JP2014235221A - クリーニング装置およびこれを用いる画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】廃トナー搬送スクリューの駆動モータへの負荷の増加を低減し、消費電流の増加の少なくして省力化を図るとともに、トナー像担持体近傍の廃トナーを効率良く除去することができるクリーニング装置およびこれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト(61)の残留トナーを除去するクリーニングブレード(651)と、除去したトナーを搬送する廃トナー搬送スクリュー(652)を備えた中間転写ベルトクリーニング装置(65)において、クリーニングブレード(651)と廃トナー搬送スクリュー(652)との間に、廃トナー搬送スクリュー(652)に一部が接触して動きに連動して振動する複数の羽根部(654a)を有する振動体(654)を備え、羽根部(654a)には、中間転写ベルト(61)に向かい突出し、かつ近接配置される突出部(654a1)を備えることを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、電子写真方式により形成されたトナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置およびこれを用いる画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置は、回転駆動される感光体ドラムを帯電器により帯電し、前記感光体ドラムに画像情報に応じた光照射により静電潜像を形成し、現像装置によりこの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を中間転写体を介して、または直接シート材、用紙などの記録媒体に転写して画像を出力するようにされている。
このように構成された画像形成装置におけるトナー像が形成される感光体ドラム(トナー像担持体)では、転写工程において、感光体ドラム上に顕像化された画像情報(トナー像)の全てが用紙や中間転写体上に転写されることは無く、一般的に転写効率は装置によっても、転写機構によっても異なるが概ね85〜95%の転写効率であると言われている。
このようにして感光体ドラム上に残留したトナーは、転写工程の後に感光体ドラム上に付着した状態となり、次の画像形成において悪影響を及ぼし印字品位を低下させる要因となる。
そこで、従来では、感光体ドラムの外周部において、トナー像が中間転写体や用紙等の転写媒体に転写される転写工程の下流側にクリーニング装置を配置し、トナー像が転写媒体に転写された後に感光体ドラム上に残留したトナーを回収することで該感光体ドラムの表面をクリーニングして、回収された残留トナーを廃トナーボックスに収容するようにしたものが知られている。
例えば、従来技術として、感光体ドラム表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、クリーニングブレードの下方で除去された残留トナー(廃トナー)を受け止めるフィルムと、その廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリューを備えて、前記フィルムを廃トナー搬送スクリューに接触させて振動を付与することにより廃トナーを回収し易くしたクリーニング装置が開示されている(特許文献1を参照)。
しかしながら、上述した機構では、前記フィルムを振動させるために廃トナー搬送スクリューに接触させると廃トナー搬送スクリューを駆動する負荷を増大させることになり、廃トナー搬送スクリューの駆動源であるモータの駆動トルクの増大や消費電流の増加といった別の課題が生じるという問題があった。
そこで、上記問題を解決するために、幅方向が廃トナー搬送スクリューの軸線に対して略垂直に配置される面で構成される複数の羽根部を有するフィルム体で形成された振動体を備え、この振動体を、クリーニングブレードと廃トナー搬送スクリューとの間で、クリーニングブレードに近接し、且つ、複数の羽根部を廃トナー搬送スクリューの螺旋部と当接するように配置し、廃トナー搬送スクリューの回転にともない廃トナー搬送スクリューと当接して変位することにより変形し、廃トナー搬送スクリューとの当接状態から開放されて元の状態に復元する時に振動して、クリーニングブレード上の羽根部付近の廃トナーを振動させるように構成することで、別途駆動手段を備えることなく、廃トナー搬送スクリューを駆動する駆動モータへの負荷の増加を少なくでき、消費電流の増加の少ない省力化を図ったクリーニング装置が開示されている(特許文献2を参照)。
このように構成することで、振動体によってクリーニングブレード上の廃トナーに振動を与えてトナー回収を促進することができるので、クリーニングブレード付近に廃トナーが滞ることなく良好なクリーニング作用によりトナー像担持体の表面を常に良好な状態に維持できる。
特開昭58−144873号公報 特開2009−109830号公報
しかしながら、特許文献2の構成による振動部材では、感光体ドラム近傍の廃トナーを撹拌できないため、特にブレード通過直前の廃トナーを十分に除去できないという課題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、トナー像担持体に残留したトナーを除去するクリーニング処理において、廃トナー搬送スクリューの動作を効率よく利用して、廃トナー搬送スクリューの駆動モータへの負荷の増加を低減し、消費電流の増加の少なくして省力化を図るとともに、トナー像担持体近傍の廃トナーを効率良く除去することができるクリーニング装置およびこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために本発明に係るクリーニング装置およびこれを用いる画像形成装置は以下のように構成される。
本発明に係るクリーニング装置は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置におけるトナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、前記トナー像担持体表面の残留トナーを除去するための清掃部材(例えば、クリーニングブレード)と、前記清掃部材により前記トナー像担持体から除去したトナーを搬送するための廃トナー搬送部材(例えば、撹拌搬送部材)を備えたクリーニング装置において、前記清掃部材と前記廃トナー搬送部材との間に、前記廃トナー搬送部材に一部が接触して前記廃トナー搬送部材の動きに連動して振動する複数の羽根部を有する振動部材を備え、前記羽根部の構成として、前記清掃部材の前記トナー像担持体との接触部付近で前記トナー像担持体に向かい突出して前記トナー像担持体に近接配置される突出部を備えることを特徴とするものである。
