JP2012155260A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一度回収した異物の逆戻りを防ぐクリーニング装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置は、静電潜像が形成される感光ドラムに接触して感光ドラム上の異物Ｄを回収するクリーニングローラと、クリーニングローラから異物を吸着するシャフト１２０と、シャフト１２０に接触してシャフト１２０に吸着した異物Ｄを掻き取る掻き取り部材１３０と、クリーニングローラとシャフト１２０を収容し、掻き取り部材１３０が取り付けられた筐体と、を備え、掻き取り部材１３０は、スポンジ１３１と、当該スポンジ１３１に貼り付けられてシャフト１２０に摺接する植毛部材１３２とから構成され、スポンジ１３１は、植毛部材１３２の繊維が押しつぶされて圧縮される程度にシャフト１２０を押圧している。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に設けられた感光体に付着する異物を除去するためのクリーニング装置に関する。

従来、レーザプリンタなどの画像形成装置として、トナーを収容する現像器と、現像器の現像ローラを介してトナーが供給される感光ドラムと、当該感光ドラムの表面に付着する異物を除去するためのクリーニング装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、クリーニング装置は、感光ドラムに接触して、感光ドラム上の異物を捕捉する１次クリーニングローラと、１次クリーニングローラが捕捉した異物を吸着する２次クリーニングローラと、２次クリーニングローラ上に吸着した異物を掻き取るスポンジスクレーパが備えられている。

特開２００５−５５７７１号公報

しかしながら、上述した構成のクリーニング装置では、異物としてトナーの外添剤であるシリカが回収されると、スポンジスクレーパで止められたシリカが堆積して巨大化し、スポンジスクレーパと２次クリーニングローラの間をすり抜けて感光ドラム上へ戻ってしまうことがあった。そして、このように巨大化したシリカが感光ドラムへ戻ってしまうことで、印字に影響が及んでいた。

そこで、本発明は、一度回収した異物の逆戻りを防ぐクリーニング装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明のクリーニング装置は、静電潜像が形成される感光体に接触して前記感光体上の異物を回収する回収部材と、前記回収部材から異物を吸着するシャフトと、前記シャフトに接触して前記シャフトに吸着した異物を掻き取る掻き取り部材と、前記回収部材と前記シャフトを収容し、前記掻き取り部材が取り付けられた筐体と、を備え、前記掻き取り部材は、弾性部材と、当該弾性部材に貼り付けられて前記シャフトに摺接する繊維部材とから構成され、前記弾性部材は、前記繊維部材の繊維が押しつぶされて圧縮される程度に前記シャフトを押圧していることを特徴とする。

このように構成されたクリーニング装置によれば、繊維部材の繊維がシャフトと弾性部材の間に隙間なく密集するので、シリカは繊維と絡み合うようにして堆積する。これにより、堆積したシリカがすり抜けようとしても絡みついた繊維で止めることができる。

本発明によれば、クリーニング装置は、逆戻りすることなく、異物を確実に回収することができる。

本発明の一実施形態におけるカラープリンタを示す側断面図である。 プロセスカートリッジの構造を示す拡大断面図である。 シャフトと掻き取り部材の拡大図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、本発明のクリーニング装置を有する現像装置が装着されて用いられるカラープリンタ１（画像形成装置）の全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することにする。

また、以下の説明においては、カラープリンタ１の使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することにする。すなわち、図１においては、左側を「前（手前）側」とし、右側を「後（奥）側」とし、紙面垂直方向のうち奥側を「左側」とし、紙面垂直方向のうち手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜カラープリンタの全体構成＞
カラープリンタ１は、図１に示すように、本体筐体１０内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０とを備えている。

本体筐体１０の上部には、開閉自在なアッパーカバー１２が設けられている。アッパーカバー１２の上面は、本体筐体１０から排出された用紙Ｐを蓄積する排紙トレイ１３となっており、下面にはＬＥＤユニット４０を保持する複数の保持部材１４が設けられている。

給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、本体筐体１０に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、この給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の手前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４および分離パッド２５を主に備えている。

このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ２６とピンチローラ２７の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。

プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１２と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、図２に示すように、ドラムユニット５１と、ドラムユニット５１に対して着脱自在に装着される現像ユニットの一例としての現像カートリッジ６１とを備えている。

なお、各現像カートリッジ６１は、トナー収容室６６に収容される現像剤の一例としてのトナーＴの色が相違するのみであり、構成は同一である。ここで、本実施形態においては、用紙Ｐの搬送方向における最上流側に配置されるプロセスカートリッジ５００の現像カートリッジ６１内に、黒色のトナーが収容されている。

なお、ドラムユニット５１は、用紙Ｐの搬送方向における最上流側に配置されるドラムユニット５１０の一部のみが異なる構造であり、その他の構成は同一である。なお、用紙Ｐの搬送方向における最上流側に配置されるプロセスカートリッジ５００のドラムユニット５１０の他のドラムユニット５２０と異なる部分については、後で詳述する。

ドラムフレーム５２（筐体）は、現像カートリッジ６１が装着されることで、外側から感光ドラム５３（感光体）を臨む露光穴５５が形成されるようになっている。この露光穴５５には、感光ドラム５３の上方の面にＬＥＤユニット４０が対向して挿入される。

現像カートリッジ６１は、現像フレーム６２と、現像フレーム６２に回転可能に支持される現像ローラ６３および供給ローラ６４と、層厚規制ブレード６５とを備え、トナーＴを収容するトナー収容室６６を有している。

転写ユニット７０は、図１に示すように、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２および搬送ベルト７３と、転写ローラ７４およびクリーニング部７５とを主に備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。

クリーニング部７５は、搬送ベルト７３の下方に配置され、搬送ベルト７３に付着したトナーを除去し、その下方に配置されたトナー貯留部７６に除去したトナーを落下させるように構成されている。

定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光ドラム５３の表面が、帯電器５４により一様にプラスに帯電された後、各ＬＥＤユニット４０から照射される光により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。

また、トナー収容室６６内のトナーが、供給ローラ６４の回転により現像ローラ６３に供給され、現像ローラ６３の回転により現像ローラ６３と層厚規制ブレード６５との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ６３上に担持される。ここで、現像ローラ６３上に担持されるトナーは、供給ローラ６４と現像ローラ６３との間や、現像ローラ６３と層厚規制ブレード６５との間で、正に摩擦帯電される。

現像ローラ６３上に担持されたトナーは、現像ローラ６３が感光ドラム５３に対向して接触するときに、感光ドラム５３上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム５３上でトナーが選択的に担持されて静電潜像が可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される。

そして、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過すると、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。

排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、手前側に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｐを搬送する複数対の搬送ローラ９２を主に備えている。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、本体筐体１０の外側に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。

＜クリーニング装置の詳細構造＞
次に、第１クリーニング装置１００および第２クリーニング装置２００の詳細について説明する。

図２に示すように、第１クリーニング装置１００は、用紙Ｐの搬送方向最上流側のドラムユニット５１０のみに設けられており、主にクリーニングローラ１１０、シャフト１２０および掻き取り部材１３０を備えている。

クリーニングローラ１１０は、ドラムフレーム５２に収容されている回収部材の一例であり、感光ドラム５３に接触するように回転可能に設けられ、感光ドラム５３上に付着する紙粉、トナーおよびトナーの外添剤であるシリカ等の異物Ｄを一時的に回収している。

具体的に、クリーニングローラ１１０は、印刷中において負の電圧が印加されることで、感光ドラム５３から用紙Ｐに転写されずに感光ドラム５３上に残った正に帯電しているトナーを引き寄せて保持する。

そして、クリーニングローラ１１０に、印刷時以外の所定のタイミングにおいて感光ドラム５３の表面上の電位よりも大きなプラスの電圧が印加されることで、クリーニングローラ１１０で保持していたトナーが感光ドラム５３に戻される。なお、この際、感光ドラム５３には現像ローラ６３の表面電位よりも高い正の電圧が印加されるようになっており、これにより、感光ドラム５３上から現像ローラ６３へ正に帯電しているトナーが回収される。

