JP2015068839A - クリーニング装置、およびこれを備えたドラムユニット、画像形成装置 - Google Patents

クリーニング装置、およびこれを備えたドラムユニット、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】感光体ドラムの表面を研磨する摺擦ローラーを備えるクリーニング装置において、研磨効果を促進しつつ、外部にトナー漏れが生じることを抑止する。
【解決手段】クリーニング装置50は、摺擦ローラー51と、ブレード52と、供給ローラー53と、ウレタンシール57とを備える。摺擦ローラー51は、軸回りに回転されながら感光体ドラム121の周面を研磨する。ブレード52は、前記周面に当接する先端部を備え、前記周面からトナーを除去する。供給ローラー53は、回転され、摺擦ローラー51にトナーを供給する。軸方向において、摺擦ローラー51が感光体ドラム121に接触する接触長さL1、供給ローラー53が摺擦ローラー51に接触する接触長さL2、感光体ドラム121上のトナー像の最大画像長さL3、ウレタンシール57の長さL4が、L1<L4、かつ、L1>L2≧L3の関係を満たす。
【選択図】図4

Description

本発明は、感光体ドラムの表面を清掃するクリーニング装置、およびこれを備えたドラムユニットまたは画像形成装置に関する。
従来、感光体ドラムの表面を清掃するクリーニング装置として、特許文献1に記載された技術が知られている。該技術では、クリーニング装置は、ハウジングと、クリーニングローラーと、クリーニングブレードと、を備える。ハウジングは、クリーニングブレードを固定支持するとともに、クリーニングローラーを回転可能に支持する。クリーニングブレードは、感光体ドラムの表面に当接し、感光体ドラムに付着したトナーを掻き取る。クリーニングローラーは、クリーニングブレードよりも上流側において、感光体ドラムの表面に圧接される。クリーニングローラーは、感光体ドラムの表面に付着した放電生成物を研磨する。更に、クリーニング装置は、トナー供給部材を備える。トナー供給部材は、回収されたトナーをクリーニングローラーの周面に再付着させる。
特開2012−150312号公報
特許文献1に記載された技術では、クリーニングローラーと感光体ドラムの表面との間にトナーが介在することで、放電生成物の研磨効果が促進される。しかしながら、この場合、クリーニングローラーの周面に多量のトナーが担持されると、ハウジングの端部からトナーが漏れ出し、周囲にトナー汚れが発生するという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、トナーを担持しながら感光体ドラムの表面を研磨する摺擦ローラーを備えるクリーニング装置において、研磨効果を促進しつつ、外部にトナー漏れが生じることを抑止したクリーニング装置、およびこれを備えたドラムユニット、画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係るクリーニング装置は、軸回りに第1回転方向に回転されながら周面にトナー像を担持する感光体ドラムの前記周面を清掃するクリーニング装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持され、第1接触位置において前記感光体ドラムの前記周面に接触する円筒面を備え、軸回りに第2回転方向に回転されながら前記周面を研磨する摺擦ローラーと、前記ハウジングに支持され、前記摺擦ローラーよりも前記第1回転方向の下流側において前記周面に当接する先端部を備え、前記周面からトナーを除去するクリーニングブレードと、前記ハウジングに回転可能に支持され、前記第1接触位置よりも前記第2回転方向上流側の第2接触位置において前記摺擦ローラーに圧接され、表面に前記トナーを担持しながら前記摺擦ローラーにトナーを供給するトナー供給ローラーと、前記摺擦ローラーよりも前記第1回転方向上流側において、前記感光体ドラムに対向して前記ハウジングに配置され、前記ハウジングから前記トナーが漏れ出すことを防止するシール部材と、を有し、前記摺擦ローラーの回転における軸方向において、前記摺擦ローラーが前記感光体ドラムの前記周面に接触する接触長さをL1、前記トナー供給ローラーが前記摺擦ローラーに接触する接触長さをL2、前記感光体ドラムに担持される前記トナー像の最大画像長さをL3、前記シール部材の長さをL4とした場合、L1<L4、かつ、L1>L2≧L3の関係を満たすことを特徴とする。
本構成によれば、摺擦ローラーは、軸回りに第2回転方向に回転されながら、感光体ドラムの周面を研磨する。この際、トナー供給ローラーによって摺擦ローラーにトナーが供給されることで、摺擦ローラーの研磨作用が促進される。したがって、感光体ドラムの周面に付着した放電生成物を除去することができる。また、感光体ドラムに付着したトナーはクリーニングブレードによって除去される。摺擦ローラーの回転における軸方向において、シール部材の長さL4は、摺擦ローラーが感光体ドラムの周面に接触する接触長さL1よりも大きく設定される。摺擦ローラーの円筒面に多量のトナーが担持された場合、ハウジングの内部であって摺擦ローラーの軸方向の外側にトナーの滞留部が形成されやすくなる。この結果、シール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出す場合がある。しかしながら、上記の構成によれば、トナー供給ローラーが摺擦ローラーに接触する接触長さL2は、摺擦ローラーが感光体ドラムの周面に接触する接触長さL1よりも小さく設定される。このため、摺擦ローラーの両端部に多量のトナーが担持されることが抑止され、前記トナーの滞留部が縮小される。この結果、シール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出すことが防止される。一方、トナー供給ローラーが摺擦ローラーに接触する接触長さL2は、トナー像の最大画像長さL3以上に設定されている。このため、トナー像が形成される感光体ドラムの周面は、トナーを担持した摺擦ローラーによって安定して研磨される。
上記の構成において、前記摺擦ローラーの回転における軸方向において、L1<L4、かつ、L1>L2=L3の関係を満たすことが望ましい。
本構成によれば、トナー供給ローラーが摺擦ローラーに接触する接触長さL2は、トナー像の最大画像長さL3と同じ長さに設定されている。このため、トナーを充分保持した摺擦ローラーによって、感光体ドラムの周面上の画像形成領域を研磨することができるとともに、摺擦ローラーの軸方向の外側に形成されるトナーの滞留部を可及的に縮小することができる。
