JP2016018020A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

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岡崎 好幸
Yoshiyuki Okazaki
好幸 岡崎
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Abstract

【課題】クリーニング能力を向上させたクリーニング装置および当該クリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】カラーレーザプリンタは、フレーム110と、フレーム110に支持され、トナー像が担持される搬送ベルト73上のトナーTを担持する第2ローラ130と、フレーム110に固定された第1基部141と、第2ローラ130の回転方向上流側を向き、第2ローラ130と接触する第1先端部142とを有する第1ブレード140と、フレーム110に固定された第2基部151と、第2ローラ130の回転方向上流側を向き、第1先端部142よりも前記回転方向上流側で第2ローラ130と接触する第2先端部152とを有する第2ブレード150と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、現像剤像が担持される像担持体をクリーニングするクリーニング装置および当該クリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
従来、感光体に接触し、現像剤像が担持されるベルトと、ベルト上の現像剤像をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置が知られている(特許文献1参照)。このクリーニング装置は、ベルト上の現像剤を担持する回転体と、回転体と接触して、回転体上の現像剤を掻き取るように構成されたブレードとを備えている。
特開2012−208240号公報
ところで、回転体の現像剤担持量が多くなると、ブレードにより回転体上の現像剤を掻き取りきれなくなるおそれがあった。
そこで、本発明は、クリーニング能力を向上させたクリーニング装置および当該クリーニング装置を備えた画像形成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、フレームと、前記フレームに支持され、現像剤像が担持される像担持体上の現像剤を担持する回転体と、前記フレームに固定された第1基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記回転体と接触する第1先端部とを有する第1ブレードと、前記フレームに固定された第2基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記第1先端部よりも前記回転方向上流側で前記回転体と接触する第2先端部とを有する第2ブレードと、を備える。
このような構成によれば、回転体の現像剤担持量が多くなっても、第1ブレードの上流側で第2ブレードにより回転体上の現像剤を掻き取ることで、回転体上に多量に付着した現像剤を粗取りすることができる。その後、第1ブレードにより回転体上に残った現像剤を掻き取ることができる。そのため、クリーニング装置におけるクリーニング能力を向上させることができる。
前記した構成において、前記第2ブレードは、前記第1ブレードよりも硬いことが望ましい。
このような構成によれば、第2ブレードによって回転体上に多量に付着した現像剤を粗取りする効果が高い。また、第2ブレードにより掻き取りきれなかった現像剤は下流側の第1ブレードでクリーニングすることができる。
前記した構成において、前記第2ブレードと前記回転体との接触点における前記回転体の接線と前記第2ブレードとがなす角は、前記第1ブレードと前記回転体との接触点における前記回転体の接線と前記第1ブレードとがなす角よりも大きいことが望ましい。
このような構成によれば、第2ブレードによって現像剤を粗取りする効果を高くすることができる。
前記した構成において、前記第2ブレードは、前記像担持体の、センサで読み取るための現像剤像が形成される所定の領域に対応する範囲で前記回転体と接触し、前記第2ブレードの前記回転体との接触長さは、前記第1ブレードの前記回転体との接触長さよりも狭い構成とすることができる。
像担持体の、センサで読み取るための現像剤像が形成される部分は、多量の現像剤が担持されるので、回転体の当該部分に対応する位置の現像剤担持量が多くなる。しかし、上記した構成によれば、第2ブレードにより、回転体の現像剤担持量が多くなった部分の現像剤を効果的に掻き取ることができる。また、第2ブレードの回転体との接触長さが、第1ブレードの回転体との接触長さより狭いので、第2ブレードの回転体との接触長さが、第1ブレードの回転体との接触長さと同じ構成と比較して、回転体と第2ブレードの接触抵抗を減らすことができる。
第2ブレードの回転体との接触長さは、第2ブレードが複数箇所で回転体と接触する場合、各接触箇所における接触長さの総和である。
前記した構成において、前記回転体は、現像剤と逆極性の電圧が印加され、前記第2ブレードは、少なくとも前記第2先端部が絶縁体からなる構成とすることができる。
このような構成によれば、第2ブレードにより、物理的に回転体から現像剤を掻き取ることで、付着物(現像剤とそれ以外、例えば紙粉)の帯電極性によらずクリーニングできる。
前記したクリーニング装置は、前記像担持体と前記回転体の間に設けられ、前記像担持体および前記回転体に接触する中間回転体を備えた構成とすることができる。
