JP4808034B2 - 現像剤除去装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の回転体の表面に付着した現像剤を除去する現像剤除去装置、及びこの現像剤除去装置を備える画像形成装置に関する。

従来から、所定の記録媒体に対してトナー画像を熱定着させて画像を形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られている。具体的には、この種の画像形成装置は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色に対応した画像データに応じて変調した光を、帯電された像担持体に照射して静電潜像を形成し、当該像担持体上に形成された静電潜像を各色の現像剤によって現像する。そして、画像形成装置は、現像された各色の現像剤画像を記録媒体上に順次転写することにより、各色の現像剤画像を当該記録媒体上で重ね合わせ、カラー画像を形成する。

このような画像形成装置は、像担持体に接触して当該像担持体を帯電する回転体として構成された帯電ローラの表面に付着した現像剤を除去する現像剤除去装置を備えている。この種の現像剤除去装置は、例えば、帯電ローラを有する帯電装置の一部として設けられており、帯電ローラの表面の長手方向にわたって設けられたクリーニング部材を有している。そして、このクリーニング部材は、帯電ローラにおける像担持体とは反対側に設けられた壁面と、当該帯電ローラの表面との間に圧縮されて設けられていた（例えば、特許文献１等参照。）。

特開平３−１０１７６８号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された従来の現像剤除去装置においては、クリーニング部材を帯電ローラの径方向に圧縮した状態で当該帯電ローラに接触させていたことから、クリーニング部材の取り付け位置のばらつき、特に帯電ローラの径方向に対する取り付け位置のばらつきに起因して、当該クリーニング部材の圧縮量が大きく変化することになる。したがって、従来の現像剤除去装置においては、特に帯電ローラに近付く方向にクリーニング部材の取り付け位置がばらついた場合には、クリーニング部材の圧縮量が不要に大きくなり、クリーニング部材の摩耗や当該現像剤除去装置の負荷の増大を招来するという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、クリーニング部材の取り付け位置のばらつきに起因する摩耗や負荷の問題を解決し、優れたクリーニング性能を実現することができる現像剤除去装置、及びこの現像剤除去装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成する本発明にかかる現像剤除去装置は、所定の回転体の表面に付着した現像剤を除去する現像剤除去装置であって、第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面によって前記回転体の表面に対して当接する板状の当接部材と、前記回転体との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側で前記当接部材の前記第１の面及び前記第２の面を挟持するとともに、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側及び下流側でそれぞれ当該当接部材を支持する支持部とを備え、前記支持部は、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して下流側においては当該当接部材端部における前記第２の面を支持するとともに、前記回転体と前記当接部材とが接触する範囲に対向する前記第２の面の領域内において、当該当接部材と接触しないように形成されていることを特徴としている。

また、上述した目的を達成する本発明にかかる画像形成装置は、所定の記録媒体に対して画像形成を行う画像形成装置であって、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像し、前記記録媒体上に画像形成を行う画像形成部と、所定の回転体の表面に付着した現像剤を除去する現像剤除去部とを備え、前記現像剤除去部は、第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面によって前記回転体の表面に対して当接する板状の当接部材と、前記回転体との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側で前記当接部材の前記第１の面及び前記第２の面を挟持するとともに、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側及び下流側でそれぞれ当該当接部材を支持する支持部とを備え、前記支持部は、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して下流側においては当該当接部材端部における前記第２の面を支持するとともに、前記回転体と前記当接部材とが接触する範囲に対向する前記第２の面の領域内において、当該当接部材と接触しないように形成されていることを特徴としている。

このような本発明にかかる現像剤除去装置及び画像形成装置においては、当接部材の曲げ弾性によって当該当接部材を回転体に接触させることにより、回転体の径方向に対して、当接部材の取り付け位置がばらつき、当該回転体に近付く方向に当接部材が取り付けられたとしても、当該当接部材の第１の面に加わる力が回転体の径方向に逃げることになる。そのため、本発明にかかる現像剤除去装置及び画像形成装置においては、当接部材の第１の面の圧縮量が大きくならず、当該当接部材の第１の面を回転体に確実に接触させることができる。

本発明においては、当接部材の取り付け位置のばらつきに起因する摩耗や負荷の影響を小さくすることができ、優れたクリーニング性能を実現することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

この実施の形態は、回転体として構成される帯電ローラの表面に付着した現像剤としてのトナーを除去する現像剤除去装置を備える画像形成装置である。なお、以下では、複数色のそれぞれに対応した複数の像担持体をそれぞれ搭載した複数の画像形成ユニットを並設したいわゆるタンデム型の電子写真記録方式カラー画像形成装置を用いて説明するものとする。

