(57)【要約】【課題】プレード部材と像担持体との摺接状態をまったく変更することなく、ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知し、この検知結果に基づいて、自動的に騒音を抑制することができるようにする。【解決手段】ブレード部材５０を振動源とする振動レベルをブレードホルダ５３に配置した振動検知部５５で検知する。振動検知部５５の検知結果に基づいて剛性変化手段５７を作動させ、ブレードホルダ５３の振動レベルが減少するように、ブレードホルダ５３の剛性を制御手段５６の駆動制御部５６ｃで増減制御する。【選択図】図３
2012155267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であって、
前記像担持体の表面と当接して前記トナーを除去するブレード部材と、
前記ブレード部材を保持するブレードホルダと、
前記ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知する振動検知手段と、
前記ブレードホルダの剛性を変化させる剛性変化手段と、
前記振動検知手段の検知結果に基づいて前記剛性変化手段を作動させ前記ブレードホルダの振動レベルが減少するように前記ブレードホルダの剛性を増減制御する制御手段と、
を有するクリーニング装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記振動検知手段の検知結果が、所定の振動レベル未満であるとき前記剛性変化手段を非作動とし、所定の振動レベル以上であるとき前記剛性変化手段を作動させる請求項１のクリーニング装置。
【請求項３】
前記振動検知手段を前記ブレードホルダの長手方向に沿って複数配置し、少なくとも１つの振動検知手段の検知結果が所定の振動レベル以上であるとき前記剛性変化手段を作動させる請求項２のクリーニング装置。
【請求項４】
前記剛性変化手段を、
前記ブレードホルダに沿って配置した構造部材と、
前記ブレードホルダと前記構造部材との間の隙間内に配置され、前記隙間を増減する方向に伸縮自在な支持部材と、
前記ブレードホルダと前記中間部材とを互いに拘束し、前記支持部材の伸長に抗して前記ブレードホルダと前記中間部材の間の最大隙間を規制する規制部材と、
で構成した請求項１から３のクリーニング装置。
【請求項５】
前記支持部材を前記ブレードホルダの長手方向に複数配置した請求項４のクリーニング装置。
【請求項６】
前記支持部材を前記ブレードホルダの所定の振動モードにおける振動の腹に対応する位置に配置した請求項４のクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたプロセスユニット。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。
【請求項９】
請求項７に記載のプロセスユニットを複数備えたカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のコピー機・ＦＡＸ・プリンタなどにおいて発生するブレード部材と像担持体（感光体ドラム）との間の振動を原因とする騒音や画像劣化を低減し、安定したクリーニング特性を有するクリーニング装置、プロセスユニット、画像形成装置及びカラー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では、像担持体としての感光体ドラム上に形成された静電潜像上にトナーを供給し、このトナー像を転写材上に転写して印刷物を形成する一方、転写しきれなかった残留トナーを感光体ドラム上から除去するために、ブレード部材を感光体ドラムに摺接させて残留トナーを除去するクリーニング装置が広く使用されている。
【０００３】
ブレード部材を使用するクリーニング装置は、像担持体との密着性を高めてトナー除去力を向上させるために、できるだけ高圧力でブレード部材を像担持体に押し付けることが多い。この場合、クリーニング作用を向上させる方法の１つとして、像担持体との当接部に滞留する転写残トナーを取り除くことが挙げられる。取り除く方法として、ブレード部材と像担持体との間に生じる摩擦力により生じる、ブレード部材の圧縮復元運動（スティックスリップ）を活性化させることが知られている。ブレード部材を像担持体に押し付けることにより、スティックスリップを起こす頻度が増え、ブレードの運動により滞留するトナーが像担持体上に漏出し、クリーニング性が向上する。しかし、圧力を高め過ぎるとブレード部材が振動し始め、この振動を起因としていわゆるビビリ音や、ブレード部材当接縁と像担持体との共振を起因として高音の異音が発生することがある。
【０００４】
また、ブレード部材と感光体ドラムとの相対的な振動が増加すると、ブレード部材の摩擦により感光体ドラムを駆動する際に負荷変動が生じる。したがって、感光体ドラムの速度変動が増加してしまい、結果としてバンディングなどの画像劣化が発生するおそれがある。バンディングとは、出力される画像に速度変動周波数に応じた濃淡が発生する画像劣化現象のことをいい、感光体ドラムの速度変動が増大することが原因となっている。
