JP2009210958A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、画像形成装置内の所定の位置に配設される画像形成ユニットの位置関係に起因する像担持体のクリーニング不良の発生を防止し、像担持体のクリーニング性のばらつきを低減す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。
【解決手段】
記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、現像剤画像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、画像形成ユニットは、少なくとも現像剤画像が担持される像担持体と、像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、定着装置に近接する画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも定着装置から遠方にある画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なるクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真プリント方式における画像形成装置の構造に関するものである。

従来、電子写真プリント方式の画像形成装置において、現像剤画像が担持される像担持体の表面上に残留した現像剤を確実に除去し、像担持体の耐久性を向上させることを目的として、クリーニングブレードの反発弾性を高め、像担持体のクリーニング性を向上させる技術があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４１９２４号公報

しかしながら、例えば、カラープリンタ等のカラー画像を形成する画像形成装置は、各色に対応した複数の画像形成ユニットを備える。したがって、例えば、現像剤画像の定着時に高温を発生する定着装置の近傍に配設された画像形成ユニットでは、像担持体のクリーニング不良が発生し、他の画像形成ユニットでは像担持体のクリーニング不良が発生しないといった、画像形成装置内での画像形成ユニットの位置関係によって、像担持体のクリーニング性にばらつきが生じていた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、画像形成装置内の所定の位置に配設される画像形成ユニットの位置関係に起因する像担持体のクリーニング不良の発生を防止し、像担持体のクリーニング性のばらつきを低減す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。

本発明の画像形成装置は、記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、現像剤画像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、画像形成ユニットは、少なくとも現像剤画像が担持される像担持体と、像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、定着装置に近接する画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも定着装置から遠方にある画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なるクリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置が備える定着装置に近接する画像形成ユニットは、定着装置から遠方にある少なくとも１つの画像形成ユニットが備えるクリーニング装置とは異なるクリーニング装置を備えるため、定着装置の発熱の影響による像担持体のクリーニング不良の発生を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、現像剤画像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、画像形成ユニットは、少なくとも現像剤画像が担持される像担持体と、像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニングブレードとを備え、定着装置に近接する画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも定着装置から遠方にある画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なる物理特性を有するクリーニングブレードを備えることを特徴とする

本発明の画像形成装置が備える定着装置に近接する画像形成ユニットは、定着装置から遠方にある少なくとも１つの画像形成ユニットが備えるクリーニング装置とは異なる物理特性のクリーニングブレードを備えるため、定着装置の発熱の影響による像担持体のクリーニング不良の発生を防止することができる。

さらに、本発明の画像形成装置は、記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、現像剤画像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、画像形成ユニットは、少なくとも現像剤画像が担持される像担持体と、像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、定着装置に近接する画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも定着装置から遠方にある画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なり、像担持体との電位差により前記現像剤を吸着する前記クリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置が備える定着装置に近接する画像形成ユニットは、定着装置から遠方にある少なくとも１つの画像形成ユニットが備えるクリーニング装置とは異なり、像担持体との電位差により像担持体に残留する現像剤を吸着するため、確実に像担持体をクリーニングすることができる。

さらにまた、本発明の画像形成装置は、記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、現像剤画像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、画像形成ユニットは、少なくとも現像剤画像が担持される像担持体と、像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、定着装置に近接する画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも定着装置から遠方にある前記画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なり、補助クリーニング部材を有するクリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置が備える定着装置に近接する画像形成ユニットは、定着装置から遠方にある少なくとも１つの画像形成ユニットが備えるクリーニング装置とは異なり、像担持体に残留する現像剤を除去する補助クリーニング部材を備えるため、確実に像担持体をクリーニングすることができる。

本発明の画像形成装置は、記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、現像剤画像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、画像形成ユニットは、少なくとも現像剤画像が担持される像担持体と、像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、定着装置に近接する画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも定着装置から遠方にある画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なり、直流電圧と交流電圧とが重畳されるクリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置が備える定着装置に近接する画像形成ユニットは、定着装置から遠方にある少なくとも１つの画像形成ユニットが備えるクリーニング装置とは異なり、直流電圧と交流電圧とが重畳され、像担持体との電位差により像担持体に残留する現像剤を吸着するため、確実に像担持体をクリーニングすることができる。

本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置内の所定の位置に配設される画像形成ユニットの位置関係に起因する像担持体のクリーニング不良の発生を防止し、像担持体のクリーニング性のばらつきを低減することが可能となる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。

[第１の実施形態]
＜クリーニング装置としてクリーニングブレードを備えた画像形成ユニット＞
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ１０の要部構成を示す概略構成図である。プリンタ１０は、例えば、カラー電子写真プリンタとしての構成を備え、記録媒体としての用紙１５を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から用紙１５をピックアップするホッピングローラ１７と、ホッピングローラ１７によりピックアップされた用紙１５の斜行を矯正するレジストローラ１８と、転写ベルト２１に用紙１５を搬送するレジストローラ１９と、現像剤画像を形成する画像形成ユニット２０と、用紙１５を静電吸着して搬送する転写ベルト２１と、画像形成ユニット２０で形成された現像剤画像を用紙１５に転写する転写ローラ２２と、図示せぬ駆動部により供給された動力により回転し転写ベルト２１を駆動させるドライブローラ２３と、ドライブローラ２３と対を成して転写ベルト２１を張架するアイドルローラ２４と、用紙１５に転写された現像剤画像を定着させる定着装置としての定着部２５と、転写ベルト２１に付着した現像剤を掻き取る転写ベルトクリーニング部材２６と、転写ベルトクリーニング部材２６により掻き取られた現像剤を収容する現像剤回収容器２７と、温度センサ２８とを備える。

用紙カセット１６は、内部に用紙１５を積層した状態で収容し、プリンタ１０の下部に着脱自在に装着されている。用紙カセット１６の上部には用紙１５をピックアップするホッピングローラ１７が配設されており、用紙カセット１６に収容されている用紙１５を最上部から一枚ずつ捌いて用紙搬送方向である矢印（ｆ）方向に繰り出す。用紙搬送経路上には、用紙１５の斜行を矯正するレジストローラ１８と、用紙１５を転写ベルト２１に搬送するレジストローラ１９とが配設されており、ホッピングローラ１７により繰り出された用紙１５は、画像形成ユニット２０に搬送される。

画像形成ユニット２０は、用紙搬送経路に沿って着脱自在に設けられている。本実施形態においては、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各現像剤色に対応した４つの画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃが備えられている。画像形成ユニット２０は、後ほど詳細に説明するが、受信した印刷データに基づく各色に対応した現像剤画像を形成する。

転写ベルト２１は、図示せぬ駆動部により供給された動力により回転するドライブローラ２３と、ドライブローラ２３と対を成すアイドルローラ２４により張架されており、ドライブローラ２３の回転により駆動する。また、転写ベルト２１は、用紙１５を静電吸着し、用紙搬送方向である矢印（ｇ）方向に用紙１５を搬送する。転写ローラ２２は、転写ベルト２１に当接するように配設されており、図示せぬ電圧供給部より印加されたバイアス電圧により、画像形成ユニット２０で形成された現像剤画像を用紙１５に転写する。

用紙搬送経路上流には、用紙１５に転写された現像剤画像を定着させる定着部２５が配設されている。定着部２５は、発熱ローラ、加圧ローラ、サーミスタ及び加熱ヒータを備えている。発熱ローラは、アルミニウムからなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、更にその芯金内には例えばハロゲンランプなどの加熱ヒータが配設されている。加圧ローラは、アルミニウムの芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆した構成で、発熱ローラとの間に圧接部が形成されるように配置されている。サーミスタは、発熱ローラの表面温度検出手段であり、発熱ローラの近傍に非接触で配置される。サーミスタによって検出された温度情報は図示しない温度制御手段に送られ、温度制御手段はこの温度情報に基づいて加熱ヒータをオン／オフ制御して、発熱ローラの表面温度を所定の温度に維持する。

