JP5130167B2 - クリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、摺擦ローラを用いて像担持体表面を研磨する機構を備えたクリーニング装置に関し、特に像担持体としてアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）系感光体を用いた場合の感光体表面の像流れを抑制可能なクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の像担持体として、ａ−Ｓｉ感光体ドラムが広く用いられている。ａ−Ｓｉ感光体ドラムは、高硬度で優れた耐久性を有しており、長期間使用後も感光体としての特性がほとんど劣化せず高画質が保持できるため、ランニングコストも低く取り扱いも容易であるとともに、環境に対する安全性も高い優れた像担持体である。

このようなａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことが知られている。つまり、帯電装置を用いて帯電を行うと、帯電装置の放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は水溶性であることにより、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが大気中の水分を取り込むことで感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れを生じることがある。

従来は、感光体ドラム内にヒータを入れることにより、イオン生成物が取り込んだ水分を離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えており、実機ではすでに一般化されている。しかしながら、かかる装置においては、ヒータを構成するための部品数が多くなり、コストアップにつながる上、安全性の面からも好ましいものではなかった。

そこで、ヒータを用いることなく研磨材を混入させた研磨トナーと研磨手段（摺擦ローラ及びクリーニングブレード）の相互作用で感光体を研磨するシステムにより、オゾン生成物を除去する方法が提案されている。この技術によれば、上述したようなイオン生成物が感光体ドラム表面に付着したとしても十分除去可能となる。

また、特許文献１には、感光体研磨用の回転部材（摺擦ローラ）を複数個配置し、隣接した回転部材の回転方向を逆にするとともに、感光体の回転方向に対し順方向に回転する回転部材は感光体より速い速度で、感光体の回転方向に対し逆方向に回転する回転部材は感光体より遅い速度で回転させることで、感光体表面の研磨性能を高めた画像形成装置が開示されている。
特開２００４−３６１７７５号公報

特許文献１の方法によれば、複数の回転部材を用いることで感光体表面の研磨性能が向上するものの、個々の回転部材に研磨材を含むトナーを十分に付着させることができなかった。また、特許文献１の構成では回転部材にトナーを付着させるためのスクレーパを用いているが、この構成では部品点数が増加するというデメリットがあり、更なる改良の余地が残されていた。

