(57)【要約】【課題】クリーニングブラシと感光体とが所定の周速差をもって回転する場合において、感光体での作像量が少ない場合であってもクリーニングブラシの摺擦による感光体の帯電を抑制するクリーニング装置を提供すること。【解決手段】潜像担持体２表面に残留するトナー等のクリーニング対象物を除去するクリーニングブラシ９と、潜像担持体２から除去されたクリーニング対象物を回収する回収部１２とを備え、回収部とクリーニングブラシを区画する隔壁１４が設けられ、該隔壁の上端から下向きに傾斜する斜面１４ａとクリーニングブラシの周面との間隙に潜像担持体の表面から除去されたクリーニング対象物の一部を前記クリーニングブラシと接触可能に蓄積する回収溜まり１６が形成され、クリーニングブラシ９は、潜像担持体２と同方向に回転するように構成されていることを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで潜像担持体表面に接触して該潜像担持体表面に残留するトナー等のクリーニング対象物を除去するクリーニングブラシと、該クリーニングブラシを挟んで潜像担持体側の反対側に設けられて潜像担持体から除去されたクリーニング対象物を回収する回収部とを備えたクリーニング装置であって、前記回収部と前記クリーニングブラシを区画する隔壁が設けられ、該隔壁の上端から下向きに傾斜する斜面と前記クリーニングブラシの周面との間隙に前記潜像担持体の表面から除去されたクリーニング対象物の一部を前記クリーニングブラシと接触可能に蓄積する回収溜まりが形成され、前記クリーニングブラシは、潜像担持体と同方向に回転するように構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
回転することで潜像担持体表面に接触して該潜像担持体表面に残留するトナー等のクリーニング対象物を除去するクリーニングブラシと、該クリーニングブラシを挟んで潜像担持体側の反対側に設けられて潜像担持体から除去されたクリーニング対象物を回収する回収部とを備えたクリーニング装置であって、前記回収部と前記クリーニングブラシを区画する隔壁が設けられ、該隔壁の上端から下向きに傾斜する斜面と前記クリーニングブラシの周面との間隙に前記潜像担持体の表面から除去されたクリーニング対象物の一部を前記クリーニングブラシと接触可能に蓄積する回収溜まりが形成され、前記クリーニングブラシは、潜像担持体と逆方向に、且つ前記潜像担持体の周速度に対し１２０％以上又は８０％以下の周速度で回転することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
前記回収溜まりは、前記隔壁の上端から前記クリーニングブラシの周面に沿って湾曲した斜面と前記クリーニングブラシの周面との間の間隙によって形成された回収トナー溜まりであることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記回収溜まりは、前記隔壁に設けられた弾性板によって形成される斜面と前記クリーニングブラシの周面との間の間隙によって形成された回収トナー溜まりであることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記クリーニングブラシの前記潜像担持体表面に対する接触面圧が５０ｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
少なくとも請求項１〜５の何れか１項に記載のクリーニング装置及び潜像担持体を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜５の何れか１項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置等に用いられる潜像担持体のクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上の可視像が記録紙などに転写された後、感光体上に残留する電荷のほかにトナーや紙粉さらには記録紙中に含まれる微量添加物を除去するクリーニング工程が実行される。この場合の微量添加物としては、ロジン，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｎａ等があり、クリーニング対象となる物質としては、コロナ放電等で発生した放電生成物もある。
【０００３】
クリーニング工程に用いられるクリーニング装置としては、例えば図６に示すようなものが知られている。このクリーニング装置５０は、クリーニングブラシ５２、クリーニングブレード５４、トナー回収部５６等から構成される。
