JP2008157990A - 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

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Abstract

【課題】像担持体表面において放電破壊を発生させることなく、放電生成物を確実に除去し、好適なクリーニング性能を保持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】クリーニング装置80は、感光体ドラム21表面の付着物を除去するクリーニングローラ82及びクリーニングブレード83と、クリーニングローラ82の表面に対して間隙を設けて配置され、感光体ドラム21から除去したトナーをクリーニングローラ82との間に貯留するトナー受け部材84と、このトナー受け部材84を振動させる加振部材であるトナー排出スクリュー86とを備える。これにより、感光体ドラム21表面から除去したトナーをトナー受け部材84に貯留して、クリーニングローラ82の周囲から圧力を加えてクリーニングローラ82に付着させることができ、さらにトナー受け部材84を加振して、トナー受け部材84に貯留したトナーを円滑に移動させることができる。
【選択図】図6

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等の付着物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、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のLED光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラム表面にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムと転写部材とを接触、或いは近接させて構成した転写領域に用紙を挿通する時に、用紙に転写される。
このような画像形成装置においては、トナー像を用紙に転写させた後、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付着したまま残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面に付着した残留トナーは、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回転部材であるクリーニングローラや回転ブラシ等を押し付けることにより、回転部材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、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。
一方、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、その感光体表面に、帯電装置の放電によって放電生成物が付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を混入し、クリーニングローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した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表面に担持させ、このトナーによって感光体表面に付着した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ローラとクリーニングブレードとを用いて、感光体ドラム表面に付着した放電生成物の除去を行うクリーニング方法の例を、特許文献1、及び特許文献2に見ることができる。
特開平10−63157号公報(第2−3頁、図1) 特開2005−49620号公報(第3−5頁、図1)
特許文献1、及び特許文献2に記載の画像形成装置は、感光体ドラムに接触してその表面を研磨するクリーニングローラ(摺擦ローラ)と、そのドラム回転方向下流側に設けられたクリーニングブレードとを備えるとともに、クリーニングローラ(摺擦ローラ)が、感光体ドラム表面から直接除去したり、或いはクリーニングブレードによって除去され移動してきたりしたトナーにより、感光体ドラム表面を研磨するようにしてクリーニングする。しかしながら、このような画像形成装置では、クリーニングローラやクリーニングブレードによって感光体ドラム表面から除去されたトナーは、単なる重力の作用によりクリーニングローラ表面に送られ、付着するので、クリーニングローラ表面に付着したとしても、簡単に離れてしまい易い。これにより、クリーニングローラ表面に適量のトナーを担持させることが困難になる。その結果、クリーニングローラによる感光体ドラム表面の研磨が不十分になり、感光体表面に付着した放電生成物を除去できなくなる可能性が高い。
