JP2009031421A - シール構造及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転部材を容易に着脱でき、メンテナンスの作業性が高められた構成をなし、且つ壁部の外側へのトナーの漏洩を確実に防止することが可能なシール構造を提供する。
【解決手段】クリーニング装置60は、クリーニングブラシ62とこれを回転可能にして保持する壁部61aとの間に、クリーニングブラシ62の軸部62aを挿入可能なシールプレート81と、軸部62aを挿入可能で、ブラシ部62bとシールプレート81との間に配置される弾性部材82と、壁部61aに設けられ、軸部62aに対応する箇所から壁面に沿って外部まで続く、軸部62a外径より大きい幅の溝部83とを備えるとともに、シールプレート81が、弾性部材82によって、壁部61aの内面に圧接状態にして当接することで、トナーの漏洩を防止するシール構造80を備える。したがって、ブラシ部62b、弾性部材82、シールプレート81、壁部61aを密着させることができる。
【選択図】図5

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置の現像装置やクリーニング装置に適用可能なトナーのシール構造に関する。また、このシール構造を備えた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ときに、用紙に転写される。
上記のような画像形成動作の主要部である現像装置においては、一般的に、静電潜像の現像方法として、回転部材である現像ローラの表面にトナーを付着させ、この現像ローラ表面から感光体ドラム表面へと、静電気力によりトナーを移動させるという手法が採用されている。
一方、トナー像を用紙に転写させた後には、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クリーニングブラシなど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。
ここで、画像形成装置内部の汚染防止や好適な画像品質の維持を目的として、現像装置やクリーニング装置において、トナーが、上記回転部材である現像ローラやクリーニングローラなどの軸受部から軸線方向外側に漏れないようにするために、回転部材の軸線方向両端部の箇所にシール構造が設けられている。このようなシール構造を現像装置に用いた画像形成装置の一例を、特許文献1に見ることができる。特許文献1に記載された画像形成装置の現像装置では、回転部材である現像ローラの軸線方向両端面と、現像装置の側板との間に、現像ローラの端部に嵌合する凹部を設けたシール部材を配置している。
特開平4−367880号公報(第3頁、図2)
特許文献1に記載された画像形成装置の現像装置では、回転部材である現像ローラの軸線方向両端部の箇所において、現像ローラの端部に嵌合する凹部を設けたシール部材を配置するというシール構造により、トナーの、軸線方向外側への漏洩を防止するという効果を得ている。しかしながら、このシール構造では、現像ローラの現像装置への着脱を容易に行うことができない。これにより、現像ローラの使用中に損耗が生じた場合に、その取り外しや取り付けに掛かる手間が増加し、メンテナンスの作業性が大幅に低下するといった問題が発生する。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、回転部材と、この回転部材を回転可能にして保持する壁部との間に設けられ、トナーの漏洩を防止するシール構造において、壁部に対する回転部材の着脱を容易に行うことができ、メンテナンスの作業性が高められた構成をなし、且つ壁部の外側へのトナーの漏洩を確実に防止することが可能なシール構造を提供することを目的とする。また、このようなシール構造を備えることにより、好適な画像品質を維持し続けることが可能な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、軸部及びこの軸部より外径が大きい大径部を備える回転部材と、この回転部材を回転可能にして保持する壁部との間に設けられ、軸部の箇所から壁部の外側へのトナーの漏洩を防止するシール構造において、前記回転部材の前記軸部を挿入可能な穴が設けられたシールプレートと、回転部材の軸部を挿入可能な穴が設けられ、回転部材の前記大径部とシールプレートとの間に配置されるブロック状の弾性部材と、前記壁部に設けられ、軸部に対応する箇所から壁面に沿って外部まで続く、回転部材の軸部外径より大きい幅の溝部とを備えるとともに、前記弾性部材は、前記シールプレート及び前記大径部に密着し、シールプレートは、弾性部材によって、壁部の内面に圧接状態にして当接していることとした。
また、上記構成のシール構造において、前記壁部に設けられ、前記シールプレートに係合してこれを壁部の前記回転部材軸線方向外側及び壁面に沿う方向に移動不能にするプレート装着部を備えることとした。
また本発明では、上記構成のシール構造を、画像形成装置の、像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置の回転部材であるクリーニングブラシに対して備えることとした。
本発明の構成によれば、軸部及びこの軸部より外径が大きい大径部を備える回転部材と、この回転部材を回転可能にして保持する壁部との間に設けられ、軸部の箇所から壁部の外側へのトナーの漏洩を防止するシール構造において、回転部材の軸部を挿入可能な穴が設けられたシールプレートと、回転部材の軸部を挿入可能な穴が設けられ、回転部材の大径部とシールプレートとの間に配置されるブロック状の弾性部材と、壁部に設けられ、軸部に対応する箇所から壁面に沿って外部まで続く、回転部材の軸部外径より大きい幅の溝部とを備えるとともに、弾性部材は、シールプレート及び大径部に密着し、シールプレートは、弾性部材によって、壁部の内面に圧接状態にして当接していることとしたので、弾性部材の作用により、回転部材の大径部と、弾性部材と、シールプレートと、壁部とが各々、接触領域が均一になるように常時密着している状態を保持することができる。これにより、壁部とシールプレートとの間の箇所と、回転部材の軸部に沿う部分とで、シール性を向上させることができる。さらに、弾性部材の弾発力に抗してシールプレートを回転部材の大径部側に移動させ、壁部の溝部に軸部を通すことにより、回転部材を容易に着脱することができる。したがって、メンテナンスの作業性が高められた構成をなし、且つ壁部の外側へのトナーの漏洩を確実に防止することが可能なシール構造を提供することができる。