前記した構成において、前記フレームは、前記第1ブレードおよび前記第2ブレードが掻き取った現像剤を収容する収容部を有する構成とすることができる。
また、本発明のクリーニング装置は、フレームと、前記フレームに支持され、現像剤像が担持される像担持体上の現像剤を担持する回転体と、前記フレームに固定された第1基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記回転体と接触する第1先端部とを有する第1ブレードと、前記フレームに固定された第2基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記第1先端部よりも前記回転方向上流側で前記回転体と接触する第2先端部とを有する第2ブレードと、を備え、前記フレームは、前記第1ブレードおよび前記第2ブレードが掻き取った現像剤を収容する収容部を有し、前記像担持体を備える画像形成装置本体に対して着脱可能に構成することができる。
また、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に接触し、現像剤像が担持されるベルトと、前記ベルトをクリーニングするクリーニング装置と、を備え、前記クリーニング装置は、フレームと、前記フレームに支持され、前記ベルト上の現像剤を担持する回転体と、前記フレームに固定された第1基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記回転体と接触する第1先端部とを有する第1ブレードと、前記フレームに固定された第2基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記第1先端部よりも前記回転方向上流側で前記回転体と接触する第2先端部とを有する第2ブレードと、を有する構成とすることができる。
本発明によれば、クリーニング装置におけるクリーニング能力を向上させることができる。
一実施形態に係るカラーレーザプリンタの断面図である。 図1のクリーニング装置の拡大図である。 第2ローラ部分を前から見た図である。 カラーレーザプリンタからクリーニング装置の取り外しを示した図である。
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、方向は、画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタ1を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1における左側を「前」、右側を「後」とし、紙面の手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。
図1に示すように、カラーレーザプリンタ1は、画像形成装置本体の一例としての本体筐体2内に、用紙Sを供給する給紙部3と、供給された用紙Sに画像を形成する画像形成部4とを主に備えている。そして、画像形成部4は、露光装置5と、プロセスユニット6と、転写ユニット7と、定着ユニット8とを主に備えている。
給紙部3は、本体筐体2内の下部に設けられ、給紙トレイ31と、用紙押圧板32と、給紙機構33とを主に備えている。給紙トレイ31内の用紙Sは、用紙押圧板32によって前端が上方に寄せられ、給紙機構33によって1枚ずつ分離されて画像形成部4に供給される。
露光装置5は、本体筐体2内の上部に設けられ、図示しない複数のレーザ光源やポリゴンミラー、複数のレンズ、複数の反射鏡などを備えている。
プロセスユニット6は、給紙トレイ31と露光装置5の間に配置され、ドロワ60と、前後方向に沿って配列された4つの感光体の一例としての感光体ドラム61と、各感光体ドラム61に対応して1つずつ設けられた帯電器62および現像カートリッジ63とを主に備えている。各現像カートリッジ63は、それぞれ、現像ローラ64や供給ローラ65、層厚規制ブレード66、トナーを収容するトナー収容部67などを備えている。
ドロワ60は、4つの感光体ドラム61などを保持する部材であり、本体筐体2に対して前後方向に移動可能に支持されている。ドロワ60は、本体筐体2の前側に設けられたフロントカバー21を開くことで、本体筐体2の外側に引き出し可能となっている。
転写ユニット7は、給紙トレイ31とプロセスユニット6の間に設けられ、本体筐体2に対して着脱可能に構成されている、転写ユニット7は、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、駆動ローラ71と従動ローラ72の間に張設された無端状の像担持体の一例としての搬送ベルト73と、4つの転写ローラ74とを主に備えている。
搬送ベルト73は、外側の面が各感光体ドラム61に接触しており、その内側には各転写ローラ74が各感光体ドラム61との間で搬送ベルト73を挟持するように配置されている。
駆動ローラ71の後斜め下方には、センサの一例としての検知センサ75が配置されている。検知センサ75は、搬送ベルト73上に担持された現像剤像の一例として、現像剤像の濃度を測定するためのパッチ画像を光学的に読み取るセンサであり、搬送ベルト73の幅方向(左右方向)の両端部側に2つ設けられている(図3参照)。
転写ユニット7の下方には、搬送ベルト73上の廃トナーをクリーニングするためのクリーニング装置100が配置されている。
定着ユニット8は、プロセスユニット6および転写ユニット7の後方に設けられ、加熱ローラ81と、加熱ローラ81と対向配置されて加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを主に備えている。
