JP2008158168A - クリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング内の広範囲において廃トナーの固化を効果的に防止可能なクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ハウジング７ａと搬送スパイラル２３との間には第１掻き払い部材４０が配置されており、隔壁３０の下面には第２掻き払い部材４１が配置されている。第１掻き払い部材４０は、螺旋羽２３ｂに持ち上げられ弾性変形した状態（実線）と、復元力により回転軸２３ａに当接した状態（破線）とを繰り返し往復することにより、クリーニングブレード２２と摺擦ローラ２１との間を揺動する。また、第２掻き払い部材４１は、第１掻き払い部材４０の揺動に伴いクリーニングブレード２２の先端に対し接触又は離間する方向に揺動し、クリーニングブレード２２の先端からドラム表面近傍に滞留するトナーをほぐす。
【選択図】図２

Description

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。

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、感光体ドラム等の像担持体上に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、定着処理を行うプロセスが一般的である。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。

図８は、従来のクリーニング装置の一構成例を示す平面断面図である。クリーニング装置７は、ハウジング７ａ内にスプリング（図示せず）により感光体ドラム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、及び搬送スパイラル２３を備えている。搬送スパイラル２３は、回転軸２３ａを中心とし、その周囲に螺旋羽２３ｂを設けた構成になっており、摺擦ローラ２１と共にハウジング７ａ内に回転可能に支持されている。摺擦ローラ２１はモータ２４に直接連結され、搬送スパイラル２３は、ギヤ２５、２６を介してモータ２４に連結されており、それぞれ所定の速度で回転駆動される。

摺擦ローラ２１或いはクリーニングブレード２２により感光体ドラム３表面から掻き落とされた残留トナーは重力により落下し、廃トナーとしてハウジング７ａ内に徐々に堆積する。そして、搬送スパイラル２３が図中矢印Ａ方向に回転することにより、ハウジング７ａ内のトナーは矢印Ｂ方向に順次搬送され、ハウジング７ａの底面に設けられたトナー排出口２７から装置外部に排出され、廃棄ボトル２８内へ貯留される。所定枚数印刷後に廃棄ボトル２８が満杯になると、ユーザに通知されて廃棄ボトル２８の廃棄、交換が行われる。

このようなクリーニング装置においては、ドラム表面から回収された廃トナーは、機械的ストレスにより外添剤の付着具合や粒径が不揃いとなり、さらに紙粉等も混入することにより流動性が悪くなり、固化し易くなっている。そのため、流動性の低下した廃トナーが搬送スパイラル２３の周囲（例えば螺旋羽２３ｂの間）で固化し、いわゆるブロッキング状態となって搬送が困難になるという問題点があった。

特に、特許文献１に開示されているような垂直搬送式の画像形成装置に用いられるクリーニング装置においては、感光体の上部に位置し、感光体側に形成された開口部にクリーニングブレードやクリーニングローラ等のトナー除去手段を備えているため、感光体ドラム表面から掻き落とされた廃トナーが重力により開口部付近に滞留して凝集し易くなる。この凝集が促進して廃トナーが固化すると、トナー除去手段により掻き落とされた廃トナーがクリーニング装置内に進入できなくなり、シール部からトナーが逆流してシートや画像形成装置内部を汚染する。また、凝集したトナーの圧迫によりクリーニングブレードの先端が変形し、感光体ドラムとの間に隙間が生じてクリーニング不良（トナーすり抜け）が発生する。