また、前記壁部に設けられ、シールプレートに係合してこれを壁部の回転部材軸線方向外側及び壁面に沿う方向に移動不能にするプレート装着部を備えることとしたので、壁部とシールプレートとの間において接触面積が増加する。これにより、壁部とシールプレートとの間のシール性が向上する。したがって、壁部の外側への、トナーの漏洩防止に対する効果を高めることが可能である。
また本発明では、上記構成のシール構造を、画像形成装置の、像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置の回転部材であるクリーニングブラシに対して備えることとしたので、壁部に対するクリーニングブラシの着脱を容易に行うことができ、メンテナンスの作業性が高められた構成をなし、且つ壁部の外側へのトナーの漏洩を確実に防止することができ、好適な画像品質を維持し続けることが可能な高性能な画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図1〜図10に基づき説明する。なお、この実施形態に係るシール構造は、画像形成装置において、像担持体である感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニング装置の、回転部材であるクリーニングブラシに対して備えられているものとする。
最初に、本発明の実施形態に係るシール構造を備え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、用紙収容部である給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3の内部には、用紙Pが積まれて収容されている。給紙カセット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において給紙カセット3の右上方に向けて送り出される。
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。給紙カセット3から送り出された用紙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。
外部コンピュータ(図示せず)からの文字や図形、模様など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、画像形成部20上方に備えられた光学部7にて制御されるレーザ光L(図中一点鎖線)が照射される。これにより、画像形成部20においては、像担持体である感光体ドラム21上に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、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。
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。転写部30にて未定着トナー像を担持した用紙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から機外に排出される。
続いて、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垂直断面部分拡大左側面図である。
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、図2に示すように、感光体ドラム21の回転方向に沿って順に、帯電装置40、現像装置50、クリーニング装置60、及び除電装置70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70との間に設けられている。
感光体ドラム21は、プリンタ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。
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。なお、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は、そのハウジング51の内側に、現像ローラ52と、搬送スクリュー53と、攪拌スクリュー54とを備えている。現像ローラ52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52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52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。トナーは、現像装置50の上方に設けられたトナー供給容器55(図1参照)に収容され、図示しない搬送手段により、攪拌スクリュー54の上方からハウジング51内に補給される。補給されたトナーは、現像装置50内において、攪拌スクリュー54及び搬送スクリュー53により、攪拌されながら現像ローラ52の箇所まで搬送される。
転写部30には、転写ローラ31が備えられている。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、感光体ドラム21やトナーの帯電極性とは異なる極性の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描画している。
