JP2010266631A - クリーニング装置、このクリーニング装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリュー外径を小さく設計しても、ケーシングとスクリューとの隙間によってトナー溜りや固着が発生することを防ぎ得るクリーニング装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置１７のケーシング６１に搬送スクリュー６０を回転可能に設置し、廃トナーを搬送する。搬送スクリュー６０の排出口６２は、廃トナー搬送方向で下流側のケーシング６１に設け、廃トナータンクに連結する。トナー搬送スクリュー６０のスクリュー部６０ａに沿って細長い矩形状の可撓性シート部材５９を接着剤で貼付して装着する。搬送スクリュー６０の外径は可撓性シート部材５９で覆われる。可撓性シート部材５９は排出口６２付近に対応する部分のみに設ける。搬送スクリュー６０のスクリュー部６０ａ全部に可撓性シート部材５９を設けるよりも、必要なところだけ設け、低コスト化を図っている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機等であって静電複写プロセスによる画像形成装置に用いるクリーニング装置と、このクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を利用した画像形成装置においては、高画質化を目的としてトナーを小粒径化させる傾向になっている。また画像印刷の生産性を上げるため、トナーの融点を低くするようになってきている。このような小粒径化及び低融点化はトナーの流動性を悪くする。そのため、廃トナー搬送経路内で廃トナーの搬送不良や搬送不良によるトナー固着といった不具合が発生しやすくなっている。

このような問題点に対し、特許文献１、同２ではクリーニング性に関して改良を施し、搬送スクリューを覆うケーシングの壁面に生じるトナー溜りやトナー固着の発生を防ごうとしているが、隙間が存在したり、掻き取る力が弱くなったりして、トナー搬送不良の不具合の発生を期待通り防げるには至っていなかった。

なお特許文献３に、現像剤搬送装置に、搬送部材と搬送面との隙間に弾性を有する混合搬送促進部材により密閉させて現像剤の滞留を防止できると記載されているが、これも同様である。

そこで、クリーニングユニットのケーシングに接触して振動や異音を発生しないように、トナー搬送スクリュー径が小さく設計されるが、そのためにケーシングとスクリューとに隙間が空き、その隙間ではトナーの流動不良によりトナー溜り、固着という不具合が発生する。

そこで本発明は、上述の事情からスクリュー外径を小さく設計しても、ケーシングとスクリューとの隙間によってトナー溜りや固着が発生することを防ぎ得るようにすることを目的とする。

本発明の給紙装置のうち請求項１に係るクリーニング装置は、画像形成装置の像担持体の表面から除去したトナーを外部へ搬送するトナー搬送スクリューを備えるクリーニング装置において、トナー搬送経路の下流側に位置する排出口付近に位置する前記トナー搬送スクリューのスクリュー部に可撓性シート部材を装着してなることを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１のクリーニング装置において、前記可撓性シート部材の装着領域を、前記トナー搬送スクリューによるトナー搬送の全域ではなく、前記排出口付近のみとしたことを特徴とする。

請求項３に係るものは、画像形成装置の像担持体の表面に残留するトナーを前記像担持体上から除去する除去手段と、除去したトナーを外部へ搬送するトナー搬送スクリューとを備えるクリーニング装置において、前記トナー搬送スクリューに可撓性シート部材を装着してなり、該可撓性シート部材の装着領域を、前記トナー搬送スクリューによるトナー搬送の全域ではなく、トナー搬送経路の下流側に位置する排出口付近のみとしたことを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかのクリーニング装置において、前記可撓性シート部材が導電性部材であることを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかのクリーニング装置において、前記可撓性シート部材を前記トナー搬送スクリューに接着して装着することを特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかのクリーニング装置を備えたことを特徴とする。

請求項７に係るものは、請求項６の画像形成装置において、前記像担持体に担持された潜像の現像によって得られたトナー像を他の像担持体たる中間転写体に転写した後、記録材に転写する転写手段を有し、前記クリーニング装置を、前記中間転写体から前記記録材へのトナー像の転写工程を経た後の位置に配し、前記中間転写体に付着しているトナーを除去するために用いることを特徴とする。

本発明によれば、トナー搬送スクリューに可撓性シート部材を装着し、スクリューの搬送補助部材及びトナー固着掻き取り機能により、振動、異音、トナーの流動不良によるトナー固着の不具合なく流動性の悪いトナーでもユニットから外部へのトナー搬出を可能とする。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例を示す概略構成図 クリーニング性を確保するために、トナー除去用のブレードのベルト搬送方向上流側に紙粉除去部材を設けた例の概略断面図 本発明の実施例に係るクリーニング装置の概略斜視図（ａ）、トナー搬送スクリューに可撓性シート部材を装着した状態の概略斜視図（ｂ）、隙間を可撓性シート部材５９でなくす構成とした状態を示す断面図（ｃ） 従来のクリーニング装置の構成を示す図

