JP2013130787A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングローラーのトナー層によって像担持体の表面を安定的に研磨すると共に、トナーの溢れ出しによる機内汚染を抑制できるクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー層が形成されたクリーニングローラー２０の周面を感光体ドラム１０の表面に対して当接させ、感光体ドラム１０の表面をクリーニングするクリーニング装置１５であって、トナーを受け、その上端２２ａの高さで該トナーを溜める高さを規定するトナー受け部材２２と、クリーニングローラー２０の周面に当接してニップＮを形成すると共に、トナー受け部材２２のトナーをニップＮに供給し、厚みを規制したトナー層を形成するトナー層厚規制ローラー２１と、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをニップＮに対し相対的に変位させる変位装置４０と、を有するという構成を採用する。
【選択図】図５

Description

本発明は、クリーニング装置及び画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成部に感光体ドラム（像担持体）が備えられており、この感光体ドラム表面に静電潜像が形成された後、トナーを現像してトナー像が形成される。トナー像は紙等の被転写体に転写されるが、トナーが完全に転写されずに感光体ドラム表面に残留したり、また、静電潜像形成の際に生成される放電生成物が感光体ドラム表面に付着したままとなる場合がある。このような残留トナーや放電生成物は、新たな画像形成の妨げとなり、良好な転写画像を得られない原因となる。

そのため、画像形成装置には、感光体ドラム表面の付着物（トナーや放電生成物等）を除去するためのクリーニング装置が備えられている。クリーニング装置は、例えば、感光体ドラム表面にクリーニングローラーの周面を当接させ、感光体ドラム表面をクリーニングするよう構成されている。このクリーニングローラーは、トナーを除去する機能に加えて、その周面にトナーを保持してトナー層を形成し、感光体ドラム表面を研磨する機能も有している。

しかしながら、従来のクリーニング装置では、印字率の低い画像が連続して出力された場合や、印字される位置がクリーニングローラーの軸方向で偏っている画像（例えば軸方向一方側が白紙状態、軸方向他方側が印字率の高い状態）を繰り返し出力された場合等には、トナーが不足する箇所が発生し、感光体ドラム表面全体、もしくは一部が研磨できず、帯電生成物の付着が発生し、感光体ドラム表面の動摩擦係数が高くなり、像流れ画像やダッシュマーク（トナーの固着）画像が発生することがあった。

上記のような問題を解決するために、下記特許文献１には、その図２に示す通り、クリーニングローラーに当接してクリーニングローラー表面にトナーを供給かつその層厚を規制するためのトナー層厚規制ローラーが設けられ、さらに、このトナー層厚規制ローラーにトナーを付着させるためのトナー受け部材が設けられたクリーニング装置が開示されている。
この構成によれば、一度クリーニングローラーから掻き取られたトナーが、トナー受け部材に貯蔵され、そのトナーがトナー層厚規制ローラー表面に付着し、再度クリーニングローラーにトナーが供給、層規制されるため、クリーニングローラーの周面にトナー層が安定的に形成され、感光体ドラム表面の研磨性能を高めることが可能となる。

特開２０１１−１５４２２０号公報

ところで、クリーニングローラーとトナー層厚規制ローラーとのニップの谷間には、トナーが溜まるトナー溜まり部が形成される。トナー溜まり部に存在するトナーの一部は、クリーニングローラーとトナー層厚規制ローラーとの圧接によって生じる物理的な力でクリーニングローラーに付着する。ここで付着するトナー量は、トナー受け部材からトナー層厚規制ローラーに直接付着してその後クリーニングローラーに移動するトナー量よりも多く、クリーニングローラーの周面にトナー層を安定的に形成するためには、このトナー溜まり部におけるトナーの存在についても重要となる。

上記特許文献１においては、トナー受け部材の上端がトナー層規制ローラーの中心部位置の高さまで延設されているが、この高さでは、上述したような低印字率画像が出力された場合に、特許文献１の図２に示すクリーニングローラーとトナー層厚規制ローラーとのニップ上部にあるトナー溜まり部に、トナーが存在しなくなってしまうおそれがある。トナー溜まり部にトナーが存在しなければ、クリーニングローラー周面に付着するトナーが少なくなり、感光体ドラム表面を研磨しにくくなってしまう。

一方で、トナー受け部材の上端を極力高くすれば良いかというと、そうではない。高印字率画像が出力された場合に、トナー受け部材の上端が高くなると、クリーニングローラー周りにトナーが満杯の状態で存在してしまい、クリーニング装置からの、特にローラー軸方向両端からのトナー落ちが発生し易くなる。そうすると、クリーニング装置からトナーが感光体ドラム側に溢れ出て、機内汚染の問題が発生してしまう場合がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、クリーニングローラーのトナー層によって像担持体の表面を安定的に研磨すると共に、トナーの溢れ出しによる機内汚染を抑制できるクリーニング装置及び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に、本発明は、像担持体の表面に対しトナー層が形成されたクリーニングローラーの周面を当接させ、上記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、トナーを受け、その上端の高さで該トナーを溜める高さを規定するトナー受け部材と、上記クリーニングローラーの周面に当接してニップを形成すると共に、上記トナー受け部材のトナーを上記ニップに供給し、厚みを規制した上記トナー層を形成するトナー層厚規制ローラーと、上記トナー受け部材の上端の高さを上記ニップに対し相対的に変位させる変位装置と、を有するという構成を採用する。

