(57)【要約】【課題】  クリーニングローラに供給されるトナー量に増減が生じてもクリーニングローラ表面に均一な厚さのトナー層を形成して感光体ドラムを均一且つ安定的に研磨することができ、長期間の使用においても安定的に感光体ドラムの研磨が可能なクリーニング装置及びこのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】  感光体ドラムに当接して配設されるクリーニングローラと、前記感光体ドラムの回転方向において前記クリーニングローラよりも下流側に前記感光体ドラムに当接して設けられ、該ドラム表面に付着するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記クリーニングローラに当接して回転するトナー層厚規制ローラを備えるクリーニング装置であって、前記トナー層厚規制ローラに当接して該ローラを前記クリーニングローラに押圧する押圧ローラを備えることを特徴とするクリーニング装置とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムに当接して配設されるクリーニングローラと、前記感光体ドラムの回転方向において前記クリーニングローラよりも下流側に前記感光体ドラムに当接して設けられ、該ドラム表面に付着するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記クリーニングローラに当接して回転するトナー層厚規制ローラを備えるクリーニング装置であって、
前記トナー層厚規制ローラに当接して該ローラを前記クリーニングローラに押圧する押圧ローラを備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記押圧ローラの前記トナー層厚規制ローラとの当接部分の軸方向の長さが、前記トナー層厚規制ローラの軸方向の長さよりも短く、且つ前記押圧ローラの軸方向の中心部が前記トナー層厚規制ローラの軸方向の中心部と当接し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。
【請求項３】
前記トナー層厚規制ローラに対する前記押圧ローラの食い込み深さが、前記トナー層厚規制ローラの中心部最大撓み量の２分の１以上中心部最大撓み量以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記トナー層厚規制ローラと前記押圧ローラの回転方向が当接部において同方向であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載のクリーニング装置を備えている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、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニング装置及びこのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置において、画像形成部には感光体ドラムが備えられており、この感光体ドラム表面には静電潜像が形成された後に、トナーが付着してトナー像が形成される。
トナー像は紙等の被転写体に転写されるが、トナーが完全に転写されずに感光体ドラム表面に残留したり、また、静電潜像形成の際に生成する放電生成物が感光体ドラム表面に付着したままとなる。このような残留トナーや放電生成物は、新たな画像形成の妨げとなり、良好な転写画像を得られない原因となる。そのため、画像形成装置には感光体ドラム表面の付着物（トナー、放電生成物等）を除去するためのクリーニング装置が備えられている。
【０００３】
クリーニング装置には、感光体ドラムに当接して回転するクリーニングローラが備えられている。このクリーニングローラは、トナーを除去する機能に加えて、トナーを保持してクリーニングローラ表面にトナー層を形成し、感光体ドラム表面を研磨する機能も有している。
しかしながら、印字率の高低によってクリーニングローラに供給されるトナー量が変化するため、安定的に感光体ドラムを研磨することは困難であった。
【０００４】
特許文献１には、クリーニングブレードにより感光体ドラムから除去されたトナーを、クリーニングローラ下方に設けたトナー受け部材に貯留するクリーニング装置が開示されている。
クリーニングローラの下方にトナー受け部材を設けることによって、感光体ドラムから除去されたトナーを貯留して、十分な量のトナーをクリーニングローラに供給することができ、研磨効果を高めることができる。
【０００５】
しかし、特許文献１の開示技術では、感光体ドラム表面に付着するトナー量が変化すると、トナー受け部材に貯留されるトナー量も変化することとなる。そうすると、クリーニングローラに保持されるトナー量に増減が生じて安定的な感光体ドラムの研磨が困難となる。つまり、クリーニングローラに形成されるトナー層厚にムラが生じ、研磨ムラが起こりやすいという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２には、クリーニングローラ下方に設けられたトナー受け部材と、クリーニングローラに保持されたトナーを掻き取るためのスクレーパとを備えたクリーニング装置が開示されている。