本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成で研磨用の回転部材に十分なトナーを供給することにより、感光体表面の研磨性能を高めて像流れを効果的に抑制可能なクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体表面に所定の圧力で圧接され、前記像担持体上の残留トナーを表面に付着させて前記像担持体表面を研磨する２本の摺擦ローラを有し、前記摺擦ローラは互いに接触するように配置されるとともに、前記像担持体の移動方向上流側に位置する第１摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し順回転し、前記像担持体の移動方向下流側に位置する第２摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し逆回転するクリーニング装置である。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第１及び第２摺擦ローラの回転速度が等しいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第１摺擦ローラの回転速度が、前記像担持体の移動速度と異なることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第１摺擦ローラの外径が、前記第２摺擦ローラよりも大きいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記像担持体に対する前記第２摺擦ローラの圧接力が、前記第１摺擦ローラよりも小さいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記像担持体表面に所定の圧力で圧接されるクリーニングブレードを、前記第２摺擦ローラよりも前記像担持体の移動方向下流側に設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置が搭載された画像形成装置である。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング装置よりも前記像担持体の移動方向下流側に、前記像担持体表面を接触若しくは非接触の状態で帯電させる帯電部材を備えたことを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、像担持体の移動方向に対し上流側の第１摺擦ローラに弱く付着した残留トナーが、下流側の第２摺擦ローラとの接触部において第１摺擦ローラ及び第２摺擦ローラに押し付けられる。従って、スクレーパ等の別部材を用いることなくトナーを第１摺擦ローラ及び第２摺擦ローラに確実に付着させることができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のクリーニング装置において、第１及び第２摺擦ローラの回転速度を等しくすることにより、第１及び第２摺擦ローラの摩耗を抑制して長寿命化を図ることができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成のクリーニング装置において、第１摺擦ローラの回転速度が像担持体の移動速度と異なることにより、第１摺擦ローラに研磨効果を発生させて研磨性能を向上させることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成のクリーニング装置において、第１摺擦ローラの外径を第２摺擦ローラよりも大きくすることにより、像担持体と接触する部分の幅は、第２摺擦ローラより第１摺擦ローラの方が広くなる。そのため、像担持体上の残留トナーが第１摺擦ローラに付着し易くなり、より多くのトナーを第２摺擦ローラに付着させることができる。また、第１摺擦ローラが１回転する毎に、常に異なる部分で第２摺擦ローラと接触するため、第２摺擦ローラへ均一にトナーを付着させることができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のクリーニング装置において、像担持体に対する第２摺擦ローラの圧接力を第１摺擦ローラよりも小さくすることにより、像担持体に対し逆回転する第２摺擦ローラによる像担持体の振れが抑えられるため、ジッタの発生を抑制することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のクリーニング装置において、像担持体表面に所定の圧力で圧接されるクリーニングブレードを、第２摺擦ローラよりも像担持体の移動方向下流側に設けることにより、像担持体上の残留トナーは像担持体に対し逆回転する第２摺擦ローラにより殆ど剥ぎ取られ、クリーニングブレード側へすり抜けるトナー量が減少する。これにより、クリーニングブレードの負荷が減少するとともにクリーニング性能も向上する。また、クリーニングブレードのエッジ部分に滞留したトナーが摩擦帯電して放電を起こすことによる像担持体の絶縁破壊も防ぐことができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成のクリーニング装置を搭載することにより、像担持体への放電生成物の付着を抑制して表面摩擦係数の上昇や像流れを効果的に抑制可能な画像形成装置となる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第７の構成の画像形成装置において、クリーニング装置よりも像担持体の移動方向下流側に、像担持体表面を接触若しくは非接触の状態で帯電させる帯電部材を設けることにより、接触式若しくは像担持体との隙間が狭い非接触式の帯電部材を用いた帯電方式で問題となる帯電部材へのトナー外添剤の付着を効果的に抑制できる画像形成装置となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のクリーニング装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置（ここではモノクロプリンタ）１００は、積載された用紙を収容する給紙カセット２が本体下部に備えられている。この給紙カセット２の上方には、本体前方（図１の右側）から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されており、この用紙搬送路４に沿って上流側から順に、ピックアップローラ５、フィードローラ６、中間搬送ローラ７、レジストローラ対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラ対１１が配置されている。

給紙カセット２には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点１２ａによって、給紙カセット２に対して回動自在に支持された用紙積載板１２が備えられており、これによって積載された用紙がピックアップローラ５に押圧されるようになっている。また、給紙カセット２の前方部には、フィードローラ６に圧接するようにリタードローラ１３が配設されており、ピックアップローラ５によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、フィードローラ６とリタードローラ１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるよう構成されている。

そして、フィードローラ６とリタードローラ１３とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラ７によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラ対８へと搬送され、レジストローラ対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと搬送される。

画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙上に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の周囲に配置される帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向するように配置される転写ローラ１８及び感光体ドラム１４の上方に配置されるレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）１９から構成されており、現像装置１６の上方には、必要に応じて現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。

感光体ドラム１４は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものである。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられる。帯電装置１５には、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置が用いられており、開口部が感光体ドラム１４に対向するように配置された断面コ字状の金属製のシールドケース内部には、タングステンやステンレス等で構成される放電部材であるコロナワイヤ及びグリッドが設けられており、このコロナワイヤ及びグリッドに所定の帯電バイアスを印加してコロナ放電を発生させ、電子の量をコントロールすることにより、感光体ドラム１４の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電される。

次いで、レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）１９からのレーザビームにより感光体ドラム１４上を露光して帯電を減衰させ、感光体ドラム１４の表面に入力された画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、現像装置１６により静電潜像にトナーを付着させて感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム１４上に形成されたトナー像は、転写ローラ１８により感光体ドラム１４と転写ローラ１８とのニップ部（転写位置）に供給された用紙へと転写される。

トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１４から分離され、定着部１０に向けて搬送される。この定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向下流側に配置されており、加熱ローラ２１及び加熱ローラ２１に圧接される加圧ローラ２２を備えている。画像形成部９においてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とのニップ部を通過することによって加熱及び加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。

定着部１０を通過した用紙は排出ローラ対１１によって排紙部３に排出される。一方、感光体ドラム１４の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１７により除去される。そして、感光体ドラム１４は除電装置（図示せず）により除電された後、帯電装置１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることとなる。なお、クリーニング装置１７の構成については後述する。

図２は、図１における画像形成部９の拡大図である。感光体ドラム１４がａ−Ｓｉ感光体の場合、導電性基板上に、例えばａ−Ｓｉ系の光導電層を形成し、その上面にａ−Ｓｉ系のＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮなどの無機絶縁体または無機半導体から成る表面保護層が積層されている。また、現像装置１６から供給されるトナーは研磨材を含むトナー（以下、研磨トナーという）である。この研磨トナーは、感光体ドラム１４上の静電潜像に付着してトナー像を形成するだけでなく、転写ローラ１８で転写されなかった残留トナーを利用して感光体ドラム１４の表面を研磨するために用いられる。

研磨トナーの構成としては、バインダ樹脂をトナー母粒子として表面にシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の研磨材を付着させる。この研磨材をトナー母粒子に付着させる方法としては、静電的に吸着させてもよく、トナー母粒子の表面に熱的・機械的な衝撃を加えることで研磨材を打ち込んで保持させてもよい。このように打ち込んだ研磨材の粒子はトナー母粒子に完全に埋没させるのではなく一部突き出すように構成してもよい。

クリーニング装置１７は、感光体ドラム１４に向かって開口部を有した外装を形成するハウジング１７ａと、感光体ドラム１４表面の残留トナーを除去するとともに残留トナーを用いて感光体ドラム１４の表面を摺擦して研磨する第１摺擦ローラ２５、第２摺擦ローラ２７と、感光体ドラム１４の回転方向に対し第２摺擦ローラ２７の下流側に配置され、感光体ドラム１４表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード２９とを備える。第１摺擦ローラ２５、第２摺擦ローラ２７及びクリーニングブレード２９により感光体ドラム１４から除去された残留トナーは搬送スパイラル３０により回収される。

第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７は感光体ドラム１４に所定の圧力で圧接されており、ハウジング１７ａの図示しない前後側板に回転自在に軸支されている。図示しない駆動手段により、第１摺擦ローラ２５は感光体ドラム１４との当接面において同一方向に回転駆動（以下、トレール回転という）され、第２摺擦ローラ２７は感光体ドラム１４との当接面において逆方向に回転駆動（以下、カウンター回転という）される。第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７としては、例えば金属シャフトの周囲にローラ体としてＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）製でアスカＣ硬度５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラ体の材質としてはＥＰＤＭに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

感光体ドラム１４の回転方向に対し第２摺擦ローラ２７よりも下流側には、クリーニングブレード２９が感光体ドラム１４に当接した状態でハウジング１７ａに固定されている。クリーニングブレード２９の材質としては、例えばＪＩＳ硬度が６０〜８０°のポリウレタンゴムが用いられ、クリーニングブレード２２の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１４への食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１４の仕様に応じて適宜設定される。

本発明においては、感光体ドラム１４に対しトレール回転する第１摺擦ローラ２５とカウンター回転する第２摺擦ローラ２７とが互いに接触するように配置したことを特徴としている。この構成により、図３に示すように、感光体ドラム１４の回転に伴いクリーニング装置１７まで移動してきた研磨トナーＴは、感光体ドラム１４と第１摺擦ローラ２５との接触部Ａにおいて第１摺擦ローラ２５に弱く付着し、第１摺擦ローラ２５と第２摺擦ローラ２７との接触部Ｎにおいて第２摺擦ローラ２７に押し付けられる。また、研磨トナーＴの一部は感光体ドラム１４と第２摺擦ローラ２７との接触部Ｂにおいて第２摺擦ローラ２７に弱く付着し、接触部Ｎにおいて第１摺擦ローラ２５に押し付けられる。

