JP2008233662A - クリーニング装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングローラ表面に適量のトナーを付着させることができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置６０は、感光体ドラム２１表面の付着物を除去するクリーニングローラ６２と、このクリーニングローラ６２表面に付着するトナー量を規制するトナー規制部材であるスクレーパ６５とを備える。そして、スクレーパ６５は、クリーニングローラ６２との接触部が、クリーニングローラ６２と接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成されている。よって、スクレーパ６５とクリーニングローラ６２との接触部において、双方を適度な力で強く圧接させることができ、且つクリーニングローラ６２の軸線方向全域において均一にそれらを密着させることができる。したがって、クリーニングローラ６２表面に、適当な厚さの、むらがない均一なトナー層を形成できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナー像を用紙に転写させた後、像担持体表面に残留するトナー等の付着物を除去してクリーニングするクリーニング装置に関する。また、このクリーニング装置を搭載した、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のＬＥＤ光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラム表面にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムと転写部材とを接触、或いは近接させて構成した転写領域に用紙を挿通する時に、用紙に転写される。

このような画像形成装置においては、トナー像を用紙に転写させた後、微量のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラム表面に付着したまま残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面に付着した残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、感光体ドラム表面に回転部材であるクリーニングローラや回転ブラシ等を押し付けることにより、回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラム表面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。

一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、帯電装置の放電によって生じた放電生成物が、その感光体表面に付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を混入し、クリーニングローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した残留トナーを除去するとともに、微量のトナーをクリーニングローラ表面に担持させ、このトナーによって感光体表面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。

上記のようなクリーニングローラとクリーニングブレードとを用いて、感光体ドラム表面に付着した放電生成物の除去を行うクリーニング方法の例を、特許文献１及び２に見ることができる。特許文献１及び２に記載された画像形成装置のクリーニング装置では、感光体表面の放電生成物を効率よく除去し、さらにクリーニング装置内にトナーが充満してシール部分から溢れてしまわないように、クリーニングローラ（研磨ローラ、マグネットローラ）表面のトナー量を規制するトナー規制部材が設けられている。
特開平７−３２５５２２号公報（第４頁、図１） 特開平１１−２９９６号公報（第３頁、図２）

特許文献１及び２に記載された画像形成装置のクリーニング装置では、クリーニングローラ（研磨ローラ、マグネットローラ）表面のトナー量を規制するトナー規制部材の作用により、クリーニングローラ表面にトナー層を形成して、感光体ドラム表面を効率的にクリーニングすることが可能である。しかしながら、クリーニングローラ表面のトナー量を規制すべく、トナー規制部材を、クリーニングローラ表面に適度な力で圧接させる場合、トナー規制部材の構成を慎重に設計しなければ、感光体ドラム表面を効果的にクリーニングできない恐れがある。

つまり、例えば、トナー規制部材全体を縦弾性係数が比較的大きい材料で構成すると、クリーニングローラの軸線方向全域において均一に、クリーニングローラ表面に密着させることができなかったり、クリーニングローラとの接触圧が高くなったりする可能性がある。これにより、クリーニングローラ表面に形成するトナー層に厚さのむらが発生したり、トナー層が薄過ぎたりして、クリーニングローラによる感光体ドラム表面の効果的なクリーニングを行うことができない。また、トナー規制部材とクリーニングローラとの接触圧が高くなることにより、トナー規制部材表面にトナーが固着し易くなり、トナー層厚さのむらを助長する可能性がある。その結果、クリーニングむらが発生して感光体ドラム表面が部分的に磨耗し、部分的な像流れやすじ画像の発生といった悪影響を及ぼし、画像品質の著しい低下を招く問題が発生する。