上記の構成において、前記トナー供給ローラーは、前記第2接触位置において前記摺擦ローラーと同方向に回転駆動され、前記第2接触位置よりも前記第2回転方向下流側において、前記摺擦ローラーの前記円筒面に当接し、前記摺擦ローラー上のトナー量を規制する規制部材と、前記トナー供給ローラーの下方を覆うように前記トナー供給ローラーに対向して配置され、前記規制部材によって規制され前記摺擦ローラーに担持されなかった前記トナーを貯留するとともに、前記トナーを前記トナー供給ローラーに再び担持させるトナー受け部と、前記トナー受け部から溢れた前記トナーを回収する回収部材と、を更に有することが望ましい。
本構成によれば、規制部材によって摺擦ローラーに担持されるトナー量を安定して維持することができる。また、トナー受け部から溢れたトナーは、回収部材によって回収されるため、過剰な量のトナーがトナー供給ローラーから摺擦ローラーに供給されることが抑止される。更に、環境変動などによって多量のトナーが規制部材を通過して、摺擦ローラーに担持されることがあっても、摺擦ローラーの両端部に多量のトナーが担持されることが抑止される。このため、シール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出すことが防止される。
上記の構成において、前記トナー供給ローラーの周方向において、前記トナー受け部の一端縁は前記規制板に対向して配置され、前記トナー受け部の他端縁は、水平方向において前記トナー供給ローラーに隣接して配置され、前記回収部材は、前記トナー受け部の前記他端縁側から溢れた前記トナーを回収し、前記軸方向における前記トナー供給ローラーの両端部に対向するように、前記トナー受け部に開口され、前記トナー受け部に貯留された前記トナーを前記回収部材に落下させる一対の開口部を更に備えることが望ましい。
本構成によれば、トナー受け部に多量のトナーが貯留された場合であっても、前記トナーの一部が開口部から回収部材側に移動される。このため、トナー供給ローラーの軸方向の両端部に多量のトナーが担持されることが抑止される。この結果、摺擦ローラーの両端部に多量のトナーが担持されることが抑止され、シール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出すことが一層防止される。
上記の構成において、前記第1回転方向は、前記感光体ドラムの前記周面が前記第1接触位置において下方から上方に向かって移動する方向であり、前記第2回転方向は、前記摺擦ローラーの前記円筒面が前記第1接触位置において下方から上方に向かって移動する方向であり、前記ハウジングは、前記摺擦ローラーおよび前記回収部材を下方から覆う底部を備え、前記シール部材は、前記第1接触位置の下方において、前記ハウジングの前記底部から上方に向かって延設されていることが望ましい。
本構成によれば、摺擦ローラーの軸方向の両端部では、摺擦ローラーの第2回転方向への回転によって、滞留部のトナーがシール部材を乗り越えやすくなる。このような場合であっても、L1>L2の関係が満たされているため、摺擦ローラーの両端部に多量のトナーが担持されることが抑止され、前記トナーの滞留部が縮小される。この結果、シール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出すことが防止される。
上記の構成において、前記トナー受け部と、前記規制部材を支持する支持部とを備えるブラケットを更に有し、前記ブラケットの下端部が前記ハウジングの前記底部に当接されることで、前記ブラケットが前記ハウジングの内部の前記摺擦ローラーと前記回収部材との間を仕切り、前記ブラケットの前記下端部のうち前記軸方向の両端部が前記底部に対して隙間をおいて配置されていることが望ましい。
本構成によれば、ブラケットの軸方向の両端部では、隙間を介してハウジングの摺擦ローラー側と回収部材側とが連通されている。このため、摺擦ローラーの下方のハウジングの底部に滞留したトナーの一部が前記隙間を介して回収部材側に流入することができる。この結果、摺擦ローラーの軸方向の外側に形成されるトナーの滞留部をより縮小することができる。
本発明の他の局面に係るドラムユニットは、周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、上記の何れか1に記載のクリーニング装置と、を備えることを特徴とする。
本構成によれば、摺擦ローラーの両端部に多量のトナーが担持されることが抑止され、前記トナーの滞留部が縮小される。この結果、ドラムユニットのシール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出すことが防止される。また、トナー像が形成される感光体ドラムの周面は、トナーを担持した摺擦ローラーによって安定して研磨される。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、前記感光体ドラムの前記周面に潜像を形成する露光手段と、前記感光体ドラムの前記周面にトナーを供給し、前記トナー像を形成する現像手段と、上記の何れか1に記載のクリーニング装置と、を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、シール部材の両端部からハウジングの外側にトナーが漏れ出すことが防止される。また、トナー像が形成される感光体ドラムの周面は、トナーを担持した摺擦ローラーによって安定して研磨される。この結果、画像形成装置の内部がトナーで汚れることが抑止されるとともに、長期に亘って安定した画像形成が実現される。
本発明によれば、トナーを担持しながら感光体ドラムの表面を研磨する摺擦ローラーを備えるクリーニング装置において、研磨効果を促進しつつ、外部にトナー漏れが生じることを抑止したクリーニング装置、およびこれを備えたドラムユニット、画像形成装置が提供される。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部断面図である。 本発明の一実施形態に係るドラムユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るブラケットの斜視図(A)、(B)である。 本発明の一実施形態に係るドラムユニットの斜視図である。 図6のドラムユニットの一部の拡大斜視図(A)、(B)である。 本発明の一実施形態に係る摺擦ローラーおよびトナー供給ローラーの軸方向の長さの関係を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るクリーニング装置の断面図である。 本発明の他の実施形態に係るブラケットの斜視図(A)、(B)である。 本発明の他の実施形態に係るブラケットの一部の拡大斜視図(A)、(B)である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るプリンター100(画像形成装置)の斜視図である。図2は、図1に示されるプリンター100の内部構造を概略的に示す図である。図3は、本実施形態に係るプリンター100に装着されるドラムユニット300の斜視図である。図1乃至図3に示されるプリンター100は、いわゆるモノクロプリンター機であるが、他の実施形態において、画像形成装置は、カラープリンター、ファクシミリ装置、これらの機能を備える複合機やトナー画像をシートに形成するための他の装置であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。