また、この際、感光ドラム５３上に付着している負に帯電した紙粉は、正の電圧が印加されたクリーニングローラ１１０に引き寄せられて保持される。

シャフト１２０は、ドラムフレーム５２に収容され、クリーニングローラ１１０の後斜め上側に回転可能に設けられており、クリーニングローラ１１０上で保持した紙粉を引き寄せて吸着する。具体的に、印刷時においては、クリーニングローラ１１０に印加される負の電圧よりも絶対値が小さい負の電圧がシャフト１２０に印加されている。これにより、シャフト１２０の電位がクリーニングローラ１１０の電位よりも高くなるので、クリーニングローラ１１０上の正に帯電しているトナーが、電位の高いシャフト１２０には移動せずに、良好にクリーニングローラ１１０上で保持される。

また、印刷時以外の所定のタイミングにおいては、クリーニングローラ１１０に印加されるプラスの電圧よりも大きなプラスの電圧がシャフト１２０に印加されている。これにより、シャフト１２０の電位がクリーニングローラ１１０の電位よりも高くなるので、クリーニングローラ１１０上に残っているトナーがシャフト１２０に移動せず、かつ、クリーニングローラ１１０上に吸着したマイナスの紙粉が、電位の高いシャフト１２０に引き寄せられて保持される。

掻き取り部材１３０は、図３に示すように、スポンジ１３１（弾性部材）と、スポンジ１３１に貼り付けられている植毛部材１３２（繊維部材）とから構成されており、シャフト１２０の表面に摺接するように、シャフト１２０の後斜め上側に設けられている。そのため、シャフト１２０上に吸着した紙粉は、この掻き取り部材１３０で掻き取られて下方に落とされるようになっている。なお、掻き取り部材１３０の下方には、落下する紙粉を受けるための有底筒状の異物溜め部５１Ａがドラムユニット５１０の一部として形成されている（図２参照）。

スポンジ１３１は、ドラムフレーム５２に取り付けられており、植毛部材１３２を介してシャフト１２０を押圧している。このように、スポンジ１３１によって植毛部材１３２を押圧すると、植毛部材１３２がシャフト１２０から受ける反力でスポンジ１３１が容易に変形し、植毛部材１３２がシャフト１２０に倣った形状になるので、ゴム等を用いた場合と比べて植毛部材１３２の単位面積当たりにかかる力が大きくなりすぎない。

植毛部材１３２は、基材１３３に複数の繊維束１３４が密集して植毛された部材であり、基材１３３がスポンジ１３１に貼り付けられ、繊維束１３４が基材１３３からシャフト１２０へ向かって延びている。この植毛部材１３２は、スポンジ１３１によってシャフト１２０に押し付けられ、繊維束１３４が押しつぶされて圧縮されている。これにより、シャフト１２０とスポンジ１３１の間に繊維束１３４が隙間なく密集するため、確実に異物Ｄを堰き止めることができる。

第２クリーニング装置２００は、図２に示すように、最上流側のドラムユニット５１０以外の３つのドラムユニット５１にそれぞれ設けられており、クリーニングローラ２１０を備えている。クリーニングローラ２１０は、感光ドラム５３と摺接するように回転可能に設けられており、第１クリーニング装置１００のクリーニングローラ１１０と同様の電圧が印加されることによって、感光ドラム５３上に付着するトナーを一時的に回収している。

以上のような構成のカラープリンタ１の作用および効果について説明する。
カラープリンタ１において印刷動作を実行させると、図２に示すように、各感光ドラム５３と転写ローラ７４の間に用紙Ｐが搬送され、これらの間で各色のトナー像が用紙Ｐに転写される。このとき、最上流側のプロセスカートリッジ５００において、用紙Ｐに転写されずに感光ドラム５３上に残ったトナーは、感光ドラム５３の回転方向下流側に位置してマイナスに帯電するクリーニングローラ１１０によって回収される。ここで、前述したようにシャフト１２０には、クリーニングローラ１１０に印加されるマイナスの電圧よりも絶対値が小さいマイナスの電圧が印加されているので、クリーニングローラ１１０に回収されたトナーは、感光ドラム５３およびシャフト１２０のいずれにも移ることなくクリーニングローラ１１０で保持される。

