JP2016218247A - クリーニング装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラム上において、筋状に形成される傷を抑制するとともに、トナーの固着が発生することを抑制する。
【解決手段】クリーニング装置２７は、感光体ドラム２１の周面を清掃する。クリーニング装置２７は、ハウジング２７Ｈと、クリーニングブレード２７１と、搬送スクリュー２７２とを備える。感光体ドラム２１が所定の周期で軸方向に往復移動されることで、感光体ドラム２１とクリーニングブレード２７１との接触部が移動する。搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部は、クリーニングブレード２７１の上端部と同じ高さまたは上端部よりも下方に配置されている。また、鉛直方向において、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との距離Ｈ１は、搬送スクリュー２７２の外周縁の下端部とハウジング２７Ｈの底部２７Ｈ１との距離Ｈ２よりも小さく設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光体ドラムを清掃するクリーニング装置、および、これを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体（感光体ドラム）上に形成された静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像が現像されることにより、像担持体上にトナー像が形成される。トナー像がシートに転写され、所定の定着処置が施されると、シート上に画像が形成される。

特許文献１に記載された技術では、感光体ドラム上に残留したトナーを清掃するために、クリーニングブレードが感光体ドラムに当接している。また、クリーニングブレードの先端に挟まった異物によって感光体ドラムの表面に傷（筋状の偏摩耗）がつくことを防止するために、感光体ドラムが軸方向に往復移動される技術が開示されている。

特開平１０−１４３０４１号公報

特許文献１に記載された技術では、クリーニングブレードの往復移動によって、トナーのすり抜けが生じやすくなる。この結果、すり抜けたトナーがクリーニングブレードによって感光体ドラムの表面に擦り付けられ、トナーの固着が発生するという課題があった。

本発明の目的は、感光体ドラム上に筋状に形成される傷を抑制するとともに、感光体ドラムにトナーの固着が発生することを抑制したクリーニング装置、および、これを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るクリーニング装置は、軸回りに回転され、周面に静電潜像が形成されるとともに、トナー像を担持する感光体ドラムの前記周面を清掃するクリーニング装置であって、底部を備えたハウジングと、弾性材料からなり、上方に向かって延びるように前記ハウジングに支持され、先端が前記感光体ドラムの前記周面に当接し、前記周面に付着したトナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記底部の上方において前記クリーニングブレードに対向するように前記ハウジングに回転可能に支持され、前記クリーニングブレードによって回収された前記トナーを搬送する搬送スクリューと、を有し、前記感光体ドラムおよび前記クリーニングブレードは、所定の周期で、前記感光体ドラムの回転における軸方向に沿って相対的に往復移動され、前記搬送スクリューの外周縁の上端部は、前記クリーニングブレードの上端部と同じ高さ、または、前記クリーニングブレードの上端部よりも下方に配置され、鉛直方向において、前記搬送スクリューの外周縁の上端部と前記クリーニングブレードの上端部との距離Ｈ１は、前記搬送スクリューの外周縁の下端部と前記ハウジングの前記底部との距離Ｈ２よりも小さいことを特徴とする。

本構成によれば、クリーニングブレードの上端部と搬送スクリューとの間にトナーを安定して分布させることができる。この結果、感光体ドラム上に筋状に形成される傷を抑制するとともに、感光体ドラムにトナーの固着が発生することを抑制することができる。

上記の構成において、前記ハウジングは、前記感光体ドラムとは反対側において前記搬送スクリューに対向して鉛直方向に立設された壁部を備え、前記搬送スクリューの回転軸心を通る水平方向において、前記搬送スクリューの外周縁と前記クリーニングブレードとの距離Ｌ１は、前記搬送スクリューの外周縁と前記ハウジングの前記壁部との距離Ｌ２よりも小さいことが望ましい。

本構成によれば、クリーニングブレードの上端部と搬送スクリューとの間にトナーを更に安定して分布させることができる。また、クリーニングブレードの上端部と搬送スクリューとの間にトナーが過剰に分布することを抑止することができる。

上記の構成において、鉛直方向において、前記搬送スクリューの外周縁の上端部と前記クリーニングブレードの上端部との距離Ｈ１は、０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定されていることが望ましい。

