JP4994851B2

JP4994851B2 - クリーニング装置及びこれを搭載した画像形成装置

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Publication number: JP4994851B2
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Inventors: 有希松井; 克哉太田
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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、その感光体表面に、帯電装置の放電によって放電生成物が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、及び特許文献２に見ることができる。
特開平１０−６３１５７号公報（第２−３頁、図１）特開２００５−４９６２０号公報（第３−５頁、図１）

特許文献１、及び特許文献２に記載の画像形成装置は、感光体ドラムに接触してその表面を研磨するクリーニングローラ（摺擦ローラ）と、そのドラム回転方向下流側に設けられたクリーニングブレードとを備えるとともに、クリーニングローラ（摺擦ローラ）が、感光体ドラム表面から直接除去したり、或いはクリーニングブレードによって除去され移動してきたりしたトナーにより、感光体ドラム表面を研磨するようにしてクリーニングする。しかしながら、このような画像形成装置では、クリーニングローラやクリーニングブレードによって感光体ドラム表面から除去されたトナーは、単なる重力の作用によりクリーニングローラ表面に送られ、付着するので、クリーニングローラ表面に付着したとしても、簡単に離れてしまい易い。これにより、クリーニングローラ表面に適量のトナーを担持させることが困難になる。その結果、クリーニングローラによる感光体ドラム表面の研磨が不十分になり、感光体表面に付着した放電生成物を除去できなくなる可能性が高い。

一方、クリーニングローラ表面に適量のトナーを強制的に担持させる場合であっても、その表面近傍におけるトナーの円滑な流れを軸線方向全域において確保した上で、担持し易くなるように設計に工夫を凝らさなければならない。これを怠ると、クリーニングローラの表面近傍でトナーが凝集する形となってその流れを塞き止め、トナーが滞留する恐れがある。その結果、滞留したトナーが感光体表面から剥離する際、非常に電荷量の多い剥離放電が発生し、感光体表面が放電破壊してしまう可能性がある。或いは、トナーが、長く滞留することで、クリーニングローラや感光体ドラムとの摩擦により過剰な帯電状態となって感光体ドラムに悪影響を及ぼし、次回の画像形成時に微小黒点といった画像不良を発生させる可能性もある。

そして、滞留したトナーがクリーニングブレードを圧迫することにより、クリーニングブレードの感光体ドラムとの当接箇所における接触圧が軸線方向において不均一になり、クリーニング不良が発生する可能性もある。また、トナーが長く滞留することでトナー自体や研磨剤の形状が変化し、感光体ドラム表面の研磨が不十分になり、感光体表面に付着した放電生成物を除去できなくなる恐れもある。

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近傍で円滑にトナーが移動できるように配慮しながら、その表面に適量のトナーを確実に担持させることができ、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の像担持体回転方向下流側、且つ上下方向下側に設けられ、像担持体に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、前記クリーニングローラの表面に対して間隙を設けて配置され、像担持体から除去したトナーをクリーニングローラとの間に貯留するトナー受け部材を備えるとともに、クリーニングローラは、非画像形成時に、画像形成時の回転方向と逆方向に回転することとした。

また、上記構成のクリーニング装置において、前記トナー受け部材は、前記クリーニングローラの周面に沿う樋状の部材であることとした。

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の像担持体回転方向下流側、且つ上下方向下側に設けられ、像担持体に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、前記クリーニングローラの表面に対して間隙を設けて配置され、像担持体から除去したトナーをクリーニングローラとの間に貯留するトナー受け部材を備えるとともに、クリーニングローラは、非画像形成時に、画像形成時の回転方向と逆方向に回転することとしたので、クリーニングローラ、またはクリーニングブレードにより像担持体表面から除去したトナーを、トナー受け部材に貯留することによって、クリーニングローラの周囲から圧力を加えてクリーニングローラに付着させることができ、さらにトナー受け部材に貯留したトナーが、クリーニングローラの回転に従って一方向にのみ移動することを防止することができる。これにより、クリーニングローラ表面からトナーが簡単に離れてしまうのを防止できることに加えて、トナー受け部材に貯留したトナーを円滑に移動させて、クリーニングローラの表面近傍でのトナーの凝集を抑制でき、それに起因するトナーの滞留を防止することが可能となる。したがって、感光体表面における放電破壊や微小黒点を発生させることなく、クリーニングローラ表面に好適なトナー層を形成することができ、クリーニングローラによる研磨剤を含有するトナーを利用した像担持体表面の研磨を効果的に遂行することができる。その結果、像担持体表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となり、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得ることができる。