本発明では、スクリューを摺動性の確保、振動、異音発生防止のためにケーシングと接触しないように外径を小さく設計し、そのためにケーシングとスクリューとの間に隙間ができても、その隙間よってトナー溜り、固着が発生することを防ぐため、スクリューに可撓性シート部材を装着し、可撓性シート部材がケーシングと常時接触するようにし、可撓性部材が接触によりケーシングの壁面のトナー溜り、トナー固着を掻き取ることにより、壁面でのトナー溜りの発生を抑制するものである。可撓性シート部材をスクリューに接着し、スクリューのコイルの一部と見なせるようにし、搬送能力が向上を図れるようにする。さらに、可撓性シート部材をスクリューに装着する部位は、トナー搬送スクリューのコイルの排出部付近である下流部のみとする。

すなわち、既述のように、トナー搬送スクリュー径はクリーニングユニットのケーシングに接触し、振動や異音を発生しないように小さくして設計される。そのためにケーシングとスクリューとに隙間が空き、その隙間ではトナーの流動不良によりトナー溜り、固着という不具合が発生するので、トナー搬送スクリューに矩形状の可撓性シート部材を装着して、スクリューの搬送補助部材及びトナー固着掻き取り機能により、振動、異音、トナーの流動不良によるトナー固着の不具合なく流動性の悪いトナーでもユニットから外部へのトナー搬出を可能とする。

トナー搬送経路下流である排出口ではトナー量が上流に比べて多くなり、搬送性が厳しいため、排出口部分に相当する部位にのみ可撓性部材を装着してスクリューの搬送補助部材及びトナー固着掻き取り機能により、振動、異音、トナーの流動不良によるトナー固着の不具合なく流動性の悪いトナーでもユニットから外部へのトナー搬出を可能とする。

また可撓性部材を導電性部材としてアースに落とすことにより、摩擦帯電の防止及び帯電トナーの搬送性を向上させ得るようにする。

なお以下に本発明の実施例を図面を参照して説明するが、本発明は図示の画像形成装置への実施には限定されず、画像形成を行う種々の装置に適用可能である。

図１は、本発明の実施対象となるタンデム型間接転写方式の電子写真装置を示している。図中、符号１００は複写装置本体、２００は複写装置本体１００が載置される給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けられるスキャナ、４００はスキャナ３００上に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。

複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０が設けられている。中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回されて、図中時計回りに回転搬送可能である。

本装置においては、３つあるローラ１４、１５、１６のうち、ローラ１６の図中左側に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置（クリーニング手段）１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間に張り渡された中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４つの画像形成手段１８が横に並べて配置されており、これらの画像形成手段（画像形成ユニット）１８はタンデム画像形成装置２０を構成している。また、タンデム画像形成装置２０の上には、更に露光装置２１が設けられている。

一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置（二次転写部）２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡すことによって構成されており、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てられるように配置され、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。また、２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てることによって構成されている。

２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。無論、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置しても良い。ただし、その場合には、このシート搬送機能を併せて備えることが難しくなる。なお、図示の装置では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下側に、前述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転させるシート反転装置２８が設けられている。

次に、前記構成のカラー電子写真装置による画像形成について説明する。前記構成のカラー電子写真装置を用いてコピーをとる時には、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じ、セットした原稿を押さえる。

次に、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットした時には、原稿自動搬送装置４００によって原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動された後、スキャナ３００が駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。

一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時には、直ちにスキャナ３００が駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。この時、第１走行体３３は、光源から光を発射するとともに、原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向ける。この反射光は、更に第２走行体３４のミラーで反射され、結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射される。これにより、原稿内容が読取られる。

また、前述のようにスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータにより支持ローラ１４、１５、１６の１つが回転駆動されるとともに、他の２つの支持ローラが従動回転され、中間転写体１０が回転搬送される。これと同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体（像担持体）４０が回転され、各感光体４０上にそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像が形成される。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像が中間転写体１０に順次転写され、中間転写体１０上に合成カラー画像が形成される。

さらに、前述のようにスタートスイッチが押されると、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択的に回転され、ペーパーバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つからシートが繰り出される。繰り出されたシートは、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に導入され、搬送ローラ４７で搬送されるとともに、複写機本体１００内の給紙路４８に導かれた後、レジストローラ４９に突き当てられて止められる。

また、手差しトレイ５１を用いる場合には、給紙ローラ５０が回転され、手差しトレイ５１上のシートが繰り出されるとともに、繰り出されたシートは、分離ローラ５２で１枚ずつ分離された後、手差し給紙路５３に導入され、同様にしてレジストローラ４９に突き当てられて止められ、その後、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９が回転され、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートが送り込まれる。そして、２次転写装置２２による転写によって、シート上にカラー画像が記録される。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２によって搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とが加えられて転写画像が定着された後、切換爪５５の切り換で排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。