転写ベルトクリーニング部材２６は、例えば、ウレタンゴム製のクリーニング部材であり、転写ベルト２１と当接する位置に配設されている。転写ベルトクリーニング部材２６は、用紙搬送方向とは逆方向に駆動する転写ベルト２１上に残留する現像剤を掻き取る。転写ベルトクリーニング部材２６により掻き取られた現像剤が自由落下する位置には現像剤回収容器２７が配設されており、回収された現像剤が収容される。

温度センサ２８は、画像形成ユニット２０、特に後述する画像形成ユニット２０が備えるクリーニング装置の周辺温度を検出する。

なお、図１には示されていないが、プリンタ１０を構成する他の部材として、プリンタ１０は、マイクロプロセッサ，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），入出力ポート，タイマ等を備える印刷制御部、印刷データ及び制御コマンドを受信してプリンタ１０の全体のシーケンスを制御し印刷動作を実行するインタフェース制御部、また、インタフェース制御部を介して入力された印刷データを一時的に記憶する受信メモリ、この受信メモリに記憶された印刷データを受け取ると共に、この印刷データを編集処理することによって、形成された画像データ（イメージデータ）を記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１０の状態を表示するための、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えばタッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１０の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ，温湿度センサ，濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶されたイメージデータをＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド１０３に送り、このＬＥＤヘッド１０３の駆動を制御するヘッド駆動制御部、定着部２５の温度を制御する温度制御部、用紙１５を搬送する各ローラを制御する用紙搬送モータ制御部、感光体ドラム１０１を回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部、及び各ローラに電圧を印加する電圧供給部等を備える。

次に、画像形成ユニット２０について説明する。画像形成ユニット２０は、画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃの何れも同一の構成を有し、現像剤の色のみが異なる。図２は、画像形成ユニット２０の要部構成を説明する概略構成図である。

画像形成ユニット２０は、感光体ドラム１０１と、帯電ローラ１０２と、ＬＥＤヘッド１０３と、現像ローラ１０４と、トナー供給ローラ１０５と、現像ブレード１０６と、トナー収容ユニット１０７と、トナー攪拌部材１１０と、トナー搬送部材１１１と、スパイラル１１２と、現像剤としてのトナー１５０と、クリーニング装置としてのクリーニングブレード２００とを備える。トナー収容ユニット１０７は、画像形成ユニット２０に対して着脱自在に装着可能となっている。

像担持体としての感光体ドラム１０１は、導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層としての、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機系感光体である。帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の周面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴム層によって構成されている。ＬＥＤヘッド１０３は、例えば６００ｄｐｉや１２００ｄｐｉのＬＥＤヘッドで、例えばＬＥＤ素子とレンズアレイを有し、ＬＥＤ素子から出力される照射光が感光体ドラム１０１の表面に結像する位置に配置されている。

現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１の周面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性ウレタンゴム層によって構成されている。現像ローラ１０４に摺接するトナー供給ローラ１０５は、金属シャフトと半導電性発泡シリコンスポンジ層によって構成されている。現像ブレード１０６は、例えば、ステンレス製であり、現像ローラ１０４に対してカウンタ方向で当接している。現像剤収容ユニット１０７は、トナー収容器１０８及び廃トナー収容器１０９を備えた筐体である。トナー攪拌部材１１０は、トナー収容ユニット１０７から供給されたトナー１５０を攪拌し、トナー搬送部材１１１は、トナー１５０をトナー供給ローラ１０５に供給する。スパイラル１１２は、クリーニングブレード２００により掻き取られたトナー１５０を図示せぬ廃トナーボックスに搬送する。廃トナーボックスに回収された廃トナーは、図示せぬ廃トナー搬送経路に沿って搬送され、廃トナー収容器１０９に収容される。

トナー１５０には、特に限定されないが、少なくとも結着樹脂，着色剤，帯電制御剤，離型剤等から成るトナー母粒子と環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のために添加される外添剤から形成され、カラートナーに適用可能な非磁性１成分現像剤を使用することが好ましい。また、トナー１５０は、懸濁重合法，溶解懸濁法，乳化重合法，混錬粉砕法等で製造することができるが、これらの製造方法の中で、最密充填構造を形成しにくい不定形トナーを製造することができる乳化重合法若しくは混錬粉砕法で製造されたトナーを使用することが好ましい。

クリーニング装置としてのクリーニングブレード２００，は、例えば、ウレタン製ゴム等により形成することができ、感光体ドラム１０１の周面に当接することでトナー１５０を掻き取ることができる。クリーニングブレード２００については後ほど詳細に説明する。

次に、上記した構成を有するプリンタ１０の動作について説明する。図２に示すように、感光体ドラム１０１は、図示しない駆動制御部により図２中矢印（ａ）方向に一定周速度で回転する。感光体ドラム１０１の表面に接触して設けられた帯電ローラ１０２は、図２中矢印（ｂ）方向に回転しながら、図示しない電圧供給部によって供給される直流電圧を感光体ドラム１０１の表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。次に、感光体ドラム１０１に対向して設けられたＬＥＤヘッド１０３によって、イメージデータに対応した光を感光体ドラム１０１の一様均一に帯電された表面に照射し、光照射部分の電位を光減衰して静電潜像を形成する。

トナー収容ユニット１０７から落下したトナー１５０は、図示しない電圧供給部によって電圧が印加されたトナー供給ローラ１０５の図２中矢印（ｄ）方向回転によって、現像ローラ１０４に供給される。

現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１に密着して配置されており、図示しない電圧供給部によって電圧が印加されている。現像ローラ１０４は、トナー供給ローラ１０５により搬送されたトナー１５０を吸着し、これを図２中矢印（ｃ）方向に回転搬送する。この回転搬送過程で、トナー供給ローラ１０５より下流側にあって現像ローラ１０４に圧接して配置された現像ブレード１０６は、現像ローラ１０４に吸着したトナー１５０を均一な厚さに均した現像剤層を形成する。

更に現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像を、担持するトナーによって反転現像する。感光体ドラム１０１の導電性支持体と現像ローラ１０４間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ１０４と感光体ドラム１０１の間には、感光体ドラム１０１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ１０４上の帯電したトナー１５０は、静電気力により感光体ドラム１０１上の静電潜像部分に付着し、この部分を現像して現像剤画像を形成する。尚、感光体ドラム１０１の回転開始で始まるこの現像プロセスは、所定のタイミングで開始される。

図１に示すように、用紙カセット１６に収容された用紙１５は、ホッピングローラ１７によりから図１中矢印（ｆ）方向に一枚ずつ取り出される。その後、図示しない用紙ガイドに沿って、レジストローラ１８により斜行が矯正されながら搬送される。そして、用紙１５は回転するドライブローラ２３によって駆動する転写ベルト２１へと送られる。尚、上述した現像プロセスは、用紙１５が転写ベルト２１に搬送される間の所定のタイミングで開始される。

ブラックの現像剤を備えた画像形成ユニット２０Ｋの感光体ドラム１０１Ｋに、転写ベルト２１を介して圧接状態で対向して配置され、図示しない電圧供給部によって電圧が印加された転写ローラ２２によって、転写ベルト２１に静電吸着して搬送される用紙１５上に、上記した現像プロセスによって感光体ドラム１０１上に形成されたブラックの現像剤画像を転写する転写プロセスが行われる。

その後、用紙１５は、転写ベルト２１上を図１中矢印（ｇ）方向に沿って進み、同様のプロセスによって、イエロー，マゼンタ，シアンの現像剤画像が、順次用紙１５上に転写される。

各色の現像剤画像が転写された用紙１５は、発熱ローラと加圧ローラを備えた定着部２５へ搬送される。発熱ローラの熱が用紙１５上のトナーを溶融し、発熱ローラと加圧ローラとの圧接部で加圧することにより現像剤画像が用紙１５に定着される。