従って、スクレーパ等の別部材を用いることなく研磨トナーを第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７に確実に付着させることができ、研磨性能を向上させることができる。また、感光体ドラム１４の表面摩擦係数の上昇も抑制されるため、クリーニングブレード２９のめくれ上がりも防止できる。

また、下流側の第２摺擦ローラ２７は感光体ドラム１４に対しカウンター回転しているため、ドラム上の残留トナーは第２摺擦ローラ２７により殆ど剥ぎ取られ、クリーニングブレード２９側へすり抜けるトナー量が減少する。このため、クリーニングブレード２９の負荷が減少するとともにクリーニング性能も向上する。さらに、クリーニングブレード２９のエッジ部分に滞留したトナーが摩擦帯電し、放電を起こして感光体ドラム１４の絶縁破壊を引き起こす現象も防ぐことができる。

第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の回転速度は異なっていても良いし、等速であっても良い。回転速度を等しくした場合、第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の摩耗を抑制して長寿命化を図ることができる。また、トレール回転する第１摺擦ローラ２５の回転速度と感光体ドラム１４の回転速度とが異なるようにしても良い。この場合、第１摺擦ローラ２５による研磨効果も発生し、研磨力を増加させることができる。第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の回転速度は感光体ドラム１４の研磨力と摺擦負荷によるジッタの発生を考慮して設定すれば良い。第１摺擦ローラ２５の回転速度は感光体ドラム１４の回転速度に対して０．５〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．３倍に設定される。また、カウンター回転する第２摺擦ローラ２７の回転速度は感光体ドラム１４の回転速度に対して０．５〜１．５倍、好ましくは０．８〜１．０倍に設定される。

第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の駆動については特に限定されず、例えば、各摺擦ローラを独自の駆動系を持つように構成しても良いし、カウンター回転する第２摺擦ローラ２７のみを独自の駆動系を持つようにし、トレール回転する第１摺擦ローラ２５を感光体ドラム１４に従動させるように構成しても良い。

また、感光体ドラム１４に対する第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の圧接力は同じであっても良いし、異なっていても良い。ここで、感光体ドラム１４の回転方向に対し下流側にある第２摺擦ローラ２７の圧接力が上流側にある第１摺擦ローラ２５よりも小さい構成とすれば、カウンター回転する第２摺擦ローラ２７による感光体ドラム１４の回転の振れを抑えることができ、画像ムラ（ジッタ）の発生を抑制することができる。

図４は、画像形成部９の他の構成例を示す拡大図である。図４においては、感光体ドラム１４に接触して交流電圧若しくは交流電圧成分を印加することにより感光体ドラム１４を帯電させる帯電ローラ１５ａと、帯電ローラ１５ａを清掃する帯電クリーニングローラ１５ｂを備えた帯電装置１５が設けられている。また、クリーニング装置１７の第１摺擦ローラ２５として、外径が第２摺擦ローラ２７よりも大きいものを用いている。他の部分の構成は図２と同様である。

帯電ローラ１５ａを備えた帯電装置１５を用いる場合、クリーニングブレード２９をすり抜けるトナーが多いと帯電ローラ１５ａの表面にトナー外添剤が付着し、帯電ローラ１５ａの外添剤が付着した部分の抵抗が増大して感光体ドラム１４の表面電位が低下するおそれがある。しかし、本実施形態の構成では、感光体ドラム１４に対しカウンター回転する第２摺擦ローラ２７が感光体ドラム１４上の残留トナーを剥ぎ取るため、帯電ローラ１５ａの汚れを軽減することができる。また、帯電クリーニングローラ１５ｂのクリーニング負担も軽減されるため、帯電クリーニングローラ１５ｂの寿命も長くなる。