一方、クリーニングローラ表面に適量のトナーを強制的に担持させる場合であっても、その表面近傍におけるトナーの円滑な流れを軸線方向全域において確保した上で、担持し易くなるように設計に工夫を凝らさなければならない。これを怠ると、クリーニングローラの表面近傍でトナーが凝集する形となってその流れを塞き止め、トナーが滞留する恐れがある。その結果、滞留したトナーが感光体表面から剥離する際、非常に電荷量の多い剥離放電が発生し、感光体表面が放電破壊してしまう可能性がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、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等の付着物を除去してクリーニングするクリーニング装置において、研磨剤を含有するトナーにより像担持体表面に付着した付着物を除去するクリーニングローラの表面近傍で円滑にトナーが移動できるように配慮しながら、その表面に適量のトナーを確実に担持させることができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持す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高性能な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、像担持体に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラと、このクリーニングローラの像担持体回転方向下流側に設けられ、像担持体に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、前記クリーニングローラの表面に対して間隙を設けて配置され、像担持体から除去したトナーをクリーニングローラとの間に貯留するトナー受け部材と、このトナー受け部材を振動させる加振部材とを備えることとした。
また、上記構成のクリーニング装置において、前記加振部材は、前記トナー受け部材に衝撃を与える打撃部を備えた回転部材であることとした。
また、上記構成のクリーニング装置において、前記回転部材は、前記打撃部を備えたトナー排出スクリューであることとした。
また、上記構成のクリーニング装置において、前記打撃部は、前記回転部材の軸線を中心として半径方向外側に向かって突出する突起であることとした。
また、上記構成のクリーニング装置において、前記トナー受け部材は、前記クリーニングローラの周面に沿う樋状の部材であることとした。
また、上記構成のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードは、前記クリーニングローラに対して、上下方向下側に配置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。
本発明の構成によれば、像担持体に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラと、このクリーニングローラの像担持体回転方向下流側に設けられ、像担持体に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、前記クリーニングローラの表面に対して間隙を設けて配置され、像担持体から除去したトナーをクリーニングローラとの間に貯留するトナー受け部材と、このトナー受け部材を振動させる加振部材とを備えることとしたので、クリーニングローラ、またはクリーニングブレードによって像担持体表面から除去したトナーを、トナー受け部材に貯留することによって、クリーニングローラの周囲から圧力を加えてクリーニングローラに付着させることができ、さらにトナー受け部材への加振により、トナー受け部材に貯留したトナーを円滑に移動させることができる。これにより、クリーニングローラ表面からトナーが簡単に離れてしまうのを防止できることに加えて、クリーニングローラの表面近傍でのトナーの凝集を抑制でき、それに起因するトナーの滞留を防止することが可能となる。したがって、感光体表面における放電破壊を発生させることなく、クリーニングローラ表面に好適なトナー層を形成することができ、クリーニングローラによる研磨剤を含有するトナーを利用した像担持体表面の研磨を効果的に遂行することができる。その結果、像担持体表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となり、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置を得ることができる。
また、前記加振部材は、トナー受け部材に衝撃を与える打撃部を備えた回転部材であることとしたので、回転部材を回転させることにより、容易にトナー受け部材を振動させることができる。そして、クリーニング装置の駆動機構を利用して、回転部材を回転させることができ、簡便な構成でトナー受け部材の加振部材を得ることが可能となる。したがって、クリーニングローラ表面近傍におけるトナーの円滑な流れを、その軸線方向全域において確保可能なクリーニング装置を比較的簡単に提供することができる。
また、前記回転部材は、打撃部を備えたトナー排出スクリューであることとしたので、クリーニング装置内に回収したトナーを外部に排出するために予め設けられたトナー排出スクリューを利用して、トナー受け部材を振動させることができる。これにより、トナー受け部材の加振部材を、クリーニング装置に別途新たに設ける必要がない。したがって、クリーニングローラ表面近傍におけるトナーの円滑な流れを確保して、感光体表面における放電破壊を発生させることなく、像担持体表面の研磨に対して好適なトナー層をクリーニングローラ表面に形成することができる構成を、低コストで得ることが可能である。
また、前記打撃部は、回転部材の軸線を中心として半径方向外側に向かって突出する突起であることとしたので、回転部材を回転させることによって、周期的に突起をトナー受け部材に衝突させることができる。したがって、突起がトナー受け部材に衝突する度に、その衝撃によりトナー受け部材を加振することが可能であり、トナー受け部材に貯留したトナーをクリーニングローラの表面近傍で凝集し難くすることができる。