現像剤画像が定着された用紙１５は、さらに搬送され、プリンタ１０の外部へと送出される。

転写後の感光体ドラム１０１の表面には、若干のトナー１５０が残留する場合がある。この残留したトナー１５０は、クリーニングブレード２００によって除去される。クリーニングブレード２００は、感光体ドラム１０１の回転軸方向に沿って平行に配置され、その先端部が感光体ドラム１０１の表面に当接するようにその根元部分が剛性の支持基板に取り付けられ、固定される。クリーニングブレード２００が感光体ドラム１０１の周面に当接した状態で感光体ドラム１０１が回転軸中心に回転することによって、転写されずに残った感光体ドラム１０１表面に残留したトナー１５０が除去される。クリーニングされた感光体ドラム１０１は、繰り返し利用される。

また、各画像形成ユニット２０の感光体ドラム１０１から、一部の帯電不良のトナーが転写ベルト２１に転写される場合がある。転写ベルト２１に転写されたこの現像剤は、転写ベルト２１が図１中の矢印（ｇ）方向とは逆方向に駆動中に、転写ベルトクリーニング部材２６によって転写ベルト２１から除去されて現像剤回収容器２７に溜められる。クリーニングされた転写ベルト２１は、繰り返し利用される。

このように、上記で述べた各部材が協調動作することによって、プリンタ１０は用紙１５に画像を形成することができる。

次に、第１の実施形態にかかるクリーニングブレード２００について説明する。まず始めに、一般的なプリンタが備えるクリーニングブレードが有する問題点について説明し、次いで、前記問題点を解決することが可能な第１の実施形態にかかるクリーニングブレード２００について説明する。

一般的に、プリンタの高画質化を実現するために、上述したトナー母粒子の粒径を小粒径にすると、トナー１５０の流動性が低下し、画像かすれ等の画像不具合が発生する。これを回避するために、シリカ等の外添剤が多く添加される。例えば、表１に示すように、トナー母粒子の粒径が８μｍの場合に添加される外添剤は、シリカＡ（４０ｎｍ）１．３％，シリカＢ（１４〜１６ｎｍ）０．６％，シリカＣ（１５０ｎｍ）０．１％であるのに対して、トナー母粒子の粒径が５．７μｍの場合に添加される外添剤は、シリカＡ１．７％，シリカＢ０．９８％，シリカＣ２０．４％となり、特に２０μｍ以下の外添剤、本実施形態ではシリカＢが多く添加されることになる。そのため、例えば、クリーニングブレード等のクリーニング装置に磨耗等がある場合、シリカＢ等の外添剤がすり抜けることになる。

また、低画像密度印刷時においては、同じトナー１５０が画像形成ユニット２０内を循環するため、外添剤が脱落することによるトナー１５０の帯電不良が発生し、グレイニネスの悪化、カブリ増大等の不具合の原因となる。これらの不具合を防止するため、紙間において転写ベルト２１にトナー１５０を廃棄すると、廃棄されるトナー１５０の量が多すぎるため、現像剤回収容器２７のサイズを大きくする必要がある。現像剤回収容器２７の負担を低減するために、各画像形成ユニット２０が備える廃トナー収容器１０９にトナー１５０を収容することにすると、略未転写のトナー１５０をクリーニングすることになり、クリーニングブレード等のクリーニング装置の負担が大きくなる。

さらにまた、プリンタの構造上、画像形成ユニットの中で特定の画像形成ユニットは高温を発生する定着部に最も近接して配設される。図３は、定着部の発熱ローラの回転中心軸から各画像形成ユニットの感光体ドラムの回転中心軸までの距離の関係の一例を示したものである。例えば、定着部に最も近接する画像形成ユニットの距離が９０ｍｍであるのに対して、定着部から最も離れた画像形成ユニットまでの距離は３００ｍｍであり、その距離の差は３．３倍にもなる。定着部から発生する熱は、各クリーニング装置のクリーニング性能に大きな影響を与える。

このような種々の問題点を解決することが可能な本実施形態にかかるクリーニングブレード２００について以下に説明する。

クリーニングブレード２００は、上述したように、感光体ドラム１０１の周面と当接することでトナー１５０を除去する。したがって、クリーニングブレード２００は、感光体ドラム１０１の回転に伴い、図４に示すスティック＆スリップ運動と呼ばれる挙動を示す。ここで、スティックとは、クリーニングブレード２００の先端部が感光体ドラム１０１の周面に密着した状態で感光体ドラム１０１が回転を開始すると、クリーニングブレード２００の先端部が、感光体ドラム１０１の周面の移動方向に引き伸ばされ変形する状態を示す。また、スリップとは、クリーニングブレード２００の反発弾性によりスティック状態からもとの状態に戻ることを示す。

一般的に低反発弾性率のクリーニングブレード２００は、スティック＆スリップ運動する回数が少なく振幅が大きいが、高反発弾性率のクリーニングブレード２００は、スティック＆スリップ運動の回数が多く振幅が小さい。ここで、反発弾性率とは、物体の衝突時に、材料が吸収するエネルギーを表す指標であり、所定質量・高さの落下物を試験片に衝突させた際、衝突時、跳ね返り時に物体が有しているエネルギーの比を言う。この反発弾性率の測定方法としては、振子を用いて落下及び反発の高さから値を算出するリュプケ式反発弾性試験と、固体円盤を用いて落下及び反発の角度から値を算出するトリプソ式反発弾性試験とがあり、ＪＩＳ Ｋ ６２２５で規格化されている。例えば、荷重Ｗの物体が高さｈ１から落下し、試験片に衝突して高さｈ２に跳ね上がったとすると、物体に吸収されたエネルギーＥ及び反発弾性率Ｒ（％）は次式で表すことができる。

Ｅ＝Ｗ（ｈ１−ｈ２）
Ｒ＝（ｈ２／ｈ１）ｘ１００
これらの式から、落下及び反発高さを測定することにより反発弾性率を計算することができる。ここで、Ｒ＝０（％）は、物体は反発することなく静止したことを表し、Ｒ＝１００（％）は、物体は落下位置と同じ位置まで跳ね返ってくることを表す。また、（１００−Ｒ）％は、物体の内部摩擦によって熱に変換されたエネルギー値を表す。

トナー１５０がクリーニングブレード２００をすり抜けるのは、スリップ状態の時である。低反発弾性率のクリーニングブレード２００は、高反発弾性率のクリーニングブレード２００と比較して、スリップ状態となる時間が長いため、クリーニング特性が悪くなる。しかしながら、低反発弾性のクリーニングブレード２００はスティック＆スリップ運動の回数が少ないため、クリーニングブレード２００の先端部であるエッジ部分の磨耗が小さい。したがって、エッジ部分の磨耗による外添剤のすり抜けは殆ど発生しない。

一方、高反発弾性率のクリーニングブレード２００は、スティック＆スリップ運動の回数が多く振幅が小さいので、低反発弾性率のクリーニングブレード２００と比較してスリップ状態となる時間が短くクリーニング特性が良い。しかしながら、高反発弾性率のクリーニングブレード２００はスティック＆スリップ運動の回数が多いため、クリーニングブレード２００の先端部であるエッジ部分の磨耗が大きい。その為、外添剤がすり抜ける可能性がある。

ところで、上記の反発弾性率は一般的に温度が高温となると大きくなる性質がある。したがって、クリーニング特性を向上させるために、高反発弾性率を有するクリーニングブレード２００が適用された画像形成ユニット２０がプリンタの定着部に近接して配設された場合、高いクリーニング特性で得られる利点よりも、高反発弾性によるクリーニングブレード２００の先端部磨耗による欠点が発生する。したがって、高温となる定着部に近接して配設される画像形成ユニット２０のクリーニング特性を保つためには、定着部に近接して配設される画像形成ユニット２０（本実施形態においては、画像形成ユニット２０Ｃ）に適用されるクリーニングブレード２００Ｃに、他の画像形成ユニット２０Ｍ，２０Ｙ，２０Ｋに適用されるクリーニングブレード２００Ｋ，２００Ｙ，２００Ｍよりも低い反発弾性率を有するクリーニングブレード２００Ｃを適用するのが好ましい。あるいは、高温での反発弾性化によるクリーニングブレード２００の先端部磨耗が発生したとしても、高温になる画像形成ユニット２０Ｃに適用されるクリーニングブレード２００Ｃの感光体ドラム１０１に対する圧接力（線圧）を高めることで、クリーニング特性を確保することができる。

