(57)【要約】【課題】不安定モードが発生している状態を状況に応じて回避するために、感光体に回転速度変動を検出する検出手段を設け、検出される速度変動レベルによって、スティックスリップ現象を検知し、弾性体部材をブレード又はホルダーに接触させて振動系の減衰を大きく変化させることで、振動騒音の防止するクリーニング装置を提供する。【解決手段】感光体１１に当接して残留するトナーをクリーニングするクリーニングブレード４１と、これ保持するためのホルダー４２とを備えるクリーニング装置４０において、感光体１１の回転速度変動を検出する速度変動検知手段５１と、検出される回転速度変動が設定した閾値を上回った場合に、ホルダー４２近傍に設けた弾性体部材４３を、クリーニングブレード４１又はホルダー４２に移動させて接触させる移動接触手段４５とを備えていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に当接して残留するトナーをクリーニングするブレード部材と、
前記ブレード部材を保持するための保持部材と、を備えるクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、
前記像担持体の回転速度変動を検出する速度変動検出手段と、
検出される回転速度変動が設定した閾値を上回った場合に、保持部材近傍に設けた弾性体部材を、ブレード部材又は保持部材に移動させて接触させる移動接触手段とを備えている
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、
前記移動接触手段が、ブレード部材又は保持部材に移動させて接触させる弾性体部材の接触圧力を調整する
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、
前記弾性体部材の接触圧力を検知する圧力検知手段を有し、かつ、前記像担持体の回転速度変動に対応して接触圧力を制御する
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記圧力検知手段は、接触する面にＰＺＴを設けることによって接触圧力を検知する
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、
前記弾性部材がブレード部材又は保持部材に接触後に前記回転速度変動が設定した閾値を下回った場合、
前記移動接触手段が弾性体部材をブレード部材又は保持部材から移動させて離間させる
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
少なくとも、像担持体と、像担持体にブレード部材を当接して残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記クリーニング装置が、請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
潜像を形成する像担持体と、
前記像担持体表面を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体表面を露光して潜像を形成する露光装置と、
前記潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像装置と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着装置とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記画像形成装置が、請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置を有する  ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置が、複数の像担持体を有し、複数のトナーでカラー画像を形成する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置が、請求項６に記載のプロセスカートリッジを有する
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、電子写真方式の複写機・ファクシミリ・プリンタ等の画像形成装置におけるクリーニング部材と感光体との間で発生する騒音の低減及びクリーニング特性を向上させるクリーニング装置及びプロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音防止は吸音・遮音材による受動的な対策が中心である。画像形成装置においては、感光体内部に制振材を挿入することによって、減衰特性を高めることにより、感光体で増幅される振動を低減して、結果として発生する騒音を低減させる方法が多くとられている。また、クリーニングブレードの振動低減によって、騒音を低減させる方法も見られる。また近年ようやく、信号処理技術の進歩などの発展で能動的に騒音を低減させることが実現できるようになった。このようなアクティブノイズコントロールで有名なものは、冷蔵庫や自動車などに応用されたものがあり、これらは騒音に対して、スピーカーなどを用い逆位相の音を出すことによって干渉させて音を打ち消すものである。
【０００３】
特許文献１では、画像形成装置におけるクリーニング装置が、騒音を検知する騒音検出手段を有し、該騒音検出手段により検出された騒音レベルが予め設定した閾値を上回った場合に、ブレード部材の接触圧力又は接触角度を変化させることにより像担持体に対するブレード部材の摩擦力を変化させることで、振動騒音の防止を図ったクリーニグ装置である。
特許文献２では、画像形成装置のクリーニング装置において、像担持体とクリーニングブレードのスティックスリップにより発生する振動の周波数とクリーニングブレードの共振周波数が一致または近傍に存在しないように、クリーニングブレードの共振周波数を設定して、共振による振動増幅を回避することで低騒音化を狙ったものである。
また、特許文献３では、画像形成装置のクリーニング装置において、像担持体とクリーニングブレードのスティックスリップにより発生する振動に対して、振動検出部で検知された振動に、逆位相の振動を与えることで、アクティブノイズコントロールのように振動をアクティブに制御して、ブレードの振動を低減させて生じる騒音を低減させるものである。
特許文献４では、クリーニングブレードの摩擦力検出手段を設けて、摩擦力の変動に対して、トナーのすり抜けによるクリーニング不良、像担持体とクリーニングブレード間で発生するブレード鳴きやビビリ、クリーニングブレードがめくれ上がるブレードめくれ、像担持体表面にトナー添加物や紙粉等が付着することによるフィルミングの発生などを低減するように摩擦力を制御するものである。
