(57)【要約】【課題】像担持体表面の研磨性能と、像担持体表面に残留しているトナーのクリーニング性能を両立させることが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】表面に静電潜像が形成される像担持体１と、静電潜像に基づいて研磨剤を含むトナー像を形成する現像手段４と、トナー像を転写材１６又は中間転写体に転写する転写手段５と、転写手段５によって転写されず像担持体１上に残留したトナーを利用して、像担持体１表面を研磨するための、像担持体１表面に対して押圧可能に配置された摺擦ローラ６と、像担持体１の回転方向を基準として、摺擦ローラ６の下流側に配置された、残留したトナーを像担持体１表面から除去するためのクリーニングブレード７と、少なくとも画像形成中に、像担持体１に対する摺擦ローラ６の押圧力を変化させる押圧力変化手段１５とを備えた、画像形成装置である。【選択図】図２
2007108509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像に基づいて研磨剤を含むトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、
前記転写手段によって転写されず前記像担持体上に残留した前記トナーを利用して、前記像担持体表面を研磨するための、前記像担持体表面に対して押圧可能に配置された摺擦ローラと、
前記像担持体の回転方向を基準として、前記摺擦ローラの下流側に配置された、前記残留したトナーを前記像担持体表面から除去するためのクリーニングブレードと、
少なくとも画像形成中に、前記像担持体に対する前記摺擦ローラの押圧力を変化させる押圧力変化手段とを備えた、画像形成装置。
【請求項２】
前記押圧力の変化には、前記押圧力が０の場合も含む、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記押圧力変化手段は、非画像形成中にも前記押圧力を変化させる、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記摺擦ローラの表面は弾性体で形成されており、
前記摺擦ローラは、前記弾性体を介して前記像担持体の表面に押圧可能に配置されている、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記押圧力変化手段は、前記摺擦ローラの両端に固定された、前記像担持体の表面に当接する当接部材であって、
前記摺擦ローラの回転軸と直交する、前記当接部材の断面の形状は、前記回転軸に直交する、前記摺擦ローラの断面の形状とは異なり、
前記当接部材の外周面が前記像担持体の表面と当接して回転する際に、前記当接部材の回転軸と前記像担持体の回転軸の間の距離が変化する、請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記摺擦ローラを、前記像担持体表面に押圧するためのバネ状部材を更に備えた、請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転軸に直交する、前記摺擦ローラの断面の形状は、円形状であり、
前記距離が変化する中で、その距離が最も短いとき、及び最も長いときにおいても、前記摺擦ローラは前記像担持体に対する弾性力を有しているように、前記当接部材の、前記回転軸の中心から外周表面までの長さが決められている、請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに組み込まれる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置として、耐久性の向上を図るために感光体ドラム又はベルトの表面にアモルファスシリコン系感光体の層を像担持体として被着形成したものがある。このアモルファスシリコン系感光体は高硬度且つ長寿命である反面、画像流れの不具合が発生する場合がある。
【０００３】
この画像流れは、帯電器での放電により生成されたＮＯＸやＳＯＸ等の水溶性イオン生成物が感光体表面に付着すると、特に高湿度環境下で空気中の水分を吸収し、感光体表面の抵抗が低下し、画像を形成する際に感光体上に形成された静電潜像が表面方向にリークすることによって発生する。
【０００４】
また、ＮＯＸやＳＯＸ以外にも、放電により発生するオゾンの酸化作用によって感光体表面の酸化劣化が徐々に進行し、劣化層が増大すると高湿環境下に限らず常湿環境下においても画像流れ現象が発生する。