また、本発明は、前記振動部材の構成として、前記羽根部を支持する支持部と、複数の前記羽根部と前記支持部とを前記廃トナー搬送部材に沿って一体的に構成する基部とを備え、前記羽根部と前記支持部との境界部に、円弧状切り欠き部を形成することが好ましい。
また、本発明は、前記振動部材の構成として、前記支持部と前記基部との境界部(羽根部が構成されている側)に、円弧状切り欠き部を形成することが好ましい。
また、本発明は、前記羽根部を前記廃トナー搬送部材の長手方向(例えば、廃トナー搬送部材がスクリュー体で構成されている場合は軸線方向)に対して略垂直に配置される面により構成して、前記清掃部材が前記トナー像担持体に接触した状態のとき、前記羽根部の前記トナー像担持体に対向する部分の一部が前記清掃部材に当接することで、前記突出部を前記トナー像担持体に接触しない位置に配置することが好ましい。
また、本発明は、前記羽根部と前記清掃部材との当接は、前記清掃部材が前記トナー像担持体に接触した状態のとき、前記羽根部の端縁と前記清掃部材の端縁とが当接した状態、すなわち点接触となることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、トナー像を担持するトナー像担持体表面の残留トナーを除去するための清掃部材と、前記清掃部材により前記トナー像担持体から除去したトナーを搬送するための廃トナー搬送部材を具備するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置として、請求項1から5のうちの何れか一項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
本発明のクリーニング装置によれば、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置におけるトナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、前記トナー像担持体表面の残留トナーを除去するための清掃部材(例えば、クリーニングブレード)と、前記清掃部材により前記トナー像担持体から除去したトナーを搬送するための廃トナー搬送部材(例えば、撹拌搬送部材)を備えたクリーニング装置において、前記清掃部材と前記廃トナー搬送部材との間に、前記廃トナー搬送部材に一部が接触して前記廃トナー搬送部材の動きに連動して振動する複数の羽根部を有する振動部材を備え、前記羽根部の構成として、前記清掃部材の前記トナー像担持体との接触部付近で前記トナー像担持体に向かい突出して前記トナー像担持体に近接配置される突出部を備えることで、前記羽根部の先端部をトナー像担持体に近づけることができるので、トナー像担持体ドラム近傍の廃トナーを効果的に撹拌しながら除去することができる。これにより、廃トナー搬送部材の動作を効率よく利用して、廃トナー搬送部材の駆動モータへの負荷の増加を低減し、消費電流の増加の少なくして省力化を図るとともに、トナー像担持体近傍の廃トナーを効率良く除去することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、トナー像を担持するトナー像担持体表面の残留トナーを除去するための清掃部材と、前記清掃部材により前記トナー像担持体から除去したトナーを搬送するための廃トナー搬送部材を具備するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置として、請求項1から5のうちの何れか一項に記載のクリーニング装置を用いることで、廃トナー搬送部材の動作を効率よく利用して、廃トナー搬送部材の駆動モータへの負荷の増加を低減し、消費電流の増加の少なくして省力化を図るとともに、トナー像担持体近傍の廃トナーを効果的に撹拌しながら除去することができるので、清掃部材直前の廃トナーを十分に除去してトナー像担持体の表面を常に良好な状態に維持できる。
本発明の第1実施形態に係るクリーニング装置が採用された画像形成装置の構成を示す説明図である。 第1実施形態に係る中間転写ベルトクリーニング装置の構成を示す斜視図である。 前記中間転写ベルトクリーニング装置の内部構造を示す説明図である。 前記中間転写ベルトクリーニング装置を構成するクリーニングブレードと振動体の取付け状態を示す説明図である。 前記中間転写ベルトクリーニング装置を構成する廃トナー搬送スクリューと振動体の位置関係を示す説明図である。 前記中間転写ベルトクリーニング装置を構成する振動体の構成を示す斜視図である。 図5のA矢視図である。 図6のB矢視図である。 前記振動体を構成する羽根部の構成を示す図8のC部詳細図である。 前記羽根部の構成を示す図9のD矢視図である。 本発明の第2実施形態に係る感光体ドラムクリーニング装置の構成を示す斜視図である。 前記感光体ドラムクリーニング装置の内部構造を示す側方断面図である。 前記感光体ドラムクリーニング装置の部分拡大図である。 前記感光体ドラムクリーニング装置を構成するクリーニングブレードと振動体と廃トナー搬送スクリューの取付け状態を示す説明図である。 前記クリーニングブレードと前記振動体の位置関係を示す説明図である。 前記振動体と前記廃トナー搬送スクリューの位置関係を示す説明図である。 前記振動体の構成を示す斜視図である。 従来の感光体ドラムクリーニング装置の構成の一例を示す説明図である。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明を実施する形態の一例であって、本発明の第1実施形態に係るクリーニング装置が採用された画像形成装置の構成を示す説明図である。
第1実施形態に係る画像形成装置100は、図1に示すように、外部から伝達された画像データに応じて、電子写真方式により所定のシート(用紙)に対して多色及び単色の画像を形成するものであって、トナー像が一時的に担持される中間転写ベルト61をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置(クリーニング装置)65を搭載した画像形成装置において、中間転写ベルトクリーニング装置65として本発明に係るクリーニング装置を採用したものである。
まず、第1実施形態に係る画像形成装置100の全体構成について説明する。
