JP6079290B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機などに用いられるクリーニング装置、これを用いたプロセスカートリッジ、前記クリーニング装置またはプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置における感光体上の残トナーをクリーニングし回収する方法として、例えば、特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術では、感光体の回転方向上流に帯電されたクリーニングブラシ、下流にクリーニングブレードを配置し、クリーニングブラシとクリーニングブレードとで感光体上の残留トナーを除去する。その後、クリーニングブラシと当接（突き当てた状態に接することを意味する）する帯電された回収ローラで、クリーニングブラシに捕集・保持されているトナーを回収するというものである。

しかしながら、上記技術では、クリーニングブラシと回収ローラとが同じ方向に回転するので、回収ローラと接触したクリーニングブラシは回収ローラで回収・採りきれなかったトナーを弾き飛ばし、感光体に再度付着させてしまうという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされてものであり、同じ方向に回転するクリーニングブラシと回収ローラであっても、クリーニングブラシから弾き飛ばされたトナーが感光体へ再付着するのを防止できるクリーニング装置を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、本発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項（以下、「構成」という）を採っている。
請求項１記載の発明は、像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するブラシ状回転体と、前記ブラシ状回転体に接触し前記ブラシ状回転体に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体と、前記トナー回収回転体と接触し前記トナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材と、前記ブラシ状回転体より前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記像担持体と接触し前記ブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード部材と、を有するクリーニング装置において、前記像担持体、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触部を通過する前記ブラシ状回転体の軸を中心とした外周円の前記接触部での接線が、前記クリーニングブレード部材における前記像担持体と接触する部位と反対側の非接触面と交わる交点を有するように、前記クリーニングブレード部材、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体が配置され、前記回収ブレード部材の固定部が、前記トナー回収回転体の上方に設けられ、一端部が前記固定部に固定され、他端部が前記クリーニングブレード部材を支持している支持部材に接触するシール部材を有することを特徴とする。

本発明によれば、上記構成により、同じ方向に回転するブラシ状回転体とトナー回収回転体であっても、ブラシ状回転体により弾き飛ばされ浮遊するトナーは、シール部材により開放部が遮蔽されるので、装置外へ漏れることがなく、ブラシ状回転体から弾き飛ばされたトナーが像担持体へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。これにより、クリーニング装置の長寿命化を実現することができる。

本発明の一実施形態を示すクリーニング装置を備えた画像形成装置の概略的な正面図である。 本発明の一実施形態を示すプロセスカートリッジおよび周辺の断面図である。 図２のプロセスカートリッジに装備されたクリーニング装置の拡大断面図である。 クリーニングブラシと金属ローラとの接触部分におけるクリーニングブラシの挙動を説明する模式的な拡大正面図である。 クリーニングブラシ、金属ローラ、クリーニングブレード等の配置構成、およびシール部材の配置を示す幾分模式的な拡大断面図である。 （ａ）は、交点を通る鉛直線がクリーニングブラシの回転中心よりも金属ローラ寄りに位置する配置構成例を、（ｂ）は、交点を通る鉛直線がクリーニングブラシの回転中心を通るように位置する配置構成例を、（ｃ）は、交点を通る鉛直線がクリーニングブラシの回転中心よりも感光体ドラム寄りに位置する配置構成例を、それぞれ示す図である。 図５のクリーニング装置におけるＶ５−Ｖ５から上方を見たシール部材を含む一部断面底面図である。 参考変形例のクリーニング装置の拡大断面図である。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施形態を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。

図１を参照して、本発明のクリーニング装置を備えた画像形成装置全体の構成および動作を説明する。図１は、本発明の一実施形態のクリーニング装置を備えた画像形成装置を示している。
図１に示すように、画像形成装置としてのプリンタ１００は、装置本体１１０のほぼ中央部に中間転写ユニット８０を配備する。中間転写ユニット８０には、像担持体ないし中間転写体としての無端状の中間転写ベルト５２が複数の支持ローラに張力を付与された状態でループ状に掛け渡されて配設（配置して設けること、または位置を決めて設けることを意味する）されている。
ここで支持ローラは、中間転写ベルト５２を図中時計回り方向に回転駆動する駆動ローラ８１、後述の２次転写ローラ２７との対向部材である２次転写バックアップローラ８２、従動ローラ８３、８４、４つの１次転写ローラ１８ｙ、１８ｃ、１８ｍ、１８ｋからなる。なお、１次転写ローラ１８の符号の末端に付しているｙ、ｃ、ｍ、ｋという添字は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示している。

中間転写ベルト５２は、概略逆三角形状の姿勢で上記各支持ローラに張架（張力がかかった状態で掛け渡すことを意味する）されている。中間転写ベルト５２の逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面の上方には、画像形成部としての４色分のプロセスカートリッジ１１ｙ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｋ（以下、代表記載では１１と記す）が水平方向に順次配設されている。
プロセスカートリッジ１１ｙでは、イエローの作像部を収容し、作像されたイエローのトナー像が中間転写ベルト５２に転写される。同様にプロセスカートリッジ１１ｍはマゼンタの作像部を、プロセスカートリッジ１１ｃはシアンの作像部を、プロセスカートリッジ１１ｋはブラックの作像部を、それぞれ成す。これら各色のプロセスカートリッジ１１から各色のトナー像が１次転写ローラ１８と対向する１次転写位置で中間転写ベルト５２に転写される。この中間転写ベルト５２上に１次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト５２の走行移動によって２次転写部２０に送られる。