【０００５】
そこで、画像流れ現象を防止するために、アモルファスシリコン系感光体の表面に摺擦ローラを接触させて研磨し、感光体表面の水溶性イオン生成物の付着層や酸化劣化層を除去する画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図１１は、特許文献１に開示されている画像形成装置の側面構成図である。図１１に示すように、特許文献１の画像形成装置は、感光体ドラム１００と、感光体ドラム１００の表面を帯電させるための帯電器１０１と、画像が形成される部分以外の感光体ドラム１００の表面に光を当てて帯電電荷を除去し、静電潜像を形成する露光器１０２と、トナーを感光体ドラム１００表面に形成された静電潜像に付着させて可視像とする現像器１０３とを有している。さらに、トナーの帯電電位と逆極性の転写バイアスを印可させるとともに、感光体ドラム１００周面に均一に圧接し、トナーを用紙に転写する導電性の転写ローラ１０４と、感光体ドラム１００の表面を研磨するための摺擦ローラ１０５と、転写されずに感光体ドラム１００上に残ったトナーを除くクリーニングブレード１０６と、感光体ドラム１００表面の帯電を除く除電器１０７が設けられている。
【０００７】
なお、帯電器１０１、露光器１０２、現像器１０３、転写ローラ１０４、摺擦ローラ１０５、クリーニングブレード１０６、及び除電器１０７は、感光体ドラム１００の回転方向を基準にして順に配置されている。
【０００８】
また、磁性を有する弾性ローラをクリーニング手段内に配設し、この弾性ローラを像担持体表面に当接、離間するように構成した画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
また、画像形成をおこなっているときは、摺擦ローラを像担持体表面から離間させ、画像形成を行っていないときに摺擦ローラを前記像担持体表面に接触させるように摺擦ローラの位置変更を行う画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平９―２９２７３２号公報
【特許文献２】特開平７―２８３６６号公報
【特許文献３】特開２００５―１４８６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
例えば、特許文献１では感光体ドラム１００表面の研磨を目的としているため、摺擦ローラ１０５と感光体ドラム１００のニップ部分Ｌに、研磨材を含むトナーが介在するように摺擦ローラ１０５を感光体ドラム１００表面に接触させていた。そのため、残留トナーが摺擦ローラ１０５によって感光体ドラム１００表面から取り除かれ、その回転方向下流側に配置されているクリーニングブレード１０６に到達する残留トナー量が少なくなっていた。
【００１１】
このように残留トナー量が少なくなると、トナーには潤滑剤としての役割もあるため、クリーニングブレード１０６と感光体ドラム１００の間の摩擦係数が大きくなり、感光体ドラム１００表面へのトナー融着が発生しやすくなる場合があった。また、トナー量が少ないため、紙粉などの不純物の比率が大きくなるためクリーニング不良が発生しやすくなる場合があった。すなわち、クリーニングブレードによって感光体上に残留したトナーを掻き取るためには、一定量以上のトナーがクリーニングブレードに到達することが必要であるが、上記従来の装置では、クリーニングに必要な残留トナー量が不足するという問題があった。
【００１２】
本発明は、従来の画像形成装置の課題を考慮し、像担持体表面の研磨性能と、像担持体表面に残留しているトナーのクリーニング性能を両立させることが可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】
【００１３】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像に基づいて研磨剤を含むトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写材又は中間転写体に転写する転写手段と、
前記転写手段によって転写されず前記像担持体上に残留した前記トナーを利用して、前記像担持体表面を研磨するための、前記像担持体表面に対して押圧可能に配置された摺擦ローラと、