また、トナー規制部材全体を縦弾性係数が比較的小さい材料で構成すると、クリーニングローラの軸線方向全域において均一に、クリーニングローラ表面に密着させることができるが、縦弾性係数が小さいがゆえに、その接触部においてクリーニングローラ表面に対して強く圧接させることができない恐れがある。これにより、クリーニングローラ表面に形成するトナー層が必要以上に厚くなるので、クリーニングローラと感光体ドラムとの接触圧が周方向に分散され、研磨力が低下する。また、クリーニングローラ表面のトナー量も増加するので、クリーニング装置内にトナーが充満してシール部分から溢れてしまう恐れもある。これらの結果、像流れが悪化したり、クリーニング装置や感光体ドラム周辺にトナーが飛散したりするといった悪影響を及ぼし、画像品質の低下や装置内の汚染といった問題が発生する。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、トナー像を用紙に転写させた後、像担持体表面に残留するトナー等の付着物を除去してクリーニングするクリーニング装置において、研磨剤を含有するトナーにより像担持体表面に付着した付着物を除去するクリーニングローラの表面に、適量のトナーを確実に付着させることができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置を提供することを目的とする。また、このようなクリーニング装置を搭載した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラと、このクリーニングローラ表面に付着するトナー量を規制するトナー規制部材とを備えたクリーニング装置において、前記トナー規制部材は、前記クリーニングローラとの接触部が、クリーニングローラと接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成されていることとした。

また、上記構成のクリーニング装置において、前記トナー規制部材は、直方体形状をなすブレードで構成され、前記クリーニングローラとの接触面側の部分の層が、それ以外の部分の層より縦弾性係数が小さい材料で構成された２層構造をなすこととした。

また、上記構成のクリーニング装置において、前記トナー規制部材は、前記クリーニングローラとの接触面側の層が、厚さ１００μｍ以上の超高分子量ポリエチレンで構成されていることとした。

また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとした。

また、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体を備えることとした。

本発明の構成によれば、像担持体に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラと、このクリーニングローラ表面に付着するトナー量を規制するトナー規制部材とを備えたクリーニング装置において、前記トナー規制部材は、前記クリーニングローラとの接触部が、クリーニングローラと接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成されていることとしたので、トナー規制部材とクリーニングローラとの接触部において双方を適度な力で強く圧接させることができ、且つクリーニングローラの軸線方向全域において均一に、クリーニングローラ表面に密着させることができる。これにより、トナー規制部材表面へのトナー固着を防止しながら、クリーニングローラ表面において、適当な厚さの、むらがない均一なトナー層を形成することが可能である。したがって、クリーニングローラ表面に、適量のトナーを確実に付着させることができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置を提供することができる。

また、前記トナー規制部材は、直方体形状をなすブレードで構成され、前記クリーニングローラとの接触面側の部分の層が、それ以外の部分の層より縦弾性係数が小さい材料で構成された２層構造をなすこととしたので、クリーニングローラとの接触部において強く圧接させることができ、且つクリーニングローラの軸線方向全域において均一に、クリーニングローラ表面に密着させることができるトナー規制部材を比較的容易に得ることが可能である。したがって、クリーニングローラ表面におけるトナー層の形成に関して、トナー量が適当であって、むらなく均一な状態で維持することが可能なトナー層の形成を、一層簡便な構成で遂行することができる。

また、前記トナー規制部材は、前記クリーニングローラとの接触面側の層が、厚さ１００μｍ以上の超高分子量ポリエチレンで構成されていることとしたので、トナーの滑り性が比較的高く、耐摩耗性に優れている。これにより、トナー規制部材表面にトナーが付着し難いので、長期間にわたってむらなく均一なトナー層を形成することができ、且つトナー規制部材の長寿命化を図ることが可能である。そして、超高分子量ポリエチレンにはこのような利点がある一方、トナー層が比較的厚くなってしまう傾向にあるが、クリーニングローラとの接触面側ではない縦弾性係数が大きい材料の層によって作用する接触圧と、超高分子量ポリエチレンの厚さを１００μｍ以上に規定することとで、クリーニングローラ表面にトナー規制部材をしっかりと密着させることができ、トナー層が厚くなる傾向を抑制することが可能である。このようにして、長寿命化が図られ、トナー量が適当であって、長期間にわたってむらなく均一なトナー層を形成することが可能なクリーニング装置を得ることができる。

また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとしたので、クリーニングローラの表面に、適量のトナーを確実に付着させることができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能な高性能な画像形成装置を得ることができる。