図１において、４つのプロセスカートリッジ１１ｙ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｋの上方には、画像情報に基づいた露光光Ｌを像担持体としての感光体ドラム１４上に照射するｙ、ｍ用とｃ、ｋ用の一対の露光部（光書込ユニット）１３が配設されている。一対の露光部１３は、不図示のスキャナ等から制御部５０に送信される原稿の画像情報に基づいて各色の版のデータを受け、図示しないレーザ制御部によって４つの半導体レーザ（図示せず）を駆動して４つの露光光Ｌを出射する。そして、プロセスカートリッジ１１の像担持体たる感光体ドラム１４ｙ、１４ｃ、１４ｍ、１４ｋ（以下、代表記載では１４と記す）をそれぞれ露光光Ｌによって走査して、感光体ドラム１４の外周表面にｙ、ｃ、ｍ、ｋ用の静電潜像を書き込む。
図１において、符号２０は中間転写ベルト５２上のフルカラートナー像をシート状の記録媒体としての記録紙Ｐに一括して２次転写させる２次転写部を、符号２１，２２は記録紙Ｐを収容した給紙部を、符号２４は記録紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を定着させる定着部を、符号１０はトナーボトルを、それぞれ示す。

次に、図１および図２を参照して、プロセスカートリッジ１１の説明を、代表としてｙ用のプロセスカートリッジ１１ｙ（図１で左端側に配備）について行う。なお、図１においては、プロセスカートリッジ１１ｙについてのみ、感光体ドラム１４ｙの周囲に配設されている各装置の符号を図示しており、その他のプロセスカートリッジ１１ｃ、１１ｍ、１１ｋの各装置については符号図示を省略している。
図１および図２において、符号１５は感光体ドラム１４上を帯電する帯電装置を、符号１６は感光体ドラム１４上に形成された静電潜像を現像する現像装置を、符号１９は感光体ドラム１４上の未転写トナーを回収するクリーニング装置を、それぞれ示している。また、符号５１は除電ランプを、符号２８は潤滑剤塗布装置をそれぞれ示している。

感光体ドラム１４ｙおよびこの周囲に配設された上記各装置は、共通の支持体たる二点鎖線で示すケーシング１２０（図２参照）で支持されていて、１つのプロセスカートリッジ１１ｙを構成している。プロセスカートリッジ１１ｙは、ケーシング１２０を介して装置本体１１０に対して一体的に着脱可能に装着され、これにより、メンテナンス性を向上させている。
以上ｙ用のプロセスカートリッジ１１ｙについて説明したが、他色のプロセスカートリッジ（１１ｃ、１１ｍ、１１ｋ）は、使用するトナーの色が異なる点の他は、ｙ用のものと同様の構成になっている。

次に、画像形成時におけるプロセスカートリッジ１１の動作を説明する。先ず制御部５０に不図示のスキャナ等から画像情報が送信され、取り込まれた画像情報は４色に色分解される。このうち、例えば、イエローｙの画像情報は電気信号に変換された後にプロセスカートリッジ１１ｙに対応した露光部１３に送信される。そして、露光部１３からは電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが感光体ドラム１４上に向けて発せられる。

感光体ドラム１４は、図２において反時計回り方向に回転しており、帯電装置１５との対向位置においてその外周表面（以下、単に「表面」ともいう）を一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１４の表面は露光光Ｌの照射位置に達し、この位置で画像情報に対応した静電潜像を形成される。
感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像はその後に現像装置１６との対向部に到達し、現像装置１６によって静電潜像が顕像化される。なお、現像装置１６内の現像剤中のトナーは、図示しないトナーホッパから供給されたトナーと共に不図示の攪拌ローラによってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーはキャリアと共に現像ローラ１６１上に供給される。その後、現像ローラ１６１上に担持されたトナーはドクタブレード１６２を通過して均一層化された後に感光体ドラム１４との対向部に達し、この対向位置において感光体ドラム１４上に形成された静電潜像に付着する。なお、不図示のトナーホッパから供給されるトナーは現像装置１６内のトナー消費に伴って適宜に補給され、現像装置１６内のトナー消費状態（トナー濃度）は感光体ドラム１４に対向する図示しない光センサからなるトナー濃度センサによって検出される。

現像装置１６において現像された感光体ドラム１４の表面は１次転写ローラ１８との対向部に達し、この位置で中間転写ベルト５２に対して感光体ドラム１４上のトナー像が１次転写される。
この転写工程後、感光体ドラム１４上には中間転写ベルト５２に転写されない未転写トナーが僅かながら存在する。ここで１次転写ローラ１８を通過した感光体ドラム１４の表面は、除電ランプ５１の光照射により感光体ドラム１４上に残留している静電電位を除去して電位をリセットする。このように除電されてから、未転写トナーを有する感光体ドラム１４の表面は、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置１９に達する。