前記像担持体の回転方向を基準として、前記摺擦ローラの下流側に配置された、前記残留したトナーを前記像担持体表面から除去するためのクリーニングブレードと、
少なくとも画像形成中に、前記像担持体に対する前記摺擦ローラの押圧力を変化させる押圧力変化手段とを備えた、画像形成装置である。
【００１４】
又、第２の本発明は、
前記押圧力の変化には、前記押圧力が０の場合も含む、第１の発明の画像形成装置である。
【００１５】
又、第３の本発明は、
前記押圧力変化手段は、非画像形成中にも前記押圧力を変化させる、第１の本発明の画像形成装置である。
【００１６】
又、第４の本発明は、
前記摺擦ローラの表面は弾性体で形成されており、
前記摺擦ローラは、前記弾性体を介して前記像担持体の表面に押圧可能に配置されている、第１の本発明の画像形成装置である。
【００１７】
又、第５の本発明は、
前記押圧力変化手段は、前記摺擦ローラの両端に固定された、前記像担持体の表面に当接する当接部材であって、
前記摺擦ローラの回転軸と直交する、前記当接部材の断面の形状は、前記回転軸に直交する、前記摺擦ローラの断面の形状とは異なり、
前記当接部材の外周面が前記像担持体の表面と当接して回転する際に、前記当接部材の回転軸と前記像担持体の回転軸の間の距離が変化する、第４の本発明の画像形成装置である。
【００１８】
又、第６の本発明は、
前記摺擦ローラを、前記像担持体表面に押圧するためのバネ状部材を更に備えた、第５の本発明の画像形成装置である。
【００１９】
又、第７の本発明は、
前記回転軸に直交する、前記摺擦ローラの断面の形状は、円形状であり、
前記距離が変化する中で、その距離が最も短いとき、及び最も長いときにおいても、前記摺擦ローラは前記像担持体に対する弾性力を有しているように、前記当接部材の、前記回転軸の中心から外周表面までの長さが決められている、第５の本発明の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、像担持体表面の研磨性能と、像担持体表面に残留しているトナーのクリーニング性能を両立させることが可能な画像形成装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明にかかる実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態）
本実施の形態では、本発明にかかる画像形成装置を複写機に適用した場合について説明する。
【００２３】
図１は、本発明にかかる実施の形態１の複写機を正面から見た構成図である。図１に示すように、本実施の形態１の複写機は、用紙を本体に供給する給紙カセット３１と、用紙を手差しで本体に給紙する手差し給紙機構３２と、露光ランプ、レンズ、ミラー等により原稿の画像光を結像する露光部３０と、その結像された画像光に基づいて、供給された用紙にトナー画像を転写する画像形成装置３３と、用紙に転写されたトナー画像を熱により定着する定着部３４とを備えている。
【００２４】
また、画像形成装置３３から定着部３４へと用紙を搬送する搬送部３５と、定着部３４によって定着が終了した用紙を本体の外へ排出する排出部３７と、両面コピーを行う場合に、用紙を反転させるための反転・分岐部３６が設けられている。なお、図１に示されている点線の矢印は光路を示しており、実線矢印は、紙の搬送路を示している。
【００２５】
次に、本実施の形態における画像形成装置について説明する。
【００２６】
図２は、本発明にかかる実施の形態における画像形成装置３３の正面構成図である。図２に示すように、表面がアモルファスシリコン系の感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を帯電させるための帯電器２と、画像が形成される部分以外の感光体ドラム１の表面に光を当てて帯電電荷を除去し、静電潜像を形成する露光器３と、トナーを感光体ドラム１表面に形成された静電潜像に付着させて可視像とする現像器４と、トナーの帯電電位と逆極性の転写バイアスを印可させるとともに、感光体ドラム１の周面に均一に圧接し、トナーを用紙に転写する導電性の転写ローラ５とを有している。
【００２７】
更に、転写ローラ５によって用紙上に転写されず、感光体ドラム１上に残留したトナーを用いて、感光体ドラム１の表面を研磨するための摺擦ローラ６と、転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーを除くクリーニングブレード７と、感光体ドラム１表面の帯電を除く除電器８が設けられている。これら摺擦ローラ６とクリーニングブレード７は、クリーニングユニット９の一部を構成している。
