JP2010066318A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正逆回転可能なスクリューからなる搬送部材を用いた場合でも、これに当接している攪拌部材の巻き込みを防止して感光体あるいは搬送スクリューのロックが発生するのを防止できる構成を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持可能な感光体表面に当接して転写残トナーを掻き取り可能なブレード部材１６と、該ブレード部材１６により感光体１から回収されたトナーを搬送する搬送手段１１とを備え、該搬送手段１１には、これの回転に応じて揺動可能な弾性を有する攪拌部材１７が設けられているクリーニング装置６を備えた画像形成装置において、前記感光体１と前記搬送手段１１とは連動関係とされ、該感光体１が逆転する際には前記搬送手段１１が該感光体１に連動しないで停止した状態を維持される構成１５を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像剤の回収機構に関する。

周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの電子写真方式による画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給される現像剤によって可視像処理される。

可視像処理されたトナー像は転写材に転写された後、定着装置による加熱・加圧によってトナーが融解・浸透することで定着されて複写画像とされる。

転写を終えた感光体は、表面に残留するトナーをクリーニングされるようになっているが、そのクリーニングのための構成としては、感光体表面に当接するクリーニングブレードとクリーニングブレードにより感光体から掻き取られたトナーを回収して現像装置あるいは廃棄部に向けて搬送可能な搬送スクリューを用いる構成が知られている（例えば、特許文献１）。

図６は、特許文献１に開示された構成の要部を示す図であり、同図において、クリーニング装置Ａは、感光体Ｂに当接するクリーニングブレードＣと、クリーニングブレードＣにより感光体Ｂから掻き取られたトナーを現像装置あるいは廃棄部に向けて搬送する搬送スクリューＤとが備えられている。

一方、感光体から掻き取られたトナーは、搬送スクリューＤによって所要な位置に向け搬送されるが、トナーの搬送性を向上させるために、回収されたトナーをマイラ（商品名）などの弾性部材によって弾き飛ばすようにした構成が提案されている（例えば、特許文献２）。

ちなみに、トナーの搬送性を向上させる理由としては、近年要望が高まっている装置の小型化ある。装置を小型にした場合には、装置内での気流の流路も狭くなり、装置内での温度上昇が生じやすく、トナーの流動性にも悪影響を及ぼし、トナーの移動が困難となる。そこで、トナーを攪拌することで強制的に浮遊させることにより滞留などによるトナーの搬送性が悪化するのを防止するようになっている。

特開２００４−４７７８ 特開平７−１０４６３１号公報

感光体から回収されたトナーの搬送性を向上させるために、トナーを弾き飛ばすようにした場合には、回収されるトナーの収容室内で弾性部材を回転（揺動）させることが必要となる。このため、装置が大がかりとなる虞がある。

そこで、弾性部材の揺動力を、搬送スクリューＤの回転を利用して行うことが考えられる。

つまり、図６において実線で示すように、搬送スクリューＤの回転方向上流側に基端部を位置させた弾性部材Ｅを設け、揺動端側が搬送スクリューＤのネジ山と搬送スクリューＤの回転軸外周面、いわゆる、ネジの谷部とにそれぞれ接触して、搬送スクリューＤの回転に応じて先端をなびかされるように揺動させる（図６において実線と二点鎖線とで示す揺動状態）構成が考えられる。
しかし、感光体と搬送スクリューとが連動関係にある場合には、次のような問題が生じる。

感光体Ｂと搬送スクリューＤとが連動関係にあるときには、図８において符号Ｇ１，Ｇ２で示すように、両者に装備されているギヤなどを介して連動関係が設定される。

このため、クリーニングブレードＣの先端に溜まるトナーを除去するために、感光体Ｂを逆転させてブレード先端のトナーを排除する際には、搬送スクリューＤに接触している弾性部材Ｅの揺動端が搬送スクリューＤの逆転方向に連れ動くことになる。この連れ動きは、図７において二点鎖線の矢印で示す方向に弾性部材Ｅの揺動端が移動する状態に相当しており、結果として、図７において二点鎖線で示すように、画像形成時での搬送スクリューＤと対向する面の反対側に揺動端が位置する。
ちなみに、感光体Ｂの逆転は、感光体Ｂに当接しているクリーニングブレードＣの先端に溜まったトナーを排除するために行われる。

このように弾性部材Ｅの先端が搬送スクリューＤの周方向で当初の位置から裏側に相当する位置に回り込んでしまうと、当初の位置にあるときに搬送スクリューＤの回転に順じてなびいていた場合と違って、搬送スクリューの回転に対して抵抗となり、しかも搬送スクリューＤの回転によって先端がめくれて巻き込まれてしまう虞がある。図８は、弾性部材Ｅの先端Ｅ１が当初の位置から搬送スクリューＤの周面で反対側の周面に露出している状態を示している。

巻き込まれた場合には、搬送スクリュー側の回転負荷が増加し、結果として搬送スクリューに連動する感光体が回転をロックされてしまうことや搬送スクリュー自体の回転もロックされる虞がある。