プリンター100は、シートSに画像を形成するための様々な装置を収容する筐体200を備える。筐体200は、筐体200の上面を規定する上壁210と、筐体200の底面を規定する底壁220と、上壁210と底壁220との間で直立する背面壁230と、背面壁230とは反対側に取り付けられた手差トレイ240と、を含む。手差トレイ240は、下端を支点として、上下に回動可能である(図2の矢印D1)。図2に示されるように、手差トレイ240が下方に回動されると、筐体200に形成された開口部290が開放される。開口部290は、筐体200の内部空間260に連通する。したがって、使用者は、開口部290を介して、筐体200の内部空間260に収容された様々な装置にアクセスすることができる。手差トレイ240が上方に回動すると、開口部290は閉じられる。この結果、使用者の不必要な内部空間260へのアクセスは防止される。
プリンター100は、カセット110と、ピックアップローラー112と、第1給紙ローラー113と、第2給紙ローラー114と、搬送ローラー115と、レジストローラー対116と、画像形成部120とを備える。
カセット110は、内部にシートSを収容する。カセット110は、シートSを支持するリフト板111を備える。リフト板111は、シートSの先頭縁を押し上げるように傾斜する。
ピックアップローラー112は、リフト板111によって押し上げられたシートSの先頭縁上に配置される。ピックアップローラー112が回転すると、シートSはカセット110から引き出される。
第1給紙ローラー113は、ピックアップローラー112の下流に配設される。第1給紙ローラー113は、シートSを更に下流に送り出す。第2給紙ローラー114は、手差しトレイ240の支点付近に配設される。第2給紙ローラー114は、手差トレイ240上のシートSを筐体200内に引き込む。使用者は、カセット110に収容されたシートS、または手差トレイ240の上に載置されたシートSを選択的に使用することができる。
搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114の下流に配設される。搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114によって送り出されたシートSを更に下流へ搬送する。
レジストローラー対116は、搬送方向と直交する方向のシートの位置を規定する。これにより、シートS上に形成される画像の位置が調整される。レジストローラー対116は、画像形成部120による画像形成のタイミングに合わせて、シートSを画像形成部120に供給する。
画像形成部120は、感光体ドラム121と、帯電器122と、露光装置123と、現像装置124と、トナーコンテナ125と、転写ローラー126と、クリーニング装置50とを備える。
感光体ドラム121は、略円筒体の形状を有する。感光体ドラム121は、周面に静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー像を担持する。感光体ドラム121は、軸回りに第1回転方向(図3および図4の矢印DR1)に回転される。本実施形態では、感光体ドラム121は、その表面に非結晶シリコン系の層を有したアモルファスシリコン(a−Si)感光体である。
帯電器122は、所定の電圧が印加され、感光体ドラム121の周面を略一様に帯電させる。帯電器122は、帯電ローラー122Aと、クリーニングローラー122Cとを備える。帯電ローラー122Aは、感光体ドラム121に接触しながら回転する。不図示の帯電バイアス印加部から帯電ローラー122Aに直流電圧が印加されると、感光体ドラム121の周面が帯電される。クリーニングローラー122Cは、帯電ローラー122Aの表面に接触しながら回転することで、帯電ローラー122Aに付着した異物やトナーを回収する。
露光装置123は、帯電器122によって帯電された感光体ドラム121の周面に、レーザー光を照射する。該レーザー光は、プリンター100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータといった外部装置(図示せず)から出力された画像データに従って、照射される。この結果、感光体ドラム121の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。
現像装置124は、静電潜像が形成された感光体ドラム121の周面にトナーを供給する。トナーコンテナ125は、現像装置124に順次又は必要に応じてトナーを供給する。現像装置124がトナーを感光体ドラム121に供給すると、感光体ドラム121の周面に形成された静電潜像が現像(可視化)される。この結果、感光体ドラム121の周面に、トナー画像が形成される。
転写ローラー126は、感光体ドラム121の周面に当接するように、回転可能に配設される。レジストローラー対116から搬送されたシートSが、感光体ドラム121と転写ローラー126との間を通過するときに、転写ローラー126に転写バイアスが印加されると、感光体ドラム121の周面に形成されたトナー画像がシートSに転写される。
クリーニング装置50は、シートSへトナー画像が転写された後に、感光体ドラム121の周面に残るトナーを除去することで、前記周面を清掃する。クリーニング装置50によって、清浄化された感光体ドラム121の周面は、再度、帯電器122の下方を通過し、一様に帯電される。その後、上述のトナー画像の形成が新たに行われる。