また、前記トナー受け部材は、クリーニングローラの周面に沿う樋状の部材であることとしたので、トナーを貯留する空間が一層小さくなり、クリーニングローラの周囲から圧力を加えて、像担持体表面から除去したトナーをクリーニングローラ表面に付着させることができる。これにより、クリーニングローラ表面に対して、さらにトナーを離れ難くすることができ、適量のトナーを担持させる作用が高められる。したがって、像担持体表面に対するクリーニング性能を向上させることが可能となる。また、トナーを貯留する空間が一層小さくなることにより、不必要なトナーを円滑に排出する作用も高められる。したがって、トナー受け部材内におけるトナーの凝集を防止することができ、感光体表面における放電破壊や微小黒点といった不具合発生の防止効果をさらに向上させることが可能となる。さらに、トナー受け部材が占有する空間を小さくすることができ、クリーニング装置のコンパクト化を図ることが可能となる。

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近傍で円滑にトナーが移動できるように配慮しながら、その表面に適量のトナーを確実に担持させることができ、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。

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、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となるので、像流れが発生しない高品質な画像の形成を遂行することができ、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６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。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。

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の前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二次転写部４０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は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第２用紙搬送部６の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部７に送られる。レーザ照射部７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。

レーザ照射部７の上方には計４台の画像形成部２０が、さらにそれら各画像形成部２０の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト８が備えられている。中間転写ベルト８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１において時計方向に回転する。

４台の画像形成部２０は、図１に示すように、中間転写ベルト８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部２０とは、上流側から順に、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、及びブラック用の画像形成部２０Ｂである。これらの画像形成部２０には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段（図示せず）により、現像剤（トナー）が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。

各画像形成部２０では、露光手段であるレーザ照射部７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。トナー像は、各画像形成部２０の上方に備えられた一次転写部３０で、中間転写ベルト８表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト８の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が中間転写ベルト８に転写されることにより、中間転写ベルト８表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ４１を備えた二次転写部４０が配置されている。中間転写ベルト８表面のカラートナー像は、第１用紙搬送部４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト８と二次転写ローラ４１とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写後、中間転写ベルト８表面に残留するトナーなどの付着物は、中間転写ベルト８に対してマゼンタ用の画像形成部２０Ｍの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト８用のクリーニング装置９によってクリーニング、回収される。

二次転写部４０の上方には、定着部１０が備えられている。二次転写部４０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１０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。

定着部１０の上方には、分岐部１１が備えられている。定着部１０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１１から画像形成装置１の上部に設けられた用紙排出部１２に排出される。

分岐部１１から用紙排出部１２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１３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１３において、定着部１０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１１、定着部１０の左方、及び二次転写部４０の左方を通って下方に送られ、再度第１用紙搬送部４を経て二次転写部４０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２〜図４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は感光体ドラムとクリーニング装置の内部とを示す斜視図、図４はクリーニング装置のトナー受け部材の斜視図である。なお、４色の各画像形成部２０は構造が共通するので、前述のように「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。

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５０、現像装置６０、除電装置７０、及びドラム用のクリーニング装置８０が配置されている。一次転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置６０と除電装置７０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（１５２ｍｍ／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５０は、そのハウジング５１の内部に、感光体ドラム２１に接触する帯電ローラ５２を備えている。帯電ローラ５２は、所定の圧力で感光体ドラム２１に圧接し、感光体ドラム２１の回転に従って回転する。この帯電ローラ５２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。なお、ハウジング５１内には、感光体ドラム２１に対して帯電ローラ５２を隔てた位置にクリーニングブラシ５３が備えられ、このクリーニングブラシ５３により帯電ローラ５２表面がクリーニングされる。

現像装置６０は、そのハウジング６１の内部に、現像ローラ６２と、供給スクリュー６３とを備えている。現像ローラ６２は、現像方式が接触、或いは非接触であって、感光体ドラム２１の近傍に設けられている。現像ローラ６２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６２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。

