録材Ｐ上へ転写する。
【００３０】
なお、転写部材としては、例えば弾性体からなる転写ローラや転写ベルトを用いることができる。さらに、直接記録材Ｐに転写せず、複数のトナー像を重ねてから記録材Ｐに転写を行う中間転写ベルトを用いることができる。このようにしてトナー像が転写された記録材Ｐは、前記定着装置へ搬送され、ここでトナー像が定着された後、機外へ排出される。
【００３１】
クリーニング部材８は、転写されずに感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーを感光体ドラム１の表面から除去する。実施例１では、クリーニング部材８としては、感光体ドラム１表面上の転写残トナーを掻き取って除去するためのクリーニングブレード部材を用いている。クリーニングブレード部材はポリウレタンのブレード部材を金属支持体に貼り付けたものを用い、感光体ドラム１との当接方法は感光体ドラム１の回転方向Ａに対してカウンタ方向に接触させる。
【００３２】
除電装置９は、感光体ドラム１表面の残留電荷を除去する。残留電荷が除去された感光体ドラム１の表面は、次の画像形成に寄与することになる。なお、この除電装置９は、ＬＥＤなどを用いた光除電方式を採用しているが、これに限られるものではない。
【００３３】
実施例１に係る画像形成装置１０では、非作像動作時に、感光体ドラム１から異物を除去するための異物除去モードとすることができる。図２は実施例１に係る画像形成装置を示すブロック図である。実施例１に係る画像形成装置１０では、この異物除去モードにおいて動作する異物除去制御手段としての異物除去制御装置２０を備えている。この異物除去制御装置２０は、通常画像形成装置に配置されている制御部に新たな制御プログラムを搭載して実行することにより実現される。異物除去制御装置２０は、画像形成装置１０は外部からの指示により、画像形成装置１０が異物除去モードになったとき、駆動モータ制御装置２２を制御して現像ローラ５の回転速度を変更する。
【００３４】
ここで、感光体ドラム１表面の異物としては、帯電ローラ２により感光体ドラム１を放電により帯電するときに発生する放電生成物、クリーニング部材８により転写残トナーを除去するときにトナーの添加剤凝集体を感光体ドラム１に固着させてしまうものなどがある。
【００３５】
実施例１に係る画像形成装置１０では、異物除去制御装置２０は、異物除去モードにおいて、現像ローラ５の回転速度を通常の作像動作時の回転速度よりも上げ、感光体ドラム１表面の異物除去効率を上げる。
【００３６】
現像ローラ５による感光体ドラム１表面の異物除去は、現像ローラ５に担持している現像剤磁気ブラシを利用する。現像剤磁気ブラシは酸化鉄を加工したキャリア１３とトナー１４を均一に混ぜたもので、現像ローラ５内部の磁石により穂立ちした状態となっている。通常はトナーを感光体ドラム１の潜像に付着させることを目的としているが、キャリア１３の影響で研磨力が非常に大きい。
【００３７】
通常の作像動作時は感光体ドラム１の回転速度Ａと現像ローラ５の回転速度Ｄはほぼ等速の関係にあるため、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１を摺擦するような力がはたらかないため感光体ドラム１を研磨することはない。
【００３８】
画像形成装置１０では、異物除去モードにおいて、両者の間に速度差をつけ、現像ローラ５の回転速度を感光体ドラム１の回転速度よりも速くすることにより、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１に接触し、研磨する。
【００３９】
画像形成装置１０において、通常の作像動作は帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電という一連のプロセスを行うが、非作像時では、帯電、除電のみが行われている状態である。また、転写部材７とクリーニング部材８は異物除去制御装置２０の制御により、感光体ドラム１から離れている（図２中矢印Ｇ、Ｈ）。
【００４０】
現像ローラ５は作像時と同様に回転し電圧が印加されるが、露光を行わないので感光体ドラム１を帯電しても潜像が形成されず、トナーが感光体ドラム１に現像されることはない。したがって、画像形成装置１０では、この条件下で現像ローラ５上の現像剤磁気ブラシを用いて感光体ドラム１に付着した異物を除去する。
【００４１】
異物除去制御装置２０は、現像ローラ５の駆動モータ２１の駆動を行う駆動モータ制御装置２２を制御して、駆動モータ２１の回転を制御して現像ローラの回転速度を作像時における現像ローラ５の回転速度Ｄより早いＤ’とする。このとき、クリーニング部材８は感光体ドラム１から離間している。この状態で、現像ローラ５は通常の作像時よりも回転速度が上がっているので、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１を激しく摺擦することになり、感光体ドラム１の表面を研磨することができる。
【００４２】
図３は作像動作時における現像剤磁気ブラシと感光体ドラムの接触部の拡大図である。上述したように現像剤はキャリア１３とトナー１４により構成され、現像ローラ５内部の磁石により磁気ブラシ状になって感光体ドラム１と接触している。
【００４３】
作像時、つまり感光体ドラム１に現像ローラ５でトナーを付着させるときは、感光体ドラム１と現像ローラの回転速度はほぼ等速（Ａ≒Ｄ）となっている。このため、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１と接する領域が小さく、接する回数が少なくなり感光体ドラム１を研磨する能力は小さい。
【００４４】
図４は非作像時の異物除去モード時の現像剤磁気ブラシと感光体ドラム１の接触部拡大図である。現像ローラ５は回転速度Ｄ’で通常の作像時の回転速度Ｄよりも速く、かつ感光体ドラム１の回転速度Ａよりも速く回転している。このため、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１と接する領域が大きく、接する回数が多くなり感光体ドラム１を研磨する能力は大きくなり、感光体ドラム１表面を削りやすい状態となる。
【００４５】
次に実施例２について説明する。図５は実施例２に係る画像形成装置を示すブロック図である。実施例２に係る画像形成装置では、現像ローラ５の速度を上げると共に、さらに、帯電ローラ２に印加する交流電圧を通常の作像動作時に印加する交流電圧よりも低い値とする。なお、画像形成装置４０の基本的構造は、実施例１に係る画像形成装置１０と同じである。
【００４６】
