JP2009008854A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】像担持体の全幅にわたり潤滑剤を塗り斑なく均一に塗布することが可能なクリーニング装置およびこのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明のクリーニング装置41は、クリーニングブレード460、供給部400および均しブレード430を備える。クリーニングブレード460は、像担持体31の表面に当接し、転写残トナーを像担持体31の表面から除去する。供給部400は、粒状潤滑剤410を収納し、像担持体31の表面に粒状潤滑剤410を供給する。均しブレード430は、像担持体31の表面の軸方向全域に当接し、像担持体31の表面に供給された粒状潤滑剤410を均す。
本発明のクリーニング装置41は、像担持体31の駆動方向に沿ってクリーニングブレード460、供給部400および均しブレード430がこの順に設けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、転写後における像担持体の表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置およびこのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
近年、画像形成装置において高画質化が進み、その高画質化のための一つの方向として、トナーの微粒子化、球形化が進められるようになってきている。微粒子化により、像担持体の表面に形成されるトナー画像のドットの再現性を向上させることができ、球形化することで現像性、転写性を向上させることができる。
しかしながら、微粒子トナーや球形トナーを用いた場合、従来のトナーに比べ、これらのトナーを像担持体の表面から除去することは困難であることが知られている。
それは、像担持体が回転駆動される際に、像担持体の表面に当接するクリーニングブレードが微小振動するため、この時に生じる像担持体の表面とクリーニングブレードとの僅かな間隙を、微粒子トナーや球形トナーが容易にすり抜けてしまうためである。
この間題を解決するために、像担持体に対するクリーニングブレードの当接圧を高めるという手段が用いられているが、その際、像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦力は当然高まるため、それぞれの部材の損傷や摩耗を防止することが必要となる。
そこで、像担持体の駆動方向に沿って、トナー捕集シート、固形潤滑剤、クリーニングブレードの順に配置するとともにブラシローラを固形潤滑剤と像担持体とに接触するように配置し、ブラシローラにより固形潤滑剤を削って像担持体へ供給するクリーニング装置であって、潤滑剤の効果で像担持体やクリーニングブレードの損傷や摩耗を防止するクリーニング装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−365973号公報
しかしながら、特許文献1に記載された従来技術では、固形潤滑剤の像担持体への供給がブラシローラを介して行われるため、ブラシローラの毛倒れやトナーの目詰まりといった状態により潤滑剤の塗り斑を引き起こす。潤滑剤の塗り斑が像担持体やクリーニングブレードの損傷や摩耗の原因となる。
本発明の目的は、像担持体の全幅にわたり潤滑剤を塗り斑なく均一に塗布することが可能なクリーニング装置およびこのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
本発明のクリーニング装置は、クリーニングブレード、供給部および均しブレードを備える。クリーニングブレードは、像担持体の表面に当接し、転写残トナーを前記像担持体の表面から除去する。供給部は、粒状潤滑剤を収納し、像担持体の表面に粒状潤滑剤を供給する。均しブレードは、像担持体の表面の軸方向全域に当接し、像担持体の表面に供給された粒状潤滑剤を均す。
本発明のクリーニング装置は、像担持体の駆動方向に沿ってクリーニングブレード、供給部および均しブレードがこの順に設けられている。
この構成では、像担持体の表面への粒状潤滑剤の供給前にクリーニングブレードによって転写残トナーを像担持体の表面から除去できるため、転写残トナーの影響による粒状潤滑剤の塗り斑が起きにくくなる。さらに、像担持体の表面に供給された粒状潤滑剤は、均しブレードによって像担持体の表面の軸方向全域に均される。
この構成において、供給部は、粒状潤滑剤を像担持体の表面の軸方向全域に均一に供給すると好ましい。供給部は、像担持体の表面の軸方向全域に接しており、粒状潤滑剤が像担持体の表面の軸方向全域に均一に供給されるので、より塗り斑がなくなりやすい。