【０００４】
クリーニングブラシ５２は、図示しない駆動機構により回転軸５３を中心として回転駆動され、潜像担持体である感光体５８の表面に接触することで、感光体５８の表面に残留するクリーニング対象物（例えばトナー）を除去する。クリーニングブレード５４は、クリーニングブラシ５２よりも感光体５８の回転方向下流側に設けられ、感光体５８の表面に当接し、クリーニングブラシ５２により除去し切れなかったトナーを感光体５８より除去する。クリーニングブラシ５２及びクリーニングブレード５４により除去されたトナーは、クリーニングブラシ５２に隣接して設けられたトナー回収部５６に回収される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーニングブラシ５２は、感光体５８の表面に常時接触することとなるため、感光体５８の表面に残留しているトナーの量によっては、以下に述べるような問題を生じることがある。
【０００６】
感光体５８での作像量が少ない場合、つまり画像面積率の小さい画像が継続して形成された場合等には感光体表面に残留するトナーの量が徐々に減少してくる。このためクリーニングブラシ５２と感光体５８の表面とが直接接触することになり、感光体５８の表面が摩擦帯電してしまう。この結果として感光体５８の表面がトナーを拘束する力が強くなり、トナーがクリーニングブラシ５２によっては感光体５８の表面から剥離し難くなってクリーニング効率が経時的に劣化していく。特にこのような問題は、クリーニングブラシ５２と感光体５８とが同方向に回転する場合及び逆方向に所定の周速差をもって回転する場合に特に顕著になる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、クリーニングブラシと感光体とが同方向に回転する場合及び逆方向に所定の周速差をもって回転する場合において、感光体での作像量が少ない場合であってもクリーニングブラシの接触による感光体の帯電を抑制し、感光体のクリーニング効率の経時的劣化を防ぐことができるクリーニング装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転することで潜像担持体表面に接触して該潜像担持体表面に残留するトナー等のクリーニング対象物を除去するクリーニングブラシと、該クリーニングブラシを挟んで潜像担持体側の反対側に設けられて潜像担持体から除去されたクリーニング対象物を回収する回収部とを備えたクリーニング装置であって、前記回収部と前記クリーニングブラシを区画する隔壁が設けられ、該隔壁の上端から下向きに傾斜する斜面と前記クリーニングブラシの周面との間隙に前記潜像担持体の表面から除去されたクリーニング対象物の一部を前記クリーニングブラシと接触可能に蓄積する回収溜まりが形成され、前記クリーニングブラシは、潜像担持体と同方向に回転するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、回転することで潜像担持体表面に接触して該潜像担持体表面に残留するトナー等のクリーニング対象物を除去するクリーニングブラシと、該クリーニングブラシを挟んで潜像担持体側の反対側に設けられて潜像担持体から除去されたクリーニング対象物を回収する回収部とを備えたクリーニング装置であって、前記回収部と前記クリーニングブラシを区画する隔壁が設けられ、該隔壁の上端から下向きに傾斜する斜面と前記クリーニングブラシの周面との間隙に前記潜像担持体の表面から除去されたクリーニング対象物の一部を前記クリーニングブラシと接触可能に蓄積する回収溜まりが形成され、前記クリーニングブラシは、潜像担持体と逆方向に、且つ前記潜像担持体の周速度に対し１２０％以上又は８０％以下の周速度で回転することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記回収溜まりは、前記隔壁の上端から前記クリーニングブラシの周面に沿って湾曲した斜面と前記クリーニングブラシの周面との間の間隙によって形成された回収トナー溜まりであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記回収溜まりは、前記隔壁に設けられた弾性板によって形成される斜面と前記クリーニングブラシの周面との間の間隙によって形成された回収トナー溜まりであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブラシの前記潜像担持体表面に対する接触面圧が５０ｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、少なくとも請求項１〜５の何れか１項に記載のクリーニング装置及び潜像担持体を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、本実施形態に係るクリーニング装置が適用される画像形成装置の模式図であり、同図に示す画像形成装置は、複写機であるが、これに限ることなくプリンタやファクシミリ装置や印刷機とすることも可能である。
