(57)【要約】【課題】従来より一層、摺擦ローラ上に、所定の厚みで、均一にトナー層を形成し、且つ、トナー層のチャージアップによる感光体ドラムへの影響を抑制することによって、従来より一層、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点といった画像形成における不具合を、抑制することが可能なクリーニング装置を提供する。【解決手段】ハウジング７ａには、搬送スパイラル２３と、トナーを回収及び感光体ドラム３を研磨する摺擦ローラ２１と、スクレーパ３１と、が設けられ、スクレーパ３１と感光体ドラム３との間には、コイルバネ３２が配設されている。感光体ドラム３が回転すると、摺擦ローラ２１上のトナー層は、コイルバネ３２で掻き乱された後、スクレーパ３１によって均一な層厚とされる。【選択図】図２
2009008962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体側に開口部を有するように配置されるハウジングと、前記開口部に配置され、前記像担持体に回転可能に当接し、前記像担持体表面の残瑠トナーの一部を回収すると共に該回収トナーの一部を前記像担持体表面に供給して該表面を研磨する清掃部材と、該清掃部材に対し前記像担持体表面の回転方向下流側に配設され、前記清掃部材により回収されなかった残留トナーを掻き落とすトナー除去手段と、前記清掃部材及び前記トナー除去手段により前記像担持体表面から回収及び掻き落とされたトナーを搬送するためのトナー搬送手段と、を備えたクリーニング装置において、
少なくともトナーとの接触部が、水に対する接触角が７０°以上である弾性材料からなり、前記清掃部材の表面に付着したトナー層を所定の層厚に規制することが可能なトナー規制手段と、
該トナー規制手段に対し前記清掃部材の回転方向上流側、且つ前記像担持体に対し前記回転方向下流側に配設され、前記清掃部材に付着したトナー層を掻き乱すためのトナー掻き乱し手段と、
が設けられたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記トナー掻き乱し手段が、コイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記トナー規制手段が、前記清掃部材の表面に付着したトナー層を５０μｍ以上１００μｍ以下に規制することを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記トナー規制手段は、トナーとの接触面側部分の第１の層と、該接触面とは反対面側部分の第２の層とからなる２層構造のシート状部材から形成されるものであり、前記第２の層が、前記第１の層より縦弾性係数が大きい材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニング装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体表面に残留する未転写トナーを除去するクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（以下、トナーという）が使用されている。そして、感光体ドラム等の像担持体上に、帯電および露光により形成された静電潜像を、現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行う画像形成プロセスが一般的に行われている。このような画像形成装置においては、感光体ドラム表面の残留トナーを除去するためのクリーニング装置が搭載されている。
【０００３】
感光体ドラムとして、芯金の周囲にα−Ｓｉからなる表層が積層されて形成されたものが用いられる場合、帯電時のコロナ放電等の放電によって、ドラム表面のα−Ｓｉが酸化されることが知られている。α−Ｓｉは、酸化されると親水性が高くなるため、ドラム表面に空気中の水分が吸着し易くなる。そして、吸着した水分に、放電によって発生したイオンが溶け込むと、ドラム表面の電気抵抗が低下する。その結果、静電潜像が十分に形成されず、鮮明な画像が形成されない、いわゆる像流れ現象が発生するおそれがある。
【０００４】
かかる像流れを防止するために、トナーを研磨剤として用い、クリーニング装置に摺擦ローラを配設することによって、感光体ドラム表面を研磨するする技術が知られている。かかる技術では、摺擦ローラを感光体ドラムと接触させることによって、感光体ドラムが回転すると、摺擦ローラが感光体表面上のトナーを付着させて回収すると共に回収トナーの一部を感光体ドラム表面上に供給しながら、ドラム表面に形成された微薄な酸化膜を削り取ることができる。そして、このように摺擦ローラを用いてドラム表面を研磨することによって、像流れの防止を図っている。
【０００５】
この際、回収されたトナーが摺擦ローラに多く付着すると、クリーニング装置内にトナーが充満し、クリーニング装置と感光体ドラムとの間に設けられたシール部からトナーが噴出するおそれがある。このため、従来、摺擦ローラ表面にステンレス製のスクレーパを配設することによって、摺擦ローラ表面上のトナー量が規制されていた。
【０００６】