図3を参照して、画像形成部120は、ドラムユニット300を備える。ドラムユニット300は、筐体200に対して着脱可能とされる。ドラムユニット300は、前述の感光体ドラム121、帯電器122およびクリーニング装置50を一体的に支持する。ドラムユニット300は、ドラムハウジング301を備える。ドラムハウジング301は、ドラムユニット300のフレーム部分である。ドラムハウジング301は、左壁302Aと、右壁302Bと、チャージハウジング303と、を備える。左壁302Aおよび右壁302Bは、それぞれドラムハウジング301の前後方向の端部において、感光体ドラム121を回転可能に支持する。チャージハウジング303は、ドラムハウジング301の上方部分に配置され、左壁302Aおよび右壁302Bを前後方向において連設させる。チャージハウジング303は、内部に前述の帯電ローラー122Aおよびクリーニングローラー122Cを支持している。
更に、図3を参照して、ドラムユニット300は、ドラムギア121Bと、カップリングギア121Cと、帯電ローラーギア122Bとを備える。ドラムギア121Bは、右壁302Bの内側において、感光体ドラム121と同じ軸線上に配置されたギアである。同様に、帯電ローラーギア122Bは、帯電ローラー122Aと同じ軸線上に配置されたギアである。カップリングギア121Cは、右壁302Bの外側において、感光体ドラム121と同じ軸線上に配置されたカップリングギアである。感光体ドラム121、ドラムギア121Bおよびカップリングギア121Cは、感光体ドラム121の回転軸となる不図示のシャフト上に固定されている。ドラムユニット300が筐体200に装着され、不図示の駆動機構がカップリングギア121Cに連結されると、カップリングギア121Cに伝達された回転駆動力によって、感光体ドラム121およびドラムギア121Bが前記第1回転方向(図3の矢印DR1)に回転される。更に、ドラムギア121Bと係合された帯電ローラーギア122Bが回転されることで、帯電ローラー122Aが感光体ドラム121に接触しながら回転される。
図2を参照して、プリンター100は、画像形成部120よりも搬送方向下流側に、シートS上のトナー画像を定着させる定着装置130を更に備える。定着装置130は、シートS上のトナーを溶融させる加熱ローラー131と、シートSを加熱ローラー131に密着させる圧力ローラー132と、を備える。シートSが加熱ローラー131と圧力ローラー132との間を通過すると、トナー画像は、シートSに定着される。
プリンター100は、定着装置130の下流に配設された複数の搬送ローラー対133と、搬送ローラー対133の下流に配設された排出ローラー対134と、を更に備える。シートSは、搬送ローラー対133によって上方に搬送され、最終的に、排出ローラー対134によって、筐体200から排出される。筐体200から排出されたシートSは、上壁210上に積み重ねられる。
次に、図4乃至図6を参照して、本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置50について、更に詳述する。図4は、本実施形態に係るクリーニング装置50の断面図である。なお、図4は、図2と比較して前後方向を反転させた状態で示している。図5は、本実施形態に係るクリーニング装置50のブラケット54の斜視図(A)、(B)である。更に、図6は、本実施形態に係るドラムユニット300の斜視図である。図6は、図3において、ドラムユニット300から感光体ドラム121が取り外された状態を示している。
クリーニング装置50は、ドラムユニット300の後側部分において、感光体ドラム121に対向して左右方向に沿って延設されている。なお、図3では、クリーニング装置50が感光体ドラム121の後側に配置されているため、クリーニング装置50は現れていない。図4を参照して、クリーニング装置50は、クリーナーハウジング50H(ハウジング)と、摺擦ローラー51と、ブレード52(クリーニングブレード)と、供給ローラー53(トナー供給ローラー)と、ブラケット54と、トナー規制板55(規制部材)と、回収スクリュー56(回収部材)と、ウレタンシール57(シール部材)と、を備える。
クリーナーハウジング50Hは、クリーニング装置50の各部材を支持するハウジングである。図4に示すように、感光体ドラム121の軸方向と交差する断面視において、クリーナーハウジング50Hは、前方部分が開放された略C字形状を備える。なお、クリーナーハウジング50Hは、前述のドラムハウジング301の一部を構成する。
クリーナーハウジング50Hは、上方支持部50H1と、下方支持部50H2と、底部50H3とを備える。底部50H3は、クリーナーハウジング50Hの底部である。底部50H3は、水平方向に沿って延設されている。底部50H3は、後記の摺擦ローラー51および回収スクリュー56を下方から覆う。
上方支持部50H1は、クリーナーハウジング50Hの上端部において、感光体ドラム121に対向して延設される壁部である。上方支持部50H1は、上方かつ前方に向かって傾斜して配置される。上方支持部50H1には、後記のブレード52が固定支持される。下方支持部50H2は、クリーナーハウジング50Hの下端部において、感光体ドラム121に対向して配置される壁部である。換言すれば、下方支持部50H2は、底部50H3の前端部から僅かな高さをもって、上方かつ前方に向かって延設される壁部である。下方支持部50H2には、後記のウレタンシール57の一端が固定支持される。
摺擦ローラー51は、クリーナーハウジング50Hに回転可能に支持されている。摺擦ローラー51は、図4の第1ニップ部N1(第1接触位置)において感光体ドラム121の周面に接触する円筒面を備える。摺擦ローラー51は、軸回りに第2回転方向(図4の矢印DR2)に回転されながら感光体ドラム121の周面を研磨する。摺擦ローラー51の円筒面は、例えば導電性発泡EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)からなる。摺擦ローラー51の円筒面は、不図示の駆動機構によって、感光体ドラム121の周面に対して所定の線速比をもって速く回転されている。摺擦ローラー51は、感光体ドラム121の周面に付着した放電生成物を除去する機能を備える。なお、本実施形態では、現像装置124に収容されるトナーには、微量の研磨剤(酸化チタン、シリカ、アルミナなど)が添加されている。摺擦ローラー51は円筒面にトナーを担持することで、前記研磨剤の作用を利用して、感光体ドラム121の周面を研磨する。摺擦ローラー51の軸方向の両端部からは、摺擦ローラー51の回転における回転軸となる摺擦ローラー軸51A(図7、図8)が突出している。