実施例２に係る画像形成装置４０においては、ＡＣ電源２４で帯電ローラ２に交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加することによって感光体ドラム１を帯電している。放電生成物が発生しやすい条件は、直流電圧が大きいときに発生することがわかっている。作像時は放電不足による異常画像を発生させないために、感光体ドラム１を帯電するのに必要な電圧（電流）よりもやや高い電圧を印加している。そのため放電生成物が感光体ドラム１に付着しやすい状態となっている。したがって。非作像時は異常画像の問題を伴わないため、放電が不足しても許容できる低い直流電圧を帯電手段に印加してもよい。
【００４７】
そのため、実施例２に係る画像形成装置４０では、異物除去制御装置２０は、前述した現像ローラ５の回転制御を行うほか、帯電ローラ２に交流電圧を加えるＡＣ電源２４の電圧を制御するＡＣ電源制御装置２５に接続されて、ＡＣ電源制御装置２５の作動を制御する。
【００４８】
ここで、帯電ローラ２に加えられる電圧、特に放電に影響する交流電圧は、非作像時であるため感光体ドラム１を均一に帯電する必要はないため低い電圧を印加する。これは異物除去モードに交流電圧を小さくすることにより感光体ドラム１への放電生成物付着を抑制するためである。
【００４９】
したがって、感光体ドラム１の異物を除去する状態になったときは、転写部材７、クリーニング部材８が感光体ドラム１から離れ、感光体ドラム１が回転すると同時に帯電ローラ２に電源から作像時よりも低い交流電圧が印加される。このとき直流電圧は作像時と同じ電圧を印加する。感光体ドラム１の回転速度は作像時と同じ速度とし、現像ローラ５の回転速度は作像時よりも速い回転速度Ｄ’’で回転駆動する。なお、現像ローラ５には図示していないが電源が接続してあり、作像時と同じ電圧が印加される。
【００５０】
このような条件下で、感光体ドラム１と現像ローラ５を一定の時間駆動させることによって現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１表面の異物を効率よく除去することができる。なお、異物除去を行うタイミングは、ある一定枚数の画像を出力したときに実行する。あるいは感光体ドラム１の駆動時間を記録しておき、ある一定の駆動時間で実行してもよい。
【００５１】
＜実施例３＞
次に実施例３に係る画像形成装置について説明する。実施例３に係る画像形成装置は、その感光体ドラム１を有機光半導体（ＯＰＣ）としたものである。図６は実施例３に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。実施例３に係る画像形成装置の感光体ドラム１は、有機化合物を主体とするＯＰＣであって、その表面にフィラーを分散させ表面を硬化させたものである。すなわち、感光体ドラム１は、アルミニウム基板３１（１ｍｍ）の上に下引き層３２（３〜５μｍ）、電荷発生層３３（０．２〜０．４μｍ）、電荷輸送層３４（１５〜２０μｍ）、フィラー分散電荷輸送層３５（４．５±０．５μｍ）を備えて構成されている。
【００５２】
実施例３に係る画像形成装置では、感光体ドラム１の表面を硬くすることにより、異物の除去を行いつつ繰り返し使用しても、劣化がほとんど認められず、長寿命となり、画像形成装置を長期にわたって安定して使用することができる。
【００５３】
＜実施例４＞
次に実施例４について説明する。感光体ドラム１としては、前述したＯＰＣ（有機光半導体）感光体のほかに、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、支持体上に真空蒸着法、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、すなわち、原料ガスを直流また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。
【００５４】
図７は実施例４に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。図７（ａ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２が設けられている。図７（ｂ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３とから構成されている。図７（ｃ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４とから構成されている。図７（ｄ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上に、光導電層５０２が設けられている。光導電層５０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層５０５ならびに電荷輸送層５０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層５０３が設けられている。
【００５５】
アモルファスシリコン感光体の支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、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またはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性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も用いることができる。
【００５６】
支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であることができ、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、支持体は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０（μｍ）以上とされる。
【００５７】
これらのアモルファスシリコン感光体には、必要に応じて導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止するはたらのある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的である（図７（ｃ））。すなわち、電荷注入阻止層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、支持体側より光導電層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、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。
【００５８】
電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、および経済的効果等の点から好ましくは０．１〜５（μｍ）、より好ましくは０．３〜４（μｍ）、最適には０．５〜３（μｍ）とされるのが望ましい。
【００５９】
