JP2008233144A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトかつ簡易な構成で、ブレードと像担持体との間の摩擦係数を低減できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】清掃部６のケーシング９内には、ブレード６０の上側に位置するように、案内部材１４０が設けられている。この案内部材１４０は、上記ブレード６０にて像担持体１から掻き取られ粉煙状となって上記ブレード６０の上側に移動したトナー８を、上記ブレード６０の先端面６１に案内する。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、モノクロ、モノカラー、フルカラーのＰＰＣ、ＦＡＸ、プリンタやこれらの複合機などの画像形成装置に関する。

一般的な画像形成装置は、円筒状で回転可能な像担持体と、コロナ放電により上記像担持体の表面を一様に帯電する帯電部と、上記像担持体を露光して静電潜像を作成する露光部と、静電潜像にトナー像を現像する現像部と、トナー像と逆極性の電圧が印加されることで上記像担持体上のトナー像を転写する転写部と、上記像担持体に接触して上記転写部で転写されずに上記像担持体上に残留したトナーを除去する清掃部とを有する。

上記清掃部は、上記像担持体に接触して上記像担持体上の上記トナーを掻き取るブレードと、このブレードが取り付けられると共に上記ブレードにて掻き取られた上記トナーを回収するケーシングとを有する。上記ブレードの先端部は、ウレタンゴム等の絶縁性の材料からなり、上記像担持体に接触して、上記像担持体上に残留した上記トナーを掻き落とす。

そして、上記ブレードと上記像担持体との間の摩擦係数が高くなった場合に、上記ブレードの先端部にかかる応力が過剰に大きくなってしまう。これによって、上記ブレードの先端部の一部が欠けてしまうという現象が発生する。上記ブレードの先端部が欠けてしまった部分では、上記ブレードが上記像担持体に当接される力が減少してしまうことから、残留したトナーが、上記ブレードをすり抜けて画像不良となる。また、上記ブレードのなき、めくれといった問題をも発生する。

そこで、従来、上記ブレードと上記像担持体との間の摩擦係数を低くするために、上記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部を設けることで、上記像担持体の摩擦係数を下げたものがある（特開２００５−１８０４７号公報：特許文献１参照）。
特開２００５−１８０４７号公報

しかしながら、上記従来の画像形成装置では、上記潤滑剤供給部を設けているので、多くのスペースが必要になるため、画像形成装置が大型化してしまうという問題が発生していた。

そこで、この発明の課題は、コンパクトかつ簡易な構成で、上記ブレードと上記像担持体との間の摩擦係数を低減できる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の画像形成装置は、
像担持体と、この像担持体上の残留したトナーを除去する清掃部とを備え、
上記清掃部は、上記像担持体に先端部が接触して上記像担持体上の上記トナーを掻き取るブレードと、このブレードが取り付けられているケーシングとを有し、
上記ブレードの先端面は、上記像担持体の回転方向に対向する方向を向くと共に上側を向くように、配置され、
上記ケーシング内には、上記ブレードにて掻き取られて上記ブレードの上側に移動したトナーを上記ブレードの先端面に案内する案内部材が、上記ブレードの上側に位置するように、設けられていることを特徴としている。

この発明の画像形成装置によれば、上記ケーシング内には、上記ブレードにて掻き取られて上記ブレードの上側に移動したトナーを上記ブレードの先端面に案内する案内部材が、上記ブレードの上側に位置するように、設けられているので、上記ブレードの先端面に上記トナーが積極的に供給されることによって、上記ブレードと上記像担持体との間の摩擦係数が小さくなり、上記ブレードの先端部に作用する応力を低減できる。

そして、上記ブレードの先端部の欠けの発生を防止できて、この欠けに起因する画像不良の発生を抑制できると共に、上記ブレードのなき、めくれといった問題を防止できる。

したがって、コンパクトかつ簡易な構成で、上記ブレードと上記像担持体との間の摩擦係数を低減して、上記ブレードに過大な摩擦力が作用することに起因する問題の発生を防止することができる。