また、前記トナー受け部材は、クリーニングローラの周面に沿う樋状の部材であることとしたので、トナーを貯留する空間が一層小さくなり、クリーニングローラの周囲から圧力を加えて、像担持体表面から除去したトナーをクリーニングローラ表面に付着させることができる。これにより、クリーニングローラ表面に対して、さらにトナーを離れ難くすることができ、適量のトナーを担持させる作用が高められる。したがって、像担持体表面に対するクリーニング性能を向上させることが可能となる。また、トナーを貯留する空間が一層小さくなることにより、不必要なトナーを円滑に排出する作用も高められる。したがって、トナー受け部材内におけるトナーの凝集を防止することができ、感光体表面における放電破壊といった不具合発生の防止効果をさらに向上させることが可能となる。さらに、トナー受け部材が占有する空間を小さくすることができ、クリーニング装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
また、前記クリーニングブレードは、クリーニングローラに対して、上下方向下側に配置されていることとしたので、像担持体表面から除去したトナーが、クリーニングローラに付着することなく、すぐ下方に落下するのを、トナー受け部材を設けることによって防止することができる。したがって、クリーニング装置のハウジング内上部にクリーニングローラが設けられ、このクリーニングローラの下方にクリーニングブレードが設けられた構造であっても、トナー受け部材の作用で、このクリーニングローラによる像担持体表面の研磨を効果的に遂行することができ、像担持体表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となる。
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、クリーニングローラの表面近傍で円滑にトナーが移動できるように配慮しながら、その表面に適量のトナーを確実に担持させることができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能な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6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しつつ、画像出力動作を説明する。図1は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
図1に示すように、画像形成装置1の本体2の内部下方には、給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3は、その内部に、印刷前のカットペーパー等の用紙Pを積載して収容している。そして、この用紙Pは、図1において給紙カセット3の左上方に向けて、1枚ずつ分離されて送り出される。給紙カセット3は、本体2の前面側から水平に引き出すことが可能である。
本体2の内部であって、給紙カセット3の左方には、第1用紙搬送部4が備えられている。第1用紙搬送部4は、本体2の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第1用紙搬送部4は、給紙カセット3から送り出された用紙Pを受け取り、本体2の左側面に沿って垂直上方に二次転写部40まで搬送する。
給紙カセット3の上方であって、第1用紙搬送部4が形設された本体2の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部5が備えられている。手差し給紙部5には、給紙カセット3に入っていないサイズの用紙Pや、厚紙、OHPシートのように1枚ずつ送り込みたいものが載置される。
手差し給紙部5の左方には、第2用紙搬送部6が備えられている。第2用紙搬送部6は、給紙カセット3のすぐ上方にあって、手差し給紙部5から第1用紙搬送部4まで略水平に延び、第1用紙搬送部4に合流している。そして、第2用紙搬送部6は、手差し給紙部5から送り出された用紙P等を受け取り、略水平に第1用紙搬送部4まで搬送する。
一方、画像形成装置1は、外部コンピュータ(図示せず)から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第2用紙搬送部6の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部7に送られる。レーザ照射部7により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Lが、画像形成部20に向かって照射される。
レーザ照射部7の上方には計4台の画像形成部20が、さらにそれら各画像形成部20の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト8が備えられている。中間転写ベルト8は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動機構により図1において時計方向に回転する。