【０００５】
また、ブレード部材が共振により振動した場合、感光体ドラムとブレード部材の先端との間に空隙が生じることもある。この場合、当該空隙がトナーの粒子径よりも大きくなると、トナーのすり抜けが生じてクリーニング不良の原因になってしまう。
【０００６】
従来、画像形成装置における前述した振動騒音対策として、特許文献１にはブレード部材とこれを支持するブレードホルダとの接合部に防振シートなどの振動吸収部材を配置する発明が開示されている。特許文献２には、像担持体とブレード部材のスティックスリップにより発生する振動周波数とブレード部材の共振周波数が一致または近傍に存在しないようにブレード部材の共振周波数を設定し、共振による振動増幅を回避することで低騒音化を図る発明が開示されている。特許文献３には、ブレードホルダやクリーニングフレームに錘を装着して振動騒音を抑制する発明が開示されている。特許文献４には、ブレードホルダがスティックスリップにより発生する振動周波数と共振しないように、ブレードホルダの厚さ、幅、長さなどを変化させたり、ブレード部材をブレードホルダに固定する位置、固定箇所の数・形状等を変更することでブレード部材の固有振動数を変更して振動を抑制する発明が開示されている。特許文献５には、ブレードホルダ上の振動を検知し、予め設定されたある閾値（６０〜１００ｄＢ）を越える振動ないし騒音が発生した際には、ブレードホルダの位置を移動させるなどしてブレード部材と像担持体の接触圧または接触角を変更し、これによって振動・騒音を低減する発明が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜４発明は、ブレード部材自体を自励振動しにくいようにするものであるが、ブレード部材と像担持体との摺接状態は固定的でまったく変化しないわけではなく、周囲の温度や湿度の変化、あるいはブレード部材の劣化などの経時変化等によって摺接状態が変化する。摺接状態がこのように変化するとブレード部材の共振周波数が変化し、振動吸収部材が有効に機能しなくなったり、ブレード部材の非共振設定が役に立たなくなることがある。そうすると振動・騒音を抑制する作用が働かなくなり、画像劣化やクリーニング性能の悪化が生じるという課題がある。要するに、特許文献１〜４の発明による騒音対策は、製造時に分かっている騒音に対するものに限定され、環境変化や経時変化に伴って稼動現場で後発的に発生する振動・騒音については有効な解決手段になり得ない。このため、画像形成装置の設置時にはまったく騒音発生がなくても、その後にブレード部材付近から騒音が発生すると、ブレード部材を交換するか、あるいは制振用に追加部品を装着するなどの対策を人手に依存して取らなければならないという課題があった。
【０００８】
また、特許文献５の発明は、ブレード部材と像担持体の接触圧または接触角を変更することで騒音を低減するので、仮に騒音を低減できたとしてもブレード部材によるトナー除去のための最適設定が失われてクリーニング性能が低下する可能性がある。
【０００９】
本発明は、プレード部材と像担持体との摺接状態をまったく変更することなく、ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知し、この検知結果に基づいて、ブレードホルダの剛性を増減変化させることによって、自動的に騒音を抑制することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、以下の１ないし９の発明によって、上記課題は解決される。
１．像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であって、
前記像担持体の表面と当接して前記トナーを除去するブレード部材と、
前記ブレード部材を保持するブレードホルダと、
前記ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知する振動検知手段と、
前記ブレードホルダの剛性を変化させる剛性変化手段と、
前記振動検知手段の検知結果に基づいて前記剛性変化手段を作動させ前記ブレードホルダの振動レベルが減少するように前記ブレードホルダの剛性を増減制御する制御手段と、
を有するクリーニング装置。
２．前記制御手段は、前記振動検知手段の検知結果が、所定の振動レベル未満であるとき前記剛性変化手段を非作動とし、所定の振動レベル以上であるとき前記剛性変化手段を作動させる前記１のクリーニング装置。
３．前記振動検知手段を前記ブレードホルダの長手方向に沿って複数配置し、少なくとも１つの振動検知手段の検知結果が所定の振動レベル以上であるとき前記剛性変化手段を作動させる前記２のクリーニング装置。
４．前記剛性変化手段を、
前記ブレードホルダに沿って配置した構造部材と、
前記ブレードホルダと前記構造部材との間の隙間内に配置され、前記隙間を増減する方向に伸縮自在な支持部材と、