また、一実施形態の画像形成装置では、上記案内部材は、上記ケーシングの内面とともに、上記ブレード側から進入する上記トナーを上記ブレードの先端面側へ折り返すトナー折り返し小空間を形成している。

この実施形態の画像形成装置によれば、上記案内部材は、上記ケーシングの内面とともに、上記ブレード側から進入する上記トナーを上記ブレードの先端面側へ折り返すトナー折り返し小空間を形成しているので、上記トナーの挙動を、上記トナー折り返し小空間によって、確実に制御できて、上記トナーを上記ブレードの先端部に確実に供給できる。

また、一実施形態の画像形成装置では、上記案内部材は、上記トナーを上記ブレードの先端面に案内する案内面を有し、上記案内面の下端縁は、上記ブレードの先端面の鉛直方向上方に位置している。

この実施形態の画像形成装置によれば、上記案内部材の上記案内面の下端縁は、上記ブレードの先端面の鉛直方向上方に位置しているので、上記トナーは、上記案内部材の上記案内面に沿って移動し、重力により下方に落下して、上記ブレードの先端面に、確実に導かれる。

また、一実施形態の画像形成装置では、上記案内部材は、上記トナーを上記ブレードの先端面に案内する案内面を有し、上記案内面は、水平方向に対して傾斜しており、上記案内面を含む平面は、上記ブレードの先端面に交わる。

この実施形態の画像形成装置によれば、上記案内部材の上記案内面を含む平面は、上記ブレードの先端面に交わるので、上記トナーは、上記案内部材の上記案内面に沿って移動することで、上記ブレードの先端面に向かう方向の力を与えられ、上記ブレードの先端面に、確実に導かれる。

また、一実施形態の画像形成装置では、上記案内面の水平方向に対する傾斜角度は、４５°以上である。

この実施形態の画像形成装置によれば、上記案内面の水平方向に対する傾斜角度は、４５°以上であるので、上記トナーは、上記案内面を滑りやすくなって、上記ブレードの先端面に、確実に導かれる。

また、一実施形態の画像形成装置では、上記ケーシングは、上記ブレードにて掻き取られた上記トナーを回収する。

この発明の画像形成装置によれば、上記ケーシング内には、上記ブレードにて掻き取られて上記ブレードの上側に移動したトナーを上記ブレードの先端面に案内する案内部材が、上記ブレードの上側に位置するように、設けられているので、コンパクトかつ簡易な構成で、上記ブレードと上記像担持体との間の摩擦係数を低減できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の画像形成装置の一実施形態である簡略構成図を示している。この画像形成装置は、記録材に未定着のトナーを付着して画像を形成する作像装置１５と、上記トナーを溶融して上記記録材に定着させる定着装置７とを有する。この画像形成装置は、電子写真４色カラープリンタである。

上記作像装置１５は、ベルト状の転写部５と、この転写部５に沿って配置されると共にトナー像を形成する４つの画像形成ユニット１６とを有する。上記転写部５は、上記各画像形成ユニット１６からトナー像が転写され、このトナー像を上記記録材に転写する。

ブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット１６、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット１６、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット１６、および、シアン（Ｃ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット１６は、上記転写部５の上流から下流に沿って順に配置されている。

上記画像形成ユニット１６は、円筒状で回転可能な像担持体１と、この像担持体１の回転方向に沿って順に配置された帯電部２、露光部３、現像部４および清掃部６とを、有する。

上記帯電部２は、コロナ放電により上記像担持体１の表面を一様に帯電する。上記露光部３は、上記像担持体１を露光して静電潜像を作成する。上記現像部４は、静電潜像にトナー像を現像する。上記清掃部６は、上記像担持体１に接触して上記転写部５で転写されずに上記像担持体１上に残留したトナーを除去する。上記転写部５では、トナー像と逆極性の電圧が印加されることで上記像担持体１上のトナー像が転写される。

次に、この画像形成装置の作用を説明する。

上記画像形成ユニット１６の上記像担持体１上に現像されたトナー画像は、上記転写部５との接触位置で、上記転写部５上に転写される。上記転写部５上に転写されたトナー画像は、各画像形成ユニット１６を通過するごとに、各色がその上に重ねられて、最終的に、フルカラーのトナー画像が、上記転写部５上に形成される。