特許文献２の開示技術は、トナー受け部材に貯留されたトナーをクリーニングローラに保持させ、そのトナー量を調節するためにスクレーパを用いてトナーを掻き取るものである。この特許文献２の開示技術を用いると、クリーニングローラに十分な量のトナーを供給できるとともに、トナーを掻き落としてトナー量を調節することができるため、クリーニングローラに保持されるトナー量が印字率に影響されず、研磨効果が変化しにくいものである。
【０００７】
しかし、特許文献２の開示技術では、クリーニングローラに形成されたトナー層が薄くなり、そのため研磨力が低下するという問題があった。
更に、長期間使用すると、スクレーパが部分的に摩耗して均一な研磨ができなくなるという問題があった。従って、特許文献２の開示技術を用いても、長期間にわたって安定的に感光体ドラムを研磨することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１０８２６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１０４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、クリーニングローラに供給されるトナー量に増減が生じてもクリーニングローラ表面に均一な厚さのトナー層を形成して感光体ドラムを均一且つ安定的に研磨することができ、長期間の使用においても安定的に感光体ドラムの研磨が可能なクリーニング装置及びこのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、感光体ドラムに当接して配設されるクリーニングローラと、前記感光体ドラムの回転方向において前記クリーニングローラよりも下流側に前記感光体ドラムに当接して設けられ、該ドラム表面に付着するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記クリーニングローラに当接して回転するトナー層厚規制ローラを備えるクリーニング装置であって、前記トナー層厚規制ローラに当接して該ローラを前記クリーニングローラに押圧する押圧ローラを備えることを特徴とするクリーニング装置に関する。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記押圧ローラの前記トナー層厚規制ローラとの当接部分の軸方向の長さが、前記トナー層厚規制ローラの軸方向の長さよりも短く、且つ前記押圧ローラの軸方向の中心部が前記トナー層厚規制ローラの軸方向の中心部と当接し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に関する。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記トナー層厚規制ローラに対する前記押圧ローラの食い込み深さが、前記トナー層厚規制ローラの中心部最大撓み量の２分の１以上中心部最大撓み量以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置に関する。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記トナー層厚規制ローラと前記押圧ローラの回転方向が当接部において同方向であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のクリーニング装置に関する。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４いずれかに記載のクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、感光体ドラムに当接して配設されるクリーニングローラと、前記感光体ドラムの回転方向において前記クリーニングローラよりも下流側に前記感光体ドラムに当接して設けられ、該ドラム表面に付着するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記クリーニングローラに当接して回転するトナー層厚規制ローラを備えるクリーニング装置であって、前記トナー層厚規制ローラに当接して該ローラを前記クリーニングローラに押圧する押圧ローラを備えることにより、クリーニングローラとトナー層厚規制ローラのニップを一定に保つことができるとともに、ニップ部の押圧力を均一にすることができる。従って、クリーニングローラに形成されるトナー層厚にムラが生じることなく安定的且つ均一にトナー層を形成することができ、感光体ドラムを効果的に研磨することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、前記押圧ローラの前記トナー層厚規制ローラとの当接部分の軸方向の長さが、前記トナー層厚規制ローラの軸方向の長さよりも短く、且つ前記押圧ローラの軸方向の中心部が前記トナー層厚規制ローラの軸方向の中心部と当接していることにより、トナー層厚規制ローラの軸方向中心部付近の撓みの大きい部分が効果的に押圧されることとなり、クリーニングローラに対するトナー層厚規制ローラのニップ圧（押圧力）を一定に保つことができる。そのため、クリーニングローラの軸方向全長にわたって均等にトナーが広がることとなり、均一な厚さのトナー層を形成することができる。