画像形成装置100は、図1に示すように、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙(例えば、記録用紙)に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体110と、自動原稿処理装置120とにより構成されている。
装置本体110は、主に、露光ユニット1、現像器2、感光体ドラム3、クリーナユニット4、帯電器5、中間転写ベルトユニット6、定着ユニット7、給紙カセット81、排紙トレイ91等を有して構成されている。
装置本体110の上部に設けられた画像読取り部90の上側には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台92が設けられ、原稿載置台92の上側には自動原稿処理装置120が取り付けられている。
自動原稿処理装置120は、原稿載置台92の上に自動で原稿を搬送するように構成されている。この自動原稿処理装置120は、矢印M方向に回動自在に構成され、原稿載置台92の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
画像形成装置100において扱われる画像データは、ブラック(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。
従って、現像器2、感光体ドラム3、帯電器5、クリーナユニット4は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に設定されている。これらの構成要素によって4つの画像ステーション(画像形成部)が構成されている。
また、ブラック(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)以外にも、例えばシアン(C)およびマゼンタ(M)と同一の色相で濃度がより薄い特性をもつライトシアン(LC)およびライトマゼンタ(LM)を加えた6色であっても良い。
これら6色とすることで、より鮮明な高画質のフルカラー画像を得ることができる。
帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。尚、チャージャ型の帯電器5に代えて、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いたものであっても良い。
露光ユニット1は、外部から入力した画像データまたは原稿から読み取って得られた画像データに応じて、帯電された感光体ドラム3を露光することにより、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム3の表面に形成する画像書込み装置であって、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)として構成される。
この露光ユニット1は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム3に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。また、露光ユニット1としては、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばELやLED書込みヘッドを用いる手法も採用できる。
現像器2は、それぞれの感光体ドラム3上に形成された静電潜像を4色(Y,M,C,BK)のトナーにより顕像化するものである。
感光体ドラム3は、円筒状を呈し、露光ユニット1の上方に配設され、その表面がクリーナユニット4によりクリーニングされ、クリーニングされた表面が帯電器5により均一に帯電される。
クリーナユニット4は、現像・画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを除去・回収する。クリーナユニット4には、クリーニングブレード41と廃トナー搬送スクリュー42が設けられている。
中間転写ベルトユニット6は、感光体ドラム3の上方に配置され、中間転写ベルト61、中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、中間転写ローラ64、及び中間転写ベルトクリーニング装置(クリーニング装置)65を備えている。
中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、及び中間転写ローラ64は、中間転写ベルト61を張架して回転駆動させるように構成されている。
中間転写ローラ64は、感光体ドラム3のトナー像を、中間転写ベルト61上に転写するための転写バイアスを与えるものであって、Y,M,C,BK用の各色に対応して4箇所に設けられている。
中間転写ベルト61は、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成され、各感光体ドラム3に接触するように設けられている。そして、中間転写ベルト61は、感光体ドラム3に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト61上に順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像(多色トナー像)を形成する機能を有している。
感光体ドラム3から中間転写ベルト61へのトナー像の転写は、中間転写ベルト61の裏側に接触している中間転写ローラ64によって行われる。中間転写ローラ64には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
中間転写ローラ64は、直径8〜10mmの金属(例えば、ステンレス)を素材とする軸をベースとし、その軸の表面を導電性の弾性材(例えば、EPDM,発泡ウレタン等)により被覆して構成されている。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト61に対して均一に高電圧を印加するようにされている。
尚、第1実施形態では、転写電極としてローラ形状の中間転写ローラ64を使用しているが、それ以外にブラシ状の電極などを用いることも可能である。
上述したように、各感光体ドラム3上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト61に積層される。このようにトナー像が積層された画像情報は、中間転写ベルト61の回転によって用紙と中間転写ベルト61の接触位置に配置される転写ローラ10によって用紙上に転写される。