また、このとき、用紙Ｐからマイナスに帯電した紙粉が発生すると、この紙粉はプラスに帯電された感光ドラム５３上に付着する。そして、この感光ドラム５３上の紙粉は、マイナスに帯電されたクリーニングローラ１１０に移ることなく、感光ドラム５３上に付着したまま移動する。

そして、印刷時以外の所定のタイミング（例えば印刷が完了した直後など）になると、前述したようにクリーニングローラ１１０に感光ドラム５３の表面電位よりも大きなプラスの電圧が印加されるとともに、シャフト１２０にクリーニングローラ１１０にかかる電圧よりも大きなプラスの電圧が印加される。これにより、クリーニングローラ１１０上のトナーが、感光ドラム５３上に移り、この感光ドラム５３によって搬送されて感光ドラム５３よりも電位の低い現像ローラ６３で回収される。

また、このとき、感光ドラム５３上で保持されていたマイナスの紙粉は、プラスのクリーニングローラ１１０上に移動した後、このクリーニングローラ１１０よりも高い電位となるシャフト１２０上に移動する。この際、シャフト１２０には、紙粉以外にも、クリーニングローラ１１０に付着したトナー及びトナーの充填剤であるシリカ等も、電気的または物理的に吸着することがある。そして、シャフト１２０上の紙粉、トナー及びシリカ等の異物Ｄは、図３に示すように、掻き取り部材１３０で掻き取られて下方に落下し、異物溜め部５１Ａで受けられる。

本実施形態では、掻き取り部材１３０を、スポンジ１３１と植毛部材１３２とで構成することで、植毛部材１３２の繊維束１３４がシャフト１２０とスポンジ１３１の間に隙間なく密集しているので、異物Ｄを確実に堰き止めることができる。この堰き止められた異物Ｄの中のシリカの一部は、異物溜め部５１Ａへ落下せずに、植毛部材１３２のシャフト１２０の回転方向上流端でシャフト１２０の上で堆積する。しかし、この堆積したシリカは、繊維束１３４と絡み合いながら堆積しているため、シャフト１２０と掻き取り部材１３０の間をすり抜けることはない。これにより、一度回収した異物Ｄが感光ドラム５３上に逆戻りするのを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、繊維部材の一例として植毛部材１３２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、繊維部材として、フェルトやパイル等を採用してもよい。

前記実施形態では、弾性部材の一例としてスポンジ１３１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、弾性部材として、ゴムを採用してもよい。

また、前記実施形態では、シャフト１２０および掻き取り部材１３０を、最上流側のドラムユニット５１０のみに設けていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、全てのドラムユニット５１にシャフト１２０および掻き取り部材１３０を設けてもよい。

前記実施形態では、感光体として感光ドラム５３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。

また、前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

１ カラープリンタ
５０ プロセスカートリッジ
５１ ドラムユニット
５１Ａ 異物溜め部
５２ ドラムフレーム
５３ 感光ドラム
１００ 第１クリーニング装置
１１０ クリーニングローラ
１２０ シャフト
１３０ 掻き取り部材
１３１ スポンジ
１３２ 植毛部材
１３３ 基材
１３４ 繊維束
Ｄ 異物
Ｐ 用紙

Claims (3)

1. 静電潜像が形成される感光体に接触して前記感光体上の異物を回収する回収部材と、
   前記回収部材から異物を吸着するシャフトと、
   前記シャフトに接触して前記シャフトに吸着した異物を掻き取る掻き取り部材と、
   前記回収部材と前記シャフトを収容し、前記掻き取り部材が取り付けられた筐体と、を備え、
   前記掻き取り部材は、弾性部材と、当該弾性部材に貼り付けられて前記シャフトに摺接する繊維部材とから構成され、
   前記弾性部材は、前記繊維部材の繊維が押しつぶされて圧縮される程度に前記シャフトを押圧していることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記繊維部材は、植毛された部材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装置。
3. 前記弾性部材は、スポンジであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニング装置。

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