【０００４】
しかしながら、画像形成装置の感光体ユニットなどでは、クリーニングブレードと感光体間の摩擦によりスティックスリップが生じ、スティックスリップによる振動が加振源となって感光体から高音の騒音を発生したり、振動がクリーニングブレードからユニット筐体に伝播して騒音を発生する問題がある。残留トナーを除去するために、クリーニング装置は必要不可欠であり、これらの騒音の低減が望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、不安定モードが発生している状態を状況に応じて回避するために、感光体に回転速度変動を検出する検出手段を設け、検出される速度変動レベルによって、スティックスリップ現象を検知し、弾性体部材をブレード又はホルダーに接触させて振動系の減衰を大きく変化させることで、振動騒音の防止するクリーニング装置及びプロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明のクリーニング装置は、像担持体に当接して残留するトナーをクリーニングするブレード部材と、前記ブレード部材を保持するための保持部材と、を備えるクリーニング装置において、前記像担持体の回転速度変動を検出する速度変動検出手段と、検出される回転速度変動が設定した閾値を上回った場合に、保持部材近傍に設けた弾性体部材を、ブレード部材又は保持部材に移動させて接触させる移動接触手段とを備えていることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記移動接触手段が、ブレード部材又は保持部材に移動させて接触させる弾性体部材の接触圧力を調整することを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記弾性体部材の接触圧力を検知する圧力検知手段を有し、かつ、前記像担持体の回転速度変動に対応して接触圧力を制御することを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記圧力検知手段が、接触する面にＰＺＴを設けることによって接触圧力を検知することを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記弾性部材がブレード部材又は保持部材に接触後に前記回転速度変動が設定した閾値を下回った場合、前記移動接触手段が弾性体部材をブレード部材又は保持部材から移動させて離間させることを特徴とする。
【０００７】
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と、像担持体にブレード部材を当接して残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニング装置が、上述のいずれかに記載のクリーニング装置であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、潜像を形成する像担持体と、前記像担持体表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体表面を露光して潜像を形成する露光装置と、前記潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像装置と、前記可視像を記録媒体に転写する転写装置と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着装置とを少なくとも有する画像形成装置において、前記画像形成装置が、上述のいずれかに記載のクリーニング装置を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、複数の像担持体を有し、複数のトナーでカラー画像を形成することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、上述のプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明のクリーニング装置は、ブレード部材、これを保持する保持部材及び像担持体から成る振動系の減衰特性を大きくするで、これらに発生している自励振動が低減して、振動騒音を低減することができる。さらに、弾性部材が接触後、振動レベルが設定した閾値を下回った場合、初期に規定された位置に戻る機能を有することにより、最適化されたブレード部材によるトナーのクリーニング特性を出来る限り発揮しつつ、不安定に発生する振動騒音を制御によってアクティブに低減することができる。
また、本発明のクリーニング装置は、弾性体部材を保持する移動接触手段の接触圧力を調整することで、クリーニング特性を損なわずに発生している自励振動が低減して、振動騒音を低減することができる。
また、本発明のプロセスカートリッジでは、交換時のメンテナンス性の向上性を有するカートリッジにおいて、騒音の低減が図れる。また、本発明の画像形成装置では、騒音が低減可能なクリーニング装置を持つ画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のクリーニング装置の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】通常の速度変動データと、スティックスリップが発生して、振動、騒音が発生している状態の速度変動データを示すグラフである。
【図３】本発明のクリーニング装置で、騒音発生時の音圧レベルと、移動接触手段が稼動して振動、騒音が低減された状態の音圧レベルの比較を示したグラフである。
【図４】本発明のクリーニング装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
【図５】本発明のクリーニング装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
【図６】スティックスリップが発生しているブレード部材と発生していない通常状態のブレード部材と当接している像担持体の回転速度変動の例を示すグラフである。
【図７】本発明のクリーニング装置で、スティックスリップによって発生している騒音と、弾性体部材を採用して振動騒音を制御している音を計測した音圧レベルを示すグラフである。
【図８】本発明のクリーニング装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
【図９】本発明のクリーニング装置を含むプロセスカ−トリッジの構成を示す概略図である。