【００２８】
尚、図上感光体ドラム１は時計回り（矢印ａ方向）に回転し、帯電器２、露光器３、現像器４、転写ローラ５、摺擦ローラ６、クリーニングブレード７、及び除電器８は、感光体ドラム１の回転方向を基準にして順に配置されている。
【００２９】
又、図２には、感光体ドラム１と転写ローラ５によって矢印ｄ方向に搬送されている用紙１６が記載されており、用紙１６の搬送方向を基準にして、転写ローラ５の上流側には紙検知センサ１７が設けられている。この紙検知センサ１７を用いた検知によって画像形成中か否かを判断するための制御手段が設けられている（図示せず）。画像形成中では、用紙１６が連続して供給されるので、前の用紙１６の後端が紙検知センサ１７の位置を通過した後、所定時間内に次の用紙１６の先端が紙検知センサ１７の位置に達するため、紙検知センサ１７の紙検知オフの時間は所定時間以下に限られる。一方、画像形成を終了した際には、最後の用紙１６の後端が紙検知センサ１７の位置を通過した後、次の用紙１６が供給されないので、紙検知オフ時間は上記所定時間以上となる。
【００３０】
すなわち、本発明の画像形成中の一例は、本実施の形態の画像形成装置では、制御手段によって紙検知センサ１７による紙検知がされた時、及び紙検知センサ１７による紙検知オフ時間が上記所定時間よりも短い場合に相当する。又、紙検知センサ１７の紙検知オフ時間が上記所定時間よりも長い場合には、制御手段は待機状態という判断を行う。
【００３１】
又、上記画像形成に用いられるトナーは、トナー母粒子に研磨剤が付着されている。この研磨剤としては種々の無機粒子を使用することが出来るが、特に研磨効果の高いものとして、アルミナ、酸化チタンを用いることが出来る。
【００３２】
又、摺擦ローラ６としては、感光体ドラム１との間にニップ幅を確保するために、本発明の弾性部材の一例であるＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）等のゴムローラを用いることが出来る。この摺擦ローラ６は、硬度が小さすぎると感光体ドラム１の表面の研磨を有効に行うことが困難となり、また、硬度が大きすぎると研磨に必要な十分なニップ幅を確保することが困難となるため、硬度は４０°〜７５°、特に４５°〜６０°であることが好ましい。更に、上記ゴムは発泡ゴムであることが好ましい。発泡体の使用により、研磨材として使用するトナーをローラ表面に保持し、均一且つ安定な研磨を行うことが可能となるからである。このような発泡ゴムの発泡セルの大きさはトナー保持性の見地から１００〜３００μｍ程度にすることが好ましい。加えて、上記トナーとして磁性トナーが用いられている場合には、摺擦ローラ６の内部にマグネットを設けることもトナー保持性の観点から有効である。尚、摺擦ローラ６の全体をゴムとせずに、中心に剛性のある円柱形状の部材を用いて、その表面にゴム層を設けても良い。又、摺擦ローラ６が設けられている回転軸１０には駆動手段が連結されており感光体ドラム１と独立して駆動することが出来る。
【００３３】
又、クリーニングブレード７としては、ポリウレタン等からなるゴムブレードが用いられる。
【００３４】
次にクリーニングユニット９の構成について説明する。
【００３５】
図３は、クリーニングユニット９の構成斜視図である。
【００３６】
図２及び図３に示すように、摺擦ローラ６は断面が円形状であり、回転軸１０に固定されている。この回転軸１０の両端には、一対のＬ字形状を呈しているＬ字状支持具１１が設けられている。このＬ字状支持具１１は回転軸１０を回転自在に保持している。このＬ字状支持具１１は、曲がり部１１ａを中心として、回転軸１０から曲がり部１１ａまでの矩形部の第１部材１１ｂと、曲がり部１１ａを中心として上方に向かう長辺部の第２部材１１ｃから構成されている。又、第２部材１１ｃの先端部を１１ｄとする。この先端部１１ｄの感光体ドラム１側には、バネ部材１２の一端が取り付けられており、バネ部材１２の他端は、クリーニングユニット９の感光体ドラム１側の側壁９ａに取り付けられている。又、第２部材１１ｃの実質上中央には、支点１３が設けられている。
【００３７】