まず、第１の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。

画像形成装置は、図１に断面図を示すように構成される。すなわち、画像形成装置は、未画像形成の記録媒体としての記録用紙を収納する給紙トレイ１１を備える。この給紙トレイ１１に収納された記録用紙は、給紙ローラ１２，１３の回転に応じて同図中矢印ａで示す方向へと繰り出され、媒体搬送経路を形成する転写部１４へと所定のタイミングで搬送される。

転写部１４は、搬送ベルト１５と、図示しないベルトモータによって駆動される駆動ローラ１６と、搬送ベルト１５の移動に応じて回転するとともに当該搬送ベルト１５が弛緩しないように張力を与えるベルトアイドルローラ１７と、後述する着脱可能な画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃに転写電圧を印加する転写ローラ１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃとを有する。なお、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、この順序で記録用紙の給紙側から排紙側へと搬送ベルト１５に沿って並設されており、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの回転力と、搬送ベルト１５の駆動搬送力とによって記録用紙を搬送しながら、当該搬送ベルト１５上に載置された記録用紙に対して、各色のトナーを用いた画像形成を行う。

具体的には、画像形成装置は、搬送ベルト１５を挟むように転写ローラ１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃのそれぞれに対向させて、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のそれぞれに対応する４つの画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃを備える。

これら画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、それぞれ、例えばアルミニウム等からなる導電性基層と有機感光体とからなる表層が形成された像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃを有する。これら像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃのそれぞれの周囲には、当該像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃと接触させて帯電ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃが配設されている。これら帯電ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃは、それぞれ、例えば導電性の金属シャフトにエピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴム材がロール状に形成されたものであり、図示しない制御部の制御のもとに動作する所定の電源によって正電圧又は負電圧が印加されることにより、接触した像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの表面を一様電圧に帯電させる。なお、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ及び帯電ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃは、それぞれ、当該像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの回転軸方向に沿って左右に配置された図示しないサイドフレームに支持されている。

また、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、それぞれ、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの周囲に、露光を行うＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッドを有する露光部２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃを配設している。これら露光部２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃは、それぞれ、外部から受信した画像データに基づいて画像変調した光を、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの表面に照射して露光し、当該像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの上に静電潜像を形成する。なお、露光部２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃは、それぞれ、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃやトナーカートリッジ２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃを当該画像形成装置に対して脱着する際に開閉動作される当該画像形成装置の上方カバー部材に保持されている。

さらに、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、それぞれ、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの周囲に、当該像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃと接触させて現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃが配設されている。これら現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃは、それぞれ、導電性の金属シャフトにシリコン等の半導電性ゴムがロール状に形成されたものであり、図示しない制御部の制御のもとに動作する所定の電源によって正電圧又は負電圧が印加されることにより、接触した像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ上に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像する。また、これら現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃのそれぞれの周囲には、当該現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ上のトナー薄層を均一に規制する現像ブレード２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃが、その一端を接触させて配設されている。さらに、これら現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃのそれぞれの周囲には、当該現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃにトナーを供給するトナー供給ローラ２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃが当該現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃに接触した状態で配設されている。なお、トナー供給ローラ２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃは、それぞれ、導電性の金属シャフトにトナーの搬送性を向上させるためゴム混練時に発泡剤を添加して形成されたロール状のゴムが形成されたものである。これらトナー供給ローラ２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ及び現像ブレード２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃには、所定の電源によって正電圧又は負電圧が印加される。なお、現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ、現像ブレード２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ、及びトナー供給ローラ２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃは、それぞれ、当該現像ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃの回転軸方向に沿って左右に配置された図示しないサイドフレームに支持されている。

さらにまた、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、それぞれ、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの周囲に、当該像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃと接触させてクリーニングブレード２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃが配設されている。これらクリーニングブレード２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃは、それぞれ、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの表面に残存する転写残トナーを除去する。

また、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、それぞれ、帯電ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃの周囲に、現像剤除去装置として、当該帯電ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃと接触させてクリーニング部２９Ｋ，２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃが配設されている。これらクリーニング部２９Ｋ，２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃは、それぞれ、クリーニングブレード２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃによって像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの表面から除去しきれなかった転写残トナーが、当該像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの回転方向下流に位置する帯電ローラ２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃの表面に到達して付着した場合に、その付着したトナーを除去する。

このような画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃのそれぞれによって現像された各色のトナー像は、図示しない制御部の制御のもとに、像担持体２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃのそれぞれが回転するのにともない、転写ローラ１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃのそれぞれによって記録用紙上に順次重ね合わされて転写される。

画像形成装置においては、このような構成からなる画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃと転写部１４とにより、記録用紙上に順次各色の画像形成を行い、カラー画像を形成する。そして、画像形成装置においては、記録用紙を搬送ベルト１５に静電気的に吸着させた状態で、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃの下流に配設された定着部３０へと搬送する。