一方、両面コピーの場合、片面に画像が転写されたシートは、切換爪５５の切り換えによってシート反転装置２８に導入されて反転された後、再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像が記録され、その後、排出ローラ５６によって排紙トレイ５７上に排出される。

また一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７により、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。

ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。例えば、導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。径φ１８ｍｍで、表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で１０Ｅ９Ω（１０^９）ｃｍ程度であり、印加電圧はトナーを転写する側（表側）には−８００Ｖ程度の電圧を印加、紙裏面側は＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式は紙粉が感光体４０にまで移動しづらいため、紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても良い。

また、印加電圧として、ＤＣバイアスを印加するが、これはシートをより均一帯電させるためＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧でも良い。このようにバイアスを印加したレジストローラ４９を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写体１０からシートへの転写では、レジストローラ４９に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。

前述した中間転写体クリーニングには、ポリウレタンゴムに代表されるゴム製のブレードをベルトに当接させて行うのが一般的である。これは、安価で確実なクリーニング性が望めるからである。ところが、このブレードクリーニング方式において、紙粉がブレードとベルトに挟まると、クリーニング不良が発生してしまう。本実施形態では、転写紙が直接に中間転写ベルト１０に接するため、紙粉の進入は避けられない。

そこで、本実施例では、紙粉による影響を防ぎ、クリーニング性を確保する方法として、図２に示すように、ブレード１０３の上流側に紙粉除去部材１０１を設けることによってそれを防止している。紙粉除去部材１０１は、一例としてはブラシローラを用い、これを中間転写ベルト１０に当接させることにより紙粉を除去し得る。ブラシローラは中間転写ベルト１０と連れ回りにしても良いが、駆動力を与えて回転させる方が望ましい。ブラシの毛の材質は例えばＰＥＴ樹脂を使用できる。なお、ブレード１０３とブラシローラである紙粉除去部材１０１は、中間転写ベルト１０を介して同一の対抗ローラ１２０に当接している。

このような紙粉除去部材１０１をブレード１０３の中間転写ベルト１０の移動方向で上流側に配置することにより、紙粉除去と同時にトナーの除去も行うことができ、ブレードクリーニングの負担を軽減し、ブレード１０３の寿命を延ばすという効果も期待できる。

以上説明したように、図示の画像形成装置では、中間転写ベルト１０の回転方向におけるクリーニング装置１７の上流側に、中間転写ベルト１０上の紙粉を除去する紙粉除去部材１０１が設けられているため、常時当接ブレード１０３に紙粉が挟まることに起因するクリーニング性の低下を、画像形成を損なうことなく簡単な構成で安価に防止することができる。

次に、感光体４０表面及び中間転写ベルト１０表面をクリーニングし、残留トナーを廃トナータンク（図示せず）へ適切に搬送できるようにしている。ここで、感光体４０のクリーニング手段と中間転写ベルト１０のクリーニング手段とは同様の構成であるので、以下に中間転写ベルト１０のクリーニング手段を例にとって説明する。

図３（ａ）は、本発明の実施例に係るクリーニング装置１７の概略斜視図である。ケーシング６１に搬送スクリュー６０が回転可能に設置されており、図中矢印がトナー搬送方向を示している。ここで搬送スクリュー６０の排出口６２は、図中矢印で示す廃トナー搬送方向で下流側のケーシング６１に設けてあり、図示しない廃トナータンク（廃トナー容器）に連結させてある。本実施例では排出口６２はケーシング６１から延設されているが、本発明はこの形態に限定されない。なお、排出口６２は搬送スクリュー６０の外径と略同じ形状（円筒状）を有しており、その内部には搬送スクリュー６０の端部が回転可能に嵌挿してある。

搬送スクリュー６０は中間転写ベルト１０上から除去されたトナー（廃トナー）を排出口６２に向けて搬送する。よって、トナー搬送方向上流側に比べて下流側の方が廃トナーの入力量が多いので、排出口６２付近では廃トナー量が多くなる。これにより、上述のような排出口６２付近でのトナー固着が発生しやすい、という現象が生じる。

図３（ｂ）はトナー搬送スクリュー６０に矩形状の細長い可撓性シート部材５９を装着した状態の概略斜視図である。スクリュー部６０ａに沿って可撓性シート部材５９を接着剤で貼付して装着してある。可撓性シート部材５９も螺旋形状となる。これにより搬送スクリュー６０の外径は可撓性シート部材５９で覆われた状態となる。なお、図３（ｂ）では、スクリュー部６０ａの全てに可撓性シート部材５９を設けているように見えるが、本発明では上述した排出口６２付近に対応する部分のみに可撓性シート部材５９を設ける。これにより、搬送スクリュー６０のスクリュー部６０ａ全部に可撓性シート部材５９を設けるよりも、必要なところだけ設けるので、低コスト化を図れる。上述の部分だけで良い理由は既述の通りである。