本構成によれば、クリーニングブレードの上端部と搬送スクリューとの間にトナーを更に安定して分布させることができる。

上記の構成において、前記クリーニングブレードは前記ハウジングに固定され、前記感光体ドラムが所定の周期で前記軸方向に往復移動され、前記感光体ドラムの往復移動は、前記感光体ドラムの７０回転以上の回転に対して１回実行されるものでもよい。

本構成によれば、感光体ドラムが往復移動されることで、クリーニング装置からトナー漏れが発生することが抑止される。また、感光体ドラムの往復移動の周期が大きく設定されているため、感光体ドラムの周面にトナーが固着することが抑止される。

上記の構成において、前記クリーニングブレードの前記感光体ドラムに対する当接線圧は、２０ｇｆ／ｃｍ以上に設定され、前記クリーニングブレードのＪＩＳ−Ａ硬度が７５°以上に設定されているものでもよい。

本構成によれば、クリーニングブレードによるトナーの掻き取りが安定して実現され、感光体ドラムの周面にトナーが固着することが抑止される。

上記の構成において、前記クリーニングブレードが延びる方向と鉛直方向とがなす角度が、０度以上３０度以下に設定されているものでもよい。

本構成によれば、クリーニングブレードによるトナーの掻き取りが安定して実現され、感光体ドラムの周面にトナーが固着することが抑止される。また、クリーニングブレードの上端部と搬送スクリューとの間にトナーを更に安定して分布させることができる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れか１に記載のクリーニング装置と、周面に静電潜像が形成されるとともに、トナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写部と、を有することを特徴とする。

本構成によれば、感光体ドラム上に筋状に形成される傷を抑制するとともに、感光体ドラムにトナーの固着が発生することを抑制することができる。この結果、長期に亘って、安定した画像を形成することができる。

本発明によれば、感光体ドラム上に筋状に形成される傷を抑制するとともに、感光体ドラムにトナーの固着が発生することを抑制するクリーニング装置、および、これを備えた画像形成装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムの周辺を示した模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムおよびクリーニング装置を示した模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間のトナーの分布を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間のトナーの分布を示した模式図である。 感光体ドラムのスラスト量と表面粗さとの関係を示したグラフである。 感光体ドラムのスラスト周期とトナー付着数との関係を示したグラフである。 クリーニングブレードの上端部と搬送スクリューの上端部との鉛直方向における距離と、廃トナー重量との関係を示したグラフである。 廃トナー重量とトナー付着発生印字枚数との関係を示したグラフである。 クリーニングブレードの線圧とトナー付着数との関係を示したグラフである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳述する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す概略断面図である。画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンターであって、略直方体形状の本体ハウジング１０を含む。なお、画像形成装置は、フルカラーまたはモノクロの複写機や複合機であっても良い。

本体ハウジング１０は、シートに対して画像形成処理を行う複数の処理ユニットを内部に収容する。本実施形態では、処理ユニットとして、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ、光走査装置２３、中間転写ユニット２８及び定着装置３０を含む。本体ハウジング１０の上面には排紙トレイ１１が備えられている。排紙トレイ１１に対向して、シート排出口１２が開口されている。本体ハウジング１０の側壁には、手差し給紙トレイ１３が開閉自在に取り付けられている。本体ハウジング１０の下部には、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット１４が、着脱自在に装着されている。

画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を、コンピューター等の外部機器から伝送された画像情報に基づき形成するもので、水平方向に所定の間隔でタンデムに配置されている。各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、周面に静電潜像が形成されトナー像（現像剤像）を担持する円筒体形状からなる感光体ドラム２１、感光体ドラム２１の周面を帯電させる接触帯電式の帯電ローラーを含む帯電器２２、前記静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する現像装置２４、この現像装置２４に各色のトナーを供給するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナーコンテナ２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｂｋ、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる一次転写ローラー２６、及び感光体ドラム２１の周面の残留トナーを除去するクリーニング装置２７を含む。

光走査装置２３は、各色の感光体ドラム２１の周面上に静電潜像を形成する。本実施形態の光走査装置２３は、各色用に準備された複数の光源と、これら光源から発せられた光線を各色の感光体ドラム２１の周面に結像及び走査させる結像光学系とを含む。

中間転写ユニット２８は、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる。中間転写ユニット２８は、各感光体ドラム２１の周面に接触しつつ周回する中間転写ベルト２８１と、中間転写ベルト２８１が架け渡される駆動ローラー２８２および従動ローラー２８３とを含む。中間転写ベルト２８１は、一次転写ローラー２６によって各感光体ドラム２１の周面に押し付けられている。各色の感光体ドラム２１上のトナー像は中間転写ベルト２８１上の同一箇所に重ね合わせて一次転写される。これにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト２８１上に形成される。

