JP2006091614A - クリーニング装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置としての機能や強度を損なうことなく、非常に狭い空間に、装置の構成部材を取り付けることが可能なクリーニング装置を提供する。
【解決手段】 感光体ドラム２１のクリーニング装置６０は、スクレーパ６３と、これを保持する保持部材６４とを備える。スクレーパ６３は、クリーニングローラ６１に付着したトナーを掻き取るようにして除去する。保持部材６４は、金属板を打ち抜いて形成されたものであって、その打ち抜き面６４ａの反対側の面にスクレーパ６３を接合して保持する。これにより、保持部材６４のサイズを大きくすることなく、十分な接合代を得ることができる。その結果、クリーニングローラ６１に付着したトナーを掻き取る機能や強度を維持しつつ、非常に狭い空間に、クリーニング装置６０の構成部材であるスクレーパ６３を取り付けることが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、トナー像を用紙に転写させた後、像担持体表面に残留するトナーを除去してクリーニングするクリーニング装置に関する。また、このクリーニング装置を搭載した画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラムと転写部材である転写ローラとを接触、或いは近接させて転写領域を形成し、この箇所に用紙を挿通して、感光体ドラム表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写方法が広く用いられている。

このような転写方法では、トナー像を用紙に転写させた後に、微量のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラム表面に残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面の残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、感光体ドラム表面にクリーニング部材であるクリーニングローラを押し付けることにより、ローラに残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラム表面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法が広く知られている。

また、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、感光体表面に形成された放電生成物が水分を吸着して画像流れが発生し易い。このため、トナーに微量の研磨剤を混入し、クリーニングブレードとクリーニングローラとを併用して感光体表面の残留トナーを除去するとともに、微量のトナーをクリーニングローラに担持させ、このトナーによって感光体表面の放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。

上記のようなクリーニングブレードやクリーニングローラを用いて、感光体ドラム表面の残留トナーの除去を行うクリーニング装置の一例を、特許文献１に見ることができる。
特開平３−２１５８８６号公報（第２−３頁、第２図）

複写機やプリンタに代表される画像形成装置において、その内部には画像形成部やクリーニング装置、転写部、定着部、用紙収容部等が構成され、用紙に画像を形成するための様々な部材が設けられている。さらに近年、軽量、小型化が強く推し進められ、その内部構造は益々複雑になってきている。このため、画像形成装置内部のフレームやボス、リブ、及びこれらに取り付けられる各部材は、それら各々が非常に近接して配置されることが多く、装置としての機能や強度を損なうことなくニーズに合った設計を行うことが必要とされている。

クリーニング装置により感光体ドラム表面の残留トナーの除去を安定して行うためには、上記特許文献１に記載されたようなクリーニング部材であるブレード部材やトナーガイド部材を、感光体ドラム周辺の要所に設ける必要がある。しかしながら、上記のように、画像形成装置の内部構造が複雑になり、そこに取り付けられる部材がひしめき合う中では、これらの部材を思うように配置できないことがある。したがって、画像形成装置自体の内部構造だけではなく、そこに備えられるクリーニング装置に対しても、軽量、小型化を考慮に入れてその構造に工夫を凝らし、格別な配慮を施した設計を行う必要がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、装置としての機能や強度を損なうことなく、非常に狭い空間に、装置の構成部材を取り付けることが可能なクリーニング装置を提供することを目的とする。また、このようなクリーニング装置を搭載した信頼性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材を備えたクリーニング装置において、前記クリーニング部材の表面に接触し、その表面に付着するトナーを掻き取るスクレーパと、このスクレーパを保持する保持部材とを備え、この保持部材は、金属板を打ち抜いて形成されたものであって、その打ち抜き面の反対側の面に前記スクレーパを接合して保持することとした。