光導電層は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層５０２の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよ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１〜１００（μｍ）、より好ましくは２０〜５０（μｍ）、最適には２３〜４５（μｍ）とされるのが望ましい。
【００６０】
電荷輸送層は、光導電層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フッ素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性およ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。
【００６１】
電荷輸送層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層については、好ましくは５〜５０（μｍ）、より好ましくは１０〜４０（μｍ）、最適には２０〜３０（μｍ）とされるのが望ましい。
【００６２】
電荷発生層は、光導電層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からなり、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。
【００６３】
電荷発生層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよ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０．５〜１５（μｍ）、より好ましくは１〜１０（μｍ）、最適には１〜５（μｍ）とされる。
【００６４】
感光体ドラム１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上に形成された光導電層の上に、さらに表面層を設けることができ、アモルファスシリコン系の表面層を形成することが好ましい。この表面層は自由表面を有し、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、耐久性において本発明の目的を達成するために設けられる。
【００６５】
実施例３における表面層の層厚としては、通常０．０１〜３（μｍ）、好適には０．０５〜２（μｍ）、最適には０．１〜１（μｍ）とされるのが望ましいものである。層厚が０．０１（μｍ）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、３（μｍ）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。
【００６６】
上述したように、感光体ドラム１をアモルファスシリコン感光体とすることによって、表面硬度が高く、半導体レーザ（７７０〜８００ｎｍ）などの長波長光に高い感度を示し、しかも繰り返し使用による劣化もほとんど認められず、長寿命となり、画像形成装置を長期にわたって安定して使用することができる。
【００６７】
＜実施例５＞
次に実施例５について説明する。実施例５は感光体ドラム１、帯電ローラ２、露光装置４、クリーニング部材８を一体として、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものである。図８は実施例５に係るプロセスカートリッジの構成を示す模式図である。プロセスカートリッジ５０は、ケース５１内に像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電するための帯電ローラ２と、感光体ドラム１にトナーを現像する現像装置６と、感光体ドラム１に残留するトナーを除去するためのクリーニング部材８とを配置し、画像形成装置に一体として着脱できるようにしている。
【００６８】
実施例５に係る、プロセスカートリッジ５０を使用すると、画像形成装置への交換等が容易となり、利便性が向上する。
【符号の説明】
【００６９】
１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 帯電ローラ清掃部材
４ 露光装置（潜像形成手段）
５ 現像ローラ
６ 現像装置（現像手段）
７ 転写部材
８ クリーニング部材（クリーニング手段）
９ 除電装置
１０ 画像形成装置
１３ キャリア
１４ トナー
２０ 異物除去制御装置（異物除去制御手段）
２１ 駆動モータ
２２ 駆動モータ制御装置
２４ ＡＣ電源
２５ ＡＣ電源制御装置
３１ アルミニウム基板
３２ 下引き層
３３ 電荷発生層
３４ 電荷輸送層
３５ フィラー分散電荷輸送層
５０ プロセスカートリッジ
５１ ケース
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００９−２３７０６２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８５２５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、特に像担持体と、帯電手段と、潜像形成手段と、現像手段と、前記トナー像を転写部材に転写する転写手段とを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置における記録媒体への画像形成プロセスでは、光導電現象を利用して像担持体上に静電的な電荷の像（静電潜像）を形成し、この静電潜像に着色した帯電微粒子（トナー）を静電力で付着させて可視像とする。
【０００３】
ここで、像担持体に静電潜像を形成するとき、像担持体表面に帯電する必要があり、この像担持体への帯電は、一般的に帯電ローラや帯電チャージャを用いて、放電によって像担持体を均一に帯電することにより行う。
【０００４】
しかし、この放電時に放電生成物が像担持体に付着することがある。放電生成物が付着すると、像担持体表面の抵抗が変化し異常画像が発生することがある。また、トナーには帯電性、流動性などを安定化するために数種類の添加剤が添加されている。この添加剤のほとんどは１０〜１５０（ｎｍ）の非常に小さな微粒子であり、これらが凝集して像担持体に付着することもある。この場合も異常画像が発生することとなる。
【０００５】
これらの問題を解決するために、研磨ブレードを用いて像担持体を研磨する技術が提案されている。特許文献１には、像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、トナーをクリーニングする第１のクリーニング部材と、像担持体に付着した異物を除去するための研磨剤を有する第２のクリーニング部材と、この第２のクリーニング部材を像担持体に接離させる接離手段とを有し、画像形成動作中に、接離手段によって第２のクリーニング部材を像担持体に当接させた状態とするものが記載されている。
【０００６】