[実施例１−１]
実施例１では、定着部に近接して配設される画像形成ユニット２０Ｃに適用されるクリーニングブレード２００Ｃに、他の画像形成ユニット２０Ｍ，２０Ｙ，２０Ｋに適用されるクリーニングブレード２００Ｋ，２００Ｙ，２００Ｍよりも低い反発弾性率を有するクリーニングブレード２００Ｃを適用し、クリーニングブレード２００Ｃの評価を行った。まず、本実施例に適用したクリーニングブレード２００Ｃの取り付け位置について図５を用いて説明する。

図５は、クリーニングブレード２００Ｃと感光体ドラム１００Ｃとの位置関係を説明する図である。クリーニングブレード２００Ｃは、クリーニングブレード支持部材２０１によって支持されており、感光体ドラム１０１Ｃの周面上の位置Ａにおいて、くい込み量Ｙをもって感光体ドラム１０１Ｃと当接している。ここで、くい込み量とは、クリーニングブレード２００Ｃが剛体とした場合（架空線）に、感光体ドラム１０１Ｃを圧接する量であり、見かけ上の感光体ドラム１０１Ｃの半径は図中の点線１０１’（ＣＬ先端位置半径）となる。くい込み量Ｙは、感光体ドラム１０１Ｃの半径とＣＬ先端位置半径との差分から求めることができる。また、クリーニングブレード２００Ｃは、クリーニングブレード２００Ｃが剛体であると仮定した場合の先端位置Ｃと感光体ドラム１０１Ｃの中心点Ｂとを結ぶ線ＢＣに対する垂線ＣＤとクリーニングブレード２００Ｃとが成す角度α２（取り付け角度）をもって取り付けられている。

クリーニングブレード２００Ｃのたわみ角度α４は、クリーニングブレード支持部材２０１による支持位置Ｅから感光体ドラム１０１の周面上の位置Ａまでの長さ（自由端長Ｌ）とくい込み量から下記式により求めることができる。
たわみ角度α４＝３×くい込み量×１８０／（２×自由端長Ｌ×３．１４１５１６）
したがって、例えば、くい込み量が０．７９ｍｍであり、自由端長Ｌが７．５０ｍｍの場合、たわみ角度α４は、９．０６°となる。

また、クリーニング角度α１は、取り付け角度α２及びたわみ角度α４から下記式より求めることができる。
クリーニング角度α１＝取り付け角度α２−たわみ角度α４
クリーニング角度α１は、上記式で示されるようにクリーニングブレード２００Ｃの感光体ドラム１０１Ｃに対する接触角度を表す指標であり、例えば、取り付け角度α２が、１９．９４°であり、たわみ角度α４が９．０５°の場合、クリーニング角度α１は、１０．８９°となる。

上記のような位置関係で取り付けられたクリーニングブレード２００Ｃの感光体ドラム１０１Ｃに対する圧接力は下記式による求めることができる。
圧接力＝くい込み量×ヤング率×（クリーニングブレード板厚）^３／（４×（自由端長Ｌ）^３）
したがって、例えば、ヤング率が６８ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、クリーニングブレード板厚が１．７ｍｍである場合、圧接力は、１５．６ｇｆ／ｃｍとなる。

次に、表２に示す２種類のクリーニングブレード２００を使用して、評価試験を行った。この時のクリーニングブレード２００のクリーニング角度は１０．８９°とし、圧接力は１５．６ｇｆ／ｃｍであった。また、感光体ドラム１０１の外径はΦ３０ｍｍ、線速は０．１５４ｍ／ｓに設定した。このようなクリーニングブレード２００Ｋ，２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃを備えた画像形成ユニット２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃを図３に示す位置関係で、定着部２５に最近接する装着位置から順に、シアンの現像剤を備えた画像形成ユニット２０Ｃ、マゼンタの現像剤を備えた画像形成ユニット２０Ｍ、イエローの現像剤を備えた画像形成ユニット２０Ｙ、ブラックの現像剤を備えた画像形成ユニット２０Ｋの順で装着し、評価試験を行った。

評価方法は、２ｂｙ２パターンを形成させ、横送りのＡ４用紙を１４００枚印刷した。ここで、２ｂｙ２とは、ドットが形成せれる際に、縦４ドット分、横４ドット分の合計１６マスのうち、縦２ドット分、横２ドット分の合計４マス分のドットを形成するものである。なお、クリーニング不良の発生の有無は、クリーニングブレードをすり抜けたトナーにより、帯電ローラの表面にトナーの付着の有無で判断し、帯電ローラへのトナー付着がある場合をクリーニング不良発生とし、帯電ローラへのトナー付着がない場合をクリーニング不良なしとした。また、外添剤のすり抜け発生の有無は、クリーニングブレードをすり抜けた外添剤により、帯電ローラの表面に外添剤の付着の有無で判断し、帯電ローラへの外添剤付着がある場合を外添剤すり抜け発生とし、帯電ローラへの外添剤付着がない場合を外添剤すり抜けなしとした。

定着部２５の発熱ローラ温度を１８０℃に設定し、３ページ連続印刷ごとに２４秒間の停止期間を設ける間欠印刷を行った。

プリンタ１０の外気温度が２４℃のような常温であって、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｃに高反発弾性率を有するブレードＡを使用した結果を表３に示す。連続印刷中（例えば、３００ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０の温度が充分上昇したときのクリーニング不良と外添剤のすり抜けを評価した。

プリンタ１０の外気温度が２４℃のような常温であって、連続印刷中（例えば、３００ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０の温度が充分に上昇したとき、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃに高反発弾性率を有するブレードＡを使用した場合、表３に示すように、シアンの画像形成ユニット２０Ｃにおいて外添剤のすり抜けが発生していた。この場合、シアンのクリーニングブレード２００Ｃの先端部に多数のエッジ部欠が見受けられ、トナー１５０はクリーニングできており、クリーニング不良は発生していないものの、外添剤がクリーニングブレードからすり抜けて感光体ドラム１０１上に付着していた。なお、クリーニングブレード先端部のエッジ部欠の有無は、１０００倍に拡大して観察し判断した。

[実施例１−２]
プリンタ１０の外気温度が２４℃のような常温であって、シアン以外の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに高反発弾性率を有するブレードＡを使用し、シアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみ低反発弾性率を有するブレードＢを使用した結果を表４に示す。評価方法は、実施例１−１と同様に行った。

プリンタ１０の外気温度が２４℃のような常温であって、連続印刷中（例えば、３００ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０の温度が充分上昇したとき、シアン以外の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに高反発弾性率を有するブレードＡを使用し、シアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみ低反発弾性率を有するブレードＢを使用した場合、全ての画像形成ユニット２０において、外添剤のすり抜けは見受けられなかった。

[実施例１−３]
プリンタ１０の外気温度が１０℃のような低温であって、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｃに低反発弾性率を有するブレードＡを使用した結果を表５に示す。評価方法は、実施例１−１と同様に行った。ただし、クリーニング不良と外添剤すり抜けについては、長時間印刷動作が休止された後に電源を投入した後、或いは、電源は投入されたまま長時間印刷動作が休止され、省電力モードから復旧した後のように、プリンタ１０内が外気温度と略同じ温度である状態で印刷開始した直後（例えば、９ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０内の温度が充分に上昇する前におけるクリーニング不良と外添剤のすり抜けを評価した。

