JP2011053408A - クリーニングユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードにて掻き取られたトナーや紙粉をこのクリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積させることなく、トナー抜けを有効に防止して、クリーニング不良を発生させにくいクリーニングユニットおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】上流ローラ８と下流ローラ９とに掛け回されるベルト１０上に、先端下端エッジ４０が当接するクリーニングブレード２２と、ベルトの内側に配置されてベルト１０を介してクリーニングブレード２２を受けるブレード対向ローラ２５とを備えたクリーニングユニットである。ブレード対向ローラ２５よりも上流側の上流ローラ８の水平方向接線Ｌ１が、ブレード対向ローラ２５の水平方向接線よりも下方に配置される。上流ローラ８とブレード対向ローラ２５との間のベルト１０を、ブレード対向ローラ２５の水平方向接線Ｌに対して０°以上で傾斜させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真のプリンタ、ＦＡＸ、複写機等において用いられるクリーニングユニット及びそれを備える画像形成装置に関し、詳しくは静電潜像に現像されたトナー層を記録媒体に転写させるまでの工程に用いられるベルトユニットであり、ベルト上に静電気的に担持されているトナー層をゴムブレードにてクリーニングするクリーナーユニット、およびこれを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置等に用いられるクリーニングユニットは、例えば、図１３に示すように、少なくとも一対のローラ５８（上流側のローラを図示し、下流側のローラの図示を省略している）とに掛け回される転写ベルト６０上に、その先端下端エッジ８０が当接するクリーニングブレード７７と、転写ベルト６０の内側に配置されてベルト６０を介してクリーニングブレード７７を受けるブレード対向ローラ７５と、クリーニングブレード７７にて掻き取られてトナーを収容するクリーナケース７１と、クリーナケース７１内のトナーを搬送する搬送手段を構成する搬送スクリュー７３とを備える。なお、クリーニングブレード７７は、ブレード部材７７ａとホルダ７７ｂとを有する。

すなわち、図示している上流ローラ５８が駆動ローラとされ、この駆動ローラの駆動によって、転写ベルト６０が走行する。この際、クリーニングブレード７７とブレード対向ローラ７５とによって、矢印Ａ方向に走行している転写ベルト６０を挟持状として、転写ベルト６０に当接する先端下端エッジ８０によって、転写ベルト６０上に残ったトナーを掻き取って、クリーナケース７１に収容する。そして、クリーナケース７１に収容されたトナーは搬送手段を構成する搬送スクリュー７３にて図示省略の廃トナー収容器に搬送される。

しかしながら、図１３に示すように、クリーニングブレード７７よりも上位に搬送スクリュー７３が配置されている場合、クリーニングブレード７７の先端部乃至その近傍のトナーＳや紙粉は、搬送スクリュー７３にて搬送されず、図１４に示すように、この部位に堆積する。

すなわち、クリーナケース７１の開口部は、ブレード対向ローラ７５よりも下流側においてはクリーニングブレード７７にて塞がれ、ブレード対向ローラ７５よりも上流側においてはシール部材７４にて塞がれている。したがって、クリーニングブレード７７によって掻きとられたトナーＳ等は、このクリーニングブレード７７によってせき止められる。また、シール部材７４にて上流側へは移動できない。このため、トナーＳや紙粉はクリーニングブレード７７の先端部乃至その近傍に堆積していくことになる。

ところで、通常、転写ベルト６０と搬送スクリュー７３とは連動して回転しており、図１４に示すラインＢの高さまで堆積しないと廃トナー収容器に搬送されない。すなわち、図１４に示すラインＢの高さまで堆積する状態となれば、トナーＳ等は廃トナー収容器へ搬送される。このため、クリーナケース７１内は常にトナ−Ｓ等が満杯状態とならない。しかしながら、満杯状態とならない状態であっても、このように堆積した紙粉等はブレードエッジ（先端下端エッジ８０）と転写ベルト６０との間をすり抜ける場合がある。このように、すり抜ければ、クリーニング不良を発生させる原因となっていた。

そこで、従来には、このようなトナー等のすり抜けを防止しようとしたものがある（特許文献１〜特許文献３）。特許文献１は、クリーニングブレードの先端角度を鈍角形状とすることで、より低線圧で高面圧を付加することができ、像担持体に加える荷重に対して、効率よく当接部でのトナーのすり抜けを防止するものである。また、特許文献２は、端稜線部が直角である場合に比べて面圧を高くすることにより、効率よく当接部でのトナーのすり抜けを防止し、クリーニング不良の発生を防止するものである。この場合、第２先端面が被クリーニング部材表面の法線よりも被クリーニング部材表面移動方向下流側に傾斜していることにより、第２先端面に接触したトナーは被クリーニング部材から離れる方向に力を受けやすくなり、第１先端面と被クリーニング部材との間の空隙に堆積するトナーの逃げ場を作る。これにより、先端稜線部が鈍角であっても当接部の上流側に堆積するトナーによるクリーニング不良の発生を抑制することができる。また、特許文献３でも、クリーニングブレードの先端角度を鈍角形状とすることで、線圧を高めることなく面圧を高めて、トナーのすり抜けを防止している。