従って、トナー層厚規制ローラに撓みが生じた場合でも安定的にクリーニングローラにトナー層を形成することが可能となる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、前記トナー層厚規制ローラに対する前記押圧ローラの食い込み深さが、前記トナー層厚規制ローラの中心部最大撓み量の２分の１以上中心部最大撓み量以下であることにより、ニップにより均一な押圧力をトナー層厚規制ローラに加えることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、前記トナー層厚規制ローラと前記押圧ローラの回転方向が当接部において同方向であることにより、トナー層厚規制ローラの回転を妨げることなく押圧することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、請求項１乃至４いずれかに記載のクリーニング装置を備えていることにより、均一に感光体ドラム表面が研磨され、連続印字においても画像不良が生じることがない。また、安定的に感光体ドラム表面が研磨されるため、長期間の使用においても画像不良を生じることのない画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るクリーニング装置の概略断面図である。
【図２】押圧ローラの斜視図である。
【図３】図１のＡ方向矢視図であって、各ローラの回転軸を省略した図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図５】クリーニングローラの軸方向における圧力分布の測定結果であって、（ａ）はクリーニングローラの斜視図、（ｂ）は実施例、（ｃ）は比較例の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るクリーニング装置及びこのクリーニング装置を備えた画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本発明に係るクリーニング装置（１）は、感光体ドラム（２）に対向して設けられている。
図１に示すように、クリーニング装置（１）は、感光体ドラム（２）表面を研磨するクリーニングローラ（３）と、クリーニングローラ（３）に当接回転するトナー層厚規制ローラ（４）と、トナー層厚規制ローラ（４）を押圧する押圧ローラ（４１）とを備えている。感光体ドラム（２）には、表面に付着する付着物（トナー、放電生成物等）を掻き取るクリーニングブレード（５）が当接している。また、クリーニング装置（１）のハウジング（１１）内には、上記したローラ以外に、廃トナーを回収する回収スクリュー（６）が設けられている。図３では夫々のローラの回転軸を省略しているが、クリーニングローラ（３）、トナー層厚規制ローラ（４）、押圧ローラ（４１）ともに夫々の回転軸は２点支持されている。従って、クリーニングローラ（３）とトナー層厚規制ローラ（４）、トナー層厚規制ローラ（４）と押圧ローラ（４１）は、夫々の軸方向にわたって当接している。
尚、図１に示すクリーニング装置（１）は、用紙（被転写体）の搬送方向が鉛直方向である画像形成装置に使用されるものである。
【００２３】
図１に示すように、トナー層厚規制ローラ（４）はクリーニングローラ（３）に当接して配設される。
クリーニングローラ（３）はトナー層厚規制ローラ（４）により摺擦される。これにより、感光体ドラム（２）からクリーニングローラ（３）に供給されたトナーがクリーニングローラ（３）表面に付着し、クリーニングローラ（３）にトナー層が形成される。
【００２４】
しかしながら、感光体ドラム（２）からクリーニングローラ（３）に供給されるトナー量に増減が生じると、クリーニングローラ（３）表面に形成されるトナー層の厚さが一定でなくなる。つまり、トナーの供給量が増えるとトナー層が厚くなり、一方、供給量が減るとトナー層が薄くなる。そうすると、クリーニングローラ（３）の周方向及び軸方向のトナー層の厚さにムラが生じ、感光体ドラム（２）を均一に研磨することが困難となる。
【００２５】
また、クリーニング装置（１）の動作中にトナー層厚規制ローラ（４）が撓む虞がある。
特に、トナー層厚規制ローラ（４）の硬度がクリーニングローラ（３）の硬度よりも高く、且つ回転軸径（芯金径）がクリーニングローラ（３）の回転軸径よりも細い場合に、トナー層厚規制ローラ（４）は撓みやすくなる。
トナー層厚規制ローラ（４）の撓み量は、ローラの軸方向中心部付近で著しくなる。
トナー層厚規制ローラ（４）に撓みが生じると、クリーニングローラ（３）とのニップ圧が低下する。特に、撓みの著しい軸方向の中心部付近のニップ圧が低下する。そのため、トナーがクリーニングローラ（３）の軸方向両端から中心部まで流れて集まりやすくなる。
従って、トナー層厚は、クリーニングローラ（３）の軸方向中心部付近で厚くなり、両端部で薄くなる。軸方向のトナー層厚に差が生じることで、クリーニングローラ（３）に形成されるトナー層厚にムラが生じることとなる。
【００２６】
そこで本発明では、図２に示す押圧ローラ（４１）を図１のようにトナー層厚規制ローラ（４）に当接して配設する。
押圧ローラ（４１）をトナー層厚規制ローラ（４）に圧接するように設けると、トナー層厚規制ローラ（４）の撓みを低減することができ、クリーニングローラ（３）を効果的に摺擦することができる。