このとき、中間転写ベルト61と転写ローラ10とは所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ10にはトナーを用紙に転写させるための電圧、すなわち、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧が印加される。
さらに、転写ローラ10は所定ニップを定常的に得るために、転写ローラ10もしくは中間転写ベルト駆動ローラ62の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等)としたものが用いられる。
また、上述したように、感光体ドラム3に接触することにより中間転写ベルト61に付着したトナー、もしくは転写ローラ10によって用紙上に転写されずに中間転写ベルト61上に残存したトナーは、次工程で形成されるトナー像に対してトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニング装置65によって除去・回収されるように構成されている。
中間転写ベルトクリーニング装置65には、中間転写ベルト61に接触する、例えば、クリーニング部材として中間転写ベルト61上に残留したトナーを除去するクリーニングブレード651と、クリーニングブレード651により回収された残留トナー(廃トナー)を回収容器(図示省略)に搬送する廃トナー搬送スクリュー652が備えられている。
クリーニングブレード651が接触する中間転写ベルト61は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ63で支持されている。
給紙カセット81は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体110の露光ユニット1の下側に設けられている。また、装置本体110の側面の外側に設けられた手差し給紙カセット82にも画像形成に使用する用紙を置くことができる。
排紙トレイ91は、装置本体110の上方に設けられ、印刷済みの用紙をフェイスダウンで集積するためのトレイである。
また、装置本体110には、給紙カセット81及び手差し給紙カセット82の用紙を転写ローラ10や定着ユニット7を経由させて排紙トレイ91に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Sが設けられている。
給紙カセット81乃至手差し給紙カセット82から排紙トレイ91までの用紙搬送路Sの近傍には、ピックアップローラ11a,11b、複数の搬送ローラ12a〜12d、レジストローラ13、転写ローラ10、定着ユニット7等が設けられている。
搬送ローラ12a〜12dは、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。尚、搬送ローラ12bは、用紙を排紙トレイ91に排出する排紙ローラとして機能するため、排紙ローラと称する。
ピックアップローラ11aは、給紙カセット81の端部近傍に備えられ、給紙カセット81から用紙を1枚ずつピックアップして用紙搬送路Sに供給する。
ピックアップローラ11bは、手差し給紙カセット82の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット82から用紙を1枚ずつピックアップして用紙搬送路Sに供給する。
レジストローラ13は、用紙搬送路Sを搬送されている用紙を一旦保持して、感光体ドラム3上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写ローラ10に搬送する機能を有している。
定着ユニット7は、ヒートローラ71及び加圧ローラ72を備えている。
ヒートローラ71及び加圧ローラ72は、用紙を挟んで回転搬送するようになっている。
ヒートローラ71は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されている。そして、加圧ローラ72とともにトナーを用紙に熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。
また、定着ユニット7には、ヒートローラ71を外部から加熱するための外部加熱ベルト73が設けられている。
加圧ローラ72は、ヒートローラ71と同様に円筒状の金属製の芯金の周面に弾性層が設けられて構成されている。そして、ヒートローラ71に対して所定の圧力で当接されるようになっている。
次に、画像形成装置100における用紙の搬送経路について詳細に説明する。
上述したように、画像形成装置100には、予め用紙を収納する給紙カセット81、及び手差し給紙カセット82が設けられている。これら給紙カセット81,82から用紙を給紙するために、各々ピックアップローラ11a,11bにより用紙を1枚ずつ用紙搬送路Sに導くようになっている。
用紙に対する印字要求が片面印字の場合は、各給紙カセット81,82から搬送される用紙は、用紙搬送路Sの搬送ローラ12aによってレジストローラ13まで搬送され、レジストローラ13により用紙の先端と中間転写ベルト61上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ10に搬送されて用紙上に画像情報(トナー像)が転写される。
その後、トナー像が転写された用紙は、定着ユニット7を通過することによって用紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ12bを経て排紙トレイ91上に排出される。
一方、用紙に対する印字要求が両面印字の場合は、片面印字が終了して定着ユニット7を通過した用紙の後端が最終の搬送ローラ12bで把持されたときに、搬送ローラ12bが逆回転することによって用紙を搬送ローラ12c,12dに導かれる。そして、レジストローラ13を経て転写ローラ10に搬送されて用紙裏面に画像情報(トナー像)が転写される。用紙裏面にトナー像が転写された用紙は、再び定着ユニット7を経て未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ12bを経て排紙トレイ91に排出される。
次に、画像形成装置100に採用された特徴的な中間転写ベルトクリーニング装置65の構成について、図面を参照して詳細に説明する。
図2は第1実施形態に係る中間転写ベルトクリーニング装置の構成を示す斜視図、図3は前記中間転写ベルトクリーニング装置の内部構造を示す説明図、図4は前記中間転写ベルトクリーニング装置を構成するクリーニングブレードと振動体の取付け状態を示す説明図、図5は前記中間転写ベルトクリーニング装置を構成する廃トナー搬送スクリューと振動体の位置関係を示す説明図である。
