(57)【要約】  【課題】  不必要なトナーを早急且つ確実に排出部材へと送り、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提供する。  【解決手段】  クリーニング装置３０は、回転部材であるクリーニングローラ３３、スクレーパ３５、隔壁３６、開閉部材３７、及び排出部材である排出スクリュー３８を備える。隔壁３６に支持されたスクレーパ３５は、先端をクリーニングローラ３３に圧接させてトナーを掻き取る。隔壁３６は複数の開口３６ａを備え、クリーニングローラ３３のドラム回転方向上流側に形成された空間Ｓ１と排出スクリュー３８が設けられた空間Ｓ２とを仕切る。開口３６ａには、上記空間Ｓ１から空間Ｓ２に向かう方向にのみ、開口３６ａを通るトナーの移動が可能な開閉部材３７を設ける。このような構成により、クリーニングローラ３３近傍に存在するトナーを円滑に排出スクリュー３８の方へと移動できる。【選択図】      図２
2006251132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、像担持体に接触してその表面に付着したトナーを除去する回転部材と、この回転部材表面のトナーを掻き取るスクレーパと、前記回転部材から掻き取られたトナーを前記ハウジングの外部へ排出する排出部材と、前記スクレーパを支持し、前記ハウジング内において前記回転部材の像担持体回転方向上流側に形成された空間と前記排出部材が設けられた空間とを仕切る、一部に開口を形設した隔壁と、この隔壁の開口に対して取り付けられ、前記排出部材に向かう方向にのみ開口を通るトナーの移動を可能にした開閉部材とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記排出部材と前記回転部材とは、互いが同じ高さに配置されている、または排出部材が回転部材よりも上方に配置されてい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３】
前記スクレーパと前記隔壁とが、一体として構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記回転部材は、前記像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転する、または像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに像担持体表面よりも遅い速度で回転することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラムと転写部材である転写ローラとを接触、或いは近接させて転写領域を形成し、この箇所に用紙を挿通して、感光体ドラム表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写方法が広く用いられている。
【０００３】
このような転写方法では、トナー像を用紙に転写させた後に、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残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面の残留トナーは、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。
【０００４】
また、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、感光体表面に形成された放電生成物が水分を吸着して静電潜像を乱す画像流れが発生し易い。このため、トナーに微量の研磨剤を混入し、回転部材である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の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に担持させ、このトナーによって感光体表面の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。
【０００５】
上記のような、回転部材やクリーニングブレードを用いて感光体ドラム表面の残留トナーの除去を行うクリーニング装置の例を、特許文献１、及び特許文献２に見ることができる。
【特許文献１】特開２００３−９８９２４号公報（第４−８頁、第４図）
【特許文献２】特開２００４−１０１８１６号公報（第３−７頁、第２−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたクリーニング装置は、感光体ドラム表面から除去してクリーニングローラ表面に付着したトナーを、クリーニングローラに圧接させたスクレーパによって掻き取り、クリーニングローラと排出部材との間に設けられた空間をトナーが移動するようにしている。しかしながら、この構成では、クリーニングローラから排出部材に向かって移動したトナーが排出部材にまで到達しなかった時、トナーはクリーニングローラ表面に堆積することになる。これにより、クリーニングに使用された古いトナーが常時感光体ドラム表面に接触することになり、トナーの固化やドラム表面への融着等が発生する恐れがある。さらに、トナーの堆積によってクリーニングローラやクリーニングブレードと感光体ドラムとの接触圧が増加し、これらの部材によるクリーニング性能が低下してしまう可能性もある。