そこで、廃トナーの固化を防止して搬送スパイラルの搬送性能を向上させる方法が提案されており、例えば特許文献２には、搬送スパイラルの周囲に可撓性材料で形成された掻き払い部材を装着し、この掻き払い部材を搬送スパイラルの螺旋羽で上下に揺動させることにより、搬送スパイラル下部の廃トナーの固化を抑制する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献２の方法では、掻き払い部材が存在する箇所に関してはトナーのほぐし効果は認められるものの、掻き払い部材が存在しない箇所に関してはほぐし効果は十分でない。そのため、特許文献１に記載のクリーニング装置に適用した場合、掻き払い部材の先端が届かないクリーニングブレード先端付近においてトナーの凝集が発生し、シートや画像形成装置内部の汚染、或いはクリーニング不良が発生していた。また、トナーの凝集を効率良く防止するために掻き払い部材を長くすると、揺動に大きな力が必要となる。そのため、特に樹脂製の搬送スパイラルを採用した場合、搬送スパイラルに掛かる負荷が大きくなって湾曲してしまい、円滑な回転を阻害するという不具合が発生するおそれがあった。
特開２００３−９８９２４号公報 特開昭６４−７０８８号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、ハウジング内の広範囲において廃トナーの固化を効果的に防止可能なクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体の上側において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像担持体表面の残留トナーを掻き落とすトナー除去手段と、該トナー除去手段の上方に配置され像担持体表面より掻き落とされたトナーを搬送するための螺旋羽が回転軸の周囲に形成された搬送スパイラルと、を備えたクリーニング装置において、前記搬送スパイラルの側面に当接して揺動する弾性材料で形成された複数の第１掻き払い片と、該第１掻き払い片の自由端に接触することにより前記第１掻き払い片に同期して揺動する弾性材料で形成された複数の第２掻き払い片とを配置したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記トナー除去手段は、前記開口部において像担持体の回転方向下流側に設けられたクリーニングブレードと、該クリーニングブレードに対し上流側に設けられたクリーニングローラとから構成されており、前記第１掻き払い片の自由端は前記クリーニングブレードと前記クリーニングローラとの間を揺動するとともに、前記第２掻き払い片の自由端は前記クリーニングブレードの先端に対し接触又は離間するように揺動することを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第１掻き払い片及び前記第２掻き払い片は同一の弾性材料でシート状に形成されており、前記第１掻き払い片は前記第２掻き払い片よりも肉厚であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第１掻き払い片の配置間隔は前記螺旋羽のピッチよりも広く、且つピッチの倍数でないことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第１掻き払い片と前記第２掻き払い片とが１対１で当接するように配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記第２掻き払い片に窓部を形成したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のクリーニング装置が搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、搬送スパイラルの側面に当接して揺動する複数の第１掻き払い片に加えて、第１掻き払い片に接触して揺動する複数の第２掻き払い片を配置することにより、第１掻き払い片の揺動範囲外での廃トナーの凝集及び固化を、第２掻き払い片を用いて効果的に抑制することができる。

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、トナー除去手段を、クリーニングブレード及びクリーニングブレードに対し上流側に設けられたクリーニングローラで構成した場合、第１掻き払い片を用いてクリーニングブレードとクリーニングローラとの間に滞留するトナーを効率良くほぐすとともに、第２掻き払い片を用いて第１掻き払い片の届かないクリーニングブレードの先端から像担持体の表面近傍に滞留する廃トナーの凝集や固化を抑制することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成のクリーニング装置において、第１掻き払い片及び第２掻き払い片を同一の弾性材料で形成する場合、第１掻き払い片を第２掻き払い片よりも肉厚とすることにより、第２掻き払い片の揺動が容易になるとともに第１掻き払い片の揺動も第２掻き払い片の弾性力によって妨げられないため、第１掻き払い片及び第２掻き払い片の両方の揺動性能を確保できる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成のクリーニング装置において、第１掻き払い片の配置間隔を螺旋羽のピッチよりも広く、且つピッチの倍数でない間隔で配置することにより、螺旋羽が第１掻き払い片を押し上げるタイミングがずれて第１掻き払い片を揺動させるための力が分散され、搬送スパイラルに対する負荷も軽減されるため、樹脂製の搬送スパイラルを用いる場合や螺旋羽のピッチを広くしてトナー搬送速度を速くした場合においても、搬送スパイラルの湾曲を防止することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のクリーニング装置において、１枚の第２掻き払い片に対して第１掻き払い片が１枚当接するため、第１掻き払い片の揺動負荷の増大を抑制しつつ、第２掻き払い片を確実に揺動させることができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のクリーニング装置において、第２掻き払い片に窓部を形成することにより、第２掻き払い片の表裏方向への廃トナーの移動が円滑なものとなる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成のクリーニング装置を搭載することにより、廃トナーの凝集や固化を抑制してトナー排出効率を向上させるとともに、トナー漏れやクリーニング不良による装置内部の汚染や画像不良の発生を効果的に防止可能な画像形成装置となる。

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。

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。

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。

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、例えばトナー成分とキャリアとから構成される２成分現像剤やトナー成分のみから構成される１成分現像剤が挙げられる。

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。

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８参照）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。