一方、像流れをさらに抑制するための技術が提案されおり、例えば、特許文献１には、研磨剤入りのトナーを用い、摺擦ローラ２１の表面にかかる研磨剤を捕捉する弾性体を備えたクリーニング装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−６３１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の技術は、摺擦ローラ２１の表面に設けた弾性体により研磨材を捕捉し、トナーに対する研磨材の比率を高めることによって、比較的少量のトナーを用いても研磨を有効に行うことを可能とするためのものである。
【０００８】
しかし、摺擦ローラに、例えば、ＳＵＳ３０４からなるステンレス製のスクレーパを設けた場合、トナー層が軸方向に部分的に不足する部分が生じる場合や、トナー層が薄くなる場合があり、研磨が不十分になるおそれがある。ＳＵＳ３０４は、水に対する接触角が比較的小さいため、トナーが付着し易い傾向にあり、トナーが付着した部分ではトナー層が不足してしまう。また、ＳＵＳ３０４は、縦弾性係数が比較的大きいために、摺擦ローラに対して十分に密接できず、しかも、摺擦ローラに対する接触圧が高くなり、トナー層にムラが生じたり、トナー層が薄くなる傾向にある。
【０００９】
このように、トナー層がスクレーパに付着すると、かかる付着部分では、感光体ドラムの研磨が行われないため、スジ状に研磨されない部分が生じ、これが画像にスジ状となって現れる、いわゆるスジ画像が発生するおそれがある。また、トナー層にムラが生じたり、トナー層が薄くなると、トナーが不足した部分では研磨力が低下し、部分的な像流れが発生するおそれがある。
【００１０】
これに対し、例えば、スクレーパとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような、水に対する接触角が比較的大きい弾性材料を用いると、スクレーパへのトナーの付着は改善され、摺擦ローラへの密着性も向上する傾向にある。しかし、摺擦ローラと十分に密着できるものの、摺擦ローラに対する接触圧が低くなる結果、トナー層が厚くなり過ぎ、ハウジングからトナーが噴出する、いわゆるトナー落ちが生じるおそれがある。また、摺擦ローラに対してトナーを十分に押圧することができないため、トナー層が均一に形成されず、部分的な研磨不足が生じるおそれがある。さらに、トナー層が厚くなり過ぎると、摺擦ローラと感光体ドラムとの接触部における圧力が分散するため、研磨力が低下して、像流れが発生するおそれがある。
【００１１】
そこで、例えば、スクレーパを、ＰＥＴと、ＳＵＳ３０４とからなる２層構造とし、ＰＥＴ層をトナーと接触させることによって、トナーの付着が抑制され、摺擦ローラとの密着性が向上し、トナーを摺擦ローラに十分に押圧することもできるため、トナー層を、研磨に適切な所定の層厚に、均一に形成することができる。
【００１２】
しかし、このように、トナー層を形成しても、形成された画像に黒点が発生する場合がある。かかる黒点は、いわゆるリーク黒点であり、摺擦ローラ上のトナー層がチャージアップし、かかるトナーと感光体ドラムとの間で放電が起こり、その結果、感光体ドラム表面の帯電層にリークによる穴があき部分が生じる。そして、この穴あき部分が、形成された画像におけるリーク黒点となって現れると推察される。
【００１３】
また、トナー層のチャージアップは、均一に形成されたトナー層において、最表面が入れ替わることなく摺擦ローラと共に回転することによって、かかる最表面のみがスクレーパや感光体ドラム等との摩擦を長期間受けたことにより、生じたものと考えられる。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、摺擦ローラ表面上に、従来より一層、トナー層のチャージアップを抑制可能なトナー層を、所定の層厚で均一に形成することができ、従来より一層、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点、といった画像形成における不具合を抑制することが可能なクリーニング装置およびこれが搭載された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】
【００１５】
像担持体側に開口部を有するように配置されるハウジングと、前記開口部に配置され、前記像担持体に回転可能に当接し、前記像担持体表面の残瑠トナーの一部を回収すると共に該回収トナーの一部を前記像担持体表面に供給して該表面を研磨する清掃部材と、該清掃部材に対し前記像担持体表面の回転方向下流側に配設され、前記清掃部材により回収されなかった残留トナーを掻き落とすトナー除去手段と、前記清掃部材及び前記トナー除去手段により前記像担持体表面から回収及び掻き落とされたトナーを搬送するためのトナー搬送手段と、を備えたクリーニング装置において、少なくともトナーとの接触部が、水に対する接触角が７０°以上である弾性材料からなり、前記清掃部材の表面に付着したトナー層を所定の層厚に規制することが可能なトナー規制手段と、該トナー規制手段に対し前記清掃部材の回転方向上流側、且つ前記像担持体に対し前記回転方向下流側に配設され、前記清掃部材に付着したトナー層を掻き乱すためのトナー掻き乱し手段と、が設けられたことを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、前記トナー掻き乱し手段が、コイルバネであることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、前記トナー規制手段が、前記清掃部材の表面に付着したトナー層の層厚を、５０μｍ以上１００μｍ以下に規制することを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、前記トナー規制手段は、トナーとの接触面側部分の第１の層と、該接触面とは反対面側部分の第２の層とからなる２層構造のシート状部材から形成されるものであり、前記第２の層が、前記第１の層より縦弾性係数が大きい材料からなることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、前記いずれかに記載のクリーニング装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の構成によれば、トナー掻き乱し手段を設けることによって、清掃部材表面に付着したトナー層を掻き取り、トナー層のうち最表面に位置するトナーを、該最表面より内層に位置していたトナーや、像担持体から回収されたトナーと混ぜ合わせて、掻き乱すことができる。このため、摩擦を受け易い、トナー層の最表面に位置するトナーの入れ替えを行うことが可能となり、トナー層のチャージアップを抑制することができる。その結果、リーク黒点の発生を抑制することができる。
【００２１】
また、トナーとの接触部が、水に対する接触角が７０°以上である弾性材料からなるトナー規制手段とすることによって、トナーとの接触部表面において、いわゆる撥水効果が高くなり、トナー粒子が表面に馴染み難くなる。これにより、トナーの付着を抑制することができる。また、かかる弾性材料を用いることにより、トナーと密接することができ、ムラのない均一なトナー層とすることができる。
【００２２】
さらに、かかる接触部をトナーと接触させ、トナー層を所定の層厚とすることによって、トナー層を、研磨に適切な層厚とすることができる。従って、清掃部材の研磨力を均一にすることができ、トナー層が薄すぎることによる研磨力不足や、トナー層が厚すぎることによるトナー落ちや、研磨力不足を抑制することができる。
【００２３】
従って、従来より一層、トナー層のチャージアップを抑制可能なトナー層を、所定の層厚で均一に形成することができ、従来より一層、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点といった、画像形成における不具合を、抑制することができる。
【００２４】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のクリーニング装置において、トナー掻き乱し手段を、コイルバネとすることによって、より簡単な構成で、トナー層のチャージアップを抑制することができる。従って、より簡単な構成で、従来より一層、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点といった、画像形成における不具合を、抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１または第２の構成のクリーニング装置において、トナー規制手段が、清掃部材に付着したトナー層の層厚を５０μｍ以上に規制することによって、トナー不足による研磨力の不足をより抑制し、像流れの発生をより抑制することができる。一方、トナー規制手段が、トナー層の層厚を１００μｍ以下に規制することによって、トナー層が厚すぎることによるトナー落ち、研磨力不足を、より抑制することができる。従って、トナー落ち、像流れといった、画像形成における不具合を、より抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成のクリーニング装置において、トナー規制手段を、トナーとの接触面側部分の第１の層と、該接触面とは反対面側部分の第２の層からなる、２層構造のシート部材から形成し、第２の層が、第１の層より縦弾性係数が大きい材料からなる構成とする。すなわち、第１の層を縦弾性係数が比較的小さい低弾性層、第２の層を縦弾性係数が比較的大きい高弾性層とすることによって、第１の層により、トナーとの付着を抑制すると共に、清掃部材に対して密接することができ、第２の層が第１の層を清掃部材に対して十分に押圧することにより、第１の層がトナーを清掃部材に対して十分に押圧することができる。
【００２７】
これにより、トナー層を、清掃部材表面上に、研磨に適切な層厚で、均一に形成することができる。従って、部材の構成を複雑にすることなく、より効果的に、均一なトナー層を形成することができ、スジ画像、トナー落ち、像流れ、といった画像形成上の不具合を抑制することができる。
【００２８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成のクリーニング装置を画像形成装置に搭載したため、従来より一層、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点、といった不具合が抑制された画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のクリーニング装置が搭載された画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置（例えばプリンタ）１００は、感光体ドラム３、帯電ユニット４、露光ユニット（レーザスキャンユニット）５、現像装置６、クリーニング装置７、トナーコンテナ８、転写ローラ９、給紙機構１０、搬送部１１、定着装置１２、及び排紙部１３等から構成されている。