図２に示すように、クリーニング装置１９の二点鎖線で示す収容器１９１内には、感光体ドラム１４に当接し、＋（プラス）帯電されるクリーニングブラシ３０と、帯電器３２１で＋帯電される金属ブレード３５とが配設されている。これらの静電的除去手段により感光体ドラム１４の未転写トナーが回収される。
クリーニングブラシ３０で除去できなかった残留トナーは感光体ドラム１４の図中矢印で示す回転方向下流側のクリーニングブレード３１に達する。このクリーニングブレード３１は、ウレタンゴム（弾性部材）で形成され、断面矩形の短冊状プレート状を成し、ケーシング１２０側の収容器１９１に対してブレード支持部材としての支持ブラケット３９を介して取り付けられている。クリーニングブレード３１はクリーニングブラシ３０で除去されずにすり抜けた比較的少量の残留トナーを確実に掻き取り・除去する。

クリーニングブレード３１を含むクリーニング装置１９で回収されたトナーは、廃トナーとして搬送スクリュ４９（図３参照）を介して図示しない廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル（図示せず）に向けて搬送される。クリーニング装置１９については、更に、具体的に後述する。
なお、クリーニングブレード３１および支持ブラケット３９は、本実施形態では感光体ドラム１４の長手方向（軸方向）に渡り共に延びて形成されている。クリーニングブレード３１が支持ブラケット３９に支持・固定されている部分は、後述するようにクリーニングブラシ３０で弾き飛ばされた残留トナーが通過できないよう感光体ドラム１４の長手方向に渡り密着していることが好ましい。

感光体ドラム１４は、クリーニング装置１９による残留トナーの除去後、潤滑剤塗布装置２８によって潤滑剤としてのワックス（例えば、ステアリン酸亜鉛）が感光体ドラム１４の表面に塗布されて、同外周表面が保護される。

潤滑剤塗布装置２８は、例えばステアリン酸亜鉛で形成された固形状のワックス２８２と、ばね２８３と、回転ブラシ２８４とで構成される。固形状のワックス（例えば、ステアリン酸亜鉛）２８２は、潤滑剤ケーシング２８１内に進退自在設けられている。ばね２８３は、ワックス２８２を感光体ドラム１４の表面に当接する方向に突出するように付勢（勢いが付されることを意味する）する圧縮ばねである。回転ブラシ２８４は、図示しないモータに連結されていて、ワックス２８２との当接端面より掻き取ったワックス粉を感光体ドラム１４上に塗布すべく適時に回転される。
この回転ブラシ２８４の感光体ドラム１４の回転方向下流側には、ワックス粉を感光体外周表面に均一に付着させるように均す塗布ブレード２８５が配備される。これによりワックスを適正膜厚に調整し、後述するようなクリーニング装置１９側のクリーニングブレード３１の巻き込みを防止している。

上述のように、４色分のプロセスカートリッジ１１ｙ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｋから各色のトナー像が中間転写ベルト５２に転写され、中間転写ベルト５２上に１次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト５２の走行移動によって図１に示す２次転写部２０に送られる。
２次転写部２０に給送される記録紙Ｐは次のように動作する。すなわち、図１に示すように、先ず、プリンタ１００の給紙部２１、２２のうちの１つが自動または手動（操作部での操作）で選択される。本実施形態では、上段の給紙部２１が選択されたものとする。給紙ローラ４１が駆動されることにより、給紙部２１に収容されている記録紙Ｐの１枚が搬送経路Ｋに向けて給送され、搬送経路Ｋを通過した記録紙Ｐはレジストローラ対４２に到達し、一旦停止される。そして、レジストローラ対４２が所定のタイミングで回転することにより、記録紙Ｐは中間転写ベルト５２上のトナー画像と位置合わせされたタイミングで２次転写部２０に向けて給送される。

２次転写部２０においてトナー画像が転写された転写工程後の記録紙Ｐは、２次転写部２０を通過した後に搬送経路を経て定着部２４に送られる。定着部２４では記録紙Ｐ上の未定着トナーが熱と圧力とによって記録紙Ｐ上に融解・定着され、定着工程後の記録紙Ｐは出力画像としてプリンタ１００より排出される。
なお、２次転写部２０を通過後の中間転写ベルト５２はベルトクリーニング部４５に達すると、このベルトクリーニング部４５のガイドローラ４６に対向する部位で、掻き取りブレード４７により中間転写ベルト５２上の残留トナーが除去される。ここでのガイドローラ４６は、中間転写ベルト５２に一定の張力を付与する働きを持つと共に、掻き取りブレード４７の掻き取り作動を容易化している。なお、掻き取りブレード４７は中間転写ベルト５２に比べて短寿命であるから、適時に交換されている。以上の動作によって、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、プロセスカートリッジ１１が備える感光体ドラム１４の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置１９について具体的に説明する。図１〜図３に示すように、各クリーニング装置１９ｙ，１９ｍ，１９ｃ，１９ｋ（以下、代表記載では１９と記す）は、像担持体としての各感光体ドラム１４ｙ，１４ｍ，１４ｃ，１４ｋ（以下、代表記載では１４と記す）の表面上に残留したトナーを除去し回収する。
クリーニング装置１９は、図３に示すように、クリーニングブラシ３０と、金属ローラ３２と、金属ブレード３５と、搬送スクリュ４９と、クリーニングブレード３１と、を備える。クリーニングブラシ３０は、感光体ドラム１４の表面に接触し感光体ドラム１４の表面から残留トナーを除去し保持するブラシ状回転体ないしは繊維状回転体として機能する。金属ローラ３２は、クリーニングブラシ３０に接触しクリーニングブラシ３０に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体として機能する。金属ブレード３５は、金属ローラ３２と接触し同金属ローラ３２に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材として機能する。搬送スクリュ４９は、廃トナーを廃トナーボトル（図示せず）に向けて排出する廃トナー搬送部材として機能する。クリーニングブレード３１は、クリーニングブラシ３０より感光体ドラム１４の回転方向下流側に配置され、感光体ドラム１４と接触しクリーニングブラシ３０からすり抜けたトナーＴを掻き取るクリーニングブレード部材として機能する。