前記ブレードホルダと前記中間部材とを互いに拘束し、前記支持部材の伸長に抗して前記ブレードホルダと前記中間部材の間の最大隙間を規制する規制部材と、
で構成した前記１から３のクリーニング装置。
５．前記支持部材を前記ブレードホルダの長手方向に複数配置した前記４のクリーニング装置。
６．前記支持部材を前記ブレードホルダの所定の振動モードにおける振動の腹に対応する位置に配置した前記４のクリーニング装置。
７．前記１から６のいずれかのクリーニング装置を備えたプロセスユニット。
８．前記１から６のいずれかのクリーニング装置を備えた画像形成装置。
９．前記７のプロセスユニットを複数備えたカラー画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、プレード部材と像担持体との摺接状態をまったく変更することなく、ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知する振動検知手段の検知結果に基づいて、制御手段により剛性変化手段を作動させ、これによりブレードホルダの振動レベルが減少するようにブレードホルダの剛性を増減制御するので、画像形成装置の使用開始当初から発生する振動は勿論のこと、画像形成装置の使用開始後の環境変化や経時変化によって後発的に発生する振動であっても、当該振動に応じてブレードホルダの剛性を適宜変化させることによってブレードホルダの固有振動数をブレード部材の自励振動を起こさないように変化させることができるので、像担持体に対するブレード部材のスティックスリップによる自励振動を主因とする騒音の発生を効果的に抑制することができる。また、ブレード部材のスティックスリップによる自励振動を抑制することでブレード部材の挙動が安定化し、これにより像担持体の負荷変動ないし速度変動を低減し、またクリーニング性の向上によりブレード部材をすり抜ける残トナーの割合を大幅低減することができ、現像特性と転写性の向上で高画質の画像形成ができる。また、ブレード部材の挙動安定化によりブレードエッジの劣化低減ないし老朽化低減にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るプロセスユニットの概略構成図である。
【図３】本発明に係るクリーニング装置の概略構成図である。
【図４】本発明に係るクリーニング装置の変形例の概略構成図である。
【図５】本発明に係るクリーニング装置の剛性変化手段の概略斜視図である。
【図６】本発明に係るクリーニング装置の剛性変化手段の概略側面図である。
【図７Ａ】クリーニング装置のブレード部材から鳴き騒音が発生している場合の振動レベルの計測図である。
【図７Ｂ】剛性変化手段を駆動させた後の振動レベルの計測図である。
【図８】剛性変化手段を制御する制御手段のフローチャートである。
【図９】本発明に係るクリーニング装置の剛性変化手段の変形例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム２と、感光体ドラム２の表面を帯電する帯電装置３と、感光体ドラム２上にトナー画像を形成する現像装置４と、感光体ドラム２の表面を清掃するクリーニング装置５と、感光体ドラム２の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置６を備えている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１０に対して一体的に着脱可能に構成されている。プロセスユニットはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並置してもよい。
【００１５】
この装置で使用するトナーは、形状が球形で均一化した小粒径の重合トナーを使用するものとする。本発明では感光体表面に良好な潤滑剤塗布層を形成することができるため、ブレード部材の挙動安定化によるクリーニング性の向上が図れ、これによりブレード部材をすり抜ける残トナーの割合を大幅に低減することができ、形状が球形で均一化した小粒径の重合トナーによる現像特性と転写性の向上で高画質の画像形成ができる。
【００１６】
画像形成装置本体１０の上部には、各色のトナーを充填したトナーボトル７が設けてある。トナーボトル７内の各色トナーは、図示しないトナー移送管を介して対応する現像装置４へ移送されるようになっている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、各感光体ドラム２の表面を露光する露光装置８が配設されている。露光装置８からは、各感光体ドラム２へレーザ光が照射されるようになっている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、転写装置９が配設されている。転写装置９は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１１を有する。中間転写ベルト１１は、複数の支持ローラ１２，１３，１４，１５によって張架されている。複数の支持ローラ１２，１３，１４，１５のうちの１つが駆動ローラとなっており、その駆動ローラが回転することにより、中間転写ベルト１１は図の矢印に示す方向に走行するようになっている。