定着部３０は、例えば金属の中空ローラの外周に弾性部材を接着して構成される定着ローラ３１と、この定着ローラ３１とともに記録用紙を押圧する加圧ローラ３２とを有する。加圧ローラ３２は、定着ローラ３１に対向して当接されるように配設され、記録用紙を挟み込むニップ部を形成する。また、定着ローラ３１の内部には、図示しない電源によって発光するハロゲンランプが埋設されている。定着部３０においては、図示しない制御部の制御のもとに、ハロゲンランプを発光させることによって定着ローラ３１を加熱する。このような定着部３０は、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２を回転させてニップ部に記録用紙を通紙させ、当該記録用紙を加熱及び押圧することにより、当該記録用紙上のトナーを溶融させ、トナー像を熱定着させる。画像形成装置においては、このような定着部３０によって記録用紙上に画像を定着させると、図示しない排出ローラによって当該記録用紙を同図中矢印ｂで示す方向へと搬送して外部へと排紙させ、所定のスタッカ上に積載させる。

なお、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、上述したように、用いるトナーが異なるのみで同一の構成であることから、以下では、説明の便宜上、上述した各部の符号からＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃを除去した符号で指示するものとする。

さて、このような画像形成装置における画像形成ユニット２０の各構成部材は、図２及び図３に示すように、ベースフレーム部材４１に保持されたカバー部材４２によって覆われている。カバー部材４２には、像担持体２１を露光部２３によって露光するため、帯電ローラ２２の下流であり且つ現像ローラ２５の上流となる位置に開口部４３が設けられている。また、カバー部材４２には、上述した現像剤除去装置としてのクリーニング部２９が形成されている。

クリーニング部２９は、図３に示すように、帯電ローラ２２に対して当接する当接部材としてのクリーニング部材５１と、このクリーニング部材５１を固定するための固定部材５２とを有する。クリーニング部材５１は、例えば両面テープ５３を介して固定部材５２に接着固定されている。なお、本実施の形態においては、カバー部材４２と固定部材５２とによってクリーニング部材５１を支持する支持部を形成している。

クリーニング部材５１は、第１の面及び第２の面を有し、第１の面によって帯電ローラ２２の表面に対して当接する板状の部材である。具体的には、固定部材５２に接着されたクリーニング部材５１の一端５１ａは、カバー部材４２と固定部材５２との間に挟持される。また、クリーニング部材５１の板状平面部５１ｂは、帯電ローラ２２の表面に接触する。なお、挟持されたクリーニング部材５１の一端５１ａは、帯電ローラ２２と当該クリーニング部材５１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置している。

固定部材５２は、帯電ローラ２２とクリーニング部材５１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側及び下流側に、それぞれ、固定脚部５２ａ，５２ｂを有し、これら固定脚部５２ａ，５２ｂによってクリーニング部材５１を接着支持することが可能な形状とされる。ここで、固定部材５２は、クリーニング部材５１の板状平面部５１ｂが帯電ローラ２２と接触した場合に、当該帯電ローラ２２から当該クリーニング部材５１に加わるローラ径方向の力を、固定脚部５２ａ，５２ｂの間に形成される空間に逃がすように、例えば凹状に形成されている。すなわち、固定部材５２は、図３に示すように、クリーニング部材５１が帯電ローラ２２に接触する範囲の直線距離をａとし、その距離ａの略中心における接触点をＰとし、この接触点Ｐにおける帯電ローラ２２の接線方向に沿った固定脚部５２ａ，５２ｂの間隔を距離Ａとしたとき、距離Ａが距離ａよりも大きくなるように形成される。また、固定部材５２は、接触点Ｐにおける帯電ローラ２２の径方向に押し込まれたクリーニング部材５１の最大突出量よりも、固定脚部５２ａ，５２ｂによって形成される空間の径方向の長さが大きくなるように形成される。例えば、図３に示す形状からなる固定部材５２においては、接触点Ｐにおける帯電ローラ２２の径方向に押し込まれたクリーニング部材５１の最大突出量を距離ｂとし、接触点Ｐにおける帯電ローラ２２の径方向の固定部材５２の凹部の距離をＢとしたとき、距離Ｂが距離ｂよりも大きくなるようにする。本実施の形態においては、帯電ローラ２２の径が１２ｍｍの場合には、Ａ＝４ｍｍ、ａ＝３ｍｍ、Ｂ＝３ｍｍ、ｂ＝０．８ｍｍとしている。なお、固定部材５２は、Ａ＞ａ，Ｂ＞ｂの関係を満たす空間を有するものであれば、凹状以外の形状であってもよい。換言すれば、固定部材５２は、帯電ローラ２２とクリーニング部材５１との接触範囲に対向する第２の面の領域内において、当該クリーニング部材５１と接触しないように形成される。