画像形成部4では、感光体ドラム61の表面が、帯電器62により一様に帯電された後、露光装置5からのレーザ光(図示一点鎖線)の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム61上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部67内のトナーは、供給ローラ65を介して現像ローラ64に供給され、現像ローラ64と層厚規制ブレード66との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ64上に担持される。
そして、現像ローラ64上に担持されたトナーが対応する感光体ドラム61上に形成された静電潜像に供給されることで、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム61上にトナー像が形成される。その後、給紙部3から供給された用紙Sが搬送ベルト73上を搬送され、感光体ドラム61と転写ローラ74との間を通過することで、各感光体ドラム61上に形成されたトナー像が用紙S上に順次重ね合わせて転写される。
トナー像が転写された用紙Sは、加熱ローラ81と加圧ローラ82の間を搬送されることでトナー像が熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Sは、本体筐体2内に設けられた搬送ローラ23や排出ローラ24によって本体筐体2内から外部に排出され、排紙トレイ22上に載置される。
次に、クリーニング装置100について詳細に説明する。
図2に示すように、クリーニング装置100は、フレーム110と、フレーム110に支持された中間回転体の一例としての第1ローラ120、回転体の一例としての第2ローラ130、第1ブレード140、第2ブレード150およびシール部材160とを備えている。
第1ローラ120は、表面に発泡ゴム等が被覆されたローラであり、搬送ベルト73の外周面に接触するように配置されている。第1ローラ120は、搬送ベルト73との接触位置において、搬送ベルト73に逆らう方向に回転するようになっている。言い換えると、第1ローラ120の表面は、搬送ベルト73との接触位置において、搬送ベルト73の移動方向と逆方向に移動するようになっている。
搬送ベルト73の内周面には、バックアップローラ121が第1ローラ120に対向配置されている。第1ローラ120は、現像剤の一例としてのトナーTと逆極性の電圧V1が印加されるようになっており、バックアップローラ121は、電気的に接地されている。これにより、搬送ベルト73上のトナーTが第1ローラ120に物理的にこすり取られるとともに電気的に移動して、第1ローラ120がトナーTを担持するようになっている。
第2ローラ130は、金属ローラからなり、第1ローラ120の後側の表面に接触し、搬送ベルト73との間で第1ローラ120を挟むように配置されている。
第2ローラ130は、第1ローラ120との接触位置において、第1ローラ120に倣う方向に回転するようになっており、周速が第1ローラ120の周速よりも大きくなっている。言い換えると、第2ローラ130の表面は、第1ローラ120との接触位置において、第1ローラ120の表面と同じ方向に移動するようになっており、移動速度が第1ローラ120の表面の移動速度よりも大きくなっている。
第2ローラ130は、トナーTと逆極性であって、電圧V1よりも絶対値の大きい電圧V2が印加されるようになっている。これにより、第1ローラ120に担持されたトナーTが、電気的に第2ローラ130に移動して、第2ローラ130がトナーTを担持するようになっている。本実施形態では、トナーTは、正極性に帯電しており、第1ローラ120および第2ローラ130は、負極性の電圧が印加される。
第1ブレード140は、絶縁体からなるブレードであり、第2ローラ130上のトナーTを掻き取るように構成されている。第1ブレード140は、第2ローラ130を挟んで第1ローラ120とは反対側に配置されており、フレーム110に固定された第1ホルダ140Aに保持された第1基部141と、第2ローラ130に接触する第1先端部142とを有している。
第1先端部142は、第2ローラ130の接触部分において、第2ローラ130の回転方向に逆らう方向、つまり、回転方向の上流側を向いている。言い換えると、第1基部141から第1先端部142に向かう方向は、第2ローラ130との接触部分における第2ローラ130の表面の移動方向と逆になっている。図3に示すように、第1先端部142は、第2ローラ130との接触幅W1が、第2ローラ130の左右方向の略全幅となるように設けられている。
図2に示すように、第2ブレード150は、絶縁体からなるブレードであり、第2ローラ130上の廃トナーを掻き取るように構成されている。第2ブレード150は、第1ブレード140よりも硬い材料で構成されている。本実施形態では、例えば、第2ブレード150に、ポリエチレンテレフタレートを採用し、第1ブレード140に、ウレタンゴム等を採用することができる。この場合、各ブレードの硬さは、各材料のヤング率の大きさを比較すればよい。また、硬さが近い材料同士の場合、例えば、第2ブレード150にポリエチレンテレフタレートを採用し、第1ブレード140にポリアミド樹脂を採用する場合、ビッカース硬さで各ブレードの硬さを比較するとよい。また、各ブレードの材料がともにゴムである場合、デュロメータ硬さで各ブレードの硬さを比較することができる。
第2ブレード150は、第2ローラ130の下方に配置されており、フレーム110に固定された第2ホルダ150Aに保持された第2基部151と、第1先端部142よりも第2ローラ130の回転方向上流側で第2ローラ130と接触する第2先端部152とを有している。