また、本発明では、上記像担持体から所定のシート材に転写される画像の印字率に応じて、上記変位装置の駆動の制御する制御装置を有するという構成を採用する。

また、本発明では、上記制御装置は、上記印字率が第１閾値未満の場合、上記トナー受け部材の上端の高さを、上記クリーニングローラーの周面の頂点の高さより高い位置に変位させるよう上記変位装置の駆動を制御するという構成を採用する。

また、本発明では、上記制御装置は、上記印字率が上記第１閾値より大きい第２閾値以上の場合、上記トナー受け部材の上端の高さを、上記ニップの中心の高さより低い位置に変位させるよう上記変位装置の駆動を制御するという構成を採用する。

また、本発明では、上記制御装置は、上記印字率が上記第１閾値以上、且つ、上記第２閾値未満の場合、上記トナー受け部材の上端の高さを、上記ニップの中心の高さより高く、且つ、上記クリーニングローラーの周面の頂点の高さより低い位置に変位させるよう上記変位装置の駆動を制御するという構成を採用する。

また、本発明では、上記変位装置は、上記トナー受け部材を上記クリーニングローラーの回転軸を中心に移動させることで、上記上端を変位させるという構成を採用する。

また、本発明では、上記トナー受け部材と接触して変位可能なトナー仕切板を有するという構成を採用する。

また、本発明では、上記トナー受け部材は、上記トナー層厚規制ローラーの周面に沿って設けられているという構成を採用する。

また、本発明では、上記像担持体は、表面がアモルファスシリコンで形成された感光体ドラムであるという構成を採用する。

また、本発明では、トナーで形成された転写画像を担持する像担持体と、上記像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置であって、上記クリーニング装置として、先に記載のクリーニング装置を有するという構成を採用する。

本発明のクリーニング装置によれば、トナーを溜める高さを規定するトナー受け部材の上端の高さが、クリーニングローラーとトナー層厚規制ローラーとのニップに対して相対的に変位できるため、ニップの谷間によって形成されるトナー溜まり部に存在するトナー量を調整することができる。これは、粉体の集合体で流動性のあるトナーを、同じく流動性のある液体（例えば水）と見立てて考えると分かりやすい。液体であればトナー受け部材の高さをニップ中心よりも高くすると、ニップの谷間に液体が溜まり、ニップ中心よりも低くすると、ニップの谷間には液体が溜まらない。このため、トナー溜まり部にトナーが溜まり易い条件（例えば高印字率）の場合には、トナー受け部材の上端の高さをトナーが溜まり難い下方に移動させることで、クリーニングローラー周りにトナーが満杯の状態で存在することがなく、トナーの溢れ出しを抑制できる。また、トナー溜まり部にトナーが溜まり難い条件（例えば低印字率）の場合には、トナー受け部材の上端の高さをトナーが溜まり易い上方に移動させることで、クリーニングローラーに安定的に均一にトナー層を形成し、像担持体の表面を安定的に研磨することができる。
したがって、本発明によれば、クリーニングローラーのトナー層によって像担持体の表面を安定的に研磨すると共に、トナーの溢れ出しによる機内汚染を抑制できるクリーニング装置が得られる。また、本発明によれば、安定的に像担持体の表面が研磨されるため、画像流れやダッシュマークなどの画像不良の発生を抑制でき、また、機内汚染の少ない画像形成装置が得られる。

本発明の実施形態におけるプリンターの機能ブロック図である。 本発明の実施形態におけるプリンターの概略構成図である。 本発明の実施形態におけるクリーニング装置の構成図である。 本発明の実施形態におけるトナー受け部材の斜視図である。 本発明の実施形態における変位装置の構成図である。 本発明の実施形態における変位装置の構成図である。 本発明の実施形態におけるクリーニング装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態におけるトナー受け部材の上端が高位置に変位した状態を示す図である。 本発明の実施形態におけるトナー受け部材の上端が低位置に変位した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、本発明のクリーニング装置をプリンター（画像形成装置）に適応した場合の例について説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるプリンターＡの機能ブロック図である。図２は、本発明の実施形態におけるプリンターＡの概略構成図である。
図１に示すように、プリンターＡは、制御部（制御装置）１００、操作表示部１、通信Ｉ／Ｆ部２、画像データ記憶部３、画像処理部４、用紙搬送部５、及び画像形成部６を備える。