【００１７】
４つの感光体ドラム２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１６が配設されている。この一次転写ローラ１６は導電性弾性ローラであり、中間転写ベルト１１の裏面から感光体ドラム２に対して押し当てられるように配置されている。この一次転写ローラ１６には一次転写バイアスとして定電流制御されたバイアスが印加されている。各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム２とによって中間転写ベルト１１を挟み込んだ箇所には、一次転写ニップが形成されている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１１の図の右側の外周面に、二次転写手段としての二次転写ローラ１７が当接している。この二次転写ローラ１７とこれに対向する支持ローラ１２とによって中間転写ベルト１１を挟み込んだ箇所には、二次転写ニップが形成されている。支持ローラ１２には二次転写バイアス用の電源が接続される。支持ローラ１２にトナーと同極性の電圧を印加することで、トナーが中間転写ベルト１１から記録用紙側へ向かう電圧が生じるため、トナー像を記録用紙に転写させることが出来る。なお、二次転写ローラ１７を導電性弾性ローラとし、この二次転写ローラ１７に二次転写バイアス用の電源を接続して二次転写ローラ１７に転写バイアスを印加し、中間転写ベルト１１上のトナー像を記録用紙へ二次転写する形態でも問題は無い。また、転写バイアス用の電源のうち、一方を支持ローラ１２に、もう一方を二次転写ローラ１７に接続する構成でも問題は無い。
【００１９】
一次転写工程後、感光体ドラム２の表面には転写しきれなかったトナーが僅かに残留する。感光体ドラム用クリーニング装置５は、前記残留トナーを掻き取るための弾性を有する板状のブレード部材５０を備え、ブレード部材５０の先端エッジを感光体ドラム２表面に摺接させてクリーニングする。また、中間転写ベルト１１の図の左端の外周面には、中間転写ベルト１１の表面を清掃するベルトクリーニング装置１８が配設されている。
【００２０】
画像形成装置本体１０の下部には、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した給紙トレイ１９や、給紙トレイ１９から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等が設けてある。また、画像形成装置本体１０内には、給紙トレイ１９から上方へ記録用紙Ｐを案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ２０を配設した位置から二次転写ローラ１７を配設した位置に至る途中には、記録用紙Ｐの搬送タイミングを計るための一対のレジストローラ２１が配設されている。また、二次転写ローラ１７の配設位置の上方には、記録用紙Ｐ上の画像を定着させるための定着装置２２を配設している。さらに、定着装置２２の上方には、画像形成装置本体１０の上面を凹ませて形成したストック部２３に記録用紙Ｐを排出するための一対の排紙ローラ２４が配設されている。
【００２１】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体ドラム２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２の表面が帯電装置３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム２の表面には、露光装置８からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として現像化（可視画像化）される。
【００２２】
中間転写ベルト１１を張架する駆動ローラが回転駆動することにより、中間転写ベルト１１が図の矢印で示す方向に走行する。また、各一次転写ローラ１６に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト１１はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、トナー画像の転写を終えた各感光体ドラム２の表面に、潤滑剤塗布装置６によって潤滑剤が塗布され、次いで、クリーニング装置５によって各感光体ドラム２の表面に残留するトナーが除去される。