図３に示すように、クリーニングブラシ３０は、反時計回り方向（感光体ドラム１４の回転方向と同じ方向）に回転することで感光体ドラム１４の表面の残留トナーを静電的（上述したとおり＋帯電している）に除去して、トナーを付着保持する。クリーニングブラシ３０に当接する金属ローラ３２は、反時計回り方向に回転してクリーニングブラシ３０の外周部に保持されたトナーＴを静電的に吸着し、外周面に付着させることで回収する。金属ブレード３５は、金属ローラ３２の表面にエッジ部ｊを弾性的に当接させ、トナーＴを機械的に除去する構成を採用している。

クリーニングブラシ３０および金属ローラ３２は、収容器１９１における紙面に直交する紙面の手前側および奥側に配設された図示しない一対の側板壁に回転可能に支持されている。クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、金属ブレード３５は、それぞれ感光体ドラム１４の軸方向（長手方向）に延びて形成されている。クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２は、図示しないギヤ等の駆動伝達手段を介して駆動手段である駆動モータ（図示せず）に連結されていて、上記したとおり回転駆動される。
収容器１９１には、金属ブレード３５を後述するように取り付け・固定する取り付け部１９２と、クリーニングブラシ３０の外周部に対向したブラシ対向凹部１９３とが感光体ドラム１４の軸方向（長手方向）に延びて形成されている。
上記したとおり、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、金属ブレード３５は、収容器１９１内に収容されている。そして、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、金属ブレード３５は、収容器１９１の上方の開放部で互いに対向するように設けられたクリーニングブレード３１と支持ブラケット３９と一対の側板壁１９４ａ、１９４ｂ（図７参照）で囲まれている。

クリーニングブラシ３０が反時計回り方向に回転するので、収容器１９１の取り付け部１９２側のブラシ対向凹部１９３とクリーニングブラシ３０との隙間部１９５をトナーＴが通過してから、トナーＴが金属ローラ３２や金属ブレード３５と対向する。このため、掻き取られたトナーＴが直下の搬送スクリュ４９側に容易に流下でき、トナーの除去経路が短縮され、トナー飛散を抑制できる。

なお、本実施形態例では上述したとおり−（マイナス）帯電トナーを用いた構成であるため、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２および金属ブレード３５は、＋（プラス）帯電させるよう構成されている。従って、＋帯電トナーを用いる構成にあっては、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２および金属ブレード３５は、−帯電させるよう構成することは無論である。

ここで、クリーニング装置１９に用いられるクリーニングブラシ３０および金属ローラ３２の特性値を説明する。図３において、３０ａはクリーニングブラシ３０の多数のブラシ状繊維を構成する１本単位の毛足を示している。
（クリーニングブラシ３０）
・毛足繊維の材質：導電性ポリエステル
・直径：１８ｍｍ
・毛足長さ：５ｍｍ
・感光体ドラム１４に対する食い込み量：１ｍｍ
・線速：２２４〜２４６ｍｍ／ｓｅｃ（感光体ドラム１４とカウンタ当接）
・毛足（原糸）の体積抵抗率（電気抵抗率）：１０^８Ω・ｃｍ
・ブラシ植毛密度：２万本／ｉｎｃｈ^２
・軸３０ｂの材質：快削鋼（ＳＵＭ）
クリーニングブラシ３０は、導電性ポリエステル製のブラシ状繊維が快削鋼（ＳＵＭ）の軸３０ｂの周りに植毛されて形成されている。

（金属ローラ３２：回収ローラ）
・材質：ステンレススチール（ＳＵＳ）
・直径：１１ｍｍ
・線速：１２２〜１３３ｍｍ／ｓｅｃ
・電圧：１２００Ｖが印加されているが、制御により可変である（６００Ｖ〜１２００Ｖ）
上記電圧は、帯電器３２１（図１参照）および金属ブレード３５を介して印加されている。金属ローラ３２を介してクリーニングブラシ３０と対向する位置には、金属ブレード３５が配設されている。
なお、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２の各線速は、プロセス線速により異なる。

（金属ブレード３５）
・材質：りん青銅製の薄板材
・厚さ：ｔ＝０．１５ｍｍの薄板が屈曲加工して使用されているが、場合により、厚さが０、１〜０、６ｍｍ程度のものであってもよい。金属ブレード３５は、金属ローラ３２の長手方向に沿って対向配備され、クリーニング装置１９の収容器１９１側の取り付け部１９２に固定部材４２を介してねじ４３を用いて複数箇所で締結固定される。
ここで、金属ブレード３５は、図３に示すように、断面Ｌ字状をなすように曲げ形成され、その断面と直交する方向（紙面垂直方向）に同一断面をなしたまま直線状に延びて形成されている。ここで、断面Ｌ字状部における屈曲部ｅに対し、一方側がエッジ部側半部３５１に、他方側が固定部側半部３５２として形成される。エッジ部側半部３５１は、そのエッジ部ｊが金属ローラ３２の外周表面に均一な当接状態をなすように取り付けられる。

