JP2016206252A - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の表面に付着したキャリアをブラシ状ローラで除去する場合に、そのブラシ状ローラに担持されたキャリアが装置内で充分に除去される、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１１（像担持体）の表面に付着したトナーに加えて感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアを除去するブラシ状ローラ１４ｂに周設されたブラシ毛１４ｂ２への喰込量を増減するように搖動して、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを除去するキャリア除去部材１４ｃが、クリーニング装置１４に設けられている。
【選択図】図３

Description

この発明は、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の像担持体の表面に付着したトナーをクリーニングするクリーニング装置と、それを備えたプロセスカートリッジと、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の像担持体の表面にクリーニングブレードを当接させるとともに、像担持体の表面にブラシ状ローラ（クリーニングブラシ、ブラシ部材）を摺接させて、像担持体上に残留した未転写トナーをクリーニングブレードとブラシ状ローラとで除去する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

詳しくは、転写部に対して像担持体の走行方向下流側では、クリーニングブレードが像担持体の表面に所定の角度及び圧力で当接している。そして、クリーニングブレードによって像担持体上に残留（付着）した未転写トナーが、その他の付着物（トナー添加物や紙粉などである。）とともに除去されて、クリーニングブレードが設置されたクリーニング装置の内部に未転写トナーなどの付着物が回収されることになる。
また、転写部に対して像担持体の走行方向下流側であって、クリーニングブレードに対して像担持体の走行方向上流側では、ブラシ状ローラが所定方向に回転しながら像担持体の表面に摺接している。そして、クリーニングブレードに加えて、ブラシ状ローラによっても像担持体上に残留した未転写トナーが、その他の付着物とともに除去されて、クリーニングブレードとともにブラシ状ローラが設置されたクリーニング装置の内部に未転写トナーなどの付着物が回収されることになる。

一方、特許文献１、２には、ブラシ状ローラ（クリーニングブラシ、ブラシ部材）に担持された未転写トナー等の付着物を除去するための部材（フリッカーバー、トナー回収ローラ）を、ブラシ状ローラに摺接するように設置する技術が開示されている。

従来の技術は、現像装置に収容される現像剤としてトナーとキャリアとからなる２成分現像剤が用いられて、像担持体の表面への付着を予定していないキャリアが像担持体の表面に付着してしまって、そのキャリアがブラシ状ローラによって除去されてしまったときに、そのブラシ状ローラに担持されたキャリアを、フリッカーバーやトナー回収ローラ等の部材で充分に除去することができなかった。
そして、そのようにブラシ状ローラにキャリアが担持された状態が長く続くと、やがて、ブラシ状ローラに担持されたキャリアによって像担持体の表面が傷つけられてしまう不具合や、像担持体の表面に付着したキャリアがブラシ状ローラによって除去されずにクリーニングブレードの位置に達してしまいクリーニングブレードのエッジ部が傷つけられてしまう不具合、などが生じてしまうことになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、像担持体の表面に付着したキャリアをブラシ状ローラで除去する場合に、そのブラシ状ローラに担持されたキャリアが装置内で充分に除去される、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかるクリーニング装置は、所定方向に走行する像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着したトナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側の位置において所定方向に回転しながら前記像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着したトナーに加えて前記像担持体の表面に付着したキャリアを除去するブラシ状ローラと、前記ブラシ状ローラに周設されたブラシ毛への喰込量を増減するように搖動して、前記ブラシ状ローラに担持されたキャリアを除去するキャリア除去部材と、を備えたものである。

本発明によれば、像担持体の表面に付着したキャリアをブラシ状ローラで除去する場合に、そのブラシ状ローラに担持されたキャリアが装置内で充分に除去される、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 プロセスカートリッジとその近傍とを示す構成図である。 クリーニング装置の構成を示す拡大図である。 変形例１としての、クリーニング装置を示す図である。 変形例２としての、クリーニング装置において、（Ａ）ブラシ状ローラに対してキャリア除去部材が離間した状態を示す図と、（Ｂ）ブラシ状ローラに対してキャリア除去部材が当接した状態を示す図と、である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は、実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。図２は、図１の画像形成装置１に設置されたイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙ（作像部）の構成を示す断面図である。
なお、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（作像部）は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２ではイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙのみを代表的に図示する。