制御部１００は、操作表示部１から入力される操作指示、又は通信Ｉ／Ｆ部２から入力される各種指示に応じてプリンターＡの動作を制御する。例えば、通信Ｉ／Ｆ部２で受信された画像データを画像データ記憶部３に記憶させ、この画像データ記憶部３に記憶された画像データを印刷する制御を行う。また、詳細は後述するが、制御部１００は、クリーニング装置１５が備える変位装置４０（後述）の駆動制御も行う。

操作表示部１は、タッチパネル及び各種操作キーを備えており、操作キーの操作内容を制御部１００に出力するとともに、制御部１００の制御の下でタッチパネルに種々の情報を表示する。通信Ｉ／Ｆ部２は、クライアントコンピュータ（図示省略）やローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等のネットワーク（図示省略）に接続され、このクライアントコンピュータやネットワークとの間で各種信号の送受信を行う。

画像データ記憶部３は、通信Ｉ／Ｆ部２がクライアントコンピュータ（図示省略）やネットワーク（図示省略）から受信するプリント画像データ等の画像データ、或いは画像処理部４で画像処理が行われた画像データを一時的に記憶する。画像処理部４は、画像データ記憶部３に記憶された画像データに対して各種の画像処理を行う、例えば、画像データの圧縮・伸張処理や画像データの印字率の算出処理等を行う。ここで、印字率とは、記録紙全体の面積に対して印字される領域の面積を示す指標であり、記録紙全体に所定の解像度で印字可能なドット数と、その記録紙に印字されるプリント要求された画像の総ドット数の比率で算出される。

用紙搬送部５は、搬送ローラー、搬送ローラー駆動用のモーター等を備えており、給紙カセット１７あるいは給紙トレイ１８（図２参照）に収納されている記録紙を画像形成部６に搬送するとともに、画像形成部６で画像形成処理が行われた記録紙を排紙トレイ１９に搬送する。
画像形成部６は、制御部１００の制御の下で、画像データ記憶部３に記憶されているプリント画像データ等の画像データを用いて画像形成処理を行う。画像形成部６は、図２に示すように、感光体ドラム１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像装置１３と、転写ローラー１４と、クリーニング装置１５と、定着装置１６と、を有する。

感光体ドラム１０は、周面が所定の感光性材料で形成された円筒回転体であり、その周面（表面）に静電潜像及び当該静電潜像に基づくトナー画像（転写画像）が形成されるものである。本実施形態の感光体ドラムは、表面がアモルファスシリコンで形成されている。帯電装置１１は、感光体ドラム１０に対して対向配置され、感光体ドラム１０の周面を帯電状態とするものである。

露光装置１２は、所定の画像データに基づいてレーザー光を射出し、該レーザー光を帯電状態の感光体ドラム１０の周面において走査するものである。現像装置１３は、感光体ドラム１０の周面に対してトナーを供給することによって感光体ドラム１０の周面上に静電潜像に基づくトナー画像を現像するものである。現像装置１３は、トナーコンテナ１３ａを有する。本実施形態のトナーコンテナ１３ａには、酸化チタン（ＴｉＯ_２）等の研磨剤が含有した磁性トナーが収容されている。

転写ローラー１４は、感光体ドラム１０と対向配置され、感光体ドラム１０に現像されたトナー画像を記録紙に転写するものである。クリーニング装置１５は、転写後、感光体ドラム１０の周面に残留したトナーを除去するものである。クリーニング装置１５は、感光体ドラム１０の周面に対しトナー層が形成されたクリーニングローラー２０の周面を当接させ、感光体ドラム１０の周面をクリーニングする構成となっている。定着装置１６は、一対のローラーを備え、感光体ドラム１０から転写された記録紙上のトナー像に熱及び圧力を加えることによって当該トナー像を記録紙に定着させるものである。

次に、図３〜図６を参照して、クリーニング装置１５の構成について詳しく説明する。
図３は、本発明の実施形態におけるクリーニング装置１５の構成図である。図４は、本発明の実施形態におけるトナー受け部材２２の斜視図である。図５及び図６は、本発明の実施形態における変位装置４０の構成図である。

クリーニング装置１５は、図３に示すように、感光体ドラム１０に対向して設けられている。クリーニング装置１５は、クリーニングローラー２０と、トナー層厚規制ローラー２１と、トナー受け部材２２と、を有する。クリーニングローラー２０、トナー層厚規制ローラー２１、及びトナー受け部材２２は、ハウジング３０に収容されている。
また、ハウジング３０は、感光体ドラム１０の周面の付着物（トナー、放電生成物等）を掻き取るクリーニングブレード３１と、除去した廃棄トナーを不図示のトナー回収容器に搬送する回収スクリュー３２と、を備えている。