ここで、供給部に対して粒状潤滑剤を補給する補給装置をさらに備えると好ましい。供給部とは別の位置に補給装置が配置されることで、供給部の外部である補給装置から順次粒状潤滑剤が補給されるため、供給部内にライフにわたり必要な粒状潤滑剤量を収納できるスペースが確保できなくてもよい。
また、補給装置は、固形潤滑剤を粒状化させるブラシローラをさらに備えると好ましい。本発明のクリーニング装置において使用される潤滑剤は、粒状潤滑剤に限定されることなく固形潤滑剤も使用可能となる。
さらに、供給部は、粒状潤滑剤を攪拌する攪拌部材をさらに備えると好ましい。供給部内での粒状潤滑剤の滞留や凝集を軽減できる。
本発明のクリーニング装置は、画像形成装置に適用すると好ましい。
本発明におけるクリーニング装置は、像担持体の全幅にわたり潤滑剤を塗り斑なく均一に塗布することが可能である。
以下、本発明の最良の実施形態に係るクリーニング装置およびこのクリーニング装置を備える画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置が適用される画像形成装置の図である。本発明の画像形成装置100は、露光装置11,12,13,14、現像装置21,22,23,24、感光体ドラム31,32,33,34、帯電装置51,52,53,54、クリーニング装置41,42,43,44、転写搬送ベルトユニット80、定着装置120、用紙搬送路S、給紙トレイ10および排紙トレイ150,330から構成されている。感光体ドラム31,32,33,34は、本発明の像担持体に相当する。
画像形成装置100において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、露光装置11,12,13,14、現像装置21,22,23,24、感光体ドラム31,32,33,34、帯電装置51,52,53,54、クリーニング装置41,42,43,44は各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれK、C、M、Yに設定され、4つの画像ステーションが構成されている。
感光体ドラム31,32,33,34は、画像形成装置100のほぼ中心部に配置されている。
帯電装置51,52,53,54は、感光体ドラム31,32,33,34の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型のローラ型やブラシ型の帯電装置のほか図1に示すようにチャージャ型の帯電装置51,52,53,54が用いられる。
露光装置11,12,13,14は、発光素子をアレイ状に並べた例えばELやLED書き込みヘッドや、レーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット(LSU)を用いる。そして帯電された感光体ドラム31,32,33,34を入力される画像データに応じて露光することにより、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
現像装置21,22,23,24は、それぞれ感光体ドラム31,32,33,34上に形成された静電潜像をK、C、M、Yのトナーにより顕像化するものである。
クリーニング装置41,42,43,44は、感光体ドラム31,32,33,34上の転写残トナーを除去・回収する。
感光体ドラム31,32,33,34の下方に配置されている転写搬送ベルトユニット80は、転写ベルト70、転写ベルト駆動ローラ71、転写ベルトテンションローラ73、転写ベルト従動ローラ72,74、転写ローラ61,62,63,64および転写ベルトクリーニングユニット90を備えている。
転写ベルト駆動ローラ71、転写ベルトテンションローラ73、転写ローラ61,62,63,64、転写ベルト従動ローラ72,74は、転写ベルト70を張架し、転写ベルト70を矢印A方向に回転駆動させるものである。
転写ローラ61,62,63,64は、感光体ドラム31,32,33,34のトナー像を、転写ベルト70上に吸着されて搬送されるシートに転写するための転写バイアスを与えるものである。
転写ベルト70は、感光体ドラム31,32,33,34に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム31,32,33,34に形成された各色のトナー像をシートに順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像を形成する機能を有している。この転写ベルト70は、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
感光体ドラム31,32,33,34からシートへのトナー像の転写は、転写ベルト70の裏側に接触している転写ローラ61,62,63,64によって行われる。転写ローラ61,62,63,64には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性の(+)の高電圧)が印加されている。