4台の画像形成部20は、図1に示すように、中間転写ベルト8の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。4台の画像形成部20とは、上流側から順に、マゼンタ用の画像形成部20M、シアン用の画像形成部20C、イエロー用の画像形成部20Y、及びブラック用の画像形成部20Bである。これらの画像形成部20には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段(図示せず)により、現像剤(トナー)が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「M」「C」「Y」「B」の識別記号は省略するものとする。
各画像形成部20では、露光手段であるレーザ照射部7によって照射されたレーザ光Lにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部20の上方に備えられた一次転写部30で、中間転写ベルト8表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト8の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部20のトナー像が中間転写ベルト8に転写されることにより、中間転写ベルト8表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト8が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ41を備えた二次転写部40が配置されている。中間転写ベルト8表面のカラートナー像は、第1用紙搬送部4によって同期をとって送られてきた用紙Pに、中間転写ベルト8と二次転写ローラ41とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。
二次転写後、中間転写ベルト8表面に残留するトナーなどの付着物は、中間転写ベルト8に対してマゼンタ用の画像形成部20Mの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト8用のクリーニング装置9によってクリーニング、回収される。
二次転写部40の上方には、定着部10が備えられている。二次転写部40にて未定着トナー像を担持した用紙Pは、定着部10へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
定着部10の上方には、分岐部11が備えられている。定着部10から排出された用紙Pは、両面印刷を行わない場合、分岐部11から画像形成装置1の上部に設けられた用紙排出部12に排出される。
分岐部11から用紙排出部12に向かって用紙Pが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部13としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部13において、定着部10から排出された用紙Pの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Pは、分岐部11、定着部10の左方、及び二次転写部40の左方を通って下方に送られ、再度第1用紙搬送部4を経て二次転写部40へと送られる。
続いて、画像形成装置1の画像形成部20周辺の詳細な構成について、図2〜図5を用いて説明する。図2は画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図、図3は感光体ドラムとクリーニング装置の内部とを示す斜視図、図4はクリーニング装置のトナー受け部材の斜視図、図5はトナー排出スクリューの上面図である。なお、4色の各画像形成部20は構造が共通するので、前述のように「M」「C」「Y」「B」の識別記号は省略するものとする。
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の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電装置50、現像装置60、除電装置70、及びドラム用のクリーニング装置80が配置されている。一次転写部30は、感光体ドラム21の回転方向に沿って、現像装置60と除電装置70との間に設けられている。
感光体ドラム21は、画像形成装置1内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図2の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。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の感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が30mmである。感光体ドラム21は、図示しない駆動機構によって、その周速度が用紙搬送速度(147mm/s)とほぼ同じになるように回転せしめられている。
帯電装置50は、そのハウジング51の内部に、感光体ドラム21に接触する帯電ローラ52を備えている。帯電ローラ52は、所定の圧力で感光体ドラム21に圧接し、感光体ドラム21の回転に従って回転する。この帯電ローラ52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。このときの帯電電位は、通常は200〜1000V程度である。なお、ハウジング51内には、感光体ドラム21に対して帯電ローラ52を隔てた位置にクリーニングブラシ53が備えられ、このクリーニングブラシ53により帯電ローラ52表面がクリーニングされる。