【００２３】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ２０の回転を開始し、給紙トレイ１９に収容された記録用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ２１によって一旦停止される。その後、レジストローラ２１の駆動を再開し、記録用紙Ｐを、上記中間転写ベルト１１上のトナー画像とタイミングを合わせて、二次転写ローラ１７と中間転写ベルト１１との間の二次転写ニップに送る。このとき二次転写ローラ１７には、中間転写ベルト１１上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、記録用紙Ｐと中間転写ベルト１１上のトナー画像とが二次転写ニップに到達した際、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。また、転写後の中間転写ベルト１１上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１８によって除去される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは定着装置２２へと搬送され、そこでトナー画像が記録用紙Ｐに定着される。その後、記録用紙Ｐは排紙ローラ２４によってストック部２３へと排出される。
【００２４】
以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００２５】
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの概略構成図である。以下、図２に基づいて、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの構成を説明する。図２に示すように、帯電装置３は、感光体ドラム２に対向して配設された帯電部材としての接触式の帯電ローラ３０と、この帯電ローラ３０が感光体ドラム２と対向する面と反対側の面に当接するように配置された帯電クリーニングローラ３１とによって構成されている。帯電ローラ３０は感光体ドラム２に対して接触式とすることでオゾンの発生を抑制することができる。帯電ローラ３０は感光体ドラム２に対して微小ギャップをもって対向させてもよく、これにより帯電ローラ３０の表面に対して感光体ドラム２からのトナー等の汚れが付着しにくくなり、帯電ローラ３０の汚れを抑制してその長寿命化が図ることができる。
【００２６】
帯電ローラ３０は、感光体ドラム２に対して直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を行う。ＡＣ帯電を行うことにより、帯電電流が十分に流れ、微小なギャップ変動に起因する帯電電位のバラツキなどの影響が抑制され、均一な帯電により像担持体帯電電位が安定して高画質な画像が得られる。
【００２７】
現像装置４は、現像剤を収容した現像ケース４０と、この現像ケース４０に回転自在に支持され、かつ該現像ケースに形成された開口を通して感光体ドラム２に対向して配置された現像ローラ４１と、その現像ローラ４１上の現像剤量を規制する現像ブレード４２と、現像ケース４０内の現像剤を現像ローラ４１に搬送する搬送スクリュー４３とを有している。現像剤としてトナーとキャリアを有する二成分系現像剤を用いている。
【００２８】
クリーニング装置５は、感光体ドラム２上の残留トナーを除去するブレード部材５０と、除去されたトナーを図示しない廃トナーボトルに搬送する廃トナー回収コイル５１とを有する。また、感光体ドラム２の回転方向に対しクリーニング装置５の下流側に潤滑剤塗布装置６が配設されている。感光体ドラム２の回転方向に対して潤滑剤塗布装置６のさらに下流側には、展延ブレード３５が配置されている。
【００２９】
次に、図２を参照して、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの動作について説明する。作像動作が開始されると、感光体ドラム２が図２の時計回りに回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電ローラ３０によって感光体ドラム２が所定の極性に帯電される。また、帯電ローラ３０は、帯電クリーニングローラ３１によって清掃される。その後、図示しない露光装置からの露光によって形成された感光体ドラム２上の静電潜像が現像ローラ４１との対向位置に移動し、そこで現像ローラ４１から静電潜像にトナーが供給される。詳しくは、図２の反時計回り回転する現像ローラ４１に担持された現像剤が、現像ブレード４２によって所定の厚さに規制された後、現像ローラ４１と感光体ドラム２との間の現像領域に運ばれて、ここで現像剤中のトナーが感光体ドラム２上の静電潜像に静電的に移行して、当該静電潜像がトナー画像として可視像化される。そして、感光体ドラム２上のトナー画像は、感光体ドラム２の上部位置に移動し、ここで中間転写ベルトに転写される。
【００３０】
上記トナー画像が転写された後、図２の時計回りに回転するブラシローラ６１によって、感光体ドラム２の表面に潤滑剤が塗布される。その後、感光体ドラム２の表面に残留するトナーがブレード部材５０によって除去され、除去された残留トナーは、廃トナー回収コイル５１によって図示しない廃トナーボトルに搬送される。