第1実施形態に係る中間転写ベルトクリーニング装置65は、図2,図3に示すように、中間転写ベルト61の幅方向(W方向)に沿って長く設けられ、中間転写ベルト61の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード651と、クリーニングブレード651により中間転写ベルト61から除去され回収された廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリュー652と、廃トナー搬送スクリュー652を回転駆動する廃トナー搬送スクリュー駆動源653と、クリーニングブレード651上の廃トナーを振動させる振動体654と、廃トナー搬送パイプ655とを備え、回収した廃トナー(残留トナー)を図示しない回収容器に搬送するようにしたものである。
クリーニングブレード651は、図2に示すように、中間転写ベルト61の幅方向(W方向)に沿って長く延設され、図1に示すように、中間転写ベルト61の表面に当接するように配置されている。
廃トナー搬送スクリュー652は、図3,図5に示すように、半径方向に幅を持ったフィン(螺旋部)652aが所定のピッチ間隔で螺旋状に構成されたものであって、中間転写ベルトクリーニング装置65の長手方向両端部に渡りクリーニングブレード651に沿って略平行に長く延設されている。
中間転写ベルトクリーニング装置65の一端側には、図3に示すように、廃トナー搬送スクリュー駆動源653が配置されている。廃トナー搬送スクリュー駆動源653は、廃トナー搬送スクリュー652の一端部と連結されている。
中間転写ベルトクリーニング装置65の他端側には、中間転写ベルトクリーニング装置65内部と連通する廃トナー搬送パイプ655が連結されている。
振動体654は、図3,図4,図5に示すように、クリーニングブレード651と廃トナー搬送スクリュー652との間でクリーニングブレード651の長手方向に沿って延設されている。また、振動体654は、クリーニングブレード651に近接配置されるとともに、一部が廃トナー搬送スクリュー652と当接するように配置されている。
クリーニングブレード651と振動体654は、取付けホルダ656によって図示しない中間転写ベルトクリーニング装置65の筐体に取付けられている。
ここで、第1実施形態に係る特徴的な振動体654について図面を参照して詳細に説明する。
図6は第1実施形態に係る中間転写ベルトクリーニング装置を構成する振動体の構成を示す斜視図、図7は図5のA矢視図、図8は図6のB矢視図、図9は前記振動体を構成する羽根部の構成を示す図8のC部詳細図、図10は前記羽根部の構成を示す図9のD矢視図である。
振動体654は、フィルム体で形成され、図6〜図10に示すように、主に、廃トナー搬送スクリュー652のフィン652aに当接する複数の羽根部654aと、それぞれの羽根部654aを支持する支持部654bと、複数の羽根部654aおよび支持部654bとを一体的に構成する基部654cとにより構成されている。羽根部654a、支持部654bおよび基部654cは一体的に形成されている。
羽根部654aは、幅方向が廃トナー搬送スクリュー652の軸線に対して略垂直に配置される面で構成されている。そして、羽根部654aは、図9,図10に示すように、基部654cが取付けられる方向に対して略90°に折り曲げて、長手方向に櫛歯状に連設されている。そして、図7,図10に示すように、羽根部654aの一部(ハッチング部)654a3が廃トナー搬送スクリュー652のフィン652aの間に入り込んだ状態で配置されている。
また、羽根部654aは、その先端部には、図10に示すように、中間転写ベルト61に向かい突出した形状の突出部654a1を備えている。
また、羽根部654aの先端部の下部、すなわち羽根部654aと支持部654bとの境界部には、図10に示すように、円弧状に窪んだ形状の円弧状切り欠き部654a2が形成されている。
また、基部654cと支持部654bの羽根部654aが構成されている側との境界部には、図9に示すように、円弧状に窪んだ形状の円弧状切り欠き部654b1が形成されている。
さらに、羽根部654aは、図10に示すように、クリーニングブレード651が中間転写ベルト61に接触した状態のとき、羽根部654aの中間転写ベルト61に対向する部分の一部がクリーニングブレード651に当接することで、突出部654a1が中間転写ベルト61に接触しないように隙間tを空けて配置されている。
羽根部654aとクリーニングブレード651とは、クリーニングブレード651が中間転写ベルト61に接触した状態のとき、羽根部654aの端縁とクリーニングブレード651の端縁とが接触した状態、すなわち、羽根部654aとクリーニングブレード651とが点接触で当接した状態となるように設けられている。
第1実施形態では、羽根部654aの先端部の厚みは、0.1〜0.2(mm)としている。そして、羽根部654aの突出部654a1と中間転写ベルト61との隙間tは、クリーニングブレード651が中間転写ベルト61に当接した状態で静止状態において0.3〜0.6(mm)としている。
また、複数の羽根部654aは、図5に示すように、廃トナー搬送スクリュー652の軸線方向に沿ってフィン652aのピッチ間隔P1と異なる間隔P2で並設配置されている。
ここで、振動体654の製造方法について一例を示す。
例えば、図8に示すように、振動体654において、羽根部654aの高さH1を13(mm)、基部654cの高さH2を6(mm)として、振動体654の幅Wを340(mm)とする。
まず、高さ13(mm)、幅340(mm)の帯状フィルムを用いて、振動体654の基部654cに相当する部分に、高さ6(mm)、幅340(mm)の両面テープを張り付ける。次に、トムソン型(打ち抜き型)により帯状フィルムの両面テープが貼り付けられていない部分を所定の形状(羽根部654a、支持部654b等の形状)に打ち抜きを行う。そして、曲げ用の金型により、羽根部654aの部分を90°度に折り曲げる。
以上のようにして、帯状フィルムから振動体654を形成する。
次に、第1実施形態に係る中間転写ベルトクリーニング装置65による中間転写ベルト61のクリーニング作用について詳細に説明する。
中間転写ベルトクリーニング装置65による中間転写ベルト61表面のクリーニングは、クリーニングブレード651が中間転写ベルト61に当接された状態となっているので、中間転写ベルト61を搬送することによりクリーニングブレード651によって中間転写ベルト搬送方向下流側より上流側に向かってクリーニングが行われる。