駆動ローラー２８２に対向して、中間転写ベルト２８１を挟んで二次転写ニップ部Ｔを形成する二次転写ローラー２９（転写部）が配置されている。中間転写ベルト２８１上のフルカラートナー像は、前記二次転写ニップ部Ｔにおいてシート上に二次転写される。シート上に転写されずに中間転写ベルト２８１の周面に残留したトナーは、従動ローラー２８３に対向して配置されたベルトクリーニング装置２８４によって回収される。

定着装置３０は、熱源が内蔵された定着ローラー３１と、定着ローラー３１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラー３２とを含む。定着装置３０は、二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像が転写されたシートを、定着ニップ部Ｎにおいて加熱及び加圧することで、トナーをシートに溶着させる定着処理を施す。定着処理が施されたシートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１に向けて排出される。

本体ハウジング１０の内部には、シートを搬送するためのシート搬送路が設けられている。シート搬送路は、本体ハウジング１０の下部付近から上部付近まで、二次転写ニップ部Ｔ及び定着装置３０を経由して、上下方向に延びるメイン搬送路Ｐ１を含む。メイン搬送路Ｐ１の下流端は、シート排出口１２に接続されている。両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路Ｐ２が、メイン搬送路Ｐ１の最下流端から上流端付近まで延設されている。また、手差しトレイ１３からメイン搬送路Ｐ１に至る手差しシート用搬送路Ｐ３が、給紙カセット１４の上方に配置されている。

給紙カセット１４は、シートの束を収容するシート収容部を備える。給紙カセット１４の右上付近には、シート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すピックアップローラー１５１と、そのシートをメイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出す給紙ローラー対１５２とが備えられている。手差しトレイ１３に載置されたシートも、手差しシート用搬送路Ｐ３を通して、メイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出される。メイン搬送路Ｐ１の二次転写ニップ部Ｔよりも上流側には、所定のタイミングでシートを転写ニップ部に送り出すレジストローラー対１５３が配置されている。

シートに片面印刷（画像形成）処理が行われる場合、給紙カセット１４又は手差しトレイ１３からシートがメイン搬送路Ｐ１に送り出され、該シートに二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像の転写処理が、定着装置３０において転写されたトナーをシートに定着させる定着処理が、各々施される。その後、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に排紙される。一方、シートに両面印刷処理が行われる場合、シートの片面に対して転写処理及び定着処理が施された後、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に一部が排紙される。その後、該シートはスイッチバック搬送され、反転搬送路Ｐ２を経て、メイン搬送路Ｐ１の上流端付近に戻される。しかる後、シートの他面に対して転写処理及び定着処理が施され、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に排紙される。

次に、本実施形態に係るクリーニング装置２７について、更に詳述する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の感光体ドラム２１の周辺を示した模式的な断面図である。図３は、本実施形態に係る画像形成装置１の感光体ドラム２１およびクリーニング装置２７を示した模式的な断面図である。なお、図２および図３に示される構造は、画像形成ユニット２Ｙを例に示しているが、他の画像形成ユニットも同様の構造を備えている。

図２を参照して、現像装置２４（図１）は、現像ローラー２４１を備える。現像ローラー２４１は、回転され、感光体ドラム２１にトナーを供給する。現像ローラー２４１は、感光体ドラム２１の前方において、感光体ドラム２１に対して所定の間隔をおいて配置されている。また、感光体ドラム２１の上方には、中間転写ベルト２８１を挟むように、一次転写ローラー２６が配置されている。更に、クリーニング装置２７は、感光体ドラム２１の後方において、感光体ドラム２１に対向して配置されている。また、クリーニング装置２７の上方には、除電器２１Ｌが配置されている。除電器２１Ｌは、転写後の感光体ドラム２１の周面に除電光を照射する。除電光によって、感光体ドラム２１の周面に残留したトナーの感光体ドラム２１に対する付着力が弱まり、トナーの清掃性が向上される。