特許文献４では、先端角を鈍角にすることで、ブレード先端面と感光体ドラム表面とが成す角を鋭角とし、経時においてトナーが堆積しやすい状態であっても、感光体ドラムを正規回転方向とは逆方向に表面移動させるものである。これによって、クリーニングブラシで堆積トナーを除去することができ、トナーが堆積することを防止するものである。

また、特許文献５では、クリーニングブレードは残留トナーを像担持体表面から効率的に除去できるように、クリーニングブレードの硬度や当接圧力や当接角度を設定している。

特許文献６では、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍をＶ字状若しくはナイフエッジ状に鋭角としている。特許文献７では、クリーニングブレードが被清掃体表面（像担持体表面）に当接していない状態で、先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角となるようにしている。これによって、像担持体表面に対するクリーニングブレードの単位面積あたりの圧力の低下を阻止している。

しかしながら、特許文献１〜特許文献３等に示すように、クリーニングブレードの先端角度を鈍角形状としても、クリーニングブレードの先端と、転写ベルトとが成す角度が鋭角となる。このように鋭角となれば、この鋭角部に入ったトナーや紙粉等が、いわゆるくさび形状を成す。くさび形状を成せば、鋭角部に順次トナー等が食い込んでいくことになる。このように食い込めば、クリーニングブレードが転写ベルトから浮き上がった状態となって、トナーのすり抜け現象が発生する。特許文献７でも、クリーニングブレードの先端と、転写ベルトとが成す角度が鋭角となり、トナー抜けを有効に防止できない。

また、特許文献４では、感光体ドラムを正規回転方向とは逆方向に表面移動させる必要があり、効率のよいクリーニングを行うことができない。特許文献５では、クリーニング装置が像担持体より上方に配置されている構成により、常に残留現像剤が蓄積される。従って、より強固に像担持体に付着し易い放電生成物や転写紙に添加される一部の添加剤及び紙粉は、像担持体に堆積してしまうことがあった。

特許文献６では、ブレード硬度が５０度〜７５度程度と比較的柔らかいゴムブレードが使用されているため、ブレードの押圧で感光体に凹みを生じると、同時にブレードエッジも歪む。また、感光体の摩擦係数が高いために、ブレードの先端部乃至その近傍が感光体に巻き込まれ変形する。このため、ブレードと感光体間に僅かな隙間を生じ、クリーニングブレードに滞留したトナーは、ブレードの隙間を抜ける、いわゆるトナー抜けが発生する。このトナー抜けは引っかかりが少ない球形トナーほど大きくなる傾向がある。

すなわち、このような画像形成装置等におけるクリーニングユニットのクリーニング不良の主な原因として、クリーニングブレードの先端エッジ（先端下端エッジ）と転写ベルトのエッジ当接部位との間に噛み込んだ紙粉により、クリーニングブレードが持ち上げられる、もしくはクリーニングブレードの先端エッジの偏摩耗により、先端エッジとエッジ当接部位との間から下流側へトナー等がすり抜ける。また、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積した球形トナーの回転力の分力により当接しているクリーニングブレードが持ち上げられ、トナーがすり抜けることが考えられる。

本発明は、斯かる事情に鑑み、クリーニングブレードにて掻き取られたトナーや紙粉をこのクリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積させることなく、トナー抜けを有効に防止して、クリーニング不良を発生させにくいクリーニングユニットおよび画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明の第１のクリーニングユニットは、上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラとを備えたクリーニングユニットであって、ブレード対向ローラよりも上流側の上流ローラの水平方向接線が、ブレード対向ローラの水平方向接線よりも下方に配置されるとともに、上流ローラとブレード対向ローラとの間のベルトと、上流ローラの水平方向接線との成す角度を０°以上としたものである。ここで、ベルトとしては例えば転写ベルトである。

本発明の第１のクリーニングユニットによれば、クリーニングブレードよりも上流側においては、ベルトが、上流側に向かって下頃することになる。このため、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍のトナー等は上流側へ移動することになる。

前記クリーニングブレードのベルト当接部位が、ブレード対向ローラの軸心を通る垂線よりも上流側であるのが好ましい。これによって、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

本発明の第２のクリーニングユニットは、上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラとを備えたクリーニングユニットであって、上流ローラとブレード対向ローラとの間のベルトと、クリーニングブレードの先端面とがなす角度を９０°以上としたものである。

本発明の第２のクリーニングユニットによれば、クリーニングブレードの先端面と、ベルトとが成す角度が鋭角にならず、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

本発明の第３のクリーニングユニットは、上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラとを備えたクリーニングユニットであって、前記クリーニングブレードは、その先端面と上面とのコーナ部にテーパ状乃至凸アール状の切欠部を設けたものである。

本発明の第３のクリーニングユニットによれば、クリーニングブレードの先端面と上面とのコーナ部にテーパ状乃至凸アール状の切欠部を設けたことによって、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積した未転写トナーや紙粉を搬送スクリューへ自然搬送し易くなり、先端部乃至その近傍の未転写トナー、紙粉の堆積を緩和することができる。