【００３０】
感光体ドラム３は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット４により表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット５からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ）や有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。
【００３１】
帯電ユニット（帯電チャージャ）４は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム３の表面を帯電させるものである。帯電ユニット４は、例えば細いワイヤ等を有しており、これを電極として高電圧を印加されることで放電するようになっている。露光ユニット（ＬＳＵ）５は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム３に照射し、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成させるものである。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピュータから送信されたものである。
【００３２】
現像装置６は、感光体ドラム３の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成させるものである。なお、現像装置６に収容されている現像剤としては、例えばスチレンアクリル系の磁性１成分から構成される１成分現像剤や、トナー成分とキャリアとから構成される２成分現像剤等が挙げられる。
【００３３】
トナーコンテナ８は、現像装置６内部のトナーが不足するようになれば、現像装置６にトナーを供給するとともに、予備のトナーを貯留しておくものである。転写ローラ９は、感光体ドラム３表面に形成されたトナー像を乱さずに搬送部１１を搬送されてくるシート上に移行（転写）させるものである。
【００３４】
クリーニング装置７は、トナー像がシートに転写された後に、感光体ドラム３の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものであり、感光体ドラム３の長手方向に線接触する摺擦ローラ２１やクリーニングブレード２２等（図２参照）から構成される。なお、クリーニング装置７の詳細については後述する。給紙機構１０は、画像（トナー像）が印刷されるシート（用紙やＯＨＰ等）を収容するとともに、給紙機構１０から排紙部１３までのシートの通路である搬送部１１にシートを給送するものである。
【００３５】
定着装置１２は、シートに転写されたトナー像を安定な永久像とするものであり、例えば加熱ローラ及び加圧ローラを用いて熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融させる熱ローラ定着方式が用いられる。排紙部１３は、定着装置１２を経たシート、すなわち永久像が印刷されたシートを収容するものである。
【００３６】
そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット５が感光体ドラム３上にレーザビームを発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム３表面に形成する。その後、現像装置６により静電潜像にトナーを付着させるとともに（トナー像を形成させるとともに）、転写ローラ９によりシート上にそのトナー像が転写される。次に、定着装置１２によりトナー像の転写されたシートに熱及び圧力を加え、永久像とさせるようになっている。
【００３７】
図２は、本発明のクリーニング装置付近の構成を示す側面断面図であり、図３は、本実施形態のクリーニング装置を示す拡大側面断面図である。
【００３８】
クリーニング装置７は、感光体ドラム３に向かって開口部を有した外装を形成するハウジング７ａと、感光体ドラム３表面の残留トナーを除去するとともに感光体ドラム３表面を摺擦して研磨する摺擦ローラ２１（清掃部材）と、感光体ドラム３表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード２２（トナー除去手段）と、トナー排出手段としての搬送スパイラル２３（トナー搬送手段）と、摺擦ローラ２１表面のトナーを所定の層厚とするためのスクレーパ３１（トナー規制手段）と、摺擦ローラ２１表面に付着したトナー層を掻き乱すためのコイルバネ３２（トナー掻き乱し手段）と、トナーハウジング７ａ内の廃トナーを外部に漏らさないためのウレタンシール３３と、を含む構成である。
【００３９】