図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体が収容される給紙部、９は記録媒体の搬送タイミングを調整するレジストローラ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ（作像部）、１６は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のトナー像を記録媒体上に転写するための２次転写バイアスローラ、１９は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング装置、２０は記録媒体上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（像担持体）上に向けて発せられる。

一方、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（図２を参照できる。）は、それぞれ、所定方向（反時計方向）に回転（走行）している。そして、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１の表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光Ｌは、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１（像担持体）の表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１の表面には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部（１次転写ニップ）に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ１６が設置されている。そして、１次転写バイアスローラ１６の位置で、中間転写ベルト１７の表面に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、クリーニング装置１４（クリーニング部）との対向位置に達する。そして、この位置で、クリーニングブレード１４ａ（ブレード部材）とブラシ状ローラ１４ｂとによって感光体ドラム１１の表面に付着したトナー（未転写トナー）などの付着物が機械的に除去されて、除去されたトナーがクリーニング装置１４内に回収される（クリーニング工程である。）。クリーニング装置１４内に回収された未転写トナーは、搬送部材としての搬送スクリュ１４ｄによってクリーニング装置１４の外部に排出（搬送）されて、不図示の廃トナー回収容器の内部に廃トナーとして回収される。
その後、感光体ドラム１１の表面は、潤滑剤供給装置１５、除電部（不図示である。）の位置を順次通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１上の各色のトナー像が重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が記録媒体に転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング装置１９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着したトナー（未転写トナー）が中間転写ベルトクリーニング装置１９に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体は、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体を収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体が、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９（タイミングローラ）に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体は、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体は、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体は、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、プロセスカートリッジ１０Ｙについて詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電部１２（帯電ローラ）と、現像装置１３（現像部）と、クリーニング装置１４（クリーニング部）と、潤滑剤供給装置１５（潤滑剤供給部）と、が一体的にユニットとして構成されている。

ここで、像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム１１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、表面層（保護層）が順次積層されている。
感光体ドラム１１は、不図示の駆動モータによって図２の反時計方向に回転駆動される。

図２を参照して、帯電部１２は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。帯電ローラ１２には不図示の帯電用電源部から所定の電圧（ＤＣ電圧にＡＣ電圧が重畳されたものである。）が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
ここで、本実施の形態では、帯電ローラ１２が不図示の圧縮スプリングによって感光体ドラム１１に対して圧接するように構成されているが、感光体ドラム１１に対して帯電ローラ１２が微小ギャップをあけて非接触で対向するように構成することもできる。また、本実施の形態では、帯電ローラ１２にＤＣ電圧にＡＣ電圧が重畳されたものを帯電バイアスとして印可しているが、帯電ローラ１２にＤＣ電圧のみを帯電バイアスとして印可することもできる。
また、本実施の形態では、帯電ローラ１２の表面をクリーニングするための帯電部クリーニングローラ４０が、帯電ローラ１２に圧接するように設置されている。

現像装置１３（現像部）は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂと、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂに対向する第２搬送スクリュ１３ｃと、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｄと、で構成される。現像ローラ１３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇが担持されることになる。

現像装置１３の内部には、現像剤として、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
なお、本実施の形態では、画質向上のために、円形度が０．９３以上であって、重量平均径Ｄ４と個数平均径Ｄ１との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０となる球形トナーをトナーＴとして使用している。
なお、トナーＴの「円形度」は、粒子投影像の周囲長に対する粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長であって、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（東亜医用電子社製）により計測した値に基いて求めることができる。
また、トナーＴの「重量平均径」や「個数平均径」は、粒径測定器「ＳＤ２０００」（ホソカワミクロン社製）により測定することができる。

クリーニング装置１４には、感光体ドラム１１に当接して感光体ドラム１１の表面をクリーニングするクリーニングブレード１４ａ、感光体ドラム１１に摺接して感光体ドラム１１の表面をクリーニングするブラシ状ローラ１４ｂ、クリーニング装置１４内に回収された未転写トナーを幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に搬送する搬送スクリュ１４ｄ（搬送部材）、キャリア除去部材１４ｃ、などが設置されている。