本発明の第４のクリーニングユニットは、上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラと、クリーニングブレードにて掻き取られてトナーを収容するクリーナケースと、クリーナケース内のトナーを搬送する搬送手段とを備えたクリーニングユニットであって、前記搬送手段を構成する搬送スクリューに、前記クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積したトナーを搬送スクリュー側へ案内する羽部材を設けたものである。

本発明の第４のクリーニングユニットによれば、羽部材を設けたことによって、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナーを搬送スクリュー側へ案内することができ、トナー等がくさび形状に堆積するのを防止できる。

前記羽部材は前記搬送スクリューのスパイラルリブに対して略直角をなすとともに、スパイラルリブとの間には隙間が設けられているのが好ましい。さらには、複数の前記羽部材が搬送スクリューの軸方向に沿って所定間隔で配設されているのが好ましい。また、羽部材には貫通孔が設けられているのが好ましい。

搬送スクリューは、２つの搬送経路を形成するための２条のスパイラルリブを備え、一方の搬送経路のみ羽部材を配置することができる。また、搬送手段を構成する搬送スクリューは、２つの搬送経路を形成するための２条のスパイラルリブを備え、一方の搬送経路には、羽部材を配置せず又は貫通孔が設けられた羽部材を配置し、他方の搬送経路には、貫通孔が設けられた羽部材を配置したものであってもよい。

本発明の画像形成装置は、前記記載のクリーニングユニットを備えたものである。

本発明の第１のクリーニングユニットでは、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍のトナー等は上流側へ移動することになり、クリーニングブレードのベルト当接部位より下流側へ移動するトナー抜けを回避することができる。これによって、クリーニング不良を発生させにくくなって、高精度のクリーニングを行うことができる。この際、ベルト当接部位が、ブレード対向ローラの軸心を通る垂線よりも上流側である場合、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止でき、一層トナー抜けを回避することがきる。

本発明の第２のクリーニングユニットでは、クリーニングブレードの先端面と、ベルトとが成す角度が鋭角にならず、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。これによって、トナー抜けを回避することができ、クリーニング不良を発生させにくくなって、高精度のクリーニングを行うことができる。

本発明の第３のクリーニングユニットでは、切欠部にてトナー等がくさび形状をなすのを防止でき、これによって、トナー抜けを回避することがき、クリーニング不良を発生させにくくなって、高精度のクリーニングを行うことができる。また、クリーニングブレード先端全体を鋭角、鈍角にカットする必要がなく、寸法精度を必要としないため、生産性の向上を図ることができる。

本発明の第４のクリーニングユニットでは、羽部材を設けたことによって、トナー等がくさび形状に堆積するのを防止でき、クリーニング不良を発生させにくくなって、高精度のクリーニングを行うことができる。しかも、トナー等を効率よくトナー回収部へ搬送することができる。また、羽部材を設けたことによって、クリーナー内に一定量の未転写トナーや紙粉が蓄積する前に、搬送スクリューにて廃トナー収容器へ搬送することができ、クリーナー容量に余裕を持たせることができる。

羽部材がスパイラルリブに対して略直角をなすようにすることによって、羽部材によって回収した未転写トナーや紙粉を効率よく搬送スクリューによってトナー収容器へ搬送することができる。また、スパイラルリブとの間には隙間が設けられるものでは、搬送スクリューの搬送力の低下を防止できる。すなわち、隙間がなければ、羽部材によって掻き取ったトナー等を、この搬送スクリューにて搬送する際に、この羽部材によってトナー等の移動が規制されることになるからである。

複数の羽部材が搬送スクリューの軸方向に沿って所定間隔で配設されていれば、搬送スクリューの搬送力の低下を防止できるとともに、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍のトナー等の回収力の向上を図ることができる。また、羽部材に貫通孔を設けたものでは、隙間を設けた場合と同様、搬送スクリューの搬送力の低下を防止できる。しかも、スパイラルリブとの間に隙間を設けないで済むので、搬送スクリューの軸本体部とスパイラルリブに羽部材を固定でき、羽部材の強度を確保できるとともに、ブレード先端部乃至その近傍の堆積物回収性及び拡散の機能低下を防止できる。

二つの搬送経路を有するものでは、一方の搬送経路のみ羽部材を配置することによって、他方の搬送経路には羽部材を有さないので、この他方の搬送経路によって安定してトナー等を搬送することができ、しかも一方の搬送経路には羽部材が設けられるので、この羽部材によって、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

二つの搬送経路を有するものでは、一方の搬送経路には、羽部材を配置せず又は貫通孔が設けられた羽部材を配置し、他方の搬送経路には、貫通孔が設けられた羽部材を配置したものでは、両方の搬送経路にて安定してトナー等を搬送することができ、しかも、配置される羽部材にて、クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

本発明の画像形成装置では、前記クリーニングユニットを備えているので、クリーニング不良を発生させにくくなって、高品質の画像を長期にわたって安定して形成することができる。

