JP2010066466A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温時の搬送部材の搬送能力低下を防止し、かつ、低温時の画像ムラの発生を抑えられるクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体３上の異物を除去するクリーニングブレード２２と、回転によって該クリーニング部材が除去した異物を装置外へ搬送する搬送コイル２３と、その搬送コイル２３の回転に伴って異物を払うべく振動する振動部材２５とを有するクリーニング装置２０であり、振動部材２５は通常搬送コイル２３から離間している離間位置に保持され、振動部材２５に所定温度以上の刺激を与えると予め記憶された搬送コイル２３に振動を与える作動位置に変位する形状記憶部材で構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体上の異物を除去するクリーニング部材と、該クリーニング部材が除去した異物を装置外へ搬送する搬送部材と、該搬送部材の回転に伴って異物を払うべく振動する振動部材とを有するクリーニング装置と、そのクリーニング装置を有する画像形成装置に関するものである。

電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置に、上記形式のクリーニング装置を採用することは特許文献１等から従来より周知である。この種の画像形成装置においては、帯電装置により一様帯電された感光体などの像担持体に対して画像情報に対応した静電潜像が形成され、この静電潜像がトナーなどの現像剤により可視像処理され、可視像がシートなどの記録媒体に転写されて定着されることにより複写出力が得られるようになっている。

従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置のクリーニング装置には、ブレードやブラシ等のクリーニング部材で除去した残留トナーをリサイクルトナーとして現像装置に戻す、若しくは別途設けられた回収トナータンクに搬送するための搬送部材が設けられている。クリーニング装置は、像担持体の移動方向において転写部の下流側に位置し、また熱を用いて定着する定着装置も転写材の移動方向において転写部の下流側に位置している。このため、クリーニング装置は定着装置に比較的近い位置に配置されることが多く、定着装置の加熱による影響を受け易い。さらに、クリーニング装置は定着等の熱が像担持体等の蓄積される等によっても装置内に温度が高まってしまう。このとき、クリーニング部材で除去した回収トナーの温度も高くなり、回収トナーの凝集度が高まって搬送部材に付着し、そのトナーが累積すると搬送部材の搬送能力が低下してしまう。そして、搬送部材による回収トナー搬送能力が低下すると、クリーニング不良による縦色スジ画像が発生したり、クリーニング装置内に回収トナーが充満することで搬送部材の回転トルクが高まりモータ（機械）の異常停止に繋がってしまう不具合がある。

かかる不具合を解消すべくクリーニング装置には特許文献１に記載されているように、搬送部材に接触させ、該搬送部材に付着したトナー等の異物を振動動作により払い落とす振動部材を設けているが知られている。

しかしながら、クリーニング装置に振動部材を設けると、機械が低温環境下に置かれた状態で通紙を行うと、機内の各軸受周りなどの擦動負荷が高まることでトルクが増大する。前記振動部材は搬送部材に振動させるべくある程度食い込み量をもった状態で接触させることでどうしても搬送部材の回転動作によるトルク増大に繋がってしまう。大きなトルクに耐えるべくモータを使用するにはどうしても装置の大型化、コストアップへと繋がってしまう不具合があった。

また、像担持体上の回転動作は、トナー像を現像させたり転写させるべく一定の回転動作を要求されるものであるが、前記振動部材を設けることで像担持体にも振動が伝わり、特に低温環境化等では像担持体の回転動作に影響を及ぼす。するとトナー像が副走査方向で伸び縮みしてしまい、とりわけハーフトーン画像等での画像ムラに繋がってしまう不具合があった。

特開２００５−１２８２０３号公報

本発明は、上記した従来の問題に鑑み、高温時の搬送部材の搬送能力低下を防止し、かつ、低温時の画像ムラの発生を抑えられるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上の異物を除去するクリーニング部材と、コイル状またはスパイラル状に形成され、回転によって該クリーニング部材が除去した異物を装置外へ搬送する搬送部材と、該搬送部材の回転に伴って異物を払うべく振動する振動部材とを有するクリーニング装置において、前記振動部材は通常前記搬送部材から離間している離間位置に保持され、該振動部材に所定温度以上の刺激を与えると予め記憶された前記搬送部材に振動を与える作動位置に変位する形状記憶部材で構成されていることを特徴とするクリーニング装置を提案する。