このようなクリーニング部材５１及び固定部材５２は、例えば図４に示すように、帯電ローラ２２の長手方向にわたって配設されている。このとき、クリーニング部材５１は、記録用紙の最大印刷領域の幅以上の長さにわたって帯電ローラ２２に接触するように配設されている。

ここで、図５に、クリーニング部材５１の側面図を示す。クリーニング部材５１は、例えば厚さｄ＝３ｍｍの耐摩耗・耐候に優れたポリエステル系スポンジ材を用いて形成することができる。なお、クリーニング部材５１としては、かかるポリエステル系スポンジ材と同等の性質を有するものであれば、例えばフェルト材等、いかなる材料を用いて形成してもよい。また、クリーニング部材５１の一方の面には、その全面にわたって剥離紙５４付きの両面テープ５３が貼付され、固定部材５２との接着の際には、この剥離紙５４が剥離される。なお、両面テープ５３の構造は、固定部材５２に対して一部が接着されるものであればよい。また、固定部材５２に対するクリーニング部材５１の固定方法も、両面テープを用いるものに限定されるものではない。

このようなクリーニング部２９においては、固定部材５２における固定脚部５２ａ，５２ｂの間に例えば凹状の空間を形成したことにより、帯電ローラ２２の径方向に対して、クリーニング部材５１の取り付け位置がばらつき、当該帯電ローラ２２に近付く方向にクリーニング部材５１が取り付けられたとしても、当該クリーニング部材５１の板状平面部５１ｂに加わる力が帯電ローラ２２の径方向に逃げることから、当該板状平面部５１ｂの圧縮量が大きくならない。すなわち、クリーニング部材５１は、その曲げ弾性によって板状平面部５１ｂが帯電ローラ２２に確実に接触することになる。

本願出願人は、実験を行い、帯電ローラ２２の径方向に対するクリーニング部材５１の取り付け位置の変位量と、クリーニング部材５１が接触することによって発生する像担持体２１の負荷トルクとの関係を求めた。なお、この実験では、像担持体２１の負荷トルクが"０"となるクリーニング部材５１の取り付け位置を測定し、その位置を変位量が"０"である基準位置と定めた。そして、クリーニング部材５１の取り付け位置が基準位置から帯電ローラ２２に近付く方向に変位する場合を正値の変位量として求めた。その実験結果を図６に示す。なお、同図においては、帯電ローラ２２の径方向に対するクリーニング部材５１の取り付け位置の変位量を横軸に示し、クリーニング部材５１が接触することによって発生する像担持体２１の負荷トルクを縦軸に示している。

また、本願出願人は、図６に示した実験結果と比較するために、図７及び図８に示すように、クリーニング部２９'を構成する固定部材５２'を、上述した凹部をなくした形状とし、クリーニング部材５１'と固定部材５２'とが全面にわたって接触するようなクリーニング部２９'を作製し、同様の実験を行った。かかるクリーニング部２９'は、従来の画像形成装置に用いられるものであり、固定部材５２'が凹部をなくした形状であることから、クリーニング部材５１'が帯電ローラ２２に圧縮接触することになる。この場合の実験結果を図９に示す。

図６と図９とを比較すると、本実施の形態として示すクリーニング部２９を用いた場合の方が、像担持体２１の負荷トルクに対するクリーニング部材５１の取り付け位置の変位量の傾きが小さく、取り付け位置がばらついても、当該像担持体２１の負荷トルクの変化が小さいことがわかる。すなわち、画像形成装置においては、クリーニング部２９を用いることにより、同じ変位量では従来の画像形成装置に比べて装置負荷が軽減されることから、クリーニング部材５１の取り付け位置のばらつきに起因する負荷の増加の影響を低減することができる。

一方、実際の画像形成装置においては、像担持体２１の負荷トルクが５〜７Ｎ・ｃｍの範囲となるように使用される。これを踏まえて装置負荷の観点から実験結果を観察すると、図９に示す実験結果では、像担持体２１の負荷トルクが５〜７Ｎ・ｃｍの範囲を満たす変位量のばらつきとして、０．５−０．４＝０．１ｍｍの範囲しか許容されない。これに対して、図６に示す実験結果では、像担持体２１の負荷トルクが５〜７Ｎ・ｃｍの範囲を満たす変位量のばらつき許容範囲が、０．５−０．２＝０．３ｍｍと大きくなる。これにより、画像形成装置においては、クリーニング部２９を用いることにより、クリーニング部材５１の取り付け位置のマージンが向上することがわかる。

さらに、画像形成装置においては、クリーニング部２９を用いることにより、帯電ローラ２２に対して圧接する力が小さくなることから、当該帯電ローラ２２を傷つけることがなく、摩耗を抑制することができる。