本発明の画像形成装置の構成を示す簡略図である。 前記画像形成装置のクリーニングユニットの簡略図である。 前記クリーニングユニットの変形例を示す簡略図である。 クリーニングユニットの他の実施形態を示し、（ａ）はクリーニングブレードの先端面が９０度にカットされている場合の簡略図であり、（ｂ）はクリーニングブレードの先端面が鋭角にカットされている場合の簡略図であり、（ｃ）はクリーニングブレードの先端面が鈍角にカットされている場合の簡略図である。 クリーニングユニットの別の実施形態を示す要部簡略図である。 クリーニングブレードを示し、（ａ）は図５に示すクリーニングユニットに用いられたクリーニングブレードの簡略図であり、（ｂ）は図５に示すクリーニングユニットに用いられる他のクリーニングブレードの簡略図である。 クリーニングユニットのさらに別の実施形態を示す要部簡略図である。 前記図７に示すクリーニングユニットの搬送スクリューの要部斜視図である。 搬送スクリューと羽部材との関係を示す斜視図である。 搬送スクリューの全体斜視図である。 羽部材の変形例を示す斜視図である。 搬送スクリューを示し、（ａ）はスパイラル形状が１条である搬送スクリューの斜視図であり、（ｂ）はスパイラル形状が２条である搬送スクリューの斜視図である。 従来のクリーニングユニットの簡略図である。 従来のクリーニングユニットにおいてトナーが堆積した状態の簡略図である。

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明に係る電子写真方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成してある。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。そこで、１つのプロセスユニット１Ｙを例にその構成を説明する。

プロセスユニット１Ｙは、静電潜像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニングブレード５を備えている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置７が配設されている。

図１に示す画像形成装置は、中間転写方式の画像形成装置である。詳しくは、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方に、無端状の中間転写ベルト１０を有する中間転写ユニット６が配設されている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に張架され、図の矢印の方向に周回走行可能に構成されている。また、従動ローラ９は中間転写ベルト１０に所定の張力を付与するためのテンションローラとして機能している。

中間転写ベルト１０の内周面には、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ（一次転写部材）１１が、４つの感光体２に対向して配設されている。４つの感光体２は、中間転写ベルト１０の外周面に圧接しており、各圧接部において一次転写ニップを形成している。

中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ８に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ（二次転写部材）１２が配設されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１０の外周面に圧接しており、その圧接部において二次転写ニップを形成している。また、駆動ローラ８は、二次転写ローラ１２に対向して二次転写ローラ１２の接触圧を受ける二次転写対向ローラとしても機能している。

また、駆動ローラ８の近傍には、転写ベルト１０上に残った未転写のトナー像をクリーニングするためのクリーニングユニットＵが配置されている。

画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰシート等の記録材Ｐを収容した記録材収容部１３が配設されている。記録材収容部１３には、記録材Ｐを搬出する供給ローラ１４等が設けてある。

画像形成装置本体１００内には、記録材Ｐを記録材収容部１３から上方へ案内するための搬送路Ｒが配設されている。駆動ローラ８と二次転写ローラ１４によって形成された二次転写ニップよりも、搬送路Ｒの搬送方向上流側（図の下方）に、一対のレジストローラ１５ａ，１５ｂが配設されている。また、二次転写ニップよりも、搬送路Ｒの搬送方向下流側（図の上方）に、定着装置１６が配設されている。定着装置１６は、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８を有する。加熱ローラ１７と加圧ローラ１８は互いに圧接しており、その圧接部において定着ニップを形成している。

搬送路Ｒの搬送方向下流端部には、一対の排出ローラ１９ａ，１９ｂが配設されている。また、記録材Ｐを積載するためのストック部２０が、画像形成装置本体１００の上面を内方へ凹ませて形成されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の通常の印刷動作について説明する。
プロセスユニット１Ｙにおいて、感光体２を図の矢印の方向に回転させ、その感光体２の表面を帯電ローラ３によって均一な高電位に帯電させる。次いで、画像データに基づいて露光装置７から感光体２の表面にレーザビームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。この感光体２の表面に形成された静電潜像の部分に、現像装置４によって帯電させたトナーを静電的に転移させ、イエローのトナー画像を形成（可視画像化）する。

一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ローラ１１と感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、一次転写ニップにおいて、回転する感光体２上のトナー画像を、図の矢印方向に走行する中間転写ベルト１０に一次転写する。

その他の各プロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいても、同様にして感光体２上にトナー画像を形成し、４色のトナー画像を互いに重なり合うように中間転写ベルト１０に一次転写する。

また、一次転写行程を経た後の感光体２の表面を、感光体クリーニングブレード５によってクリーニングし、残留トナーを除去する。さらに、感光体２の表面に残る残留電荷を図示しない除電ランプによって除電する。

一方、記録材収容部１３に収容されている記録材Ｐを、供給ローラ１４を回転させて搬送路Ｒへ送り出す。送り出された記録材Ｐは、レジストローラ１５ａ，１５ｂによって一旦停止される。

また、二次転写ローラ１２にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して二次転写ニップに転写電界を形成する。あるいは、二次転写ローラ１２に対向する駆動ローラ８にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、同様の転写電界を形成してもよい。その後、レジストローラ１５ａ，１５ｂの駆動を再開し、中間転写ベルト１０上のトナー画像とタイミング（同期）をとって記録材Ｐを二次転写ニップへ送る。そして、二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上のトナー画像を記録材Ｐ上に一括して二次転写する。