クリーニングブレード651により回収された中間転写ベルト61に付着した残留トナー(廃トナー)は、中間転写ベルトクリーニング装置65内部に蓄積される。この蓄積された廃トナーは、廃トナー搬送スクリュー652が回転することによって図示しない回収容器に向かって搬送される。
廃トナー搬送スクリュー652が回転すると、振動体654の羽根部654aと対向するフィン652aが移動して羽根部654aと当接し、さらに廃トナー搬送スクリュー652が回転することにより、羽根部654aはフィン652aに押されて弾性変形する。
さらにフィン652aに押されて羽根部654aが変位すると、羽根部654aはフィン652aから外れ、羽根部654aは、自体の弾性力(復元力)によって変形状態から元の状態に復帰するように作用することにより羽根部654aに振動が生じる。
複数の羽根部654aがクリーニングブレード651の長手方向に沿って連設されているので、複数の羽根部654aが連続的にクリーニングブレード651の長手方向全般に渡り振動することにより、中間転写ベルト61に隣接した複数の羽根部654a付近のクリーニングブレード651上の廃トナーが揺すられ、廃トナー搬送スクリュー652側に移動し易くなるため廃トナー回収作用が促進される。
以上のように構成したので、第1実施形態によれば、中間転写ベルト61に残留したトナーを除去するクリーニング装置として、クリーニングブレード651と廃トナー搬送スクリュー652との間に、廃トナー搬送スクリュー652に一部654a3が接触して廃トナー搬送スクリュー652の動きに連動して振動する複数の羽根部654aを有する振動体654を備え、羽根部654aクリーニングブレード651の中間転写ベルト61との接触部付近で中間転写ベルト61に向かい突出して中間転写ベルト61に近接配置される突出部654a1を備えることで、別途駆動源を用いることなく廃トナー搬送スクリュー652の回転動作を利用して振動体654の羽根部654aを振動させて、クリーニングブレード651により掻き取られた中間転写ベルト61近傍の廃トナーを振動させて撹拌しながら効果的に解すことができるので、廃トナーの回収作用を促進させることができる。
そして、第1実施形態によれば、振動体654の構成として、羽根部654aの先端部に中間転写ベルト61に向かって突出した形状の突出部654a1を備え、クリーニングブレード651のブレード厚みで振動体654の位置を規制しつつ、突出部654a1を中間転写ベルト61に近接配置したので、中間転写ベルト61近傍の廃トナーを効果的に撹拌することができる。
また、第1実施形態によれば、振動体654の構成として、振動体654を固定する基部654cが取付けられる方向に対して羽根部654aを略90°に折り曲げて構成し、羽根部654aと支持部654bとの境界部に円弧状切り欠き部654a2を形成したので、羽根部654aの折り曲げ状態を安定化することができる。また、基部654cと支持部654bの羽根部654aが構成されている側との境界部に、円弧状切り欠き部654b1を形成することで、羽根部654aの折り曲げ部にかかる応力を分散させることができる。
また、第1実施形態によれば、振動体654の構成として、羽根部654aの一部がクリーニングブレード651に接触することで羽根部654aの先端の突出部654a1が中間転写ベルト61に接触しないようにしたので、簡単な構成でクリーニングブレード651の厚みを利用して羽根部654aが中間転写ベルト61に接触しないようにすることができ、中間転写ベルト61が傷つくことを防止できる。
また、第1実施形態によれば、振動体654の構成として、羽根部654aとクリーニングブレード651とを、クリーニングブレード651が中間転写ベルト61に接触した状態のとき、羽根部654aの端縁とクリーニングブレード651の端縁とが接触した状態、すなわち、羽根部654aとクリーニングブレード651とが点接触で当接した状態となるように設けたことで、羽根部654aの動作に影響を及ぼすことを最小限に軽減できる。
また、第1実施形態によれば、羽根部654aの先端部の厚みを、0.1〜0.2(mm)としたので、トナーの重量に負けず、振動体654がしなりすぎずにトナーを十分に除去することができる。また、0.2(mm)以下にすることで、振動体654のしなりからの反発力により、トナーを十分に撹拌除去することができる。
また、第1実施形態によれば、羽根部654aの突出部654a1と中間転写ベルト61との隙間tを、クリーニングブレード651が中間転写ベルト61に当接した状態で静止状態において0.3〜0.6(mm)としたので、振動体654の振動により羽根部654aの先端が中間転写ベルト61に接触して、中間転写ベルト61に傷がつくことにより、画像劣化の原因となることを防止することができる。また、0.6(mm)以下とすることで、羽根部654aの先端を中間転写ベルト61に対して極力近接することができるので、中間転写ベルト61近傍に堆積した廃トナーを効率よく除去することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明に係るクリーニング装置の第2実施形態について図面を参照して説明する。
図11は第2実施形態に係る感光体ドラムクリーニング装置の構成を示す斜視図、図12は前記感光体ドラムクリーニング装置の内部構造を示す側方断面図、図13は前記感光体ドラムクリーニング装置の部分拡大図、図14は前記感光体ドラムクリーニング装置を構成するクリーニングブレードと振動体と廃トナー搬送スクリューの取付け状態を示す説明図、図15は前記クリーニングブレードと前記振動体の位置関係を示す説明図、図16は前記振動体と前記廃トナー搬送スクリューの位置関係を示す説明図、図17は前記振動体の構成を示す斜視図である。
第2実施形態は、図1に示す画像形成装置100において、トナー像担持体である感光体ドラム3の表面をクリーニングするためのクリーナユニット4に代えて、本発明に係るクリーニング装置を採用した感光体ドラムクリーニング装置104を備えたものである。
感光体ドラムクリーニング装置104は、図11,図12,図13に示すように、感光体ドラム3の軸線方向に沿って長く設けられ、感光体ドラム3の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード41と、クリーニングブレード41により感光体ドラム3から除去され回収された廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリュー42と、廃トナー搬送スクリュー42を回転駆動する廃トナー搬送スクリュー駆動源(図示省略)と、廃トナー搬送パイプ(図示省略)に加えて、クリーニングブレード41上の廃トナーを振動させる振動体43を備え、現像・画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを除去して、回収した残留トナー(廃トナー)を図示しない回収容器に搬送するようにしたものである。