【００１８】
図１において、画像形成装置１は潜像担持体としてドラム状とされた感光体２を備えており、感光体２の周辺には感光体２の移動過程において画像形成処理を実行する帯電装置や書き込み装置（いずれも図示せず）、現像装置３、転写装置４及びクリーニング装置５がそれぞれ配置されており、書き込み装置により感光体２上に形成された静電潜像が現像装置３によって供給される現像剤に含まれるトナーによって可視像処理される。
【００１９】
現像装置３により可視像処理された感光体２上のトナー像は、転写装置４を介して図示しない給紙装置から繰り出された転写紙に転写され、トナー像を転写された転写紙に図示しない定着装置によって転写像が定着される。
【００２０】
転写後の感光体２は、クリーニング装置５に設けられているクリーニングブレード７及びクリーニングブラシ９によって未転写トナーが掻き取られ、掻き取られた未転写トナーがクリーニング装置５における搬送スクリュー１１の長手方向一端と現像装置３におけるトナー供給部１３とを連通する搬送路１５内に設けられているリサイクルトナー用搬送スクリュー１７によって現像装置３側に戻される。
【００２１】
現像装置３では、トナー補給部１９に装着される補給用トナーボトル１９ａから、駆動モータＭにより駆動される補給用搬送スクリュー２１によって新たなトナーがトナー供給部１３に向けて供給されるようになっており、現像装置３内には、新たなトナーと再利用のトナー、いわゆるリサイクルトナーとが混在した状態で攪拌混合されて可視像処理に用いられる。
【００２２】
図１に示す構成では、図示しないが、補給用トナーボトル１９ａがその外周面を螺旋形状とされた凹凸部を有しており、駆動装置１９ｂによって回転駆動されると内部に収容しているトナーが軸線方向に移動して補給用搬送スクリュー２１に向けて繰り出される構成となっている。
【００２３】
図２は図１に示した画像形成装置におけるクリーニング装置５付近の要部拡大断面図である。
【００２４】
クリーニング装置５は、図示しない駆動機構により回転軸１０を中心として回転駆動されることで感光体２の表面に接触し、感光体２の表面に残留するトナーを除去するクリーニングブラシ９と、このクリーニングブラシ９を挟んで感光体２の反対側に設けられ、感光体２の表面から除去されたトナー等を回収するトナー回収部１２とを備えている。トナー回収部１２とクリーニングブラシ９との間には両者を区画する隔壁１４が設けられている。隔壁１４は、その突出した上端からクリーニングブラシ９の周面に沿って下向きに湾曲して傾斜する斜面１４ａとクリーニングブラシ９の周面との間に上方に向けてやや開放した形状の間隙を形成しており、この間隙が感光体２の表面から除去されたトナーＴの一部をクリーニングブラシ９と接触可能に蓄積する回収トナー溜まり１６となっている。より詳細に言うと、回収トナー溜まり１６は隔壁１４の上端とクリーニングブラシ９の周面との間の開口の間隔が最も広く、そこから斜面１４ａに沿って下方に向かうにつれて斜面１４ａとクリーニングブラシ９の周面との間隔が徐々に狭くなるような形状となっている。またクリーニングブラシ９よりも感光体２の回転方向下流側には感光体２の表面に当接し、クリーニングブラシ９により除去し切れなかったトナーを感光体２より除去するウレタンゴム等からなるクリーニングブレード１８が設けられている。クリーニングブラシ９よりも感光体２の回転方向上流側にはクリーニング装置５に対するゴミ等の侵入を防ぐ入口シール２０が設けられている。
【００２５】
クリーニングブラシ９は感光体２と同方向に回転駆動されている。つまりクリーニングブラシ９と感光体２とのニップ部において、クリーニングブラシ９は感光体２とカウンター方向（ニップ部における両者の速度が逆方向）に回転している。ここでクリーニングブラシ９の周速度に特に制限はなく、感光体２の表面のトナーを効果的に除去できるような周速度であれば良い。
【００２６】