クリーニングローラー２０は、感光体ドラム１０の周面に対し当接して回転する。このクリーニングローラー２０は、感光体ドラム１０の周面に残留したトナーを除去する機能に加えて、トナーを保持してクリーニングローラー２０の周面にトナー層を形成し、感光体ドラム１０の周面を研磨する機能も有している。クリーニングローラー２０の周面には、板状のトナー規制板２３が当接している。トナー規制板２３は、クリーニングローラー２０の周面に形成されたトナー層の厚みを所定の厚み以下に規制するために設けられている。

トナー層厚規制ローラー２１は、クリーニングローラー２０の周面に当接して回転する。このトナー層厚規制ローラー２１は、クリーニングローラー２０の周面に当接してニップＮを形成すると共に、トナー受け部材２２のトナーをニップＮに供給し、厚みを規制したトナー層をクリーニングローラー２０の周面に形成する構成となっている。本実施形態のトナー層厚規制ローラー２１は、クリーニングローラー２０の径より小さい径を有し、クリーニングローラー２０の回転中心を通る鉛直線上ではない位置（本実施形態では斜め上方）に配置されている。このため、本実施形態では、上向きに開口するニップＮの谷間（トナー溜まり部Ｃ）が形成される。

なお、本実施形態に係るクリーニング装置１５においては、感光体ドラム１０、クリーニングローラー２０、トナー層厚規制ローラー２１の回転方向は、夫々の当接部において同方向に回転することが好ましい（図３で示す矢印方向）。そうすることで、逆回転の場合に比して摺擦による夫々のローラーの摩耗を低減することができる。

トナー受け部材２２は、トナー層厚規制ローラー２１にトナーを供給可能とするため、トナー層厚規制ローラー２１の近傍に設けられている。このトナー受け部材２２は、感光体ドラム１０の周面から除去されたトナーを受け、その上端２２ａの高さで該トナーを溜める高さを規定する構成となっている。本実施形態のトナー受け部材２２は、トナー層厚規制ローラー２１の周面に沿って設けられている。トナー受け部材２２は、トナーの受け皿となる受け面２２ｂがトナー層厚規制ローラー２１の周面に対して略一定の隙間を維持して設けられている。

トナー受け部材２２がトナー層厚規制ローラー２１に近すぎると両者が接触する場合がある。一方で、トナー受け部材２２がトナー層厚規制ローラー２１から離れすぎると、トナーがトナー層厚規制ローラー２１に適切に付着しない場合があり、さらに、トナー受け部材２２からトナー層厚規制ローラー２１に安定して供給されるまでに時間を要することとなる。このため、受け面２２ｂとトナー層厚規制ローラー２１の周面との隙間は、一定の範囲内（例えば０．５ｍｍ以上、且つ、３．０ｍｍ未満の範囲内）で管理することが好ましい。

図４に示すように、トナー受け部材２２の受け面２２ｂは、トナー層厚規制ローラー２１の周面を軸方向に亘ってカバーできる大きさを有する。トナー受け部材２２には、トナー規制板２３が設けられている。また、トナー受け部材２２には、取り付け部２４が設けられている。取り付け部２４は、クリーニングローラー２０の回転軸の両端に引っ掛かるフック形状を有している。取り付け部２４は、トナー受け部材２２をクリーニングローラー２０の回転軸に支持させると共に、トナー規制板２３をクリーニングローラー２０の周面に対して位置決めする。
トナー受け部材２２を構成する材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂や、アルミニウム（Ａｌ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属を例示することができる。

クリーニング装置１５は、図５及び図６に示すように、変位装置４０を有する。変位装置４０は、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをニップＮに対し相対的に変位させる構成となっている。本実施形態の変位装置４０は、トナー層厚規制ローラー２１、トナー規制板２３及びトナー受け部材２２を、クリーニングローラー２０の回転軸周りに移動させることで、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをニップＮに対し相対的に変位させる構成となっている。この変位装置４０は、変位レバー４１と、カム装置４２と、を有する。

変位レバー４１は、図５に示すように、クリーニングローラー２０の回転軸周りに揺動自在に取り付けられている。また、変位レバー４１には、トナー層厚規制ローラー２１、トナー規制板２３及びトナー受け部材２２が、一体的に揺動可能に取り付けられている。変位レバー４１は、図６に示すように、対となって設けられており、ローラー軸方向両側でトナー層厚規制ローラー２１、トナー規制板２３及びトナー受け部材２２を保持する。また、図５に示すように、変位レバー４１の揺動端側は、バネ部材４３の付勢によって、カム装置４２の偏心カム４４に向かって押し付けられている。