【図１０】本発明のクリーニング装置を含む画像形成装置の一実施形態の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の画像形成装置であって、複数の感光体を備える画像形成装置の主要部構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の画像形成装置であって、本発明のクリーニング装置を備える感光体周囲の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明のクリーニング装置における構成を示す概略図である。
図１に示すように、図１に示すように、クリーニング装置４０は、像担持体である感光体１１から残留トナーを除去するために感光体１１に当接されるブレード部材としてのクリーニングブレード４１と、そのクリーニングブレード４１を保持する保持部材としてのホルダー４２とを備える。
クリーニングブレード４１を感光体１１に対して、押しあてて当接させることにより、感光体１１から残留トナーを除去する。クリーニング装置４０により感光体１１からクリーニングされたトナーは、図示していないが、クリーニング装置４０内のトナー搬送部材によって、廃トナーとして廃トナーボトルに収納される。この収納されて蓄えられた廃トナーは、サービスマンなどにより回収、あるいはリサイクルトナーとして現像装置などに運ばれ現像に使用される。
このようなクリーニング装置４０の場合、クリーニングブレード４１と感光体１１との間でスティックスリップが発生することが知られている。スティックスリップにより、クリーニングブレード４１や感光体１１は加振され、音響放射することによって騒音を発生する。特に、感光体１１が共振した際や、クリーニングブレード４１が共振して感光体１１への加振力が大きくなった場合は、騒音は大きくなる。
スティックスリップの振動モードは自励振動であり、発生する又はしないが非常に不安定であり、固有値解析における不安定モードである。この不安定モードは、クリーニングブレード４１と感光体１１と間の接触すべり状態によって変化する。これによって、画像形成装置１内の温度・湿度変化によるクリーニングブレード４１の物性値変化、クリーニングブレード４１の経時劣化、感光体１１上のトナーの付着状態など様々な状態の組み合わせによって、不安定モードが発生したりしなかったりする。したがって、まったく同じ構成であっても、ある日突然スティックスリップによる振動騒音が発生したり、設置位置の環境によって、発生する又はしない等の現象がおきる。この原因となる不安定モードは、自励振動であるが振動系の減衰が大きい場合は直ぐに振動振幅が低減して、騒音を発生するに至らない。
【００１３】
図１に示すように、本発明のクリーニング装置４０は、クリーニングブレード４１又はクリーニングブレード４１を保持するためのホルダー４２の近傍に感光体１１の回転速度を検知可能な回転速度検知手段５１を設け、検出される速度変動レベルが設定した閾値を上回った場合に、ホルダー４２の近傍に設けた弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触する。
さらに、この回転速度検知手段５１からの信号をアナログ／デジタル（以下、Ａ／Ｄ）変換してＦＦＴ処理して演算する演算部５３と、演算した結果に基づいて判定する変動レベル判定部５４と、この変動レベル判定部５４の判定に基づいて移動接触手段４５を制御する移動制御部５５とを備えている。
また、弾性体部材４３を移動させて、クレーニングブレード４１等に接触させる移動接触手段４５とを備えている。
本発明のクリーニング装置４０では、回転速度検知手段５１からの出力信号に対して、演算部５３でＦＦＴ処理により周波数データに変換され、速度変動の周波数データが、予め設定した速度変動レベルの閾値（例えば０．０１）を上回った場合、弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触する。図１では、弾性体部材４３が水平移動することで接触する構造を示している。
また、移動接触手段４５、移動制御部５５等のいずれも、クリーニング装置４０内に設けるか、または、画像形成装置１の本体に配置するものであっても良い。
ここで、回転速度変動を検出する回転速度検知手段５１は、エンコーダなどを用いることにより、容易に回転速度が検出可能である。エンコーダとしては、光を透過させるタイプであっても、反射させるタイプであっても良い。また、エンコーダでなくとも、感光体１１の回転速度を検出できるものであればよい。
【００１４】
図２は、通常の速度変動データと、スティックスリップが発生して、振動、騒音が発生している状態の速度変動データを示すグラフである。
図２に示すように、通常のクリーニングが行われている状態では、大きな速度変動が生じていない。しかし、図２に示すように、スティックスリップが発生している状態では、約８７０Ｈｚで速度変動にピークが見られ、閾値で設定した０．０１を超えている。これによって、クリーニングブレード４１や感光体１１は加振され、音響放射することによって騒音を発生する。特に、感光体１１が共振した際や、クリーニングブレード４１が共振して感光体１１への加振力が大きくなった場合は、騒音は大きくなる。
このようなスティックスリップ状態のクリーニングブレード４１では、感光体１１上のトナーをクリーニングすることができずにクリーニング不良が発生する。
このクリーニング不良によって汚れ、地かぶりのある画像が発生したり、また、感光体１１上にトナーの融着などが発生し異常画像の原因になることがある。また、クリーニングブレード４１、ホルダー４２及び感光体１１から成る振動系の減衰特性を大きくすることが可能となり、これによって発生している自励振動が低減して、振動騒音の低減が可能となる。さらに、クリーニング不良によって汚れ、地かぶりのある画像の発生、感光体１１上にトナーの融着などが発生し異常画像の発生を防止することができる。
【００１５】
図３に、騒音発生時の音圧レベルと、移動接触手段が稼動して振動、騒音が低減された状態の音圧レベルの比較を示したグラフである。
本発明のクリーニング装置４０では、クリーニングブレード４１がスティックスリップ状態になったときに、弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触して、振動、騒音を低減する構成になっている。
図３に示すように、スティックスリップ状態のクリーニングブレード４１や感光体１１がある周波数のところで大きな騒音を発生させていることがわかる。このときに、移動接触手段４５によって、弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させることで、感光体１１で大きく発生していた約８７０Ｈｚの騒音が低減されていることがわかる。