転写ローラ61,62,63,64は、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン)により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、シートに対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラを使用しているが、それ以外にブラシなども用いられる。
また、感光体ドラム31,32,33,34との接触により転写ベルト70に付着したトナーは、記録紙の裏面を汚す原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット90によって除去・回収される。転写ベルトクリーニングユニット90には、転写ベルト70に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する転写ベルト70は、裏側から転写ベルト従動ローラ74によって支持されている。
給紙トレイ10は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置100の画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成装置100の上部に設けられている排紙トレイ150は、画像形成済みのシートをフェイスダウンで載置するためのトレイであり、画像形成装置100の側部に設けられている排紙トレイ330は、画像形成済みのシートをフェイスアップで載置するためのトレイである。
また、画像形成装置100には、給紙トレイ10のシートを転写搬送ベルトユニット80や定着装置120を経由させて排紙トレイ150に送るためのS字状の用紙搬送路Sが設けられている。さらに、給紙トレイ10から排紙トレイ150および排紙トレイ330までの用紙搬送路Sの近傍には、ピックアップローラ16、レジストローラ140、定着装置120、搬送方向切り換えガイド340および搬送ローラ250が配されている。
搬送ローラ250は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。
ピックアップローラ16は、給紙トレイ10の端部に備えられ、給紙トレイ10から、シートを1枚ずつ用紙搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
レジストローラ140は、用紙搬送路Sに搬送されているシートをいったん保持するものである。そして、感光体ドラム31,32,33,34上のトナー像をシートに良好に多重転写できるように、感光体ドラム31,32,33,34の回転にあわせて、シートをタイミングよく搬送する機能を有している。レジストローラ140は、ラインセンサ220からの検知信号に基づいて、感光体ドラム31,32,33,34上のトナー像の先端をシートにおける画像形成範囲の先端に合わせるようにシートを搬送するように設定されている。
定着装置120は、加熱ローラ310、加圧ローラ320を備えている。加熱ローラ310、加圧ローラ320は、シートを挟んで回転するようになっている。加熱ローラ310は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部200によって所定の定着温度になるように設定されており、加圧ローラ320とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。
多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ250によって排紙トレイ150上に排紙されるようになっている。
搬送方向切り換えガイド340は、実線で示す状態から破線で示す状態に揺動することにより、用紙搬送路Sの途中からシートを分離し排紙トレイ330にシートを排出できるようになっている。実線で示す状態の場合には、用紙搬送部Sを通り、上部の排紙トレイ150に排出される。
図2は、本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置の図である。なお、以下は任意の一色に対応するクリーニング装置41を用いて説明する。クリーニング装置41は、潤滑剤供給装置400、クリーニングブレード460、均しブレード430、トナー搬送部490、潤滑剤貯蔵タンク440から構成されている。潤滑剤供給装置400は、本発明の供給部に相当する。潤滑剤貯蔵タンク440は、本発明の補給装置に相当する。
潤滑剤供給装置400には、粒状潤滑剤410が収納されている。潤滑剤供給装置400は、攪拌部材420を備えている。潤滑剤供給装置400は、感光体ドラム31の表面に粒状潤滑剤410を供給する。
クリーニングブレード460は、転写残トナーを除去する。クリーニングブレード460は、ゴム製材料でできている。