後述する摺動ローラ２１が同時に回転し、感光体ドラム３から回収されたトナーは、摺擦ローラ２１表面上で後述するスクレーパ３１によって、層厚が規制される。感光体ドラム３表面の、摺擦ローラ２１との接触面よりも回転方向上流側には、クリーニングブレード２２が感光体ドラム３に当接した状態で、取り付け金具３７を介してハウジング７ａに固定されている。ここではポリウレタンゴム製のクリーニングブレード２２が用いられ、クリーニングブレードの自由端が、当接部において感光体ドラム３へ食い込んでおり、その当接点において感光体ドラム３の接線方向に対して所定の圧接力で鋭角に取り付けられている。なお、クリーニングブレード２２の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム３への食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム３の仕様に応じて適宜設定される。
【００４０】
また、搬送スパイラル２３は、ギヤ（図示せず）を介して上記モータに連結されており、所定の速度で回転駆動する。搬送スパイラル２３が回転することにより、摺擦ローラ２１、クリーニングブレード２２で回収されたハウジング７ａ内のトナーは順次搬送され、ハウジング７ａの底面に設けられたトナー排出口（図示せず）から装置外部に排出される。さらに、感光体ドラム３の回転方向上流側（図３の上側）に位置するハウジング７ａの側板には、トナーがハウジング７ａから外部に漏れないよう、ウレタンシール３３が感光体ドラム３との当接点における接線に対し鋭角になるように取り付けられている。
【００４１】
図４は、摺擦ローラおよびスクレーパ周辺の拡大断面図である。図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
摺擦ローラ２１は感光体ドラム３に当接しており、ハウジング７ａの図示しない前後側板に回転自在に軸支されている。摺擦ローラ２１は、感光体ドラム３の駆動モータ（図示せず）と連結し、該ドラムと同一回転軸で回転するギア（図示せず）に、感光体ドラム３との接触面において感光体ドラム３と同一方向に回転するよう、ギア（図示せず）を介して連結される。
【００４３】
摺擦ローラ２１としては、例えば金属シャフトの周囲にローラ体として弾性材料からなる発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラ体の材質としては発泡体層を形成したエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）や、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良い。
【００４４】
そして、スクレーパ３１は、シート状であり、図３及び図４に示すように、摺擦ローラ２１の上方に配設された断面Ｌ字状の支持金具３８における、感光体ドラム３の回転方向下流側の短片に一端が固定され、他端は、自由端となって摺擦ローラ２１表面と、所定の接触圧で当接している。また、スクレーパ３１は、摺擦ローラ２１の軸線方向（図の紙面方向）長さとほぼ同じ長さを有している。さらに、スクレーパ３１は、図４に示すように、スクレーパ３１ａ（第１の層）と、スクレーパ３１ｂ（第２の層）とが貼り合わされて形成されている。また、スクレーパ３１ａは、摺擦ローラ２１と当接している。
【００４５】
スクレーパ３１ａは、弾性材料から形成され、ここでは、水に対する接触角（以下、「接触角」という）が９２°であり縦弾性係数０．５５１ｋｇｆ／ｍｍ2を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることとする。かかるスクレーパ３１ａを用いることによって、トナーの付着を抑制し、スジ画像の発生を抑制することができる。また、トナー層厚が薄くなり過ぎ、トナー不足となることを抑制することができる。
【００４６】
なお、トナーと接触するスクレーパ３１ａは、接触角が７０°以上である弾性材料からなるものであればよい。接触角が７０°より小さいと、スクレーパ３１ａにトナーが付着し、スジ画像が発生する等、画像形成に不具合を及ぼすからである。かかる弾性材料として、その他、例えば、ガラス（接触角：７６°）、ポリカーボネート（ＰＣ、接触角：８７°）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ、接触角：８８°）、ポリイミドアミド（ＰＩＡ、接触角：９０°）、ポリイミド（ＰＩ、接触角：９２°）、高分子量ポリエチレン（接触角：９８°）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、接触角：１１０°）などを用いることができる。なお、かかる接触角は、接触角計ＤＭ１００（協和界面科学株式会社製）を用いて計測した。
【００４７】
ここで、トナー層の層厚は、スクレーパ３１によって、５０μｍ以上１００μｍ以下に規制することが好ましい。トナー層厚を５０μｍ以上に規制することにより、トナー層が薄過ぎ、トナー不足によって生じる研磨力の低下を抑制し、像流れの発生を抑制することができるからである。一方、トナー層厚を１００μｍ以下に規制することにより、トナー層が厚すぎ、トナー過剰によって生じる、トナー落ちや、圧力分散に伴う研磨力の低下を抑制し、トナー落ちや、像流れの発生を抑制することができるからである。
【００４８】