したがって、クリーニング不良によって汚れ、地かぶりのある画像の発生、感光体１１上にトナーの融着などが発生し異常画像の発生を防止することができる。
【００１６】
図４は、本発明のクリーニング装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
また、その他の移動接触手段４５の例として、図４に回転機構により弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させる構成を有している。単純な構成のため容易に実現可能である。
感光体１１に当接して残留するトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード４１が、感光体１１と接触することによりクリーニングを行なうクリーニングブレード４１又はホルダー４２からなる構成において、感光体１１の速度変動を検出する回転速度検知手段５１を持ち、検出される速度変動レベルが設定した閾値を上回った場合に、ホルダー４２の近傍に設けた弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が回転させてクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触することにより、クリーニングブレード４１、ホルダー４２及び感光体１１から成る振動系の減衰特性を大きくすることが可能となり、これによって発生している自励振動が低減して、振動騒音の低減が可能となる。さらに、クリーニング不良によって汚れ、地かぶりのある画像の発生、感光体１１上にトナーの融着などが発生し異常画像の発生を防止することができる。
【００１７】
変動レベル判定部５４のレベル判定で、閾値を上回った場合に、感光体１１に対して弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させて振動系の減衰を大きく変化させ振動騒音を低減させた後、初期に設定された接触角の位置にクリーニングブレード４１を戻す必要がある。クリーニングブレード４１によるトナーのクリーニング性能は、クリーニングブレード４１と感光体１１との接触角が重要であり、この接触角が変化することで本来のクリーニング特性を発揮できない場合がある。したがって、振動騒音が低減できてもクリーニングに不具合を生じる場合があるからである。
したがって、実際の画像形成装置１の使用では、基本的に、クリーニングブレード４１と感光体１１と一定の位置又は角度によって制御を行い、接触状態を管理することで、本来のクリーニング特性を発揮しつつ、振動騒音も低減することが可能である。
弾性部材４３が接触後、振動レベルが設定した閾値を下回った場合、初期に規定された位置に戻ることにより、最適化されたクリーニングブレード４１によるトナーのクリーニング特性を出来る限り発揮しつつ、不安定に発生する振動騒音を制御によってアクティブに低減することが可能となる。
【００１８】
図５は、本発明のクリーニング装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
図５に示すように、本発明のクリーニング装置４０は、本発明のクリーニング装置４０は、クリーニングブレード４１又はクリーニングブレード４１を保持するためのホルダー４２の近傍に感光体１１の回転速度を検知可能な回転速度検知手段５１を設け、検出される速度変動レベルが設定した閾値を上回った場合に、ホルダー４２の近傍に設けた弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触する。さらに、弾性体部材４３がクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触しているときの接触圧力を調整する。例として、回転速度検知手段５１からの出力信号の閾値を０．０１以上とした場合に、弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触する。ここでは、弾性体部材４３は、水平移動することで接触する構造を示している。
そして、図５に示すように、本発明のクリーニング装置４０では、回転速度検知手段５１からの出力信号に対して、演算部５３でＦＦＴ処理により周波数データに変換され、速度変動の周波数データが、予め設定した速度変動レベルの閾値を上回った場合に変動レベル判定部５４で判定され、弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触する。さらに、移動接触手段４５による移動での弾性体部材４３のクリーニングブレード４１等への接触圧力を、接触圧力検知手段４６で検知して、この検知した圧力を接触圧力制御アルゴリズムによって、移動制御部５５に送信して適正な圧力に再度制御して弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させる。これによって、、クリーニングブレード４１、ホルダー４２及び感光体１１から成る振動系の減衰特性を大きくすることが可能となり、これによって発生している自励振動が低減して、振動騒音の低減が可能となる。
【００１９】
本発明のクリーニング装置４０が用いる接触圧力検知手段４６は、ＰＺＴのセンサーを用いることで小型、軽量、容易な構成で圧力を専心具することが可能となる。ＰＺＴは、チタン酸ジルコン酸鉛の略称で、三元系金属酸化物であるチタン酸鉛とジルコン酸鉛の混晶でペロブスカイト構造である。巨大な誘電率および圧電性、強誘電性をもち、圧電素子として用いられている。
また、これら接触圧力検知手段４６の設置位置は、接触圧力をモニタリング可能な位置であればどこでもよく、例として、移動接触手段４５における弾性体部材４３と弾性体部材４３を構成するブラケットの間に挟みこむことで圧力計測が可能である。
【００２０】
図６は、通常の速度変動データと、スティックスリップが発生して、振動、騒音が発生している状態の速度変動データを示すグラフである。
図６に示すように、本発明のクリーニング装置４０では、回転速度検知手段５１からの出力信号に対して、演算部５３でＦＦＴ処理により周波数データに変換されることで、約３５７０Ｈｚで大きな速度変動が見られ、閾値である０．０１を上回っていることがわかる。このように、回転速度検知手段５１による信号で、クリーニングブレード４１と感光体１１との間で、スティックスリップ状態が発生していることを検知し、弾性体部材４３を接触させると共に、クリーニングブレード４１等への接触圧力を、接触圧力検知手段４６で検知して圧力を適正に維持することで振動系の減衰を大きく変化させることで、振動騒音を防止するとともに、弾性体部材４３、クリーニングブレード４１の摩耗を抑え、長寿命化を図ることができる。