【０００７】
特許文献２に記載されたクリーニング装置は、感光体ドラム表面から除去してクリーニングブラシに付着したトナーを、ブラシ繊維を弾くことによってトナー回収搬送手段（排出部材）の方に飛翔させるようにしている。しかしながら、この構成では、クリーニングブラシから飛翔させたトナーがトナー回収搬送手段にまで到達しなかった時、トナーは再びクリーニングブラシ表面に落下し、クリーニングブラシや感光体ドラム表面に堆積することになる。したがって、上記特許文献１の場合と同様の問題が発生する可能性が高い。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、像担持体表面から除去したトナーを像担持体表面に接触させたまま堆積させたり、像担持体表面のクリーニングに使用したトナーを再度像担持体に接触させたりすることなく、不必要なトナーは早急且つ確実に排出部材へと送ることにより、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、ハウジングと、像担持体に接触してその表面に付着したトナーを除去する回転部材と、この回転部材表面のトナーを掻き取るスクレーパと、前記回転部材から掻き取られたトナーを前記ハウジングの外部へ排出する排出部材と、前記スクレーパを支持し、前記ハウジング内において前記回転部材の像担持体回転方向上流側に形成された空間と前記排出部材が設けられた空間とを仕切る、一部に開口を形設した隔壁と、この隔壁の開口に対して取り付けられ、前記排出部材に向かう方向にのみ開口を通るトナーの移動を可能にした開閉部材とを備えることとした。
【００１０】
また、前記排出部材と前記回転部材とは、互いが同じ高さに配置されている、または排出部材が回転部材よりも上方に配置されていることとした。
【００１１】
また、前記スクレーパと前記隔壁とが、一体として構成されていることとした。
【００１２】
また、前記回転部材は、前記像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転する、または像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに像担持体表面よりも遅い速度で回転することとした。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の構成によれば、ハウジングと、像担持体に接触してその表面に付着したトナーを除去する回転部材と、この回転部材表面のトナーを掻き取るスクレーパと、回転部材から掻き取られたトナーをハウジングの外部へ排出する排出部材と、スクレーパを支持し、ハウジング内において回転部材の像担持体回転方向上流側に形成された空間と排出部材が設けられた空間とを仕切る、一部に開口を形設した隔壁と、この隔壁の開口に対して取り付けられ、排出部材に向かう方向にのみ開口を通るトナーの移動を可能にした開閉部材とを備えることとしたので、像担持体表面のクリーニングに使用され、スクレーパによって回転部材から掻き取られたトナーを、排出部材が設けられた箇所に円滑に移動することができる。これにより、像担持体表面から除去したトナーを像担持体表面に接触させたまま堆積させたり、像担持体表面のクリーニングに使用したトナーを再度像担持体に接触させたりすることを防止することができる。さらに、ハウジング内における、回転部材のドラム回転方向上流側の、隔壁で仕切られた空間に、トナーを溢れさせることなく、適量の状態で滞留させておくことができる。このようにして、不必要なトナーを早急且つ確実に排出部材へと送ることにより、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となる。
【００１５】
また、上記構成のクリーニング装置において、排出部材と回転部材とは、互いが同じ高さに配置されている、または排出部材が回転部材よりも上方に配置されていることとしたので、回転部材から排出部材に向かってトナーを自由落下させていた従来の構成とは異なり、排出部材と回転部材との上下方向の配置がどのような形になったとしても、回転部材から掻き取ったトナーを排出部材が設けられた箇所に円滑に移動することができる。したがって、クリーニング装置の構成や像担持体に対する配置に左右されることなく、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であり、昨今の画像形成装置のコンパクト化に対応することができる。
【００１６】
また、上記構成のクリーニング装置において、スクレーパと隔壁とが、一体として構成されていることとしたので、部品点数の削減、及び組み立て工数の削減を図ることができる。これにより、像担持体表面から除去したトナーを像担持体表面に接触させたまま堆積させたり、像担持体表面のクリーニングに使用したトナーを再度像担持体に接触させたりすることを防止できる構成を構築するに際し、大幅なコストアップを抑制することが可能となる。
【００１７】