また、アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れ、たいへん長寿命であることから、多くの画像形成装置で採用されている。しかしながら一方では、感光体表面に付着した放電生成物に起因して像流れが発生し易いという問題もある。このような問題に対し、本発明の画像形成装置に、アモルファスシリコンで構成される感光体を組み合わせることにより、長期間にわたって感光体表面への放電生成物の付着を防止することが可能であるので、像流れが発生しない高品質な画像の形成を遂行し続けることができ、さらに長寿命な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。なお、図１において、実線矢印は用紙の搬送経路及び搬送方向を、一点鎖線矢印はレーザ光Ｌを示す。

図１に示すように、画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙部である給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐを積載して収容している。そして、この用紙Ｐは、図１において給紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。給紙カセット３は、本体２の正面側から水平に引き出すことが可能である。

本体２の内部であって、給紙カセット３の左方には、第１用紙搬送部４が備えられている。第１用紙搬送部４は、本体２の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第１用紙搬送部４は、給紙カセット３から送り出された用紙Ｐを受け取り、本体２の左側面に沿って垂直上方に転写部３０まで搬送する。

給紙カセット３の上方であって、第１用紙搬送部４が形設された本体２の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部５が備えられている。手差し給紙部５には、給紙カセット３に入っていないサイズの用紙Ｐや、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。

手差し給紙部５の左方には、第２用紙搬送部６が備えられている。第２用紙搬送部６は、給紙カセット３のすぐ上方にあって、手差し給紙部５から第１用紙搬送部４まで略水平に延び、第１用紙搬送部４に合流している。そして、第２用紙搬送部６は、手差し給紙部５から送り出された用紙Ｐ等を受け取り、略水平に第１用紙搬送部４まで搬送する。

一方、画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部７が、その下方には原稿画像読み取り部８が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部７に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部７では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、原稿画像読み取り部８によってその画像データが読み取られる。この画像データの情報は、第２用紙搬送部６の上方であって、本体２の中央部に配置された露光装置９に送られる。露光装置９により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部２０に向かって照射される。

第１用紙搬送部４の上方であって、露光装置９の左方には、画像形成部２０及び転写部３０が備えられている。画像形成部２０では、露光装置９によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナーは、露光装置９の上方に備えられたトナーコンテナ１０から画像形成部２０に補給される。画像形成部２０で形成されたトナー像は、第１用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部３０にて転写される。

転写部３０の上方には、定着装置１１が備えられている。転写部３０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着装置１１へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。

定着装置１１の上方には、分岐部１２が備えられている。定着装置１１から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１２から画像形成装置１の胴内に設けられた胴内用紙排出部１３に排出される。

分岐部１２から胴内用紙排出部１３に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１４としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１４において、定着装置１１から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１２を通過し、定着装置１１の左方、及び転写部３０の左方に設けられた両面印刷用用紙搬送路１５を通して下方に送られ、再度第１用紙搬送部４を経て転写部３０へと送られる。

続いて、画像形成装置１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図１に加えて、図２及び図３を用いて説明する。図２は画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図、図３は図２に示す画像形成部の、クリーニング装置のスクレーパ周辺の垂直断面部分拡大図である。

図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置４０、現像装置５０、及びクリーニング装置６０が配置されている。転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置５０とクリーニング装置６０との間に設けられている。

感光体ドラム２１は、画像形成装置１内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図２の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が３０ｍｍである。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度（１２５ｍｍ／ｓ）とほぼ同じになるように回転せしめられている。

帯電装置４０は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。なお、同じくコロナ放電帯電器を用いたコロトロン帯電装置であっても構わない。この帯電装置４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。このときの帯電電位は、通常はプラス３５０Ｖである。

現像装置５０は、そのハウジング５１の内部に、現像ローラ５２を備えている。現像ローラ５２は、現像方式が磁性ジャンピング現像であって、感光体ドラム２１の近傍に設けられている。現像ローラ５２には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ５２により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム２１の表面の静電潜像に移動せしめられ、静電潜像が現像される。また、トナーは、スチレンアクリル系の磁性一成分トナーであって、図１に示すトナーコンテナ１０に収容され、現像装置５０の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、ハウジング５１の内部に補給される。なお、現像装置の現像方式やトナーの種類は、上記のものに限定されるわけではない。