【００２１】
図７は、騒音発生時の音圧レベルと、移動接触手段が稼動して振動、騒音が低減された状態の音圧レベルの比較を示したグラフである。
本発明のクリーニング装置４０では、クリーニングブレード４１がスティックスリップ状態になったときに、弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が移動してクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触して、振動、騒音を低減する。
図７に示すように、スティックスリップ状態のクリーニングブレード４１や感光体１１がある周波数のところで大きな騒音を発生させていることがわかる。このときに、移動接触手段４５によって、弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させることで、感光体１１で大きく発生していた約３５７０Ｈｚで発生していた振動のピークが移動接触手段４５である弾性体部材４３が移動してクリーニングブレード４１やホルダー４２に接触することで、発生していた大きな振動がなくなりピークは消滅していることから、騒音が低減されていることがわかる。さらに、クリーニング不良によって汚れ、地かぶりのある画像の発生、感光体１１上にトナーの融着などが発生し異常画像の発生を防止することができる。
【００２２】
図８は、本発明のクリーニング装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
また、その他の移動接触手段４５の例として、図８に回転機構により弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させる構成を有している。単純な構成のため容易に実現可能である。
感光体１１に当接して残留するトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード４１が、感光体１１と接触することによりクリーニングを行なうクリーニングブレード４１又はホルダー４２からなる構成において、感光体１１の速度変動を検出する回転速度検知手段５１を持ち、検出される速度変動レベルが設定した閾値を上回った場合に、ホルダー４２の近傍に設けた弾性体部材４３を保持する移動接触手段４５が回転させてクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触することにより、クリーニングブレード４１、ホルダー４２及び感光体１１から成る振動系の減衰特性を大きくすることが可能となり、これによって発生している自励振動が低減して、振動騒音の低減が可能となる。さらに、クリーニング不良によって汚れ、地かぶりのある画像の発生、感光体１１上にトナーの融着などが発生し異常画像の発生を防止することができる。
この実施形態でも、図８に示すように、さらに、移動接触手段４５による移動での弾性体部材４３のクリーニングブレード４１等への接触圧力を、接触圧力検知手段４６で検知して、この検知した圧力を接触圧力制御アルゴリズムによって、移動制御部５５に送信して適正な圧力に再度制御して弾性体部材４３をクリーニングブレード４１又はホルダー４２に接触させる。これによって、、クリーニングブレード４１、ホルダー４２及び感光体１１から成る振動系の減衰特性を大きくすることが可能となり、これによって発生している自励振動が低減して、振動騒音の低減が可能となる。
【００２３】
次に、上述のような各実施形態で説明したクリーニング装置を備えた画像形成装置１、プロセスカートリッジ１０の実施形態について説明する。
図９は、本発明のクリーニング装置を含むプロセスカ−トリッジの構成を示す概略図である。
本発明のプロセスカ−トリッジ１０では、像担持体である感光体１１、帯電手段である帯電装置２０、現像手段である現像装置３０等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジ１０として一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジ１０を複写機やプリンタ−等の画像形成装置１本体に対して着脱可能に構成している。クリ−ニング装置４０を着脱自在であるプロセスカ−トリッジ１０内に具備させることにより、メンテナンス性の向上、他の装置との一体交換が容易に行うことができるようになる。
【００２４】
図１０は、本発明のクリーニング装置を含む画像形成装置の一実施形態の構成を示す概略図である。図１１は、本発明の画像形成装置であって、複数の感光体を備える画像形成装置の主要部構成を示す概略図である。また、図１２は、本発明の画像形成装置であって、本発明のクリーニング装置を備える感光体周囲の構成を示す概略図である。
次に、本発明の例として、図１０、図１１及び図１２に基づいて上述のクリーニング装置４０を備える画像形成装置１の実施形態について説明する。
本発明の画像形成装置１は、上の方から、置かれた原稿を自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）５と、原稿を読み取るスキャナ（読取装置）４、トナー画像を形成する画像形成部３、そして、その下に記録紙等の記録部材９を備え、供給する給紙部２が配置されている。
画像形成装置１は、その中央部に画像形成部３が配置されている。画像形成部３では、その内部の略中央に、プロセスカートリッジ１０としての作像ユニット１０をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つを水平な横方向に並列に並べたタンデム型に配列している。４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの上方には、帯電した各感光体１１の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置１２が備えられている。また、４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの下方には、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトをローラ６５１、６５２に掛け回して支持し、回転駆動する中間転写ベルト６１を備える転写装置６０を配置している。