クリーニング装置２７は、ハウジング２７Ｈと、クリーニングブレード２７１と、搬送スクリュー２７２と、トナーシール２７３とを備える。

ハウジング２７Ｈは、クリーニング装置２７の各部材を支持する筐体であって、図２に示す断面で見た場合、略コの字型形状を備えている。ハウジング２７Ｈは、図２の紙面と直交する左右方向に長く延びている。ハウジング２７Ｈは、底部２７Ｈ１（図３）と、立壁２７Ｈ２（図３）（壁部）と、を備える。底部２７Ｈ１は、ハウジング２７Ｈの底部分であって、水平方向に延びる平面部である。立壁２７Ｈ２は、底部２７Ｈ１の後端部から鉛直方向に延びるように立設されている。

クリーニングブレード２７１は、ゴム製（弾性材料）の板状部材である。クリーニングブレード２７１は、底部２７Ｈ１の前端部から上方に向かって延びるようにハウジング２７Ｈに支持されている。クリーニングブレード２７１の先端は、感光体ドラム２１の周面に当接し、当該周面に付着したトナーを掻き取る。本実施形態では、クリーニングブレード２７１が延びる方向と鉛直方向とがなす角度θ（図３）が、０度以上３０度以下に設定されている。また、クリーニングブレード２７１の感光体ドラム２１に対する当接線圧は、２０ｇｆ／ｃｍ以上に設定され、クリーニングブレード２７１のＪＩＳ−Ａ硬度が７５°以上に設定されている。また、感光体ドラム２１は、クリーニングブレード２７１に対向する領域を上方から下方に向かって回転する（図３の矢印参照）。すなわち、クリーニングブレード２７１は、感光体ドラム２１に対して、カウンタ方向に配置されている。

搬送スクリュー２７２は、クリーニングブレード２７１に対向するように、ハウジング２７Ｈに回転可能に支持されている。搬送スクリュー２７２は、左右方向に沿って延びる不図示のシャフトと、当該シャフトの回りに配置された不図示の螺旋状羽根とを備える。搬送スクリュー２７２は、クリーニングブレード２７１によって回収されたトナーを不図示の回収ボックスに向かって軸方向に搬送する。なお、図３に示すように、搬送スクリュー２７２の直径は、感光体ドラム２１に向かって延びるクリーニングブレード２７１の長さよりも小さい。

本実施形態では、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部は、クリーニングブレード２７１の上端部と同じ高さ、または、クリーニングブレード２７１の上端部よりも下方に配置されている。ここで、クリーニングブレード２７１の上端部とは、クリーニングブレード２７１の先端側の２つの角部のうち、より高い位置に配置された角部（搬送スクリュー２７２側の角部）をいう。特に、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との鉛直方向における距離Ｈ１（図３）は、０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定されている。

更に、本実施形態では、鉛直方向において、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との距離Ｈ１は、搬送スクリュー２７２の外周縁の下端部とハウジング２７Ｈの底部２７Ｈ１との距離Ｈ２よりも小さく設定されている（Ｈ１＜Ｈ２）。更に、ハウジング２７Ｈの立壁２７Ｈ２は、感光体ドラム２１の反対側で搬送スクリュー２７２に対向して配置されている。そして、搬送スクリュー２７２の回転軸心を通る水平方向において、搬送スクリュー２７２の外周縁とクリーニングブレード２７１との距離Ｌ１は、搬送スクリュー２７２の外周縁とハウジング２７Ｈの立壁２７Ｈ２との距離Ｌ２よりも小さく設定されている（Ｌ１＜Ｌ２）。

トナーシール２７３は、ハウジング２７Ｈの天板部の前端側に固定された可撓性のシート部材である。トナーシール２７３の先端は、感光体ドラム２１の周面に当接している。トナーシール２７３は、クリーニング装置２７に回収されたトナーが、クリーニング装置２７の外側に飛散することを防止する。

本実施形態のように、感光体ドラム２１の周面に付着したトナーをゴム製のクリーニングブレード２７１で除去する場合、クリーニングブレード２７１の先端には、トナーの外添剤（たとえば酸化チタンなど）が印字にともない堆積する。また、本実施形態とは異なる他の実施形態において、中間転写ベルト２８１が配置されず、感光体ドラム２１から直接シートにトナー像が転写される場合には、クリーニングブレード２７１の先端には、シートの紙粉（セルロースや填料の塊）が堆積する。そして、感光体ドラム２１の軸方向において、このような堆積物の堆積量は異なりやすい。そして、これらの堆積物が研磨剤となり、感光体ドラムドラム２１の周面が局所的に削れ、傷が発生する場合がある。この傷は、シート上において画像縦筋として欠陥を引き起こすこととなる。特に、長期間の使用に伴って、感光体ドラム２１上の傷が深く、広い範囲で発生すると、画像欠陥がより顕著になり易い。