ここで、「打ち抜き面」とは、ダイ上に載せられた金属板をパンチで打ち抜いて部材を形成する打ち抜き加工において、金属板の、ダイに接触している側の面を意味する。

また、前記保持部材は、折り曲げ部を備え、この折り曲げ部において、前記打ち抜き面を外側にして折り曲げられていることとした。

また、前記スクレーパは、粘着テープで前記保持部材に接合されていることとした。

また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとした。

また、上記画像形成装置において、前記像担持体が、アモルファスシリコン感光体であることとした。

本発明の構成によれば、像担持体表面に残留するトナーのクリーニング装置において、クリーニング部材の表面に接触し、その表面に付着するトナーを掻き取るスクレーパと、このスクレーパを保持する保持部材とを備え、この保持部材は、金属板を打ち抜いて形成されたものであって、その打ち抜き面の反対側の面に前記スクレーパを接合して保持することとした。保持部材の打ち抜き面には、打ち抜く時のせん断抵抗により、その端部に抜きダレが形成されるので、打ち抜き面に他部材を接合する際には、その接合代が抜きダレの分だけ減少してしまう。したがって、スクレーパによってクリーニング部材表面に付着したトナーを掻き取るには、十分な接合強度でもってスクレーパと保持部材とを接合する必要があるので、より多くの接合代を確保するために、保持部材のサイズを大きくしなければならない。しかしながら、保持部材の打ち抜き面の反対側の面にスクレーパを接合することにより、保持部材のサイズを大きくすることなく、十分な接合代を得ることができる。その結果、クリーニング部材表面に付着したトナーを掻き取る機能や強度を維持しつつ、非常に狭い空間に、クリーニング装置の構成部材であるスクレーパを取り付けることが可能となる。

また、保持部材は、折り曲げ部を備え、この折り曲げ部において、打ち抜き面を外側にして折り曲げられていることとしたので、折り曲げ部の内側にスクレーパを接合することになる。これにより、折り曲げ部内側の角部をスクレーパの接合の基準にすることができ、角部からスクレーパ先端までの寸法精度を高めることが可能となる。したがって、クリーニング部材表面の所定の箇所に、スクレーパの先端を正確に位置決めすることができるので、クリーニング部材表面に付着したトナーをさらに効果的に掻き取ることが可能となる。

また、スクレーパは、粘着テープで保持部材に接合されていることとしたので、ネジ等の固定部材が不要であり、任意の場所に接合したり、接合し直したりすることができる。これにより、ネジの頭や先端が他部材と干渉することがないのとともに、スクレーパの接合位置の精度をさらに向上させることが可能となる。したがって、クリーニング装置にスクレーパを取り付けるに際し、さらに狭い空間に配置することができるのとともに、クリーニング部材表面に付着したトナーを掻き取る作用をさらに高めることが可能となる。また、保持部材の打ち抜き面の反対側の面には、その端部に抜きバリが形成されることがあるので、粘着テープを使用することにより、その厚みで抜きバリの影響を受けないようにすることができる。

また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとしたので、クリーニング装置としての機能や強度を損なうことなく、非常に狭い空間に、クリーニング装置の構成部材を取り付けることが可能な信頼性の高い画像形成装置を得ることができる。

また、上記画像形成装置において、像担持体が、アモルファスシリコン感光体であることとした。アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れているので、たいへん長寿命である。しかしながら一方では、感光体表面に形成された放電生成物が水分を吸着して画像流れが発生し易いという問題もあるが、本発明のクリーニング装置と組み合わせることにより、クリーニング部材表面の状態を適性に維持することができるので、感光体表面に残留するトナーを均一にクリーニングできるとともに、感光体表面を均一に研磨することが可能となり、さらに高性能な画像形成装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図３に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１は、画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。図１において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。

図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙収容部である用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。用紙カセット３の用紙搬送方向下流部上方には、給紙装置４が配置されている。この給紙装置４により、用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側、すなわち図１において右方から水平に引き出すことが可能である。

給紙カセット３の用紙搬送方向下流には、用紙搬送路５、レジストローラ６、画像形成部２０、及び転写部３０が配置されている。画像形成部２０には、その中心に、像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。画像形成部２０の上方には光学部７が備えられ、ここからレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に向かって照射される。図中の一点鎖線がレーザ光Ｌを示す。転写部３０には、転写部材である転写ローラ３１が備えられている。転写ローラ３１は、感光体ドラム２１に下方から圧接し、トナー像を用紙Ｐに転写するための転写領域である転写ニップ部を形成する。