いずれの作像ユニット１０でも同様の構成であるので、この図においては、色の区別に関係ない場合はＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの表示を省略する。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋを有し、各感光体１１の周りには、感光体１１表面に電荷を与える帯電装置２０、感光体１１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置３０、感光体１１表面に、図示しない潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置、トナー像転写後の感光体１１表面のクリーニングをするクリーニングブレードを備えるクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。これで、一つの作像ユニット１０を形成している。なお、ここでは、作像ユニット１０は、感光体１１と、帯電装置２０、現像装置３０、クリーニング装置４０、潤滑剤塗布装置のいずれか１つ以上を一体的に支持されていて、画像形成装置１に着脱可能になっているプロセスカートリッジとして用いている。ただし、作像ユニット１０の形態を成していれば良く、ここで例示した帯電装置２０等に限定するものではない。
【００２５】
感光体１１は、アモロファスシリコーン、セレン等の金属、または、有機感光体であり、ここでは、有機感光体で説明する。有機感光体１１としては、導電性支持体上に、フィラー分散した樹脂層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層、その表面にフィラーを分散させた保護層を有する。
感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質を含む単層構成の感光層でも構わないが、電荷発生層と電荷輸送層で構成される積層型が感度、耐久性において優れている。
電荷発生層は、電荷発生能を有する顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。結着樹脂としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等があげられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００質量部に対し０〜５００質量部、好ましくは１０〜３００質量部が適当である。
また、電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、保護層が感光層の上に設けられることもある。保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体１１を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、シリカ等の無機フィラー、また有機フィラーを分散したもの等を添加することができる。保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体１１を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層９の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下程度が良好である。
【００２６】
帯電装置２０は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２１を備える。帯電ローラ２１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。このイオンを放電する帯電ローラ２１は、材質としては弾性樹脂ローラを用いている。また、帯電ローラ２１は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有することがある。
また、帯電ローラ２１は、感光体１１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２１の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１１表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ２１は、感光体に近接させずに、接触させても良い。ローラ形状であり、感光体１１に近接している部分で、放電して、感光体１１を帯電させることができる。また、近接させて非接触にすることで、帯電ローラ２１の転写残トナーによる汚れの発生を抑えることができる。また、帯電ローラ２１には、帯電ローラ２１表面に接触してクリーニングする図示しない帯電クリーナローラが設けられている。
現像装置３０は、感光体１１と対向する位置に、図示しないが内部に磁界発生手段を備える現像スリーブが配置されている。現像スリーブの下方には、図示しないトナーボトルから投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブへ汲み上げる機構を併せて有する攪拌・搬送スクリューが備えられている。現像スリーブによって搬送されるトナーと磁性キャリアからなる現像剤は、規制部材によって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブに担持される。現像スリーブは、感光体１１との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１１に供給する。また、未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジが、着脱可能に感光体１１上部の空間に収納される。図示しないモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置３０に必要に応じトナーを供給するようになっている。消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジを、特に大容量としておくことも可能である。
一方、クリーニング装置４０は、前述のように、クリーニングブレード４１及びそのクリーニングブレード４１を保持するホルダー等で構成され、感光体１１に対してそのクリーニングブレード４１を圧接させることにより、感光体１１から残留トナーを除去する。
クリーニング装置４０によりクリーニングされて感光体１１から取り除かれたトナーは、トナー搬送部材によって、廃棄トナーとして図示していない廃棄トナーボトルに蓄えられ、サービスマンなどにより回収されるか、あるいはリサイクルトナーとして現像装置３０などに運ばれ現像に使用される。