現像装置６０は、現像剤として、磁性キャリアと非磁性トナーとを混合してなる二成分系トナーを使用するが、磁性或いは非磁性の一成分系トナーを使用するタイプのものであっても構わない。また、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ために、微量の酸化チタン、アルミナ等の粉末を研磨剤としてトナーに混入している。トナーは、トナー供給容器（図示せず）に収容され、現像装置６０の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、供給スクリュー６３によりハウジング６１の内部に補給される。

一次転写部３０には、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム２１に接触する一次転写ローラ３１が設けられている。一次転写ローラ３１は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト８に接触することによって、中間転写ベルト８の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ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の一次転写バイアスが印加される。

なお、中間転写ベルト８は、図１に示すように、複数のローラに巻き掛けられ、支持されている。中間転写ベルト８は、合成樹脂からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。材質としては、基層にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とクロロプレンゴム（ＣＲ）、コーティングにシリコンとウレタン、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とウレタンを使用している。

除電装置７０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写部３０の下流側に配置されている。除電装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）７１と、反射板７２とで構成されている。ＬＥＤ７１は、クリーニング装置８０のハウジング８１の上面に取り付けられている。ＬＥＤ７１の代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板７２は、ＬＥＤ７１の上方に、ＬＥＤ７１をカバーするように設けられている。除電装置７０は、ＬＥＤ７１の除電光を感光体ドラム２１に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。

クリーニング装置８０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写部３０、除電装置７０のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置８０は、図２及び図３に示すように、そのハウジング８１の内部に、クリーニングローラ８２、クリーニングブレード８３、トナー受け部材８４、搬送パドル８５、及びトナー排出スクリュー８６を備えている。

クリーニングローラ８２は、ハウジング８１内の上部において、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８２は、芯金の周りに、２ｍｍの厚さでアスカーＣ４５の硬さの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１６ｍｍ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（図３参照）。

クリーニングローラ８２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８２を所定の周速度で回転させる必要がある。これにより、画像形成時、クリーニングローラ８２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８２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。例えば感光体ドラム２１の周速度が１５２ｍｍ／ｓである場合、クリーニングローラ８２の周速度はその１．２倍の１８２．４ｍｍ／ｓであり、これらの周速度差は３０．４ｍｍ／ｓとなる。

なお、クリーニングローラ８２の駆動装置は、感光体ドラム２１の駆動装置とは異なるモータを有する、或いはクラッチなどを有する変速機構を介して感光体ドラム２１の駆動装置のモータを利用することにより、感光体ドラム２１の回転とは独立して、感光体ドラム２１と異なる方向、または同じ方向にクリーニングローラ８２を回転させることができる。

このようなクリーニングローラ８２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８２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８３は、クリーニングローラ８２の感光体ドラム２１回転方向下流側であって、ハウジング８１内におけるクリーニングローラ８２に対して、上下方向下側に配置されている。クリーニングブレード８３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８３は、アスカーＣ７０の硬さの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８３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。

トナー受け部材８４は、図２及び図３に示すように、クリーニングローラ８２のすぐ下方であって、クリーニングローラ８２及びクリーニングブレード８３と、トナー排出スクリュー８６との間に配置されている。トナー受け部材８４は、図４に示すようなステンレス（ＳＵＳ）製の薄い板状の部材を折り曲げるなどして構成されている。そして、トナー受け部材８４は、感光体ドラム２１とクリーニングローラ８２との接触箇所から離れるようにクリーニングローラ８２の周方向に延びる、すなわちクリーニングブレード８３近傍からクリーニングローラ８２回転方向の下流側に向かって、クリーニングローラ８２の周面に沿って延びる樋状をなし、クリーニングローラ８２の軸線方向長さとほぼ同じ長さを有している。

そして、このトナー受け部材８４は、その上部の箇所を残して、ハウジング８１内において、クリーニングローラ８２及びクリーニングブレード８３が配置された空間と、トナー排出スクリュー８６が設けられた空間とを仕切り、感光体ドラム２１表面から除去したトナーをクリーニングローラ８２の周面近傍の空間に貯留し易くなるような形にして設けられている。