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。

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。

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る。従来例の図８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。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と、感光体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と、トナー排出手段としての搬送スパイラル２３と、トナー移動空間Ｓ（図２の破線円内）を除いて搬送スパイラル２３とクリーニングブレード２２との間を封鎖する隔壁３０と、摺擦ローラ２１表面のトナーを掻き落とす為のスクレーパ３１と、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。

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、図示しない駆動手段により感光体ドラム３との当接面において同一方向に回転駆動されるが、その周速は感光体ドラムの周速の１．２倍に制御されている。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ＥＰＤＭゴム製でアスカＣ硬度５５°の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ＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

また、摺擦ローラ２１表面の、感光体ドラム３との当接面よりも回転方向下流側には、スクレーパ３１が回転方向に対しカウンター方向に圧接されている。スクレーパ３１は、例えば厚さ０．０５ｍｍのＳＵＳ３０４製の弾性プレートであって、その固定端はハウジング７ａの図示しない前後側板に取り付けられた取り付けステー３５に貼り付けられている。摺擦ローラ２１に圧接されるスクレーパ３１の自由端は固定端よりも下方に位置しており、スクレーパ３１によって摺擦ローラ２１から掻き落とされたトナーは搬送スパイラル２３側に落下するようになっている。

なお、一部のトナーはトナー移動空間Ｓ付近にも落下するが、感光体ドラム３表面から掻き落とされた廃トナーがトナー移動空間Ｓの下方から次々にせり上がってくるので、行き場を失って搬送スパイラル２３側へと移動し、さらに落ちこむことなく隔壁３０上に支持されつつ搬送スパイラル２３でクリーニング装置７の外部に排出される。

なお、ここではスクレーパ３１の取り付け方向を摺擦ローラ２１表面の圧接点における接線方向としたが、これに限るものではなく、圧接点において接線に対し所定の角度を有していても良い。また、スクレーパ３１の厚みとしては０．０５ｍｍ厚以外に、０．０２〜２．０ｍｍ厚のものが好適に使用でき、材質も弱磁性のＳＵＳ３０４に限定されるものではなく、非磁性のＳＵＳ板や、各種の樹脂製、金属製のブレード板、ゴムブレード板等が使用できる。

感光体ドラム３表面の、摺擦ローラ２１との当接面よりも回転方向下流側には、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ＪＩＳ硬度が７８°で厚み２ｍｍの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長は１０ｍｍであって、当接部における感光体ドラム３への食い込み量は１．５ｍｍであり、その当接点において感光体接線方向に対して２２度の角度で取り付けられている。クリーニングブレード２２の感光体ドラム３側への圧接力は５ｇ／ｍｍ²に設定されている。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。

クリーニングブレード２２によって感光体ドラム３表面から除去された残留トナーは、トナー移動空間Ｓの下方で滞留し、せり上がるが、摺擦ローラ２１表面の回転搬送作用も手伝ってトナー移動空間Ｓを通じてさらに上方に移動し、隔壁３０によって下支えされつつ搬送スパイラル２３の回転に伴ってクリーニング装置７の外部に排出される。

ハウジング７ａの各側板のうち、感光体ドラム３の回転方向下流側（図の右側）に位置する側板がハウジング内側に屈曲し、搬送スパイラル２３の一部を包み込むように延びることによって隔壁３０が形成されている。隔壁３０の端部を搬送スパイラル２３の回転軸２３ａの略下方にまで伸ばすことによって、トナー移動空間Ｓからせり上がってきた廃トナーをトナー移動空間Ｓ下方に再び落下させることなく、速やかに搬送スパイラル２３で装置外部に搬送、排出することができる。

さらに、感光体ドラム３の回転方向上流側（図の左側）に位置するハウジング７ａの側板には、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。

本実施形態においては、クリーニング装置７のハウジング７ａと搬送スパイラル２３との間にシート状の第１掻き払い部材４０が配置されており、隔壁３０の下側にシート状の第２掻き払い部材４１が配置されている。第１掻き払い部材４０は、図２に示すように断面がＬ字状に屈曲しており、Ｌ字の短片側がハウジング７ａの内壁面に固定され、長片側の先端は自由端となってトナー移動空間Ｓ付近まで延びている。第２掻き払い部材４１は、一端が隔壁３０の下面に固定され、他端は自由端となってクリーニングブレード２２の先端を超えて感光体ドラム３の表面近傍まで延びている。