なお、図4に示すように、本実施形態では、感光体ドラム121の第1回転方向は、感光体ドラム121の周面が第1ニップ部N1において下方から上方に向かって移動する方向である。また、摺擦ローラー51の第2回転方向は、摺擦ローラー51の円筒面が第1ニップ部N1において下方から上方に向かって移動する方向である。また、摺擦ローラー51の軸心は、感光体ドラム121の軸心の後方かつ僅かに上方の位置に配置される。摺擦ローラー51の外径は感光体ドラム121の外径よりも小径とされる。
ブレード52は、クリーナーハウジング50Hに支持されている。詳しくは、前述のように、ブレード52の上端部が、クリーナーハウジング50Hの上方支持部50H1に固定支持されている。ブレード52は、摺擦ローラー51よりも第1回転方向の下流側において感光体ドラム121の周面に当接する先端部を備える。ブレード52は、該先端部において、感光体ドラム121の周面からトナーを除去する。ブレード52は、板状のウレタンゴムから構成されている。
供給ローラー53は、クリーナーハウジング50Hに回転可能に支持される。供給ローラー53は、摺擦ローラー51よりも軟質のEPDMからなる。供給ローラー53は、第1ニップ部N1よりも第2回転方向上流側の第2ニップ部N2(第2接触位置)において、摺擦ローラー51に圧接されている。供給ローラー53は、図4の矢印DR3方向に回転駆動される。すなわち、供給ローラー53は、第2ニップ部N2において摺擦ローラー51と同方向に回転される。供給ローラー53は、表面にトナーを担持しながら摺擦ローラー51にトナーを供給する。供給ローラー53には、摺擦ローラー51によって感光体ドラム121の周面から回収されたトナー、およびブレード52によって感光体ドラム121の周面から掻き取られたトナーが担持される。また、供給ローラー53の軸心は、摺擦ローラー51の軸心の後方かつ上方の位置に配置される。供給ローラー53の外径は摺擦ローラー51の外径よりも小径とされる。また、供給ローラー53の軸方向の両端部からは、供給ローラー53の回転における回転軸となる供給ローラー軸53A(図8)が突出している。
ブラケット54は、供給ローラー53の下方に配置される。図5を参照して、ブラケット54は、左右方向に延伸される板金部材から構成される。ブラケット54は、支持部541と、左側壁542と、右側壁543と、トナー受け部544と、当接部545(下端部)とを備える。
支持部541は、ブラケット54の基材部分である。図4に示すように、ブラケット54がクリーナーハウジング50Hに装着されると、支持部541は上方かつ前方に向かって僅かに傾斜して延伸される。支持部541は、後記のトナー規制板55を支持する。
左側壁542および右側壁543は、支持部541の左右方向の両端部に配置される。左側壁542および右側壁543は、支持部541に対して直交して配置され、支持部541から前方に向かって延伸される。左側壁542および右側壁543は略C字形状の軸受部からなる。左側壁542および右側壁543は、摺擦ローラー51の摺擦ローラー軸51A(図7、図8)を回転可能に支持する不図示の軸受部に嵌め込まれる。この結果、後記のトナー規制板55と摺擦ローラー51の円筒面との位置が規制される。
トナー受け部544は、支持部541の上端側が直角に屈曲されることで形成される。すなわち、トナー受け部544は、支持部541の上端から後方に向かって延伸される板状部分である。図4に示すように、トナー受け部544は、供給ローラー53の周面に沿うように、支持部541から後方に離れるに連れて僅かに上方に向かって湾曲した形状を備える。また、供給ローラー53の周方向において、トナー受け部544の一端縁(前側端縁)は後記のトナー規制板55に対向して配置されている。また、トナー受け部544の他端縁(後側端縁)は、水平方向において供給ローラー53に隣接して配置されている。トナー受け部544は、供給ローラー53の下方を覆うように供給ローラー53に対向して配置される。トナー受け部544は、後記のトナー規制板55によって規制され摺擦ローラー51に担持されなかったトナーを上部に貯留するとともに、該トナーを供給ローラー53に再び担持させる。このため、印字率の低い画像が連続して印刷される場合であっても、前もって印字されたトナー画像の未転写トナーが、供給ローラー53およびトナー受け部544上に貯留されているため、摺擦ローラー51に前記トナーを補充しながら感光体ドラム121の周面を研磨することができる。
当接部545は、支持部541の下端側が直角に屈曲されることで形成される。すなわち、当接部545は、支持部541の下端から前方に向かって僅かな高さをもって延伸される板状部分である。なお、当接部545は図4には現れていないが、当接部545がクリーナーハウジング50Hの底部50H3に当接されることで、ブラケット54がクリーナーハウジング50Hの内部において摺擦ローラー51と後記の回収スクリュー56との間を仕切る。この結果、摺擦ローラー51の下方に形成される空間にトナーが貯留されやすくなる。また、本実施形態では、図5(A)、(B)に示すように、当接部545の左右方向(摺擦ローラー51の軸方向)の両端部が部分的に欠落されている。この結果、支持部541の両端部は、底部50H3に対して隙間546をおいて配置される。
トナー規制板55は、ブラケット54の支持部541に固定される板状部材である。本実施形態では、トナー規制板55は金属性のシート部材からなる。トナー規制板55は支持部541に沿って、上方かつ前方に向かって延伸されている。トナー規制板55の下端部が支持部541に固定され、支持部541の上端部が自由端として摺擦ローラー51の円筒面に当接する。また、トナー規制板55は、第2ニップ部N2よりも第2回転方向下流側において、摺擦ローラー51の前記円筒面に当接する。トナー規制板55は、摺擦ローラー51上のトナー量を規制する機能を備える。
回収スクリュー56は、供給ローラー53の後方かつ下方に配置される。回収スクリュー56は、軸回りに不図示の螺旋羽根を備えたスクリュー部材である。回収スクリュー56は、トナー受け部544から溢れた前記トナーを回収する。詳しくは、回収スクリュー56は、トナー受け部544の前記他端縁側から溢れたトナーを回収する。トナー受け部544から溢れたトナーは自由落下によって回収スクリュー56の回転半径の内側に流入される。そして、回収スクリュー56が不図示の駆動機構によって図4の矢印DR4方向に回転されると、前記トナーは右方に向かって搬送され、不図示の回収容器に搬入される。