均しブレード430は、感光体ドラム31の表面に供給された粒状潤滑剤410を均す。均しブレード430は、ゴム製材料でできている。
トナー搬送部490は、ブラシローラ470と搬送スクリュー480とを備えている。クリーニングブレード460によって除去されたトナーは、ブラシローラ470によって搬送スクリュー480へ搬送され、搬送スクリュー480によりクリーニング装置41外へ搬送される。
潤滑剤貯蔵タンク440には、粒状潤滑剤410が収納されている。粒状潤滑剤410は、搬送パイプ450を経由し、潤滑剤供給装置400へ搬送される。
本実施形態では、粒状潤滑剤410としてステアリン酸亜鉛を用いている。これ以外にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸銅、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カブリル酸鉛、カブロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カドミウム、などの比較的高次の脂肪酸を用いることができる。また、コロイド状高温シリカ粉末や、カルナバワックスなどのような天然のワックスを用いることもできる。
感光体ドラム31の駆動方向に沿ってクリーニングブレード460、潤滑剤供給装置400、均しブレード430がこの順に設けられている。感光体ドラム31に当接されるように配置されたクリーニングブレード460と均しブレード430がシーリング材の役目を果たし、粒状潤滑剤410が画像形成装置100内に飛散するのを防止している。
潤滑剤供給装置400の上流側にクリーニングブレード460が設けられているが、粒状潤滑剤410の供給開始から感光体ドラム31が一周すればクリーニングブレード460と感光体ドラム31との間の摩擦抵抗はほぼなくなる。あるいは、あらかじめ潤滑剤が塗布された感光体ドラムを用いると好ましい。また、クリーニングブレード460の下流側に潤滑剤供給装置400を設けているため、転写残トナーの影響による粒状潤滑剤410の塗り斑が起きにくくなる。粒状潤滑剤410の供給後に均しブレード430が通過するため、感光体ドラム31全幅にわたって塗り斑なく均一に塗布することが可能となる。
潤滑剤供給装置400は、感光体ドラム31の軸方向全域に接している。これにより粒状潤滑剤410を感光体ドラム31全幅にわたって塗り斑なく均一に塗布することが可能となる。なお、潤滑剤供給装置400は、必ずしも感光体ドラム31の軸方向全域に接していなくてもよい。粒状潤滑剤410は、潤滑剤供給装置400の下流側に配置される均しブレード430によって均され、塗り斑なく均一に塗布されることが可能だからである。
潤滑剤貯蔵タンク440は、潤滑剤供給装置400とは別の位置に配置されている。これにより、潤滑剤供給装置400内の粒状潤滑剤410を充填するスペースが小さく限られた場合であっても、画像形成装置100内の任意の位置に配置された潤滑剤貯蔵タンク440から粒状潤滑剤410が潤滑剤供給装置400に補給されるので、ライフにわたって必要な粒状潤滑剤410量を確保することができる。
攪拌部材420は、潤滑剤供給装置400内での粒状潤滑剤410の部分的な滞留や凝集を軽減するので、感光体ドラム31全幅にわたって塗り斑なく均一に塗布することが可能となる。
図3は、本発明の第2の実施形態に係るクリーニング装置の図である。なお、以下は任意の一色に対応するクリーニング装置41(A)を用いて説明する。クリーニング装置41(A)は、潤滑剤供給装置500、クリーニングブレード560、均しブレード530、トナー搬送部590、潤滑剤貯蔵タンク540から構成されている。潤滑剤供給装置500は、本発明の供給部に相当する。潤滑剤貯蔵タンク540は、本発明の補給装置に相当する。
潤滑剤供給装置500には、粒状潤滑剤510が収納されている。潤滑剤供給装置500は、攪拌部材520を備えている。潤滑剤供給装置500は、感光体ドラム31(A)の表面に粒状潤滑剤510を供給する。
クリーニングブレード560は、転写残トナーを除去する。クリーニングブレード560は、ゴム製材料でできている。
均しブレード530は、感光体ドラム31(A)の表面に供給された粒状潤滑剤510を均す。均しブレード530は、ゴム製材料でできている。
トナー搬送部590は、ブラシローラ570と搬送スクリュー580とを備えている。クリーニングブレード560によって除去されたトナーは、ブラシローラ570によって搬送スクリュー580へ搬送され、搬送スクリュー580によりクリーニング装置41(A)外へ搬送される。
潤滑剤貯蔵タンク540は、バネ541とブラシローラ543とを備えている。固形潤滑剤542がバネ541に押圧され、ブラシローラ543の回転により細かく削られて粒状化する。粒状化した潤滑剤は、搬送パイプ550を経由し、潤滑剤供給装置500へ搬送される。なお、バネ541のかわりに錘を用いてもよい。