第１掻き払い部材４０は、搬送スパイラル２３の回転による螺旋羽２３ｂの位相の変化に伴い、螺旋羽２３ｂに持ち上げられ弾性変形した状態（図２の実線）と、第１掻き払い部材４０自身の復元力により回転軸２３ａに当接した状態（図２の破線）とを繰り返し往復することにより、その自由端がクリーニングブレード２２と摺擦ローラ２１との間を揺動する。そして、トナー移動空間Ｓ付近の滞留トナーが第１掻き払い部材４０の先端でほぐされ、固化することなく搬送スパイラル２３周辺に移動する。

また、第２掻き払い部材４１は、第１掻き払い部材４０の揺動に伴い、弾性変形した第１掻き払い部材４０の先端が接触して押し下げられ、クリーニングブレード２２の先端に接触した状態（図２の実線）と、第１掻き払い部材４０が回転軸２３ａ方向に移動したとき、第２掻き払い部材４１自身の復元力によりクリーニングブレード２２の先端から離間した状態（図２の破線）とを繰り返し往復する。

即ち、第２掻き払い部材４１は、第１掻き払い部材４０の先端が届かないクリーニングブレード２２の先端からドラム表面近傍（トナー移動空間Ｓ内の下部領域）に滞留するトナーをほぐすことができるため、第１及び第２掻き払い部材４０、４１の両方を配置することにより、トナー移動空間Ｓの全域に亘って滞留トナーを効果的にほぐすことが可能となるため、ハウジング７ａ内の廃トナーは搬送スパイラル２３によって効率良く外部に搬送される。

これにより、感光体ドラム３上から除去されたトナーが開口部からハウジング７ａ内部に進入できずにウレタンシール３３から漏出して装置周辺部や画像が記録されるシートを汚染したり、固化したトナーによりクリーニングブレード２２の先端が変形して感光体ドラム３上のトナーがすり抜け、クリーニング不良を起こしたりするという不具合を効果的に防止可能となる。

また、摺擦ローラ２１は感光体ドラム３表面の残留トナーを清掃する機能の他、感光体ドラム３との間に研磨剤入りのトナーを介在させてドラム表面を研磨する機能も有している。そのため、摺擦ローラ２１と感光体ドラム３との当接部付近にトナーが滞留し易くなっているが、第２掻き払い部材４１を用いてドラム表面近傍のトナーの凝集、固化を未然に防止することにより、ドラム表面の研磨に使用されるトナーを効率よく入れ替えることができ、研磨効果も向上する。

図３は、図２の矢印Ｘ方向から見た部分拡大図、図４は、図２の矢印Ｙ方向から見た部分拡大図、図５は、第２掻き払い部材４１の部分平面図である。図３〜図５を用いて第１掻き払い部材４０、第２掻き払い部材４１について更に詳細に説明する。なお、図３では第２掻き払い部材４１の記載を省略しており、図４では第１掻き払い部材４０の固定端側を破線で記載している。

図３及び図４に示すように、第１掻き払い部材４０及び第２掻き払い部材４１は、搬送スパイラル２３の長手方向全域に亘って延在している。また、第１掻き払い部材４０の自由端は多数の第１掻き払い片４０ａに、第２掻き払い部材４１の自由端は多数の第２掻き払い片４１ａに分割されている。第２掻き払い部材４１は、第２掻き払い片４１ａの形成されていない側の固定部４１ｂ（図５のハッチング部分）が隔壁３０（図２参照）の下面に固定される。搬送スパイラル２３の矢印Ｚ方向への回転に伴う螺旋羽２３ｂの位相の進行により螺旋羽２３ｂに接触する第１掻き払い片４０ａが揺動し、さらに第１掻き払い片４０ａの先端が接触することにより第２掻き払い片４１ａが同期して揺動する。

第１掻き払い片４０ａの配置間隔Ｐ１、第２掻き払い片４１ａの配置間隔Ｐ２は共に搬送スパイラル２３の螺旋羽２３ｂのピッチＰと等しくなっており、螺旋羽２３ｂの各ピッチ間に第１掻き払い片４０ａ及び第２掻き払い片４１ａが一枚ずつ割り当てられている。即ち、第１掻き払い片４０ａと第２掻き払い片４１ａとが１対１で当接するように配置されるため、第１掻き払い片４０ａの揺動負荷の増大を抑制しつつ、第２掻き払い片４１ａを確実に揺動させることができる。