現像装置60は、そのハウジング61の内部に、現像ローラ62と、供給スクリュー63とを備えている。現像ローラ62は、現像方式が接触、或いは非接触であって、感光体ドラム21の近傍に設けられている。現像ローラ62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62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の表面の静電潜像に移動せしめられ、静電潜像が現像される。
現像装置60は、現像剤として、磁性キャリアと非磁性トナーとを混合してなる二成分系トナーを使用するが、磁性或いは非磁性の一成分系トナーを使用するタイプのものであっても構わない。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している。トナーは、トナー供給容器(図示せず)に収容され、現像装置60の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、供給スクリュー63によりハウジング61の内部に補給される。
一次転写部30には、中間転写ベルト8を介して感光体ドラム21に接触する一次転写ローラ31が設けられている。一次転写ローラ31は、駆動機構を有することなく、中間転写ベルト8に接触することによって、中間転写ベルト8の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ31には、必要に応じて、感光体ドラム21やトナーの帯電極性とは異なる極性であって、マイナス500〜マイナス1000Vの一次転写バイアスが印加される。
なお、中間転写ベルト8は、図1に示すように、複数のローラに巻き掛けられ、支持されている。中間転写ベルト8は、合成樹脂からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。材質としては、基層にポリフッ化ビニリデン(PVDF)とクロロプレンゴム(CR)、コーティングにシリコンとウレタン、及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)とウレタンを使用している。
除電装置70は、感光体ドラム21の回転方向に沿って、一次転写部30の下流側に配置されている。除電装置70は、LED(発光ダイオード)71と、反射板72とで構成されている。LED71は、クリーニング装置80のハウジング81の上面に取り付けられている。LED71の代わりに、EL(エレクトロルミネッセンス)光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板72は、LED71の上方に、LED71をカバーするように設けられている。除電装置70は、LED71の除電光を感光体ドラム21に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。
クリーニング装置80は、感光体ドラム21の回転方向に沿って、一次転写部30、除電装置70のさらに下流側に配置されている。クリーニング装置80は、図2及び図3に示すように、そのハウジング81の内部に、クリーニングローラ82、クリーニングブレード83、トナー受け部材84、搬送パドル85、及びトナー排出スクリュー86を備えている。
クリーニングローラ82は、ハウジング81内の上部において、その軸部の両端に備えられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム21に対して所定の力で押し付けられて設けられている。クリーニングローラ82は、芯金の周りに2mmの厚さでエチレンプロピレンゴム(EPDM)を設けた形で構成され、直径が16mmであり、感光体ドラム21とほぼ同じ軸線方向長さを有している(図3参照)。
クリーニングローラ82は、モータ等で構成される図示しない駆動機構により回転せしめられる。感光体ドラム21表面の研磨を効率良く実施するためには、クリーニングローラ82を所定の周速度で回転させる必要がある。これにより、クリーニングローラ82を、感光体ドラム21との接触箇所における表面が感光体ドラム21表面と同じ方向に移動する向きに回転させ、クリーニングローラ82の周速度は感光体ドラム21のそれの1.2倍に設定している。クリーニングローラ82は、感光体ドラム21表面から残留トナーなどの付着物を回収するとともに、クリーニングローラ82表面に付着した研磨剤を含有するトナーによって感光体ドラム21表面を研磨するようにしてクリーニングする役割を果たす。
クリーニングブレード83は、クリーニングローラ82の感光体ドラム21回転方向下流側であって、ハウジング81内におけるクリーニングローラ82に対して、上下方向下側に配置されている。クリーニングブレード83は、図示しない付勢手段により感光体ドラム21に対して所定の力で押し付けられて設けられている。そして、クリーニングブレード83は、ポリウレタンゴムで構成された、ドラム軸線方向に延びる厚さ2.2mmの板のような直方体形状の部材であって、感光体ドラム21とほぼ同じ軸線方向長さを有している。クリーニングブレード83は、感光体ドラム21表面に残留したトナーなどの付着物を掻き取るようにクリーニングする役割を果たす。