図４および図５を参照して、本発明の特徴部に係るクリーニングブラシ３０と金属ローラ３２との接触部分におけるクリーニングブラシ３０の挙動と、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、クリーニングブレード３１等の配置構成とを説明する。図４は、クリーニングブラシ３０と金属ローラ３２との接触部分付近を拡大し、クリーニングブラシ３０の挙動を説明する図である。図５は、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、クリーニングブレード３１等の配置構成、シール部材６００の配置を示す幾分模式的な拡大断面図である。
図４に示すように、クリーニングブラシ３０は金属ローラ３２と接触すると、クリーニングブラシ３０を構成する毛足３０ａの先端部分（以下、「毛先」という）がクリーニングブラシ３０の回転方向の上流側に向けて倒れながら金属ローラ３２と接触する。その後、クリーニングブラシ３０の毛先はブラシ状繊維の倒れが回復（図において一番左側に示されている毛足３０ａのように回転方向下流側に向けて弾性変形）する。この回復することによるフリッキングにより、毛先に付着したトナーＴが破線矢印で示す接線ｂの方向に飛散する。すなわち、後述する図５におけるクリーニングブラシ３０と金属ローラ３２との接触部５００におけるクリーニングブラシ３０の軸３０ｂを中心とした外周円１３０の接線ｂの方向に、クリーニングブラシ３０にてクリーニングした残留トナーＴを機械的に弾き飛ばす動きが発生する。

そこで、図５に示すように、接線ｂが、クリーニングブレード３１の感光体ドラム1４との接触部位３１ｂと反対側の非接触面３１ａと交わる交点３１ｃを有するように、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、クリーニングブレード３１を配置した。また、接線ｂが、クリーニングブレード３１と感光体ドラム1４との接触位置（接触部位３１ｂ）よりもクリーニングブレード３１寄り（クリーニングブレード３１の支持ブラケット３９寄り）に交点３１ｃを有していることで、弾き飛ばされた残留トナーＴはクリーニングブレード３１の非接触面３１ａの領域に飛散することとなる。
図５において、クリーニングブレード３１の感光体ドラム1４表面との接触部位３１ｂは一点鎖線の楕円で囲んで示している。

クリーニングブレード３１は、感光体ドラム１４と接触・当接していることにより、接触部位３１ｂよりも感光体ドラム１４の回転方向下流側に、クリーニングブラシ３０にて弾き飛ばされたトナーが再付着することはない。また、交点３１ｃは、接触部位３１ｂより離れているため、クリーニングブレード３１への多大なトナー入力も抑制され、クリーニングブレード３１の磨耗に悪影響を与えることもない。
また、この領域に弾き飛ばされたほとんどのトナーは自重等により金属ローラ３２、またはクリーニングブラシ３０に再び戻り、通常のクリーニング動作を繰り返すうちに上記図示しない廃トナー搬送経路へと回収されていく。残ったトナーもクリーニングブレート３１の非接触面３１ａの領域に付着するのみで、画像形成動作、クリーニングブレード３１の磨耗等に悪影響を与えず留まった状態を保持される。

上述したとおり、本実施形態では、金属ローラ３２の軸３２ａの中心は、クリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃよりも上方に配置されるとともに、クリーニングブレード３１は、クリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃの鉛直上方に配置されている構成である。

本実施形態は上述した単純な構成、すなわち接線ｂが、クリーニングブレード３１の非接触面３１ａと交わる交点３１ｃを有するように、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、クリーニングブレード３１を配置した簡単な構成を有する。これにより上述した作用動作のとおり、本実施形態によれば、同じ方向に回転するクリーニングブラシ３０と金属ローラ３２であっても、クリーニングブラシ３０から弾き飛ばされた残留トナーが感光体ドラム１４へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。また、クリーニング装置１９の長寿命化を実現することが可能となる。
この効果は、上記した仕様、特性値をそれぞれ持つ、クリーニングブレード３１、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２、金属ブレード３５等を有するクリーニング装置１９を備えた図１の画像形成装置を用いた試験で確認済みである。
なお、クリーニングブレード３１が感光体ドラム１４と接触する方向の長さが比較的短く設定されている場合には、クリーニングブレード３１の非接触面３１ａに代えた支持ブラケット３９の面であっても、本実施形態の上記効果を奏することは無論である。

図６を参照して、クリーニングブレード３１、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２の配置構成についてさらに詳しく、接線ｂとクリーニングブレード３１との交点３１ｃの位置関係で説明する。図６（ａ）は、交点３１ｃを通る一点鎖線で示す鉛直線ＶＬがクリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃよりも金属ローラ３２寄りに位置する配置構成例を示す図である。図６（ｂ）は、交点３１ｃを通る鉛直線ＶＬがクリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃを通るように位置する配置構成例を示す図である。図６（ｃ）は、交点３１ｃを通る鉛直線ＶＬがクリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃよりも感光体ドラム１４寄りに位置する配置構成例を示す図である。
なお、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）の中で、好ましい配置構成例は、図６（ａ）、図６（ｂ）で示される範囲に属する配置構成である。