二次転写後、中間転写ベルト１０の表面に残留するトナーは、クリーニングユニットＵによって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器３０へ回収される。

トナー画像を転写された記録材Ｐは、定着装置１６へと搬送される。定着装置１６に送り込まれた記録材Ｐは、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８間に挟まれて加熱・加圧され、トナー画像が記録材Ｐ上に定着される。その後、記録材Ｐは排出ローラ１９ａ，１９ｂによってストック部２０に排出される。

次に、図２に示す本発明に係るクリーニングユニットＵについて説明する。このクリーニングユニットＵは、上流ローラ（駆動ローラ８）と下流ローラ（従動ローラ９）とに掛け回されるベルト（転写ベルト１０）上に、先端下端エッジ４０が当接するクリーニングブレード２２と、ベルト１０の内側に配置されてベルト１０を介してクリーニングブレード２２を受けるブレード対向ローラ２５と、クリーニングブレード２２にて掻き取られてトナーを収容するクリーナケース２１と、クリーナケース２１内のトナーを搬送する搬送手段Ｍとを備えている。

この場合、ブレード対向ローラ２５よりも上流側の上流ローラ（駆動ローラ８）の水平方向接線Ｌ１を、ブレード対向ローラ２５の水平方向接線Ｌよりも下方に配置する。そして、上流ローラ８とブレード対向ローラ２５との間のベルト１０と、上流ローラ８の水平方向接線Ｌ１との成す角度θを０°以上としている。すなわち、水平方向接線Ｌ１と水平方向接線Ｌとの距離をΔｔとしたときに、Δｔ≧０とする。これによって、角度θが０°以上となる。

クリーニングブレード２２は、ブレード部材２２ａと、このブレード部材２２ａを保持するホルダ２２ｂとを備える。また、クリーナケース２１は、上壁２１ａと、この上壁２１ａの両端から垂下される側壁２１ｂ，２１ｃと、一方(上流側)の側壁２１ｃの下端から下方に向かってクリーナケース２１内側へ傾斜する傾斜壁２１ｄとを備える。

そして、傾斜壁２１ｄにはシール部材２４が付設され、このシール部材２４の反対側に前記クリーニングブレード２２がクリーナケース２１を塞ぐように配置されている。クリーニングブレード２２のブレード部材２２ａは、水平方向接線Ｌに対して所定角度で傾斜している。このブレード部材２２ａの傾斜角度θ１としては、例えば、３０度程度としている。このため、ブレード部材２２ａの先端面３５は、水平方向接線Ｌに対して（９０°−θ１）で傾斜することになる。

また、シール部材２４は、傾斜壁２１ｄの傾斜角度に沿って延びる本体部２４ａと、この本体部２４ａの下端からほぼ水平方向接線Ｌに沿ってブレード部材２２ａ側へ延びる水平部２４ｂとを備える。これによって、クリーナケース２１の傾斜壁２１ｄ側の開口部を塞ぐことになる。すなわち、クリーナケース２１の開口部は、ブレード対向ローラ２５よりも下流側においてはクリーニングブレード２２にて塞がれ、ブレード対向ローラ２５よりも上流側においてはシール部材２４にて塞がれている。

このように構成されたクリーニングユニットＵでは、転写ベルト１０の矢印Ａ方向に走行することによって、ブレード部材２２ａのベルト当接部位（先端下端エッジ）４０が転写ベルト１０の上面に当接して、トナーＳを掻き取ってクリーニングできる。

また、クリーナケース２１内には、搬送手段Ｍを構成する搬送スクリュー２３が配置されている。搬送スクリュー２３は、例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、軸部材２３ａと、この軸部材２３ａの外周面に設けられるスパイラルリブ２３ｂとを備えたものである。この場合、図１２（ａ）では、１条のスパイラルリブ２３ｂを備えたものであり、図１２（ｂ）では、２条のスパイラルリブ２３ｂ、２３ｃを備えたものである。すなわち、図１２（ａ）では一つの搬送経路Ｔが形成され、図１２（ｂ）では二つの搬送経路Ｔ１、Ｔ２が形成される。このため、この実施形態における搬送スクリュー２３としては、図１２（ａ）タイプであっても、図１２（ｂ）タイプであってもよい。

図２に示すように構成されたクリーニングユニットＵでは、クリーニングブレード２２よりも上流側においては、ベルト１０が、上流側に向かって下頃することになる。このため、この先端下端エッジ４０によって掻き取ったトナーＳや紙粉等は、矢印Ｃのように上流側へ移動することになる。すなわち、クリーニングブレード２２のベルト当接部位４０より下流側へ移動するトナー抜けを回避することができる。これによって、クリーニング不良を発生させにくくなって、高精度のクリーニングを行うことができる。