本発明は、上記従来の画像形成装置、特に搬送スクリューに当接する攪拌部材としての弾性部材を設けた場合の問題に鑑み、正逆回転可能なスクリューからなる搬送部材を用いた場合でも、これに当接している攪拌部材の巻き込みを防止して感光体あるいは搬送スクリューのロックが発生するのを防止できる構成を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）トナー像を担持可能な感光体表面に当接して転写残トナーを掻き取り可能なブレード部材と、該ブレード部材により感光体から回収されたトナーを搬送する搬送手段とを備え、該搬送手段には、これの回転に応じて揺動可能な弾性を有する攪拌部材が設けられているクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
前記感光体と前記搬送手段とは連動関係とされ、該感光体が逆転する際には前記搬送手段が該感光体に連動しないで停止した状態を維持される構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
（２）前記搬送手段には、前記感光体との連動部に一方向回転クラッチが装備されていることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
（３）前記攪拌部材は、前記搬送手段に当接する先端部を有し、基端が外販層手段の回転方向上流側に位置決めされて前記感光体と前記搬送手段とが連動する際には、該搬送手段の回転方向に先端がなびきながら揺動することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
（４）前記攪拌部材は、弾性部材が用いられ、前記搬送手段にはスクリューオーガが用いられ、該スクリューオーガの回転時に前記弾性部材の先端が該スクリューオーガのネジ山と回転軸外周面とにそれぞれ接触することで揺動する構成であることを特徴とする（１）または（２）２に記載の画像形成装置。
（５）前記トナーとして、重合トナーが用いられることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
（６）前記感光体には潤滑剤が塗布されることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
（７）前記感光体およびクリーニング装置は、纏めてプロセスカートリッジに収容されていることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

本発明によれば、搬送部材に当接して揺動可能な攪拌部材は、感光体の逆転時に搬送部材の回転が停止されるので、搬送部材の裏側に回り込むことがない。これにより、搬送部材の裏側に回り込んだ際に発生する搬送部材およびこれに連動する感光体での回転負荷の増加を防止することができる。

以下、図面により本発明を実施するための最良の形態ついて説明する。
図１は、感光体と搬送部材として用いられる搬送スクリューとの連動構造の要部を説明するための斜視図である。

図１において、感光体１と搬送スクリュー１１とは、同じ側の軸端部に設けられているギヤ１２，１３，４を用いて連動関係が設定されている。

図２は、ギヤを用いた感光体１からの駆動力伝達構造を示す図であり、同図において、感光体１に装備されているギヤ１２は、減速ギヤ群１４を介して搬送スクリュー１１のギヤ１３に対して駆動力を伝達できるようになっている。

このような構成において本実施形態の特徴を説明すると、本実施形態の特徴は、搬送スクリュー１１側の回転軸１１Ａとギヤ１３との間に一方向クラッチ１５（図２，３参照）が装備されていることにある。

一方向クラッチ１５は、一方向への回転時に巻き締めによる回転軸１１Ａへの回転力伝達が可能な構成あるいは電磁クラッチなどが用いられ、感光体１の画像形成時に設定される回転方向、つまり、正転時に搬送スクリュー１１への回転力の伝達が設定されている（図２において矢印Ｆで示す状態の回転）。

これにより、感光体１がクリーニングブレード（図６において符号Ｃで示す部材）の先端から堆積物を除去するために設定される逆転時には、搬送スクリュー１１への回転力の伝達が行われない状態を設定される（図３において矢印Ｆの有無で回転伝達状態が示されている）。

本実施形態は以上のような構成であるから、感光体１の正転時には、搬送スクリュー１１が連動する。このとき、弾性部材１６は、従来構造と同様に、搬送スクリュー１１のネジ山と回転軸周面とに対向することで揺動し、現像剤の攪拌を行うことができる。

一方、感光体１が逆転した場合には、感光体１からの回転力の伝達が一方向クラッチ１５によって遮断されることになる。これにより、搬送スクリュー１１は、回転を停止するので、搬送スクリュー１１に当接している弾性部材１６は、揺動することがない。この状態は、図４において実線あるいは二点鎖線で示す位置に揺動端が位置している状態に相当しており、搬送スクリュー２の周方向で当初の位置から反対側に回り込むことがない状態を維持される。

以上のようなクリーニング装置６は、図５に示す画像形成装置１００に用いら得る。
図５に示す画像形成装置１００は、像担持体の一つである中間転写体にベルトを用い、ベルトの展張方向に沿って異なる色の画像形成が可能な画像形成処理部（図１において、使用されるトナーの色を示すＹ，Ｃ，Ｍ．Ｋを付した感光体ドラムを備えた部分）を並置したタンデム方式の画像形成装置である。

各画像形成処理部は同じ構成であるので、今、符号Ｙで示す画像形成処理部を対象として説明すると次の通りである。

画像形成処理部は、それぞれユニット化されており、ユニットの内部には、像担持体の他の一つである感光体ドラム１が回転可能に設けられている。

感光体ドラム１の周囲には、画像形成処理を実行するための帯電装置２，露光装置３，現像装置４，転写装置５，クリーニング装置６が配置されており、これら各装置のうちで、帯電装置２，現像装置４およびクリーニング装置６がユニット内に配置されてプロセスカートリッジを構成している。