クリーニングブレード１４ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。そして、感光体ドラム１１上に付着するトナーなどの付着物（記録媒体から生じる紙粉、帯電部１２による放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等の付着物も含むものとする。）がクリーニングブレード１４ａによって機械的に掻き取られてクリーニング装置１４内に回収されることになる。
なお、本実施の形態において、クリーニングブレード１４ａは、感光体ドラム１１の走行方向（回転方向）に対してカウンタ方向にて感光体ドラム１１に当接している。

図３をも参照して、ブラシ状ローラ１４ｂは、クリーニングブレード１４ａに対して感光体ドラム１１の回転方向上流側（走行方向上流側）の位置に設置されて、所定方向に回転しながら感光体ドラム１１に当接するように構成されている。ブラシ状ローラ１４ｂは、回転軸部１４ｂ１（芯金）の外周に直毛状又はループ状のブラシ毛１４ｂ２が巻装（周設）されたものである。ブラシ毛１４ｂ２としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル、ビニロン、塩化ビニル等の樹脂繊維を用いることができ、必要に応じてカーボン等の導電付与剤が混入された導電繊維を用いることができる。また、ブラシ毛１４ｂ２は、長さ（毛足）が０．２〜２０ｍｍ、ブラシ密度が２〜１０万Ｆ／ｉｎｃｈ²のものを用いることができる。
ブラシ状ローラ１４ｂは、感光体ドラム１１を回転駆動する駆動モータからギア列を介して駆動力が入力されて、感光体ドラム１１の駆動に連動して図２、図３の反時計方向に回転駆動される。また、ブラシ状ローラ１４ｂは、そのブラシ毛１４ｂ２が感光体ドラム１１に対して所定量だけ喰い込むように配設されて、感光体ドラム１１に対してカウンタ方向に摺接することになる。
そして、感光体ドラム１１上に付着するトナーなどの付着物（記録媒体から生じる紙粉、帯電部１２による放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、現像装置１３内に収容された２成分現像剤Ｇ中のキャリアＣ、等の付着物も含むものとする。）がブラシ状ローラ１４ｂによって掻き取られてクリーニング装置１４内に回収されることになる。
このように、クリーニングブレード１４ａに加えてブラシ状ローラ１４ｂを用いて、感光体ドラム１１上に付着した未転写トナーを除去することで、クリーニング装置１４によるクリーニング性がさらに向上することになる。

搬送部材としての搬送スクリュ１４ｄは、軸部上にスクリュ部が形成されたものであって、所定方向に回転駆動することで、クリーニング装置１４の内部に回収されたトナーなどの付着物を廃トナー回収容器に向けて搬送する。搬送スクリュ１４ｄは、感光体ドラム１１を回転駆動する駆動モータからギア列を介して駆動力が入力されて、感光体ドラム１１の駆動に連動して図２、図３の反時計方向に回転駆動される。
なお、本実施の形態におけるクリーニング装置１４には、ブラシ状ローラ１４ｃに付着したキャリアをクリーニングするためのキャリア除去部材１４ｃが設置されているが、これについては図３等を用いて後で詳しく説明する。

図２を参照して、潤滑剤供給装置１５（潤滑剤供給部）は、感光体ドラム１１に摺接する発泡弾性層が周設されて感光体ドラム１１上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ１５ａ、潤滑剤供給ローラ１５ａ（発泡弾性層）に摺接する固形潤滑剤１５ｂ、固形潤滑剤１５ｂを潤滑剤供給ローラ１５ａに向けて付勢する圧縮スプリング１５ｃ、感光体ドラム１１に当接して感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤を薄層化（均一化）する薄層化ブレード１５ｄ（均しブレード）、固形潤滑剤１５ｂを保持する保持部材（保持板）、圧縮スプリング１５ｃによって付勢されて保持部材に保持された固形潤滑剤１５ｂをガイドするガイド部材（ホルダ）、等で構成される。
潤滑剤供給装置１５は、クリーニング装置１４（クリーニングブレード１４ａ）に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側（走行方向下流側）であって、帯電部１２に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側に配設されている。また、薄層化ブレード１５ｄは、潤滑剤供給ローラ１５ａに対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。