【００３１】
次に、図３を参照して本発明のクリーニング装置５の詳細について説明する。このクリーニング装置５は、図２のプロセスユニットの筐体に固定されたブレードホルダ５３を有する。このブレードホルダ５３に前記ブレード部材５０を取り付けている。ブレード部材５０は弾性を有する板状であって、例えば厚さが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍで反発弾性が３０％〜５０％である。ブレード部材５０を感光体ドラム２に当接させた時の接触角は例えば７〜１５°、当接圧力は２０Ｎ／ｍ〜３０Ｎ／ｍ、感光体ドラムの表面摩擦係数は０．２５〜０．４５である。ブレードホルダ５３上には振動検知手段としての振動検知部５５が配置され、この振動検知部５５によって、画像形成装置の稼動中のブレードホルダ５３の振動レベルを計測するようになっている。図３では振動検知部５５をブレードホルダ５３上に配置したが、このように配置する他、振動検知部５５はブレード部材５０を振動源とした振動レベルを検知する任意の場所に配置可能である。例えばブレードホルダ５３を支持するプロセスユニットの筐体や感光ドラムの内部に振動検知部５５を配置することも可能である。あるいは、振動検知部５５を前述した場所の複数箇所に分散配置してもよい。
【００３２】
ブレードホルダ５３は、振動減衰効果の高い例えばＡＢＳ樹脂等で成形したものを使用することができ、さらに振動減衰特性を高めるために当該樹脂に必要に応じてガラス系の材料等を混合してもよい。本発明はブレードホルダ５３に剛性変化手段５７を付設するが、図３ではこの剛性変化手段５７を概念的にのみ示し、具体例は図５と図６に図示する。
【００３３】
振動検知部５５の出力は、ブレードホルダ５３の剛性を増減制御する制御手段５６に入力される。この制御手段５６は、Ａ／Ｄ変換部を含むＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理部５６ａと、振動ピーク判定部５６ｂと、駆動制御部５６ｃからなり、振動検知部５５の出力がＡ／Ｄ変換により離散化してＦＦＴ処理部５６ａに入力され、このＦＦＴ処理部５６ａで、得られた振動データの周波数変換が行われ、ＦＦＴ処理データから振動ピーク判定部５６ｂにおいて騒音が発生しているかどうかの判定を行う。騒音が発生している場合、図７Ａに示すように周波数変換した振動データ上には特定の周波数の強い振動ピークＰＫが検知される。そこで、予め設定しておいた振動レベルのある閾値（音圧レベルで例えば６０〜１００ｄＢ）を超えるようなピークが計測された場合は騒音が発生したと判断する。その場合には駆動制御部５６ｃがブレードホルダ５３の剛性を変化させるために剛性変化手段５７を駆動させ、ブレードホルダ５３の固有振動数を変化させる。これによりスティックスリップによる自励振動を主因とする騒音の発生が抑制され、図７Ｂに示すように振動レベルのピークが解消される。
【００３４】
振動検知部５５としては圧電素子などを使用することが可能である。圧電素子は、圧力を加えることにより電圧が発生したり、逆に電圧を与えると変形したりする性質を有するものである。圧電素子であれば検知部を比較的小さくすることが可能であり、設置位置についても制限が少なく、ブレードホルダ５３の任意の箇所にエポキシ樹脂等の接着剤を使用して容易に取り付け可能である。圧電素子以外では、加速度センサやレーザを用いた振動検出も可能である。
【００３５】
振動検知部５５の取り付け位置は、ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知可能な位置であれば特に制約されない。しかし、ブレード部材５０を振動源とする振動は、単純な曲げ振動である場合以外に、ブレード部材５０の長手方向に対して、複雑な振動状態を示すことがある。このような場合、振動検知部の位置によりそれぞれ振動状態が異なるため、あるポイントにおける振動だけでは、ブレード部材５０全体の振動を把握できない不具合が生じる場合もある。
【００３６】
例えば、振動検知部５５の取り付け位置がブレードホルダ５３の振動モードの振動の「節」にあたる場合、振動検知部５５の検知感度が極端に鈍感になってしまう可能性がある。このような振動検知不良を回避するためには、図４に示すように振動検知部５５をブレードホルダ５３の長手方向に複数個取り付ければよい。このように複数個の振動検知部５５を取り付けることにより、一部の振動検知部５５の取り付け位置が特定の振動モードの振動の「節」にあたったとしても、残りの振動検知部５５がブレード部材５０を振動源とした振動レベルを正常かつ高感度に検知するので、前述の特定の振動モードにおいても振動検知感度を下げることなく、多くの振動モードに対して高い感度で振動を検知することができる。
【００３７】
