JP2014211518A - クリーニング装置とそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】残留トナーを、簡単な構成で長期間にわたって良好に除去すること。
【解決手段】感光体ドラムに接触して残留現像剤を剥離する板状のブレードと、前記ブレードを端部に支持する支持部材と、板状弾性部材とを備え、前記支持部材はブレードを前記板状弾性部材を介して弾性的に支持することを特徴とするクリーニング装置。
【選択図】図９

Description

本発明は、クリーニング装置とそれを用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、感光体上に残った現像剤を除去するためのクリーニング装置としては、一般的にブレードによる掻取り方式が用いられている。この方式では、ゴム製のブレードを感光体に所定の接触圧力にて当接させて、感光体表面を拭取ることで感光体上から残留現像剤を除去するものである。

そのため、長期間使用するとブレードの先端が感光体表面との摩擦によって磨耗し、あるいはまた、ブレード先端に現像剤が凝集、固着してその結果クリーニング性が低下し、画像不良が発生することになる。

この問題を解決するために、トナー像担持体上からクリーニングブレードを用いて残留トナーを除去する画像形成装置において、トナー像を球形トナーにより形成し、トナー像担持体に対して該クリーニングブレードを接離させる接離駆動手段と、トナー像担持体上の所定領域のクリーニングを終了したタイミングで、該クリーニングブレードがトナー像担持体から離間するように該接離駆動手段を制御する制御手段とを設けた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−６３０７１号公報

しかしながら、このような従来の画像形成装置においては、使用するトナーが球形トナーに限定されることや、残留トナーを除去するクリーニングブレードを駆動する機構およびその制御が複雑になるという問題があった。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、使用トナーが制限されず、簡単な構造と制御によって効率よく残留トナーを除去することができるクリーニングユニットと、それを用いた画像形成装置を提供するものである。

この発明は、感光体ドラムに接触して残留現像剤を剥離する板状のブレードと、前記ブレードを端部に支持する支持部材と、板状弾性部材とを備え、前記支持部材はブレードを前記板状弾性部材を介して弾性的に支持することを特徴とするクリーニング装置を提供するものである。

この発明によれば、ブレードが板状弾性部材を介して支持部材に弾性的に支持されるので、ブレードが摩擦しても感光体ドラムに対する接触圧力の減少が少く、残留現像剤の剥離作用が長期間にわたって良好に維持される。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成説明図である。 この発明の実施形態に係るプロセス装置を示す正面図である。 図２のＦ矢視図である。 図２のＲ矢視図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 この発明の実施形態に係るクリーニングブレードの側面図である。 図６に示すクリーニングブレードの要部を示す正面図である。 図６に示すクリーニングブレードの要部を示す側面図である。 図２に示すプロセス装置のクリーニングブレードの設置構造を示す説明図である。 この発明の実施形態に係る廃トナー回収スクリューを示す斜視図である。 この発明の実施形態に係る廃トナー回収スクリューを示す斜視図である。 クリーニングブレードの比較例を示す図６対応図である。

この発明によるクリーニング装置は、感光体ドラムに接触して残留現像剤を剥離する板状のブレードと、前記ブレードを端部に支持する支持部材と、板状弾性部材とを備え、前記支持部材はブレードを前記板状弾性部材を介して弾性的に支持することを特徴とする。

前記ブレードは感光体ドラムに接触する先端部と、先端部と反対側の基端部とを備え、板状弾性部材は、一端の表面が支持部材の端部に、他端の裏面がブレードの基端部にそれぞれ固定されて支持部材の端部を支点として弾性変形可能であることが好ましい。

前記ブレードはウレタンゴム製であってもよい。
前記ブレードは前記板状弾性部材と一体成形されてもよい。
前記ブレードは前記板状弾性部材と接着剤で接着されてもよい。
前記板状弾性部材は、りん青銅とステンレス鋼とばね鋼のいずれか１つから形成可能である。
この発明は別の観点から上記クリーニング装置を用いた画像形成装置を提供するものである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

画像形成装置の構成と動作
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を表す構成説明図である。
図１に示すように、画像形成装置１は、印刷モードとしてコピアモード（複写モード）、プリンタモード、ＦＡＸモードを有しており、図示しない操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、図示しない制御部によって選択される。

図１に示すように、画像形成装置１は、原稿読み取り部１０（原稿読取手段）、給紙部２０（給紙手段）、印刷部３０（印刷手段）、排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。

以下に、上記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
ユーザが、原稿読み取り部１０（スキャナ部）のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後、給紙部２０の給紙カセット２１或いは装置側面に設けられたオプション給紙トレイＸｂに用紙（記録シート）を装着し、さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（図示しない）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。

スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（図示しない）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２または２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され、給紙された用紙はレジストローラ３１へ到達する。このレジストローラ３１により、用紙は、感光体ドラム３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。

一方、原稿読み取り部１０においては、コピーランプ１２ａ（光源）が点灯し、コピーランプユニット１２が移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、該反射光は、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３、第３ミラー１４、光学レンズ１５から、ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。