本実施形態では、固形潤滑剤542としてステアリン酸亜鉛を用いている。これ以外にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸銅、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カブリル酸鉛、カブロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カドミウム、などの比較的高次の脂肪酸を用いることができる。また、コロイド状高温シリカ粉末や、カルナバワックスなどのような天然のワックスを用いることもできる。
感光体ドラム31(A)の駆動方向に沿ってクリーニングブレード560、潤滑剤供給装置500、均しブレード530がこの順に設けられており、感光体ドラム31(A)に当接されるように配置されたクリーニングブレード560と均しブレード530がシーリング材の役目を果たし、粒状潤滑剤510が画像形成装置100内に飛散するのを防止している。
潤滑剤供給装置500の上流側にクリーニングブレード560が設けられているが、粒状潤滑剤510の供給開始から感光体ドラム31(A)が一周すればクリーニングブレード560と感光体ドラム31(A)との間の摩擦抵抗はほぼなくなる。あるいは、あらかじめ潤滑剤が塗布された感光体ドラムを用いると好ましい。また、クリーニングブレード560の下流側に潤滑剤供給装置500を設けているため、転写残トナーの影響による粒状潤滑剤510の塗り斑が起きにくくなる。粒状潤滑剤510の供給後に均しブレード530が通過するため、感光体ドラム31(A)全幅にわたって塗り斑なく均一に塗布することが可能となる。
潤滑剤供給装置500は、感光体ドラム31(A)の軸方向全域に接している。これにより粒状潤滑剤510を感光体ドラム31(A)全幅にわたって塗り斑なく均一に塗布することが可能となる。なお、潤滑剤供給装置500は、必ずしも感光体ドラム31(A)の軸方向全域に接していなくてもよい。粒状潤滑剤510は、潤滑剤供給装置500の下流側に配置される均しブレード530によって均され、塗り斑なく均一に塗布されることが可能だからである。
潤滑剤貯蔵タンク540は、潤滑剤供給装置500とは別の位置に配置されている。これにより、潤滑剤供給装置500内の粒状潤滑剤510を充填するスペースが小さく限られた場合であっても、画像形成装置100内の任意の位置に配置された潤滑剤貯蔵タンク540から粒状潤滑剤510が潤滑剤供給装置500に補給されるので、ライフにわたって必要な粒状潤滑剤510量を確保することができる。
本実施形態では、潤滑剤貯蔵タンク540に固形潤滑剤542を収納しているが、粒状潤滑剤を収納してもよい。
攪拌部材520は、潤滑剤供給装置500内での粒状潤滑剤510の部分的な滞留や凝集を軽減するので、感光体ドラム31(A)全幅にわたって塗り斑なく均一に塗布することが可能となる。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置が適用される画像形成装置の図である。 本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置の構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るクリーニング装置の構成を示す図である。
符号の説明
31−感光体ドラム(像担持体)
41−クリーニング装置
400−潤滑剤供給装置(供給部)
410−粒状潤滑剤
430−均しブレード
460−クリーニングブレード

Claims (6)

  1. 像担持体の表面に当接し、転写残トナーを前記像担持体の表面から除去するクリーニングブレードと、
    粒状潤滑剤を収納し、前記像担持体の表面に粒状潤滑剤を供給する供給部と、
    前記像担持体の表面の軸方向全域に当接し、前記像担持体の表面に供給された粒状潤滑剤を均す均しブレードと、
    を備え、
    前記像担持体の駆動方向に沿って前記クリーニングブレード、前記供給部および前記均しブレードがこの順に設けられたクリーニング装置。
  2. 前記供給部は、粒状潤滑剤を前記像担持体の表面の軸方向全域に均一に供給する請求項1に記載のクリーニング装置。
  3. 前記供給部に対して粒状潤滑剤を補給する補給装置をさらに備えた請求項1又は2に記載のクリーニング装置。
  4. 前記補給装置は、固形潤滑剤を粒状化させるブラシローラをさらに備えた請求項3に記載のクリーニング装置。
  5. 前記供給部は、粒状潤滑剤を攪拌する攪拌部材をさらに備えた請求項1〜4のいずれかに記載のクリーニング装置。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。
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