また、ブレード部材を用いることなく、像担持体表面上に微粒子を供給し、除去ブラシ部材を用いて微粒子とともに放電生成物を除去する技術も提案されている。特許文献２には、放電生成物除去モードとして、非画像形成時に微粒子であるトナーを微粒子供給手段としての現像装置から像担持体である感光体の表面に供給し、第１クリーニングブラシおよび第２クリーニングブラシ、第１回収ローラおよび第２回収ローラ、および第１ローラ電源回路および第２ローラ電源回路からなる静電クリーニング手段を用いて、感光体表面に供給されたトナーを感光体表面上から静電的クリーニングするものが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のものにあっては、トナーをクリーニングするためのブレードと、異物を除去するためのブレードとを用いるため、部品数が増えコスト高になってしまう上、ブレード部材を２つ使用するので装置を小型化することができないという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献１および特許文献２に記載のものは、装置の部品数が増えると同時に複雑な制御が必要となり、コスト高となるほか、装置を小型化することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、新たな構成を付け加えることなく像担持体上の異物を研磨除去することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題解決する請求項１の発明は、像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラを備え、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段と、を備える画像形成装置において、当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードに設定可能であり、前記異物除去モードにおいて、前記現像手段の現像ローラを作像動作時と異なる回転速度で回転させる該異物除去制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
同じく請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記異物除去制御手段は、前記現像ローラの回転速度を作像動作時の回転速度よりも速い速度であり、かつ、像担持体の回転速度より速い速度で回転させることを特徴とする。
【００１２】
同じく請求項３の発明は、請求項１および請求項２の画像形成装置において、異物除去制御手段は、前記クリーニング部材を像担持体から離間させることを特徴とする。
【００１３】
同じく請求項４の発明は、請求項１から請求項３の画像形成装置において、前記帯電手段には常時交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加しており、前記異物除去制御部は、異物除去時において、帯電手段に印加する交流電圧を通常の作像動作時に印加する交流電圧よりも低い値とすることを特徴とする。
【００１４】
同じく請求項５の発明は、請求項１から請求項４の画像形成装置において、前記像担持体が有機化合物を主体とし、その表面にフィラーを分散させ表面を硬化させた有機光半導体（ＯＰＣ）であることを特徴とする。
【００１５】
同じく請求項６の発明は、請求項１から請求項４の画像形成装置において、前記像担持体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする。
【００１６】
同じく請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記帯電手段、前記現像手段、前記クリーニング手段、および前記像担持体を一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、像担持体を清掃するに際して、特別の部材を追加する必要がないので、部品点数の増加による信頼性の低下を防止できるほか、コスト上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の内部構造を示す模式図である。
【図２】同じく画像形成装置を示すブロック図である。
【図３】作像動作時における現像剤磁気ブラシと感光体ドラムの接触部の拡大図である。
【図４】実施例１に係る画像形成装置の異物除去モードにおける現像剤磁気ブラシと感光体ドラムの接触部の拡大図である。
【図５】実施例２に係る画像形成装置を示すブロック図である。
【図６】実施例３に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。
【図７】実施例４に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。
【図８】実施例５に係るプロセスカートリッジの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施形態に係る画像形成装置は、像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラを備え、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段と、を備え、当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードにすることができる。画像形成装置は、この異物除去モードにおいて、前記現像手段の現像ローラを作像動作時と異なる回転速度で回転させる異物除去制御手段を備え、現像剤磁気ブラシで感光体ドラムの異物を除去する。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例（以下では単に実施例と記載する）に係る画像形成装置について説明する。以下、いくつかの例を説明するが、本発明はこれらに限定されず、かつ本発明の真の趣旨および範囲から逸脱せずに、数多くの改良、変更、変形、置換をなすことおよび応用例を想到することが当業者には可能であろう。
【００２１】
＜実施例１＞
以下実施例１に係る画像形成装置について説明する。図１は実施例１に係る画像形成装置内部の基本的構造を示す模式図である。この画像形成装置１０は、像担持体としての感光体ドラム１を備えている。この感光体ドラム１は、図１中矢印Ａ方向に速度Ａで回転するものであり、アルミニウム基体の外周面に有機感光体からなる感光層を形成し、そのドラム表層をポリカーボネート製としたものである。
【００２２】
感光体ドラム１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ２と、帯電ローラをクリーニングする帯電ローラ清掃部材３と、潜像形成手段としての露光装置４と、現像手段としての現像ローラ５を有する現像装置６と、転写手段としての転写部材７と、感光体ドラム１をクリーニングするクリーニング部材８と、感光体ドラム１表面の残留電荷を除電する手段としての除電装置９とが配置されている。