その後、上記転写部５上のフルカラーのトナー画像は、上記転写部５の下流において、搬送路Ｐを通過する上記記録材に、一括して転写される。

そして、上記記録材は、上記搬送路Ｐの下流にある上記定着装置７を通過することによって、トナー画像が定着されて、排紙トレー上に排紙される。上記記録材は、最下部のカセットに納められており、このカセットから１枚ずつ上記搬送路Ｐに搬送される。

図２に示すように、上記清掃部６は、上記像担持体１に接触して上記像担持体１上の上記トナー８を掻き取るブレード６０と、このブレード６０が取り付けられると共に上記ブレード６０にて掻き取られた上記トナー８を回収するケーシング９とを有する。

上記ブレード６０の先端部は、ウレタンゴム等の絶縁性の材料からなり、上記像担持体１に接触して、上記像担持体１上に残留した上記トナー８を掻き落とす。

上記ブレード６０の先端面６１は、上記像担持体１の（矢印にて示す）回転方向に対向する方向を向くと共に上側を向くように、配置されている。つまり、上記ブレード６０は、上記像担持体１の横位置に逆方向（リーディング方式）で配置されている。

上記ケーシング９内には、上記ブレード６０の上側に位置するように、案内部材１４０が設けられている。この案内部材１４０は、上記ブレード６０にて掻き取られ粉煙状となって上記ブレード６０の上側に移動した上記トナー８を上記ブレード６０の先端面６１に案内する。

上記案内部材１４０は、上記トナー８を上記ブレード６０の先端面６１に案内する案内面１４１を有し、上記案内面１４１の下端縁１４２は、上記ブレード６０の先端面６１の鉛直方向上方に位置している。

上記ケーシング９内には、上記ブレード６０の上側に位置するように、（点線にて示す）トナー折り返し小空間１４を有する。このトナー折り返し小空間１４は、上記ブレード６０側から進入する上記トナー８を上記ブレード６０の先端面６１側へ折り返す。

上記案内部材１４０は、上記ケーシング９の内面とともに、上記トナー折り返し小空間１４を形成している。詳しく述べると、上記ケーシング９の開口端には、シート部材１７が取り付けられ、このシート部材１７、上記案内部材１４０の上記案内面１４１、および、上記ケーシング９の内面によって囲まれて形成された空間が、上記トナー折り返し小空間１４となる。

なお、上記ケーシング９内には、トナー搬送部１０が設けられ、このトナー搬送部１０から、上記ケーシング９に溜まった余分なトナー８が回収される。

次に、上記清掃部６内での上記トナー８の挙動を説明する。

図３に示すように、上記ブレード６０の先端部によって上記像担持体１から剥離された上記トナー８は、矢印Ａ方向に示すように、移動する。つまり、上記像担持体１上の上記トナー８は、上記ブレード６０によって、剥離されるときに、上記ブレード６０の先端部から受ける物理的な反発力、および、上記ブレード６０の先端面６１上に堆積したトナー８から受ける静電気的な反発力を受けることで、上記ブレード６０の先端面６１と略垂直な方向で、かつ上方へ移動する。

そして、上記トナー８は、上記像担持体１の表面から上記トナー折り返し小空間１４の内側に沿って移動して、上記案内部材１４０の上記案内面１４１の上記下端縁１４２から、重力により下方に落下して、上記ブレード６０の先端面６１上に、滞留する。

上記ブレード６０の先端面６１上に上記トナー８が滞留している様子を、図４の模式図に示す。上記ブレード６０の先端面６１上に、多量の剥離された上記トナー８が滞留していることを確認できる。

図５に比較例を示し、この清掃部６Ａには、図４に示す上記案内部材１４０および上記トナー折り返し小空間１４の構成がない。

そして、上記清掃部６Ａ内での上記トナー８の挙動を説明すると、上記ブレード６０の先端部によって上記像担持体１から剥離された上記トナー８は、矢印Ｂ方向に示すように、上記像担持体１の表面から上記ケーシング９の内面に沿って移動して、重力で下方に落下し上記トナー搬送部１０に回収される。