また、第１掻き払い片４０ａの揺動時に搬送スパイラル２３へ掛かる負荷を軽減するため、各第１掻き払い片４０ａの幅は螺旋羽２３ｂのピッチＰよりも狭くなっている。一方、第２掻き払い片４１ａは第２掻き払い部材４１の自由端側に形成されたスリット４３で仕切られており、第１掻き払い片４０ａに比べ幅広となっている。これにより、第１掻き払い片４０ａを第２掻き払い片４１ａへ確実に当接させることができ、第２掻き払い片４１ａによるトナーのほぐし効果が搬送スパイラル２３の軸方向において一層均一なものとなる。さらに、各第２掻き払い片４１ａには矩形状の窓部４５が形成されており、窓部４５を介して第２掻き払い部材４１の下方から搬送スパイラル２３側へ廃トナーが円滑に移動可能になるとともに、第２掻き払い部材４１の揺動負荷も軽減される。

第１掻き払い部材４０及び第２掻き払い部材４１の材質としては、揺動可能な弾性材料であれば特に制限はなく、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のシート（ルミラーシート）、テフロンシート、カプトン等の各種の摩擦抵抗の少ない合成樹脂製シートを使用することができるが、コストや耐久性等の面からルミラーシートが好ましい。

また、第１掻き払い部材４０及び第２掻き払い部材４１の長さや幅、厚みについても特に制限はなく、搬送スパイラル２３の外径やピッチＰ等により適宜設定すれば良いが、第２掻き払い片４１ａの弾性力が第１掻き払い片４０ａよりも強いと、第２掻き払い片４１ａが十分に揺動しない上、第２掻き払い片４１ａの弾性力に負けて第１掻き払い片４０ａの揺動まで妨げられてしまう。そのため、例えば第１掻き払い部材４０及び第２掻き払い部材４１を同じ材質で形成する場合は、第２掻き払い部材４１に比べて第１掻き払い部材４０を肉厚にすることにより、第１掻き払い片４０ａ及び第２掻き払い片４０ｂの両方の揺動性能を確保することができる。

第１掻き払い部材４０の他の構成例を図６に示す。図６においては、第１掻き払い片４０ａの配置間隔Ｐ１は、螺旋羽２３ｂのピッチＰよりも広く、且つピッチＰの倍数ではない間隔に設定されている。図３のように、第１掻き払い片４０ａの配置間隔Ｐ１と螺旋羽２３ｂのピッチＰとが等しい場合、搬送スパイラル２３の回転に伴う螺旋羽２３ｂの位相の進行により、螺旋羽２３ｂは全ての第１掻き払い片４０ａを同時に揺動させるが、図６の構成では各第１掻き払い片４０ａの揺動タイミングは同期しない。

これにより、第１掻き払い片４０ａを揺動させるための力が分散され、第２掻き払い部材４１を設けた場合においても搬送スパイラル２３に過度の負荷をかけずに第１掻き払い部材４０を揺動させることができる。従って、コストやリサイクル性を考慮して樹脂製の搬送スパイラル２３を用いた場合に搬送スパイラル２３の湾曲を防止することができる。

また、搬送スパイラル２３のピッチＰを広くしてトナー搬送速度を速くする場合、搬送スパイラル２３の曲げ剛性が低下するが、その場合でも搬送スパイラル２３に過度の負荷をかけずに第１掻き払い部材４０を揺動させることができ、廃トナーを速やかに排出しつつトナーの固化を効果的に抑制可能となる。なお、図６の構成においても、第１掻き払い片４０ａと第２掻き払い片４１ａとが１対１で対向するように、第２掻き払い片４１ａの配置間隔Ｐ２は、第１掻き払い片４０ａの配置間隔Ｐ１と等しく設定すれば良い。

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、第１掻き払い部材４０、第２掻き払い部材４１の根元側（固定端）が連結され、自由端側が第１掻き払い片４０ａ、第２掻き払い片４０ｂに分割されている構成としたが、第１掻き払い片４０ａ、第２掻き払い片４０ｂをハウジング７ａの所定箇所に個別に貼り付け固定しても良い。さらに、螺旋羽２３ｂの１ピッチにつき複数の第１掻き払い片４０ａ、第２掻き払い片４１ａを配置する構成としても良い。

また、上記実施形態では、クリーニング装置７の研磨システムとして摺擦ローラ２１及びクリーニングブレード２２を備えた構成についてのみ説明しているが、本発明の構成は、例えば摺擦ローラ２１のみ、或いはクリーニングブレード２２のみを備えた構成や、摺擦ローラ２１に代えて清掃機能のみを有するクリーニングローラを備えた構成、クリーニングブレード２２に代えてファーブラシを備えた構成等、搬送スパイラル２３を有する種々の構成のクリーニング装置に適用することができる。