クリーニング装置60は、図2に示すように、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、そのハウジング61の内側に、回転部材であるクリーニングブラシ62、クリーニングブレード63、及びトナー排出スクリュー64を備えている。クリーニングブラシ62及びクリーニングブレード63は、感光体ドラム21に圧接し、用紙Pへのトナー像の転写後、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。感光体ドラム21表面から除去されたトナーは、ハウジング61内に一旦回収され、トナー排出スクリュー64により、クリーニング装置60の外部の図示しない廃棄トナー回収容器に排出される。
除電装置70は、LED(発光ダイオード)71を備えている。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。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。
以上のような構成の画像形成装置1において、本発明のシール構造は、前述のように、感光体ドラム21表面をクリーニングするクリーニング装置60の、回転部材であるクリーニングブラシ62に対して備えられており、以下、その詳細を説明する。
本発明の実施形態に係るシール構造の詳細な構成について、図2に加えて、図3〜図10を用いて説明する。図3はクリーニング装置の斜視図、図4はクリーニング装置のクリーニングブラシのシール構造周辺を示す部分拡大斜視図、図5はクリーニングブラシのシール構造周辺を示す垂直断面部分正面図である。図6はクリーニング装置内側方向から見たシールプレートの斜視図、図7はクリーニング装置外側方向から見たシールプレートの斜視図、図8は弾性部材の斜視図である。図9はクリーニング装置外側から見たシール構造周辺の部分斜視図、図10はクリーニング装置内側から見たハウジングの部分斜視図である。
なお、図5においては、ハウジング61の壁部61aに対して、図の右方がクリーニング装置60の内側に、左方が外側になる。
図2及び図3に示すクリーニング装置60に備えられたクリーニングブラシ62は、両端部がハウジング61に支持され、その一端から回転のための動力が伝達される。
クリーニングブラシ62の両端部では、図4及び図5に示すように、その軸部62aが、ハウジング61の壁部61aに対して、軸受65を介して回転可能にして保持されている。この軸受65の箇所の軸線方向内側に、クリーニングブラシ62の軸線方向外側へのトナーの漏洩を防止するシール構造80が備えられている。
シール構造80は、図4及び図5に示すように、シールプレート81、弾性部材82、溝部83、及びプレート装着部84とを備えている。
シールプレート81は、図5に示すように、ハウジング61の壁部61aのすぐ内側に配置されている。シールプレート81は、図6及び図7に示すように、円盤に、長方形状の平板を結合したような形状をなしている。シールプレート81の円盤部分の中央には、円形の穴81aが貫通させて設けられている。この穴81aは、クリーニングブラシ62の軸部62aが挿入可能な内径で構成されている。図7に示すように、シールプレート81の、クリーニングブラシ62軸線方向外側には、穴81aの周囲と、長方形状の平板部分の略中央部とに、軸線方向外側に突出する突部81bが設けられている。
弾性部材82は、図5に示すように、クリーニングブラシ62の、軸部62aより外形が大きい大径部であるブラシ部62bと、シールプレート81との間に配置されている。弾性部材82は、図8に示すような円筒形状をなし、ブロック状の、スポンジなどといった発泡材料で構成されている。そして、弾性部材82は、シールプレート81と同様に、クリーニングブラシ62の軸部62aが挿入可能な内径の、円形の穴82aを有している。
溝部83は、図5、図9、及び図10に示すように、ハウジング61の壁部61aに設けられている。溝部83は、壁部61aの、クリーニングブラシ62の軸部62aに対応する箇所から、壁面に沿って外部まで続く形で備えられている(図9及び図10参照)。溝部83の幅は、軸部62aの外径より大きい。また、図4及び図5に示すように、溝部83のクリーニングブラシ62軸線方向に関して、壁部61a内側にはシールプレート81が、外側には軸受65が配置されている。なお、図9では、軸受65、シールプレート81、及び弾性部材82の描画を省略している。
プレート装着部84は、上記のように、溝部83のクリーニングブラシ62軸線方向に関して、壁部61a内側に設けられている(図5及び図10参照)。プレート装着部84においては、シールプレート81の突部81b(図7参照)が、溝部83の形状にぴったりと合致して、溝部83の内部に納まるようになっている(図5参照)。このように、プレート装着部84は、シールプレート81に係合して、シールプレート81を壁部61aのクリーニングブラシ62軸線方向外側、及び壁面に沿う方向に移動不能にしている。
なお、クリーニングブラシ62のハウジング61への配置作業は、まずクリーニングブラシ62のブラシ部62bの軸線方向両外側に、シール構造80のシールプレート81及び弾性部材82を、弾性部材82、シールプレート81の順に、これらに設けられた穴82a、81aに軸部62aを通して配置する。次に、シールプレート81を、弾性部材82の弾発力に抗して弾性変形させながら、壁部61aに引っ掛からないように軸線方向内側、すなわちブラシ部62b側に移動させる。
そして、クリーニングブラシ62の軸部62aを、溝部83を通して奥まで挿入する。その後、シールプレート81による弾性部材82の弾性変形を解消するようにシールプレート81を軸線方向外側に移動させ、プレート装着部84に装着する。このとき、弾性部材82は、シールプレート81及びブラシ部62bに密着し、シールプレート81は、その弾性部材82によって、壁部61aの内壁に、クリーニングブラシ62軸線方向外側に向かって圧接状態にして当接している。