転写部３０には、転写ローラ３１が設けられている。転写ローラ３１は、感光体ドラム２１に図２において左方から圧接し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップ部を形成する。転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、感光体ドラム２１に接触することによって、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。また、転写ローラ３１には、必要に応じて、感光体ドラム２１やトナーの帯電極性とは異なる極性であって、マイナス５００〜マイナス１０００Ｖの転写バイアスが印加される。

クリーニング装置６０は、図２に示すように、感光体ドラム２１の回転方向に沿って転写部３０のさらに下流側であって、感光体ドラム２１の上方に配置されている。クリーニング装置６０は、そのハウジング６１に、クリーニングローラ６２、クリーニングブレード６３、シール部材６４、トナー規制部材であるスクレーパ６５、及びトナー排出スクリュー６６を備えている。

クリーニングローラ６２は、ハウジング６１内の左側下部において、その軸部の両端に備えられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム２１に対して所定の力で押し付けられて設けられている。クリーニングローラ６２は、直径１１ｍｍの芯金の周りに、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を設けた形で構成され、直径が１４ｍｍであり、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有している。

クリーニングローラ６２は、モータ等で構成される図示しない駆動装置により回転せしめられる。感光体ドラム２１表面の研磨を効率良く実施するためには、クリーニングローラ６２を所定の周速度で回転させる必要がある。これにより、クリーニングローラ６２を、感光体ドラム２１との接触箇所における表面が感光体ドラム２１表面と同じ方向に移動する向きに回転させ、クリーニングローラ６２の周速度は感光体ドラム２１のそれの１．２倍に設定している。クリーニングローラ６２は、感光体ドラム２１表面から残留トナーなどの付着物を回収するとともに、クリーニングローラ６２表面に付着した研磨剤を含有するトナーによって感光体ドラム２１表面を研磨するようにしてクリーニングする役割を果たす。

クリーニングブレード６３は、クリーニングローラ６２の感光体ドラム２１との接触箇所のドラム回転方向下流側に配置されている。クリーニングブレード６３は、図示しない付勢手段により感光体ドラム２１に対して所定の力で押し付けられて設けられている。そして、クリーニングブレード６３は、ポリウレタンゴムで構成された、ドラム軸線方向に延びる厚さ２．２ｍｍの板のような直方体形状の部材であって、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有している。クリーニングブレード６３は、感光体ドラム２１表面に残留したトナーなどの付着物を掻き取るようにクリーニングする役割を果たす。

一方、クリーニングローラ６２と感光体ドラム２１との接触箇所のドラム回転方向上流側には、シール部材６４が設けられている。シール部材６４は、ハウジング６１内のトナーが下方の用紙搬送路に落下しないように、その先端部が感光体ドラム２１表面に当接する形にしてハウジング６１に取り付けられている。シール部材６４は、厚さ５０μｍのポリウレタンフィルムで構成されている。

トナー規制部材であるスクレーパ６５は、図２に示すように、クリーニングローラ６２とトナー排出スクリュー６６との間に設けられている。スクレーパ６５は、クリーニングローラ６２の回転方向に関して、クリーニングローラ６２と感光体ドラム２１との接触箇所のすぐ下流側に配置されている。スクレーパ６５は、直方体形状をなすブレードで構成され、クリーニングローラ６２の軸線方向長さとほぼ同じ長さを有している。

また、スクレーパ６５は、ハウジング６１内の、クリーニングローラ６２の上方に設けられた支持部材６７に支持され、クリーニングローラ６２に向かって延びる形にして配置されている。そして、スクレーパ６５は、その先端部の一方の平面がクリーニングローラ６２の表面に当接している。これにより、スクレーパ６５は、支持部材６７からクリーニングローラ６２に向かって延びる方向と、クリーニングローラ６２との接触箇所におけるクリーニングローラ６２表面の移動方向とが対向する形にして取り付けられている。

スクレーパ６５は、先に述べたように、クリーニングローラ６２の軸線方向に延びる直方体形状をなすブレードで構成されている（図３参照）。そして、スクレーパ６５は、クリーニングローラ６２との接触部が、クリーニングローラ６２と接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成されている。