潤滑剤供給ローラ１５ａは、金属材料からなる軸部（芯金）上に発泡ポリウレタン（ウレタンフォーム）からなる発泡弾性層が形成されたローラ状部材であって、その発泡弾性層が感光体ドラム１１表面に接触した状態で図２の反時計方向に回転する。これにより、固形潤滑剤１５ｂから潤滑剤供給ローラ１５ａを介して感光体ドラム１１上に潤滑剤が供給される。

潤滑剤供給ローラ１５ａは、図２の反時計方向に回転する感光体ドラム１１に対してカウンタ方向（逆方向）で摺接するように回転駆動される（図２の反時計方向の回転である。）。
また、潤滑剤供給ローラ１５ａは、固形潤滑剤１５ｂと感光体ドラム１１とに摺接するように配置されていて、潤滑剤供給ローラ１５ａが回転することによって固形潤滑剤１５ｂから潤滑剤を掻き取り、その潤滑剤を感光体ドラム１１上に塗布する。
また、固形潤滑剤１５ｂ（潤滑剤保持部材１５ｅ）の後方部には、潤滑剤供給ローラ１５ａと固形潤滑剤１５ｂとの接触ムラをなくすために圧縮スプリング１５ｃが配置されていて、固形潤滑剤１５ｂを潤滑剤供給ローラ１５ａに付勢している。
ここで、固形潤滑剤１５ｂは、脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有させて形成したものである。また、脂肪酸金属亜鉛としては、少なくともステアリン酸亜鉛を含んだものが好ましい。また、無機潤滑剤としては、タルク、マイカ、窒化ホウ素のうち少なくとも１つであることが好ましい。

薄層化ブレード１５ｄは、ウレタンゴム等のゴム材料からなる板状部材であって、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。薄層化ブレード１５ｄは、潤滑剤供給ローラ１５ａに対して、感光体ドラム１１の回転方向下流側（走行方向下流側）に配設されている。そして、潤滑剤供給ローラ１５ａによって感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤は、薄層化ブレード１５ｄによって、感光体ドラム１１上に均一かつ適量に薄層化される。
固形潤滑剤１５ｂを潤滑剤供給ローラ１５ａを介して感光体ドラム１１表面に塗布すると、感光体ドラム１１表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は充分に発揮されないため、薄層化ブレード１５ｄが潤滑剤を薄層化・均一化する部材として機能することになる。薄層化ブレード１５ｄにより、感光体ドラム１１上での潤滑剤の皮膜化がおこなわれて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。
なお、本実施の形態において、薄層化ブレード１５ｄは、感光体ドラム１１の走行方向（回転方向）に対してトレーディング方向にて感光体ドラム１１に当接している。

このように、本実施の形態では、クリーニングブレード１４ａと薄層化ブレード１５ｄとの２つのブレード部材を別々に設けているために、クリーニング性と潤滑剤塗布性とを良好に維持することができるとともに、感光体ドラム１１への潤滑剤供給によって双方のブレード部材１４ａ、１５ｄの磨耗・劣化を軽減することができる。

図２にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ１３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像装置１３内の現像剤Ｇは、間に仕切部材を介在するように配設された第１搬送スクリュ１３ｂ及び第２搬送スクリュ１３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３０からトナー補給口を介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環する。

そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ１３ａ上に担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード１３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード１３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ１３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。

その後、現像工程にて感光体ドラム１１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト１７上に転写される。そして、感光体ドラム１１の表面に付着（残留）した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード１４ａやブラシ状ローラ１４ｂによってクリーニング装置１４内に回収される。その後、クリーニング工程後の感光体ドラム１１の表面は、潤滑剤供給装置１５、除電部（不図示である。）を順次通過して、一連の作像プロセスが終了する。

ここで、装置本体１に設けられたトナー補給部３０は、交換可能に構成されたトナーボトル３１と、トナーボトル３１を保持・回転駆動するとともに現像装置１３に新品トナーＴを補給するトナーホッパ部３２と、で構成されている。また、トナーボトル３１内には、新品のトナーＴ（図２では、イエローのトナーである。）が収容されている。また、トナーボトル３１の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナーボトル３１内の新品トナーＴは、現像装置１３内のトナーＴ（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口から現像装置１３内に適宜に補給されるものである。現像装置１３内のトナーＴの消費は、現像装置１３の第２搬送スクリュ１３ｃの下方に設置された磁気センサによって間接的又は直接的に検知される。