カム装置４２は、図６に示すように、偏心カム４４と、カムシャフト４５と、ギア機構４６と、モーター４７と、を有する。偏心カム４４は、変位レバー４１のそれぞれに対応して対となって設けられており、それらはカムシャフト４５で接続され、一体的に回転可能に構成されている。カムシャフト４５は、ギア機構４６を介して、モーター４７と接続されている。モーター４７を駆動させることにより、ギア機構４６を介してカムシャフト４５が回転し、それと共に偏心カム４４が回転する。変位レバー４１は、付勢によって偏心カム４４側に押し付けられており、偏心カム４４と変位レバー４１との当接位置によって、クリーニングローラー２０に対し変位レバー４１が位置決めされる。

変位レバー４１には、図５に示すように、トナー層厚規制ローラー２１、トナー規制板２３及びトナー受け部材２２が保持され、一体的に移動するので、移動前後において、これらの相対位置関係は維持される。このため、トナー受け部材２２の受け面２２ｂとトナー層厚規制ローラー２１の周面との隙間は、一定に維持される。また、クリーニングローラー２０の回転軸周りに移動するため、トナー規制板２３とクリーニングローラー２０の周面との間隔も、一定に維持される。

一方で、トナー受け部材２２の上端２２ａとニップＮとの位置関係は、クリーニングローラー２０の回転軸からの半径距離が異なるので、変位レバー４１のクリーニングローラー２０の回転軸周りの移動によって、その位置関係が相対的に変位することとなる。
なお、トナー受け部材２２が、クリーニングローラー２０の回転軸周りに移動すると、トナー仕切板４８と干渉するため、トナー仕切板４８の基端部４８ａにヒンジやバネ等を設け、トナー仕切板４８をトナー受け部材２２と接触して変位可能な構成としている。この構成によれば、トナー受け部材２２が移動する際に、図３に示す回収スクリュー３２が配置された回収側とクリーニングローラー２０の底部側とを仕切るためのトナー仕切板４８が連動するため、常に回収側のトナーを仕切ることが可能となる。

上記構成の変位装置４０は、制御部１００によってその駆動が制御される。本実施形態の制御部１００は、感光体ドラム１０から記録紙に転写される画像の印字率に応じて、変位装置４０の駆動を制御する構成となっている。
具体的に、本実施形態の制御部１００は、印字率が第１閾値未満の場合、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａの高さｈ３より高い位置（図８参照：以下、高位置と称する場合がある）に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する構成となっている。ここで、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａの高さｈ３とは、回転軸が水平に設けられたクリーニングローラー２０の周面のうち最も高い点の高さを意味する。

また、本実施形態の制御部１００は、印字率が上記第１閾値より大きい第２閾値以上の場合、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、ニップＮの中心Ｎ１の高さｈ１より低い位置（図９参照：以下、低位置と称する場合がある）に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する構成となっている。ここで、ニップＮの中心Ｎ１の高さｈ１とは、ニップＮと、クリーニングローラー２０の回転中心とトナー層厚規制ローラー２１の回転中心とを結ぶ直線と、が交差する点の高さを意味する。

また、本実施形態の制御部１００は、印字率が上記第１閾値以上、且つ、上記第２閾値未満の場合、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、ニップＮの中心Ｎ１の高さｈ１より高く、且つ、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａの高さｈ３より低い位置（図３参照：以下、中位置と称する場合がある）に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する構成となっている。なお、本実施形態の制御部１００は、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、ニップＮの上端Ｎ２の高さｈ２より高く、且つ、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａの高さｈ３より低い位置に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する構成となっている。ここで、ニップＮの上端Ｎ２の高さｈ２とは、クリーニングローラー２０の周面とトナー層厚規制ローラー２１の周面とが当接しなくなる境界の点の高さを意味する。また、換言すると、ニップＮの上端Ｎ２の高さｈ２とは、トナー溜まり部ＣとなるニップＮの谷間の見かけ上の底にかかる高さを意味する。

続いて、上記構成のクリーニング装置１５の動作及び作用について、図７に示すフローチャート及び図８、図９に示す状態図を加えて説明する。
図７は、本発明の実施形態におけるクリーニング装置１５の動作を説明するためのフローチャートである。図８は、本発明の実施形態におけるトナー受け部材２２の上端２２ａが高位置に変位した状態を示す図である。図９は、本発明の実施形態におけるトナー受け部材２２の上端２２ａが低位置に変位した状態を示す図である。

印刷用紙に印刷すべき画像を示す画像データが外部から入力されると、通信Ｉ／Ｆ部２で受信されて画像データ記憶部３に一時的に記憶される（ステップＳ１）。この画像データは、画像処理部４に読み出されて伸張処理等の画像処理が行われ、画像処理が行われた画像データが画像データ記憶部３に記憶される。画像処理部４では、画像データに基づき印字率を算出する処理を行う（ステップＳ２）。

画像データ記憶部３に記憶された画像データは、制御部１００に読み出され、制御部１００の制御の下でその画像データに応じた画像形成が画像形成部６で行われる。
この画像形成動作中、感光体ドラム１０の周面に残留したトナーは、図３に示すように、クリーニングローラー２０やクリーニングブレード３１によって除去され、ハウジング３０内に収容される。収容されたトナーの一部は、トナー受け部材２２の受け面２２ｂに溜まり、残部は回収スクリュー３２によって不図示のトナー回収容器まで搬送される。