また、感光体ドラム１４の回転方向に対し上流側にある第１摺擦ローラ２５の外径が第２摺擦ローラ２７よりも大きいため、感光体ドラム１４とのニップ部（周方向において感光体ドラム１４と実質的に当接している部分）の幅は、第２摺擦ローラ２７より第１摺擦ローラ２５の方が広くなる。そのため、感光体ドラム１４上の残留トナーが第１摺擦ローラ２５に付着し易くなり、より多くのトナーを第２摺擦ローラ２７に付着させることができるので、研磨効果及びクリーニング効果を高めることができる。

さらに、第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の外径が異なることにより、第１摺擦ローラ２５は１回転する毎に、常に異なる部分で第２摺擦ローラ２７と接触することになる。従って、第２摺擦ローラ２７へ均一にトナーを付着させることができ、第２摺擦ローラ２７の研磨力を十分に発揮させることができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対配置などは、特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、図４において、帯電ローラ１５ａは、感光体ドラム１４の表面に接触して感光体ドラム１４の表面を帯電させるよう構成されているが、帯電ローラ１５ａが、感光体ドラム１４の表面を非接触の状態で帯電させるよう構成される他の実施形態もある。この実施形態においても、先に述べたと実質的に同じ作用により、実質的に同じ効果を奏することができる。また、上記実施形態の感光体ドラム１４はａ−Ｓｉ系の無機感光層を有する構成であるが、他の無機材料（例えばＳｅ系の無機材料）から成る無機感光層、あるいは、有機材料からなる有機感光層（ＯＰＣ）を有する構成においても、本発明による効果を得ることは可能である。

また、上記実施形態では芯金の周囲に弾性層を形成した第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７を用い、感光体ドラム１４と各摺擦ローラ２５、２７との間に研磨粒子を含む残留トナーを介在させて感光体ドラム１４表面の研磨を行うこととしたが、これに限定されるものではなく、他の構成の摺擦ローラを用いても良い。例えば、弾性層表面に研磨粒子を含有させた摺擦ローラを感光体ドラム１表面に圧接させて摺擦する構成や、摺擦ローラをマグネットローラとし、ローラ表面に形成された磁性キャリアとトナーから成るクリーニング剤の磁気ブラシを用いて感光体ドラム１４表面を摺擦する構成、或いはファーブラシ状の摺擦ローラを感光体ドラム１４表面に圧接させて摺擦する構成等、従来公知の摺擦ローラが挙げられる。

また、本発明は図１に示すモノクロレーザプリンタに限らず、アナログ方式のモノクロ複写機や、ロータリー式或いはタンデム式のカラー複写機、カラープリンタ、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、ファクシミリ等の、種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。

図２に示す本発明のクリーニング装置１７が各画像形成部に搭載されたタンデム式のカラープリンタを製造した。クリーニング装置１７の構成としては、直径１５．５ｍｍのＥＰＤＭ製の第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７を用い、感光体ドラムに対する第１摺擦ローラ２５の周速比を１（トレール回転）、第２摺擦ローラ２７の周速比を０．８（カウンター回転）とした。感光体ドラムに対する圧接力は共に１３Ｎとした。また、ウレタンゴム製のクリーニングブレード２９を感光体ドラム１４の回転方向に対し第２摺擦ローラ２７の下流側に配置した。

カラープリンタの他の構成としては、外径４０ｍｍのａ−Ｓｉ製感光体ドラムを用い、ドラム周速を３４０ｍｍ／ｓｅｃとした。帯電装置は直径６０μｍの金メッキタングステンワイヤーを用いたスコロトロンチャージャを用い、研磨材として酸化チタンを０．１％〜０．５％混入したトナーを用いた。

スコロトロンチャージャに代えて、感光体ドラムに対し従動回転するエピクロルヒドリンゴム製の帯電ローラを備えたタンデム式のカラープリンタを製造した。クリーニング装置１７を含むその他の構成は実施例１と同様とした。

感光体ドラムに対する第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の周速比を共に１としたタンデム式のカラープリンタを製造した。クリーニング装置１７を含むその他の構成は実施例２と同様とした。