つまり、図６の模式図に示すように、上記ブレード６０の先端面６１上に上記トナー８は、殆ど滞留していない。

そして、上記ブレード６０の先端面６１に上記トナー８が殆ど滞留していない状態で、上記清掃部６Ａを使用すると、上記像担持体１と上記ブレード６０との間に発生する摩擦力が大きくなって、図７に示すように、上記ブレード６０の先端部に大きな欠け６１１が発生する。上記ブレードの先端部に欠け６１１が発生している様子を、図８の模式図に示す。

上記構成の画像形成装置によれば、上記ケーシング９内には、上記ブレード６０にて掻き取られて上記ブレード６０の上側に移動した上記トナー８を、上記ブレード６０の先端面６１に案内する案内部材１４０が、上記ブレード６０の上側に位置するように、設けられているので、上記ブレード６０の先端面６１に上記トナー８が積極的に供給されることによって、上記ブレード６０と上記像担持体１との間の摩擦係数が小さくなって、上記ブレード６０の先端部に作用する応力を低減できる。

そして、上記ブレード６０の先端部の欠けの発生を防止できて、この欠けに起因する画像不良の発生を抑制できると共に、上記ブレード６０のなき、めくれといった問題を防止できる。

したがって、コンパクトかつ簡易な構成で、上記ブレード６０と上記像担持体１との間の摩擦係数を低減して、上記ブレード６０に過大な摩擦力が作用することに起因する問題の発生を防止することができる。

また、上記案内部材１４０は、上記ケーシング９の内面とともに、上記ブレード６０側から進入する上記トナー８を上記ブレード６０の先端面６１側へ折り返すトナー折り返し小空間１４を形成しているので、上記トナー８の挙動を、上記トナー折り返し小空間１４によって、確実に制御できて、上記トナー８を上記ブレード６０の先端部に確実に供給できる。

また、上記案内部材１４０の上記案内面１４１の下端縁１４２は、上記ブレード６０の先端面６１の鉛直方向上方に位置しているので、上記トナー８は、上記案内部材１４０の上記案内面１４１に沿って移動し、重力により下方に落下して、上記ブレード６０の先端面６１に、確実に導かれる。

（第２の実施形態）
図９は、この発明の画像形成装置の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態では、上記第１の実施形態と比べて、清掃部の案内部材の形状が相違する。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。

つまり、図９に示すように、清掃部２６の案内部材２４０は、粉煙状の上記トナー８を上記ブレード６０の先端面６１に案内する案内面２４１を有し、上記案内面２４１は、水平方向に対して傾斜しており、上記案内面２４１を含む平面Ｓは、上記ブレード６０の先端面６１に交わる。上記ケーシング９内には、上記ブレード６０の上側に位置するように、（点線にて示す）トナー折り返し小空間２４を有する。

次に、上記清掃部２６内での上記トナー８の挙動を説明する。

図１０に示すように、上記ブレード６０の先端部によって上記像担持体１から剥離された上記トナー８は、矢印Ｃ方向に示すように、上記像担持体１の表面から上記トナー折り返し小空間２４の内側に沿って移動し、上記案内部材２４０の上記案内面２４１に沿って移動することで、上記ブレード６０の先端面６１に向かって移動する力を与えられ、上記ブレード６０の先端面６１上に滞留することとなる。

図１１に、上記案内面２４１の水平方向に対する傾斜角度と、上記ブレード６０の先端面６１に滞留するトナーの量との関係を示す。横軸に、上記案内面２４１の傾斜角度（°）を示し、縦軸に、トナーたまり量（ｇ／ｍ）を示す。このトナーたまり量は、上記ブレード６０の厚みを２ｍｍとしたときの、上記ブレード６０の幅方向の単位当たりの寸法（ｍ）のトナーの量（ｇ）を示す。