このような構成のクリーニング装置の場合、前述のように、クリーニングブレード４１と感光体との間でスティックスリップが発生することが知られている。スティックスリップにより、クリーニングブレード４１や感光体は加振され、音響放射することによって騒音が発生する。特に、感光体が共振した際や、クリーニングブレード４１が共振して感光体への加振力が大きくなった場合は、騒音は大きくなる。
【００２７】
転写装置６０は、トナー像が積層される中間転写ベルト６１、感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト６１に転写・積層させる一次転写ローラ６２、積層されたトナー像を記録部材９に転写する二次転写ローラ６３等を備えている。さらに、転写装置６０は、二次転写ローラ６３に対向する部分で、中間転写ベルト６１の内側には、対向部材６７を設けている。
中間転写ベルト６１を挟んで、各感光体１１と対向する位置には、感光体１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト６１上に一次転写する一次転写ローラ６２がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ６２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、感光体１１から中間転写ベルト６１側に引き寄せ移行させることで、一次転写する。また、この一次転写ローラ６２は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有させ、半導電性にすることが好ましい。一次転写ローラ６２の抵抗値が異なっていても転写効率はほとんど変わらないが、画像面積比が異なると転写効率は大きく異なってくるため、安定して転写効率を維持できない。これは、転写ニップ部においてトナーが介在しない部分に電流が優先的に流れてしまう結果、画像面積比が小さい場合には転写電圧値が低くなって転写に必要な電界が十分得られなくなるためである。特に、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合には転写部に介在するトナーの抵抗値の影響が大きくなるため、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合ほど顕著になる。このように定電流制御を採用する場合には一次転写ローラ６２として抵抗値の高いものを使用することが望まれるが、その抵抗値が５×１０８Ωを越えると電流のリークによってトナー像を乱すおそれが強まる。したがって、一次転写ローラの抵抗値は、１×１０５Ω以上５×１０８Ω以下の範囲内のものを用いるのが好ましい。トナーが介在しない部分に電流が優先的に流れてしまう現象は、上述のトナー抵抗によるだけでなく、一次転写ローラ６２の中心に設けられている芯金に印加される一次転写電圧と感光体１１との電位差が、トナーが現像されていない個所の方がトナーが現像された個所よりも大きいために、より大きな電位差の方に転写電流が流れ易いことにもよる。これは、トナー像が感光体１１の帯電極性と同じで、感光体１１の像露光を受けて感光体電位が除電された個所にトナーが現像されることで感光体１１上にトナー像を形成する画像形成装置１の場合に発生する。トナー像の形成されていない個所の感光体電位が高く、トナー像の形成された個所の感光体電位は低いが、転写電位は感光体電位とは逆極性なので、一次転写電圧と感光体電位との差が、トナーが現像されていない個所の方がトナーが現像された個所よりも大きくなる。この場合一次転写ローラ６２の抵抗値は、望ましくは、５×１０７Ω以上５×１０８Ω以下の範囲内のものが好ましい。５×１０７Ω以上５×１０８Ω以下の範囲内では、一次転写ローラ６２の低温環境での抵抗上昇があると、上記範囲に入ることが困難となり、二次転写は定電流制御していますので、斥力ローラ６７に印加される電圧が上昇し、電流のリークが生じてしまう。そこで、本発明の画像形成層１のように、低温環境下に装置が置かれた場合に、全ての一次転写ローラ６２を保温することにより、全ての一次転写ローラ６２の抵抗上昇を低減することで、リークの発生を防止することができる。
【００２８】
また、中間転写ベルト６１に積層されたトナー像は、二次転写ローラ６３で記録部材に二次転写される。二次転写ローラ６３には、一次転写ローラ６２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、中間転写ベルト６１から、搬送されてきた記録部材側に引き寄せ移行させることで、二次転写する。
また、中間転写ベルト６１には、二次転写後の中間転写ベルト６１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置６４が設けられている。回転部材６４２が中間転写ベルト６１と当接・離間する機構を備え、画像形成装置１本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。回転部材６４２を中間転写ベルト６１に当接し、これによって、中間転写ベルト６１上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材の添剤を中間転写ベルト６１から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、図示しない容器に貯留する。
回転部材６４としては、金属ローラ、ゴムローラ、ブラシローラ及びスポンジローラから選ばれるローラを用いることができる。また、トナーとしては、体積平均粒子径が８．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ〜８．０μｍのトナー用いることができる。
【００２９】
さらに、この画像形成装置１には、中間転写ベルト６１に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置９３が設けられている。潤滑剤塗布装置９３は、固定されたケースに収容された固形潤滑剤９３２と、固形潤滑剤９３２に接触して潤滑剤を削り取り、中間転写ベルト６１に塗布するブラシローラ９３１とブラシローラ９３１で塗布された潤滑剤を均す潤滑剤塗布ブレード９３４を備える。固形潤滑剤９３２は、直方体状に形成されており、加圧バネ９３３によってブラシローラ９３１側に付勢されている。固形潤滑剤９３２はブラシローラ９３１によって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧バネ９３３で加圧されているために常時ブラシローラ９３１に当接している。ブラシローラ９３１は、回転しながら削り取った潤滑剤を中間転写ベルト６１表面に塗布する。