クリーニングローラー２０は、感光体ドラム１０の周面に残留したトナーを除去すると共に、トナーを保持してクリーニングローラー２０の周面にトナー層を形成し、感光体ドラム１０の周面を研磨する。感光体ドラム１０として、アモルファスシリコン感光体を用いた場合には、放電生成物が付着し易くなる。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体ドラム１０の電気特性が低下して、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、クリーニング装置１５は、感光体ドラム１０の周面を、クリーニングローラー２０の周面に形成した微量の研磨剤を含むトナー層によって、感光体ドラム１０の表面を研磨するようにしてクリーニングする。

トナー層厚規制ローラー２１は、クリーニングローラー２０の周面に当接して回転することにより、クリーニングローラー２０の周面のトナー層の厚みを規制する。より詳しくは、トナー層厚規制ローラー２１が、クリーニングローラー２０の周面に当接して回転すると、トナー層の厚い箇所が優先的に薄くなり、トナー層厚の厚い箇所と薄い箇所との差が少なくなる。このため、クリーニングローラー２０の周面に均一な厚さのトナー層が形成される。

トナー層は、クリーニングローラー２０とトナー層厚規制ローラー２１との圧接によって生じる物理的な力でクリーニングローラー２０に付着することで形成される。ここで付着するトナーは、（１）トナー受け部材２２からトナー層厚規制ローラー２１に付着してその後、クリーニングローラー２０に直接移動するもの、（２）クリーニングローラー２０とトナー層厚規制ローラー２１とのニップＮの谷間に形成されるトナー溜まり部Ｃに溜まった後、クリーニングローラー２０に移動するもの、があるが、（１）で付着するトナー量よりも（２）で付着するトナー量の方が多く、クリーニングローラー２０の周面にトナー層を安定的に形成するためには、（２）のトナー溜まり部Ｃにおけるトナーの存在が重要となる。

しかしながら、クリーニングローラー２０の周面のトナー量は、感光体ドラム１０から供給（除去）されるトナー量に影響する。このため、印字率の低い画像が連続して出力された場合には、（２）によってクリーニングローラー２０に供給されるトナー量が少なくなり、全体として、あるいは部分的にトナー不足となってトナー層の安定的な形成が困難となる。
一方で、印字率の高い画像が連続して出力された場合には、（２）によってクリーニングローラー２０に供給されるトナー量が多くなり、クリーニングローラー２０周りにトナーが満杯の状態で存在してしまい、クリーニング装置１５からの、特にローラー軸方向両端からのトナー落ちが発生し易くなる。そうすると、クリーニング装置１５からトナーが感光体ドラム１０側に溢れ出て、機内汚染の問題が発生してしまう場合がある。

そこで、本実施形態の制御部１００は、ステップＳ２で算出した印字率に応じて、変位装置４０の駆動を制御する構成となっている（ステップＳ３以下のステップ）。変位装置４０の駆動を制御することにより、トナーを溜める高さを規定するトナー受け部材２２の上端２２ａの高さが、クリーニングローラー２０とトナー層厚規制ローラー２１とのニップＮに対して相対的に変位できるため、ニップＮの谷間によって形成されるトナー溜まり部Ｃに存在するトナー量を調整することができる。これは、粉体の集合体で流動性のあるトナーを、同じく流動性のある液体（例えば水）と見立てて考えると分かりやすい。

液体であればトナー受け部材２２の高さをニップＮの中心Ｎ１よりも高くすると、ニップＮの谷間に液体が溜まり、ニップＮの中心Ｎ１よりも低くすると、ニップＮの谷間には液体が溜まり難くなる。このため、トナー溜まり部にトナーが溜まり易い条件の場合には、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをトナーが溜まり難い下方に移動させることで、クリーニングローラー２０周りにトナーが満杯の状態で存在することがなく、トナーの溢れ出しを抑制できる。また、トナー溜まり部にトナーが溜まり難い条件の場合には、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをトナーが溜まり易い上方に移動させることで、クリーニングローラー２０に安定的に均一にトナー層を形成し、像担持体の表面を安定的に研磨することができる。

具体的に、制御部１００は、ステップＳ３において、印字率が第１閾値未満（例えば印字率２％未満）か否かを判断する。印字率が第１閾値未満である場合、ステップＳ１０に移行する。一方、印字率が第１閾値以上である場合、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ１０に移行した場合、制御部１００は、図８に示すように、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａの高さｈ３より高い高位置に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する。このように、出力画像の印字率が低い場合に、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さがクリーニングローラー２０の最上面の高さよりも高くなるように移動することにより、上述した液体の原理のように、（２）で付着するトナー溜まり部Ｃに溜まるトナー量を多くすることができ、クリーニングローラー２０の周面に付着するトナー量を適正に保持することができる。このため、クリーニングローラー２０の周面に安定的にトナー層を形成でき、当該トナー層で感光体ドラム１０の周面を安定的に研磨することができる。