このようにして、軸部62a及びこの軸部62aより外径が大きい大径部であるブラシ部62bを備える回転部材であるクリーニングブラシ62と、このクリーニングブラシ62を回転可能にして保持する壁部61aとの間に設けられ、軸部62aの箇所から壁部61aの外側へのトナーの漏洩を防止するシール構造80において、クリーニングブラシ62の軸部62aを挿入可能な穴81aが設けられたシールプレート81と、クリーニングブラシ62の軸部62aを挿入可能な穴82aが設けられ、クリーニングブラシ62のブラシ部62bとシールプレート81との間に配置されるブロック状の弾性部材82と、壁部61aに設けられ、軸部62aに対応する箇所から壁面に沿って外部まで続く、クリーニングブラシ62の軸部62a外径より大きい幅の溝部83とを備えるとともに、弾性部材82は、シールプレート81及びブラシ部62bに密着し、シールプレート81は、弾性部材82によって、壁部61aの内面に圧接状態にして当接しているので、弾性部材82の作用により、クリーニングブラシ62のブラシ部62bと、弾性部材82と、シールプレート81と、壁部61aとが各々、接触領域が均一になるように常時密着している状態を保持することができる。これにより、壁部61aとシールプレート81との間の箇所と、クリーニングブラシ62の軸部62aに沿う部分とで、シール性を向上させることができる。さらに、弾性部材82の弾発力に抗してシールプレート81をクリーニングブラシ62のブラシ部62b側に移動させ、壁部61aの溝部83に軸部62aを通すことにより、クリーニングブラシ62を容易に着脱することができる。したがって、メンテナンスの作業性が高められた構成をなし、且つ壁部61aの外側へのトナーの漏洩を確実に防止することが可能なシール構造80を提供することができる。
また、壁部61aに設けられ、シールプレート81に係合してこれを壁部61aのクリーニングブラシ62軸線方向外側及び壁面に沿う方向に移動不能にするプレート装着部84を備えたので、壁部61aとシールプレート81との間において接触面積が増加する。これにより、壁部61aとシールプレート81との間のシール性が向上する。したがって、壁部61aの外側への、トナーの漏洩防止に対する効果を高めることが可能である。
また本発明では、上記構成のシール構造80を、プリンタ1の、感光体ドラム21表面をクリーニングするクリーニング装置60の回転部材であるクリーニングブラシ62に対して備えたので、壁部61aに対するクリーニングブラシ62の着脱を容易に行うことができ、メンテナンスの作業性が高められた構成をなし、且つ壁部61aの外側へのトナーの漏洩を確実に防止することができ、好適な画像品質を維持し続けることが可能な高性能なプリンタ1を提供することができる。
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、上記実施形態では、本発明のシール構造をクリーニング装置60のクリーニングブラシ62に対して適用した形態を、一例として掲げたが、他の回転部材に対して適用することも可能である。クリーニングブラシ62のほかの例としては、図2に示したような、同じクリーニング装置60のトナー排出スクリュー64や、現像装置50の現像ローラ52、搬送スクリュー53、及び攪拌スクリュー54に対しても、本発明のシール構造を適用することができる。
また、シール構造80の弾性部材82は、円筒、すなわち軸線方向と直角をなす断面外形が円形である必要はなく、クリーニングブラシ62の軸部62aが挿入可能な穴82aが設けられていれば、断面外形は四角形や八角形など他の形状であっても構わない。
本発明は、トナーなどといった粉体の漏洩を防止するシール構造において利用可能である。
本発明の実施形態に係るシール構造を備えた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のプリンタの画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大左側面図である。 図2に示すクリーニング装置の斜視図である。 図3のクリーニングブラシのシール構造周辺を示す部分拡大斜視図である。 図4のシール構造周辺を示す垂直断面部分正面図である。 クリーニング装置内側方向から見たシールプレートの斜視図である。 クリーニング装置外側方向から見たシールプレートの斜視図である。 弾性部材の斜視図である。 クリーニング装置外側から見たシール構造周辺の部分斜視図である。 クリーニング装置内側から見たハウジングの部分斜視図である。
符号の説明
1 プリンタ(画像形成装置)
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 ハウジング
61a 壁部
62 クリーニングブラシ(回転部材)
62a 軸部
62b ブラシ部(大径部)
80 シール構造
81 シールプレート
81a 穴
81b 突部
82 弾性部材
82a 穴
83 溝部
84 プレート装着部

Claims (3)

  1. 軸部及びこの軸部より外径が大きい大径部を備える回転部材と、この回転部材を回転可能にして保持する壁部との間に設けられ、軸部の箇所から壁部の外側へのトナーの漏洩を防止するシール構造において、
    前記回転部材の前記軸部を挿入可能な穴が設けられたシールプレートと、回転部材の軸部を挿入可能な穴が設けられ、回転部材の前記大径部とシールプレートとの間に配置されるブロック状の弾性部材と、前記壁部に設けられ、軸部に対応する箇所から壁面に沿って外部まで続く、回転部材の軸部外径より大きい幅の溝部とを備えるとともに、前記弾性部材は、前記シールプレート及び前記大径部に密着し、シールプレートは、弾性部材によって、壁部の内面に圧接状態にして当接していることを特徴とするシール構造。
  2. 前記壁部に設けられ、前記シールプレートに係合してこれを壁部の前記回転部材軸線方向外側及び壁面に沿う方向に移動不能にするプレート装着部を備えることを特徴とする請求項1に記載のシール構造。
  3. 請求項1または請求項2に記載のシール構造を、像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置の回転部材であるクリーニングブラシに対して備えたことを特徴とする画像形成装置。
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