図１１から分かるように、上記案内面２４１の水平方向に対する傾斜角度が、４５°以上であるときに、トナーの量が多くなり、上記トナーを上記ブレード６０の先端面６１へ案内する効果が大きいことを確認できる。したがって、上記案内面２４１の傾斜角度は、４５°以上に設定することが望ましい。

このとき、比較例（図５）の画像形成装置と、本発明の画像形成装置とにおける、ブレードの欠けについて、説明すると、例えば、比較例の画像形成装置では、ブレードの欠けが３２μｍであるのに対して、本発明の画像形成装置では、ブレードの欠けが１２μｍとなって、ブレードの欠けを大幅に減少させることができる。

上記構成の画像形成装置によれば、上記案内部材２４０の上記案内面２４１を含む平面Ｓは、上記ブレード６０の先端面６１に交わるので、上記トナー８は、上記案内部材２４０の上記案内面２４１に沿って移動することで、上記ブレード６０の先端面６１に向かう方向の力を与えられ、上記ブレード６０の先端面６１に、確実に導かれる。

また、上記案内面２４１の水平方向に対する傾斜角度は、４５°以上であるので、上記トナー８は、上記案内面２４１を滑りやすくなって、上記ブレード６０の先端面６１に、確実に導かれる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記像担持体１として、感光体や中間転写体を用いてもよい。上記画像形成装置としては、モノクロ、モノカラー、フルカラーのＰＰＣ、ＦＡＸ、プリンタ、または、これらの複合機など、いずれのものでもかまわない。

本発明の画像形成装置の第１実施形態を示す簡略構成図である。 画像形成装置の要部の拡大図である。 清掃部内でのトナーの挙動を説明する説明図である。 ブレードの先端面にトナーが滞留している様子を示す模式図である。 比較例としての画像形成装置におけるトナーの挙動を説明する説明図である。 ブレードの先端面にトナーが滞留している様子を示す模式図である。 ブレードの先端部に欠けが発生している様子を示す断面図である。 ブレードの先端部に欠けが発生している様子を示す模式図である。 本発明の画像形成装置の第２実施形態を示す簡略構成図である。 清掃部内でのトナーの挙動を説明する説明図である。 案内部材の案内面の傾斜角度とブレードの先端面に滞留するトナーの量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 像担持体
２ 帯電部
３ 露光部
４ 現像部
５ 転写部
６，６Ａ，２６ 清掃部
６０ ブレード
６１ 先端面
６１１ 欠け
７ 定着装置
８ トナー
９ ケーシング
１０ トナー搬送部
１５ 作像装置
１６ 画像形成ユニット
１７ シート部材
１４，２４ トナー折り返し小空間
１４０，２４０ 案内部材
１４１，２４１ 案内面
１４２ 下端縁
Ｐ 搬送路
Ｓ 平面

Claims (6)

1. 像担持体と、この像担持体上の残留したトナーを除去する清掃部とを備え、
   上記清掃部は、上記像担持体に先端部が接触して上記像担持体上の上記トナーを掻き取るブレードと、このブレードが取り付けられているケーシングとを有し、
   上記ブレードの先端面は、上記像担持体の回転方向に対向する方向を向くと共に上側を向くように、配置され、
   上記ケーシング内には、上記ブレードにて掻き取られて上記ブレードの上側に移動したトナーを上記ブレードの先端面に案内する案内部材が、上記ブレードの上側に位置するように、設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記案内部材は、上記ケーシングの内面とともに、上記ブレード側から進入する上記トナーを上記ブレードの先端面側へ折り返すトナー折り返し小空間を形成していることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記案内部材は、上記トナーを上記ブレードの先端面に案内する案内面を有し、
   上記案内面の下端縁は、上記ブレードの先端面の鉛直方向上方に位置していることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記案内部材は、上記トナーを上記ブレードの先端面に案内する案内面を有し、
   上記案内面は、水平方向に対して傾斜しており、
   上記案内面を含む平面は、上記ブレードの先端面に交わることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   上記案内面の水平方向に対する傾斜角度は、４５°以上であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記ケーシングは、上記ブレードにて掻き取られた上記トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。

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