以下、本実施の形態において特徴的な、クリーニング装置１４（プロセスカートリッジ）の構成・動作について説明する。
先に図２、図３等を用いて説明したように、クリーニング装置１４には、感光体ドラム１１（像担持体）に付着したトナーＴを除去する部材として、クリーニングブレード１４ａの他に、ブラシ状ローラ１４ｂが設けられている。そして、このブラシ状ローラ１４ｂは、感光体ドラム１１の表面に付着したトナーＴに加えて感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアＣをも除去する。

ここで、キャリアＣは、トナーＴとともに２成分現像剤Ｇとして、現像装置１３に収容されていて、トナーＴとは異なり、本来、感光体ドラム１１への付着は予定されていないものである。しかし、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇ中のキャリアＣが、感光体ドラム１１上の地肌部（非画像部）に付着してしまったり、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像中に核状に付着してしまったりする現象は、従来から知られている。そして、このように感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアＣは、１次転写ニップを通過して、ブラシ状ローラ１４ｂの位置で、ブラシ状ローラ１４ｂのブラシ毛１４ｂ２によって感光体ドラム１１から掻き取られて、ブラシ状ローラ１４ｂのブラシ毛１４ｂ２に担持されることになる。

ここで、図２及び図３を参照して、本実施の形態におけるクリーニング装置１４には、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアＣを除去するキャリア除去部材１４ｃ（クリーニング部材）が設置されている。このキャリア除去部材１４ｃは、ブラシ状ローラ１４ｂに周設されたブラシ毛１４ｂ２への喰込量を増減するように図３の白両矢印方向に搖動する。

詳しくは、キャリア除去部材１４ｃは、磁性を有するステンレス鋼などの磁性体からなる略円筒状部材（又は、略円柱状部材）である。キャリア除去部材１４ｃには、ブラシ毛１４ｂ２に対して幅方向（図２、図３の紙面垂直方向である。）にわたって喰い込むように形成されたローラ部１４ｃ１と、ローラ部１４ｃ１の幅方向両端部に形成されたジャーナル部１４ｃ２（ローラ部１４ｃ１の外径よりも小さな外径となるように形成されている。）と、が形成されている。キャリア除去部材１４ｃは、ブラシ状ローラ１４ｂの斜め上方の位置でブラシ状ローラ１４ｂに当接するように設置され、搬送スクリュ１４ｄの上方に設置されている。
ブラシ状ローラ１４ｂの回転軸部１４ｂ１には、キャリア除去部材１４ｃのジャーナル部１４ｃ２に当接する搖動カム１４ｅが、ブラシ状ローラ１４ｂとともに回転可能に設置されている。図３に示すように、搖動カム１４ｅは、そのカム面に複数の凹凸が形成されている。また、キャリア除去部材１４ｃのジャーナル部１４ｃ２には、キャリア除去部材１４ｃをブラシ状ローラ１４ｂに向けて付勢する付勢部材としての圧縮スプリング１４ｆの一端側が接続されている。圧縮スプリング１４ｆの他端側は、クリーニング装置１４の筐体に接続されている。
このような構成によりブラシ状ローラ１４ｂが１回転する間に、キャリア除去部材１４ｃが白両矢印方向に複数回搖動することになる。

このような構成され動作するキャリア除去部材１４ｃによって、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアＣが充分に除去されることになる。したがって、ブラシ状ローラ１４ｂにキャリアＣが担持された状態が長く続いてしまって、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアＣによって感光体ドラム１１の表面が傷つけられてしまう不具合や、感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアＣがブラシ状ローラ１４ｂ（担持されたキャリア量が限度を超えてしまったものである。）によって除去されずにクリーニングブレード１４ａの位置に達してしまいクリーニングブレード１４ａのエッジ部が傷つけられてしまう不具合、などを抑止することができる。