また、上記構成のクリーニング装置において、回転部材は、像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と異なる方向に移動する向きに回転する、または像担持体との接触箇所における表面が像担持体表面と同じ方向に移動する向きに像担持体表面よりも遅い速度で回転することとしたので、ハウジング内における、回転部材の像担持体回転方向上流側の、隔壁で仕切られた空間に、さらにトナーを滞留させ易くすることができる。これにより、像担持体表面に残留するトナーが少ない場合でも、滞留させたトナーを像担持体表面のクリーニングに使用することが可能であって、クリーニング性能の低下を防止することができる。さらに、高画質が期待できるが、その一方でクリーニング性能低下の可能性が高い球形トナーを使用する場合においても、上記空間に滞留させた多くのトナーを像担持体と回転部材との間のニップに供給することができ、トナーが少ない場合と同様に、本発明の構成は非常に有効である。
【００１８】
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、像担持体表面から除去したトナーを像担持体表面に接触させたまま堆積させたり、像担持体表面のクリーニングに使用したトナーを再度像担持体に接触させたりすることなく、不必要なトナーは早急且つ確実に排出部材へと送ることにより、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高性能な画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図９に基づき説明する。
【００２０】
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する。図１は、画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。このカラープリンタは、中間転写ベルトを用いたタイプである。図１において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。
【００２１】
図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側、すなわち図１において右方から水平に引き出すことが可能である。
【００２２】
用紙カセット３の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路４、給紙用搬送ローラ５、レジストローラ６、及び画像形成部２０が配置されている。画像形成部２０には、その中心に、回転体の像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。感光体ドラム２１は、図１において反時計方向に回転する。感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電装置２２、現像装置２３、及びドラム用のクリーニング装置３０が配置されている。
【００２３】
現像装置２３は、その主たるところが図１において時計方向に回転する回転体であるロータリーラック２３ａで構成され、このロータリーラック２３ａに計４台の現像器が周方向に等間隔に配置されている。４台の現像器とは、ブラック用の現像器２３Ｂ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、及びイエロー用の現像器２３Ｙである。ロータリーラック２３ａは、図示しない駆動手段により回転せしめられ、４台の現像器を順次感光体ドラム２１と対向する位置に移動させて、感光体ドラム２１表面に各色のトナー像を形成させるものである。
【００２４】
感光体ドラム２１のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト２４が配置されている。中間転写ベルト２４は、感光体ドラム２１に下方から圧接し、一次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト２４は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図１において時計方向に回転する。
【００２５】
中間転写ベルト２４が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部４０が配置されている。二次転写部４０は、二次転写ローラ４１を備えている。これら中間転写ベルト２４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用紙Ｐが挿通される。なお、二次転写ローラ４１は、図１において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト２４に対して圧接したり、離間したりする。二次転写部４０の用紙搬送方向下流には、ベルト用のクリーニング装置２５が備えられている。このベルト用クリーニング装置２５も、必要に応じて中間転写ベルト２４に対して圧接したり、離間したりする。
【００２６】
画像形成部２０の上方には光学部７が備えられ、ここからレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に向かって照射される。図中の一点鎖線がレーザ光Ｌを示す。
【００２７】
画像形成部２０、及び二次転写部４０の用紙搬送方向下流には、定着部８、排出用用紙搬送路９、及び用紙排出部１０が配置されている。用紙排出部１０は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。
【００２８】