本発明は、振動検知部５５の検知結果をブレードホルダ５３の剛性変化にフィードバックするために、ブレードホルダ５３の剛性を変える剛性変化手段５７を有する。図５と図６は剛性変化手段５７の具体的構成例を示したもので、ブレードホルダ５３に沿って構造部材５７ａを配置している。構造部材５７ａはブレード部材５０側に配置してもよいが、ブレード部材５０と反対側に配置してもよい。なお、図５と図６では振動検知部５５を省略している。
【００３８】
この構造部材５７ａは円柱状の支持部材５７ｂを介してブレードホルダ５３に保持されると共に、ブレードホルダ５３との間の最大隙間を規制するように、紐部材５７ｃによってブレードホルダ５３に連結されている。支持部材５７ｂと紐部材５７ｃは簡略化のために最少単位で図示するが、基本的には後述の図９のようにブレードホルダ５３の長手方向に複数配置する。支持部材５７ｂと紐部材５７ｃを複数配置することにより、ブレードホルダ５３と構造部材５７ａを形態的に安定化することができる。
【００３９】
支持部材５７ｂの上下両端は、ブレードホルダ５３と構造部材５７ａの双方に対して接着剤等で接着するか、あるいは一端は接着し他端はピボット継手等で相手部材に連結する構成としてもよい。支持部材５７ｂには、ブレードホルダ５３と構造部材５７ａとの間の隙間を増減する方向に伸縮できるようにアクチュエータが組み込まれている。そして、このアクチュエータを駆動制御部からの制御信号によって駆動することで支持部材５７ｂが垂直方向に伸縮するようになっている。
【００４０】
支持部材５７ｂを伸縮させるアクチュエータとしては、例えば圧電素子やステッピングモータを使用することができる。圧電素子は、前述の振動検知部５５に使用する場合は圧力を加えることにより電圧が発生する性質を利用したが、アクチュエータとして使用する場合は電圧を与えると変形（伸縮）する性質を利用する。すなわち、支持部材５７ｂの端部又は中間に圧電素子を配置し、この圧電素子に電圧を与えたり与えなかったりして支持部材５７ｂを伸縮させる。
【００４１】
ステッピングモータを使用する場合は、当該モータによって回転可能なネジとナットの組み合わせで構成する。具体的には、ステッピングモータを構造部材５７ａに配置し、ナットはブレードホルダ５３に配置することができる。駆動時には、ステッピングモータでネジを回転させることでブレードホルダ５３側のナットを上下に駆動する。これにより、構造部材５７ａとブレードホルダ５３の間の隙間を変化させることができ、ブレードホルダ５３全体としての剛性を変化させることができる。
【００４２】
紐部材５７ｃとしては布ひもや金属製ワイヤなどを用いることができる。紐部材５７ｃは、支持部材５７ｂのアクチュエータ駆動によってブレードホルダ５３が変形するのを防ぐために、できるだけ支持部材５７ｂの近傍に設置するのが望ましい。
【００４３】
本発明の剛性変化手段５７は、図５、図６に図示する構成に限定されるものではない。例えば、ブレードホルダ５３の長手方向に異方性部材を回動自在に配置し、この異方性部材をステッピングモータなどで回動させてその断面主軸が適当な方向を向くようにすることによって、ブレードホルダ５３の振動方向に対する剛性を変化させるようにしてもよい。
【００４４】
次に、図８に基づいて、画像形成装置が稼動している際の制御手段５６の実際の制御の流れを説明する。まず、ブレードホルダ５３上に備え付けられた振動検知部５５によってブレードホルダ５３の振動レベルを計測する（ステップＳ１）。ここで得られる振動データは時間領域でのものであり、このままではどの程度の振動が発生しているのかを判定するのが困難である。そこで、得られた振動データをＦＦＴ装置によってＦＦＴ変換することで周波数領域での振動データに変換する（ステップＳ２）。そしてこのデータから、振動ピーク判定部５６ｂにおいて騒音が発生しているかどうかの判定を行う。
【００４５】
周波数領域で見た振動データ上に、予め設定しておいた閾値（例えば音圧レベルで６０〜１００ｄＢ）を超えるような大きい振動ピークが存在する場合（ステップＳ３）、騒音を抑制するために、駆動制御部５６ｃによって剛性変化手段５７が動作し（ステップＳ４）、ブレードホルダ５３の剛性を所定量だけ増加させる。これによってブレードホルダ５３の固有振動数が変化し、騒音が抑制される（ステップＳ５）。ブレードホルダ５３の剛性を所定量だけ増加させると、剛性変化手段５７はいったん非作動となる。
【００４６】
次に、ステップＳ５からステップＳ１に戻ってもう一度振動レベルを計測を行い、ステップＳ２、ステップＳ３により騒音レベルが閾値を下回っていない場合には更なる剛性変化を行うようにステップＳ４で再度駆動制御を行う。これにより剛性変化手段５７は再度駆動される。このようにして、騒音レベルが一定値を下回るまでピーク判定と駆動制御を繰り返す。なお、ブレード部材５０の振動状態が安定するのを待つために、ステップＳ５からステップＳ１に再帰する前に遅延タイマを経由させてもよい。
【００４７】