本実施形態では、このような研磨剤をクリーニングブレード２７１の先端に局在化させないために、感光体ドラム２１およびクリーニングブレード２７１が、所定の周期で、感光体ドラム２１の回転における軸方向に沿って相対的に往復移動される。詳しくは、本実施形態では、クリーニングブレード２７１は、ハウジング２７Ｈに固定されている。一方、感光体ドラム２１は軸方向に所定のストロークで往復移動可能とされている。この際、不図示の駆動部によって回転されるカムが感光体ドラム２１の軸方向の一端に当接することで、感光体ドラム２１の往復移動が実現される。なお、感光体ドラム２１の軸方向の他端には、不図示の付勢ばねが当接している。付勢ばねは、カム側に向かって感光体ドラム２１を軸方向に付勢している。感光体ドラム２１の往復移動によって、クリーニングブレード２７１の先端に位置するトナーの外添剤が軸方向に分散される。この結果、感光体ドラム２１の局所的な傷が抑止される。

一方、感光体ドラム２１の往復移動が実行されると、クリーニングブレード２７１の先端に位置するトナーが、クリーニングブレード２７１をすり抜け易くなる。そして、すり抜けたトナーは、クリーニングブレード２７１に押圧され、感光体ドラム２１の周面に押し付けられる。この結果、感光体ドラム２１の周面にトナー成分が付着する（固着）ことがある。トナー成分の付着は、シートに転写された画像に、部分的な濃度低下や濃度むらとして現れてしまう。したがって、感光体ドラム２１の往復移動に際し、トナー成分の付着を抑止することが必要となる。

本発明の発明者は、クリーニングブレード２７１の先端の周辺に分布するトナーの量が制御されることによって、クリーニングブレード２７１からトナーがすり抜けることを抑止することが可能であることを新たに知見した。図４Ａおよび図４Ｂは、本実施形態に係る画像形成装置１において、搬送スクリュー２７２の位置が変化された際の感光体ドラム２１とクリーニングブレード２７２との間のトナーの分布を示した模式図である。

図４Ａでは、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部が、クリーニングブレード２７１の上端部よりも上方に配置されている。すなわち、図３において、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との距離Ｈ１が負の値になるように、搬送スクリュー２７２の位置が設定されている。図４Ａでは、クリーニングブレード２７１によって感光体ドラム２１から掻き取られたトナーの多くが、搬送スクリュー２７２と感光体ドラム２１との間に架け渡されるように分布する。この結果、クリーニングブレード２７１の先端部の周辺には、常に多量のトナーが存在する。このため、感光体ドラム２１の往復移動時に、トナーがクリーニングブレード２７１から擦り抜ける確率が高くなる。

一方、図４Ｂを参照して、本実施形態では前述のとおり、図３において搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との距離Ｈ１が０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定されている。この場合、感光体ドラム２１と搬送スクリュー２７２との間に、適度な量のトナーが分布する。したがって、感光体ドラム２１の往復移動時に、トナーがクリーニングブレード２７１から擦り抜けることが抑止される。また、クリーニングブレード２７１の先端部に位置するトナーによって、感光体ドラム２１とクリーニングブレード２７１との摩擦係数が低下する。このため、クリーニングブレード２７１の先端部において、振動によって異音（ブレード鳴き）が生じることや、クリーニングブレード２７１がめくれることが抑止される。

更に、図４Ｂに示される状態よりも搬送スクリュー２７２が下方に配置され、図３において、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との距離Ｈ１が３．０ｍｍよりも大きく設定されると、クリーニングブレード２７１の先端部に位置するトナーが著しく少なくなってしまう。この場合、クリーニングブレード２７１の先端部においてトナーが入れ替わりにくく、クリーニングブレード２７１の先端部にトナーの外添剤だけが多く存在することとなる。この結果、クリーニングブレード２７１のクリーニング性が低下し、トナーの擦り抜けが発生しやすくなる。また、感光体ドラム２１とクリーニングブレード２７１との間の摩擦係数が増大し、前述のブレード鳴きやブレードめくれなどが発生してしまう。