すなわち、スクレーパ６５は、図３に示すように、クリーニングローラ６２との接触部側の部分の低弾性層６５ａと、それ以外の部分である外側の高弾性層６５ｂとの２層構造をなしている。低弾性層６５ａを構成する材料は、高弾性層６５ｂを構成する材料より縦弾性係数が小さい。このような２層は、剥がれたり、位置ずれしたりしないように密着させて、一体として構成されている。なお、スクレーパ６５を構成する２層の材料の詳細については後述する。

トナー排出スクリュー６６は、ハウジング６１内において、クリーニングローラ６２のやや上方に設けられている。トナー排出スクリュー６６は、クリーニングローラ６２の軸線と略平行な軸線を中心として回転する回転部材であって、ハウジング６１の内部から画像形成部２０の外部に設けられた廃棄トナー回収容器（図示せず）まで延びている。トナー排出スクリュー６６は、感光体ドラム２１表面から除去され、クリーニングに使用されたハウジング６１内の廃棄トナーなどをハウジング６１の外部へ、すなわち廃棄トナー回収容器へ排出する役割を果たす。

上記のようなクリーニング装置６０は、感光体ドラム２１表面のトナー像が用紙Ｐに転写された後、クリーニングローラ６２とクリーニングブレード６３とを用いて、感光体ドラム２１表面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。

次に、クリーニング装置６０を使用して、感光体ドラム２１表面のクリーニングを実行したときの、スクレーパ６５の構成の違いが、スクレーパ６５表面におけるトナー固着や、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、像流れの発生に及ぼす影響について、図４を用いて説明する。図４は、スクレーパの構成の違いが、トナー固着やトナー溢れ、像流れの発生に及ぼす影響を示す表である。

スクレーパ６５の構成としては、本発明の構成である２層構造と、比較例である１層構造２種類との計３種類を使用して、上記不具合の発生について評価した。２層構造のスクレーパは、クリーニングローラ６２との接触部側の低弾性層６５ａにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を、外側の高弾性層６５ｂにステンレス鋼（ＳＵＳ３０４（日本工業規格））を用いた。１層構造のスクレーパは、各々、ＰＥＴのみと、ステンレス鋼のみとの２種類を用いた。

なお、スクレーパ６５表面におけるトナー固着、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、及び像流れの発生に関しては、用紙表面に対するトナー占有率が６％の原稿を連続２００００枚印刷した後、各々の現象を目視にて評価した。スクレーパ６５表面におけるトナー固着の有無は、目視にて２段階のランクで評価し、トナー固着がほとんど確認できないものを「○」、トナー固着が確認できたものを「×」とした。クリーニング装置６０からのトナー溢れについては、シール部材６４の箇所におけるハウジング６１外部へのトナー溢れの有無を目視にて２段階のランクで評価し、トナー溢れがほとんど確認できないものを「○」、トナー溢れが確認できたものを「×」とした。像流れの有無については、温度３２．５°Ｃ、湿度８０％の高温高湿度環境に８時間放置した後、ハーフトーン画像に白抜け（像流れ）が発生しないかどうかを確認した。その画像の状態を、目視にて３段階のランクで評価し、像流れがほとんど確認できないものを「○」、像流れがやや確認できたものを「△」、像流れが顕著であるものを「×」とした。

図４によると、スクレーパ６５をステンレス（ＳＵＳ３０４）のみで構成した場合、クリーニングローラ６２との接触圧が高くなるためか、ハウジング６１からのトナー溢れは防止できるものの、スクレーパ６５へのトナー固着が著しいという結果であった。そして、像流れが若干確認された。また、スクレーパ６５をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のみで構成した場合、スクレーパ６５へのトナー固着は発生しなかったものの、クリーニングローラ６２との接触圧が低下するためか、ハウジング６１からのトナー溢れが著しかった。そして、クリーニングローラ６２による感光体ドラム２１の研磨力が低下し、像流れの発生が顕著であった。

一方、クリーニングローラ６２との接触面側にＰＥＴの層を、その外側にステンレスの層を設けた２層構造のスクレーパ６５の場合、スクレーパ６５表面におけるトナー固着、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、及び像流れの発生に関して、すべてを防止することができ、良好な結果であった。