クリーニングブレード２２のブレード部材２２ａの先端部乃至その近傍のトナー等は、矢印Ｃのように上流側へ移動するが、シール部材２４によって、受けられ、クリーナケース２１外へ配設されない。そして、このように、クリーナケース２１内に堆積したトナーＳ等は、搬送スクリュー２３の搬送経路Ｔ（図１２参照）に入って、この搬送スクリュー２３の駆動によって、中間転写ユニット６の下方位置に配置された廃トナー収容器３０に収容される。

ところで、クリーニングブレード２２のブレード部材２２ａとして、図３に示すように、ベルト当接部位４０が、ブレード対向ローラ２５の軸心Ｏを通る垂線Ｈよりも上流側となるように配置してもよい。すなわち、ベルト当接部位４０を通る垂線Ｈ１と前記垂線Ｈとの差をΔａとした場合、Δａ≧０とする。

このように、ベルト当接部位４０が、ブレード対向ローラ２５の軸心を通る垂線よりも上流側である場合、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止でき、一層トナー抜けを回避することがきる。なお、このクリーニングブレード２２のブレード部材２２ａとしては、後述するような図６（a）に示すように、先端面３５と上面３６とのコーナ部にテーパ状の切欠部３７ａを設けたものを使用している。この場合、図２に示すように切欠部３７ａを有さないものであっても、図６（ｂ）に示すように、先端面３５と上面３６とのコーナ部にアール状の切欠部３７ｂを設けたものであってもよい。

次に、図４では、クリーニングブレード２２よりも上流側のベルト１０（１０ａ）を前記実施形態のように、傾斜させず、従来のように、水平状に維持したままクリーニングブレード２２の先端面３５と、ブレード対向ローラ２５よりも上流側のベルト１０（１０ａ）との成す角度αを約９０°としている場合を示している。

図４（a）では、クリーニングブレード２２の先端面３５を、ブレード対向ローラ２５の軸心Ｏを通る垂線Ｈと、平行となるように配置している。このため、クリーニングブレード２２のブレード部材２２ａをブレード対向ローラ２５よりも上流側のベルト１０（１０ａ）と平行状となるように配置している。また、クリーニングブレード２２をベルト１０と接触させないように、ブレード対向ローラ２５よりも下流側のベルト１０（１０ｂ）をクリーニングブレード２２から離間するように、下流側に向かって順次下降させている。この際、先端面３５を通る垂線Ｈ２を、前記垂線Ｈよりも下流側に配置している。

図４（ｂ）では、クリーニングブレード２２のブレード部材２２ａの先端面３５を傾斜面としている。この場合、先端面３５とブレード部材２２ａの下面とが成す角度を鋭角としている。また、ベルト１０は、ブレード対向ローラ２５の近傍の上流側と下流側とを同一水平面上に配置している。そして、クリーニングブレード２２をベルト１０に対して所定角度で傾斜させることによって、この傾斜面からなる先端面３５のベルト１０との成す角度αを約９０°としている。

図４（ｃ）でも、クリーニングブレード２２のブレード部材２２ａの先端面３５を傾斜面としているが、先端面３５とブレード部材２２ａの下面とが成す角度を鈍角としている。そして、クリーニングブレード２２をベルト１０に対して所定角度で傾斜させることによって、この傾斜面からなる先端面３５のベルト１０との成す角度αを約９０°としている。すなわち、ブレード対向ローラ２５よりも下流側のベルト１０をクリーニングブレード２２から離間するように、下流側に向かって順次下降させ、クリーニングブレード２２を、先端面３５のベルト１０との成す角度αが約９０°となるように、クリーニングブレード２２を水平状態からベルト当接部位４０を中心に図４（a）に示す＋方向に揺動させた状態としている。

図４に示すクリーニングブレード２２では、クリーニングブレード２２の先端面３５と、ベルト１０（１０ａ）とが成す角度が鋭角にならず、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。これによって、トナー抜けを回避することができ、クリーニング不良を発生させにくくなって、高精度のクリーニングを行うことができる。

図４では、先端面３５と、ベルト１０との成す角度αを約９０°としているが、角度αを９０°よりも大きくしてもよい。この角度αを９０°よりも大きくする場合には、先端下端エッジ部４０を中心に図４（a）の＋方向に傾ければよい。なお、逆に角度αを９０°よりも小さくする場合、先端下端エッジ部４０を中心に図４（a）の−方向に傾ければよい。

このように、角度αを９０°よりも大きくした場合、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを有効に防止できる。

次に、図５は、図６に示すクリーニングブレード２２を用いた場合を示している。この場合、図１３に示す従来と同様、転写ベルト１０は、上流側から下流側に向かって下傾している。すなわち、転写ベルト１０として、上流ローラ８とブレード対向ローラ２５との間のベルト１０（１０ａ）を、上流ローラ８の水平方向接線Ｌ１に対して０°以上で傾斜させたものではない。

図５に示すように、クリーニングブレード２２の先端面３５と上面３６とのコーナ部にテーパ状の切欠部３７ａを設けたことによって、この切欠部３７ａにてトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

このため、図６（ｂ）に示すように、クリーニングブレード２２の先端面３５と上面３６とのコーナ部に凸アール状の切欠部３７ｂを設けてもよい。この場合であっても、この切欠部３７ｂにてトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