このようにして読み取られた画像情報は、図示しない制御部が備えるＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、ＬＳＵユニット３３へプリントデータとして送信される。

一方、感光体ドラム３２は、帯電ユニット３４により、全体が所定電位に帯電される。ＬＳＵユニット３３からのレーザ光は、ポリゴンミラーや各種レンズを通して、感光体ドラム３２へ照射されて、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。その後、現像槽３５中の現像ローラ３５ａ上のトナーが、感光体ドラム３２表面上に引き寄せられ、静電潜像はトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化される。

また、作像される用紙（シート）は、タイミングを合わせてレジストローラ３１により、感光体ドラム３２方向へ搬送され、転写ユニット３６（コロナチャージャ）により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはクリーニングブレード３７ａによってかきとられ、クリーニングユニット３７により回収される。

他方、トナーの転写が終了した用紙は、定着装置３８（定着工程）の上ヒートローラ３８ａと下ヒートローラ３８ｂを通過して、熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙部４０を構成する排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。

また、原稿読み取り部１０が備えるＡＤＦ１０ａ（自動原稿供給装置）の原稿トレイＸａに原稿が載置されていることが、所定のセンサにより検出されている場合には、ＡＤＦ１０ａにより原稿が自動供給されてコピーが実行される。 即ち、前記スタートキー操作がなされたときにＡＤＦ１０ａの原稿給送ローラ１７が回転し、原稿トレイＸａ上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送路を搬送される一方、前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。
このようにして画像が読み取られた原稿は、原稿排出部１８へ排出される。

プロセス装置
次に、図２に示すプロセス装置について詳細に説明する。
図２はプロセス装置１００の長手方向の正面図である。プロセス装置１００は、図１の感光体ドラム３２，現像槽３５，帯電ユニット３４，およびクリーニングユニット３７などを図１の画像形成装置１に着脱できるようにカセット化したものであり、樹脂製のフレーム１０１によってまとめられ、下方の一部に感光体ドラム３２が露出している。

図２におけるＦ矢視図、及びＲ矢視図をそれぞれ図３、及び図４に示す。
また、Ａ−Ａ断面図を、図５に示す。

プロセス装置１００を画像形成装置１に装着するには、画像形成装置１の前面（操作側）から図２の矢印Ｂ方向に挿入する。
図２，図３に示すように、フレーム１０１の先端１０２には、位置決め用の小判穴が設けられており、画像形成装置１に取付けられた位置決めボス（図示せず）と嵌合し、挿入後、締付けビス１０４にて固定される。

また、フレーム１０１には、後述する廃トナー排出用パイプ１０５、及び感光体ドラム３２を固定するための軸受ホルダ１０６等が設けられている。

図４に示すように、フレーム１０２においては、感光体ドラム３２を回転駆動するためのギア１０７や、後述する廃トナー回収用スクリューを駆動するためのカップリングギア１０８等が設けられている。

クリーニングユニットとクリーニングブレード
図５に示すように、感光体ドラム３２は矢印Ｃ方向（反時計）に回転するようになっている。
感光体ドラム３２の周囲には、帯電ユニット３４、クリーニングユニット３７が設けられている。

クリーニングユニット３７の内部には、クリーニングブレード３７ａ、廃トナー回収スクリュー１０８ａ、及び１０９が設けられている。

次に、図６〜図９を用いて、クリーニングブレード３７ａについて説明する。
図６に示すように、クリーニングブレード３７ａは例えばリン青銅やステンレス、あるいは、ばね鋼製の弾性を有する薄板２００と、その先端（反固定側、自由端）の裏面に固定されたウレタンゴム製のブレード（規制部材）２０１と、薄板２００の他端の表面を固定するＬ型板金（支持部材）２０２から構成されている。

薄板２００とブレード２０１は接着剤等で固定してもよいし、両部材を同時に一体成形してもよい。一体成形とすれば、接着材で貼り付けるよりも寸法精度のよいブレードを作ることができるが、成形金型が必要となる。

接着剤で接着すれば、金型不要で安価にブレードを作ることができる。
なお、ウレタンゴムは、一般的なウレタン材料であり、安価で安定的にブレードを生産することができる。

また、板金２００をＬ型板金２０２に固定する方法は、特に規定しないが、例えば図７，図８に示すように、薄板２００にビス固定用丸穴２００ａと、薄板２００の位置決め用丸穴２００ｂ、及び長穴２００ｃが設けてあれば、Ｌ型板金２０２の所定の位置にビス固定ができる。
あるいは、ライン２００ｄ上をレーザー溶接等によって固定してもよい。

薄板２００の他端は、前述のようにＬ型板金２０２の一辺に固定されており、板金２０２の端部Ｅを支点として薄板２００が上下（矢印Ｈ方向）に湾曲するよう構成されている。
なお、薄板２００の材料として、りん青銅を用いると適度な可撓性が得られるので、感光体ドラム３２との接触圧力を最適に維持することができる。