感光体ドラムに対する第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の周速比を共に１．２としたタンデム式のカラープリンタを製造した。クリーニング装置１７を含むその他の構成は実施例２と同様とした。

第２摺擦ローラ２７の直径を１２ｍｍとしたタンデム式のカラープリンタを製造した。クリーニング装置１７を含むその他の構成は実施例２と同様とした。

感光体ドラムに対する第２摺擦ローラ２７の圧接力を１０Ｎとしたタンデム式のカラープリンタを製造した。クリーニング装置１７を含むその他の構成は実施例２と同様とした。
（試験例）

本発明のクリーニング装置が搭載された画像形成装置における感光体ドラム表面の研磨効果について評価した。評価方法としては、実施例１〜６で製造した本発明のカラープリンタ、及び第１摺擦ローラ２５と第２摺擦ローラとが非接触状態で配置されている以外は実施例１と同様の構成である比較例１のカラープリンタを用いてテスト画像（印字率１．５％）を低温高湿環境（１５℃、湿度５０％）にて１，０００枚連続印刷し、ドラム表面の摩擦係数を測定した。また、像流れ及びジッタの発生の有無を目視により評価した。さらに、実施例２〜６については帯電ローラへのトナー外添剤の付着も併せて観察した。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜６のカラープリンタにおいては、像流れは発生しなかった。また、ドラム表面の摩擦係数も０．３０〜０．４０と低いレベルであった。また、帯電ローラを備えた実施例２〜６のカラープリンタでは、帯電ローラへのトナー外添剤の付着も抑制された。一方、第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７を接触させなかった比較例１では、第２摺擦ローラ２７ヘトナーが十分に付着しないため研磨効果が低く、ドラム表面の摩擦係数が高くなり像流れの発生も認められた。また、第２摺擦ローラ２７と感光体ドラムとの間に介在するトナーが少ないため第２摺擦ローラ２７の摩擦抵抗が上昇し、ジッタが発生した。なお、実施例１の摩擦係数が他に比べて低いのは、スコロトロンチャージャを用いた場合は帯電ローラを用いた場合に比べて感光体ドラムの表面に放電生成物が付着しにくく、ドラム表面の摩擦係数が摺擦前から低いためである。

また、実施例２と実施例３、４の比較では、実施例４、３、２の順で摩擦係数が小さかった。この理由としては、実施例３では感光体ドラムに対する第２摺擦ローラの周速比が実施例２よりも大きく、実施例４では感光体ドラムに対する第１摺擦ローラ２５及び第２摺擦ローラ２７の周速比が実施例２よりも大きいため、実施例２、３、４の順に研磨効果が高くなるためであると考えられる。

また、第２摺擦ローラ２７の外径を第１摺擦ローラ２５よりも小さくした実施例５では、実施例２に比べて第２摺擦ローラ２７へトナーが均一に付着するため、摩擦係数が小さくなった。さらに、第２摺擦ローラ２７の圧接力が小さい実施例６ではジッタの発生が一層抑制されることが確認された。

本発明は、摺擦ローラを用いて像担持体表面を研磨する機構を備えたクリーニング装置に利用可能であり、像担持体上の残留トナーを表面に付着させて像担持体表面を研磨する２本の摺擦ローラを有し、各摺擦ローラは互いに接触するように配置されるとともに、像担持体の移動方向上流側に位置する第１摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し順回転し、像担持体の移動方向下流側に位置する第２摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し逆回転するものである。

これにより、スクレーパ等の別部材を用いることなくトナーを第１摺擦ローラ及び第２摺擦ローラに確実に付着させることができ、簡単な構成で像担持体表面の研磨効果に優れたクリーニング装置を提供することができる。また、第１及び第２摺擦ローラの回転速度を等しくすれば、第１及び第２摺擦ローラの摩耗を抑制して長寿命化を図ることができ、第１摺擦ローラの回転速度を像担持体の移動速度と異なる速度とすれば、第１摺擦ローラに研磨効果を発生させてクリーニング装置の研磨性能を向上できる。