第2先端部152は、第2ローラ130の接触部分において、第2ローラ130の回転方向に逆らう方向、つまり、回転方向の上流側を向いている。言い換えると、第2基部151から第2先端部152に向かう方向は、第2ローラ130との接触部分における第2ローラ130の表面の移動方向と逆になっている。
図3に示すように、第2先端部152は、第2ローラ130側に突出する接触部152Aを有している。接触部152Aは、第2ローラ130の左右方向両端部に対応する位置に一対形成されており、第2ローラ130との接触長さW21,W22が、第1先端部142と第2ローラ130との接触長さW1よりも短くなっている。具体的には、接触長さW21と接触長さW22の和は、接触長さW1よりも小さくなっている。
より詳細に、接触部152Aは、搬送ベルト73の、検知センサ75で読み取るためのパッチ画像が形成される所定の領域Dに対応する部分131で第2ローラ130と接触している。
図2に示すように、第2ブレード150は、第1ブレード140よりも第2ローラ130に対する傾斜が急になるように配置されている。言い換えると、第2ブレード150と第2ローラ130との接触点P1における第2ローラ130の接線L1と第2ブレード150とがなす角αは、第1ブレード140と第2ローラ130との接触点P2における第2ローラ130の接線L2と第1ブレード140とがなす角βよりも大きくなっている。
また、第1ホルダ140Aおよび第2ホルダ150Aは、金属で形成されており、電気的に接地されている。これにより、第1ホルダ140Aおよび第2ホルダ150Aが除電されるので、トナーTが電気的に第1ブレード140および第2ブレード150側に移動するのを抑制している。
シール部材160は、上下方向において、第1ローラ120と第2ブレード150の間に配置されており、基部がフレーム110に固定され、先端部が第2ローラ130の回転方向に倣う方向を向き、第2ローラ130に接触している。シール部材160は、第1ローラ120に担持されたトナーTを通過させるように構成されている。また、シール部材160は、フレーム110と第2ローラ130の間を閉じて、第1ブレード140や第2ブレード150が掻き取ったトナーが第1ローラ120側に飛散するのを抑制するように構成されている。
フレーム110には、収容部の一例としての廃トナー収容部111が設けられている。廃トナー収容部111は、第1ブレード140および第2ブレード150が掻き取ったトナーを収容するように構成されている。
また、クリーニング装置100は、図4に示すように、本体筐体2に対して着脱可能に構成されている。具体的には、クリーニング装置100は、フロントカバー21を開いたときに形成される開口21Aから着脱可能になっている。
以上のように構成されたクリーニング装置100の作用効果について説明する。
図2に示すように、画像形成後、搬送ベルト73に付着したトナーTは、搬送ベルト73の回転により、クリーニング装置100に対応する位置に移動する。正帯電したトナーTは、負極性の電圧V1が印加された第1ローラ120に担持される。
トナーTは、第1ローラ120に担持された後、第1ローラ120の回転により、第2ローラ130に対応する位置に移動して、負極性で、かつ、電圧V1よりも絶対値の大きい電圧V2が印加された第2ローラ130に担持される。第2ローラ130に担持されたトナーTは、第2ローラ130の回転により、第1ブレード140に対応する位置に移動して第1ブレード140に掻き取られることで、廃トナー収容部111に収容される。
そして、本実施形態では、第1ブレード140の上流側に第2ブレード150があるので、第2ローラ130のトナー担持量が多くなっても、第2ブレード150により、多量に付着したトナーの表面を粗取りした後、第1ブレード140により、第2ローラ130上に残ったトナーを掻き取ることができる。これにより、第2ローラ130に付着したトナーが第1ブレード140に対応する位置を通過することを抑制することができる。そのため、クリーニング装置100におけるクリーニング能力を向上させることができる。
第2ブレード150が第1ブレード140よりも硬いので、第2ブレード150によるトナーの粗取り効果を高めることができる。また、第2ブレード150により掻き取り切れなかったトナーは、下流側にある第1ブレード140により、掻き取ることができる。
第2ブレード150と接線L1とがなす角αが、第1ブレード140と接線L2がなす角βよりも大きいので、第2ブレード150の掻き取り効果を高くすることができる。
ところで、図3に示すように、搬送ベルト73にパッチ画像が形成される部分は、多量のトナーTが担持されるので、第2ローラ130の、パッチ画像が形成される所定の領域Dに対応する部分131のトナー担持量が多くなる。
しかし、本実施形態では、第2ブレード150により、第2ローラ130の、トナー担持量が多くなった部分を効果的に掻き取ることができる。また、第2ブレード150の第2ローラ130との接触長さW21,W22の和が、第1ブレード140の第2ローラ130との接触長さW1よりも狭いので、接触長さW21,W22の和が接触長さW1と同じ構成と比較して、第2ローラ130と第2ブレード150の接触抵抗を減らすことができる。
第1ブレード140および第2ブレード150が絶縁体からなるので、電気的な影響を受けにくくなり、第2ローラ130からトナーTを物理的に掻き取りやすくなる。そのため、第2ローラ130の付着物(トナーとそれ以外、例えば紙粉)の帯電極性によらずに、クリーニングすることができる。