定着部８、及び二次転写部４０の下方であって、用紙カセット３との間には、両面印刷用用紙搬送路１１が配置されている。両面印刷用用紙搬送路１１は、排出用用紙搬送路９の途中から分岐し、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流している。
【００２９】
上記構成のプリンタ１は、次のように印刷動作を行う。
【００３０】
印刷前の用紙Ｐは、用紙カセット３に積み重ね状態で収容され、ここから１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路４に進入し、給紙用搬送ローラ５により搬送されて、レジストローラ６に到達する。レジストローラ６は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部２０で中間転写ベルト２４表面に形成されるカラートナー像とのタイミングを計り、用紙Ｐを二次転写部４０へと送り出す。
【００３１】
一方、外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、光学部７にて制御されるレーザ光Ｌが照射される。これにより、画像形成部２０において、感光体ドラム２１表面に原稿画像の静電潜像が形成される。なお、この静電潜像については、各色に対応した静電潜像が、各色の画像形成プロセス毎に順番に形成される。
【００３２】
次に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のうち、まず第１色目であるブラックのトナー像を感光体ドラム２１表面に形成するため、ブラック用現像器２３Ｂが感光体ドラム２１と対向するように、ロータリーラック２３ａが回転する。ブラック用現像器２３Ｂは、感光体ドラム２１表面の静電潜像を現像してブラックのトナー像を形成する。その後、トナー像は中間転写ベルト２４表面に一次転写される。
【００３３】
一次転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーは、ドラム用クリーニング装置３０よって除去される。中間転写ベルト２４は、次の色の一次転写を行うため、感光体ドラム２１に対する所定の一次転写位置と一致するように一回転する。引き続き、第１色目と同様の工程が、第２色目から第４色目まで繰り返され、中間転写ベルト２４表面には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの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。なお、各色のトナー像が順次中間転写ベルト２４に一次転写される間、二次転写部４０の二次転写ローラ４１及びベルト用クリーニング装置２５は中間転写ベルト２４から離間している。
【００３４】
そして、４色のカラートナー像が中間転写ベルト２４表面に形成されると、二次転写ローラ４１は中間転写ベルト２４に圧接する。カラートナー像は、レジストローラ６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２４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。この時、二次転写ローラ４１には、トナーを用紙Ｐに移動させるための転写バイアスが印加される。二次転写後、中間転写ベルト２４表面に残留したトナーは、中間転写ベルト２４に圧接したベルト用クリーニング装置２５よって除去される。
【００３５】
その後、未定着カラートナー像を担持した用紙Ｐは、定着部８へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像が定着される。定着部８から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路９を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部１０に排出される。
【００３６】
両面印刷を行う場合、定着部８から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路９を通って用紙排出部１０に排出される直前に、その搬送方向が逆方向に切り替えられる。そして、用紙Ｐは、両面印刷用用紙搬送路１１に送られ、レジストローラ６のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流せしめられて、再度二次転写部４０へと送られる。
【００３７】
次に、本発明の第１の実施形態に係るクリーニング装置について、その詳細な構成を、図１に加えて、図２〜図５を用いて説明する。図２はクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図、図３はクリーニングローラと感光体ドラムとの周速度比が感光体ドラム表面の動摩擦係数に及ぼす影響を示すグラフである。図４は排出スクリュー側から見た隔壁の斜視図、図５はクリーニングローラ側から見た隔壁の斜視図である。
【００３８】
図１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、図１、及び図２に示すように、感光体ドラム２１の近傍には、そのクリーニング装置３０が配置されている。
【００３９】
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を設けた無機感光体で、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（１５０ｍｍ／ｓ）と同じになるように回転せしめられている。