さらにまた、画像形成装置においては、クリーニング部材５１の一端５１ａが、帯電ローラ２２と当該クリーニング部材５１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置していることから、当該帯電ローラ２２が回転することによって当該クリーニング部材５１が当該帯電ローラ２２の回転方向の下流方向に変形した場合であっても、圧接状態を保持することができ、当該帯電ローラ２２の表面を確実にクリーニングすることができる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置においては、クリーニング部材５１の曲げ弾性によって当該クリーニング部材５１を帯電ローラ２２に接触させることにより、当該クリーニング部材５１の取り付け位置のばらつきに起因する摩耗や負荷の影響を小さくすることができ、優れたクリーニング性能を実現することができる。

つぎに、第２の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。

この第２の実施の形態として示す画像形成装置は、第１の実施の形態として示した画像形成装置を改良し、クリーニング部を構成する固定部材の形状を変化させたものである。したがって、この第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。

画像形成装置における画像形成ユニット２０において、カバー部材４２には、図１０及び図１１に示すように、上述した現像剤除去装置としてのクリーニング部６０が形成されている。

クリーニング部６０は、図１１に示すように、帯電ローラ２２に対して当接する当接部材としてのクリーニング部材６１と、このクリーニング部材６１を固定するための固定部材６２とを有する。クリーニング部材６１は、例えば両面テープ５３を介して固定部材６２に接着固定されている。なお、本実施の形態においても、カバー部材４２と固定部材６２とによってクリーニング部材６１を支持する支持部を形成している。

クリーニング部材６１は、第１の面及び第２の面を有し、第１の面によって帯電ローラ２２の表面に対して当接する板状の部材である。具体的には、固定部材６２に接着されたクリーニング部材６１の一端６１ａは、カバー部材４２と固定部材６２との間に挟持される。また、クリーニング部材６１の板状平面部６１ｂは、帯電ローラ２２の表面に接触する。この板状平面部６１ｂは、帯電ローラ２２の表面に接触した場合に、同図中破線で示すように、当該帯電ローラ２２の径方向に倒れることになる。なお、挟持されたクリーニング部材６１の一端６１ａは、帯電ローラ２２と当該クリーニング部材６１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置している。

固定部材６２は、１つの固定脚部６２ａを有し、この固定脚部６２ａによってクリーニング部材６１を接着支持することが可能な形状とされる。なお、固定脚部６２ａは、帯電ローラ２２とクリーニング部材６１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置している。

このようなクリーニング部材６１及び固定部材６２は、先に図４に示したクリーニング部材５１及び固定部材５２と同様に、帯電ローラ２２の長手方向にわたって配設されている。このとき、クリーニング部材６１は、記録用紙の最大印刷領域の幅以上の長さにわたって帯電ローラ２２に接触するように配設されている。

ここで、図１２に、クリーニング部材６１の側面図を示す。クリーニング部材６１は、クリーニング部材５１と同様に、耐摩耗・耐候に優れたポリエステル系スポンジ材やフェルト材等を用いて形成することができる。また、クリーニング部材６１の一方の面には、その一部に剥離紙６３付きの両面テープ５３が貼付され、固定部材６２との接着の際には、この剥離紙６３が剥離される。両面テープ５３の貼付範囲は、固定部材６２の貼付面に合わせた大きさとされる。なお、固定部材６２に対するクリーニング部材６１の固定方法も、両面テープを用いるものに限定されるものではない。本実施の形態においては、帯電ローラ２２の径が１２ｍｍの場合には、クリーニング部材６１の厚さｄを３ｍｍとし、当該クリーニング部材６１の板状平面部６１ｂが帯電ローラ２２の径方向に倒れた際の当該クリーニング部材６１の先端の曲げ量ｅを２．５ｍｍとしている。

このようなクリーニング部６０においては、固定部材６２における固定脚部６２ａとカバー部材４２との間に空間を形成し、帯電ローラ２２とクリーニング部材６１との接触範囲に対向する第２の面の領域内において、当該クリーニング部材６１と接触しないように当該固定部材６２を形成するとともに、板状平面部６１ｂが帯電ローラ２２の表面に接触した場合に、当該帯電ローラ２２の径方向に倒れるようにクリーニング部材６１を形成したことにより、帯電ローラ２２の径方向に対して、クリーニング部材６１の取り付け位置がばらつき、当該帯電ローラ２２に近付く方向にクリーニング部材６１が取り付けられたとしても、当該クリーニング部材６１の板状平面部６１ｂに加わる力が帯電ローラ２２の径方向に逃げることから、当該板状平面部６１ｂの圧縮量が大きくならない。すなわち、クリーニング部材６１は、その曲げ弾性によって板状平面部６１ｂが帯電ローラ２２に確実に接触することになる。