ところで、クリーニングブレード２２の製造時においては、その素材をカットして先端エッジを形成する際、先端エッジが９０°となるようにカットすることが最も容易である。先端エッジ角度を変更すると、製造コストのアップにつながるので、先端エッジ部は９０°でカットすることが望ましい。そのため、先端エッジ部を９０°にカットした後、二次加工として、転写ベルト１０と当接しない一角、つまり上面と先端面とのコーナ部の面取りを行ようにすればよい。すなわち、第４のクリーニングユニットのように、クリーニングブレードに切欠部を形成するようにすればよい。このように形成することによって、クリーニングブレード先端全体を鋭角、鈍角にカットする必要がなく、寸法精度を必要としないため、生産性の向上を図ることができる。

次に図７においては、搬送手段Ｍを構成する搬送スクリュー２３に羽部材２７を設けている。この羽部材２７は、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積したトナーＳを搬送スクリュー２３側へ案内することになる。この際、羽部材２７は搬送スクリュー２３の回転によって、クリーナケース２１の内壁２２に対して摺接することになる。

羽部材２７は、図８に示すように、例えば板部材からなり、搬送スクリュー２３のスパイラルリブ２３ｂに対して略直角をなすとともに、スパイラルリブ２３ｂとの間には隙間δ（羽部材２７の側辺２７ａがスパイラルリブ２３ｂの側面との間の隙間）が設けられている。なお、羽部材２７はクリーナケース２１やクリーニングブレード２２に対して摺接（接触）することになるので、例えば、厚さが０．１ｍｍ程度のＰＥＴフィルム等の弾性部材にて構成することができる。

このように、羽部材２７を設けたことによって、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナーＳを搬送スクリュー２３側へ案内することができ、トナー等がくさび形状に堆積するのを防止できる。また、羽部材２７を設けたことによって、クリーナケース２１に一定量の未転写トナーや紙粉が蓄積する前に、搬送スクリュー２３にて廃トナー収容器へ搬送することができ、クリーナケース容量に余裕を持たせることができる。なお、従来の構成に比べて約１３０％の回収効率とすることが可能である。

羽部材２７がスパイラルリブ２３ｂに対して略直角をなすようにすることによって、羽部材２７によって回収した未転写トナーや紙粉を効率よく搬送スクリュー２３によって廃トナー収容器３０へ搬送することができる。また、スパイラルリブ２３ｂとの間には隙間δが設けられるものでは、搬送スクリュー２３の搬送力の低下を防止できる。すなわち、隙間δがなければ、羽部材２７によって掻き取ったトナー等を、この搬送スクリュー２３にて搬送する際に、羽部材２７によってトナー等の移動が規制されることになるからである。

また、図１０に示すように、複数の羽部材２７が搬送スクリュー２３の軸方向に沿って所定間隔で配設されているのが好ましい。複数の羽部材２７が搬送スクリュー２３の軸方向に沿って所定間隔で配設されていれば、搬送スクリュー２３の搬送力の低下を防止できるとともに、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍のトナー等の回収力の向上を図ることができる。

羽部材２７として、図１１に示すうように、貫通孔２８を設けたものであってもよい。羽部材２７に貫通孔２８を設けたものでは、隙間δを設けた場合と同様、羽部材２７によってトナー等の移動が規制されることがなくなって、搬送スクリュー２３の搬送力の低下を防止できる。しかも、スパイラルリブ２３ｂとの間に隙間を設けないで済むので、搬送スクリュー２３の軸本体部２３ａとスパイラルリブ２３ｂに羽部材２７を固定できる。このため、羽部材２７の強度を確保できるとともに、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍の堆積物回収性及び拡散の機能低下を防止できる。なお、この図１１に示す羽部材２７では、羽部材２７の側辺２７ａに切欠部２９が設けられ、この切欠部２９がスパイラルリブ２３ｂに嵌合している。

ところで、搬送スクリュー２３には、前記したように、図１２（ａ）に示すような１つの搬送経路Ｔを有するものと、図１２（ｂ）に示すように、２つの搬送経路Ｔ１，Ｔ２を有するものとがある。このため、軸線方向に沿ってスパイラルリブ２３ｂの全間隔に羽部材２７を設ければ、この羽部材２７によって、搬送経路Ｔをせき止めることになる。このため、図１２（ａ）に示すような１つの搬送経路Ｔを有するものでは、図１０に示すように所定間隔で羽部材２７を設けるのが好ましい。

しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、２つの搬送経路Ｔ１，Ｔ２を有するものでは、搬送経路Ｔ１、Ｔ２のうちいずれか一方の搬送経路において、全間隔に羽部材２７を配置しても、他方の搬送経路によって、トナーをせき止めることなく、搬送することができる。

また、２つの搬送経路Ｔ１，Ｔ２を有するものである場合、一方の搬送経路には、羽部材２７を配置せず又は貫通孔２８が設けられた羽部材２７を配置し、他方の搬送経路Ｔ１，Ｔ２には、貫通孔２８が設けられた羽部材２７を配置したものであってもよい。