【００４０】
感光体ドラム２１のクリーニング装置３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、一次転写ニップ部のさらに下流側に配置されている（図１参照）。クリーニング装置３０は、図２に示すように、そのハウジング３１の内側に、クリーニングブレード３２、回転部材であるクリーニングローラ３３、下シール部材３４、スクレーパ３５、隔壁３６、開閉部材３７、及び排出部材である排出スクリュー３８を備えている。
【００４１】
クリーニングブレード３２は、硬度７７°（ＪＩＳ規格Ａ準拠）のウレタンゴムで構成され、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さ、厚さ２．２ｍｍであり、感光体ドラム２１に接触している。クリーニングブレード３２は、感光体ドラム２１との接触角度が１５°であり、接触箇所の線圧が４８Ｎ／ｍになるように設けられている。クリーニングブレード３２は、感光体ドラム２１表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにクリーニングする。
【００４２】
クリーニングローラ３３は、直径８ｍｍの芯金の周りに、硬度５５°（ＪＩＳ規格Ａ準拠）の発泡エチレンプロピレンゴム（発泡ＥＰＤＭ）を設けた形で構成され、ローラ部の直径が１２ｍｍである。クリーニングローラ３３は、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１，８００ｇｆ（片側９００ｇｆ）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３３は、感光体ドラム２１表面やクリーニングブレード３２周辺のトナーを回収し、クリーニングローラ３３表面に付着したトナーによって感光体ドラム２１表面をクリーニング（研磨）する役目を果たす。
【００４３】
クリーニングローラ３３は、モータ等で構成される図示しない駆動手段により回転せしめられる。このクリーニングローラ３３の駆動手段は、クリーニングローラ３３の周速度を変えたり、回転方向を切り替えたり、クリーニングローラ３３を感光体ドラム２１の回転に従って回転させたりすることができる。
【００４４】
感光体ドラム２１表面を効率良くクリーニングするためには、その表面の動摩擦係数ができるだけ低い方が好ましいので、クリーニングローラ３３を所定の周速度で回転させる必要がある。図３は、クリーニングローラ３３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た場合の、クリーニングローラ３３と感光体ドラム２１との周速度比（クリーニングローラ周速度／感光体ドラム周速度）が感光体ドラム２１表面の動摩擦係数に及ぼす影響を示している。クリーニングローラ３３の材質としては、発泡ＥＰＤＭと発泡ウレタンとを比較している。
【００４５】
図３によると、クリーニングローラ３３と感光体ドラム２１とが同じ周速度で回転する周速度比１．０の場合、感光体ドラム２１表面の動摩擦係数が最も高い。そして、周速度比が小さくなるに従って、また大きくなるに従って動摩擦係数が低下していくのが分かる。したがって、図３より、動摩擦係数が最も低くなるようにするために、クリーニングローラ３３の材質を発泡ＥＰＤＭとし、クリーニングローラ３３の周速度を感光体ドラム２１のそれの０．８倍とした。
【００４６】
一方、図２に示すように、クリーニングローラ３３と感光体ドラム２１との接触箇所のドラム回転方向上流側には、下シール部材３４が設けられている。下シール部材３４は、ハウジング３１内のトナーが下方に落下しないように、ハウジング３１と感光体ドラム２１との間に取り付けられている。下シール部材３４は、厚さ５０μｍのポリウレタンフィルムで構成されている。
【００４７】
スクレーパ３５は、厚さ０．０５ｍｍのステンレス板で構成され、クリーニングローラ３３とほぼ同じ軸線方向長さを有している。スクレーパ３５は、図２に示すように、感光体ドラム２１に対してクリーニングローラ３３を隔てた位置において、隔壁３６の上部に支持され、その先端がクリーニングローラ３３に圧接している。スクレーパ３５は、感光体ドラム２１表面から除去されてクリーニングローラ３３表面に付着したトナーを掻き取る。
【００４８】
スクレーパ３５を支持する隔壁３６は、上記のように、感光体ドラム２１に対してクリーニングローラ３３を隔てた位置に配置されている。隔壁３６は、図２、図４、及び図５に示すように、クリーニングローラ３３の軸線方向から見た形状が略Ｌ字状の部材であって、クリーニングローラ３３とほぼ同じ軸線方向長さを有している。隔壁３６は、その長手方向両端部に、クリーニングローラ３３の軸部に向かって延びる図示しない係止片を備え、この係止片をクリーニングローラ３３の軸部が貫通することにより、クリーニングローラ３３の軸線に対して回転自在に設けられている。そして、クリーニングローラ３３が図２において時計方向に回転することにより、隔壁３６は、その底面がハウジング３１の内底面に押し付けられるようにして支持されている。なお、隔壁３６は、ハウジング３１に直接固定しても構わない。
【００４９】