まず、クリーニングブラシ３０によって弾き飛ばされクリーニングブレード３１に接触した残留トナー（以下、単に「トナー」ともいう）の一部は、自重等の影響で落下もしくは浮遊する。ここで、図６（ａ）、図６（ｂ）の場合、クリーニングブラシ３０における交点３１ｃの直下の位置から感光体ドラム１４の外周面の一部太線で示す劣弧１４ａ部分まで距離がある。劣弧１４ａ部分は、感光体ドラム１４とクリーニングブラシ３０との接触部中心３０ｄから接触部位３１ｂまでの感光体ドラム１４の外周面の一部を示す。上記関係から、図６（ａ）、図６（ｂ）では浮遊・落下したトナーが再付着するクリーニングブラシ３０の表面積が広くなる。ここで、クリーニングブラシ３０の表面積とは、図６中の接触部中心３０ｄから鉛直線ＶＬと交わるまでのハッチングを施して示すクリーニングブラシ３０の外周面の劣弧３０ｅに形成される表面積を指す。したがって、落下したトナーは、クリーニングブラシ３０の劣弧３０ｅ部分に再付着して回収されやすいので、感光体ドラム１４の劣弧１４ａ部分にトナーが付着しにくい。

一方、図６（ｃ）の場合、図６（ａ）、図６（ｂ）同様に落下したトナーはクリーニングブラシ３０の劣弧３０ｅ部分に再付着するが、感光体ドラム１４の劣弧１４ａ部分が近いため、トナーがクリーニングブラシ３０表面からすべり落ちる可能性がある。このため、感光体ドラム１４の劣弧１４ａ部分にトナーが再付着し、その回転方向下流のクリーニングブレード３１にトナーの負荷がかかる虞がある。さらに落下したトナーが浮遊したときも同様に感光体ドラム１４の劣弧１４ａ部分にトナーが付着する虞がある。

上述したとおり、本実施形態では、交点３１ｃは、鉛直線ＶＬがクリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃよりも金属ローラ３２寄りにある位置からクリーニングブラシ３０の回転中心３０ｃを通る位置までの範囲に存在するように設定されている。

次に、図５および図７を参照して、シール部材６００について説明する。図７は、図５のクリーニング装置１９におけるＶ５−Ｖ５から上方を見た一部断面底面図である。
シール部材６００は、マイラー等を含むＰＥＴフィルム・シートなどの可撓性部材で構成されている。シール部材６００は、図５および図７に示すように、一端部がＬ字形状の金属ブレード３５の固定部側半部３５２の固定部材４２上面に貼り付けられ、他端部（自由端部）はクリーニングブレード３１のブレード支持部材である支持ブラケット３９に当接されている。シール部材６００の他端部側の先端部分は、支持ブラケット３９の面に沿って弾性的に下方に曲げられた状態で当接し、この当接状態が感光体ドラム１４およびクリーニングブレード３１の長手方向に渡り形成されている。また、クリーニングブレード３１の長手方向の長さは、シール部材６００の長手方向の長さよりも長く設定されている。なお、図７において、クリーニングブラシ３０の仮想的な配置位置を二点鎖線で示したように、クリーニングブラシ３０の長手方向長さは、シール部材６００の長手方向の長さよりも長く設定されている。さらに、クリーニングブレード３１の長手方向長さはクリーニングブラシ３０の長手方向長さと同じか長く設定されている。

シール部材６００の長手方向両端には、シール部材６００と異なる材質（発泡ＰＵＲ：発泡ポリウレタンゴム）で形成されたサイドシール７００がそれぞれ貼り付けられており、長手方向の両端部からのトナー飛散を防止している。各サイドシール７００の一端部は、収容器１９１の長手方向の両端部に一体的に形成された一対の側板壁１９４ａ、１９４ｂに貼り付けられ、他端部はシール部材６００の長手方向両端と重なり合うように設けられている。
上記のとおり、収容器１９１内のクリーニングブラシ３０、金属ローラ３２および金属ブレード３５の上方の開放部は、クリーニングブレード３１、支持ブラケット３９、シール部材６００およびサイドシール７００により覆われている。したがって、クリーニングブラシ３０により弾き飛ばされ浮遊するトナーは、シール部材６００およびサイドシール７００により上方への漏れが防止されている。

なお、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２および金属ブレード３５は、クリーニングブレード３１、支持ブラケット３９およびシール部材６００により覆われていることは、本実施形態では以下のことを意味する。すなわち、クリーニングブラシ３０、金属ローラ３２および金属ブレード３５は、クリーニングブレード３１、支持ブラケット３９およびシール部材６００により実質的に密閉ないしは密封されていることを意味する。プリンタ１００の図示しない電源スイッチオン状態ではクリーニング装置１９が稼働しているため、図２の帯電器３２１によって金属ブレード３５が＋帯電している。クリーニング装置１９が稼働していない際には、感光体ドラム１４とクリーニングブラシ３０との接触部分（特に同接触部分における感光体ドラム１４の回転方向の上流側）は空気あるいはトナーが通過可能な開放状態にあると推察される。しかしながら、図３に示したように、クリーニング装置１９稼働中は感光体ドラム１４とクリーニングブラシ３０との上記接触部分上流側を含めて実質的に密閉ないしは密封状態にあるとみなせる。つまり、クリーニング装置１９が稼働中は感光体ドラム１４とクリーニングブラシ３０との接触部分は＋帯電した多数の毛足３０ａによって−帯電したトナーを静電的に補修可能な状態にあるからである。