プリンタ１０の外気温度が１０℃のような低温であって、長時間印刷動作が休止された後に電源を投入した後、或いは、電源は投入されたまま長時間印刷動作が休止され、省電力モードから復旧した後のように、プリンタ１０内が外気温度と略同じ温度である状態で印刷開始した直後（例えば、９ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０内の温度が充分に上昇する前に全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｃに低反発弾性率を有するブレードＡを使用した場合、表５に示すように、反発弾性率が低いため、シアンの画像形成ユニット２０Ｃ以外の画像形成ユニット２０においてトナーのすり抜けが発生しており、すり抜けたトナーは帯電ローラ１０２上に付着していた。これは低温環境下にて設置されるプリンタにおいては、クリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｃの温度は略外気温度に近い温度になっており、そのような状態で電源を投入、または、長時間印刷動作が休止され、省電力モードになっている状態から印刷動作が開始されると、定着部２５に近いシアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみが急激に温度が上昇するのに対して、画像形成ユニット２０Ｍ〜２０Ｋのそれぞれのクリーニングブレード２００Ｍ〜２００Ｋの温度は低いままである。そのため、クリーニングブレード２００Ｍ〜２００Ｋは反発弾性が低いままであり、トナーのクリーニング性が劣るため、クリーニング不良が発生する。

[実施例１−４]
プリンタ１０の外気温度が１０℃のような低温であって、シアン以外の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに高反発弾性率を有するブレードＢを使用し、シアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみ低反発弾性率を有するブレードＡを使用した結果を表６に示す。評価方法は、実施例１−３と同様に行った。

プリンタ１０の外気温度が１０℃のような低温であって、長時間印刷動作が休止された後に電源を投入した後、或いは、電源は投入されたまま長時間印刷動作が休止され、省電力モードから復旧した後のように、プリンタ１０内が外気温度と略同じ温度である状態で印刷開始した直後（例えば、９ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０内の温度が充分に上昇する前にシアン以外の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに高反発弾性率を有するブレードＢを使用し、シアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみ低反発弾性率を有するブレードＡを使用した場合、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃにおいて、トナーのすり抜けは見受けられなかった。

[実施例１−５]
プリンタ１０の外気温度が３２℃のような高温であって、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃのクリーニングブレード２０Ｋ〜２０Ｃに高反発弾性率を有するブレードＡを使用した結果を表７に示す。評価方法は、実施例１−１と同様に行った。

プリンタ１０の外気温度が３２℃のような高温であって、連続印刷中（例えば、３００ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０内の温度が充分に上昇したとき、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃのクリーニングブレード２０Ｋ〜２０Ｃに高反発弾性率を有するブレードＡを使用した場合、表７に示すように、シアンの画像形成ユニット２０Ｃにおいて外添剤のすり抜けが発生していた。この場合、シアンのクリーニングブレード２００Ｃの先端部に多数のエッジ部欠が見受けられ、トナー１５０はクリーニングできており、クリーニング不良は発生していないものの、外添剤がクリーニングブレードからすり抜けて感光体ドラム１０１上に付着していた。

[実施例１−６]
プリンタ１０の外気温度が３２℃のような高温であって、シアン以外の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに高反発弾性率を有するブレードＡを使用し、シアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみ低反発弾性率を有するブレードＢを使用した結果を表８に示す。評価方法は、実施例１−１と同様に行った。

プリンタ１０の外気温度が３２℃のような高温であって、、連続印刷中（例えば、３００ページ印刷終了時）のように、プリンタ１０内の温度が充分に上昇したとき、シアン以外の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍのクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに高反発弾性率を有するブレードＡを使用し、シアンの画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみ低反発弾性率を有するブレードＢを使用した場合、全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃにおいて、外添剤のすり抜けは見受けられなかった。

[実施例２]
実施例１で示したように、高反発弾性率を有するクリーニングブレードを全ての画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｃに適用すると、常温（２４℃）、又は高温（３２℃）環境下において、シアンの現像剤を備える画像形成ユニット２０Ｃにおいて、外添剤のすり抜けが発生する。これは、定着部２５の発熱によりクリーニングブレード２００Ｃが高温となり、反発弾性率がさらに高くなる結果、過剰なスティック＆スリップ運動が生じるためである。この過剰なスティック＆スリップ運動はクリーニングブレード２００Ｃの先端部を磨耗させるため、多数のエッジ部欠が発生し、外添剤のすり抜けが生じることになる。

そこで、実施例２では、高温による反発弾性率の上昇の結果、クリーニングブレード２００の磨耗が大きくなった場合でも、クリーニングブレード２００と感光体ドラム１０１とのニップ量、つまり圧接力を大きくすることで、外添剤のすり抜けを軽減させることを検討した。図６は、クリーニングブレード２００と感光体ドラム１０１とにより形成されるニップ部を模式的に示したものである。ここで、図中に示すニップ幅を増加させることにより、外添剤のすり抜けを軽減することが可能となる。

ところで、クリーニングブレード２００の感光体ドラム１０１に対する圧接力は、画像形成ユニット２０にかかるトルクと密接な関係がある。ここで、トルクとは、画像形成ユニット２０が備える各ローラを回転させるために必要な力であり、ｋｇｃｍの単位で表される。例えば、トルクが重いということは、画像形成ユニット２０が備える各ローラを回転させる為の駆動モータが大きくなるということであり、駆動モータが大きくなると、これにかかる電流値（モータ電流値）が大きくなる。その結果、駆動モータの駆動時に熱が発生したり、１個の駆動モータで各ローラを回転させることができない場合、駆動モータの数を増やす必要が生じる。トルクを増加することにより、プリンタ１０の定格電流値（家庭内電源にてプリンタを駆動する為の最低電流値）を超えてしまう恐れがあるため、画像形成ユニット２０にかかるトルクは小さくする必要がある。

図７は、Ａ３用紙プリンタの画像形成ユニットにおけるクリーニングブレード２００の圧接力とトルクとの関係を示すグラフである。図７に示すグラフは、画像形成ユニット２０に対する安定負荷としてクリーニングブレード２００のみが作用している時のトルク（ブレードトルク）と圧接力の関係を示しており、例えば、圧接力を２４ｇｆ／ｃｍ程度上昇させると、トルクは、１．２５ｋｇｃｍ上昇することになる。したがって、画像形成ユニット２０を４つ備えるプリンタの場合、５ｋｇｃｍのトルク上昇となる。また、図８に示すように、Ａ４用紙プリンタも同様であり、例えば、圧接力を２４ｇｆ／ｃｍ程度上昇させると、トルクは０．５ｋｇｃｍ上昇することになる。したがって、画像形成ユニット２０を４つ備えるプリンタの場合、２ｋｇｃｍのトルク上昇となる。

上記のように、プリンタ１０が備える４つの全ての画像形成ユニット２０の圧接力を上昇させると、過大なトルク上昇を招く。したがって、定着部２５に近接した画像形成ユニット２０が備えるクリーニングブレード２００のみの圧接力を大きくすることが好ましい。

したがって、実施例２では、シアンの現像剤を備える画像形成ユニット２０Ｃのクリーニングブレード２００Ｃのみの圧接力を高くし、常温（２４℃）、低温（１０℃）、高温（３２℃）の環境下で評価試験を行った。
・条件（１）クリーニング角度 １０．８９°，圧接力 １５．６ｇｆ／ｃｍ，
くい込み量 ０．７０ｍｍ，画像形成ユニットトルク ６．１ｋｇｃｍ
・条件（２）クリーニング角度 ８．７４°，圧接力 ４１．５ｇｆ／ｃｍ，
くい込み量 １．２４ｍｍ，画像形成ユニットトルク ６．７ｋｇｃｍ

上記条件において、クリーニング評価及び外添剤のすり抜けの発生を評価した。表９は、条件（１）における結果を表し、表１０は条件（２）における結果を表す。実施例１の結果と同様に、条件（１）においては、常温（２４℃）及び高温（３２℃）において、外添剤のすり抜けが観察された。一方、条件（２）においては、常温（２４℃）、低温（１０℃）、高温（３２℃）の何れの環境下においても、外添剤のすり抜けの発生は見受けられなかった。