ステップＳ４に移行した場合、次に、制御部１００は、印字率が第２閾値以上（例えば印字率８％以上）か否かを判断する。印字率が第２閾値以上である場合、ステップＳ１１に移行する。一方、印字率が第２閾値未満である場合、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ１１に移行した場合、制御部１００は、図９に示すように、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、ニップＮの中心Ｎ１の高さｈ１より低い低位置に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する。このように、出力画像の印字率が高い場合に、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さがニップＮの中心Ｎ１よりも低くなるように移動することにより、感光体ドラム１０から供給（除去）されるトナー量が多い場合であっても、クリーニングローラー２０周りにトナーが満杯の状態で存在することがなく、トナーの溢れ出しを抑制できる。

すなわち、ニップＮの中心Ｎ１は、クリーニングローラー２０とトナー層厚規制ローラー２１とが最も近接する点であり、トナー溜まり部ＣとなるニップＮの谷間の実際の底に該当する。したがって、トナー受け部材２２の上端２２ａがニップＮの中心Ｎ１の高さｈ１より低くすることによって、上述した液体の原理のように、（２）で付着するトナー溜まり部Ｃに溜まるトナー量を少なくすることができ、クリーニングローラー２０の周面に付着するトナー量を適正に保持することができる。このため、クリーニングローラー２０の周面に安定的にトナー層を形成でき、当該トナー層で感光体ドラム１０の周面を安定的に研磨することができる。

ステップＳ５に移行した場合、すなわち、極端に印字率が高かったり低かったりしない場合には、制御部１００は、図３に示すように、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを、ニップＮの中心Ｎ１の高さｈ１より高く、詳しくは、ニップＮの上端Ｎ２の高さｈ２より高く、且つ、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａの高さｈ３より低い中位置（通常の位置）に変位させるよう変位装置４０の駆動を制御する。ニップＮの上端Ｎ２は、トナー溜まり部ＣとなるニップＮの谷間の見かけ上の底に該当する。そして、ニップＮの上端Ｎ２より上方の領域は、クリーニングローラー２０の周面とトナー層厚規制ローラー２１の周面とが漸次離間していく領域であるため、トナーを十分に溜めることができる空間が形成される。したがって、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをニップＮの上端Ｎ２よりも高くすることで、トナー溜まり部Ｃにトナーを十分に溜めることができ、より安定的にクリーニングローラー２０にトナーを供給し、トナー層を安定的に形成することが可能となる。

また、クリーニングローラー２０の周面の頂点２０ａは、トナー溜まり部Ｃの縁に該当する。したがって、図３に示すように、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをクリーニングローラー２０の最上部（頂点２０ａ）未満に低くすることで、上述した液体の原理のように、クリーニングローラー２０・クリーニングブレード３１周りにトナーが満杯状態にならないため、クリーニング装置１５からトナーが溢れ出てしまうようなことがなく、特に軸方向両端からのトナー落ちが発生することがない。したがって、出力画像の印字率が通常（例えば印字率２％以上８％未満）の場合には、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さを中位置に移動させることにより、感光体ドラム１０の周面を安定的に研磨することができ、トナーの溢れ出しを抑制できる。

このように、上述の本実施形態によれば、トナー層が形成されたクリーニングローラー２０の周面を感光体ドラム１０の表面に対して当接させ、感光体ドラム１０の表面をクリーニングするクリーニング装置１５であって、トナーを受け、その上端２２ａの高さで該トナーを溜める高さを規定するトナー受け部材２２と、クリーニングローラー２０の周面に当接してニップＮを形成すると共に、トナー受け部材２２のトナーをニップＮに供給し、厚みを規制したトナー層を形成するトナー層厚規制ローラー２１と、トナー受け部材２２の上端２２ａの高さをニップＮに対し相対的に変位させる変位装置４０と、を有するという構成を採用することによって、クリーニングローラー２０のトナー層によって感光体ドラム１０の表面を安定的に研磨すると共に、トナーの溢れ出しによる機内汚染を抑制できるクリーニング装置１５が得られる。また、本実施形態によれば、安定的に像担持体の表面が研磨されるため、画像流れやダッシュマークなどの画像不良の発生を抑制でき、また、機内汚染の少ないプリンターＡが得られる。