【００２７】
図２に示す押圧ローラ（４１）は、回転軸（４１１）と、回転軸（４１１）が挿通されるベアリング（４１２）と、ベアリング（４１２）の両端側において回転軸（４１１）に固定されたリング（４１３）とから構成される。
トナー層厚規制ローラ（４）には、図２に示す押圧ローラ（４１）のベアリング（４１２）の外周部分が当接する。トナー層厚規制ローラ（４）は、このベアリング（４１２）により押圧される。
【００２８】
ベアリング（４１２）の軸方向の長さは、トナー層厚規制ローラ（４）の軸方向の長さよりも短く設定される。更に、図３に示すように、ベアリング（４１２）の軸方向中心部とトナー層厚規制ローラ（４）の軸方向中心部とが当接するように、押圧ローラ（４１）が設置される。
そうすることで、トナー層厚規制ローラ（４）において撓み量の大きい中心部を押圧することとなる。トナー層厚規制ローラ（４）の撓みの大きい部分を押圧することで、クリーニングローラ（３）に対するトナー層厚規制ローラ（４）のニップ圧を一定に保つことができる。従って、トナー層がクリーニングローラ（３）の中心部付近で厚くなることがなく、均一なトナー層を形成することができる。
【００２９】
トナー層厚規制ローラ（４）に対する押圧ローラ（４１）の食い込み深さは、トナー層厚規制ローラ（４）の中心部最大撓み量の２分の１以上であり、中心部最大撓み量以下であることが好ましい。
そうすることで、クリーニングローラ（３）に対するトナー層厚規制ローラ（４）のニップ圧（押圧力）を均一にすることができる。従って、クリーニングローラ（３）の軸方向全長が均等に押圧され、均一な厚さのトナー層が形成される。
トナー層厚規制ローラ（４）に対する押圧ローラ（４１）の食い込み深さが２分の１未満であると、クリーニングローラ（３）を均一に押圧することが困難となる。つまり、トナー層厚規制ローラ（４）の撓み、特に軸方向中心部の撓みを低減することができないため、クリーニングローラ（３）の軸方向中心部が押圧されずトナー層が厚く形成される虞がある。従って、クリーニングローラ（３）の軸方向中心部のトナー層が厚くなり、両端部に向けてトナー層が薄くなる。そうすると、軸方向にわたってトナー層の厚さにムラが生じてしまう。
一方、食い込み深さが、トナー層厚規制ローラ（４）の中心部最大撓み量を超えた場合もクリーニングローラ（３）を均一に押圧することが困難となる。つまり、トナー層厚規制ローラ（４）の軸方向中心部が強く押圧されるため、クリーニングローラ（３）の軸方向中心部も強く押圧されることとなる。従って、クリーニングローラ（３）の軸方向中心部のトナー層が薄くなり、両端部に向けてトナー層が厚くなる。そうすると、軸方向にわたってトナー層の厚さにムラが生じてしまう。
トナー層厚規制ローラ（４）に対する押圧ローラ（４１）の食い込み深さが、トナー層厚規制ローラ（４）の中心部最大撓み量の２分の１未満、あるいは中心部最大撓み量を超えると、いずれの場合もクリーニングローラ（３）に均一な厚さのトナー層を形成することができなくなるため好ましくない。
【００３０】
図１において、矢印（ａ）で示すように、トナー層厚規制ローラ（４）と押圧ローラ（４１）の回転方向は、夫々のローラの当接部において同方向とされる。
同方向に回転させることで、押圧ローラ（４１）の圧接によりトナー層厚規制ローラ（４）の回転が妨げられることがない。
また、上記夫々のローラの回転方向は当接部で逆方向とすることもできる。しかし、逆方向とした場合、トナー層厚規制ローラ（４）に対する押圧ローラ（４１）の負荷が大きくなりすぎるため、トナー層厚規制ローラ（４）の回転を妨げることとなる。
【００３１】
トナー層厚規制ローラ（４）に当接する部分、即ち、図２に示す押圧ローラ（４１）のベアリング（４１２）の材質は、特に限定されず、金属製、樹脂製のいずれであってもよい。
【００３２】
図４は、本発明に係る画像形成装置を示す概略断面図である。
図４に示す画像形成装置（２０）は、胴内排紙型の複写機であるが、カラープリンタ、モノクロプリンタ、ファクシミリであってもよい。
本発明に係る画像形成装置（２０）は、上記したクリーニング装置（１）を備えているものである。尚、図示例の画像形成装置（２０）は、用紙（被転写体）の搬送方向が鉛直方向のものであるが、これに限定されない。
【００３３】
図４に示す画像形成装置（２０）は、被転写体となる用紙を供給する給紙部（２１）と、被転写体に画像（トナー像）を形成する画像形成部（２２）と、画像が形成された被転写体を装置内から排出する排紙部（２３）とからなる。
【００３４】
給紙部（２１）は、用紙を収納する給紙カセット（２１１）と、給紙カセット（２１１）から用紙を取り出す給紙装置（２１２）とから構成される。
【００３５】
給紙装置（２１２）により取り出された用紙は、搬送経路（２４）に設置されるレジストローラ対（２４１）を通過して画像形成部（２２）に搬送される。
画像形成部（２２）には感光体ドラム（２）が備えられており、感光体ドラム（２）の周囲にはクリーニング装置（１）、帯電装置（２２１）、現像装置（２２２）、転写装置（２２３）、露光装置（２２４）が設置されている。
【００３６】