搬送パドル８５は、図２に示すように、トナー受け部材８４の上端部の下方であって、ハウジング８１の内壁近傍に配置されている。搬送パドル８５は、クリーニングローラ８２とほぼ同じ軸線方向長さを有し、図示しない駆動装置により回転せしめられる。搬送パドル８５は、トナー受け部材８４から溢れたトナーが、ハウジング８１の内壁近傍に滞留するのを防止し、トナー排出スクリュー８６の方へと搬送する役割を果たす。

トナー排出スクリュー８６は、ハウジング８１内において、クリーニングローラ８２の下方に設けられている。トナー排出スクリュー８６は、感光体ドラム２１やクリーニングローラ８２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８１の内部から画像形成部２０の外部に設けられた廃トナー回収容器（図示せず）まで延びている。トナー排出スクリュー８６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８１内の廃トナーなどをハウジング８１の外部へ、すなわち廃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８０は、感光体ドラム２１表面のトナー像が中間転写ベルト８に転写された後、クリーニングローラ８２とクリーニングブレード８３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。

続いて、クリーニング装置８０による、感光体ドラム２１表面に残留したトナーなどの付着物の除去動作について、図２に加えて、図５及び図６を用いて説明する。図５はクリーニング装置周辺を示す垂直断面図にして、画像形成時の状態を示すもの、図６は図５と同様のクリーニング装置周辺を示す垂直断面図にして、非画像形成時の状態を示すものである。

図２において、クリーニングローラ８２とクリーニングブレード８３とによって感光体ドラム２１表面から除去されたトナーは、クリーニングローラ８２やクリーニングブレード８３の下方に、重力の作用により移動しようとする。しかしながら、このトナーの移動はトナー受け部材８４によって遮られ、図５に示すように、トナー受け部材８４によって構成されるクリーニングローラ８２周面近傍の空間に貯留される。トナーは、この空間に貯留されることにより、クリーニングローラ８２に対して圧力が加えられ、下方からクリーニングローラ８２表面に付着する。

そして、クリーニングローラ８２は、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し、その表面に付着した、研磨剤を含有するトナーにより感光体ドラム２１表面を研磨する。

この間、クリーニングローラ８２周面近傍の空間から、トナー受け部材８４の上部で溢れたトナーは、ハウジング８１の内壁に沿うような形で下方にこぼれ、搬送パドル８５を介してトナー排出スクリュー８６の箇所に到達する。トナー排出スクリュー８６の箇所に到達したトナーは、トナー排出スクリュー８６によりハウジング８１の外部へと搬送される。搬送パドル８５やトナー排出スクリュー８６は、感光体ドラム２１表面から除去されてそのクリーニングに使用され、トナー受け部材８４から溢れたハウジング８１内の廃トナーなどをハウジング８１の外部へ排出するために、各々軸線中心に回転している。

このような画像形成時には、クリーニングローラ８２が、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するので、トナー受け部材８４に貯留したトナーは、このクリーニングローラ８２の回転に従って、図５において時計方向に回転する。

一方、非画像形成時には、クリーニングローラ８２は、図６に示すように、画像形成時の回転方向と逆方向に回転する。これにより、トナー受け部材８４に貯留したトナーは、クリーニングローラ８２の回転に従って、図６において反時計方向に回転する。なお、感光体ドラム２１は、非画像形成時、画像形成時と同様に回転していても構わないし、回転を停止していても構わない。

上記のように、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８２と、このクリーニングローラ８２の感光体ドラム２１回転方向下流側、且つ上下方向下側に設けられ、感光体ドラム２１に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレード８３とを備えたクリーニング装置８０において、クリーニングローラ８２の表面に対して間隙を設けて配置され、感光体ドラム２１から除去したトナーをクリーニングローラ８２との間に貯留するトナー受け部材８４を備えるとともに、クリーニングローラ８２は、非画像形成時に、画像形成時の回転方向と逆方向に回転するので、クリーニングローラ８２、またはクリーニングブレード８３により感光体ドラム２１表面から除去したトナーを、トナー受け部材８４に貯留することによって、クリーニングローラ８２の周囲から圧力を加えてクリーニングローラ８２に付着させることができ、さらにトナー受け部材８４に貯留したトナーが、クリーニングローラ８２の回転に従って一方向にのみ移動することを防止することができる。これにより、クリーニングローラ８２表面からトナーが簡単に離れてしまうのを防止できることに加えて、トナー受け部材８４に貯留したトナーを円滑に移動させて、クリーニングローラ８２の表面近傍でのトナーの凝集を抑制でき、それに起因するトナーの滞留を防止することが可能となる。したがって、感光体表面における放電破壊や微小黒点を発生させることなく、クリーニングローラ８２表面に好適なトナー層を形成することができ、クリーニングローラ８２による研磨剤を含有するトナーを利用した感光体ドラム２１表面の研磨を効果的に遂行することができる。その結果、感光体ドラム２１表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となり、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８０を得ることができる。