したがって、スクレーパ６５表面におけるトナー固着、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、及び像流れの発生を未然に防ぐためには、スクレーパ６５を、クリーニングローラ６２との接触部が、クリーニングローラ６２と接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成することが望まれる。

次に、スクレーパ６５の、クリーニングローラ６２との接触部側の低弾性層６５ａに超高分子量ポリエチレンを用いたときの、その低弾性層６５ａの厚さが、クリーニング装置６０からのトナー溢れや、像流れの発生に及ぼす影響について、図５を用いて説明する。図５は、低弾性層である超高分子量ポリエチレン層の厚さの違いが、トナー溢れや像流れの発生に及ぼす影響を示す表である。

なお、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、及び像流れの発生に関しては、図４のときと同様に、用紙表面に対するトナー占有率が６％の原稿を連続２００００枚印刷した後、各々の現象を目視にて評価した。この評価については、クリーニング装置６０からのトナー溢れや、像流れがほとんど確認できないものを「○」、これらのうちいずれかが確認できたものを「×」とした。またこのとき、クリーニングローラ６２表面に形成されるトナー層の厚さも計測し、図５に併せて記した。

図５によると、スクレーパ６５の、低弾性層６５ａである超高分子量ポリエチレン層を５０μｍ、すなわち１００μｍ以下で構成した場合、高弾性層６５ｂであるステンレス層が８０μｍ、１００μｍのいずれの場合であっても、クリーニングローラ６２表面のトナー層の厚さが１００μｍを超え、クリーニング装置６０からのトナー溢れや像流れが確認された。

一方、スクレーパ６５の、低弾性層６５ａである超高分子量ポリエチレン層を１００μｍ以上で構成した場合、クリーニングローラ６２表面のトナー層の厚さが１００μｍ以下となり、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、及び像流れの発生の双方を防止することができ、良好な結果であった。

したがって、スクレーパ６５の、低弾性層６５ａに超高分子量ポリエチレンを使用した場合に、クリーニング装置６０からのトナー溢れ、及び像流れの発生を未然に防ぐためには、超高分子量ポリエチレン層の厚さを１００μｍ以上にして、スクレーパ６５を構成することが望まれる。

このようにして、像担持体である感光体ドラム２１に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラ６２と、このクリーニングローラ６２表面に付着するトナー量を規制するトナー規制部材であるスクレーパ６５とを備えたクリーニング装置６０において、スクレーパ６５は、クリーニングローラ６２との接触部が、クリーニングローラ６２と接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成されているので、スクレーパ６５とクリーニングローラ６２との接触部において双方を適度な力で強く圧接させることができ、且つクリーニングローラ６２の軸線方向全域において均一に、クリーニングローラ６２表面に密着させることができる。これにより、スクレーパ６５表面へのトナー固着を防止しながら、クリーニングローラ６２表面において、適当な厚さの、むらがない均一なトナー層を形成することが可能である。したがって、クリーニングローラ６２表面に、適量のトナーを確実に付着させることができ、感光体ドラム２１表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置６０を提供することができる。

また、スクレーパ６５は、直方体形状をなすブレードで構成され、クリーニングローラ６２との接触面側の部分の層が、それ以外の部分の層より縦弾性係数が小さい材料で構成された２層構造をなすので、クリーニングローラ６２との接触部において強く圧接させることができ、且つクリーニングローラ６２の軸線方向全域において均一に、クリーニングローラ６２表面に密着させることができるスクレーパ６５を比較的容易に得ることが可能である。したがって、クリーニングローラ６２表面におけるトナー層の形成に関して、トナー量が適当であって、むらなく均一な状態で維持することが可能なトナー層の形成を、一層簡便な構成で遂行することができる。