この隔壁３６は、図２に示すように、ハウジング３１内において、クリーニングローラ３３のドラム回転方向上流側に形成された空間Ｓ１と、排出スクリュー３８が設けられた空間Ｓ２とを仕切っている。隔壁３６には、図４、及び図５に示すように、クリーニングローラ３３の軸線方向に並んだ複数の開口３６ａが形設されている。
【００５０】
隔壁３６には、複数の開口３６ａ各々に対応して、開閉部材３７が備えられている。開閉部材３７は、厚さ０．１ｍｍのポリウレタンフィルムで構成され、開口３６ａをカバーする大きさのシート状である。そして、開閉部材３７は、図２、及び図４に示すように、排出スクリュー３８が設けられた側の側面に沿って、開口３６ａを塞ぐように取り付けられている。この開閉部材３７は、その上部が両面テープ３９等により隔壁３６に取り付けられ、下端側が自由端となって弾性変形することにより開口３６ａの開閉がなされる。これにより、隔壁３６に対して、クリーニングローラ３３側の空間Ｓ１から排出ローラ３８側の空間Ｓ２に向かう方向にのみ、開口３６ａを通るトナーの移動が可能である。
【００５１】
排出スクリュー３８は、図２に示すように、ハウジング３１内において、隔壁３６よりもさらに感光体ドラム２１から離れた位置に設けられている。排出スクリュー３８は、クリーニングローラ３３と同じ高さに配置されている。排出スクリュー３８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３１内のトナーを、ハウジング３１の外へ排出する役目を果たす。
【００５２】
ここで、画像形成に使用する現像剤であるトナーについて説明する。図１で示したロータリーラック２３ａのブラック用現像器２３Ｂに収容されたブラックトナーとしては不定形トナーを、カラー用現像器２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙに収容されたシアントナー、マゼンタトナー、及びイエロートナーとしては球形トナーを用いた。
【００５３】
ブラックの不定形トナーは次のような方法で製造した。まず、ポリエステル系樹脂にカーボンブラックを５重量部（ポリエステル系樹脂の重量を１００とした時の重量）、及び帯電制御剤（ＣＣＡ）としてニグロシンＮ２１（オリエント化学（株）製）を混合し、２本ロール混練機にて１００°Ｃで３０分混練した。これを粗粉砕した後、衝突板方式のジェット気流粉砕機で微粉砕した。そして、空気式分級機により分級し、体積平均粒径６．８μｍの粉体を得た。この粉体に疎水性シリカ粉末を１．５重量部加え、粉体混合機にて混合することにより不定形トナーを得ることができる。この不定形トナーの球形度を、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置によって計測した結果、０．９４〜０．９５であった。吸引法による帯電量は、約プラス１２μＣ／ｇであった。
【００５４】
カラー３色の球形トナーは次のような方法で製造した。まず、スチレン８０重量部、２−エチルヘキシルメタクリレート２０重量部、着色剤５重量部、低分子量ポリプロピレン３重量部、電荷制御剤（４級アンモニウム塩）２重量部、及びジビニルベンゼン（架橋剤）１重量部の混合溶液に、重合開始剤２重量部、及び２−アゾビス（２、４−ジメチルバレロニトリル）２重量部を加えた。これを精製水４００重量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム５重量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１重量部を加えた。そして、これを特殊機化工業（株）製乳化・分散機を用いて回転数７０００ｒｐｍで２０分間攪拌し、窒素雰囲気下において７０°Ｃ、１００ｒｐｍで１０時間重合反応させることにより、体積平均粒径６．４μｍの球形トナーを得た。こうして製造された球形トナーの球形度は、シスメックス（株）製フロー式粒子像分析装置によって計測した結果、０．９６〜０．９９であった。カラー３色の吸引法による帯電量は、シアンが約プラス３３μＣ／ｇ、マゼンタが約プラス２９μＣ／ｇ、イエローが約プラス３２μＣ／ｇであった。
【００５５】
続いて、クリーニング装置３０による感光体ドラム２１表面のクリーニング動作について、図６〜図８を用いて説明する。図６はクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図にして、クリーニング開始初期状態を示すもの、図７は同じく図６より時間が経過した状態を示すもの、図８は同じく図７より時間が経過して隔壁の開口からトナーが移動し始めた状態を示すものである。
【００５６】
図６に示すように、画像形成動作中において、クリーニングローラ３３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ている。クリーニングローラ３３の周速度は、前述のように、感光体ドラム２１の周速度の０．８倍である。
【００５７】
感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像の中間転写ベルト２４への転写後、感光体ドラム２１表面に残留したトナーの一部は、感光体ドラム２１とクリーニングローラ３３とが接触して形成されるニップ部を通る。この時、感光体ドラム２１の表面は、ニップ部を通るトナーによってクリーニング（研磨）される。感光体ドラム２１とクリーニングローラ３３との周速度比が０．８であることにより感光体ドラム２１表面の動摩擦係数が低下し（図３参照）、効果的なクリーニングを行うことができる。