トナー受け部材84は、図2及び図3に示すように、クリーニングローラ82のすぐ下方であって、クリーニングローラ82及びクリーニングブレード83と、トナー排出スクリュー86との間に配置されている。トナー受け部材84は、図4に示すようなステンレス(SUS)製の薄い板状の部材を折り曲げるなどして構成されている。そして、トナー受け部材84は、感光体ドラム21とクリーニングローラ82との接触箇所から離れるようにクリーニングローラ82の周方向に延びる、すなわちクリーニングブレード83近傍からクリーニングローラ82回転方向の下流側に向かって、クリーニングローラ82の周面に沿って延びる樋状をなし、クリーニングローラ82の軸線方向長さとほぼ同じ長さを有している。
トナー受け部材84の、クリーニングローラ82軸線方向両端部には、図3及び図4に示すように、支持部84aが備えられている。この支持部84aは、クリーニングローラ82の軸部に引っ掛けるような形状をなしている。
そして、このトナー受け部材84は、その上部の箇所を残して、ハウジング81内において、クリーニングローラ82及びクリーニングブレード83が配置された空間と、トナー排出スクリュー86が設けられた空間とを仕切り、感光体ドラム21表面から除去したトナーをクリーニングローラ82の周面近傍の空間に貯留し易くなるような形にして設けられている。
搬送パドル85は、図2に示すように、トナー受け部材84の上端部の下方であって、ハウジング81の内壁近傍に配置されている。搬送パドル85は、クリーニングローラ82とほぼ同じ軸線方向長さを有し、図示しない駆動機構により回転せしめられる。搬送パドル85は、トナー受け部材84から溢れたトナーが、ハウジング81の内壁近傍に滞留するのを防止し、トナー排出スクリュー86の方へと搬送する役割を果たす。
トナー排出スクリュー86は、ハウジング81内において、クリーニングローラ82の下方に設けられている。トナー排出スクリュー86は、感光体ドラム21やクリーニングローラ82の軸線と略平行な軸線を中心として回転する回転部材であって、ハウジング81の内部から画像形成部20の外部に設けられた廃トナー回収容器(図示せず)まで延びている。
トナー排出スクリュー86の軸部の周面には、図3及び図5に示すように、突起86aが備えられている。突起86aは、平板形状をなして羽根部の条間に設けられ、トナー排出スクリュー86の軸線を中心として半径方向外側に向かって突出する形で構成されている。この突起86aは、トナー排出スクリュー86の羽根部の外径より外側に突出している。また、突起86aは、2箇所に設けられ、これらは互いが軸線を中心として反対方向に突出するようにして配置されている。
トナー排出スクリュー86は、感光体ドラム21表面から除去され、クリーニングに使用されたハウジング81内の廃トナーなどをハウジング81の外部へ、すなわち廃トナー回収容器へ排出する役割を果たす。
上記のようなクリーニング装置80は、感光体ドラム21表面のトナー像が中間転写ベルト8に転写された後、クリーニングローラ82とクリーニングブレード83とを用いて、感光体ドラム21表面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。
続いて、クリーニング装置80による、感光体ドラム21表面に残留したトナーなどの付着物の除去動作について、図2に加えて、図6を用いて説明する。図6は、トナー排出スクリューによるトナー受け部材の加振状態を示すクリーニング装置の垂直断面部分拡大図である。
図2において、クリーニングローラ82とクリーニングブレード83とによって感光体ドラム21表面から除去されたトナーは、クリーニングローラ82やクリーニングブレード83の下方に、重力の作用により移動しようとする。しかしながら、このトナーの移動はトナー受け部材84によって遮られ、トナー受け部材84によって構成されるクリーニングローラ82周面近傍の空間に貯留される。トナーは、この空間に貯留されることにより、クリーニングローラ82に対して圧力が加えられ、下方からクリーニングローラ82表面に付着する。
そして、クリーニングローラ82は、その表面に付着した、研磨剤を含有するトナーにより感光体ドラム21表面を研磨する。
この間、クリーニングローラ82周面近傍の空間から、トナー受け部材84の上部で溢れたトナーは、ハウジング81の内壁に沿うような形で下方にこぼれ、搬送パドル85を介してトナー排出スクリュー86の箇所に到達する。トナー排出スクリュー86の箇所に到達したトナーは、トナー排出スクリュー86によりハウジング81の外部へと搬送される。搬送パドル85やトナー排出スクリュー86は、感光体ドラム21表面から除去されてそのクリーニングに使用され、トナー受け部材84から溢れたハウジング81内の廃トナーなどをハウジング81の外部へ排出するために、各々軸線中心に回転している。
ここで、トナー排出スクリュー86は、回転することにより、図6に示すようにその上方で突起86aの先端がトナー受け部材84に接触する。トナー受け部材84は、トナー排出スクリュー86の突起86aの接触によりやや上方に持ち上げられるように弾性変形し、さらにトナー排出スクリュー86の回転に伴って突起86aが通過すると、その弾性により図6に二点鎖線で示した元の形状に戻る。トナー排出スクリュー86には、軸線を中心として反対方向に突出する形で2箇所に突起86aが設けられているので、トナー受け部材84には、トナー排出スクリュー86が1回転する度に2回、突起86aが接触し、衝撃が与えられる。
このようにして、トナー排出スクリュー86の突起86aは、トナー受け部材84に衝撃を与える打撃部として作用し、トナー排出スクリュー86は、廃トナーなどをハウジング81の外部へ排出する一方で、トナー受け部材84を振動させる加振部材としても機能している。