さらに、排出口６２以外の部分（廃トナーの搬送方向上流側）に可撓性シート部材５９を設けると、ケーシング６１内に存在する他の部材と可撓性シート部材５９との干渉により異音やバンディング（振動）による画像不良が生じるおそれがあるが、本実施例のように構成することで、これを防止できる。

参考のために、従来のケーシング６１と搬送スクリュー６０の配置の側面図を図４に示す。搬送スクリュー６０の摺動性及びケーシング６１との接触による振動、騒音を防ぐため搬送スクリュー６０はケーシングの内径に対して小径に設計している。そのため搬送スクリュー６０とケーシング６１に隙間が生じる。この隙間部にはトナー搬送能力がほとんどなくケーシング６１の壁面にトナー溜りやトナー固着が発生する。ケーシング６１の壁面にできたトナー固着が成長していき、ある程度のトナー固着が発生してしまうと廃トナー搬送不良やスクリューのロック等の不具合が発生する。この点については既述の通りである。

そこで図３（ｃ）に示すように、側面から見ると従来あった隙間を可撓性シート部材５９でなくす構成としてある。可撓性シート部材５９は常時、ケーシング６１に接触することにより、ケーシング６１の壁面に溜まるトナーを排出、固着トナーを掻き取る。またスクリューに接着しているため可撓性シート部材５９もスクリューのコイルの一部と見なせ、搬送能力が向上する。ケーシング６１と接触するのは可撓性シート部材５９であるため、振動や異音といった不具合の発生なくケーシング６１の壁面のトナー溜まり、固着の排出をでき、トナー搬送不良を抑制できる。なお、可撓性シート部材５９は導電性部材で構成するのが好ましい。既に述べたように、可撓性シート部材５９を導電性部材としてアースに落とすことにより、摩擦帯電の防止及び帯電トナーの搬送性を向上させ得るからである。

１０：中間転写ベルト
１４：駆動ローラ
１５：支持ローラ
１６：支持ローラ（分離ローラ）
１７：ベルトクリーニング装置
１８：画像形成手段
２０：画像形成ユニット
２１：露光装置
２２：２次転写装置（二次転写部）
２３：２次転写ローラ
２５：定着装置
２８：シート反転装置
３０：原稿台
３２：コンタクトガラス
４２：給紙ローラ
４４：給紙カセット
４６：給紙路
４７：搬送ローラ
４９：レジストローラ
５０：クリーニングブラシ
５１：手差しトレイ
５７：排紙トレイ
５９：可撓性シート部材
６０：搬送スクリュー
６０ａ：スクリュー部
６１：ケーシング
６２：排出口
１０１：紙粉除去部材（ブラシローラ）
１０３：クリーニングブレード
１００：装置本体
２００：給紙テーブル
３００：スキャナ
４００：原稿自動搬送装置

特開２００２−０９１２５３号公報 特開２００８−０４０３６２号公報 特開平３−２６６８６５号公報

Claims (7)

1. 画像形成装置の像担持体の表面から除去したトナーを外部へ搬送するトナー搬送スクリューを備えるクリーニング装置において、
   トナー搬送経路の下流側に位置する排出口付近に位置する前記トナー搬送スクリューのスクリュー部に可撓性シート部材を装着してなる
   ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１のクリーニング装置において、
   前記可撓性シート部材の装着領域を、前記トナー搬送スクリューによるトナー搬送の全域ではなく、前記排出口付近のみとした
   ことを特徴とするクリーニング装置。
3. 画像形成装置の像担持体の表面に残留するトナーを前記像担持体上から除去する除去手段と、除去したトナーを外部へ搬送するトナー搬送スクリューとを備えるクリーニング装置において、
   前記トナー搬送スクリューに可撓性シート部材を装着してなり、
   該可撓性シート部材の装着領域を、前記トナー搬送スクリューによるトナー搬送の全域ではなく、トナー搬送経路の下流側に位置する排出口付近のみとした
   ことを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項１から３のいずれかのクリーニング装置において、
   前記可撓性シート部材が導電性部材である
   ことを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項１から４のいずれかのクリーニング装置において、
   前記可撓性シート部材を前記トナー搬送スクリューに接着して装着する
   ことを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項１から５のいずれかのクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、
   前記像担持体に担持された潜像の現像によって得られたトナー像を他の像担持体たる中間転写体に転写した後、記録材に転写する転写手段を有し、
   前記クリーニング装置を、前記中間転写体から前記記録材へのトナー像の転写工程を経た後の位置に配し、前記中間転写体に付着しているトナーを除去するために用いることを特徴とする画像形成装置。