また、ステンレス鋼を用いると、適度な可撓性と強度とが得られるので、感光体ドラム３２との接触圧力を最適に維持することができる。
また、ばね鋼を用いると、適度な可撓性と強度とが得られので、感光体ドラム３２との接触圧力を最適に維持することができると共に、安価に製作することができる。

本実施例では、ブレード２０１と感光体ドラム３２との接触線圧を１４．７〜３４．３Ｎ／ｍ程度となるよう設定した。
また、薄板２００の板厚は、０．５ｍｍ以下とした。板厚がそれ以上あると、適度な可撓性を得ることができず、クリーニング性を良好に維持することができなかったためである。

クリーニングユニット３７には、図９に示すように、前記感光体ドラム３２の直上にあって、その内部に現像剤を掻取るためのクリーニングブレード３７ａと、掻取った現像剤を回収、搬送するための複数の回転部材が前記クリーニングブレード３７ａの上方に設けられているので、小型でしかもクリーニング性が高く、現像剤の回収効率がよいため、その結果画像不良のない良好な画像が長期間継続して得られる。

具体的には、図５、及び図９に示すように、クリーニングユニット３７の内部に、廃トナー回収スクリュー１０８ａ、及び１０９が設けられている。回転方向はいずれも図９に示すように、反時計方向である。これらの外観図を図１０，１１に示した。

廃トナー回収スクリュー１０９の役目は、ブレード先端に滞留するトナーを逐次ブレードから離して、スクリュー１０８ａへ搬送することである。そのため、羽の形は平板にして効率良くトナーを斜め上方へ送れるよう最適化されている。

一方、スクリュー１０８ａの役目は、搬送されてきたトナーを効率良く、プロセス装置１００の外で画像形成装置１内の所定の位置にある回収容器へと排出することである。そのため、羽の形は図示の如くスクリュー状であって、送りピッチ等は最適化されている。

スクリュー１０８ａの一端は、図２で示した廃トナー排出用パイプ１０５に連通している。
また、スクリュー１０８ａの他端は、図４で示したスクリュー用のカップリングギア１０８に結合しており、画像形成装置１内の駆動装置（図示せず）から駆動力が入力される。同時に感光体ドラム３２を回転駆動するためのギア１０７にも駆動力が入力される。

更に、カップリングギア１０８からの駆動は、図示しないギアによって連結ギア１１１（図４）に伝達され、図示しないギアによって廃トナー回収スクリュー１０９にも駆動力が伝達される。

図５に示すように、前記２本のスクリュー１０８ａ，１０９はクリーニングブレード３７ａの上方にあって、しかもクリーニングブレード３７ａの傾斜に沿うような形で配置されているので、プロセス装置１００の小型化に寄与している。

性能試験
クリーニングブレード３７ａとして図６に示すものを用いたクリーニングユニット３７（実施例）と、図１２に示すものを用いたクリーニングユニット３７（比較例）をそれぞれ画像形成装置１（図１）に装填し、画像形成試験を行った。その結果の一例は次表の通りである。

なお、成績を示す印の意味は次の通りである。
◎・・・画像不良の全くない良好なレベル
○・・・ごくまれにトナースジ等の画像不良はあるが、気にならぬレベル
△・・・１００枚に数枚程度トナースジ等の画像不良があるレベル
×・・・１０枚に数枚程度トナースジ等の画像不良があるレベル

また、試験条件は次の通りである。
廃トナー回収スクリュー１０８ａ，１０９：外径１２ｍｍ
感光体ドラム３２：外径３０ｍｍ
ブレード２０１：材質ウレタンゴム、板厚２ｍｍ
長さ１４ｍｍ(実施例)、１４ｍｍ(比較例)
設定接触線圧１９．６Ｎ／ｍ(実施例)、３３．３Ｎ／ｍ(比較例)

この表から、この発明のクリーニングブレードによれば、ブレード２０１が感光体ドラム３２との接触により摩耗しても、感光体ドラム３２との接触圧力が薄板２００の作用により適正範囲に維持され、良好クリーニング作用が長期間にわたって継続されることが分る。

１０ 原稿読み取り部
２０ 給紙部
３０ 印刷部
４０ 排紙部
３２ 感光体ドラム
３４ 帯電ユニット
３７ クリーニングユニット
１００ プロセスユニット
１０８ａ トナー回収スクリュー
１０９ トナー回収スクリュー

Claims (5)

1. 感光体ドラムに接触して残留現像剤を剥離する板状のブレードと、前記ブレードを端部に支持する支持部材と、板状弾性部材とを備え、前記支持部材はブレードを前記板状弾性部材を介して弾性的に支持することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記ブレードは感光体ドラムに接触する先端部と、先端部と反対側の基端部とを備え、板状弾性部材は、一端の表面が支持部材の端部に、他端の裏面がブレードの基端部にそれぞれ固定されて支持部材の端部を支点として弾性変形可能である請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記ブレードはウレタンゴム製である請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
4. 前記板状弾性部材は、りん青銅とステンレス鋼とばね鋼のいずれか１つから形成される請求項１〜３のいずれか１つに記載のクリーニング装置。
5. 請求項１〜４に記載のクリーニング装置を用いた画像形成装置。