なお、トナー排出スクリュー86は、突起86aの接触により、トナー受け部材84のその接触部を最大0.5mm持ち上げるようにして、トナー受け部材84の下方に配置されている。
上記のようにして、像担持体である感光体ドラム21に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラ82と、このクリーニングローラ82の感光体ドラム21回転方向下流側に設けられ、感光体ドラム21に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレード83とを備えたクリーニング装置80において、クリーニングローラ82の表面に対して間隙を設けて配置され、感光体ドラム21から除去したトナーをクリーニングローラ82との間に貯留するトナー受け部材84と、このトナー受け部材84を振動させる加振部材(トナー排出スクリュー86)とを備えているので、クリーニングローラ82、またはクリーニングブレード83によって感光体ドラム21表面から除去したトナーを、トナー受け部材84に貯留することによって、クリーニングローラ82の周囲から圧力を加えてクリーニングローラ82に付着させることができ、さらにトナー受け部材84への加振により、トナー受け部材84に貯留したトナーを円滑に移動させることができる。これにより、クリーニングローラ82表面からトナーが簡単に離れてしまうのを防止できることに加えて、クリーニングローラ82の表面近傍でのトナーの凝集を抑制でき、それに起因するトナーの滞留を防止することが可能となる。したがって、感光体表面における放電破壊を発生させることなく、クリーニングローラ82表面に好適なトナー層を形成することができ、クリーニングローラ82による研磨剤を含有するトナーを利用した感光体ドラム21表面の研磨を効果的に遂行することができる。その結果、感光体ドラム21表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となり、感光体ドラム21表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能なクリーニング装置80を得ることができる。
また、加振部材であるトナー排出スクリュー86は、トナー受け部材84に衝撃を与える打撃部(突起86a)を備えた回転部材であるので、回転部材を回転させることにより、容易にトナー受け部材84を振動させることができる。そして、クリーニング装置80の駆動機構を利用して、回転部材を回転させることができ、簡便な構成でトナー受け部材84の加振部材を得ることが可能となる。したがって、クリーニングローラ82表面近傍におけるトナーの円滑な流れを、その軸線方向全域において確保可能なクリーニング装置80を比較的簡単に提供することができる。
そして、前記回転部材は、打撃部(突起86a)を備えたトナー排出スクリュー86であるので、クリーニング装置80内に回収したトナーを外部に排出するために予め設けられたトナー排出スクリュー86を利用して、トナー受け部材84を振動させることができる。これにより、トナー受け部材84の加振部材を、クリーニング装置80に別途新たに設ける必要がない。したがって、クリーニングローラ82表面近傍におけるトナーの円滑な流れを確保して、感光体表面における放電破壊を発生させることなく、感光体ドラム21表面の研磨に対して好適なトナー層をクリーニングローラ82表面に形成することができる構成を、低コストで得ることが可能である。
さらに、前記打撃部は、回転部材であるトナー排出スクリュー86の軸線を中心として半径方向外側に向かって突出する突起86aであるので、トナー排出スクリュー86を回転させることによって、周期的に突起86aをトナー受け部材84に衝突させることができる。したがって、突起86aがトナー受け部材84に衝突する度に、その衝撃によりトナー受け部材84を加振することが可能であり、トナー受け部材84に貯留したトナーをクリーニングローラ82の表面近傍で凝集し難くすることができる。
また、トナー受け部材84は、クリーニングローラ82の周面に沿う樋状の部材であるので、トナーを貯留する空間が一層小さくなり、クリーニングローラ82の周囲から圧力を加えて、感光体ドラム21表面から除去したトナーをクリーニングローラ82表面に付着させることができる。これにより、クリーニングローラ82表面に対して、さらにトナーを離れ難くすることができ、適量のトナーを担持させる作用が高められる。したがって、感光体ドラム21表面に対するクリーニング性能を向上させることが可能となる。また、トナーを貯留する空間が一層小さくなることにより、不必要なトナーを円滑に排出する作用も高められる。したがって、トナー受け部材84内におけるトナーの凝集を防止することができ、感光体表面における放電破壊といった不具合発生の防止効果をさらに向上させることが可能となる。さらに、トナー受け部材84が占有する空間を小さくすることができ、クリーニング装置80のコンパクト化を図ることが可能となる。
そして、クリーニングブレード83は、クリーニングローラ82に対して、上下方向下側に配置されているので、感光体ドラム21表面から除去したトナーが、クリーニングローラ82に付着することなく、すぐ下方に落下するのを、トナー受け部材84を設けることによって防止することができる。したがって、クリーニング装置80のハウジング81内上部にクリーニングローラ82が設けられ、このクリーニングローラ82の下方にクリーニングブレード83が設けられた構造であっても、トナー受け部材84の作用で、このクリーニングローラ82による感光体ドラム21表面の研磨を効果的に遂行することができ、感光体ドラム21表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となる。