本願出願人は、実験を行い、帯電ローラ２２の径方向に対するクリーニング部材６１の取り付け位置の変位量と、クリーニング部材６１が接触することによって発生する像担持体２１の負荷トルクとの関係を求めた。なお、この実験でも、像担持体２１の負荷トルクが"０"となるクリーニング部材６１の取り付け位置を測定し、その位置を変位量が"０"である基準位置と定めた。そして、クリーニング部材６１の取り付け位置が基準位置から帯電ローラ２２に近付く方向に変位する場合を正値の変位量として求めた。その実験結果を図１３に示す。なお、同図においては、帯電ローラ２２の径方向に対するクリーニング部材６１の取り付け位置の変位量を横軸に示し、クリーニング部材６１が接触することによって発生する像担持体２１の負荷トルクを縦軸に示している。

図１３と第１の実施の形態の説明にて示した図６とを比較すると、本実施の形態として示すクリーニング部６０を用いた場合の方が、像担持体２１の負荷トルクに対するクリーニング部材６１の取り付け位置の変位量の傾きが小さく、取り付け位置がばらついても、当該像担持体２１の負荷トルクの変化がより小さいことがわかる。すなわち、画像形成装置においては、クリーニング部６０を用いることにより、同じ変位量では第１の実施の形態として示した画像形成装置に比べて、より装置負荷が軽減されることから、クリーニング部材６１の取り付け位置のばらつきに起因する負荷の増加の影響をさらに低減することができる。

また、装置負荷の観点から実験結果を観察すると、図１３に示す実験結果では、像担持体２１の負荷トルクが５〜７Ｎ・ｃｍの範囲を満たす変位量のばらつき許容範囲が、２．１−１．６＝０．５ｍｍとなり、第１の実施の形態に比べて、クリーニング部材６１の取り付け位置のマージンがさらに向上することがわかる。

さらに、画像形成装置においては、クリーニング部６０を用いることにより、帯電ローラ２２に対して圧接する力が小さくなることから、当該帯電ローラ２２を傷つけることがなく、摩耗を抑制することができる。

さらにまた、画像形成装置においては、クリーニング部材６１の一端６１ａが、帯電ローラ２２と当該クリーニング部材６１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置していることから、当該帯電ローラ２２が回転することによって当該クリーニング部材６１が当該帯電ローラ２２の回転方向の下流方向に変形した場合であっても、圧接状態を保持することができ、当該帯電ローラ２２の表面を確実にクリーニングすることができる。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置においては、クリーニング部材６１の取り付け位置のばらつきに起因する摩耗や負荷の影響をより小さくすることができ、優れたクリーニング性能を実現することができる。

最後に、第３の実施の形態として示す画像形成装置について説明する。

この第３の実施の形態として示す画像形成装置は、第２の実施の形態として示した画像形成装置を改良し、クリーニング部の構成を変化させたものである。したがって、この第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の説明及び第２の実施の形態の説明と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。

画像形成装置における画像形成ユニット２０において、カバー部材４２には、図１４及び図１５に示すように、上述した現像剤除去装置としてのクリーニング部７０が形成されている。

クリーニング部７０は、図１５に示すように、帯電ローラ２２に対して当接する当接部材としてのクリーニング部材７１と、このクリーニング部材７１を固定するための固定部材７２と、これらクリーニング部材７１と固定部材７２との間に当該クリーニング部材７１を補強する補強部材としてのフィルム部材７３とを有する。クリーニング部材７１は、例えば両面テープ５３ａを介してフィルム部材７３に接着固定されている。なお、本実施の形態においては、カバー部材４２と固定部材７２及びフィルム部材７３とによってクリーニング部材７１を支持する支持部を形成している。

クリーニング部材７１は、第１の面及び第２の面を有し、第１の面によって帯電ローラ２２の表面に対して当接する板状の部材である。具体的には、固定部材７２に接着されたクリーニング部材７１の一端７１ａは、カバー部材４２とフィルム部材７３との間に挟持される。また、クリーニング部材７１の板状平面部７１ｂは、帯電ローラ２２の表面に接触する。なお、挟持されたクリーニング部材７１の一端７１ａは、帯電ローラ２２と当該クリーニング部材７１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置している。

固定部材７２は、固定部材６２と同様に、１つの固定脚部７２ａを有し、この固定脚部７２ａによってクリーニング部材７１が接着固定されたフィルム部材７３を接着支持することが可能な形状とされる。なお、固定脚部７２ａは、帯電ローラ２２とクリーニング部材７１との接触位置よりも、当該帯電ローラ２２の回転方向に対して上流側に位置している。