詳しくは、特許文献１、２等のようにブラシ状ローラのブラシ毛に単に喰い込むようにフリッカーバーやトナー回収ローラ等の部材を設置する場合には、その部材の位置でブラシ毛が周方向に倒れた後に復帰して起立するような挙動になるが、そのようなブラシ毛の挙動ではブラシ毛に入り込んだトナーは除去できてもキャリアは充分に除去することはできないことを、本願発明者は実験により知得した。そして、本実施の形態のように、ブラシ状ローラ１４ｂのブラシ毛１４ｂ２に喰い込む量（喰込量）を増減させるように動作する部材（キャリア除去部材１４ｃ）を設置することによって、その部材の位置でブラシ毛が径方向に押し潰された後に復帰して起立するような挙動になって、ブラシ毛に入り込んだトナーに加えてキャリアも勢いよく径方向にはじき飛ばされるように除去されることを、本願発明者は実験により知得した。

特に、本実施の形態では、キャリア除去部材１４ｃを磁性体で形成しているため、キャリア除去部材１４ｃが磁化されたときに、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを磁気的に吸着して除去することが可能になる。なお、キャリア除去部材１４ｃの搖動の応答性を高めるために、キャリア除去部材１４ｃを軽量化したい場合には、キャリア除去部材１４ｃをアルミニウムなどの比重の小さな材料で中空構造で形成することが好ましい。

なお、このようにしてキャリア除去部材１４ｃによって除去されたキャリアＣは、搬送スクリュ１４ｄ（搬送部材）によってクリーニング装置１４内に回収されたトナーＴ（未転写トナー）とともにクリーニング装置１４外に排出されて、不図示の廃トナー回収容器に回収されることになる。
これにより、クリーニング装置１４内に回収されたキャリアがブラシ状ローラ１４ｂに再担持される不具合を抑止することができる。

ここで、本実施の形態において、図４に示すように、キャリア除去部材１４ｃの一部又は全部をオン・オフ制御可能な電磁石で構成して、所定のタイミングでその電磁石がオフ状態からオン状態に可変されてブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを磁気的に吸着して除去するようにすることもできる。すなわち、キャリア除去部材１４ｃを電磁石として、電磁石のオン・オフ制御により、任意のタイミングでキャリア除去部材１４ｃの機能をオン・オフすることができる。以下、キャリア除去部材１４ｃをキャリア除去部材として積極的に機能させるときの制御を、適宜に「キャリア除去モード」と呼ぶことにする。

具体的に、磁性体からなる中空構造のローラ部１４ｃ１に、電源部６１に接続された励磁コイルを内設する。そして、制御部６０による電源部６１の制御によって、励磁コイルに通電（オン）してキャリア除去部材１４ｃを磁石として機能させたり（キャリア除去モードを実行したり）、励磁コイルへの通電を解除（オフ）してキャリア除去部材１４ｃを磁石として機能させないようにしたり、する。なお、図示は省略するが、図４の例においても、図３のものと同様に、キャリア除去部材１４ｃを白両矢印方向に搖動させる搖動機構（搖動カム１４ｅや圧縮スプリング１４ｆである。）が設置されている。
このように構成することにより、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリア量に応じて、効率的にキャリアを除去することができる。

なお、上述した所定のタイミング（キャリア除去モードが実行されるタイミングである。）は、所望の画像形成動作が終了する前に感光体ドラム１１の回転駆動（走行）が予期せず中断されてしまった場合において、次の画像形成動作が開始（再開）されるまでの非画像形成時のタイミングとすることができる。そして、キャリア除去モードは、感光体ドラム１１が走行されるとともにブラシ状ローラ１４ｂが回転された状態（先に、図２等を用いて説明した感光体ドラム１１やクリーニング装置１４を駆動する駆動モータが稼働した状態である。）で実行される。
このように、感光体ドラム１１の回転駆動が予期せず中断されてしまう場合（緊急停止してしまう場合）としては、一連のプリント動作中に、搬送経路において記録媒体が紙詰まり（ジャム）してしまう場合や、停電などにより画像形成装置１の主電源が遮断されてしまう場合、などがある。そして、このような場合には、ユーザーやサービスマンなどによって所定の処置がおこなわれて画像形成動作が再開可能な状態に復帰されるときに、リカバリ動作としてキャリア除去モードが実行されることになる。
このように感光体ドラム１１が緊急停止してしまう場合には、現像ローラ１３ａへの現像バイアスの印可も遮断されて、その状態で感光体ドラム１１が慣性によって微小に回転してしまうことがあり、感光体ドラム１１上にキャリアが静電的に付着しやすい状態になる。そのため、このような不具合が生じた後に、キャリア除去モードを実行することが有用になる。
なお、このようにキャリア除去モードが実行されるときには、搬送スクリュ１４ｄも回転駆動されることになるため、クリーニング装置１４内に回収されたキャリアは速やかにクリーニング装置１４外に排出されることになる。すなわち、「キャリア排出モード」がほぼ同時に実行されることになる。