二つの搬送経路Ｔ１、Ｔ２を有する場合、一方の搬送経路には、羽部材２７を配置せず又は貫通孔２８が設けられた羽部材２７を配置し、他方の搬送経路には、貫通孔２８が設けられた羽部材２７を配置したものでは、両方の搬送経路にて安定してトナー等を搬送することができ、しかも、配置される羽部材２７にて、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しようとするトナー等がくさび形状をなすのを防止できる。

このように、画像形成装置において前記したクリーニングユニットＵを用いれば、クリーニング不良を発生させにくくなって、高品質の画像を長期にわたって安定して形成することが可能な画像形成装置を構成できる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。また、クリーニングユニットとして、画像形成装置の感光体や転写ニットなどの作像部の残トナークリーニングや搬送ベルトや用紙搬送ローラ等の紙粉除去機構等に応用できる。なお、図２におけるθ、θ１等は、クリーニングブレード２２にて掻き取られたトナーが矢印Ｃ方向に移動してクリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しない範囲で種々変更できる。また、図６（ａ）におけるテーパ状の切欠部３７ａの傾斜角度や図６（ｂ）におけるアール状の切欠部３７ｂの曲率半径等も、クリーニングブレード２２の先端部乃至その近傍に堆積しない範囲で種々変更できる。さらに、羽部材に貫通孔２８を設ける場合、図１１では矩形状としていたが、このような矩形状に限るものではなく、円形、楕円、多角形等の種々形状であってもよい。また、貫通孔２８の大きさとしても、強度的に弱くならず、搬送能力が低下しない範囲で種々変更することができる。羽部材２７の材質や肉厚等はクリーニングケース２１の内壁に摺接すること等を考慮して種々変更できる。

Ｍ 搬送手段
Ｓ トナー
Ｔ 搬送経路
Ｔ１，Ｔ２ 搬送経路
Ｕ クリーニングユニット
８、９ ローラ
１０ 転写ベルト
２１ クリーナケース
２２ クリーニングブレード
２２ａ ブレード部材
２３ 搬送スクリュー
２３ｂ、２３ｃ スパイラルリブ
２４ シール部材
２５ ブレード対向ローラ
２７ 羽部材
２８ 貫通孔
３５ 先端面
３７ａ 切欠部
３７ｂ 切欠部
４０ 先端下端エッジ（ベルト当接部位）

特開２００８−４０１３７号公報 特開２００６−２５９４６６号公報 特開２００６−１５４７４７号公報 特開２００７−４０６５号公報 特開２００５−５５７８９号公報 特開２００４−６１５６０号公報 特開２００４−３７５８３号公報

Claims (11)

1. 上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラとを備えたクリーニングユニットであって、
   ブレード対向ローラよりも上流側の上流ローラの水平方向接線が、ブレード対向ローラの水平方向接線よりも下方に配置されるとともに、上流ローラとブレード対向ローラとの間のベルトと、上流ローラの水平方向接線との成す角度を０°以上としたことを特徴とするクリーニングユニット。
2. 前記クリーニングブレードの先端下端エッジであるベルト当接部位が、ブレード対向ローラの軸心を通る垂線よりも上流側であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニングユニット。
3. 上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラとを備えたクリーニングユニットであって、
   上流ローラとブレード対向ローラとの間のベルトと、クリーニングブレードの先端面とがなす角度を９０°以上としたことを特徴とするクリーニングユニット。
4. 上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラとを備えたクリーニングユニットであって、
   前記クリーニングブレードは、その先端面と上面とのコーナ部にテーパ状乃至凸アール状の切欠部を設けたことを特徴とするクリーニングユニット。
5. 上流ローラと下流ローラとに掛け回されるベルト上に、少なくともその先端下端エッジが当接するクリーニングブレードと、ベルトの内側に配置されてベルトを介してクリーニングブレードを受けるブレード対向ローラと、クリーニングブレードにて掻き取られてトナーを収容するクリーナケースと、クリーナケース内のトナーを搬送する搬送手段とを備えたクリーニングユニットであって、
   前記搬送手段を構成する搬送スクリューに、前記クリーニングブレードの先端部乃至その近傍に堆積したトナーを搬送スクリュー側へ案内する羽部材を設けたことを特徴とするクリーニングユニット。
6. 前記羽部材は前記搬送スクリューのスパイラルリブに対して略直角をなすとともに、スパイラルリブとの間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のクリーニングユニット。
7. 複数の前記羽部材が搬送スクリューの軸方向に沿って所定間隔で配設されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のクリーニングユニット。
8. 前記羽部材には貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載のクリーニングユニット。
9. 搬送スクリューは、２つの搬送経路を形成するための２条のスパイラルリブを備え、一方の搬送経路のみ羽部材を配置したことを特徴とする請求項５に記載のクリーニングユニット。
10. 前記搬送手段を構成する搬送スクリューは、２つの搬送経路を形成するための２条のスパイラルリブを備え、一方の搬送経路には、羽部材を配置せず又は貫通孔が設けられた羽部材を配置し、他方の搬送経路には、貫通孔が設けられた羽部材を配置したことを特徴とする請求項５に記載のクリーニングユニット。
11. 前記請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のクリーニングユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images