感光体ドラム（２）表面は帯電装置（２２１）によって帯電される。帯電後の感光体ドラム（２）表面には、露光装置（２２４）により静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置（２２２）から供給されるトナーが静電的に付着することによって画像（トナー像）となる。
【００３７】
感光体ドラム（２）表面に形成された画像は、転写装置（２２３）によって用紙に転写像として転写される。
転写像が形成された用紙は、搬送経路（２４）を通って定着装置（２５）に搬送されて転写像が定着される。
【００３８】
用紙は転写像が定着された後に、搬送経路（２４）終端である排紙部（２３）から装置外へ排出される。
用紙の排出先は胴外排紙部（２３１）、胴内排紙部（２３２）のいずれかから選択される。
【００３９】
ここで、画像を用紙に転写した後の感光体ドラム（２）表面には、残留トナーや放電生成物等が付着している。
感光体ドラム（２）は、対向配置するクリーニングローラ（３）によって研磨され、表面に付着する残留トナーや放電生成物等が除去される。また、クリーニングローラ（３）表面には、感光体ドラム（２）から除去されたトナーや、感光体ドラム（２）以外から供給されるトナーによって常にトナー層が形成される。このトナー層を有するクリーニングローラ（３）により、感光体ドラム（２）表面は研磨される。
クリーニングローラ（３）にはトナー層厚規制ローラ（４）が当接回転している。更に、トナー層厚規制ローラ（４）には押圧ローラ（４１）が当接回転しているため、クリーニングローラ（３）表面には常に均一な厚さのトナー層が形成されることとなる。
【００４０】
本発明に係る画像形成装置は、長期間の使用においても安定的に感光体ドラム（２）表面が研磨されるため、画像不良が発生しない画像形成装置となる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明に係るクリーニング装置に関する実施例を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。
但し、本発明は下記実施例には限定されない。
【００４２】
（実施例）
図３に示すローラ配置において、クリーニングローラの軸方向における圧力分布を測定した。
クリーニングローラとして、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）（外径１５．５ｍｍ、芯金外径１２ｍｍ、硬度５８°）を使用した。尚、ＥＰＤＭの硬度は硬度計（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、アスカー社製）により測定した。
トナー層厚規制ローラとして、ＳＵＳ（外径８ｍｍ）を使用した。クリーニングローラに対する食い込み深さは０．３ｍｍとした。
押圧ローラとして、ベアリング（外径及び幅１０ｍｍ）を回転軸（外径６ｍｍ）に挿通したものを使用した。尚、ベアリングの両端側にリングをはめ、芯金に固定した。トナー層厚規制ローラに対する押圧ローラの食い込み深さは０．０６ｍｍとした。尚、トナー層厚規制ローラの中心部最大撓み量は０．１２ｍｍである。
【００４３】
上記したローラを夫々回転させて、クリーニングローラの軸方向にわたって圧力を測定した。尚、ローラの回転方向は、夫々の当接部において同方向とした。
【００４４】
（比較例）
押圧ローラを使用せずにトナー層厚規制ローラをクリーニングローラに当接回転させた際のクリーニングローラの軸方向にわたって圧力を測定した。
尚、押圧ローラを使用しないこと以外は、実施例と同じ条件にて試験を行った。
【００４５】
実施例及び比較例の夫々の結果を図５に示す。尚、図５（ａ）に示すクリーニングローラにおいて、一端をローラの始点として始点から近い距離を短軸側、始点から遠い距離を長軸側と称する。
【００４６】
図５（ｂ）より、実施例においては、クリーニングローラの短軸側、長軸側ともに略均等に圧力（ニップ圧）がかかっていることがわかる。
一方、図５（ｃ）より、比較例においては、クリーニングローラの中心部から短軸側あるいは長軸側にかけて圧力（ニップ圧）が高くなっており、中心部で圧力が低くなっていることがわかる。
【００４７】
以上より、押圧ローラをトナー層厚規制ローラに当接回転させると、クリーニングローラの軸方向全長にわたって均等に圧力をかけられることが確認された。比較例からもわかるように、押圧ローラを使用しない場合は、トナー層厚規制ローラの撓みによりクリーニングローラの中心部が十分に押圧されないことが確認された。
従って、本発明に係るクリーニング装置を用いると、クリーニングローラを均等に押圧することができ、均一なトナー層を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等のクリーニング装置を備えた画像形成装置に対して好適に利用される。
【符号の説明】
【００４９】
１      クリーニング装置
２      感光体ドラム
３      クリーニングローラ
４      トナー層厚規制ローラ
４１    押圧ローラ
５      クリーニングブレード
２０    画像形成装置
【図１】
2011221145.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011221145.tif 000007