以上のように、第１の実施形態によれば、高温となる定着部に近接して配設される画像形成ユニット２０Ｃに適用されるクリーニングブレード２００Ｃに、他の画像形成ユニット２０Ｋ〜２０Ｍに適用されるクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍよりも低い反発弾性率を有するクリーニングブレード２００Ｃを適用することにより外添剤のすり抜けを軽減することができる。また、高温となる定着部に近接して配設される画像形成ユニット２０Ｃに適用されるクリーニングブレード２００Ｃの感光体ドラム１０１に対する圧接力を高めることで、外添剤のすり抜けを軽減することができる。

第１の実施形態では、シアンの現像剤を備える画像形成ユニットのみが異なる反発弾性率を有するクリーニングブレードを備える、又はシアンの現像剤を備える画像形成ユニットのみが異なる圧接力で感光体ドラムに当接するクリーニングブレードを備える形態として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成ユニットの装着位置ごとに反発弾性率が異なるクリーニングブレードを有する形態や、感光体ドラムに対する圧接力が異なるクリーニングブレードを有する形態としてもよい。具体的には、反発弾性率の大小関係が、シアン＜マゼンタ＜イエロー＜ブラックの順となるようにクリーニングブレードを選択してもよい。また、圧接力の大小関係が、シアン＞マゼンタ＞イエロー＞ブラックの順となるようにクリーニングブレードの感光体ドラムに対するクリーニング角度を調節してもよい。

[第２の実施形態]
＜クリーニング装置としてクリーニングローラを備えた画像形成ユニット＞
印刷速度を更に高速化にするために、用紙の搬送速度や感光体ドラムの回転速度や定着温度を高くする必要がある。その場合、定着部に最近接する画像形成ユニットが備えるクリーニング装置がクリーニングブレードの場合、定着部の発熱による反発弾性の上昇に伴い、ブレード磨耗が激しくなったり、高温下にて感光体ドラムにクリーニングブレードが圧接されるので、ドラムフィルミングが発生してしまう可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、最下流の画像形成ユニット、すなわち、定着部に最近接している画像形成ユニットのクリーニング装置として、クリーニングローラを用いる。

図９は、本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ３００の要部構成を示す概略構成図である。また、図１０は、第２の実施形態にかかるクリーニングローラ２０８と電圧供給部としての電圧印加部２１０及び電圧制御部２１１との接続様式を説明する図である。なお、第２の実施形態にかかるプリンタ３００の構成は、第１の実施形態にかかるプリン１０の構成と略同一なので、同一な箇所には同じ符号を付し、説明は省略する。また、プリンタ３００が実行する印刷動作もプリンタ１０と同一であるため、ここでの説明は省略する。

プリンタ３００は、プリンタ１０の構成に加え、クリーニングローラ２０８と、電圧印加部２１０と、電圧制御部２１１とを備える。また、プリンタ３００は、プリンタ１０が具備するクリーニングブレード２００Ｋ〜２００Ｍに替えてクリーニングブレード２０２Ｋ，２０２Ｙ，２０２Ｍを備える。

クリーニングローラ２０８は、金属などで構成される導電性シャフトの外周に導電材としてのカーボンブラックを分散させたエピクロルヒドリンゴムなどの導電性弾性体を配したローラである。このクリーニングローラ２０８は、シアンの現像剤を備える画像形成ユニット２０Ｃに装着される。

電圧印加部２１０は、クリーニングローラ２０８に対して、例えば＋１０００Ｖのようなトナー１５０とは逆極性の電圧を印加する。また、電圧制御部２１１は、電圧印加部２１０がクリーニングローラ２０８に印加する電圧並びに電圧を印加するタイミングを制御する。

クリーニングブレード２０２Ｋ〜２０２Ｍは、例えば、ウレタン製ゴム等により形成することができ、感光体ドラム１０１の周面に当接することでトナー１５０を掻き取ることができる。

次に、このような構成を備えるプリンタ３００のクリーニング動作について説明する。まず、前述したように、クリーニングローラ２０８には、通常、例えば＋１０００Ｖのようなトナーとは逆極性の電圧を印加され、クリーニングローラ２０８はトナー１５０を回収する。なお、クリーニングローラ２０８が装着されたシアンの画像形成ユニットにおいては、印刷ＪＯＢ間や印刷枚数２０枚ごとなどの所定の間隔でクリーニングローラに付着したトナー１５０を感光体ドラム１０１Ｃを介して、転写ベルト２１に付着させ、転写ベルトクリーニング部材２６にてトナー１５０を回収するようにする。

その場合、クリーニングローラ２０８には、−１４００Ｖの電圧が電圧印加部２１０により印加される。その結果、トナー１５０は表面が約０Ｖに帯電された感光体ドラム１０１Ｃに移動される。

感光体ドラム１０１Ｃに付着したトナーは感光体ドラム１０１の回転とともに帯電ローラ１０２との対向部に移動するが、帯電ローラ１０２には−１０００Ｖの電圧が図示せぬ電圧供給部により印加されるため、トナー１５０は感光体ドラム１０１Ｃに保持されたまま移動する。

次に、感光体ドラム１０１の表面を０Ｖにするために、ＬＥＤヘッド１０３は感光体ドラム１０１Ｃを露光する。さらに感光体ドラム１０１は回転し、トナー１５０は現像ローラ１０４との対向位置に到達するが、現像ローラ１０４には図示せぬ電圧供給部により−３００Ｖの電圧が印加されるため、トナー１５０は感光体ドラム１０１Ｃに保持されたまま移動する。

転写ローラ２１には図示せぬ電圧供給部により＋１０００Ｖの電圧が印加され、感光体ドラム１０１上のトナー１５０は転写ベルト２１に付着される。転写ベルト２１の駆動に伴って、転写ベルト２１のトナー１５０は転写ベルトクリーニング部材２６によりかき取られる。

本実施形態においては、クリーニング装置としてクリーニングローラ２０８を使用したが、これに限定されるものでない。クリーニングローラのほかに、感光体ドラムとの電位差により感光体ドラム上の転写残トナーを吸着するクリーニング部材であればよく、例えば、導電性シャフトの外周にブラシが配設されたブラシローラであっても構わない。

以上のように、第２の実施形態によれば、定着部に最近接している画像形成ユニットのクリーニング装置として、クリーニングローラを用いることで、高速印刷が可能となり、さらにドラムフィルミングの発生を防止することができる。

[第３の実施形態]
＜クリーニング装置としてクリーニングブレードに加え補助クリーニング部材を備えた画像形成ユニット＞
印刷速度を更に高速化にするために、用紙の搬送速度や感光体ドラムの回転速度や定着温度を高くする必要がある。その場合、定着部に最近接する画像形成ユニットが備えるクリーニング装置がクリーニングブレードの場合、定着部の発熱による反発弾性の上昇に伴い、ブレード磨耗が激しくなったり、高温下にて感光体ドラムにクリーニングブレードが圧接されるので、ドラムフィルミングを防止すうために過度に圧接力を高くすることができないためにクリーニング不良が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、最下流の画像形成ユニット、すなわち、定着部に最近接している画像形成ユニットのクリーニング装置として、クリーニングブレードに加え、補助クリーニング部材を用いる。

図１１は、本発明の第３の実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ４００の要部構成を示す概略構成図である。また、図１２は、第３の実施形態にかかるクリーニング補助クリーニング部材としてのクリーニングローラ３０９と電圧供給部としての電圧印加部３１０及び電圧制御部３１１との接続様式を説明する図である。なお、第３の実施形態にかかるプリンタ４００の構成は、第２の実施形態にかかるプリン３００の構成と略同一なので、同一な箇所には同じ符号を付し、説明は省略する。また、プリンタ４００が実行する印刷動作もプリンタ３００と同一であるため、ここでの説明は省略する。