上記構成により、支点１３を基準にして、Ｌ字状支持具１１の先端部１１ｄ側には、バネ部材１２の弾性力によって感光体ドラム１の反対側向き（矢印ｂ方向）に力が掛かることになり、曲がり部１１ａ側には、感光体ドラム１の方向（矢印Ｃ方向）に力が掛かることになる。そのため、曲がり部１１ａ側に、回転軸１０とともに設けられている摺擦ローラ６には、感光体ドラム１に押圧される方向に力が掛けられることになる。
【００３８】
又、クリーニングユニット９内には、残余トナーを回収するための回収スクリュー１４が設けられている。更に、図３に示すように、摺擦ローラ６と一対のＬ字状支持具１１の間の回転軸１０には、一対のコロ１５が軸に固定され配置されている。
【００３９】
次に、コロ１５の構成について説明する。
【００４０】
図４は、コロ１５のみの側面図である。尚、コロ１５が固定されている回転軸１０の中心を１０ａとする。図４に示すように、本実施の形態のコロ１５は、半円部１５ａ（斜線部に相当する）と半楕円部１５ｂ（斜線以外の部分に相当する）から構成されており、半円部１５ａの半径は１５ｃであり、半楕円部１５ｂの短軸が半円部１５ａの直径と等しく、長軸の半分が１５ｄとなっている。すなわち、コロ１５における、中心１０ａから外周表面までの最大の長さは１５ｄとなり、最小の長さは１５ｃとなる。以下、コロ１５の中心１０ａから外周表面までの距離をコロ１５の径という。尚、コロ１５の、最大径１５ｄに対応する外周表面の位置を１５ｅとし、位置１５ｅに対向する外周表面の位置を１５ｆとする。又、図４上、最上部の外周表面の位置を１５ｇ、最下部の外周表面の位置を１５ｈとする。この位置１５ｇ、１５ｈにおける径は１５ｃである。又、このコロ１５は、ＰＯＭやＰＯＭベースの樹脂によって形成されている。
【００４１】
図５は、回転軸１０方向から見たコロ１５と摺擦ローラ６の側面構成図である。図５に示すように、摺擦ローラ６が感光体ドラム１に押圧されていない場合の中心１０ａからの径を６ａとすると、コロ１５の最大径１５ｄは径６ａよりも若干小さくなっている。又、仮にコロ１５がない場合に、摺擦ローラ６がバネ部材１２の力によって感光体ドラム１に押圧された際の摺擦ローラ６の最大押圧時の中心１０ａからの径を６ｂ（図の一点鎖線参照）とすると、６ｂ＜１５ｃとなっている。尚、図５では、感光体ドラム１に押圧された際の摺擦ローラ６の縮みを、説明のために大きく表現している。
【００４２】
すなわち、摺擦ローラ６及びコロ１５がバネ部材１２によって感光体ドラム１に押圧される際に、回転軸１０方向から見て、コロ１５の最小径１５ｃに対応する位置１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ間の外周表面の位置が、摺擦ローラ６の最大押圧時の径６ｂと、通常時の径６ａの間に位置しているため、コロ１５の外周表面は常に感光体ドラム１の表面に当接することになる。更に、コロ１５の最大径１５ｄが、摺擦ローラ６の径６ａよりも若干小さくなっているため、摺擦ローラ６の表面は常に感光体ドラム１に押圧されることになる。
【００４３】
尚、本発明の像担持体の一例は、本実施の形態の感光体ドラム１に相当し、本発明の現像手段の一例は、本実施の形態の現像器４に相当する。又、本発明の転写手段の一例は、本実施の形態の転写ローラ５に相当する。
【００４４】
上記構成の本実施の形態の複写機の動作について述べると共に、本発明の画像形成装置の動作の一例についても同時に述べる。
【００４５】
以下に、画像形成中の複写機の動作について図１及び図２に基づいて説明する。
【００４６】
感光体ドラム１の表面の一部は、帯電器２によって均一の帯電され、複写するデータに基づいて、露光器３にて露光され、画像以外の部分の電荷が除去され静電潜像が形成される。そして、現像部４にて、静電潜像と逆極性に帯電したトナーが静電潜像に付着され可視像が形成される。この動作とともに、感光体ドラム１と転写ローラ５の間へと、給紙カセット３１又は手差し給紙機構３２から給紙された用紙１６が搬送される。そして、転写ローラ５にて、感光体ドラム１の表面に付着したトナーが用紙１６に転写される。
【００４７】
トナー画像が転写された用紙１６は、搬送部３５によって定着部３４へと搬送される。そして、トナー画像は、定着部３４における熱と圧力によって用紙１６に定着される。ここで、用紙１６の両面に画像形成を行う場合には、反転・分岐部３６によって用紙１６は再び画像形成装置３３へと搬送される。又、用紙１６の両面に画像形成を行わない場合には、用紙１６は排出部３７によって複写機外へと排出される。
【００４８】