また、上述した所定のタイミング（キャリア除去モードが実行されるタイミングである。）は、累積通紙枚数又は累積稼働時間が所定値に達したときの非画像形成時のタイミングとすることもできる。
具体的に、不図示のカウンタによってカウントされる累積通紙枚数（累積のプリント枚数）が所定値に達するごと（例えば、１０００枚ごとである。）や、不図示のタイマーによってカウントされる感光体ドラム１１や画像形成装置１の累積稼働時間が所定値に達するごと（例えば、３０分ごとである。）に、一連のプリント動作が終了した直後に立下げ動作としてキャリア除去モード（及び、キャリア排出モード）を実行する。
これにより、比較的時間をかけて徐々にブラシ状ローラ１４ｂに担持されていくキャリアを効率的に除去することが可能になる。

なお、図４の例では、キャリア除去部材１４ｃのローラ部１４ｃ１に、ブラシ状ローラ１４ｂから除去されたキャリアを搬送スクリュ１４ｄの位置に向けてスムーズに落下させるためのガイド部１４ｃ１１が、ブラシ状ローラ１４ｂとの当接部から搬送スクリュ１４ｄの上部とを直線的に結ぶように形成されている。これにより、搬送スクリュ１４ｄによるキャリアの排出効率が向上することになる。

また、本実施の形態において、図５に示すように、キャリア除去部材１４ｃをブラシ状ローラ１４ｂに対して接離可能に構成して、所定のタイミングで離間状態（図５（Ａ）の状態である。）から当接状態（図５（Ｂ）の状態である。）に可変させてブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを除去するようにすることもできる。
具体的に、ブラシ状ローラ１４ｂに対してキャリア除去部材１４ｃを接離する接離機構は、キャリア除去部材１４ｃを保持するアーム１４ｇや、制御部６０による制御によってアーム１４ｇを回転軸を中心に時計方向又は反時計方向に回転させる駆動モータ６２、などで構成されている。
そして、通常時には、図５（Ａ）に示すように、アーム１４ｇを反時計方向に回転させて、ブラシ状ローラ１４ｂに対してキャリア除去部材１４ｃを離間させる。
これに対して、キャリア除去モード時には、図５（Ｂ）に示すように、アーム１４ｇを時計方向に回転させて、ブラシ状ローラ１４ｂに対してキャリア除去部材１４ｃを当接させる。そして、図３、図４のものとは異なり、駆動モータ６２によってアーム１４ｇを時計方向と反時計方向とに交互に繰り返し回転させることで、キャリア除去部材１４ｃを図５（Ｂ）の白両矢印方向に搖動させている。例えば、ブラシ状ローラ１４ｂが１回転する間に、キャリア除去部材１４ｃが白両矢印方向に４．３回往復移動するようにしている。

このように構成した場合であっても、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを充分に除去することができる。特に、図５の例では、キャリア除去部材１４ｃの搖動の周期を、ブラシ状ローラ１４ｂの回転周期に対して、ずらすことができるので、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアをさらに万遍なく充分に除去することができる。
また、上述した所定のタイミング（キャリア除去モードが実行されるタイミングである。）を、図４の例のものと同様に設定することで、図４の例のものと同様に、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを効率的に除去することができる。特に、図５の例では、キャリア除去モードが実行されないときには、ブラシ状ローラ１４ｂに対してキャリア除去部材１４ｃを離間させているため、キャリア除去部材１４ｃとの接触によってブラシ状ローラ１４ｂのブラシ毛１４ｂ２が毛倒れしたり摩耗したりする不具合を軽減することができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるクリーニング装置１４は、感光体ドラム１１（像担持体）の表面に付着したトナーに加えて感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアを除去するブラシ状ローラ１４ｂに周設されたブラシ毛１４ｂ２への喰込量を増減するように搖動して、ブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアを除去するキャリア除去部材１４ｃが設けられている。
これにより、感光体ドラム１１の表面に付着したキャリアをブラシ状ローラ１４ｂで除去する場合に、そのブラシ状ローラ１４ｂに担持されたキャリアをクリーニング装置１４内で充分に除去することができる。