また、第１摺擦ローラの外径を第２摺擦ローラよりも大きくすれば、像担持体上の残留トナーが第１摺擦ローラに付着し易くなり、より多くのトナーを第２摺擦ローラに付着させることができる。また、回転する第１摺擦ローラと第２摺擦ローラとが常に異なる部分で接触するため、第２摺擦ローラへ均一にトナーを付着させることができる。さらに、像担持体に対する第２摺擦ローラの圧接力を第１摺擦ローラよりも小さくすれば、像担持体の振れによるジッタの発生を抑制することができる。

また、像担持体の移動方向に対し第２摺擦ローラの下流側にクリーニングブレードを設ける場合、クリーニングブレード側へすり抜けるトナーが減少してクリーニングブレードの清掃負荷が減少するとともにクリーニング性能も向上する。また、クリーニングブレードのめくれやエッジ部分に滞留したトナーが摩擦帯電して放電を起こすことによる像担持体の絶縁破壊も防止できる。

そして、本発明のクリーニング装置を搭載することにより、像担持体への放電生成物の付着を抑制できるため、像担持体の表面摩擦係数の上昇や像流れの発生を効果的に抑制可能な優れた画像形成装置となる。

は、本発明のクリーニング装置が搭載された画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 は、図１における画像形成部の拡大図である。 は、クリーニング装置内の第１摺擦ローラ及び第２摺擦ローラ周辺の部分拡大図である。 は、画像形成部の他の構成例を示す拡大図である。

符号の説明

９ 画像形成部
１４ 感光体ドラム（像担持体）
１５ 帯電装置
１５ａ 帯電ローラ（帯電部材）
１６ 現像装置
１７ クリーニング装置
１８ 転写ローラ
１９ レーザ走査ユニット
２５ 第１摺擦ローラ
２７ 第２摺擦ローラ
２９ クリーニングブレード
３０ 搬送スパイラル
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. 像担持体表面に所定の圧力で圧接され、前記像担持体上の残留トナーを表面に付着させて前記像担持体表面を研磨する２本の摺擦ローラを有し、
   前記摺擦ローラは互いに接触するように配置されるとともに、前記像担持体の移動方向上流側に位置する第１摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し順回転し、前記像担持体の移動方向下流側に位置する第２摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し逆回転し、前記第１及び第２摺擦ローラの回転速度が等しいことを特徴とするクリーニング装置。
2. 像担持体表面に所定の圧力で圧接され、前記像担持体上の残留トナーを表面に付着させて前記像担持体表面を研磨する２本の摺擦ローラを有し、
   前記摺擦ローラは互いに接触するように配置されるとともに、前記像担持体の移動方向上流側に位置する第１摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し順回転し、前記像担持体の移動方向下流側に位置する第２摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し逆回転し、前記第１摺擦ローラの外径が、前記第２摺擦ローラよりも大きいことを特徴とするクリーニング装置。
3. 像担持体表面に所定の圧力で圧接され、前記像担持体上の残留トナーを表面に付着させて前記像担持体表面を研磨する２本の摺擦ローラを有し、
   前記摺擦ローラは互いに接触するように配置されるとともに、前記像担持体の移動方向上流側に位置する第１摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し順回転し、前記像担持体の移動方向下流側に位置する第２摺擦ローラは像担持体の移動方向に対し逆回転し、前記像担持体に対する前記第２摺擦ローラの圧接力が、前記第１摺擦ローラよりも小さいことを特徴とするクリーニング装置。
4. 前記第１摺擦ローラの回転速度が、前記像担持体の移動速度と異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクリーニング装置。
5. 前記像担持体表面に所定の圧力で圧接されるクリーニングブレードを、前記第２摺擦ローラよりも前記像担持体の移動方向下流側に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。
7. 前記クリーニング装置よりも前記像担持体の移動方向上下流側に、前記像担持体表面を接触若しくは非接触の状態で帯電させる帯電部材を備えたことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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