図２に示した本発明のクリーニング装置を用いて、連続画像印刷時における廃トナーのほぐし性能を調査した。クリーニング装置の構成としては、スパイラル径１２ｍｍ、螺旋羽２３ｂのピッチＰが２０ｍｍである樹脂製の搬送スパイラル２３を用い、自由端側に幅７ｍｍ、配置間隔３０ｍｍの第１掻き払い片４０ａが多数形成された、ルミラーシート（厚さ１５０μｍ）製の第１掻き払い部材４０の固定端を両面テープでハウジング７ａの内壁面に貼り付け固定した。

さらに、自由端側に幅２９ｍｍ、配置間隔３０ｍｍの第２掻き払い片４１ａが多数形成され、各第２掻き払い片４１ａの中央に窓部４５（２５×１０ｍｍ）を設けた、ルミラーシート（厚さ１００μｍ）製の第２掻き払い部材４０の固定部４１ｂを両面テープで隔壁３０の下面に貼り付け固定した。

一方、図７に示すように、搬送スパイラル２３の各ピッチ間に幅７ｍｍの第１掻き払い片４０ａが１枚ずつ配置されるようにルミラーシート（厚さ１５０μｍ）製の第１掻き払い部材４０を固定し、第２掻き払い部材４１は配置しないクリーニング装置を比較例として同様に調査した。

評価方法としては、本発明及び比較例のクリーニング装置を試験機に搭載し、磁性１成分粉砕トナーを用いて印字率１０％のテスト画像を高温高湿環境（３２．５℃、湿度８０％）、及び低温低湿環境（１０℃、湿度１５％）にて各５，０００枚印刷し、ウレタンシール部からのトナー漏れ、ドラム表面のクリーニング効果、搬送スパイラルの湾曲による異常音の発生、トナーほぐし効果及び画質について評価した。

その他の試験条件としては、感光体ドラムの外径を３０ｍｍ、回転速度を９０ｒｐｍとし、摺擦ローラ径を１４ｍｍとした。また、スパイラル回転速度は１１５ｒｐｍとした。結果を表１に示す。

試験の結果、本発明のクリーニング装置では、第１掻き払い部材に加えて第２掻き払い部材を設けているため、クリーニングブレードの先端付近での廃トナーの凝集及び固化が効果的に抑制され、ウレタンシール部からのトナー漏れやクリーニング不良は発生しなかった。また、印刷画像の画質も良好であった。さらに、第１掻き払い片の配置間隔を螺旋羽のピッチの１．５倍としているため、第１掻き払い片の揺動時に搬送スパイラルに掛かる負荷が軽減され、搬送スパイラルの湾曲による異常音の発生も認められなかった。

これに対し、第１掻き払い部材のみを配置した比較例のクリーニング装置では、第１掻き払い片の先端がクリーニングブレードの先端付近まで届かないためトナーほぐし効果が不十分であり、廃トナーの凝集及び固化を十分に抑制できずトナー漏れやクリーニング不良が発生した。

本発明は、像担持体の上側において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、開口部に配置され像担持体表面の残留トナーを掻き落とすトナー除去手段と、該トナー除去手段の上方に配置され像担持体表面より掻き落とされたトナーを搬送するための螺旋羽が回転軸の周囲に形成された搬送スパイラルと、を備えたクリーニング装置において、搬送スパイラルの側面に当接して揺動する弾性材料で形成された複数の第１掻き払い片と、該第１掻き払い片の自由端に接触することにより第１掻き払い片に同期して揺動する弾性材料で形成された複数の第２掻き払い片とを配置したものである。

これにより、第１掻き払い片の揺動範囲外での廃トナーの凝集及び固化を、第２掻き払い片を用いて効果的に抑制することができ、トナー漏れやクリーニング不良が発生せず安定した廃トナーの搬送が可能なクリーニング装置を提供することができる。