図８を参照して、上記実施形態の参考変形例を説明する。図８は、上記実施形態の参考変形例を示すクリーニング装置１９Ａの要部の断面図である。参考変形例のクリーニング装置１９Ａは、図１〜図５等に示したクリーニング装置１９と比較して、１次転写ローラ１８の上方に感光体ドラム１４が配置されている構成に代えて、図８のように１次転写ローラ１８の下方に感光体ドラム１４が配置されている点が主に相違する。この相違点以外の構成は、図１〜図５等に示したクリーニング装置１９と同様である。
この参考変形例の場合、搬送スクリュ４９の位置が下方に位置し、金属ローラ３２から下方に残留トナーを掻き落し、搬送スクリュ４９で廃トナー搬送経路へトナーを搬送することになる。
金属ブレード３５は、屈曲部ｅに対し、一方側が金属ローラ３２の外周表面に当接するエッジ部ｊを備えたエッジ部側半部３５１であり、他方側が固定部側半部３５２として収容器１９１の取り付け部１９２に固定される。

以上説明した実施形態は本発明の一例であり、本発明は次の態様ごとに特有の効果を奏する。
［態様１］
［態様１］は、感光体ドラム１４などの像担持体に接触し該像担持体上の未転写トナーを含む残留トナーなどのトナーを除去し保持するクリーニングブラシ３０などのブラシ状回転体と、ブラシ状回転体に接触しブラシ状回転体に保持されたトナーを回収する金属ローラ３２などのトナー回収回転体と、トナー回収回転体と接触しトナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす金属ブレード３５などの回収ブレード部材と、ブラシ状回転体より像担持体の回転方向下流側に配置され、像担持体と接触しブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード３１などのクリーニングブレード部材と、を有するクリーニング装置１９などのクリーニング装置において、像担持体、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、ブラシ状回転体とトナー回収回転体との接触部５００などの接触部を通過するブラシ状回転体の軸３０ｂなどの軸を中心とした外周円１３０などの外周円の接触部での接線ｂなどの接線が、クリーニングブレード部材における像担持体と接触する接触部位３１ｂなどの部位と反対側の非接触面３１ａなどの非接触面と交わる交点３１ｃなどの交点を有するように、クリーニングブレード部材、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体が配置され、金属ブレード３５などの回収ブレード部材の固定部材４２などの固定部がトナー回収回転体の上方に設けられ、一端部が固定部に固定され、他端部がクリーニングブレード３１などのクリーニングブレード部材を支持している支持ブラケット３９などの支持部材に接触するシール部材６００などのシール部材を有する。

この態様１によれば、上記実施形態等で説明したように、同じ方向に回転するブラシ状回転体とトナー回収回転体であっても、ブラシ状回転体により弾き飛ばされ浮遊するトナーは、シール部材により開放部が遮蔽されるので、装置外へ漏れることがなく、ブラシ状回転体から弾き飛ばされたトナーが像担持体へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。これにより、クリーニング装置の長寿命化を実現することができる。

［態様２］
［態様２］は、［態様１］において、交点３１ｃなどの交点は、該交点を通る鉛直線ＶＬがクリーニングブラシ３０などのブラシ状回転体の回転中心３０ｃなどの中心よりも金属ローラ３２などのトナー回収回転体寄りにある位置からブラシ状回転体の中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されている。
この態様２によれば、上記実施形態等で説明したように、上記態様１の効果を確実に奏する。

［態様３］
［態様３］は、［態様１］または［態様２］において、金属ローラ３２などのトナー回収回転体の軸３２ａなどの軸の中心は、クリーニングブラシ３０などのブラシ状回転体の回転中心３０ｃなどの中心よりも上方に配置されるとともに、クリーニングブレード３１などのクリーニングブレード部材は、ブラシ状回転体の中心の鉛直上方に配置されている。
この態様３によれば、上記実施形態等で説明したように、上記態様１の効果を確実に奏する。

［態様４］
［態様４］は、［態様１］ないし［態様３］の何れか一つにおいて、クリーニングブラシ３０などのブラシ状回転体および金属ローラ３２などのトナー回収回転体は、導電性部材で形成されており、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体は、同極性に帯電される。
この態様４によれば、上記実施形態等で説明したように、感光体ドラム１４上などの未転写トナーを含む残留トナーを静電的に確実に回収することができる。

［態様５］
［態様５］は、［態様１］ないし［態様４］の何れか一つにおいて、シール部材６００などのシール部材が、感光体ドラム１４などの像担持体の長手方向に渡って設けられており、クリーニングブレード３１などのクリーニングブレード部材の長手方向の長さは、シール部材の長手方向の長さよりも長く設定され、クリーニングブラシ３０などのブラシ状回転体、金属ローラ３２などのトナー回収回転体および金属ブレード３５などの回収ブレード部材は、クリーニングブレード部材、支持ブラケット３９などの支持部材およびシール部材により覆われている。
この態様５によれば、上記実施形態等で説明したように、上記態様１ないし態様４の何れか一つによる効果を確実に奏する。