【００２３】
また、転写部材７で転写が行われる転写領域の下流側、すなわち印刷用紙などの記録材Ｐが搬送される記録材搬送方向（図中矢印のＥ方向）の下流側には、記録材Ｐ上のトナー像を定着させる定着手段としての定着装置（図示していない）が配置されている。
【００２４】
帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。この帯電ローラ２は感光体ドラム１の表面に接触、または感光体ドラム１の表面と微小な空隙を空けて配置し、これに帯電バイアスを印加することによって感光体ドラム１表面を所望の極性および所望の電位に一様帯電する。帯電ローラ２は感光体ドラム１の回転Ａ方向と順方向、すなわち図１中矢印Ｂ方向に回転する。
【００２５】
帯電ローラ清掃部材３は、メラミン材質からなるローラ形状の部材で構成され、帯電ローラ２と接触するように配置される。帯電ローラ清掃部材３は、帯電ローラ２の回転Ｂ方向と順方向、すなわち図１中Ｃ方向に回転する。
【００２６】
露光装置４は、帯電ローラ２によって帯電された感光体ドラム１の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成するものである。この露光装置４は、例えば、発光素子としてＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）あるいはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を使用し、一様に帯電された感光体ドラム１表面に対して画像データに基づく光を照射することにより、その感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する。なお、露光装置４としては、このような構成に限らず、広く公知のものを利用することができる。
【００２７】
現像装置６は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う。この現像装置６は、固定配置された磁界発生手段としてのマグネットローラを内部に有する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。この現像ローラ５は、表面に現像剤を担持しながら回転することによって、現像剤を感光体ドラム１と対向する現像領域へ搬送する。実施例１では、現像剤としてトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、マグネットローラの磁力により現像領域でキャリアを穂立ちさせてブラシ状にして現像を行う磁気ブラシ現像方式を採用している。
【００２８】
現像ローラ５には、現像バイアス電源から現像バイアスが印加される。これにより、現像領域において、現像ローラ５表面の電位と感光体ドラム１表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が生じ、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、現像剤中のトナーが静電潜像へ付着する。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像がトナー像になる。
【００２９】
転写部材７は、感光体ドラム１上のトナー像を、図中矢印Ｅ方向に搬送されてくる記録材Ｐ上へ転写する。この転写部材７は、転写ローラ等の転写部材を感光体ドラム１の表面に所定の押圧力で接触させ、転写部材７と感光体ドラム１との間に転写ニップを形成する。そして、この転写ニップで記録材Ｐを挟み込んだ状態で、転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスを転写部材に印加することによって形成される転写電界により、感光体ドラム１表面上のトナー像を記録材Ｐ上へ転写する。
【００３０】
なお、転写部材としては、例えば弾性体からなる転写ローラや転写ベルトを用いることができる。さらに、直接記録材Ｐに転写せず、複数のトナー像を重ねてから記録材Ｐに転写を行う中間転写ベルトを用いることができる。このようにしてトナー像が転写された記録材Ｐは、前記定着装置へ搬送され、ここでトナー像が定着された後、機外へ排出される。
【００３１】
クリーニング部材８は、転写されずに感光体ドラム１の表面に残留した転写残トナーを感光体ドラム１の表面から除去する。実施例１では、クリーニング部材８としては、感光体ドラム１表面上の転写残トナーを掻き取って除去するためのクリーニングブレード部材を用いている。クリーニングブレード部材はポリウレタンのブレード部材を金属支持体に貼り付けたものを用い、感光体ドラム１との当接方法は感光体ドラム１の回転方向Ａに対してカウンタ方向に接触させる。
【００３２】
除電装置９は、感光体ドラム１表面の残留電荷を除去する。残留電荷が除去された感光体ドラム１の表面は、次の画像形成に寄与することになる。なお、この除電装置９は、ＬＥＤなどを用いた光除電方式を採用しているが、これに限られるものではない。
【００３３】
実施例１に係る画像形成装置１０では、非作像動作時に、感光体ドラム１から異物を除去するための異物除去モードとすることができる。図２は実施例１に係る画像形成装置を示すブロック図である。実施例１に係る画像形成装置１０では、この異物除去モードにおいて動作する異物除去制御手段としての異物除去制御装置２０を備えている。この異物除去制御装置２０は、通常画像形成装置に配置されている制御部に新たな制御プログラムを搭載して実行することにより実現される。異物除去制御装置２０は、画像形成装置１０は外部からの指示により、画像形成装置１０が異物除去モードになったとき、駆動モータ制御装置２２を制御して現像ローラ５の回転速度を変更する。
【００３４】
ここで、感光体ドラム１表面の異物としては、帯電ローラ２により感光体ドラム１を放電により帯電するときに発生する放電生成物、クリーニング部材８により転写残トナーを除去するときにトナーの添加剤凝集体を感光体ドラム１に固着させてしまうものなどがある。
【００３５】
実施例１に係る画像形成装置１０では、異物除去制御装置２０は、異物除去モードにおいて、現像ローラ５の回転速度を通常の作像動作時の回転速度よりも上げ、感光体ドラム１表面の異物除去効率を上げる。
【００３６】
現像ローラ５による感光体ドラム１表面の異物除去は、現像ローラ５に担持している現像剤磁気ブラシを利用する。現像剤磁気ブラシは酸化鉄を加工したキャリア１３とトナー１４を均一に混ぜたもので、現像ローラ５内部の磁石により穂立ちした状態となっている。通常はトナーを感光体ドラム１の潜像に付着させることを目的としているが、キャリア１３の影響で研磨力が非常に大きい。