また、トナー除去手段を、クリーニングブレード及びクリーニングローラで構成し、第１掻き払い片の先端をクリーニングブレード先端とクリーニングローラとの間で揺動させ、第２掻き払い片の自由端をクリーニングブレード先端に接触又は離間するように揺動させたので、クリーニングブレードの先端とクリーニングローラとの間、及びクリーニングブレードの先端から像担持体の表面近傍に滞留するトナーの凝集や固化を効果的に抑制できる。従って、シール部からのトナー漏出、及びクリーニングブレードの変形によるクリーニング不良の発生を効果的に防止可能なクリーニング装置となる。さらに、クリーニングローラを摺擦ローラとして用いる場合、研磨に使用されるトナーを効率よく入れ替えることができ、研磨効果も向上する。

また、第１掻き払い片と第２掻き払い片を同じ材質で形成する場合、第１掻き払い片を第２掻き払い片よりも肉厚としておけば、第１掻き払い片の揺動が第２掻き払い片の弾性力によって妨げられず、第１掻き払い片の揺動負荷を増大させることなく第２掻き払い片の揺動性能を確保することができる。

また、第１掻き払い片の配置間隔を螺旋羽のピッチよりも広く、且つピッチの倍数でない間隔で配置することにより、第１掻き払い片を揺動させるための力が分散され、搬送スパイラルに対する負荷も軽減されるため、樹脂製の搬送スパイラルを用いた場合や螺旋羽のピッチを広くしてトナー搬送速度を速くした場合においても搬送スパイラルの湾曲や異常音の発生しないクリーニング装置となる。さらに、第２掻き払い片に窓部を形成したので、第２掻き払い片の揺動負荷がより軽減されるとともに、表裏方向への廃トナーの移動が円滑となって廃トナーの搬送効率が向上したクリーニング装置となる。

また、本発明のクリーニング装置を搭載することにより、トナー漏れやクリーニング不良による装置内部の汚染や画像不良の発生を効果的に防止可能な画像形成装置を簡便且つ低コストで実現することができる。

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。 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る。 は、本発明のクリーニング装置における搬送スパイラル周辺の構成を示す部分拡大図である。 は、第１掻き払い片と第２掻き払い片の配置関係を示す部分拡大図である。 は、第２掻き払い部材の部分平面図である。 は、第１掻き払い部材の他の構成例を示す部分平面図である。 は、比較例における搬送スパイラルと掻き払い部材との関係を示す部分平面図である。 は、従来のクリーニング装置の構成を示す平面断面図である。

符号の説明

３ 感光体ドラム
７ クリーニング装置
７ａ ハウジング
２１ 摺擦ローラ（トナー除去手段）
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
２３ａ 回転軸
２３ｂ 螺旋羽
３０ 隔壁
３１ スクレーパ
３３ ウレタンシール
４０ 第１掻き払い部材
４０ａ 第１掻き払い片
４１ 第２掻き払い部材
４１ａ 第２掻き払い片
４３ スリット
４５ 窓部
１００ 画像形成装置
Ｐ （螺旋羽の）ピッチ
Ｐ１ （第１掻き払い片の）配置間隔
Ｐ２ （第２掻き払い片の）配置間隔

Claims (7)

1. 像担持体の上側において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像担持体表面の残留トナーを掻き落とすトナー除去手段と、
   該トナー除去手段の上方に配置され像担持体表面より掻き落とされたトナーを搬送するための螺旋羽が回転軸の周囲に形成された搬送スパイラルと、を備えたクリーニング装置において、
   前記搬送スパイラルの側面に当接して揺動する弾性材料で形成された複数の第１掻き払い片と、該第１掻き払い片の自由端に接触することにより前記第１掻き払い片に同期して揺動する弾性材料で形成された複数の第２掻き払い片とを配置したことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記トナー除去手段は、前記開口部において像担持体の回転方向下流側に設けられたクリーニングブレードと、該クリーニングブレードに対し上流側に設けられたクリーニングローラとから構成されており、前記第１掻き払い片の自由端は前記クリーニングブレードと前記クリーニングローラとの間を揺動するとともに、前記第２掻き払い片の自由端は前記クリーニングブレードの先端に対し接触又は離間するように揺動す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. 前記第１掻き払い片及び前記第２掻き払い片は同一の弾性材料でシート状に形成されており、前記第１掻き払い片は前記第２掻き払い片よりも肉厚であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記第１掻き払い片の配置間隔は前記螺旋羽のピッチよりも広く、且つピッチの倍数でないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクリーニング装置。
5. 前記第１掻き払い片と前記第２掻き払い片とが１対１で当接するように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のクリーニング装置。
6. 前記第２掻き払い片に窓部を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のクリーニング装置。
7. 請求項１乃至請求項６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。

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