画像形成部２０、及び転写部３０の用紙搬送方向下流には、定着部８、用紙搬送路９、及び用紙排出部１０が配置されている。用紙排出部１０は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。

上記構成のプリンタ１は、次のように印刷動作を行う。

印刷前の用紙Ｐは、用紙カセット３に積み重ね状態で収容され、ここから給紙装置４により１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、用紙搬送路５を通ってレジストローラ６に到達する。レジストローラ６は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部２０で形成されるトナー画像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写部３０へと送り出す。

一方、外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、光学部７にて制御されるレーザ光Ｌが照射される。これにより、画像形成部２０において、感光体ドラム２１上に原稿画像の静電潜像が作られ、この静電潜像から感光体ドラム２１上にトナー画像が形成される。トナー画像は、前記レジストローラ６によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、感光体ドラム２１と転写部３０の転写ローラ３１とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。

その後、未定着トナー画像を担持した用紙Ｐは、定着部８へと送られ、熱ローラによりトナー画像が定着される。定着部８から排出された用紙Ｐは、用紙搬送路９を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部１０にて機外に排出される。

次に、プリンタ１の画像形成部２０周辺の詳細な構成について、図１に加えて、図２を用いて説明する。図２は、画像形成部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図である。

図１、及び図２に示すように、画像形成部２０には、その中心に像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。そして、感光体ドラム２１の回転方向に沿って順に、主帯電装置４０、現像装置５０、及びクリーニング装置６０が配置されている。転写部３０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、現像装置５０とクリーニング装置６０との間に設けられている。

感光体ドラム２１は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けた無機感光体である。感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。

主帯電装置４０は、コロナ放電帯電器を用いたスコロトロン帯電装置である。同じくコロナ放電帯電器を用いたコロトロン帯電装置や、ローラまたはブラシ等を用いた接触帯電装置であっても構わない。この主帯電装置４０により、感光体ドラム２１の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。

現像装置５０には、図２に示すように、感光体ドラム２１に接触する現像ローラ５１が設けられている。現像ローラ５１には、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ５１により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに感光体ドラム２１の表面に供給され、静電潜像が現像される。図１に示すように、現像装置５０の上方に、現像装置５０にトナーを補うためのトナー供給容器５２が設けられ、図示しない搬送手段によりトナーが補給される。トナーとしては、磁性或いは非磁性の一成分系トナーや、磁性キャリアと絶縁性トナーとを混合してなる二成分系トナーを使用する。また、感光体ドラム２１表面を研磨するようにしてクリーニングするために、微量の酸化チタン、アルミナ等の粉末を研磨剤としてトナーに混入することもある。

転写部３０には、転写部材である転写ローラ３１が設けられている。転写ローラ３１は、芯金と、その外側に設けられた導電性弾性層で構成される。導電性弾性層は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成される。この転写ローラ３１が感光体ドラム２１に圧接し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップ部を形成する。転写ローラ３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が感光体ドラム２１の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ３１には、必要に応じて転写バイアスが印加される。なお、図２において、用紙Ｐの搬送経路を二点鎖線で示している。

クリーニング装置６０は、感光体ドラム２１の回転方向に沿って、転写ニップ部のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置６０は、図２に示すように、クリーニング部材であるクリーニングローラ６１、クリーニングブレード６２、スクレーパ６３、保持部材６４、ハウジング６５、及びスクリュー６６を備えている。

クリーニングローラ６１は、感光体ドラム２１に接触するように設けられている。クリーニングローラ６１は、そのローラ部がスポンジで形成されている。クリーニングローラ６１は、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、図示しないばね等の弾性部材により付勢され、感光体ドラム２１に押し付けられている。そして、効率良くクリーニングを実施するためには、互いの周面を相対的に移動させる必要がある。したがって、クリーニングローラ６１は、図示しない駆動装置により、その周速度が感光体ドラム２１の周速度に対して１５〜２０％程度速くなるように、回転軸に関して感光体ドラム２１の回転方向と逆方向に回転せしめられている。