【００３７】
通常の作像動作時は感光体ドラム１の回転速度Ａと現像ローラ５の回転速度Ｄはほぼ等速の関係にあるため、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１を摺擦するような力がはたらかないため感光体ドラム１を研磨することはない。
【００３８】
画像形成装置１０では、異物除去モードにおいて、両者の間に速度差をつけ、現像ローラ５の回転速度を感光体ドラム１の回転速度よりも速くすることにより、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１に接触し、研磨する。
【００３９】
画像形成装置１０において、通常の作像動作は帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電という一連のプロセスを行うが、非作像時では、帯電、除電のみが行われている状態である。また、転写部材７とクリーニング部材８は異物除去制御装置２０の制御により、感光体ドラム１から離れている（図２中矢印Ｇ、Ｈ）。
【００４０】
現像ローラ５は作像時と同様に回転し電圧が印加されるが、露光を行わないので感光体ドラム１を帯電しても潜像が形成されず、トナーが感光体ドラム１に現像されることはない。したがって、画像形成装置１０では、この条件下で現像ローラ５上の現像剤磁気ブラシを用いて感光体ドラム１に付着した異物を除去する。
【００４１】
異物除去制御装置２０は、現像ローラ５の駆動モータ２１の駆動を行う駆動モータ制御装置２２を制御して、駆動モータ２１の回転を制御して現像ローラの回転速度を作像時における現像ローラ５の回転速度Ｄより早いＤ’とする。このとき、クリーニング部材８は感光体ドラム１から離間している。この状態で、現像ローラ５は通常の作像時よりも回転速度が上がっているので、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１を激しく摺擦することになり、感光体ドラム１の表面を研磨することができる。
【００４２】
図３は作像動作時における現像剤磁気ブラシと感光体ドラムの接触部の拡大図である。上述したように現像剤はキャリア１３とトナー１４により構成され、現像ローラ５内部の磁石により磁気ブラシ状になって感光体ドラム１と接触している。
【００４３】
作像時、つまり感光体ドラム１に現像ローラ５でトナーを付着させるときは、感光体ドラム１と現像ローラの回転速度はほぼ等速（Ａ≒Ｄ）となっている。このため、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１と接する領域が小さく、接する回数が少なくなり感光体ドラム１を研磨する能力は小さい。
【００４４】
図４は非作像時の異物除去モード時の現像剤磁気ブラシと感光体ドラム１の接触部拡大図である。現像ローラ５は回転速度Ｄ’で通常の作像時の回転速度Ｄよりも速く、かつ感光体ドラム１の回転速度Ａよりも速く回転している。このため、現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１と接する領域が大きく、接する回数が多くなり感光体ドラム１を研磨する能力は大きくなり、感光体ドラム１表面を削りやすい状態となる。
【００４５】
次に実施例２について説明する。図５は実施例２に係る画像形成装置を示すブロック図である。実施例２に係る画像形成装置では、現像ローラ５の速度を上げると共に、さらに、帯電ローラ２に印加する交流電圧を通常の作像動作時に印加する交流電圧よりも低い値とする。なお、画像形成装置４０の基本的構造は、実施例１に係る画像形成装置１０と同じである。
【００４６】
実施例２に係る画像形成装置４０においては、ＡＣ電源２４で帯電ローラ２に交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加することによって感光体ドラム１を帯電している。放電生成物が発生しやすい条件は、直流電圧が大きいときに発生することがわかっている。作像時は放電不足による異常画像を発生させないために、感光体ドラム１を帯電するのに必要な電圧（電流）よりもやや高い電圧を印加している。そのため放電生成物が感光体ドラム１に付着しやすい状態となっている。したがって。非作像時は異常画像の問題を伴わないため、放電が不足しても許容できる低い直流電圧を帯電手段に印加してもよい。
【００４７】
そのため、実施例２に係る画像形成装置４０では、異物除去制御装置２０は、前述した現像ローラ５の回転制御を行うほか、帯電ローラ２に交流電圧を加えるＡＣ電源２４の電圧を制御するＡＣ電源制御装置２５に接続されて、ＡＣ電源制御装置２５の作動を制御する。
【００４８】
ここで、帯電ローラ２に加えられる電圧、特に放電に影響する交流電圧は、非作像時であるため感光体ドラム１を均一に帯電する必要はないため低い電圧を印加する。これは異物除去モードに交流電圧を小さくすることにより感光体ドラム１への放電生成物付着を抑制するためである。
【００４９】
したがって、感光体ドラム１の異物を除去する状態になったときは、転写部材７、クリーニング部材８が感光体ドラム１から離れ、感光体ドラム１が回転すると同時に帯電ローラ２に電源から作像時よりも低い交流電圧が印加される。このとき直流電圧は作像時と同じ電圧を印加する。感光体ドラム１の回転速度は作像時と同じ速度とし、現像ローラ５の回転速度は作像時よりも速い回転速度Ｄ’’で回転駆動する。なお、現像ローラ５には図示していないが電源が接続してあり、作像時と同じ電圧が印加される。
【００５０】
このような条件下で、感光体ドラム１と現像ローラ５を一定の時間駆動させることによって現像剤磁気ブラシが感光体ドラム１表面の異物を効率よく除去することができる。なお、異物除去を行うタイミングは、ある一定枚数の画像を出力したときに実行する。あるいは感光体ドラム１の駆動時間を記録しておき、ある一定の駆動時間で実行してもよい。
【００５１】
＜実施例３＞
次に実施例３に係る画像形成装置について説明する。実施例３に係る画像形成装置は、その感光体ドラム１を有機光半導体（ＯＰＣ）としたものである。図６は実施例３に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。実施例３に係る画像形成装置の感光体ドラム１は、有機化合物を主体とするＯＰＣであって、その表面にフィラーを分散させ表面を硬化させたものである。すなわち、感光体ドラム１は、アルミニウム基板３１（１ｍｍ）の上に下引き層３２（３〜５μｍ）、電荷発生層３３（０．２〜０．４μｍ）、電荷輸送層３４（１５〜２０μｍ）、フィラー分散電荷輸送層３５（４．５±０．５μｍ）を備えて構成されている。
【００５２】
実施例３に係る画像形成装置では、感光体ドラム１の表面を硬くすることにより、異物の除去を行いつつ繰り返し使用しても、劣化がほとんど認められず、長寿命となり、画像形成装置を長期にわたって安定して使用することができる。