さらに、スクレーパ６５は、クリーニングローラ６２との接触面側である低弾性層６５ａが、厚さ１００μｍ以上の超高分子量ポリエチレンで構成されているので、トナーの滑り性が比較的高く、耐摩耗性に優れている。これにより、スクレーパ６５表面にトナーが付着し難いので、長期間にわたってむらなく均一なトナー層を形成することができ、且つスクレーパ６５の長寿命化を図ることが可能である。そして、超高分子量ポリエチレンにはこのような利点がある一方、トナー層が比較的厚くなってしまう傾向にあるが、クリーニングローラ６２との接触面側ではない縦弾性係数が大きい材料の高弾性層６５ｂによって作用する接触圧と、超高分子量ポリエチレンの厚さを１００μｍ以上に規定することとで、クリーニングローラ６２表面にスクレーパ６５をしっかりと密着させることができ、トナー層が厚くなる傾向を抑制することが可能である。このようにして、長寿命化が図られ、トナー量が適当であって、長期間にわたってむらなく均一なトナー層を形成することが可能なクリーニング装置６０を得ることができる。

また本発明では、上記クリーニング装置６０を画像形成装置１に搭載したので、クリーニングローラ６２の表面に、適量のトナーを確実に付着させることができ、感光体ドラム２１表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能な高性能な画像形成装置１を得ることができる。

そして、アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れ、たいへん長寿命であることから、多くの画像形成装置で採用されている。しかしながら一方では、感光体表面に付着した放電生成物に起因して像流れが発生し易いという問題もある。このような問題に対し、本発明の画像形成装置１に、アモルファスシリコンで構成される感光体を組み合わせることにより、長期間にわたって感光体表面への放電生成物の付着を防止することが可能であるので、像流れが発生しない高品質な画像の形成を遂行し続けることができ、さらに長寿命な画像形成装置１を得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、本発明の実施形態においては、クリーニング装置６０を搭載した画像形成装置１にモノクロ印刷用の機種を例に掲げて説明したが、画像形成装置の種類はこれに限定されるものではなく、中間転写体を用いてトナー像を用紙に転写する機種や、複数のカラートナーを使用するカラー印刷機種であっても構わない。

また、上記実施形態において、スクレーパ６５の、クリーニングローラ６２との接触部である縦弾性係数が小さい材料としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や超高分子量ポリエチレンを、クリーニングローラ６２と接触しない箇所である縦弾性係数が大きい材料としてはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を掲げたが、これらはあくまで例示であって、クリーニングローラ６２との接触部が、クリーニングローラ６２と接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料であるという条件を満たせば、ほかの材料をスクレーパ６５の材料として使用することもできる。

また、超高分子量ポリエチレン層の厚さは、図５に記載された厚さに限定されるわけではなく、１００μｍ以上であるという条件を満たせば、ほかの厚さでスクレーパ６５を構成することもできる。

本発明は、トナー像を用紙に転写させた後、像担持体表面に残留するトナー等の付着物を除去してクリーニングするクリーニング装置全般において利用可能である。

本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１の画像形成装置の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。 図２に示す画像形成部の、クリーニング装置のスクレーパ周辺の垂直断面部分拡大図である。 スクレーパの構成の違いが、トナー固着やトナー溢れ、像流れの発生に及ぼす影響を示す表である。 低弾性層である超高分子量ポリエチレン層の厚さの違いが、トナー溢れや像流れの発生に及ぼす影響を示す表である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 本体
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
６０ クリーニング装置
６１ ハウジング
６２ クリーニングローラ
６３ クリーニングブレード
６４ シール部材
６５ スクレーパ（トナー規制部材）
６５ａ 低弾性層
６５ｂ 高弾性層
６６ トナー排出スクリュー

Claims (5)

1. 像担持体に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラと、このクリーニングローラ表面に付着するトナー量を規制するトナー規制部材とを備えたクリーニング装置において、
   前記トナー規制部材は、前記クリーニングローラとの接触部が、クリーニングローラと接触しない箇所よりも縦弾性係数が小さい材料で構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記トナー規制部材は、直方体形状をなすブレードで構成され、前記クリーニングローラとの接触面側の部分の層が、それ以外の部分の層より縦弾性係数が小さい材料で構成された２層構造をなすことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記トナー規制部材は、前記クリーニングローラとの接触面側の層が、厚さ１００μｍ以上の超高分子量ポリエチレンで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 請求項１〜請求項３に記載のクリーニング装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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