クリーニングブレード41は、図11に示すように、図示しない感光体ドラムの軸線方向(矢印X方向)に沿って長く延設され、図12,図13に示すように、感光体ドラム3の表面に当接するように配置されている。
廃トナー搬送スクリュー42は、図14に示すように、軸体42bの外周に沿って、半径方向に幅を持ったフィン(螺旋部)42aが所定のピッチ間隔で螺旋状に構成されたものであって、図11に示すように、感光体ドラムクリーニング装置104の長手方向両端部に渡りクリーニングブレード41に沿って略平行に長く延設されている。
図示しない廃トナー搬送スクリュー駆動源と廃トナー搬送パイプは、上述した第1実施形態における廃トナー搬送スクリュー駆動源653、廃トナー搬送パイプ655と略同様な構成で同様に機能するようになっている。
振動体43は、図14に示すように、クリーニングブレード41と廃トナー搬送スクリュー42との間でクリーニングブレード41の長手方向に沿って延設されている。また、振動体43は、クリーニングブレード41に近接配置されるとともに、図13に示すように、一部が廃トナー搬送スクリュー42と当接するように配置されている。
クリーニングブレード41と振動体43は、取付けホルダ44によって感光体ドラムクリーニング装置104の筐体に取付けられている。
次に、第2実施形態に係る特徴的な振動体43について図面を参照して詳細に説明する。
第2実施形態では、感光体ドラムクリーニング装置104において、クリーニングブレード41の長手方向の両端部に渡り、振動体43を連結して配置している。
振動体43は、フィルム体で形成され、図13,図17に示すように、主に、廃トナー搬送スクリュー42のフィン42aに当接する複数の羽根部43aと、それぞれの羽根部43aを支持する支持部43bと、複数の羽根部43aおよび支持部43bとを一体的に構成する基部43cとにより構成されている。羽根部43a、支持部43b、基部43cは一体的に形成されている。
羽根部43aは、図16に示すように、幅方向が廃トナー搬送スクリュー42の軸線に対して略垂直に配置される面で構成されている。そして、羽根部43aは、図13,図16,図17に示すように、基部43cが取付けられる方向に対して略90°に折り曲げて構成されて、長手方向に櫛歯状に連設されている。そして、図13,図16に示すように、羽根部43aの一部が廃トナー搬送スクリュー42のフィン42aの間に入り込んだ状態で配置されている。
また、羽根部43aは、その先端部には、図13に示すように、感光体ドラム3に向かい突出した形状の突出部43a1を備えている。
以下、振動体43の各部の構成は、前述した第1実施形態の振動体654の構成と同様な構成を有するものとして説明を省略する。
振動体43とクリーニングブレード41との取付け状態は、第1実施形態と同様に、図13に示すように、クリーニングブレード41が感光体ドラム3に接触した状態のとき、羽根部43aの感光体ドラム3に対向する部分の一部がクリーニングブレード41に当接することで、突出部43a1が感光体ドラム3に接触しないように隙間tを空けて配置されている。
羽根部43aとクリーニングブレード41とは、クリーニングブレード41が感光体ドラム3に接触した状態のとき、羽根部43aの端縁とクリーニングブレード41の端縁とが接触した状態、すなわち、羽根部43aとクリーニングブレード41とが点接触で当接した状態となるように設けられている。
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、羽根部43aの先端部の厚みは、0.1〜0.2(mm)としている。そして、羽根部43aの突出部43a1と感光体ドラム3との隙間tは、クリーニングブレード41が感光体ドラム3に当接した状態で静止状態において0.3〜0.6(mm)としている。
次に、第2実施形態に係る感光体ドラムクリーニング装置104による感光体ドラム3のクリーニング作用について詳細に説明する。
感光体ドラムクリーニング装置104による感光体ドラム3表面のクリーニングは、クリーニングブレード41が感光体ドラム3に当接された状態となっているので、感光体ドラム3を回転させることによりクリーニングブレード41によって感光体ドラム回転方向下流側より上流側に向かってクリーニングが行われる。
クリーニングブレード41により回収された感光体ドラム3に付着した残留トナー(廃トナー)は、感光体ドラムクリーニング装置104内部に蓄積される。この蓄積された廃トナーは、廃トナー搬送スクリュー42が回転することによって図示しない回収容器に向かって搬送される。
廃トナー搬送スクリュー42が回転すると、振動体43の羽根部43aと対向するフィン42aが移動して羽根部43aと当接し、さらに廃トナー搬送スクリュー42が回転することにより、羽根部43aはフィン42aに押されて弾性変形する。
さらにフィン42aに押されて羽根部43aが変位すると、羽根部43aはフィン42aから外れ、羽根部43aは、弾性力(復元力)によって変形状態から元の状態に復帰するように作用することにより振動が生じる。
複数の羽根部43aがクリーニングブレード41の長手方向に沿って連設されているので、複数の羽根部43aが連続的にクリーニングブレード41の長手方向全般に渡り振動することにより、感光体ドラム3に隣接した複数の羽根部43a付近のクリーニングブレード41上の廃トナーが揺すられ、廃トナー搬送スクリュー42側に移動し易くなるため廃トナー回収作用が促進される。
ここで、第2実施形態の画像形成装置100における感光体ドラムクリーニング装置104による感光体ドラム3上の残トナーのクリーニングについてのテスト結果について説明する。
テストは、パッキングによるクリーニング不良の起きやすい高温(35℃)/低湿度(5%)の環境下において、第2実施形態に係る感光体ドラムクリーニング装置104と、従来の感光体ドラムクリーニング装置との実機エージングによる結果を比較した。