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、第2ブレード150が第1ブレード140よりも硬い材料で構成されていたが、本発明はこれに限定されず、第1ブレード140と同じ材料で構成されていてもよい。
前記実施形態では、角αが角βよりも大きかったが、本発明はこれに限定されず、例えば、角αと角βが等しくてもよい。
前記実施形態では、接触長さW21,W22の和が、接触長さW1より狭かったが、本発明はこれに限定されず、接触幅W1と接触長さW21,W22の和が等しくてもよい。
前記実施形態では、第1ブレード140および第2ブレード150が絶縁体からなっていたが、本発明はこれに限定されず、少なくとも第1先端部および第2先端部が絶縁体からなる構成であればよい。
前記実施形態では、カラーレーザプリンタ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 カラーレーザプリンタ
2 本体筐体
61 感光体ドラム
73 搬送ベルト
75 検知センサ
100 クリーニング装置
110 フレーム
111 廃トナー収容部
120 第1ローラ
130 第2ローラ
140 第1ブレード
141 第1基部
142 第1先端部
150 第2ブレード
151 第2基部
152 第2先端部

Claims (9)

  1. フレームと、
    前記フレームに支持され、現像剤像が担持される像担持体上の現像剤を担持する回転体と、
    前記フレームに固定された第1基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記回転体と接触する第1先端部とを有する第1ブレードと、
    前記フレームに固定された第2基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記第1先端部よりも前記回転方向上流側で前記回転体と接触する第2先端部とを有する第2ブレードと、を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
  2. 前記第2ブレードは、前記第1ブレードよりも硬い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. 前記第2ブレードと前記回転体との接触点における前記回転体の接線と前記第2ブレードとがなす角は、前記第1ブレードと前記回転体との接触点における前記回転体の接線と前記第1ブレードとがなす角よりも大きい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。
  4. 前記第2ブレードは、前記像担持体の、センサで読み取るための現像剤像が形成される所定の領域に対応する範囲で前記回転体と接触し、
    前記第2ブレードの前記回転体との接触長さは、前記第1ブレードの前記回転体との接触長さよりも狭いことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
  5. 前記回転体は、現像剤と逆極性の電圧が印加され、
    前記第2ブレードは、少なくとも前記第2先端部が絶縁体からなることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
  6. 前記像担持体と前記回転体の間に設けられ、前記像担持体および前記回転体に接触する中間回転体を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
  7. 前記フレームは、前記第1ブレードおよび前記第2ブレードが掻き取った現像剤を収容する収容部を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のクリーニング装置。
  8. フレームと、
    前記フレームに支持され、現像剤像が担持される像担持体上の現像剤を担持する回転体と、
    前記フレームに固定された第1基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記回転体と接触する第1先端部とを有する第1ブレードと、
    前記フレームに固定された第2基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記第1先端部よりも前記回転方向上流側で前記回転体と接触する第2先端部とを有する第2ブレードと、を備え、
    前記フレームは、前記第1ブレードおよび前記第2ブレードが掻き取った現像剤を収容する収容部を有し、
    前記像担持体を備える画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするクリーニング装置。
  9. 感光体と、
    前記感光体に接触し、現像剤像が担持されるベルトと、
    前記ベルトをクリーニングするクリーニング装置と、を備え、
    前記クリーニング装置は、
    フレームと、
    前記フレームに支持され、前記ベルト上の現像剤を担持する回転体と、
    前記フレームに固定された第1基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記回転体と接触する第1先端部とを有する第1ブレードと、
    前記フレームに固定された第2基部と、前記回転体の回転方向上流側を向き、前記第1先端部よりも前記回転方向上流側で前記回転体と接触する第2先端部とを有する第2ブレードと、を有することを特徴とする画像形成装置。
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