プリンタ４００は、プリンタ３００の構成に加え、クリーニングブレード３０８と、補助クリーニング部材としてのクリーニングローラ３０９と、電圧印加部３１０と、電圧制御部３１１とを備える。

クリーニングブレード３０８は、例えば、ウレタン製ゴム等により形成することができ、画像形成ユニット２０Ｃに装着され、感光体ドラム１０１Ｃの周面に当接することでトナー１５０を掻き取ることができる。

クリーニングローラ３０９は、金属などで構成される導電性シャフトの外周に導電材としてのカーボンブラックを分散させたエピクロルヒドリンゴムなどの導電性弾性体を配したローラである。このクリーニングローラ３０９は、クリーニングブレード３０８と共にシアンの現像剤を備える画像形成ユニット２０Ｃに装着される。

電圧印加部３１０は、クリーニングローラ３０９に対して、例えば＋１０００Ｖのようなトナー１５０とは逆極性の電圧を印加する。また、電圧制御部２１１は、電圧印加部２１０がクリーニングローラ２０８に印加する電圧並びに電圧を印加するタイミングを制御する。

次に、このような構成を備えるプリンタ４００のクリーニング動作について説明する。まず、前述したように、クリーニングローラ３０９には、通常、例えば＋１０００Ｖのようなトナーとは逆極性の電圧を印加され、クリーニングローラ３０９はトナー１５０を回収する。なお、クリーニングローラ３０９が装着されたシアンの画像形成ユニットにおいては、印刷ＪＯＢ間や印刷枚数２０枚ごとなどの所定の間隔でクリーニングローラに付着したトナー１５０を感光体ドラム１０１Ｃを介して、転写ベルト２１に付着させ、転写ベルトクリーニング部材２６にてトナー１５０を回収するようにする。

その場合、クリーニングローラ３０９には、−１４００Ｖの電圧が電圧印加部３１０により印加される。その結果、トナー１５０は表面が約０Ｖに帯電された感光体ドラム１０１Ｃに移動される。

感光体ドラム１０１Ｃに付着したトナー１５０は感光体ドラム１０１の回転とともに帯電ローラ１０２との対向部に移動するが、帯電ローラ１０２には−１０００Ｖの電圧が図示せぬ電圧供給部により印加されるため、トナー１５０は感光体ドラム１０１Ｃに保持されたまま移動する。

次に、感光体ドラム１０１の表面を０Ｖにするために、ＬＥＤヘッド１０３は感光体ドラム１０１Ｃを露光する。さらに感光体ドラム１０１は回転し、トナー１５０は現像ローラ１０４との対向位置に到達するが、現像ローラ１０４には図示せぬ電圧供給部により−３００Ｖの電圧が印加されるため、トナー１５０は感光体ドラム１０１Ｃに保持されたまま移動する。

転写ローラ２１には図示せぬ電圧供給部により＋１０００Ｖの電圧が印加され、感光体ドラム１０１上のトナー１５０は転写ベルト２１に付着される。転写ベルト２１の駆動に伴って、転写ベルト２１のトナー１５０は転写ベルトクリーニング部材２６によりかき取られる。

本実施形態においては、補助クリーニング部材としてクリーニングローラ３０９を使用したが、これに限定されるものでない。クリーニングローラのほかに、感光体ドラムとの電位差により感光体ドラム上の転写残トナーを吸着するクリーニング部材であればよく、例えば、導電性シャフトの外周にブラシが配設されたブラシローラであっても構わない。

以上のように、第３の実施形態によれば、定着部に最近接している画像形成ユニットの補助クリーニング部材として、クリーニングローラを用いることで、高速印刷が可能となり、さらにクリーニング不良の発生を防止することができる。

[第４の実施形態]
＜クリーニング装置としてＡＣ＋ＤＣバイアスが重畳されるクリーニングローラを備えた画像形成ユニット＞
印刷速度を更に高速化にするために、用紙の搬送速度や感光体ドラムの回転速度や定着温度を高くする必要がある。その場合、定着部に最近接する画像形成ユニットのクリーニング装置の温度変化は大きく、クリーニング装置としてクリーニングブレード等を用いている場合、クリーニングブレードの周囲環境（温度や相対湿度）の変化は激しくなる。そこで、本実施形態では、周囲環境の変動が大きい画像形成ユニットのクリーニング装置として、ＡＣ＋ＤＣバイアスが重畳されるクリーニングローラを用いる。

図１３は、本発明の第４の実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ５００の要部構成を示す概略構成図である。また、図１４は、第４の実施形態にかかるクリーニングローラ４０９と電圧供給部としての電圧印加部４１０及び電圧制御部４１１との接続様式と、クリーニングローラ４０８Ｋ，４０８Ｙ，４０８Ｍと電圧供給部としての電圧印加部４２０及び電圧制御部４２１との接続様式を説明する図である。なお、第４の実施形態にかかるプリンタ５００の構成は、第２の実施形態にかかるプリンタ３００の構成と略同一なので、同一な箇所には同じ符号を付し、説明は省略する。また、プリンタ５００が実行する印刷動作も第２の実施形態にかかるプリンタ３００と略同一であるため、ここでの説明は省略する。

プリンタ５００は、プリンタ３００が具備するクリーニングブレード２０２Ｋ〜２０２Ｍに替えて、クリーニングローラ４０８Ｋ，４０８Ｙ，４０８Ｍを備える。また、プリンタ５００は、プリンタ３００が備えるクリーニングローラ２０８に替えてクリーニングローラ４０９を備える。さらに、プリンタ５００は、電圧印加部４１０，４２０と、電圧制御部４１１，４２１とを備える。

クリーニングローラ４０８Ｋ，４０８Ｙ，４０８Ｍは、金属などで構成される導電性シャフトの外周に導電材としてのカーボンブラックを分散させたエピクロルヒドリンゴムなどの導電性弾性体を配したローラである。これらのクリーニングローラ４０８Ｋ，４０８Ｙ，４０８Ｍは、それぞれブラック，イエロー，マゼンタの現像剤を備える画像形成ユニット２０Ｃに装着される。

クリーニングローラ４０９は、金属などで構成される導電性シャフトの外周に導電材としてのカーボンブラックを分散させたエピクロルヒドリンゴムなどの導電性弾性体を配したローラであり、電圧印加部４１０によりＡＣ＋ＤＣバイアスが重畳される。このクリーニングローラ４０９は、シアンの現像剤を備える画像形成ユニット２０Ｃに装着される。

電圧印加部４１０は、クリーニングローラ４０９に対して、例えば＋８００直流電圧に６００Ｈｚの交流電圧（ピーク間電圧）を重畳する。また、電圧制御部４１１は、電圧印加部４１０がクリーニングローラ４０９に重畳する電圧並びに電圧を重畳するタイミングを制御する。

電圧印加部４２０は、クリーニングローラ４０８Ｋ，４０８Ｙ，４０８Ｍに対して、例えば＋１０００Ｖのようなトナー１５０とは逆極性の電圧を印加する。また、電圧制御部４２１は、電圧印加部４２０がクリーニングローラ４０８Ｋ，４０８Ｙ，４０８Ｍに印加する電圧並びに電圧を印加するタイミングを制御する。

次に、このような構成を備えるプリンタ５００のクリーニング動作について説明する。まず、クリーニングローラ４０９には、＋８００直流電圧に６００Ｈｚの交流電圧が重畳される。クリーニングローラ４０９はトナー１５０を回収する。なお、クリーニングローラ４０９が装着されたシアンの画像形成ユニットにおいては、印刷ＪＯＢ間や印刷枚数２０枚ごとなどの所定の間隔でクリーニングローラ４０９に付着したトナー１５０を感光体ドラム１０１Ｃを介して、転写ベルト２１に付着させ、転写ベルトクリーニング部材２６にてトナー１５０を回収するようにする。