クリーニングブレード６２は、クリーニングローラ６１の上方で、感光体ドラム２１に接触するように設けられ、感光体ドラム２１とほぼ同じ軸線方向長さを有する。これらのクリーニングローラ６１とクリーニングブレード６２によって、感光体ドラム２１表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。

スクレーパ６３は、クリーニングローラ６１とほぼ同じ軸線方向長さ、またはそれより長く、クリーニングローラ６１に下方から接触するように、保持部材６４に保持されて設けられている。このスクレーパ６３により、クリーニングローラ６１表面に付着したトナーが一定の薄層を形成するように、余分なトナーを掻き取って除去する。

トナー像転写後、感光体ドラム２１に残留したトナーは、クリーニングローラ６１に直接移動したり、クリーニングブレード６２によって掻き取られてクリーニングローラ６１に付着したりする。クリーニングローラ６１に付着したトナーは、一定の薄層となるようにスクレーパ６３によって余分なものが除去され、ハウジング６５内に回収される。そして、この薄層を形成したトナーによって感光体ドラム２１表面が研磨され、このトナーはクリーニングローラ６１表面から落ちてしまうことはない。ハウジング６５内の回収トナーは、スクリュー６６によりハウジング６５の外部へと搬送される。

続いて、クリーニング装置６０のスクレーパ６３と保持部材６４との接合部の詳細な構成について、図２に加えて、図３を用いて説明する。図３は、スクレーパと保持部材との接合部周辺を示す模型的部分拡大図である。

図３に示すように、スクレーパ６３は、略垂直上方に延びるように保持部材６４に保持され、その上端がクリーニングローラ６１に接触する（図２参照）。スクレーパ６３は、厚さ０．０５ｍｍのステンレスで形成された薄板状の部材であり、両面テープ等の粘着テープ６７で、その下部が保持部材６４に接合されている。

保持部材６４は、前述のように、クリーニングローラ６１下方において、スクレーパ６３を保持するものである。保持部材６４は、スクレーパ６３と同様にクリーニングローラ６１とほぼ同じ軸線方向長さを有し、図２に示すように、その全体が略水平になるようにハウジング６５に固定されている。保持部材６４は、厚さ０．５ｍｍの金属板である鋼板を打ち抜いて形成されたものである。これにより図３に示すように、保持部材６４には、これを打ち抜いた時の打ち抜き面６４ａの端部に抜きダレ６４ｂが、打ち抜き面６４ａの反対側の面の端部に抜きバリ６４ｃが形成されている。そして、保持部材６４の用紙搬送方向上流側、及び下流側の端部近傍には、折り曲げ部が備えられている。下流側の折り曲げ部６４ｄは、略垂直上方に向かって折り曲げられている。保持部材６４は、この折り曲げ部６４ｄにおいて抜きダレ６４ｂを有する打ち抜き面６４ａを外側にするようにして折り曲げられている。

スクレーパ６３は、保持部材６４の折り曲げ部６４ｄから先端側の内側の面に、粘着テープ６７を介して接合されている。粘着テープ６７は、前述のように両面テープ等であって、０．２５ｍｍの厚さを有する。スクレーパ６３と保持部材６４との接合部は、保持部材６４の折り曲げ部６４ｄの角部からその先端にかけての領域全体であって、この領域に粘着テープ６７が貼り付けられている。

このようにして、クリーニング部材であるクリーニングローラ６１の表面に接触し、その表面に付着するトナーを掻き取るスクレーパ６３と、このスクレーパ６３を保持する保持部材６４とを備え、この保持部材６４は、金属板を打ち抜いて形成されたものであって、その打ち抜き面６４ａの反対側の面にスクレーパ６３を接合して保持する。保持部材６４の打ち抜き面６４ａには、打ち抜く時のせん断抵抗により、その端部に抜きダレ６４ｂが形成されるので、打ち抜き面６４ａに他部材を接合する際には、その接合代が抜きダレ６４ｂの分だけ減少してしまう（図３のＸ部参照）。したがって、スクレーパ６３によってクリーニングローラ６１表面に付着したトナーを掻き取るには、十分な接合強度でもってスクレーパ６４と保持部材６４とを接合する必要があるので、より多くの接合代を確保するために、保持部材６４のサイズを大きくしなければならない。しかしながら、保持部材６４の打ち抜き面６４ａの反対側の面にスクレーパ６３を接合することにより、保持部材６４のサイズを大きくすることなく、十分な接合代を得ることができる（図３のＹ部参照）。その結果、クリーニングローラ６１表面に付着したトナーを掻き取る機能や強度を維持しつつ、非常に狭い空間に、クリーニング装置６０の構成部材であるスクレーパ６３を取り付けることが可能となる。