なお、同様の機能を有する潤滑剤塗布装置９３を感光体１１に対して配設してもよい。
本実施形態においては、上記ブラシローラによる潤滑剤塗布位置に対して移動方向の下流側の中間転写ベルト６１表面に潤滑剤均し手段としての不図示の潤滑剤塗布ブレードを当接させている。潤滑剤塗布ブレードは弾性体であるゴムから構成されているものであり、クリーニング手段としての機能も持たせ、中間転写ベルト６１の移動方向に対してカウンタ方向に当接してある。上記固形潤滑剤としては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸、オレイン酸、パルチミン酸等の脂肪酸基を有する金属化合物なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
転写装置６０の下方には、記録紙上のトナー像を記録紙に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、図示しないが、主に、内部にハロゲンヒータを有する定着ローラと、これに対向し、圧接して配置される加圧ローラとから構成されている。定着装置７０は、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。
【００３０】
画像形成動作は、まず、負荷電極性の感光体１１に対し、露光装置１２のレーザビームにより各感光体１１の表面に形成された色毎の静電潜像が形成される。次に、現像装置３０で、感光体１１の帯電極性と同極性（負極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる反転現像がおこなわれる。このときに、無端状の中間転写ベルト６１が、複数のローラ６５１〜６５３により支持されて、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの上部に設けられて、各感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの現像工程後の一部が接触するように張架、配置されて、走行している。また、中間転写ベルト６１には、各感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋに形成されたトナー画像を１次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｋで、中間転写ベルト６１上に転写され、トナー画像が重ねられて、未定着の画像が形成される。中間転写ベルト６１の外周部には、クリーニングバックアップローラ６４１に対向する位置にベルトクリーニング装置６４が設けられている。このベルトクリーニング装置６４は、中間転写ベルト６１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。さらに、中間転写ベルト６１の外周で、支持ローラ６５３の対向する位置には、二次転写ローラ６３が設けてある。中間転写ベルト６１と２次転写ローラ６３の間に記録部材９を通過させながら、二次転写ローラ６３にバイアスを印加することで中間転写ベルト６１が担持するトナー画像が記録部材９に転写される。二次転写ローラ６３に印加される転写電圧の極性は、トナーの極性と逆のプラス極性である。これらの中間転写ベルト６１に関連する部材は、中間転写ベルト６１とともに転写装置６０として一体的に構成してあり、画像形成装置１に対し着脱が可能となっている。
画像形成装置１の下側には記録部材９を供給可能に収納した給紙カセット８１を備える給紙装置８０が配備されている。この給紙カセット８１から、確実に記録部材９の一枚だけが搬送ローラ８２によりレジストローラ８４に送られる。さらに、二次転写ローラ６３を通過した記録部材９は、搬送方向下流に備えられた定着装置７０まで搬送される。定着後の記録部材９は、排紙ローラ８５により、画像形成装置１の外に設けた排紙トレイに排紙、スタックさせる。図１において、６６は搬送ベルト、８３は搬送ローラ、図２において、９２はテンションローラである。
以上の構成によれば、騒音が低減可能なクリーニング装置４０を備えた画像形成装置１を実現できる。
【符号の説明】
【００３１】
１  画像形成装置
２  給紙部
３  画像形成部
４  スキャナ部
５  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
９  記録部材
１０  作像ユニット（プロセスカートリッジ）
１１  感光体
１２  露光装置
１３  除電装置
２０  帯電装置
２１  帯電ローラ
３０  現像装置
４０  クリーニング装置
４１  クリーニングブレード
４２  ホルダー
４３  弾性体部材
４５  移動接触手段
４６  接触圧力検知手段
５１  回転速度検知手段
５３  演算部
５４  騒音レベル判定部
５５  移動制御部
６０  転写装置
６１  中間転写ベルト
６２  一次転写ローラ
６３  二次転写ローラ
６４  ベルトクリーニング装置
６４１  クリーニングバックアップローラ
６４２  回転部材
６５  支持ローラ
６５１  従動ローラ
６５２  駆動ローラ
６５３  支持ローラ
６６  搬送ベルト
７０  定着装置
８０  給紙装置
８１  給紙カセット
８２  給紙ローラ
８３  搬送ローラ
８４  レジストローラ
８５  排紙ローラ
９３  潤滑剤塗布装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２０１０−１４５４３０
【特許文献１】特開２００５−２１５１６３
【特許文献２】特開２００５−３３８１７０
【特許文献３】特開２００５−２０２０２６
【図１】
2012137584.tif 000003
【図２】
2012137584.tif 000004
【図３】
2012137584.tif 000005
【図４】
2012137584.tif 000006
【図５】
2012137584.tif 000007
【図６】
2012137584.tif 000008
【図７】
2012137584.tif 000009
【図８】
2012137584.tif 000010
【図９】
2012137584.tif 000011
【図１０】
2012137584.tif 000012
【図１１】
2012137584.tif 000013
【図１２】
2012137584.tif 000014