このため、本実施形態では、図３に示すように、鉛直方向において、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部とクリーニングブレード２７１の上端部との距離Ｈ１は、搬送スクリュー２７２の外周縁の下端部とハウジング２７Ｈの底部２７Ｈ１との距離Ｈ２よりも小さい（Ｈ１＜Ｈ２）。この結果、搬送スクリュー２７２がクリーニングブレード２７１の上端部から大きく下方に位置することはない。また、搬送スクリュー２７２が底部２７Ｈ１の近傍に配置された場合と比較して、搬送スクリュー２７２の螺旋羽根部分に多量のトナーが貯えられることがない。このため、図３および図４Ｂに示すように、適度なトナーをクリーニングブレード２７１と搬送スクリュー２７２との間に分布させることができる。

更に、本実施形態では、図３に示すように、水平方向において、搬送スクリュー２７２の外周縁とクリーニングブレード２７１との距離Ｌ１は、搬送スクリュー２７２の外周縁とハウジング２７Ｈの立壁２７Ｈ２との距離Ｌ２よりも小さく設定されている（Ｌ１＜Ｌ２）。このため、クリーニングブレード２７１と搬送スクリュー２７２との間の隙間に、トナーが溜まりやすくなる。また、クリーニングブレード２７１および搬送スクリュー２７２が対向する領域において、搬送スクリュー２７２は下方から上方に向かって回転している。このため、搬送スクリュー２７２によってトナーが掬い上げられ、図３のトナー溜りＴから多量のトナーが、クリーニングブレード２７１と搬送スクリュー２７２との間を通って底部２７Ｈ１に落下することが抑止される。更に、トナー溜りＴのトナー量が過剰に多くなった場合には、搬送スクリュー２７２の回転に伴って、余剰トナーが搬送スクリュー２７２と立壁２７Ｈ２との間から底部２７Ｈ１に落下する。この際、搬送スクリュー２７２と立壁２７Ｈ２との間の距離Ｌ２が大きく設定されているため、余剰トナーの落下がスムーズに実現される。

更に、本実施形態では、クリーニングブレード２７１が延びる方向と鉛直方向とがなす角度θ（図３）が、０度以上３０度以下に設定されている。このため、クリーニングブレード２７１と搬送スクリュー２７２との間の空間が下方に向かうにつれて細くなるように設定されている。したがって、図３のトナー溜りＴから多量のトナーが、クリーニングブレード２７１と搬送スクリュー２７２との間を通って底部２７Ｈ１に落下することが一層抑止される。なお、角度θは、０°よりも大きく３０度以下に設定されることが望ましい。

また、上記のような構成を備えたクリーニング装置２７が採用された画像形成装置１では、感光体ドラム２１の往復移動（スラスト）の周期が長く設定されている。当該周期が長い場合、換言すれば、感光体ドラム２１が一往復するまでの感光体ドラム２１の回転回数が大きければ大きいほど、感光体ドラム２１へのトナー付着が発生しにくい。これはクリーニングブレード２７１の押圧力が軸方向に分散されることが少なくなり、トナーの擦り抜けが抑止されるためである。本実施形態では、感光体ドラム２１の往復移動は、感光体ドラム２１の７０回転以上の回転に対して１回実行される。

また、クリーニングブレード２７１のゴム物性は高硬度、低反発であることが望ましい。具体的にはＪＩＳ−Ａ硬度が７５°以上、反発弾性が３０％以下であることが望ましい。クリーニングブレード２７１の硬度が高いほど、感光体ドラム２１の周面に付着したトナー成分をクリーニングブレード２７１が剥ぎ取る力が強くなる。また、クリーニングブレード２７１の反発弾性が低いほど、クリーニングブレード２７１の先端のミクロな運動（スティックスリップ）が小さくなり、トナーのすり抜けが抑えられる。この結果、感光体ドラム２１へのトナー付着が抑止される。なお、本実施形態のように、帯電器２２が接触帯電式の帯電ローラーを備える場合には、クリーニングブレード２７１から擦り抜けたトナーの外添剤によって帯電ローラーが汚染されることを抑止する必要がある。このため、上記のように、クリーニングブレード２７１の反発弾性が３０％以下であることが望ましい。