ところが、ここで用いたＰＥＴからなるスクレーパ３１ａは、縦弾性係数が小さい材料からなる、低弾性層であるため、トナー層を所定の層厚に規制するために十分にトナーを押圧することができず、トナー層が厚くなり過ぎるおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、スクレーパ３１ｂを用い、スクレーパ３１ａとの２層構造とした。スクレーパ３１ｂは、シート状であり、スクレーパ３１ａより縦弾性係数が大きい材料からなる、高弾性層とするため、ここでは、縦弾性係数２１０００ｋｇｆ／ｍｍ2であるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、日本工業規格）を用いることとする。スクレーパ３１ｂを、スクレーパ３１ａと貼り合せることによって、スクレーパ３１ａがトナーと接触する際、トナー層の反発力に抗して、よりトナーを摺擦ローラ２１に押圧することができる。これにより、トナー層の層厚が厚くなり過ぎることを抑制することができる。
【００５０】
ここでは、低弾性層であるスクレーパ３１ａとしてＰＥＴを用い、高弾性層であるスクレーパ３１ｂとしてＳＵＳ３０４を用いることによって、トナー層を所定の層厚に規制できる。しかし、トナー層を、所定の層厚に形成することができれば、スクレーパの材質や厚み等に応じて、適宜設計することができ、特に限定されない。例えば、スクレーパ３１ａとして超高分子量ポリエチレンを用い、スクレーパ３１ｂとしてＳＵＳを用いることもできる。
【００５１】
また、例えば、スクレーパ３１として、上記例示した樹脂のうち、所定のトナー層厚を形成するのに十分な弾性力を有するものを選択したり、また例えば、スクレーパ３１の層みを適宜設定することによって、スクレーパ３１を単層とすることもできる。また、必要に応じて、３層以上の多層構造とすることもできる。
【００５２】
そして、スクレーパ３１に対し、摺擦ローラ２１の回転方向上流側、且つ感光体ドラム３に対し上記回転方向下流側に、摺擦ローラ２１に付着したトナー層を掻き乱すための、コイルバネ３２が設けられている。コイルバネ３２は、摺擦ローラ２１上のトナー層の表面を掻きとって、最表面のトナーを、該最表面より内層のトナーや、感光体ドラムから回収されたトナーと混ぜ合わせることができる。コイルバネ３２が掻き取るトナー層は、トナー層の最表面が、他のトナーと入れ替わるために十分な量であり、且つ、続くスクレーパ３１によって均一な所定の層厚のトナー層を形成可能とする量であればよい、例えば、全部掻き取ることも、最表面の一層のみを掻き取ることもでき、これらは、コイルバネ３２の配設位置、摺擦ローラ２１の回転速度、トナーの種類等により、適宜設定することができる。
【００５３】
このようにコイルバネ３２を用いることによって、摩擦を受け易い、トナー層の最表面に位置するトナーの入れ替えを行うことが可能となり、トナー層のチャージアップを抑制することができる。これにより、リーク黒点の発生を抑制することができる。ここでは、コイルバネ３２を用いることによって、簡単な構成で摺擦ローラ２１上に残留するトナーを掻き乱すことができるが、トナーを掻き乱すことができるものであれば、その他の部材であっても、適宜設計して用いることができ、特に限定されない。
【００５４】
また、コイルバネ３２によって掻き乱されたトナーは、スクレーパ３１により規制され、摺擦ローラ２１表面上に、所定の層厚で、均一なトナー層として形成される。従って、チャージアップを抑制可能であり、所定の層厚に、均一に形成されたトナー層を形成することができる。
【００５５】
次に、本実施形態のクリーニング装置７の動作について、説明する。感光体ドラム３が回転すると、同時に摺擦ローラ２１が回転する。そして、現像装置（図１参照）からトナーが供給され、転写後、感光体ドラム３表面に残留したトナーの一部が、摺擦ローラ２１によって回収される。
【００５６】
摺擦ローラ２１表面上に回収されたトナーは、コイルバネ３２によって掻き乱された後、スクレーパ３２により、所定の層厚に規制され、感光体ドラム３の研磨に供される。このとき、感光体ドラム３表面の残留トナーが、さらに摺擦ローラ２１上に回収され、コイルバネ３２によってトナー層が掻き乱される。
【００５７】
この掻き乱しによって、摺擦ローラ２１の最表層のトナーと、新たに感光体ドラム３から回収したトナーとが混ぜ合わされる。或いは、上記最表層のトナーが、掻き取られたトナーのうち、より内層に位置していたトナーと混ぜ合わされる。これにより、最表面のトナーが入れ替わり、トナー層のチャージアップを抑制することができる。
【００５８】
そして、コイルバネ３２で掻き乱された後、スクレーパ３１により摺擦ローラ２１表面上のトナー層が所定の層厚に均一に規制されて、感光体ドラム３の研磨に再び供される。この一連の動作が、感光体ドラム３の回転が停止するまで繰り返される。
【００５９】
一方、摺擦ローラ２１によって回収されなかった感光体ドラム３上のトナーは、クリーニングブレード２２によって掻き取られる。そして、スクレーパ３１によって規制されなかったトナーと共に、搬送スパイラル２３によってハウジング７ａから排出される。
【実施例】
【００６０】
本発明のクリーニング装置を搭載した画像形成装置を用いて画像形成を行った場合の、スクレーパ３１の構成、およびコイルバネ３２の有無が、スクレーパ３１におけるトナーの付着、ハウジング７ａからのトナー落ち、像流れ、およびリーク黒点の発生に及ぼす影響について調べた。
【００６１】