［実施例］
以下、本発明の一実施例を示す。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

本実施例の画像形成装置及びクリーニング装置の各構成部の仕様は以下の通りである。
＜モノクロ複合機＞
感光体ドラム：ａ−Ｓｉドラムφ３０（ｍｍ）
線速４１０ｍｍ／ｓ
現像方式 ：磁性一成分現像
転写部材 ：外径φ２０ (ｍｍ)ローラー
φ８金属軸＋ＥＰＤＭ発泡体（発泡体厚み６．０ｍｍ）
抵抗６．５ｌｏｇΩ
帯電方式 ：接触帯電ローラー方式
エピクロヒドリンゴムφ１２ｍｍ（軸φ６ｍｍ）

＜クリーニング装置＞
クリーニングブレード ：ウレタンゴム 厚さｔ＝１．６ｍｍ
クリーニングローラー ：ＥＰＤＭφ１４ｍｍ（軸φ８ｍｍ）
対感光体線速比＝１．２（順方向回転）
感光体ドラムへの荷重 駆動側１５Ｎ 従動側９Ｎ
トナー層厚規制ローラー：ＥＰＤＭφ１０ｍｍ（軸６ｍｍ）
対クリーニングローラー線速比＝１．０（順方向従動回転）
クリーニングローラーへの食い込み量＝０．５ｍｍ
トナー規制板 ：ＳＵＳ 厚さ＝０．１ｍｍ
クリーニングローラーへの食い込み量＝０．５ｍｍ

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、変位装置４０が、トナー受け部材２２の上端２２ａを、高位置、中位置、低位置の３つの位置に段階的に変位させると説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、変位装置４０が、トナー受け部材２２の上端２２ａを、印字率に応じて段階的（離散的）でなく連続的に変位させる構成であっても良い。
また、例えば、制御部１００は、画像形成動作中、連続出力される複数枚（例えば１０枚）ごとに画像データの印字率の平均を算出し、その平均印字率に応じて、上記複数枚ごとに変位装置４０の駆動を制御する構成であっても良い。

また、例えば、クリーニングローラー２０が当接する感光体ドラム１０の材質はアモルファスシリコンに限定されず、有機感光体（ＯＰＣ）等を用いることができる。また、アモルファスシリコンを用いる場合には、最外層がアモルファスカーボン等であっても良い。

また、例えば、上記実施形態では、画像形成装置として、プリンターを例示したが、本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置にも適用可能である。

１０…感光体ドラム（像担持体）、１５…クリーニング装置、２０…クリーニングローラー、２０ａ…クリーニングローラーの周面の頂点、２１…トナー層厚規制ローラー、２２…トナー受け部材、２２ａ…上端、４０…変位装置、４８…トナー仕切板、１００…制御部（制御装置）、Ａ…プリンター（画像形成装置）、Ｃ…トナー溜まり部、Ｎ…ニップ、Ｎ１…ニップの中心、Ｎ１…ニップの上端、ｈ１…ニップの中心の高さ、ｈ２…ニップの上端の高さ、ｈ３…クリーニングローラーの周面の頂点の高さ

Claims (10)

1. トナー層が形成されたクリーニングローラーの周面を像担持体の表面に対して当接させ、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、
   トナーを受け、その上端の高さで該トナーを溜める高さを規定するトナー受け部材と、
   前記クリーニングローラーの周面に当接してニップを形成すると共に、前記トナー受け部材のトナーを前記ニップに供給し、厚みを規制した前記トナー層を形成するトナー層厚規制ローラーと、
   前記トナー受け部材の上端の高さを前記ニップに対し相対的に変位させる変位装置と、を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記像担持体から所定のシート材に転写される画像の印字率に応じて、前記変位装置の駆動の制御する制御装置を有する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. 前記制御装置は、前記印字率が第１閾値未満の場合、前記トナー受け部材の上端の高さを、前記クリーニングローラーの周面の頂点の高さより高い位置に変位させるよう前記変位装置の駆動を制御す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. 前記制御装置は、前記印字率が前記第１閾値より大きい第２閾値以上の場合、前記トナー受け部材の上端の高さを、前記ニップの中心の高さより低い位置に変位させるよう前記変位装置の駆動を制御することを特徴とする請求項３に記載のクリーニング装置。
5. 前記制御装置は、前記印字率が前記第１閾値以上、且つ、前記第２閾値未満の場合、前記トナー受け部材の上端の高さを、前記ニップの中心の高さより高く、且つ、前記クリーニングローラーの周面の頂点の高さより低い位置に変位させるよう前記変位装置の駆動を制御することを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 前記変位装置は、前記トナー受け部材を前記クリーニングローラーの回転軸を中心に移動させることで、前記上端を変位させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
7. 前記トナー受け部材と接触して変位可能なトナー仕切板を有することを特徴とする請求項６に記載のクリーニング装置。
8. 前記トナー受け部材は、前記トナー層厚規制ローラーの周面に沿って設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
9. 前記像担持体は、表面がアモルファスシリコンで形成された感光体ドラムであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
10. トナーで形成された転写画像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置と、を有する画像形成装置であって、
    前記クリーニング装置として、請求項１〜９のいずれか一項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
    

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