フィルム部材７３は、例えばポリエステルフィルム等からなり、クリーニング部材７１と固定部材７２との間に挟持されている。挟持されたフィルム部材７３は、クリーニング部材７１の一方の面と略同一の大きさを有し、帯電ローラ２２とクリーニング部材７１との接触位置の当該帯電ローラ２２の回転方向の下流側まで延在している。また、フィルム部材７３の厚さは、クリーニング部材７１の厚さと第１の実施の形態又は第２の実施の形態として示したクリーニング部材５１，６１の厚さとの差分の厚さを有するクリーニング部材が生じる反力と、同等の反力を生じるものとされる。例えば、クリーニング部材７１の厚さは、帯電ローラ２２の径が１２ｍｍの場合に、０．１ｍｍの厚さからなるフィルム部材７３を設けた場合には、第１の実施の形態又は第２の実施の形態として示したクリーニング部材５１，６１の厚さが３ｍｍであったのに対して、その厚さを２ｍｍにまで薄くすることができる。すなわち、フィルム部材７３は、その厚さが０．１ｍｍである場合には、厚さが１ｍｍからなるクリーニング部材と同等の反力を生じるものである。かかるフィルム部材７３は、例えばその両面に貼付された両面テープ５３ａ，５３ｂを介してクリーニング部材７１及び固定部材７２に接着固定されている。なお、クリーニング部材７１及び固定部材７２に対するフィルム部材７３の固定方法は、両面テープを用いるものに限定されるものではない。また、クリーニング部７０においては、フィルム部材７３として、クリーニング部材７１よりも大きい曲げ弾性係数を有する例えば金属製の板バネといった他の弾性材料からなるものを用いてもよい。

このようなクリーニング部７０においては、固定部材７２における固定脚部７２ａとカバー部材４２との間に空間を形成し、帯電ローラ２２とクリーニング部材７１との接触範囲に対向する第２の面の領域内において、当該クリーニング部材７１と接触しないように当該固定部材７２を形成したことにより、帯電ローラ２２の径方向に対して、クリーニング部材７１の取り付け位置がばらつき、当該帯電ローラ２２に近付く方向にクリーニング部材７１が取り付けられたとしても、当該クリーニング部材７１の板状平面部７１ｂに加わる力が帯電ローラ２２の径方向に逃げることから、当該板状平面部７１ｂの圧縮量が大きくならない。すなわち、クリーニング部材７１は、その曲げ弾性とフィルム部材７３の曲げ弾性とによって板状平面部７１ｂが帯電ローラ２２に確実に接触することになる。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態として示す画像形成装置においては、第２の実施の形態として示した画像形成装置に比べて、厚さが薄いクリーニング部材７１を用いても、当該第２の実施の形態として示した画像形成装置と同等の効果を実現することができ、当該画像形成装置の小型化を図ることができる。

また、この画像形成装置においては、フィルム部材７３の厚さや素材を変化させることにより、クリーニング部材７１を変えることなく、帯電ローラ２２に対する圧接力を変化させることも可能である。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、帯電ローラの表面に付着したトナーを除去するものとして説明したが、本発明は、感光体ドラム等の像担持体や転写ローラといった回転体のクリーニングを行う場合にも適用することができる。また、本発明は、現像ローラからのトナーの掻き取りを行う場合にも適用することができる。さらに、本発明は、転写ベルトや感光体ベルトからトナーを除去する場合にも適用することができる。すなわち、本発明は、回転体の表面に付着したトナーを除去する用途に幅広く適用することができる。

また、本発明は、例えば、記録用紙の搬送路ローラを有するプリンタ、ファクシミリ装置、複写機、及びこれらの機能を複合的に備える装置にも容易に適用することができる。

このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置の構造を説明する断面図である。 本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置における画像形成ユニットの構造を説明する正面図である。 図２に示す画像形成ユニットにおけるクリーニング部の周囲を拡大した要部正面図である。 本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置における帯電ローラに対するクリーニング部材及び固定部材の配置について説明するための斜視図である。 本発明の第１の実施の形態として示す画像形成装置におけるクリーニング部材の側面図である。 図２乃至図５に示すクリーニング部を用いた場合において、帯電ローラの径方向に対するクリーニング部材の取り付け位置の変位量と、クリーニング部材が接触することによって発生する像担持体の負荷トルクとの関係を求めた実験結果を示す図である。 従来の画像形成装置における画像形成ユニットの構造を説明する正面図である。 図７に示す画像形成ユニットにおけるクリーニング部の周囲を拡大した要部正面図である。 図７及び図８に示すクリーニング部を用いた場合において、帯電ローラの径方向に対するクリーニング部材の取り付け位置の変位量と、クリーニング部材が接触することによって発生する像担持体の負荷トルクとの関係を求めた実験結果を示す図である。 本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置における画像形成ユニットの構造を説明する正面図である。 図１０に示す画像形成ユニットにおけるクリーニング部の周囲を拡大した要部正面図である。 本発明の第２の実施の形態として示す画像形成装置におけるクリーニング部材の側面図である。 図１０乃至図１２に示すクリーニング部を用いた場合において、帯電ローラの径方向に対するクリーニング部材の取り付け位置の変位量と、クリーニング部材が接触することによって発生する像担持体の負荷トルクとの関係を求めた実験結果を示す図である。 本発明の第３の実施の形態として示す画像形成装置における画像形成ユニットの構造を説明する正面図である。 図１４に示す画像形成ユニットにおけるクリーニング部の周囲を拡大した要部正面図である。