また、本実施形態のように、感光体ドラム２１およびクリーニングブレード２７１の相対的な往復移動に際し、感光体ドラム２１が往復移動されることで、クリーニングブレード２７１が往復移動される場合よりも、往復移動に必要な駆動力が得やすくなる。特に、感光体ドラム２１の回転に用いられる回転駆動力を利用して不図示のカムなどによって、感光体ドラム２１が往復移動されることで、専用の駆動源が必要とされない。また、クリーニングブレード２７１が往復移動される場合と比較して、クリーニングブレード２７１の軸方向の両端部から、トナー漏れが発生することが抑止される。この結果、画像形成装置１において、長期に渡って高画質な画像を得ることが可能となる。

次に、実施例を挙げて本発明の実施形態につき更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、実施した比較実験での各実験条件は以下のとおりである。

＜実験条件＞
実験機 ： 京セラドキュメントソリューションズ製プリンタ モデルＦＳ−Ｃ５２５０ＤＮ改造機
プロセススピード：２１０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム２１：直径３０ｍｍ、正帯電単層ＯＰＣドラム、膜厚３０μｍ
帯電器２２（接触帯電式帯電ローラー）：直径１２ｍｍ（エピクロルヒドリンゴム製）、帯電バイアス交流電圧１．３ｋｖ
搬送スクリュー２７２のスクリュー径：直径９ｍｍ
印字画像パターン：横帯、印字率４％
印字用紙：Ａ４サイズ
図５は、感光体ドラム２１の往復移動時の移動量（スラスト量）と感光体ドラム２１の表面粗さとの関係を示したグラフである。詳しくは、図５は、感光体ドラム２１の往復移動時の移動量が異なる各条件において、それぞれ、印字枚数１００Ｋ枚（１００×１０００枚）の終了時点での、感光体ドラム２１の平均表面粗さＲｚを測定し、グラフ化したものである。なお、図５の横軸の感光体ドラム２１の移動量は、往復移動時の片道分に相当する。表面粗さＲｚが所定値を超えると、トナーの擦り抜けが増大し、画像上に縦筋画像が発生する。図５に示すように、スラスト量が０．２５ｍｍ以上に設定されることで、縦筋画像の発生が抑えられる。

図６は、感光体ドラム２１の往復移動時の周期（スラスト周期）と感光体ドラム２１周面へのトナー付着数との関係を示したグラフである。詳しくは、図６は、感光体ドラム２１の往復移動時の周期が異なる各条件において、それぞれ、印字枚数１００Ｋ枚（１００×１０００枚）の終了時点での、感光体ドラム２１の周面へのトナー付着数を測定し、グラフ化したものである。また、図６では、感光体ドラム２１の複数の移動量（スラスト量）の条件において、トナー付着数の結果が評価されている。図６に示すように、スラスト周期が大きい方が感光体ドラム２１上に付着するトナー発生数が抑えられる。図５および図６から、大きなスラスト周期かつ小さなスラスト量で、感光体ドラム２１が往復移動されることが望ましい。

図７は、クリーニングブレード２７１と搬送スクリュー２７２との鉛直方向における距離Ｈ１と、ハウジング２７Ｈ内の廃トナー重量との関係を示したグラフである。なお、図７のグラフでは、距離Ｈ１がマイナスの場合、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部が、クリーニングブレード２７１の上端部よりも下方に位置することを意味している。図７に示すように、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部が、クリーニングブレード２７１の上端部と同じ高さ（Ｈ１＝０ｍｍ）の場合、ハウジング２７Ｈには６．０ｇのトナーが溜まっている。一方、搬送スクリュー２７２の外周縁の上端部が、クリーニングブレード２７１の上端部よりも下方に３ｍｍの位置に配置された場合（Ｈ１＝−３ｍｍ）、ハウジング２７Ｈには３．０ｇのトナーが溜まっている。搬送スクリュー２７２の位置が移動されることで、クリーニングブレード２７１の先端部の周辺に溜まるトナー量が調整される。

図８は、ハウジング２７Ｈ内の廃トナー重量と感光体ドラム２１へのトナー付着発生印字枚数との関係を示したグラフである。図８に示される実験では、スラスト周期が感光体ドラム２１の２００回転に１回に設定され、クリーニングブレード２７１のブレード線圧が２０ｇｆ／ｃｍに設定されている。そして、廃トナー重量が３．０ｇ未満の場合、または、廃トナー重量が６．０ｇを超えている場合には、印字枚数３００Ｋ枚の時点で、感光体ドラム２１にトナー付着が発生する結果となった。このように、廃トナー重量が所定の範囲（３．０ｇ以上６．０ｇ以下）に設定されることで、長期間に亘って感光体ドラム２１へのトナー付着を抑止することができる。