使用した構成は、接触角が６５°であり、縦弾性係数が２１０００ｋｇｆ／ｍｍ2である高弾性層を形成するＳＵＳ３０４と、接触角が９２°であり、縦弾性係数が０．５５１ｋｇｆ／ｍｍ2である低弾性層を形成するＰＥＴを用い、コイルバネの有無により、３種類の比較例と１種類の本発明例の、合計４種類とした（表１参照）。なお、接触角は、上記接触角計ＤＭ１００により計測した。
【００６２】
比較例の主たる構成は、スクレーパ３１として高弾性層のＳＵＳ３０４単層を用い、コイルバネなし（比較例１）、スクレーパ３１として低弾性層のＰＥＴ単層を用い、コイルバネなし（比較例２）、スクレーパ３１としてＰＥＴ（スクレーパ３１ａ）とＳＵＳ３０４（スクレーパ３１ｂ）とからなる２層構造を用い、コイルバネなし（比較例３）、の３種類である。本発明例の主たる構成は、スクレーパ３１としてＰＥＴ（スクレーパ３１ａ）とＳＵＳ３０４（スクレーパ３１ｂ）とからなる２層構造を用い、コイルバネあり、の１種類である。
【００６３】
そして、図１に示したような、縦搬送式カラー画像形成装置を用い、φ３０ｍｍ、表層がα−Ｓｉからなる感光体ドラム３と、外径φ１４ｍｍ（軸径φ１１ｍｍ）の摺擦ローラ２１とを配設し、感光体ドラム３に対する摺擦ローラ２１の周速差を＋２０％に設定した。
【００６４】
また、スチレンアクリル系、磁性１成分からなるトナーを使用し、現像方式として、磁性ジャンピング現像を採用した。かかる条件で、印字率６％の原稿を２００００枚連続して印刷する耐刷試験を行い、また、上記原稿を完全単発で３００００枚印刷する耐久試験を行って、上記不具合の発生状況を調査した。
【００６５】
評価方法は、以下の通りである。トナー付着に関しては、スクレーパ３１の表面を目視により確認して、確認結果を２段階のランクで評価し、トナー付着がほとんど確認できないものを「○」、トナーの付着が確認できたものを「×」とした。
【００６６】
トナー落ちに関しては、ウレタンシール３３からのトナー噴出を目視で確認して、確認結果を２段階のランクで評価し、トナー落ちがほとんど確認できないものを「○」、トナーの付着が確認できたものを「×」とした。
【００６７】
像流れに関しては、高温高湿度環境下（３２．５℃／８０％）に８時間放置した後、ハーフトーン画像に白抜け（像流れ）がないことを目視により確認して、確認結果を３段階のランクで評価し、画像に像流れがほとんど確認できないものを「○」、像流れがやや確認できたものを「△」、像流れが顕著であるものを「×」とした。
【００６８】
リーク黒点に関しては、画像における黒点および感光体ドラム３上でのリーク跡を目視により確認して、確認結果を２段階のランクで評価し、リーク黒点がほとんど確認できないものを「○」、リーク黒点が確認できたものを「×」とした。
【００６９】
結果を表１に示す。表１は、スクレーパの構成およびコイルバネの有無が、トナー付着、トナー落ち、像流れ、およびリーク黒点に及ぼす影響を示す表である。
【００７０】
【表１】
2009008962.tif 000003
【００７１】
表１より、ＳＵＳ３０４製のスクレーパ３１を用いた比較例１の場合、トナー層を薄くできるためか、トナー落ちは確認されなかった。また、トナー層の最表層がＳＵＳ３０４の摺擦ローラ２１に対する接触力により剥ぎ取られ、トナー層のチャージアップが抑制されたためか、リーク黒点は観察されなかった。しかし、トナー薄いことにより研磨力が低下するためか、像流れがやや確認された。さらに、水に対する接触角が大きいためか、トナーの付着が著しかった。
【００７２】
これに対し、ＰＥＴ製のスクレーパ３１を用いた比較例２場合、接触角が大きいためか、トナーの付着は観察されなかった。しかし、トナーに対する押圧力が小さいことから、トナー層が厚くなったせいか、トナー落ちが確認された、また、トナー層が厚くなって研磨力が低下したためか、像流れが確認された。さらに、トナー層の最表面がチャージアップされたためか、リーク黒点が観察された。
【００７３】
一方、ＰＥＴとＳＵＳ３０４とを張り合わせた比較例３場合、トナーとの接触面側部分にＰＥＴを用い、ＰＥＴを反対面側からＳＵＳ３０４で支えることによって、トナー層が厚くなり過ぎることを抑制できたためか、トナー付着、トナー落ち、像流れのいずれも確認されなかった。しかし、リーク黒点に関しては、２００００枚の連続印刷を行う耐久試験では問題なかったが、３００００枚の完全単発試験を行うと、最表面がチャージアップされたためか、開始から３０００枚でドラム表面にリーク黒点が発生した。完全単発試験では、連続印刷より現像装置６からのトナーの供給が少なく、トナー最表面が摩擦を受け易くなったため、トナー層がチャージアップしたものと考えられえる。
【００７４】
そこで、本発明例のようにＰＥＴとＳＵＳ３０４とを張り合わせ、コイルバネ３２を配設した場合、トナー付着、トナー落ち、像流れは、いずれも観察されなかった。さらに、リーク黒点に関しては、コイルバネ３２を用いることにより、連続２００００枚の耐刷試験においても、完全単発３００００枚の耐久試験においても、確認されなかった。これは、コイルバネ３２を用いることによって、トナーを所定の層厚に規制する前に、トナー層を掻き乱すことができ、トナー層の最表面が入れ替わることによって、トナー層最表面のチャージアップが抑制されたためと考えられる。
【００７５】