従来の感光体ドラムクリーニング装置204は、図18に示すように、感光体ドラム3の軸線方向に沿って長く設けられ、感光体ドラム3の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード241と、クリーニングブレード241により感光体ドラム3から除去され回収された廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリュー242と、クリーニングブレード241により回収された廃トナーを振動させる振動体243を備えたものである。
その結果、本発明に係る第2実施形態の感光体ドラムクリーニング装置104では、ライフ100K(1K:1000枚)を超えて130K以上まで、クリーニング不良なく画質良好であった。それに対して、従来のクリーニング装置では、70Kでパッキングによる画質不良が発生した。
また、それぞれのクリーニング装置において感光体ドラムを外して廃トナーの状態を確認すると、第2実施形態の感光体ドラムクリーニング装置104では、感光体ドラム3付近の廃トナーは効果的に除去されており、パッキングしていなかった。それに対して、従来の感光体ドラムクリーニング装置204では、感光体ドラム3付近の廃トナーを振動体243により解しきれずに所々トナーが残っていた。
以上のように、第2実施形態によれば、感光体ドラム3に残留したトナーを除去するクリーニング装置として、クリーニングブレード41と廃トナー搬送スクリュー42との間に、廃トナー搬送スクリュー42に一部が接触して廃トナー搬送スクリュー42の動きに連動して振動する複数の羽根部43aを有する振動体43を備え、羽根部43aにクリーニングブレード41の感光体ドラム3との接触部付近で感光体ドラム3に向かい突出して感光体ドラム3に近接配置される突出部43a1を備えることで、別途駆動源を用いることなく廃トナー搬送スクリュー42の回転動作を利用して振動体43の複数の羽根部43aを振動させて、クリーニングブレード41により掻き取られた感光体ドラム3近傍の廃トナーを振動させて撹拌しながら効果的に解すことができるので、廃トナーの回収作用を促進させることができる。
すなわち、第2実施形態によれば、感光体ドラムクリーニング装置104を構成するクリーニングブレード41、廃トナー搬送スクリュー42および振動体43の構成を、第1実施形態の中間転写ベルトクリーニング装置65を構成するクリーニングブレード651、廃トナー搬送スクリュー652および振動体654の構成と同じ様に構成したので、感光体ドラム3に対して、中間転写ベルト61に対する作用・効果と同様な作用・効果を奏し得る。
尚、上述した第1実施形態及び第2実施形態では、カラー画像形成可能な電子写真方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルトクリーニング装置65及び感光体ドラムクリーニング装置104について説明したが、本発明は上述したような構成の画像形成装置に限定されるものではなく、その他の構成による画像形成装置等に展開が可能である。例えば、モノクロ画像形成のみ可能な電子写真方式の画像形成装置にも適用可能である。
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
3 感光体ドラム(トナー像担持体)
4 クリーナユニット
6 中間転写ベルトユニット
41,651 クリーニングブレード(清掃部材)
42,652 廃トナー搬送スクリュー(廃トナー搬送部材)
42a,652a フィン
42b 軸体
43,654 振動体(振動部材)
43a,654a 羽根部
43a1,654a1 突出部
43b,654b 支持部
43c,654c 基部
44,656 取付けホルダ
61 中間転写ベルト(トナー像担持体)
65 中間転写ベルトクリーニング装置(クリーニング装置)
100 画像形成装置
104 感光体ドラムクリーニング装置(クリーニング装置)
653 廃トナー搬送スクリュー駆動源
654a2,654b1 円弧状切り欠き部

Claims (6)

  1. 電子写真方式により画像を形成する画像形成装置におけるトナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、前記トナー像担持体表面の残留トナーを除去するための清掃部材と、前記清掃部材により前記トナー像担持体から除去したトナーを搬送するための廃トナー搬送部材を備えたクリーニング装置において、
    前記清掃部材と前記廃トナー搬送部材との間に、前記廃トナー搬送部材に一部が接触して前記廃トナー搬送部材の動きに連動して振動する複数の羽根部を有する振動部材を備え、
    前記羽根部は、前記清掃部材の前記トナー像担持体との接触部付近で前記トナー像担持体に向かい突出して前記トナー像担持体に近接配置される突出部を備えることを特徴とするクリーニング装置。
  2. 前記振動部材は、前記羽根部を支持する支持部と、複数の前記羽根部と前記支持部とを前記廃トナー搬送部材に沿って一体的に構成する基部とを備え、
    前記羽根部と前記支持部との境界部に、円弧状切り欠き部を形成す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. 前記振動部材は、前記支持部と前記基部との境界部に、円弧状切り欠き部を形成することを特徴とする請求項2に記載のクリーニング装置。
  4. 前記羽根部は、前記廃トナー搬送部材の長手方向に対して略垂直に配置される面により構成され、
    前記清掃部材が前記トナー像担持体に接触した状態のとき、前記羽根部の前記トナー像担持体に対向する部分の一部が前記清掃部材に当接することで、前記突出部が前記トナー像担持体に接触しない位置に配置されることを特徴とする請求項1から3のうちの何れか一項に記載のクリーニング装置。
  5. 前記羽根部と前記清掃部材との当接は、前記清掃部材が前記トナー像担持体に接触した状態のとき、前記羽根部の端縁と前記清掃部材の端縁とが当接した状態となることを特徴とする請求項4に記載のクリーニング装置。
  6. 電子写真方式により画像を形成する画像形成装置であって、トナー像を担持するトナー像担持体表面の残留トナーを除去するための清掃部材と、前記清掃部材により前記トナー像担持体から除去したトナーを搬送するための廃トナー搬送部材を具備するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
    前記クリーニング装置として、請求項1から5のうちの何れか一項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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