転写装置５には、各画像形成処理部が並置されている展張面を有する中間転写ベルト５Ａと、中間転写ベルト５Ａを挟んで各感光体ドラムに対向する１次転写ローラ５Ｂとが備えられている。

一方、中間転写ベルト５Ａの一部には、重畳転写された画像を給紙装置７から繰り出されてレジストローラ８によりレジストタイミングを設定されて搬送されてくる記録紙などの記録媒体に一括転写する２次転写装置９が設けられている。２次転写装置９による２次転写位置から記録媒体が搬送される位置には加熱ローラおよび加圧ローラとで記録媒体上のトナー像を定着する熱ローラ定着方式を用いた定着装置１０が配置されている。

感光体ドラム１は、アルミニウムなどの導電性基体の表面に例えば有機半導体の薄膜が形成されており、また、帯電装置２は、感光体ドラム１の表面に近接もしくは当接可能なバイアスローラが用いられている。

現像装置４には、重合トナーが用いられ、重合トナーは、球状物質の「丸さ」の割合を示す形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０，そして粒径が６μｍ以下のものが用いられている。

ここで形状係数ＳＦ−１について説明すると次の通りである。

トナーの形状係数ＳＦ−１は、上述したとおり、球状物質形状の「丸さ」の割合を示す数値であり、図２に示すように、球状物質を二次元平面状に投影して出来る楕円状図形の最大長さＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
つまり次式、によって定義されるものである。

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
ＳＦ−１の値が１００の場合、トナー形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形となる。一般的にトナーの形状が球形に近くなるとトナーとトナーあるいはトナーと像担持体との接触状態が点接触になるため、トナー同士の吸着力は弱くなって流動性が高くなる。また、トナーと像担持体との吸着力も弱くなって転写率は高くなる。

以上のような構成の画像形成装置においては、画像形成処理部において帯電装置２により感光体ドラム１の表面が均一に帯電されると、露光装置３を用いた画像情報に応じた書き込み光により感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。

静電潜像は、現像装置４から供給されるトナーにより可視像処理されるが、本実施形態では−に帯電したトナーを用いた反転現像が行われる。

感光体ドラム１において可視像化されたトナー像は、転写装置５において感光体ドラム１と等速で移動する中間転写ベルト５Ａに対して１次転写ローラ５Ｂによる転写バイアス作用により転写される。

画像形成処理部において形成されたトナー像が中間転写ベルト５Ａに対して順次転写されると、重畳された画像が給紙装置７から繰り出された記録媒体に対して２次転写装置９を用いて一括転写され、記録媒体が定着装置１０に搬送されてトナー像が定着される。

一方、２次転写位置を通過した中間転写ベルト５Ａは、クリーニング装置（便宜上、符号２０で示す）により残トナーを含む異物の清掃が行われるようになっている。

クリーニング装置は、感光体ドラム１および上述した中間転写ベルト５Ａを対象としてそれぞれ設けられている。

図５に示す画像形成装置１００には、図示しないが、クリーニング工程での摩擦係数の低減のために潤滑剤を供給する構成が用いられている。

本発明による画像形成装置に用いられるクリーニング装置の要部構成を示す斜視図である。 図１に示したクリーニング装置に用いられる駆動力伝達のための構成を説明するための図である。 図２に示した駆動力伝達のための構成における一態様を示す図である。 図１に示したクリーニング装置に用いられる弾性部材の一態様を示す図である。 本発明による画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 クリーニング装置の従来構成を説明する模式図である。 図６に示した構成の問題点を説明するための図６相当の図である。 図６に示したクリーニング装置に用いられる弾性部材の一態様を示す斜視図である。

符号の説明

１ 感光体
６ クリーニング装置
１１ 搬送スクリュー
１２，１３ ギヤ
１５ 一方向クラッチ
１６ クリーニングブレード
１７ 弾性部材
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. トナー像を担持可能な感光体表面に当接して転写残トナーを掻き取り可能なブレード部材と、該ブレード部材により感光体から回収されたトナーを搬送する搬送手段とを備え、該搬送手段には、これの回転に応じて揺動可能な弾性を有する攪拌部材が設けられているクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
   前記感光体と前記搬送手段とは連動関係とされ、該感光体が逆転する際には前記搬送手段が該感光体に連動しないで停止した状態を維持される構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送手段には、前記感光体との連動部に一方向回転クラッチが装備されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記攪拌部材は、前記搬送手段に当接する先端部を有し、基端が外販層手段の回転方向上流側に位置決めされて前記感光体と前記搬送手段とが連動する際には、該搬送手段の回転方向に先端がなびきながら揺動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記攪拌部材は、弾性部材が用いられ、前記搬送手段にはスクリューオーガが用いられ、該スクリューオーガの回転時に前記弾性部材の先端が該スクリューオーガのネジ山と回転軸外周面とにそれぞれ接触することで揺動する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記トナーとして、重合トナーが用いられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記感光体には潤滑剤が塗布されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記感光体およびクリーニング装置は、纏めてプロセスカートリッジに収容されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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