なお、本発明は、前記振動部材は所定温度以上で重力に抗して前記離間位置から前記作動位置へ変位し、所定温度以下になると重力により前記作動位置から前記離間位置に戻ると有利である。

さらに、本発明は、前記振動部材が前記所定温度以上に達すると該離間位置から前記作動位置に変位し、前記所定温度以下になると前記作動位置から前記離間位置に変位して戻る二方向の形状記憶部材で構成されていると有利である。

さらにまた、本発明は、前記振動部材が前記作動位置のとき、一辺が幅を持って前記搬送部材に接触するとともに、当該一辺に複数のスリットが形成されていると有利である。

さらにまた、本発明は、前記振動部材が前記作動位置のとき、一辺が幅を持って前記搬送部材に接触するとともに、当該一辺に複数の鋸歯が形成されていると有利である。

また、上記目的を達成するため、本発明は、トナー像を担持する像担持体表面を請求項１ないし５の何れに記載のクリーニング装置を用いて清掃することを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明によれば、クリーニング装置の温度上昇時での回収トナー搬送性を確保しつつ、常温以下によるトルク増大や像担持体の回転動作を妨げることも確実に防止でき、クリーニング性を十分確保しつつ、像担持体トルク低減やハーフトーンムラ低減等に寄与することができる。

以下に、本発明を実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は画像形成装置の概略を示す垂直断面図であり、その画像形成装置本体１内には、記録材にトナー像を形成する作像手段２を有している。

ここに例示した作像手段２は、像担持体の一例であるドラム状の感光体３を有し、この感光体３が時計方向に回転するとき、帯電装置４により感光体表面が所定の極性に帯電される。その帯電面に、露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット５から出射する光変調されたレーザビームＬが照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置６によってトナー像として可視像化され、そのトナー像は、作像手段２の下方に配置された給送手段７から送り出された記録材上に、転写装置８の作用により転写される。

給送手段７は、例えば転写紙又は樹脂シートなどから成る記録材Ｐを収容したカセット９を有し、給送ローラ１０の回転によって、最上位の記録材Ｐがカセット９から送り出される。その送り出された記録材はレジストローラ対１１の回転によって、感光体３と転写装置８との間の転写部に給送され、ここで、前述のように感光体３上のトナー像が記録材上に転写される。このようにしてトナー像を担持した記録材Ｐは、引き続き定着装置１２を通り、このとき熱及び圧の作用によりトナー像が定着される。定着装置１２を通過した記録材は、機外のトレイ１３上に排出される。

ところで、感光体３の表面に担持したトナー像はすべてが記録材に転写されることはなく、多少のトナーが転写後の感光体３表面に残留する。前記作像手段には、かかる残留トナーを清掃すべくクリーニング装置２０を設けている。

クリーニング装置２０は、図２に示すように、クリーニングブレード２２として構成されたクリーニング部材と、該クリーニングブレード２２で掻き落としたトナー等を搬送する搬送コイル２３として構成された搬送部材とがクリーニングケース２１内に設けられている。そして、搬送コイル２３でクリーニングケース２１外に搬送されるトナーは図示していない廃トナータンクに収納される。なお、クリーニングしたトナーをリサイクルトナーとして現像装置６に戻しても良い。また、トナーを搬送する搬送部材は搬送スクリュー等であっても良い。