【００５８】
感光体ドラム２１表面のクリーニングに使用され、クリーニングローラ３３表面に付着したトナーは、スクレーパ３５によって掻き取られて排出スクリュー３８の方に送り出される。そして、残留トナーは、排出スクリュー３８によりハウジング３１の外部へと排出される。
【００５９】
一方、感光体ドラム２１表面に残留したトナーのなかには、感光体ドラム２１とクリーニングローラ３３とが接触して形成されるニップ部を通らないものもある。このようなトナーは、ハウジング３１内において、クリーニングローラ３３のドラム回転方向上流側に形成された空間Ｓ１に滞留していく。そして、空間Ｓ１は、図７に示すように、徐々にトナー密度が高くなる。
【００６０】
引き続きクリーニングが続くと、ハウジング３１内の空間Ｓ１にトナーが充満する。これにより、空間Ｓ１のトナーは、図８に示すように、唯一の逃げ道である隔壁３６の開口３６ａに向かい、開閉部材３７の下端の箇所を排出スクリュー３８の方へ押し広げる。そして、クリーニングローラ３３下方の空間Ｓ１のトナーは、開口３６ａを通って排出スクリュー３８が設けられた空間Ｓ２に移動し、排出スクリュー３８によりハウジング３１の外部へと排出される。開口３６ａの箇所に取り付けられた開閉部材３７は、隔壁３６の排出スクリュー３８側の側面に沿って、開口３６ａを塞ぐように取り付けられているので、空間Ｓ２から空間Ｓ１に向かってトナーが逆流することはない。
【００６１】
このようにして、ハウジング３１と、像担持体である感光体ドラム２１に接触してその表面に付着したトナーを除去する回転部材であるクリーニングローラ３３と、このクリーニングローラ３３表面のトナーを掻き取るスクレーパ３５と、クリーニングローラ３３から掻き取られたトナーをハウジング３１の外部へ排出する排出部材である排出スクリュー３８と、スクレーパ３５を支持し、ハウジング３１内においてクリーニングローラ３３のドラム回転方向上流側に形成された空間Ｓ１と排出スクリュー３８が設けられた空間Ｓ２とを仕切る、一部に開口３６ａを形設した隔壁３６と、この隔壁３６の開口３６ａに対して取り付けられ、排出スクリュー３８に向かう方向にのみ開口３６ａを通るトナーの移動を可能にした開閉部材３７とを備えたので、感光体ドラム２１表面のクリーニングに使用され、スクレーパ３５によってクリーニングローラ３３から掻き取られたトナーを、排出スクリュー３８が設けられた箇所に円滑に移動することができる。これにより、感光体ドラム２１表面から除去したトナーを感光体ドラム２１表面に接触させたまま堆積させたり、感光体ドラム２１表面のクリーニングに使用したトナーを再度感光体ドラム２１に接触させたりすることを防止することができる。さらに、ハウジング３１内の空間Ｓ１において、トナーを溢れさせることなく、適量の状態で滞留させておくことができる。このようにして、不必要なトナーを早急且つ確実に排出スクリュー３８へと送ることにより、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となる。
【００６２】
また、上記構成のクリーニング装置３０において、排出スクリュー３８とクリーニングローラ３３とは、互いが同じ高さに配置されているので、クリーニングローラ３３から排出スクリュー３８に向かってトナーを自由落下させていた従来の構成とは異なり、トナーが自由落下するような構成で二つの部材を配置できない場合でも、クリーニングローラ３３から掻き取ったトナーを排出スクリュー３８が設けられた箇所に円滑に移動することができる。さらに、本発明の構成では、排出スクリュー３８がクリーニングローラ３３よりも上方に配置されている場合であっても、トナーを排出スクリュー３８の方へ円滑に移動することができる。これにより、排出スクリュー３８とクリーニングローラ３３との上下方向の配置がどのような形になったとしても対応することが可能である。したがって、クリーニング装置３０の構成や感光体ドラム２１に対する配置に左右されることなく、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であり、昨今の画像形成装置１のコンパクト化に対応することができる。
【００６３】
そして、上記構成のクリーニング装置３０において、クリーニングローラ３３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感光体ドラム２１表面よりも遅い速度で回転するので、ハウジング３１内の隔壁３６で仕切られた空間Ｓ１に、さらにトナーを滞留させ易くすることができる。これにより、感光体ドラム２１表面に残留するトナーが少ない場合でも、滞留させたトナーを感光体ドラム２１表面のクリーニングに使用することが可能であって、クリーニング性能の低下を防止することができる。さらに、高画質が期待できるが、その一方でクリーニング性能低下の可能性が高い球形トナーを使用する場合においても、空間Ｓ１に滞留させた多くのトナーを感光体ドラム２１とクリーニングローラ３３との間のニップに供給することができ、トナーが少ない場合と同様に、本発明の構成は非常に有効である。
【００６４】
なお、クリーニングローラ３３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表面と異なる方向に移動する向きに回転させた場合であっても、感光体ドラム２１表面の動摩擦係数が低くなるのとともに、空間Ｓ１にトナーが滞留し易くなるので、上記構成と同等のクリーニング効果が得られる。