また、保持部材６４は、折り曲げ部６４ｄを備え、この折り曲げ部６４ｄにおいて、打ち抜き面６４ａを外側にして折り曲げられているので、折り曲げ部６４ｄの内側にスクレーパ６３を接合することになる。これにより、折り曲げ部６４ｄ内側の角部をスクレーパ６３の接合の基準にすることができ、角部からスクレーパ６３先端までの寸法精度を高めることが可能となる。したがって、クリーニングローラ６１表面の所定の箇所に、スクレーパ６３の先端を正確に位置決めすることができるので、クリーニングローラ６１表面に付着したトナーをさらに効果的に掻き取ることが可能となる。

そして、スクレーパ６３は、粘着テープ６７で保持部材６４に接合されているので、ネジ等の固定部材が不要であり、任意の場所に接合したり、接合し直したりすることができる。これにより、ネジの頭や先端が他部材と干渉することがないのとともに、スクレーパ６３の接合位置の精度をさらに向上させることが可能となる。したがって、クリーニング装置６０にスクレーパ６３を取り付けるに際し、さらに狭い空間に配置することができるのとともに、クリーニングローラ６１表面に付着したトナーを掻き取る作用をさらに高めることが可能となる。また、保持部材６４の打ち抜き面６４ａの反対側の面には、その端部に抜きバリ６４ｃが形成されるので、粘着テープ６７を使用することにより、その厚みで抜きバリ６４ｃの影響を受けないようにすることができる。

さらに本実施形態では、上記クリーニング装置６０を画像形成装置１に搭載したので、クリーニング装置６０としての機能や強度を損なうことなく、非常に狭い空間に、クリーニング装置６０の構成部材を取り付けることが可能な信頼性の高い画像形成装置１を得ることができる。

また、本実施形態のように、像担持体である感光体ドラム２１に、アモルファスシリコン感光体を用いた場合、感光体表面に形成された放電生成物が水分を吸着して画像流れが発生し易いという問題がある。しかしながら、本実施形態に係るクリーニング装置６０と組み合わせることにより、クリーニングローラ６１表面の状態を適性に維持することができるので、感光体表面に残留するトナーを均一にクリーニングできるとともに、感光体表面を均一に研磨することが可能となり、さらに高性能な画像形成装置１を得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、感光体ドラムのような像担持体を使用した電子写真方式の画像形成装置全般において利用可能である。

本発明の実施形態に係るクリーニング装置を搭載したプリンタを示す模型的垂直断面左側面図である。 図１の画像形成部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大図である。 図２のスクレーパと保持部材との接合部周辺を示す模型的部分拡大図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 本体
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
６０ クリーニング装置
６１ クリーニングローラ（クリーニング部材）
６３ スクレーパ
６４ 保持部材
６４ａ 打ち抜き面
６４ｂ 抜きダレ
６４ｄ 折り曲げ部
６７ 粘着テープ

Claims (5)

1. 像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材を備えたクリーニング装置において、
   前記クリーニング部材の表面に接触し、その表面に付着するトナーを掻き取るスクレーパと、このスクレーパを保持する保持部材とを備え、この保持部材は、金属板を打ち抜いて形成されたものであって、その打ち抜き面の反対側の面に前記スクレーパを接合して保持することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記保持部材は、折り曲げ部を備え、この折り曲げ部において、前記打ち抜き面を外側にして折り曲げられてい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
3. 前記スクレーパは、粘着テープで前記保持部材に接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のクリーニング装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記像担持体が、アモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

Images