また本発明では、上記クリーニング装置80を画像形成装置1に搭載したので、クリーニングローラ82の表面近傍で円滑にトナーが移動できるように配慮しながら、その表面に適量のトナーを確実に担持させることができ、感光体ドラム21表面に対して好適なクリーニング性能を保持することが可能な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。
例えば、本発明の実施形態は、クリーニングブレード83が、クリーニングローラ82に対して上下方向下側に配置された構造であるが、クリーニングローラ82に対して上下方向上側に配置された構造であっても構わない。そのような構造であっても、クリーニングローラ82の表面に対して間隙を設けて配置され、感光体ドラム21から除去したトナーをクリーニングローラ82との間に貯留するトナー受け部材84を設け、さらにこのトナー受け部材84を振動させる加振部材であるトナー排出スクリュー86を設けることにより、本実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
また、トナー受け部材84を振動させる加振部材は、本実施形態で説明したようなトナー排出スクリュー86に限定されるわけではなく、搬送パドル85に、トナー受け部材84に接触する突起を設けて加振しても構わないし、これら以外の他の部材を新たに加振部材として設けることとしても構わない。そして、トナー排出スクリュー86の突起86aの配置箇所や個数、また突起86aの接触によってトナー受け部材84が持ち上げられる高さは、本実施形態において示した場所、数量に限定されるものではなく、他の場所、数量で形成される構成としても構わない。
また、画像形成装置1を、中間転写ベルト8を用いてトナー像を用紙Pに転写するカラー印刷タイプのものとしたが、画像形成装置の種類はこれに限定されるものではなく、中間転写ベルトを用いない機種や、モノクロ印刷用の機種であっても構わない。
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等の付着物を除去してクリーニングするクリーニング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画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図1の画像形成装置の画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図である。 図2の感光体ドラムとクリーニング装置の内部とを示す斜視図である。 図3に示すクリーニング装置のトナー受け部材の斜視図である。 図3に示すトナー排出スクリューの上面図である。 トナー排出スクリューによるトナー受け部材の加振状態を示すクリーニング装置の垂直断面部分拡大図である。
符号の説明
1 画像形成装置
8 中間転写ベルト
20 画像形成部
21 感光体ドラム(像担持体)
30 一次転写部
50 帯電装置
60 現像装置
70 除電装置
80 クリーニング装置
81 ハウジング
82 クリーニングローラ
83 クリーニングブレード
84 トナー受け部材
85 搬送パドル
86 トナー排出スクリュー(加振部材、回転部材)
86a 突起(打撃部)

Claims (7)

  1. 像担持体に接触して回転しつつその表面の付着物を除去するクリーニングローラと、このクリーニングローラの像担持体回転方向下流側に設けられ、像担持体に接触してその表面のトナーを掻き取るクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、
    前記クリーニングローラの表面に対して間隙を設けて配置され、像担持体から除去したトナーをクリーニングローラとの間に貯留するトナー受け部材と、このトナー受け部材を振動させる加振部材とを備えることを特徴とするクリーニング装置。
  2. 前記加振部材は、前記トナー受け部材に衝撃を与える打撃部を備えた回転部材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。
  3. 前記回転部材は、前記打撃部を備えたトナー排出スクリューであることを特徴とする請求項2に記載のクリーニング装置。
  4. 前記打撃部は、前記回転部材の軸線を中心として半径方向外側に向かって突出する突起であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のクリーニング装置。
  5. 前記トナー受け部材は、前記クリーニングローラの周面に沿う樋状の部材であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
  6. 前記クリーニングブレードは、前記クリーニングローラに対して、上下方向下側に配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
  7. 請求項1〜請求項6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。
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