このように構成されるクリーニング装置２０は、機内の温度上昇に伴い、高温化に晒されることがある。特に、図１に示すような一般的な画像形成装置において、クリーニング装置２０は比較的定着装置１２に近くに位置しており、定着装置の熱の影響を受け易い。そして、クリーニング装置２０は内部温度が上昇し、トナーの流動性が落ちてくると、搬送コイル２３のトナーが付着して搬送力が低下する。そして、搬送コイル２３の搬送力が弱まると、ケース内が回収トナーで充満し、搬送コイル２３の回転トルクが高まりモータ（機械）の異常停止に繋がってしまう。

そのため、本実施形態のクリーニング装置２０には搬送コイル２３を振動させて付着したトナーを払い除ける振動部材２５を設けている。しかし、振動部材２５を搬送コイル２３に当てると、その分搬送コイル２３回転動作にゆるトルク増大になる。また、振動部材２５の振動が感光体３に伝播して画像品質、とりわけハーフトーン画像の副走査方向に定期的なムラを発生させるという不具合があることは先に説明した。

本発明は、振動部材２５による搬送コイル２３の振動を、その振動が必要なときに限定するものである。具体的には、トナーの流動性が落ちるような高温下に晒されたときのみ搬送コイル２３の振動が必要で、それ以外では搬送コイル２３を振動しない方がよい。

そこで、本実施形態では振動部材２５を形状記憶部材で構成している。この振動部材２５は通常図３に示すクリーニングケース２１の内壁にほぼ沿った搬送コイル２３から離れた離間位置に保持され、クリーニングケース２１内の温度が所定温度、例えば４０℃以上になると、図２に示すように、予め記憶された搬送コイル２３に振動を与える作動位置に変位する。

本実施形態の振動部材２５は、細長矩形の板状に形成され、その短方向の上辺側２６をクリーニングケース２１の内壁に固定し、下辺側２７は自由端となっている。そして、４０℃以上になると、図２に示す下辺側２７が予め記憶された逆くの字状に折れ曲がって搬送コイル２３に接触し、該コイルに振動を与える。また、クリーニングケース２１内の温度が４０℃から下がると、自重及びコイルが摺接することで下辺側２７が図３に示すほぼケースの壁面に沿った元の位置に戻る。なお、離間位置での振動部材２５は搬送コイル２３に僅かに触れる程度であれば完全に離れていなくとも良い。

かくして、本実施形態では振動部材２５を所定温度以上に達すると、作動位置に変位する形状記憶部材で構成しているので、搬送能力が低下しそうなときだけ振動させるので、無用な振動による画像品質の劣化等を防止することができる。なお、振動部材２５を構成する形状記憶部材としては、樹脂ならばポリノルボルネンまたはトランスポリイソプレン等を使用することができ、合金であればチタン−ニッケル合金や銅−亜鉛−アルミニウム合金や銅−アルミニウム−ニッケル合金等を使用することができる。また、現存している多くのトナーはほぼ４０℃で凝集度が高まり始めて搬送部材の搬送能力が低下するので、上記所定温度はほぼ４０℃にしたが、所定温度は使用するトナーの種類に応じて多少前後させても良い。

また、振動部材２５は図３に示す離間位置と、図２に示す作動位置との位置を予め記憶した二方向形状記憶部材で構成しても良い。このとき、振動部材２５は４０度以上で作動位置に位置するように記憶させ、４０℃に達する前は離間位置に位置するように記憶させる。

このように構成すると、クリーニングケース２１内の温度が４０℃を越えて作動位置に変位した振動部材２５がクリーニングケース２１内の温度が４０℃より下がると、直ちに元の位置に戻ることができる。

図４は、振動部材２５の一実施形態を示す拡大図で、振動部材２５の搬送コイル２３に接する下辺側２７に、該下辺側から上辺側２６へ真っ直ぐ延びる複数本のスリット２８が形成されている。このように、振動部材２５に複数本のスリット２８を設けることで、振動部材２５の下辺側２７が多数の板バネのようになり、その板バネ部がコイルに押されて戻るときに該コイルに振動を与えられる。