ウレタンシール57は、摺擦ローラー51よりも第1回転方向上流側において、感光体ドラム121に対向してクリーナーハウジング50Hに配置される。詳しくは、ウレタンシール57は、第1ニップ部N1の下方において、クリーナーハウジング50Hの底部50H3から上方に向かって延設されている。そして、前述のように、ウレタンシール57は、下方支持部50H2に固定支持されている。本実施形態では、ウレタンシール57の先端部は、感光体ドラム121の周面に当接している。ウレタンシール57は、クリーナーハウジング50Hの内部に回収されたトナーが、クリーナーハウジング50Hから漏れ出すことを防止する。なお、本実施形態では、図6に示すように、ウレタンシール57の左右端部の上方部分は、部分的に三角形状をもって切り欠かれた形状を備える。他の実施形態において、ウレタンシール57は、前記切り欠き形状を備えることなく、細長の長方形形状からなるものでもよい。
図4を参照して、転写後に感光体ドラム121の周面状に残留したトナーは、第1ニップ部N1において、摺擦ローラー51の円筒面によって回収される。更に、摺擦ローラー51の円筒面に回収されなかったトナーは、ブレード52の先端部によって感光体ドラム121の周面から掻き取られる。これらのトナーは、摺擦ローラー51の第1回転方向への回転に伴って、矢印DT1に示すように、第2ニップ部N2に向かって搬送される。一方、予め供給ローラー53上に担持されていたトナーは、矢印DT2に示すように、第2ニップ部N2に向かって搬送される。摺擦ローラー51および供給ローラー53の回転によって、第2ニップ部N2の上方にはトナー溜まりTDが形成される。そして、トナー溜まりTDを形成するトナーは、第2ニップ部N2を通過した後、トナー規制板55によって規制される。トナー規制板55によって所定の層厚のトナーが摺擦ローラー51上に担持されながら、再び第1ニップ部N1に向かって搬送される(矢印DT3)。一方、トナー規制板55によって規制され、摺擦ローラー51上に担持されなかったトナーは、トナー受け部544上に貯留されるとともに、トナー受け部544の他端側(後端側)に向かって移動する(矢印DT4)。この際、所定の量のトナーが再び供給ローラー53上に担持される。また、トナー受け部544上に多量のトナーが溜まった場合には、該トナーの一部が、トナー受け部544の後端部から溢れだす(矢印DT5)。該トナーは、回収スクリュー56に落下し、不図示の回収容器に回収される。
このように本実施形態では、トナー規制板55によって摺擦ローラー51に担持されるトナー量を安定して維持することができる。また、トナー受け部544から溢れたトナーは、回収スクリュー56によって回収されるため、過剰な量のトナーが供給ローラー53から摺擦ローラー51に供給されることが抑止される。
図7は、図6のドラムユニット300の一部の拡大斜視図(A)、(B)である。図7(A)は、図6の領域E1を拡大した図であり、図7(B)は、図6の領域E2を拡大した図である。図8は、本実施形態に係る摺擦ローラー51および供給ローラー53の軸方向の長さの関係を示す模式図である。
本実施形態では、摺擦ローラー51の回転における軸方向(左右方向)において、摺擦ローラー51が感光体ドラム121の周面に接触する接触長さをL1、供給ローラー53が摺擦ローラー51に接触する接触長さをL2、感光体ドラム121に担持されるトナー像の最大画像長さをL3、ウレタンシール57の長さをL4とした場合、L1<L4、かつ、L1>L2≧L3が満たされるように、各部材の長さが設定されている。なお、感光体ドラム121に担持されるトナー像の最大画像長さL3とは、感光体ドラム121の周面上に形成される静電潜像の最大長さでもある。
摺擦ローラー51が感光体ドラム121の周面に接触する接触長さL1が、ウレタンシール57の長さL4よりも短く設定されている(L1<L4)ため、図7(A)、(B)に示すように、摺擦ローラー51の下方では、摺擦ローラー51よりも軸方向外側までウレタンシール57が延伸されている。図7(A)を参照して、摺擦ローラー51の左側側面から突出された摺擦ローラー軸51Aは、左壁302Aの内側に配置された左内壁部302A1によって回転可能に支持されている。このため、左内壁部302A1と摺擦ローラー51の左側側面との間には所定の空間V1が形成される。そして、ウレタンシール57の左端部は、空間V1の前方を塞ぐように配置されている。同様に、図7(B)を参照して、摺擦ローラー51の右側側面から突出された摺擦ローラー軸51Aは、右壁302Bの内側に配置された右内壁部302B1によって回転可能に支持されている。このため、右内壁部302B1と摺擦ローラー51の右側側面との間には所定の空間V2が形成される。そして、ウレタンシール57の右端部は、空間V2の前方を塞ぐように配置されている。
供給ローラー53から摺擦ローラー51の円筒面に多量のトナーが供給されると、図4に示すように、クリーナーハウジング50Hの内部のうち、摺擦ローラー51の下方部分がトナーで充填される。特に、摺擦ローラー51の円筒面の左端部51B(図7(A))または右端部51C(図7(B))に多量のトナーが担持されると、摺擦ローラー51の下方に配置されたトナーが行き場を失い、軸方向外側に移動する。この結果、摺擦ローラー51の軸方向の外側である空間V1または空間V2にトナーの滞留部が形成されやすくなる。この結果、図4および図7(A)、(B)の矢印DT6に示すように、ウレタンシール57の両端部からクリーナーハウジング50Hの外側にトナーが漏れ出す場合がある。特に、本実施形態では、ウレタンシール57の周辺では、図4および図7(A)、(B)の矢印DR1方向に示すように、摺擦ローラー51が下方から上方に向かって回転する。したがって、摺擦ローラー51の回転力によって、空間V1、V2に滞留したトナーが、クリーナーハウジング50Hの外側に溢れだしやすくなる。また、クリーニング装置50が使用される環境が変動した場合、トナーの流動性が変化し、トナー規制板55を乗り越えて多量のトナーが摺擦ローラー51上に担持されやすくなる。この結果、上記のように、空間V1、V2にトナーの滞留部が形成されやすくなる。
上記のようなウレタンシール57の両端部からトナーが溢れ出すことを防止するために、本実施形態では、前述のようにL1>L2≧L3が満たされている。図8を参照して、摺擦ローラー51の円筒面は、供給ローラー53のローラー部分よりも長く設定されている。換言すれば、供給ローラー53が摺擦ローラー51に接触する接触長さL2が、摺擦ローラー51が感光体ドラム121の周面に接触する接触長さL1よりも小さく設定される。この場合、摺擦ローラー51の両端部には、供給ローラー53が対向していない領域が形成される。このため、摺擦ローラー51の両端部に多量のトナーが担持されることが抑止され、空間V1およびV2に形成されるトナーの滞留部が縮小される。この結果、ウレタンシール57の両端部からクリーナーハウジング50Hの外側にトナーが漏れ出すことが防止される。