【００５３】
＜実施例４＞
次に実施例４について説明する。感光体ドラム１としては、前述したＯＰＣ（有機光半導体）感光体のほかに、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、支持体上に真空蒸着法、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、すなわち、原料ガスを直流また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。
【００５４】
図７は実施例４に係る画像形成装置の感光体ドラムの構成を示す断面図である。図７（ａ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２が設けられている。図７（ｂ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３とから構成されている。図７（ｃ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４とから構成されている。図７（ｄ）に示す電子写真用感光体５００は、支持体５０１の上に、光導電層５０２が設けられている。光導電層５０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層５０５ならびに電荷輸送層５０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層５０３が設けられている。
【００５５】
アモルファスシリコン感光体の支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、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またはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性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も用いることができる。
【００５６】
支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であることができ、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、支持体は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０（μｍ）以上とされる。
【００５７】
これらのアモルファスシリコン感光体には、必要に応じて導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止するはたらのある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的である（図７（ｃ））。すなわち、電荷注入阻止層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、支持体側より光導電層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、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。
【００５８】
電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、および経済的効果等の点から好ましくは０．１〜５（μｍ）、より好ましくは０．３〜４（μｍ）、最適には０．５〜３（μｍ）とされるのが望ましい。
【００５９】
光導電層は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層５０２の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよ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１〜１００（μｍ）、より好ましくは２０〜５０（μｍ）、最適には２３〜４５（μｍ）とされるのが望ましい。
【００６０】
電荷輸送層は、光導電層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フッ素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性およ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。
【００６１】
電荷輸送層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層については、好ましくは５〜５０（μｍ）、より好ましくは１０〜４０（μｍ）、最適には２０〜３０（μｍ）とされるのが望ましい。
【００６２】
電荷発生層は、光導電層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からなり、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。
【００６３】
電荷発生層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよ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０．５〜１５（μｍ）、より好ましくは１〜１０（μｍ）、最適には１〜５（μｍ）とされる。
【００６４】
感光体ドラム１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上に形成された光導電層の上に、さらに表面層を設けることができ、アモルファスシリコン系の表面層を形成することが好ましい。この表面層は自由表面を有し、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、耐久性において本発明の目的を達成するために設けられる。
【００６５】
実施例３における表面層の層厚としては、通常０．０１〜３（μｍ）、好適には０．０５〜２（μｍ）、最適には０．１〜１（μｍ）とされるのが望ましいものである。層厚が０．０１（μｍ）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、３（μｍ）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。
【００６６】
上述したように、感光体ドラム１をアモルファスシリコン感光体とすることによって、表面硬度が高く、半導体レーザ（７７０〜８００ｎｍ）などの長波長光に高い感度を示し、しかも繰り返し使用による劣化もほとんど認められず、長寿命となり、画像形成装置を長期にわたって安定して使用することができる。
【００６７】
＜実施例５＞