符号の説明

１１ 給紙トレイ
１２，１３ 給紙ローラ
１４ 転写部
１５ 搬送ベルト
１６ 駆動ローラ
１７ ベルトアイドルローラ
１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ 転写ローラ
２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ 画像形成ユニット
２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ 像担持体
２２Ｋ，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ 帯電ローラ
２３Ｋ，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ 露光部
２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ トナーカートリッジ
２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ 現像ローラ
２６Ｋ，２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ 現像ブレード
２７Ｋ，２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ トナー供給ローラ
２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ クリーニングブレード
２９Ｋ，２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，６０，７０ クリーニング部
３０ 定着部
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
４１ ベースフレーム部材
４２ カバー部材
４３ 開口部
５１，６１，７１ クリーニング部材
５１ａ，６１ａ，７１ａ クリーニング部材の一端
５１ｂ，６１ｂ，７１ｂ クリーニング部材の板状平面部
５２，６２，７２ 固定部材
５２ａ，５２ｂ，６２ａ，７２ａ 固定脚部
５３，５３ａ，５３ｂ 両面テープ
５４，６３ 剥離紙
７３ フィルム部材

Claims (5)

1. 所定の回転体の表面に付着した現像剤を除去する現像剤除去装置であって、
   第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面によって前記回転体の表面に対して当接する板状の当接部材と、
   前記回転体との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側で前記当接部材の前記第１の面及び前記第２の面を挟持するとともに、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側及び下流側でそれぞれ当該当接部材を支持する支持部とを備え、
   前記支持部は、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して下流側においては当該当接部材端部における前記第２の面を支持するとともに、前記回転体と前記当接部材とが接触する範囲に対向する前記第２の面の領域内において、当該当接部材と接触しないように形成されていること
   を特徴とする現像剤除去装置。
2. 前記支持部は、前記当接部材の前記第１の面が前記回転体と接触した場合に、当該回転体から当該当接部材に加わる前記回転体の径方向の力を逃がすように、当該回転体と当該当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側及び下流側でそれぞれ当該当接部材を支持する２つの支持領域の間に所定の空間が形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の現像剤除去装置。
3. 前記支持部は、
   前記当接部材が前記回転体に接触する範囲の直線距離をａとし、その距離ａの略中心における接触点をＰとし、この接触点Ｐにおける前記回転体の接線方向に沿った前記２つの支持領域の間隔を距離Ａとしたとき、Ａ＞ａの関係を満たすように形成され、且つ、前記接触点Ｐにおける前記回転体の径方向に押し込まれた前記当接部材の最大突出量を距離ｂとし、前記接触点Ｐにおける前記回転体の径方向の当該支持部の前記空間の距離をＢとしたとき、Ｂ＞ｂの関係を満たすように形成されていること
   を特徴とする請求項２記載の現像剤除去装置。
4. 前記回転体は、像担持体を帯電させる帯電ローラであり、
   前記当接部材は、前記帯電ローラの表面に付着した現像剤を除去すること
   を特徴とする請求項１記載の現像剤除去装置。
5. 所定の記録媒体に対して画像形成を行う画像形成装置であって、
   像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像し、前記記録媒体上に画像形成を行う画像形成部と、
   所定の回転体の表面に付着した現像剤を除去する現像剤除去部とを備え、
   前記現像剤除去部は、
   第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面によって前記回転体の表面に対して当接する板状の当接部材と、
   前記回転体との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側で前記当接部材の前記第１の面及び前記第２の面を挟持するとともに、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して上流側及び下流側でそれぞれ当該当接部材を支持する支持部とを備え、
   前記支持部は、前記回転体と前記当接部材との接触位置よりも当該回転体の回転方向に対して下流側においては当該当接部材端部における前記第２の面を支持するとともに、前記回転体と前記当接部材とが接触する範囲に対向する前記第２の面の領域内において、当該当接部材と接触しないように形成されていること
   を特徴とする画像形成装置。