その場合、クリーニングローラ４０９には、−１４００Ｖの電圧が電圧印加部４１０により印加される。その結果、トナー１５０は表面が約０Ｖに帯電された感光体ドラム１０１Ｃに移動される。

感光体ドラム１０１Ｃに付着したトナーは感光体ドラム１０１の回転とともに帯電ローラ１０２との対向部に移動するが、帯電ローラ１０２には−１０００Ｖの電圧が図示せぬ電圧供給部により印加されるため、トナー１５０は感光体ドラム１０１Ｃに保持されたまま移動する。

次に、感光体ドラム１０１の表面を０Ｖにするために、ＬＥＤヘッド１０３は感光体ドラム１０１Ｃを露光する。さらに感光体ドラム１０１は回転し、トナー１５０は現像ローラ１０４との対向位置に到達するが、現像ローラ１０４には図示せぬ電圧供給部により−３００Ｖの電圧が印加されるため、トナー１５０は感光体ドラム１０１Ｃに保持されたまま移動する。

転写ローラ２１には図示せぬ電圧供給部により＋１０００Ｖの電圧が印加され、感光体ドラム１０１上のトナー１５０は転写ベルト２１に付着される。転写ベルト２１の駆動に伴って、転写ベルト２１のトナー１５０は転写ベルトクリーニング部材２６によりかき取られる。

以上のように、第４の実施形態によれば、定着部に最近接している画像形成ユニットのクリーニング装置として、ＡＣ＋ＤＣバイアスが重畳されるクリーニングローラを用いることで、高速印刷が可能となり、さらに安定したクリーニング特性を得ることができる。

本実施形態では、定着部に最近接する画像形成ユニットとしてシアンの画像形成ユニットのクリーニング方式のみが異なる形態として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。この形態に限らず、例えば、シアン,マゼンタの画像形成ユニットのクリーニング方式と、イエロー,ブラックの画像形成ユニットのクリーニング方式とが異なる形態や、ブラックの画像形成ユニットのクリーニング方式のみが他の画像形成ユニットのクリーニング方式と異なる形態としてもよい。

本発明は、トナーとキャリアから構成される２成分現像剤を使用する２成分現像方式の画像形成装置にも適用することができる。また、本発明はプリンタ以外にも、ファックス、コピー機及びそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも適用することができる。

プリンタの要部構成を説明する概略構成図である。 画像形成ユニットの要部構成を説明する概略構成図である。 画像形成ユニットの設置位置関係を説明する図である。 スティック＆スリップ運動を説明する図である。 クリーニングブレードと感光体ドラムとの位置関係を説明する図である。 ニップ部を模式的に示した図である。 クリーニングブレードの圧接力とトルクとの関係を示すグラフである。 クリーニングブレードの圧接力とトルクとの関係を示すグラフである。 プリンタの要部構成を説明する概略構成図である。 クリーニングローラと電圧印加部及び電圧制御部との接続様式を説明する図である。 プリンタの要部構成を説明する概略構成図である。 クリーニングローラと電圧印加部及び電圧制御部との接続様式を説明する図である。 プリンタの要部構成を説明する概略構成図である。 クリーニングローラと電圧印加部及び電圧制御部との接続様式と、クリーニングローラと電圧印加部及び電圧制御部との接続様式を説明する図である。

符号の説明

１０ プリンタ
１５ 用紙
１６ 用紙カセット
１７ ホッピングローラ
１８ レジストローラ
１９ レジストローラ
２０ 画像形成ユニット
２１ 転写ベルト
２２ 転写ローラ
２３ ドライブローラ
２４ アイドルローラ
２５ 定着部
２６ 転写ベルトクリーニング部材
２７ 現像剤回収容器
２８ 温度センサ
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ ＬＥＤヘッド
１０４ 現像ローラ
１０５ トナー供給ローラ
１０６ 現像ブレード
１０７ トナー収容ユニット
１０８ トナー収容器
１０９ 廃トナー収容器
１１０ トナー攪拌部材
１１１ トナー搬送部材
１１２ スパイラル
１５０ トナー
２００ クリーニングブレード
２０１ クリーニング支持部材
２０２ クリーニングブレード
２０８ クリーニングローラ
２１０ 電圧印加部
２１１ 電圧制御部
３００ プリンタ
３０８ クリーニングブレード
３０９ クリーニングローラ
３１０ 電圧印加部
３１１ 電圧制御部
４００ プリンタ
４０８ クリーニングローラ
４０９ クリーニングローラ
４１０ 電圧印加部
４１１ 電圧制御部
４２０ 電圧印加部
４２１ 電圧制御部
５００ プリンタ

Claims (23)

1. 記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、前記現像剤画像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、
   前記画像形成ユニットは、
   少なくとも前記現像剤画像が担持される像担持体と、前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、
   前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも前記定着装置から遠方にある前記画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なる前記クリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の前記画像形成ユニットは、前記記録媒体の搬送経路上流から下流に亘って配設されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記定着装置は、前記画像形成ユニットの下流側に配設されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、最下流側の画像形成ユニットであることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、前記現像剤画像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、
   前記画像形成ユニットは、
   少なくとも前記現像剤画像が担持される像担持体と、前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニングブレードとを備え、
   前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも前記定着装置から遠方にある前記画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なる物理特性を有する前記クリーニングブレードを備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記物理特性は、所定の温度における反発弾性であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記所定の温度は、画像形成時におけるクリーニングブレード温度の範囲内の温度であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記物理特性は、前記像担持体に対する圧接力であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
9. 複数の前記画像形成ユニットは、前記記録媒体の搬送経路上流から下流に亘って配設されることを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載の画像形成装置。
10. 前記定着装置は、前記画像形成ユニットの下流側に配設されることを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載の画像形成装置。
11. 前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、最下流側の画像形成ユニットであることを特徴とする請求項９又は１０記載の画像形成装置。
12. 記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、前記現像剤画像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、
    前記画像形成ユニットは、
    少なくとも前記現像剤画像が担持される像担持体と、前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、
    前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも前記定着装置から遠方にある前記画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なり、前記像担持体との電位差により前記現像剤を吸着する前記クリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
13. 複数の前記画像形成ユニットは、前記記録媒体の搬送経路上流から下流に亘って配設されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
14. 前記定着装置は、前記画像形成ユニットの下流側に配設されることを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
15. 前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、最下流側の画像形成ユニットであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の画像形成装置。
16. 記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、前記現像剤画像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、
    前記画像形成ユニットは、
    少なくとも前記現像剤画像が担持される像担持体と、前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、
    前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも前記定着装置から遠方にある前記画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なり、補助クリーニング部材を有する前記クリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
17. 複数の前記画像形成ユニットは、前記記録媒体の搬送経路上流から下流に亘って配設されることを特徴とする請求項１６記載の画像形成装置。
18. 前記定着装置は、前記画像形成ユニットの下流側に配設されることを特徴とする請求項１６記載の画像形成装置。
19. 前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、最下流側の画像形成ユニットであることを特徴とする請求項１７又は１８記載の画像形成装置。
20. 記録媒体に現像剤画像を形成するための複数の画像形成ユニットと、前記現像剤画像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、
    前記画像形成ユニットは、
    少なくとも前記現像剤画像が担持される像担持体と、前記像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備え、
    前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットよりも前記定着装置から遠方にある前記画像形成ユニットの少なくとも１つとは異なり、直流電圧と交流電圧とが重畳される前記クリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
21. 複数の前記画像形成ユニットは、前記記録媒体の搬送経路上流から下流に亘って配設されることを特徴とする請求項２０記載の画像形成装置。
22. 前記定着装置は、前記画像形成ユニットの下流側に配設されることを特徴とする請求項２０記載の画像形成装置。
23. 前記定着装置に近接する前記画像形成ユニットは、最下流側の画像形成ユニットであることを特徴とする請求項２１又は２２記載の画像形成装置。