また、振動部材２５はスリット２８の代わりに図５に示すような鋸歯２９を形成しても良い。このような鋸歯２９を振動部材２５の下辺側２７に形成しても、上記スリット２８と同様に、振動部材２５の下辺側２７が多数の板バネのようになり、板バネ部がコイルに押されて戻るときに振動を与えられる。

次に、振動部材２５の形状記憶材質として、二方向形状記憶合金で実験を行った。その二方向形状記憶合金としては、Ｔｉ−５０ａｔ％Ｎｉ組成の合金を溶解鋳造、熱間加工後、中間焼純と冷間加工を繰り返し、最終冷間伸び加工量（最終回の中間焼純し以後の加工量）を２０％としたものを使用した。この場合、合金温度が４０℃未満では振動部材２５が図３に示す離間位置に位置するように記憶させ、合金温度４０℃から１００℃で振動部材２５が図２に示す作動位置に変位する形状を記憶させている。

この結果、トナーが凝集し易い４０℃を越える振動部材２５を作動させ、ソ載れより温度が低いと、振動部材２５に無用な振動を与えることがなかった。
また、本実験では形状記憶合金としては、代表的なチタン−ニッケル（ニチノール（商品名））であったが、これ以外にも銅−亜鉛−アルミニウム合金や、銅−アルミニウム−ニッケル合金等を使用できる。また、形状記憶樹脂としてポリノルボルネンまたはトランスポリイソプレン等を使用するのも可能である。

このように本発明は、クリーニング装置の温度上昇時での回収トナー搬送性を確保しつつ、常温以下によるトルク増大や像担持体の回転動作を妨げることも確実に防止できる。したがって、画像形成装置が使用するトナーを重合トナーとした場合、重合トナーはその円径度が高くトナー同士が凝集し固まり易いが、本発明の振動部材２５ならば、経時に渡り安定したトナー搬送性を副作用なく十分に発揮させることができる。

本発明の一実施形態である画像形成装置の概略を示す垂直断面図である。 本発明の一実施形態を示すクリーニング装置の振動部材が作動位置のときの概略断面図である。 図２に示すクリーニング装置の振動部材が離間位置のときの概略断面図である。 振動部材の一実施形態を示す拡大説明図である。 振動部材の他の実施形態を示す拡大説明図である。

符号の説明

３ 像担持体
２０ クローニング装置
２２ クリーニングブレード
２３ 搬送コイル
２５ 振動部材
２８ スリット
２９ 鋸歯

Claims (6)

1. 像担持体上の異物を除去するクリーニング部材と、コイル状またはスパイラル状に形成され、回転によって該クリーニング部材が除去した異物を装置外へ搬送する搬送部材と、該搬送部材の回転に伴って異物を払うべく振動する振動部材とを有するクリーニング装置において、
   前記振動部材は通常前記搬送部材から離間している離間位置に保持され、該振動部材に所定温度以上の刺激を与えると予め記憶された前記搬送部材に振動を与える作動位置に変位する形状記憶部材で構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、前記振動部材は所定温度以上で重力に抗して前記離間位置から前記作動位置へ変位し、所定温度以下になると重力により前記作動位置から前記離間位置に戻ることを特徴とするクリーニンング装置。
3. 請求項１に記載のクリーニング装置において、前記振動部材が前記所定温度以上に達すると該離間位置から前記作動位置に変位し、前記所定温度以下になると前記作動位置から前記離間位置に変位して戻る二方向の形状記憶部材で構成されていることを特徴とするクリーニンング装置。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載のクリーニング装置において、前記振動部材が前記作動位置のとき、一辺が幅を持って前記搬送部材に接触するとともに、当該一辺に複数のスリットが形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項１ないし３の何れかに記載のクリーニング装置において、前記振動部材が前記作動位置のとき、一辺が幅を持って前記搬送部材に接触するとともに、当該一辺に複数の鋸歯が形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
6. トナー像を担持する像担持体表面を請求項１ないし５の何れに記載のクリーニング装置を用いて清掃することを特徴とする画像形成装置。

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