一方、供給ローラー53が摺擦ローラー51に接触する接触長さL2は、感光体ドラム121上に形成されるトナー像の最大画像長さL3以上に設定されている。このため、トナー像が形成される感光体ドラム121の周面は、トナーを充分担持した摺擦ローラー51によって安定して研磨される。したがって、感光体ドラム121の周面に付着した放電生成物が確実に取り除かれた状態で、感光体ドラム121上にトナー画像を形成することができる。
なお、上記において、L1<L4、かつ、L1>L2=L3の関係が満たされる場合、供給ローラー53が摺擦ローラー51に接触する接触長さL2は、トナー像の最大画像長さL3と同じ長さに設定される。この場合、供給ローラー53の軸方向の長さが可及的に短く設定される。このため、トナー像が形成される感光体ドラム121の周面が、トナーを充分保持した摺擦ローラー51で研磨されるとともに、摺擦ローラー51の軸方向の外側に形成されるトナーの滞留部を可及的に縮小することができる。
更に、本実施形態では、前述のように、ブラケット54の軸方向の両端部には、隙間546(図5(A)、(B))が形成されている。この結果、ブラケット54の軸方向の両端部では、隙間546を介してクリーナーハウジング50Hの摺擦ローラー51側と回収スクリュー56側とが連通されている。このため、摺擦ローラー51の下方のクリーナーハウジング50Hの底部50H3に滞留したトナーの一部が、図4の矢印DT7に示すように、隙間546を介して回収スクリュー56側に流入することができる。この結果、摺擦ローラー51の両端部の下方に位置するトナーの量が低減され、摺擦ローラー51の軸方向の外側に形成されるトナーの滞留部をより縮小することができる。
次に、図9乃至図11を参照して、本発明の第2の実施形態に係るクリーニング装置60について説明する。図9は、クリーニング装置60の断面図である。図10は、クリーニング装置60のブラケット64の斜視図(A)、(B)である。また、図11は、ブラケット64の一部の拡大斜視図(A)、(B)である。なお、先の第1の実施形態に係るクリーニング装置50と比較して、本実施形態に係るクリーニング装置60では、ブラケット64の構造において相違する。このため、該相違点について主に説明し、その他の共通点の説明を省略する。
図9を参照して、クリーニング装置60は、クリーナーハウジング60Hと、摺擦ローラー61と、ブレード62と、供給ローラー63と、ブラケット64と、トナー規制板65と、回収スクリュー66と、ウレタンシール67とを備える。これらの各部材は、第1の実施形態に係るクリーナーハウジング50Hと、摺擦ローラー51と、ブレード52と、供給ローラー53と、ブラケット54と、トナー規制板55と、回収スクリュー56と、ウレタンシール57と、同様の構成および機能を備える。
図9および図10(A)、(B)を参照して、本実施形態に係るブラケット64は、第1の実施形態に係るブラケット54と同様に、支持部641と、左側壁642と、右側壁643と、トナー受け部644と、当接部645と、を備える。更に、ブラケット64は、開口部としての孔部64Sを備える。孔部64Sは、供給ローラー63の軸方向における供給ローラー63の両端部に対向するように、トナー受け部644に開口された穴である。図11(A)および(B)は、それぞれ図10(B)のトナー受け部644の両端部を拡大した拡大斜視図である。孔部64Sは複数の穴から構成される。具体的には、図11(A)および(B)において、孔部64Sは3つの穴から構成されている。詳しくは、供給ローラー63の回転方向の上流側には、軸方向に沿って2つの穴が開口されている。また、前記2つの穴よりも供給ローラー63の回転方向下流側には、1つの穴が開口されている。該3つの穴は正三角形をなすように配置されている。孔部64Sは、トナー受け部644の上に貯留されたトナーを回収スクリュー66に落下させる機能を備える。
図9を参照して、トナー受け部644の上に貯留されたトナーは、孔部64Sよりも軸方向内側の領域では、矢印DT5に示すようにトナー受け部644の端縁から下方に落下する。一方、孔部64Sが配置される供給ローラー63の両端部付近では、トナー受け部644の上に貯留されたトナーは、矢印DT8に示すように孔部64Sから下方に落下することができる。この結果、トナー受け部644に多量のトナーが貯留された場合であっても、前記トナーの一部が孔部64Sから回収スクリュー66側に移動される。このため、供給ローラー63の両端部の下方に貯留されるトナーの量が減少し、供給ローラー63の両端部に多量のトナーが担持されることが抑止される。この結果、供給ローラー63からトナーが供給される摺擦ローラー61の両端部に、多量のトナーが担持されることが抑止される。したがって、ウレタンシール67の両端部からクリーナーハウジング60Hの外側にトナーが漏れ出すことが更に防止される。
なお、供給ローラー63が摺擦ローラー61に接触する接触長さL2は感光体ドラム121上に形成されるトナー像の最大画像長さL3よりも大きく設定され(L2>L3)、孔部64Sは、供給ローラー63の両端部であって、感光体ドラム121上の画像形成領域よりも外側に相当する位置に開口されることが望ましい。この場合、摺擦ローラー61の両端部に担持されるトナー量が低減されるとともに、感光体ドラム121上の画像形成領域に付着した放電生成物などを安定して研磨することができる。
以上、本発明の実施形態に係るクリーニング装置50、60及びこれらを備えたドラムユニット300、プリンター100(画像形成装置)について説明した。上記のドラムユニット300およびプリンター100によれば、ドラムユニット300のウレタンシール57(67)の両端部からクリーナーハウジング50H(60H)の外側にトナーが漏れ出すことが防止される。また、トナー像が形成される感光体ドラム121の周面は、トナーを担持した摺擦ローラー51(61)によって安定して研磨される。この結果、プリンター100の内部がトナーで汚れることが抑止されるとともに、長期に亘って安定した画像形成が実現される。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
(1)上記の第1の実施形態では、第1ニップ部N1において、感光体ドラム121および摺擦ローラー51が同方向に回転される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。感光体ドラム121と摺擦ローラー51は、第1ニップ部N1において互いに逆方向に回転されるものでもよい。また、摺擦ローラー51は、第1ニップ部N1において下方から上方に向かって回転する態様に限定されるものではない。摺擦ローラー51は、第1ニップ部N1において上方から下方に向かって回転するものでもよい。