図９は、クリーニングブレード２７１のブレード線圧と感光体ドラム２１へのトナー付着数との関係を示したグラフである。図９に示さる実験では、スラスト周期が感光体ドラム２１の２００回転に１回に設定され、クリーニングブレード２７１のＪＩＳ−Ａ硬度が７５°、反発弾性が３０％に設定されている。そして、クリーニングブレード２７１のブレード線圧が変化された各条件において、いずれも印字枚数２００Ｋ枚の時点での感光体ドラム２１へのトナー付着が評価されている。図９に示すように、ブレード線圧が高いほどトナーの堰き止め性能が向上するため、感光体ドラム２１へのトナー付着が発生しにくくなる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、以下のような変形実施形態を適用することが可能である。

（１）上記の実施形態では、感光体ドラム２１およびクリーニングブレード２７１が、所定の周期で相対的に往復移動されるに際して、感光体ドラム２１が往復移動される態様にて説明した。本発明は、これに限定されるものではない。他の変形実施形態において、感光体ドラム２１の軸方向における位置が固定され、クリーニングブレード２７１が感光体ドラム２１の軸方向に往復移動される態様でもよい。この場合であって、トナーの外添剤成分などが局所的に偏在することが防止される。

（２）上記の実施形態では、画像形成装置１としてタンデム式のカラープリンターを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。画像形成装置１として、感光体ドラム２１からシートに直接トナー画像が転写されるモノクロプリンタなどに、本発明が適用されるものでもよい。

１ 画像形成装置
２１ 感光体ドラム
２１Ｌ 除電器
２２ 帯電器
２４ 現像装置
２４１ 現像ローラー
２６ 一次転写ローラー
２７ クリーニング装置
２７１ クリーニングブレード
２７２ 搬送スクリュー
２７３ トナーシール
２７Ｈ ハウジング
２７Ｈ１ 底部
２７Ｈ２ 立壁（壁部）

Claims (7)

1. 軸回りに回転され周面に静電潜像が形成されるとともにトナー像を担持する感光体ドラムの前記周面を清掃するクリーニング装置であって、
   底部を備えたハウジングと、
   弾性材料からなり、上方に向かって延びるように前記ハウジングに支持され、先端が前記感光体ドラムの前記周面に当接し、前記周面に付着したトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
   前記底部の上方において前記クリーニングブレードに対向するように前記ハウジングに回転可能に支持され、前記クリーニングブレードによって回収された前記トナーを搬送する搬送スクリューと、
   を有し、
   前記感光体ドラムおよび前記クリーニングブレードは、所定の周期で、前記感光体ドラムの回転における軸方向に沿って相対的に往復移動され、
   前記搬送スクリューの外周縁の上端部は、前記クリーニングブレードの上端部と同じ高さ、または、前記クリーニングブレードの上端部よりも下方に配置され、
   鉛直方向において、前記搬送スクリューの外周縁の上端部と前記クリーニングブレードの上端部との距離は、前記搬送スクリューの外周縁の下端部と前記ハウジングの前記底部との距離よりも小さいことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記ハウジングは、前記感光体ドラムとは反対側において前記搬送スクリューに対向して鉛直方向に立設された壁部を備え、
   前記搬送スクリューの回転軸心を通る水平方向において、前記搬送スクリューの外周縁と前記クリーニングブレードとの距離は、前記搬送スクリューの外周縁と前記ハウジングの前記壁部との距離よりも小さい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. 鉛直方向において、前記搬送スクリューの外周縁の上端部と前記クリーニングブレードの上端部との距離は、０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 前記クリーニングブレードは前記ハウジングに固定され、
   前記感光体ドラムが所定の周期で前記軸方向に往復移動され、
   前記感光体ドラムの往復移動は、前記感光体ドラムの７０回転以上の回転に対して１回実行されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記クリーニングブレードの前記感光体ドラムに対する当接線圧は、２０ｇｆ／ｃｍ以上に設定され、前記クリーニングブレードのＪＩＳ−Ａ硬度が７５°以上に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記クリーニングブレードが延びる方向と鉛直方向とがなす角度が、０度以上３０度以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のクリーニング装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のクリーニング装置と、
   周面に静電潜像が形成されるとともに、トナー像を担持する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムからシートに前記トナー像を転写する転写部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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