［態様６］
［態様６］は、プリンタ１００などの画像形成装置の装置本体１１０などの装置本体に対して着脱可能であり、感光体ドラム１４などの像担持体と、帯電装置１５などの帯電手段、現像装置１６などの現像手段およびクリーニング装置１９などのクリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジ１１などのプロセスカートリッジにおいて、クリーニング手段として、［態様１］ないし［態様５］の何れか一つのクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジである。
この態様６によれば、上記実施形態等で説明したように、上記態様１ないし態様５の何れか一つによる効果を奏するプロセスカートリッジを提供することができるとともに、クリーニング装置の交換が容易になる。

［態様７］
［態様７］は、記録紙Ｐなどの記録媒体に画像を形成する画像形成部１１などの画像形成部と、［態様１］ないし［態様５］の何れか一つのクリーニング装置または［態様６］のプロセスカートリッジと、を備えるプリンタ１００などの画像形成装置である。
この態様７によれば、上記実施形態等で説明したように、態様１ないし態様５の何れか一つのクリーニング装置による効果または態様６のプロセスカートリッジによる効果を奏する画像形成装置を実現し提供することができる。

以上説明したとおり、本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術内容は、上述した実施形態や変形例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や実施例あるいは変形例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。

中間転写ベルト５２に１次転写する実施形態や変形例に限らず、直接搬送されてくるシートに転写する形態の画像形成装置であってもよい。
また、感光体ドラム１４のクリーニング装置１９として設ける以外に、本発明のクリーニング装置を中間転写ベルト５２に設けてもよい。

１１ プロセスカートリッジ
１４ 感光体ドラム（像担持体の一例）
１５ 帯電装置（帯電手段の一例）
１６ 現像装置（現像手段の一例）
１９ クリーニング装置（クリーニング手段の一例）
２４ 定着装置
２８ 潤滑剤塗布装置
３０ クリーニングブラシ（ブラシ状回転体の一例）
３０ａ 毛足
３０ｂ 軸（ブラシ状回転体の軸の一例）
３０ｃ 回転中心（ブラシ状回転体の中心の一例）
３０ｄ 接触部中心
３１ クリーニングブレード（クリーニングブレード部材の一例）
３１ａ 接触部位（クリーニングブレード部材における像担持体と接触する部位の一例）
３１ｂ 非接触面
３１ｃ 交点
３２ 金属ローラ（トナー回収回転体の一例）
３２ａ 金属ローラの軸
３５ 金属ブレード（回収ブレード部材の一例）
３９ 支持ブラケット（支持部材の一例）
４９ 搬送スクリュ
５２ 中間転写ベルト（中間転写体）
１２０ ケーシング（プロセスカートリッジ本体の一例）
１３０ 外周円
１９１ 収容器
５００ 接触部
６００ シール部材
７００ サイドシール
ＶＬ 鉛直線
Ｐ 記録紙（記録媒体の一例）
Ｔ 残留トナー

特開２００７−１３３０３４号公報

Claims (7)

1. 像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するブラシ状回転体と、
   前記ブラシ状回転体に接触し前記ブラシ状回転体に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体と、
   前記トナー回収回転体と接触し前記トナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材と、
   前記ブラシ状回転体より前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記像担持体と接触し前記ブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード部材と、
   を有するクリーニング装置において、
   前記像担持体、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、
   前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触部を通過する前記ブラシ状回転体の軸を中心とした外周円の前記接触部での接線が、前記クリーニングブレード部材における前記像担持体と接触する部位と反対側の非接触面と交わる交点を有するように、前記クリーニングブレード部材、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体が配置され、
   前記回収ブレード部材の固定部が、前記トナー回収回転体の上方に設けられ、
   一端部が前記固定部に固定され、他端部が前記クリーニングブレード部材を支持している支持部材に接触するシール部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記交点は、該交点を通る鉛直線が前記ブラシ状回転体の前記中心よりも前記トナー回収回転体寄りにある位置から前記ブラシ状回転体の前記中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記トナー回収回転体の軸の中心は、前記ブラシ状回転体の前記中心よりも上方に配置されるとともに、前記クリーニングブレード部材は、前記ブラシ状回転体の前記中心の鉛直上方に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
4. 前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、導電性部材で形成されており、
   前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同極性に帯電されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一つに記載のクリーニング装置。
5. 前記シール部材が、前記像担持体の長手方向に渡って設けられており、
   前記クリーニングブレード部材の前記長手方向の長さは、前記シール部材の前記長手方向の長さよりも長く設定され、前記ブラシ状回転体、前記トナー回収回転体および前記回収ブレード部材は、前記クリーニングブレード部材、前記支持部材および前記シール部材により覆われていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一つに記載のクリーニング装置。
6. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、像担持体と、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、
   前記クリーニング手段として、請求項１ないし５の何れか一つに記載のクリーニング装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   請求項１ないし５の何れか一つに記載のクリーニング装置または請求項６記載のプロセスカートリッジと、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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