(2)上記の実施形態では、クリーニング装置50は、ドラムユニット300に一体的に配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。クリーニング装置50は、プリンター100の筐体200内に直接配置されるものでもよい。
100 プリンター(画像形成装置)
120 画像形成部
121 感光体ドラム
200 筐体
300 ドラムユニット
301 ドラムハウジング
302A 左壁
302A1 左内壁部
302B 右壁
302B1 右内壁部
303 チャージハウジング
50、60 クリーニング装置
50H、60H クリーナーハウジング(ハウジング)
50H1 上方支持部
50H2 下方支持部
50H3 底部
51、61 摺擦ローラー
51A 摺擦ローラー軸
52、62 ブレード(クリーニングブレード)
53、63 供給ローラー
53A 供給ローラー軸
54、64 ブラケット
541、641 支持部
542、642 左側壁
543、643 右側壁
544、644 トナー受け部
545、645 当接部(下端部)
546 隙間
55、65 トナー規制板(規制部材)
56、66 回収スクリュー(回収部材)
57、67 ウレタンシール(シール部材)
64S 孔部(開口部)

Claims (8)

  1. 軸回りに第1回転方向に回転されながら周面にトナー像を担持する感光体ドラムの前記周面を清掃するクリーニング装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに回転可能に支持され、第1接触位置において前記感光体ドラムの前記周面に接触する円筒面を備え、軸回りに第2回転方向に回転されながら前記周面を研磨する摺擦ローラーと、
    前記ハウジングに支持され、前記摺擦ローラーよりも前記第1回転方向の下流側において前記周面に当接する先端部を備え、前記周面からトナーを除去するクリーニングブレードと、
    前記ハウジングに回転可能に支持され、前記第1接触位置よりも前記第2回転方向上流側の第2接触位置において前記摺擦ローラーに圧接され、表面に前記トナーを担持しながら前記摺擦ローラーにトナーを供給するトナー供給ローラーと、
    前記摺擦ローラーよりも前記第1回転方向上流側において、前記感光体ドラムに対向して前記ハウジングに配置され、前記ハウジングから前記トナーが漏れ出すことを防止するシール部材と、
    を有し、
    前記摺擦ローラーの回転における軸方向において、前記摺擦ローラーが前記感光体ドラムの前記周面に接触する接触長さをL1、前記トナー供給ローラーが前記摺擦ローラーに接触する接触長さをL2、前記感光体ドラムに担持される前記トナー像の最大画像長さをL3、前記シール部材の長さをL4とした場合、
    L1<L4、かつ、L1>L2≧L3
    の関係を満たすことを特徴とするクリーニング装置。
  2. 前記摺擦ローラーの回転における軸方向において、L1<L4、かつ、L1>L2=L3の関係を満たす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. 前記トナー供給ローラーは、前記第2接触位置において前記摺擦ローラーと同方向に回転駆動され、
    前記第2接触位置よりも前記第2回転方向下流側において、前記摺擦ローラーの前記円筒面に当接し、前記摺擦ローラー上のトナー量を規制する規制部材と、
    前記トナー供給ローラーの下方を覆うように前記トナー供給ローラーに対向して配置され、前記規制部材によって規制され前記摺擦ローラーに担持されなかった前記トナーを貯留するとともに、前記トナーを前記トナー供給ローラーに再び担持させるトナー受け部と、
    前記トナー受け部から溢れた前記トナーを回収する回収部材と、
    を更に有することを特徴とする請求項1または2に記載のクリーニング装置。
  4. 前記トナー供給ローラーの周方向において、前記トナー受け部の一端縁は前記規制板に対向して配置され、前記トナー受け部の他端縁は、水平方向において前記トナー供給ローラーに隣接して配置され、
    前記回収部材は、前記トナー受け部の前記他端縁側から溢れた前記トナーを回収し、
    前記軸方向における前記トナー供給ローラーの両端部に対向するように、前記トナー受け部に開口され、前記トナー受け部に貯留された前記トナーを前記回収部材に落下させる一対の開口部を更に備えることを特徴とする請求項3に記載のクリーニング装置。
  5. 前記第1回転方向は、前記感光体ドラムの前記周面が前記第1接触位置において下方から上方に向かって移動する方向であり、
    前記第2回転方向は、前記摺擦ローラーの前記円筒面が前記第1接触位置において下方から上方に向かって移動する方向であり、
    前記ハウジングは、前記摺擦ローラーおよび前記回収部材を下方から覆う底部を備え、
    前記シール部材は、前記第1接触位置の下方において、前記ハウジングの前記底部から上方に向かって延設されていることを特徴とする請求項3または4に記載のクリーニング装置。
  6. 前記トナー受け部と、前記規制部材を支持する支持部とを備えるブラケットを更に有し、
    前記ブラケットの下端部が前記ハウジングの前記底部に当接されることで、前記ブラケットが前記ハウジングの内部の前記摺擦ローラーと前記回収部材との間を仕切り、
    前記ブラケットの前記下端部のうち前記軸方向の両端部が前記底部に対して隙間をおいて配置さ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装置。
  7. 周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、
    請求項1乃至6の何れか1項に記載のクリーニング装置と、
    を備えることを特徴とするドラムユニット。
  8. 周面にトナー像を担持する前記感光体ドラムと、
    前記感光体ドラムの前記周面に潜像を形成する露光手段と、
    前記感光体ドラムの前記周面にトナーを供給し、前記トナー像を形成する現像手段と、
    請求項1乃至6の何れか1項に記載のクリーニング装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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