【００６５】
また本発明では、上記クリーニング装置３０を画像形成装置１に搭載したので、感光体ドラム２１表面から除去したトナーを感光体ドラム２１表面に接触させたまま堆積させたり、感光体ドラム２１表面のクリーニングに使用したトナーを再度感光体ドラム２１に接触させたりすることなく、不必要なトナーは早急且つ確実に排出スクリュー３８へと送ることにより、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高性能な画像形成装置１を得ることができる。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るクリーニング装置について、その詳細な構成を、図９を用いて説明する。図９は、クリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図２〜図８を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００６７】
第２の実施形態において、クリーニングローラ３３に圧接するスクレーパ４０は、図９に示すように、クリーニングローラ３３の軸線方向から見た形状が略Ｌ字状の部材であって、ハウジング３１に固定されている。そして、スクレーパ４０は、複数の開口４０ａを備え、ハウジング３１内において、クリーニングローラ３３のドラム回転方向上流側に形成された空間Ｓ１と、排出スクリュー３８が設けられた空間Ｓ２とを仕切っている。したがって、スクレーパ４０は、先端をクリーニングローラ３３に圧接させてクリーニングローラ３３表面のトナーを掻き取るとともに、ハウジング３１内の所定の空間を仕切る役目をも果たす。すなわち、本実施形態のスクレーパ４０は、前記第１の実施形態におけるスクレーパ３５と隔壁３６とを一体として構成したものとなっている。
【００６８】
このようにして、スクレーパ３５と隔壁３６とが、一体として構成されているので、部品点数の削減、及び組み立て工数の削減を図ることができる。これにより、感光体ドラム２１表面から除去したトナーを感光体ドラム２１表面に接触させたまま堆積させたり、感光体ドラム２１表面のクリーニングに使用したトナーを再度感光体ドラム２１に接触させたりすることを防止できる構成を構築するに際し、大幅なコストアップを抑制することが可能となる。
【００６９】
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。
【００７０】
例えば、開閉部材３７は、その上部が両面テープ３９により隔壁３６に取り付けられ、下端側が自由端となっているが、開閉部材３７の取り付け方法はこれに限られるわけではなく、接着剤等を用いても構わないし、下部を隔壁３６に取り付けて上端側を自由端としても構わない。また、複数の開口３６ａに対応して設けられた各々の開閉部材３７は、１枚のシート状である必要はなく、短冊状やのれん状であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、画像形成装置において用いられるクリーニング装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載したプリンタを示す模型的垂直断面左側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図である。
【図３】クリーニングローラと感光体ドラムとの周速度比が感光体ドラム表面の動摩擦係数に及ぼす影響を示すグラフである。
【図４】図２に示す隔壁の排出スクリュー側から見た斜視図である。
【図５】図２に示す隔壁のクリーニングローラ側から見た斜視図である。
【図６】図２のクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図にして、クリーニング開始初期状態を示すものである。
【図７】図２のクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図にして、図６より時間が経過した状態を示すものである。
【図８】図２のクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図にして、図７より時間が経過して隔壁の開口からトナーが移動し始めた状態を示すものである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るクリーニング装置周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    プリンタ（画像形成装置）
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム（像担持体）
２４  中間転写ベルト
３０  クリーニング装置
３１  ハウジング
３２  クリーニングブレード
３３  クリーニングローラ（回転部材）
３４  下シール部材
３５  スクレーパ
３６  隔壁
３６ａ  開口
３７  開閉部材
３８  排出スクリュー（排出部材）
４０  スクレーパ
４０ａ  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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