そして、トナー受け部材８４は、クリーニングローラ８２の周面に沿う樋状の部材であるので、トナーを貯留する空間が一層小さくなり、クリーニングローラ８２の周囲から圧力を加えて、感光体ドラム２１表面から除去したトナーをクリーニングローラ８２表面に付着させることができる。これにより、クリーニングローラ８２表面に対して、さらにトナーを離れ難くすることができ、適量のトナーを担持させる作用が高められる。したがって、感光体ドラム２１表面に対するクリーニング性能を向上させることが可能となる。また、トナーを貯留する空間が一層小さくなることにより、不必要なトナーを円滑に排出する作用も高められる。したがって、トナー受け部材８４内におけるトナーの凝集を防止することができ、感光体表面における放電破壊や微小黒点といった不具合発生の防止効果をさらに向上させることが可能となる。さらに、トナー受け部材８４が占有する空間を小さくすることができ、クリーニング装置８０のコンパクト化を図ることが可能となる。

また本発明では、上記クリーニング装置８０を画像形成装置１に搭載したので、クリーニングローラ８２の表面近傍で円滑にトナーが移動できるように配慮しながら、その表面に適量のトナーを確実に担持させることができ、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。

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、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となるので、像流れが発生しない高品質な画像の形成を遂行することができ、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、画像形成装置１を、中間転写ベルト８を用いてトナー像を用紙Ｐに転写するカラー印刷タイプのものとしたが、画像形成装置の種類はこれに限定されるものではなく、中間転写ベルトを用いない機種や、モノクロ印刷用の機種であっても構わない。また、感光体ドラム２１とクリーニングローラ８２との各々の周速度とこれらの周速度差は、上記実施形態にて表記した値に限定されるものではなく、他の周速度、周速度差であっても構わない。

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の感光体ドラムとクリーニング装置の内部とを示す斜視図である。図３に示すクリーニング装置のトナー受け部材の斜視図である。図２のクリーニング装置周辺を示す垂直断面図にして、画像形成時の状態を示すものである。図５と同様のクリーニング装置周辺を示す垂直断面図にして、非画像形成時の状態を示すものである。

符号の説明

１画像形成装置
８中間転写ベルト
２０画像形成部
２１感光体ドラム（像担持体）
８０クリーニング装置
８１ハウジング
８２クリーニングローラ
８３クリーニングブレード
８４トナー受け部材
８５搬送パドル
８６トナー排出スクリュー

Claims

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の前記像担持体回転方向下流側、且つ上下方向下側に設けられ、前記像担持体に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、
前記クリーニングローラの表面に対して間隙を設けて配置され、前記像担持体から除去したトナーを前記クリーニングローラとの間に貯留するトナー受け部材を備えるとともに、
画像形成時に、前記クリーニングローラと前記像担持体との接触箇所において、前記クリーニングローラ及び前記像担持体は、前記クリーニングローラの表面と前記像担持体の表面とが互いに同じ方向に移動する向きに回転し、
非画像形成時に、前記クリーニングローラは前記画像形成時の回転方向とは逆方向に回転し、前記クリーニングローラと前記像担持体との接触箇所において、前記クリーニングローラ及び前記像担持体は、前記クリーニングローラの表面と前記像担持体の表面とが互いに逆方向に移動する向きに回転し、
前記クリーニングローラは、芯金と、前記芯金の周りに設けられる弾性体と、を含んで構成されることを特徴とするクリーニング装置。
前記トナー受け部材は、前記クリーニングローラの周面に沿う樋状の部材であ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。
請求項１または請求項２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。
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３に記載の画像形成装置。