次に実施例５について説明する。実施例５は感光体ドラム１、帯電ローラ２、露光装置４、クリーニング部材８を一体として、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものである。図８は実施例５に係るプロセスカートリッジの構成を示す模式図である。プロセスカートリッジ５０は、ケース５１内に像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電するための帯電ローラ２と、感光体ドラム１にトナーを現像する現像装置６と、感光体ドラム１に残留するトナーを除去するためのクリーニング部材８とを配置し、画像形成装置に一体として着脱できるようにしている。
【００６８】
実施例５に係る、プロセスカートリッジ５０を使用すると、画像形成装置への交換等が容易となり、利便性が向上する。
【符号の説明】
【００６９】
１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 帯電ローラ清掃部材
４ 露光装置（潜像形成手段）
５ 現像ローラ
６ 現像装置（現像手段）
７ 転写部材
８ クリーニング部材（クリーニング手段）
９ 除電装置
１０ 画像形成装置
１３ キャリア
１４ トナー
２０ 異物除去制御装置（異物除去制御手段）
２１ 駆動モータ
２２ 駆動モータ制御装置
２４ ＡＣ電源
２５ ＡＣ電源制御装置
３１ アルミニウム基板
３２ 下引き層
３３ 電荷発生層
３４ 電荷輸送層
３５ フィラー分散電荷輸送層
５０ プロセスカートリッジ
５１ ケース
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００９−２３７０６２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８５２５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラを備え、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段と、を備える画像形成装置において、
当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードに設定可能であり、
前記異物除去モードにおいて、前記現像手段の現像ローラを作像動作時と異なる回転速度で回転させる該異物除去制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記異物除去制御手段は、前記現像ローラの回転速度を作像動作時の回転速度よりも速い速度であり、かつ、像担持体の回転速度より速い速度で回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１および請求項２の画像形成装置において、
異物除去制御手段は、前記クリーニング部材を像担持体から離間させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の画像形成装置において、
前記帯電手段には常時交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加しており、
前記異物除去制御部は、異物除去時において、帯電手段に印加する交流電圧を通常の作像動作時に印加する交流電圧よりも低い値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の画像形成装置において、
前記像担持体が有機化合物を主体とし、その表面にフィラーを分散させ表面を硬化させた有機光半導体（ＯＰＣ）であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４の画像形成装置において、
前記像担持体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記帯電手段、前記現像手段、前記クリーニング手段、および前記像担持体を一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを保持する現像ローラを備え、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、像担持体表面に付着した不要トナーを除去するクリーニング手段と、を備える画像形成装置において、
当該画像形成装置の非作像動作時に前記像担持体に付着した異物を除去する異物除去モードに設定可能であり、
前記異物除去モードにおいて、前記現像手段の現像ローラを作像動作時と異なる回転速度で回転させる該異物除去制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記異物除去制御手段は、前記現像ローラの回転速度を作像動作時の回転速度よりも速い速度であり、かつ、像担持体の回転速度より速い速度で回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１および請求項２の画像形成装置において、
異物除去制御手段は、前記クリーニング部材を像担持体から離間させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の画像形成装置において、
前記帯電手段には常時交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加しており、
前記異物除去制御部は、異物除去時において、帯電手段に印加する交流電圧を通常の作像動作時に印加する交流電圧よりも低い値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の画像形成装置において、
前記像担持体が有機化合物を主体とし、その表面にフィラーを分散させ表面を硬化させた有機光半導体（ＯＰＣ）であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４の画像形成装置において、
前記像担持体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記帯電手段、前記現像手段、前記クリーニング手段、および前記像担持体を一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジとしたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１５９８１１（Ｐ２０１２−１５９８１１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３９３（Ｐ２０１１−２１３９３）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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