またクリーニングブラシ９の感光体２に対する接触面圧は５０ｇ／ｃｍ２以上とされている。ここで接触面圧とは、クリーニングブラシ９の先端が所望の深さだけ感光体２へ食い込んだ際に、クリーニングブラシ９に掛かる単位面積あたりの力の大きさを示す。
【００２７】
また回収トナー溜まり１６は、感光体２の表面から除去されたトナーＴの一部をクリーニングブラシ９と接触可能に蓄積することが可能な形状であれば、図示したものに限られず、例えば隔壁１４の上端から感光体２の方向に向かって下向きに直線的に傾斜する斜面とクリーニングブラシ９の周面との間隙としても良い。
【００２８】
また図２によれば、回収トナー溜まり１６を構成する斜面１４ａは、トナー回収部１２とクリーニングブラシ９とを区画する隔壁１４と一体に形成されているが、斜面１４ａと隔壁１４とは別部材として構成してもよい。
【００２９】
実施形態１の動作について説明する。転写が終了した感光体２は、表面に未転写のトナーを付着した状態でクリーニング装置５内に進入する。クリーニング装置５においては、感光体２の表面に付着しているトナーがクリーニングブラシ９により掻き取られる。トナーの掻き取りを終えたクリーニングブラシ９は斜面１４ａに沿って上方に移動しトナー回収部１２側に至る。トナー回収部１２側において掻き取られたトナーの内、クリーニングブラシ９から落下したものの大部分がトナー回収部１２に回収され、一部分が回収トナー溜まり１６に蓄積される。
【００３０】
クリーニングブラシ９は、回転する過程で回収トナー溜まり１６を通過するので、クリーニングブラシ９の先端は回収トナー溜まり１６に蓄積されているトナーＴと接触する。これによりクリーニングブラシ９の先端は絶えず一定量のトナーが付着した状態に保たれる。クリーニングブラシ９は更に移動を続け、先端に一定量のトナーを付着した状態のまま、再び感光体２の表面に接触する。
【００３１】
このようにクリーニング装置５によれば、クリーニングブラシ９により感光体２の表面から除去したトナーの一部を回収トナー溜まり１６に蓄積し、クリーニングブラシ９と接触することによりクリーニングブラシ９の先端に常に一定量のトナーが付着させることが可能となる。よってクリーニングブラシ９が感光体２に接触する際に、クリーニングブラシ９が感光体２と同方向に回転し、且つ感光体２での作像量が少ない場合であっても、クリーニングブラシ９の先端と感光体２との直接接触が防止され、感光体２の摩擦帯電が抑制される。
【００３２】
また回収トナー溜まり１６は、トナー回収部１２とクリーニングブラシ９とを区画する隔壁１４の上端からクリーニングブラシ９の周面に沿って湾曲した斜面１４ａとクリーニングブラシ９の周面との間の間隙として構成されているので、クリーニングブラシ９により感光体２の表面から除去されたトナーの一部を確実に回収トナー溜まり１６に蓄積することができる。
【００３３】
さらにクリーニングブラシ９の感光体２の表面に対する接触面圧を５０ｇ／ｃｍ２以上としているので、クリーニングブラシ９の先端の感光体２への食い込み深さを充分なものとすることができ、効果的に感光体２の表面のクリーニングを行うことができる。
【００３４】
［実施形態２］
図３は、図１に示した画像形成装置１におけるクリーニング装置５付近の要部拡大断面図である。
【００３５】
実施形態２のクリーニング装置５は、回収トナー溜まり１６が、トナー回収部１２とクリーニングブラシ９とを区画する隔壁１４に設けられた弾性板２２からなる斜面１４ａとクリーニングブラシ９の周面との間の間隙として構成されている以外は実施形態１と同様である。
【００３６】
実施形態２は、実施形態１と同様の動作、作用を奏するとともに、トナーが凝集するなどして内圧が高まると、クリーニングブラシ９の回転により弾性板２２からなる斜面１４ａを振動させ、凝集したトナーを粉砕することができる。これにより回収トナー溜まり１６に蓄積されたトナーの流動性の低下を抑えて積極的にクリーニングブラシ９の先端に付着する機会を与えることができ、クリーニングブラシ９の先端に絶えず一定量のトナーを供給することができる。よって、感光体２での作像量が少ない場合であっても、クリーニングブラシ９の先端と感光体２の表面との直接接触が防止され、感光体２の摩擦帯電が抑制される。
【００３７】
［実施形態３］
図４は、図１に示した画像形成装置１におけるクリーニング装置５付近の要部拡大断面図である。
【００３８】
実施形態３のクリーニング装置５は、クリーニングブラシ９が感光体２と逆方向に、且つ感光体２の周速度に対し１２０％以上又は８０％以下の周速度で回転駆動されている以外は、実施形態１と同様である。
【００３９】