一方、転写ローラ５において感光体ドラム１上のトナーが全て用紙１６に転写されるわけではなく、一部は感光体ドラム１上に残留する。この残留トナーに付着している研磨剤を用いて、摺擦ローラ６によって感光体ドラム１の表面が研磨される（詳しくは後述する）。そして、クリーニングブレード７によって感光体ドラム１上の残留トナーが除去される。
【００４９】
そして、用紙１６に転写された感光体ドラム１の表面の部分は、除電器８によって電荷が除去される。感光体ドラム１の表面の電荷が除去された部分は、帯電器２によって再び帯電され、上述した画像形成の動作が繰り返される。
【００５０】
次に、上記摺擦ローラ６の動作について詳しく説明する。
【００５１】
図６（ａ）〜（ｅ）は、摺擦ローラ６によって感光体ドラム１の表面が研磨されている状態を説明するための図である。
【００５２】
図６（ａ）は、コロ１５の外周表面の位置１５ｆが感光体ドラム１の表面に当接している状態を示す図である。この状態で、摺擦ローラ６の表面が感光体ドラム１の表面に押圧し、ニップ領域２０が形成されている。尚、図６において、２１はトナーを示している。
【００５３】
次に、感光体ドラム１が時計回り（矢印ａ方向）に、コロ１５が反時計回り（矢印ｅ方向）に回転すると、図６（ｂ）に示すように、コロ１５の外周表面の位置１５ｈが感光体ドラム１に当接することになる。尚、感光体ドラム１の回転速度に対して、コロ１５及び摺擦ローラ６の回転速度が速くなるように制御されている。
【００５４】
この位置１５ｈにおけるコロ１５の径は、位置１５ｆにおける径と同様に１５ｃであるため、摺擦ローラ６の表面の感光体ドラム１に対する押圧力は変化しない。また、ニップ領域２０の幅も図６（ａ）の状態と同じである。
【００５５】
更に回転すると、図６（ｃ）に示すように、位置１５ｈと位置１５ｅの間の外周表面が、感光体ドラム１の表面に当接することになる。この位置１５ｈから位置１５ｅに移動するに従って、コロ１５の径が大きくなるため、摺擦ローラ６の表面が感光体ドラム１に押圧されてつぶされる量が少なくなる。すなわち、図６（ａ）及び図６（ｂ）の状態と比較して、図６（ｃ）に示す状態では、感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の押圧力が小さくなる。また、ニップ領域２０の幅も図６（ａ）及び図６（ｂ）の状態と比較して小さくなっている。
【００５６】
更に回転すると、図６（ｄ）に示すように、外周表面の位置１５ｅが感光体ドラム１の表面に当接することになる。この位置１５ｅにおける径１５ｄは、コロ１５の最大径であるため、感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の押圧力は最も小さくなり、ニップ領域２０の幅も最も小さくなる。
【００５７】
更に回転すると、図６（ｅ）に示すように、外周表面の位置１５ｇが感光体ドラム１の表面に当接することになる。この位置１５ｇにおける径は１５ｃであるため、感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の押圧力は、図６（ａ）及び図６（ｂ）の状態と同じであり、ニップ領域２０の幅も同じとなる。
【００５８】
更に回転することによって、コロ１５の感光体ドラム１に当接する位置は、図６（ａ）の状態に戻ることになる。
【００５９】
上述したように感光体ドラム１に摺擦ローラ６が押圧されることにより形成されるニップ領域２０に、感光体ドラム１の表面に残留しているトナーが介在し、研磨剤として作用することにより感光体ドラム１の表面が研磨されることになる。
【００６０】
ここで、摺擦ローラ６の感光体ドラム１に対する押圧力は、位置１５ｇ、１５ｆ、１５ｈの間は同じであり、外周位置１５ｈから外周位置１５ｅに移動するに従って押圧力は徐々に小さくなり、外周位置１５ｅから外周位置１５ｇに移動するに従って押圧力は徐々に大きくなる。このように摺擦ローラ６の回転に伴って感光体ドラム１に対する押圧力が周期的に変化することになる。
【００６１】
尚、本発明の回転軸間の距離が最も短いときとは、例えば、図６に示すように本実施の形態では、中心１０ａからの距離が最小である外周表面の位置１５ｆ、１５ｈ、１５ｇが感光体ドラム１の表面に当接することに相当し、本発明の回転軸の間の距離が最も長いときとは、例えば、本実施の形態では、中心１０ａからの距離が最大である外周表面の位置１５ｅが感光体ドラム１の表面に当接することに相当し、コロ１５の回転軸１０ａと感光体ドラム１の回転軸の間の距離は周期的に変化する。