騒音が発生している場合、ブレードホルダ５３には特定の周波数成分を強く含んだ振動があることがわかっている。この振動は、ブレード部材５０と感光体ドラム２の間のスティックスリップ振動によって誘発されたブレードホルダ５３の自励振動であると考えられている。ＦＦＴ装置によって得られた周波数領域での振動データを見てみると、騒音が発生している状態では、ブレードホルダ５３の固有振動数に対応する周波数成分の強いピークが存在する。振動ピーク判定部５６ｂでは予め振動レベルについてある閾値を設定しておき、これを超えるような強い振動ピークが存在すると騒音が発生していると判断する。
【００４８】
振動ピーク判定部５６ｂによって騒音が発生していると判断され、駆動制御部５６ｃと剛性変化手段５７によってブレードホルダ５３の剛性が変化した場合、これに伴ってブレードホルダ５３の固有振動数がシフトする。これにより、ブレード部材５０の振動によるブレードホルダ５３の自励振動の励起が抑制され、存在していた振動ピークが低減される。そして、振動ピークが閾値以下になった場合は振動ピーク判定部５６ｂにより騒音が無くなったと判定される。
【００４９】
画像形成装置の通常稼動時では支持部材５７ｂは縮んだ状態にあり、ブレードホルダ５３と構造部材５７ａは比較的緩い拘束によって結合している。画像形成装置の稼動中に振動検知部が所定の閾値を超える振動レベルの発生を検知すると、駆動制御部５６ｃからの指示で支持部材５７ｂのアクチュエータが駆動し、支持部材５７ｂが鉛直方向に伸張する。ブレードホルダ５３と構造部材５７ａは紐部材５７ｃによって互いに拘束されているので、この状態で支持部材５７ｂが伸張することで、ブレードホルダ５３と構造部材５７ａとの間の支持部材５７ｂによる保持強度が通常の状態よりも強くなる。このように、支持部材５７ｂの伸長によってブレードホルダ５３全体の剛性が増大することになる。
【００５０】
図９のように支持部材５７ｂの数を増やしてブレードホルダ５３の長手方向に複数設置した場合、ブレードホルダ５３と構造部材５７ａの間の保持強度の変化量を大きくすることができる。これによって、剛性の変化量が大きくなり、固有振動数のシフト範囲も大きくなるので、騒音発生抑制効果も大きくなることが期待できる。なお、図９では振動検知部５５を省略している。
【００５１】
対策すべき騒音の周波数が定まっている場合、シミュレーションなどの解析を行うことで、騒音が発生する際にブレードホルダ５３がどのような形状の振動モードを取るか、予め予測することができる。この予測をした上で、振動モードの「腹」にあたる部分、すなわち振動振幅の最も大きい箇所に支持部材５７ｂを設置するようにしてもよい。その場合、想定した振動モードの「腹」部分の変形が効果的に抑制されるため、特定のモードの振動に対して高い振動抑制効果を発揮させることが可能である。
【００５２】
本発明に係る潤滑剤塗布装置を備える画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ      プロセスユニット
２    感光体ドラム
３    帯電装置
４    現像装置
５    クリーニング装置
６    潤滑剤塗布装置
７    トナーボトル
８    露光装置
９    転写装置
１０  画像形成装置本体
１１  中間転写ベルト
１２，１３，１４，１５  支持ローラ
１６  一次転写ローラ
１７  二次転写ローラ
１８  ベルトクリーニング装置
１９  給紙トレイ
２０  給紙ローラ
２１  レジストローラ
２２  定着装置
２３  ストック部
２４  排紙ローラ
３０  帯電ローラ
３１  帯電クリーニングローラ
３５  展延ブレード
４０  現像ケース
４１  現像ローラ
４２  現像ブレード
４３  搬送スクリュー
５０  ブレード部材
５１  廃トナー回収コイル
５３  ブレードホルダ
５５  振動検知部
５６  制御手段
５６ａ      ＦＦＴ処理部
５６ｂ      振動ピーク判定部
５６ｃ      駆動制御部
５７  剛性変化手段
５７ａ      構造部材
５７ｂ      支持部材
５７ｃ      紐部材
６１  ブラシローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００９−０４２４９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５１６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−７２５２４号公報
【特許文献４】特開２００７−１１４６０６号公報
【特許文献５】特開２０１０‐１４５４３０号公報
【図１】
2012155267.tif 000003
【図２】
2012155267.tif 000004
【図３】
2012155267.tif 000005
【図４】
2012155267.tif 000006
【図５】
2012155267.tif 000007
【図６】
2012155267.tif 000008
【図７Ａ】
2012155267.tif 000009
【図７Ｂ】
2012155267.tif 000010
【図８】
2012155267.tif 000011
【図９】
2012155267.tif 000012