つまり実施形態３では、クリーニングブラシ９と感光体２とのニップ部において、クリーニングブラシ９は感光体２の連れ周り方向に±２０％以上の周速差をもって回転している。クリーニングブラシ９の周速度を感光体２の周速度の１２０％以上又は８０％以下とすれば、クリーニングブラシ９が感光体２の表面を摺擦する際の摺擦力が強くなり、効率的に感光体２をクリーニングすることができる。
【００４０】
このクリーニング装置５によれば、クリーニングブラシ９により感光体２の表面から除去されたトナーの一部は回収トナー溜まり１６に蓄積され、クリーニングブラシ９と接触する。これによりクリーニングブラシ９の先端にトナーが付着される。よって、クリーニングブラシ９が感光体２と逆方向に感光体２の周速度に対し１２０％以上又は８０％以下の周速度で回転する場合において、感光体２での作像量が少ない場合であっても、クリーニングブラシ９の先端と感光体２の表面との直接接触が防止され、感光体２の摩擦帯電が抑制される。
【００４１】
［実施形態４］
図５は、図１に示した画像形成装置１におけるクリーニング装置５付近の要部拡大断面図である。
【００４２】
実施形態４のクリーニング装置５は、クリーニングブラシ９が感光体２と逆方向に、且つ感光体２の周速度に対し１２０％以上又は８０％以下の周速度で回転駆動されている以外は、実施形態２と同様である。
【００４３】
このクリーニング装置５によれば、大量のトナーが回収トナー溜まり１６に蓄積して凝集することで内圧が高まると、クリーニングブラシ９の回転により弾性板２２からなる斜面１４ａを振動させ、凝集したトナーを粉砕することができる。これにより回収トナー溜まり１６に蓄積されたトナーの流動性の低下を抑えて積極的にクリーニングブラシ９の先端に付着する機会を与えることができ、クリーニングブラシ９の先端に絶えず一定量のトナーを供給することができる。よって、クリーニングブラシ９が感光体２と逆方向に感光体２の周速度に対し１２０％以上又は８０％以下の周速度で回転する場合において、感光体２での作像量が少ない場合であっても、クリーニングブラシ９の先端と感光体２の表面との直接接触が防止され、感光体２の摩擦帯電が抑制される。
【００４４】
以上本発明の実施形態を説明したが、クリーニング装置５は、単独で画像形成装置１の一部材とすることも可能であるし、感光体２並びに図示しない帯電装置及び／又は現像装置３と組み合わせたプロセスカートリッジとすることも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１〜５に記載の発明によれば、クリーニングブラシと潜像担持体とが同方向に回転する場合及び逆方向に所定の周速差をもって回転する場合において、潜像担持体での作像量が少ない場合であってもクリーニングブラシの接触による潜像担持体の帯電を抑制し、潜像担持体のクリーニング効率の経時的劣化を抑制することが可能なクリーニング装置が得られる。
【００４６】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか１項に記載したクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジが得られる。
【００４７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載したプロセスカートリッジを備えた画像形成装置が得られる。
【００４８】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか１項に記載したクリーニング装置を備えた画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における画像形成装置の模式図である。
【図２】同上のクリーニング装置付近の要部拡大断面図である。
【図３】実施形態２における同上のクリーニング装置付近の要部拡大断面図である。
【図４】実施形態３における同上のクリーニング装置付近の要部拡大断面図である。
【図５】実施形態４における同上のクリーニング装置付近の要部拡大断面図である。
【図６】従来技術を示す模式図である。
【符号の説明】
１  画像形成装置
２  感光体
５  クリーニング装置
９  クリーニングブラシ
１２  トナー回収部
１４  隔壁
１４ａ  斜面
１６  回収トナー溜まり
１８  クリーニングブレード
２２  弾性板
【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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