【００６２】
又、本発明の「前記距離が変化する中で、その距離が最も短いとき、及び最も長いときにおいても、前記摺擦ローラは前記像担持体に対する弾性力を有している」とは、例えば、本実施の形態では、位置１５ｆ、１５ｈ、１５ｇ及び位置１５ｅが、摺擦ローラ６の最大押圧時の径６ｂと、通常時の径６ａの間に位置していることに相当する。すなわち、コロ１５の中心１０ａからの距離が６ｂよりも短い外周表面の位置が感光体ドラム１に当接した場合、その位置において摺擦ローラ６は最大限に押しつぶされており、それ以上は押しつぶさないため弾性力は有していないことになる。また、コロ１５の中心１０ａからの距離が６ａよりも長い外周表面の位置が感光体ドラム１に当接した場合、その位置において摺擦ローラ６は感光体ドラム１に接触していないため弾性力は有していないことになる。
【００６３】
上記のように押圧力が変化することによって、残留トナー２１がニップ領域２０を抜けてクリーニングブレード７に到達する量が変化することになる。すなわち、感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の押圧力が小さいときには、ニップ領域２０を抜けてクリーニングブレード７に到達する残留トナー２１の量が多くなり、結果としてクリーニングブレード７に達するトナー量を一定量以上に保つことが可能となる。そのため、クリーニングブレード７と感光体ドラム１の間の摩擦係数も大きくならず、トナー融着等による、クリーニング不良を回避する事が出来、効率よく感光体ドラム１上から残留トナーを除去することが可能となる。
【００６４】
次に、本実施の形態の複写機の電源を入れた後の立ち上げ時、及び待機時における画像形成装置の動作について説明する。尚、立ち上げ時及び待機時は、本発明の非画像形成中の一例に相当する。
【００６５】
複写機の立ち上げ時及び待機時間では、所定回数や所定時間毎に以下の動作が行われる。
【００６６】
感光体ドラム１の表面が帯電器２によって均一に帯電され、静電潜像は形成されずにトナーが付着される。そして、このトナーを研磨剤として用いて、感光体ドラム１の表面が摺擦ローラ６で研磨される。この研磨の際の摺擦ローラ６及びコロ１５の動作は、上記画像形成中と同様である。続いて感光体ドラム１上のトナーがクリーニングブレード７によって除去される。
【００６７】
すなわち、複写機の立ち上げ時及び待機時間においては、用紙へのトナー画像の転写が行われないため、上述した転写が行われる場合（本発明の画像形成中）と比較して、ニップ領域２０に介在するトナー量が多く、研磨効率が上がることになる。
【００６８】
このように、立ち上げ時及び待機時間にも感光体ドラム１の表面の研磨動作を行うことにより、立ち上げ後及び待機後の始めから、画像流れ現象の発生しない良好な画像を形成することが可能となる。
【００６９】
尚、本発明の押圧力変化手段の一例は、本実施の形態のコロ１５に相当するが、コロ１５を用いずに、ソレノイドを用いてもよい。この場合、バネ部材１２の部分にソレノイドを設置し、周期的にソレノイドを動作させることにより、感光体ドラムに対する摺擦ローラ６の押圧力を変化させることが出来る。更に、摺擦ローラ６の中心に剛性のある円柱形状の部材を用いてその表面に弾性部材を巻き、この弾性部材の厚みを変化させても良く、要するに、感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の押圧力を変化させることが出来さえすればよい。
【００７０】
又、本実施の形態では、感光体ドラム１の回転速度に対して、コロ１５及び摺擦ローラ６の回転速度が速くなるように制御されているが、遅くなるように制御されていてもよい。
【００７１】
又、本発明の転写材の一例は、本実施の形態の用紙１６に相当するが、例えば、カラー複写機における１ドラム方式に用いられる中間転写体であってもよい。
【００７２】
又、本発明の像担持体は、本実施の形態における感光体ドラム１に相当するが、ベルト等の表面にアモルファスシリコン系感光体の層を被着形成したものを用いても良い。
【００７３】