なお、本実施の形態では、作像部における各部（感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３、クリーニング装置１４、潤滑剤供給装置１５である。）を一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。これに対して、クリーニング装置１４をプロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体１に対して着脱可能（交換可能）に設置されるように構成することもできる。そして、このような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置（クリーニング部）とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム１１上の未転写トナー（クリーニング対象物）をクリーニングするクリーニング装置１４に対して本発明を適用した。これに対して、像担持体としての感光体ベルト上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置や、像担持体（中間転写体）としての中間転写ベルト（例えば、本実施の形態における中間転写ベルト１７である。）上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置（例えば、本実施の形態における中間転写ベルトクリーニング装置１９である。）や、像担持体（中間転写体）としての中間転写ドラム上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置、などに対しても、当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、カラー画像形成装置１に設置されたクリーニング装置１４に対して本発明を適用したが、モノクロ画像形成装置に設置されたクリーニング装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ、
１１ 感光体ドラム（像担持体）、
１３ 現像装置（現像部）、
１４ クリーニング装置、
１４ａ クリーニングブレード、
１４ｂ ブラシ状ローラ（クリーニングローラ）、
１４ｂ１ 回転軸部、 １４ｂ２ ブラシ毛、
１４ｃ キャリア除去部材（クリーニング部材）、
１４ｃ１ ローラ部、 １４ｃ２ ジャーナル部、
１４ｃ１１ ガイド部、
１４ｄ 搬送スクリュ（搬送部材）、
１４ｅ 搖動カム、
１４ｆ 圧縮スプリング（付勢部材）、
１４ｇ アーム（接離機構）、
１５ 潤滑剤供給装置。

特開２００９−２３７０６２号公報 特開２００４−２１２８２３号公報

Claims (10)

1. 所定方向に走行する像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着したトナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側の位置において所定方向に回転しながら前記像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着したトナーに加えて前記像担持体の表面に付着したキャリアを除去するブラシ状ローラと、
   前記ブラシ状ローラに周設されたブラシ毛への喰込量を増減するように搖動して、前記ブラシ状ローラに担持されたキャリアを除去するキャリア除去部材と、
   を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記キャリア除去部材は、その一部又は全部がオン・オフ制御可能な電磁石で構成されて、所定のタイミングで前記電磁石がオフ状態からオン状態に可変されて前記ブラシ状ローラに担持されたキャリアを磁気的に吸着して除去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. 前記キャリア除去部材は、前記ブラシ状ローラに対して接離可能に構成されて、所定のタイミングで離間状態から当接状態に可変されて前記ブラシ状ローラに担持されたキャリアを除去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記所定のタイミングは、所望の画像形成動作が終了する前に前記像担持体の走行が予期せず中断されてしまった場合において次の画像形成動作が開始されるまでの非画像形成時のタイミングであって、前記像担持体が走行されるとともに前記ブラシ状ローラが回転されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のクリーニング装置。
5. 前記所定のタイミングは、累積通紙枚数又は累積稼働時間が所定値に達したときの非画像形成時のタイミングであって、前記像担持体が走行されるとともに前記ブラシ状ローラが回転されることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置。
6. 前記キャリア除去部材に当接可能に前記ブラシ状ローラの回転軸部に設置された搖動カムと、
   前記キャリア除去部材を前記ブラシ状ローラに向けて付勢する付勢部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のクリーニング装置。
7. 前記キャリア除去部材は、磁性体からなる略円筒状部材又は略円柱状部材であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のクリーニング装置。
8. 前記キャリア除去部材によって除去されたキャリアを、装置内に回収されたトナーとともに装置外に排出する搬送部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のクリーニング装置。
9. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
   請求項１〜請求項８のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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