この結果、トナーとの接触部が、水に対する接触角が７０°以上である弾性材料からなり、トナー層を所定の層厚に規制可能なスクレーパ３１を用い、スクレーパ３２に対し摺擦ローラ２１の回転方向上流側、且つ、感光体ドラム３に対し上記回転方向下流側にコイルバネ３２を配設することによって、摺擦ローラ２１上のトナー層を掻き乱し、最表面のトナーを入れ替えることができ、その結果、トナーのチャージアップを抑制することができると共に、トナー層を、均一で、かつ研磨に適切なトナー層厚に規制できることがわかった。従って、画像形成における、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点、といった画像品質の低下を、従来より一層、抑制することができることがわかった。
【００７６】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、モノクロ印刷用の画像形成装置に適用したが、他の画像形成装置に適用することもでき、特に限定されるものではない。例えば、モノクロ複写機や、中間転写方式のタンデム型画像形成装置、直接転写式のタンデム型画像形成装置、といったカラープリンタやカラー複写機等にも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、像担持体側に開口部を有するように配置されるハウジングと、前記開口部に配置され、前記像担持体に回転可能に当接し、前記像担持体表面の残瑠トナーの一部を回収すると共に該回収トナーの一部を前記像担持体表面に供給して該表面を研磨する清掃部材と、該清掃部材に対し前記像担持体表面の回転方向下流側に配設され、前記清掃部材により回収されなかった残留トナーを掻き落とすトナー除去手段と、前記清掃部材及び前記トナー除去手段により前記像担持体表面から回収及び掻き落とされたトナーを搬送するためのトナー搬送手段と、を備えたクリーニング装置において、少なくともトナーとの接触部が、水に対する接触角が７０°以上である弾性材料からなり、前記清掃部材の表面に付着したトナー層を所定の層厚に規制することが可能なトナー規制手段と、該トナー規制手段に対し前記清掃部材の回転方向上流側、且つ前記像担持体に対し前記回転方向下流側に配設され、前記清掃部材に付着したトナー層を掻き乱すためのトナー掻き乱し手段と、が設けられたものである。
【００７８】
これにより、清掃部材のトナー層がチャージアップされることを抑制すると共に、所定の層厚で、均一なトナー層を、清掃部材表面上に形成することができるため、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点、といった画像形成における不具合を、従来より一層、抑制することができる。
【００７９】
また、トナー掻き乱し手段としてコイルバネを用いることによって、より簡単な構成で、上記画像形成における不具合を抑制することができる。さらに、トナー規制手段を用いて、トナー層の層厚を５０μｍ以上１００μｍ以下に規制することによって、トナー層が薄すぎたり、厚すぎたりすることによる画像形成における不具合を、より抑制することができる。
【００８０】
また、トナー規制手段を２層構造とし、トナーとの接触面側部分の第１の層より、その反対面側部分の第２の層の方が、縦弾性係数が大きい材料からなる構成とすることによって、部材を複雑な構成とすることなく、より効果的に、トナー層を、研磨に適切な層厚に均一に規制することができる。
【００８１】
そして、このようなクリーニング装置を画像形成装置に搭載することによって、従来より一層、スジ画像、トナー落ち、像流れ、リーク黒点、といった不具合を抑制した画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】は、本発明のクリーニング装置を含む画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】は、本発明のクリーニング装置周辺の構成を示す側面断面図である。
【図３】は、本発明のクリーニング装置の構成を示す側面断面図である。
【図４】は、本発明のクリーニング装置の摺擦ローラ、スクレーパおよびコイルバネ周辺の構成を示す拡大側面断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
３              感光体ドラム
６              現像装置
７              クリーニング装置
７ａ            ハウジング
２１            摺擦ローラ（清掃部材）
２２            クリーニングブレード（トナー除去手段）
２３            搬送スパイラル（トナー搬送手段）
３１            スクレーパ（トナー規制手段）
３１ａ          スクレーパ（トナー規制手段、第１の層）
３１ｂ          スクレーパ（トナー規制手段、第２の層）
３２            コイルバネ（トナー掻き乱し手段）
３３            ウレタンシール
１００          画像形成装置
【図１】
2009008962.tif 000004
【図２】
2009008962.tif 000005
【図３】
2009008962.tif 000006
【図４】
2009008962.tif 000007