又、本発明の当接部材の一例は、本実施の形態のコロ１５に相当するが、コロ１５は図６に示す断面の形状に限らず楕円や四角形やＤカットでもよい。更に、図７に示すように、断面形状が楕円形状の摺擦ローラ６′と円形状のコロ２４を用いてもよいし、双方とも楕円形状であってもよ。要するに当接部材の断面の形状は、摺擦ローラの断面の形状とは異なり、当接部材の外周面が像担持体の表面と当接して回転する際に、当接部材の回転軸と像担持体の回転軸の間の距離が変化しさえすればよい。
【００７４】
又、本実施の形態の画像形成装置では、コロ１５の最大径１５ｄは摺擦ローラ６の半径６ａよりも若干短くなっているが、同じ長さであってもよく、図８に示すように半径６ａよりも長くなっていても良い。図８に示すコロ２２は、その最大径２２ｄが摺擦ローラ６の通常時の径６ａよりも大きくなっている。すなわち、摺擦ローラ６の通常時の径６ａよりもコロ２２の径が短い位置の外周表面では、摺擦ローラ６は感光体ドラム１に押圧されているが、コロ２２の最大径２２ｄに対応する外周位置２２ｅが感光体ドラム１に当接すると、摺擦ローラ６と感光体ドラム１の間に隙間が生じることになる。この隙間が生じている状態が、感光体ドラム１に対する摺擦ローラ６の押圧力が０の状態を示している。尚、ソレノイドによって押圧力を変化させる場合においても、感光体ドラム１と摺擦ローラ６の間に隙間を設けても良い。
【００７５】
又、図５に示したように、本実施の形態では、全ての外周位置において、コロ１５の径は、摺擦ローラ６の最大押圧時の径６ｂよりも長くなっているが、図９に示すように一部の外周位置においてのみ長くなっていても良い。コロ２３の径が摺擦ローラ６の最大押圧時の径６ｂよりも長くなっている部分に対応する、コロ２３の外周表面の位置は、図９の太線で示されている領域２３ａに相当する。コロ２３の外周表面が、領域２３ａでは感光体ドラム１に当接することが出来、他の部分に比べて押圧力が小さくなる。
【００７６】
又、本実施の形態では、摺擦ローラ６の回転軸１０にコロ１５を設けたが、図１０に示すように感光体ドラム１の両端の回転軸にコロ２５を固定して設けても良い。この場合、押圧力の変化を生じさせるために、コロの最大径２５ａは感光体ドラム１の径１ａよりも大きい必要がある。更に、感光体ドラム１の表面を全て研磨する必要があることから、押圧力が０の状態を生じさせないようにするため、コロの最大径２５ａと感光体ドラム１の半径１ａとの差は、摺擦ローラ６の通常時の径６ａと最大押圧時の径６ｂとの差よりも小さい必要がある。
【００７７】
しかしながら、感光体ドラム１側に固定してコロを設けると、感光体ドラム１の表面の同じ場所で押圧力が小さくなり、研磨力が弱くなるため、摺擦ローラ６側にコロを設けた方がより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の画像形成装置は、像担持体表面の研磨性能と、像担持体表面に残留しているトナーのクリーニング性能を両立させることが可能であり、複写機、プリンタ、ファクシミリなどとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明にかかる実施の形態における複写機の正面から見た構成図
【図２】本発明にかかる実施の形態における画像形成装置の正面構成図
【図３】本発明にかかる実施の形態におけるクリーニングユニットの外観斜視図
【図４】本発明にかかる実施の形態におけるコロの側面図
【図５】本発明にかかる実施の形態における摺擦ローラ及びコロの側面構成図
【図６】（ａ）〜（ｅ）本発明にかかる実施の形態の画像形成装置における感光体ドラムの研磨動作を説明するための図
【図７】本発明にかかる実施の形態におけるコロ及び摺擦ローラの変形例の側面構成図
【図８】本発明にかかる実施の形態におけるコロの変形例の側面構成図
【図９】本発明にかかる実施の形態におけるコロ及び摺擦ローラの変形例の側面構成図
【図１０】本発明にかかる実施の形態における画像形成装置の変形例の側面構成図
【図１１】従来の画像形成装置の構成図
【符号の説明】
【００８０】
１  感光体ドラム
２  帯電器
３  露光器
４  現像器
５  転写ローラ
６  摺擦ローラ
７  クリーニングブレード
８  除電器
９  クリーニングユニット
１０  回転軸
１１  Ｌ字状の部材
１２  バネ部材
１３  支点
１４  回収スクリュー
１５  コロ
１６  用紙
１７  紙検知センサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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