JP2016103006A - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】像担持体の劣化を早めたり、クリーニングブレードの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、像担持体に当接するクリーニングブレードのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉がトナーとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合が抑止される、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の走行方向上流側の位置に、感光体ドラム11に対して所定のギャップGをあけて対向するように紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)を配設して、そのギャップGの位置を未転写トナーTと所定値に満たない大きさの紙粉S1(小さな紙粉)とを通過させて、所定値以上の大きさの紙粉S0(大きな紙粉)を通過させないようにしている。【選択図】図2

Description

この発明は、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の像担持体の表面に付着した未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置と、それを備えたプロセスカートリッジと、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の像担持体にクリーニングブレードを当接させて、像担持体上に残留した未転写トナーをクリーニングブレードで除去する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
詳しくは、転写部に対して像担持体の走行方向下流側には、クリーニングブレードが像担持体の表面に所定の角度及び圧力で当接している。そして、クリーニングブレードによって像担持体上に残留(付着)した未転写トナーが、その他の付着物(トナー添加物や紙粉などである。)とともに除去されて、クリーニングブレードが設置されたクリーニング装置の内部に未転写トナーなどの付着物が回収されることになる。
そして、これらのクリーニング装置では、像担持体に当接するクリーニングブレードのエッジ部(当接部)に紙粉が噛み込んでしまって、この紙粉がトナーとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう問題が知られている。
一方、特許文献1、2には、クリーニングブレードのエッジ部に紙粉が入り込まないようにするために、クリーニングブレードの上流側の位置で像担持体に当接するように、ブラシ状又はシート状の紙粉除去部材を設置する技術が開示されている。
また、特許文献3には、クリーニングブレードのエッジ部に紙粉が入り込まないようにするために、クリーニングブレードの上流側の位置で像担持体に対向するように、所定の電圧が印可されて紙粉を静電気的に吸着する紙粉除去部材を設置する技術が開示されている。
上述した特許文献1、2の技術は、クリーニングブレードの上流側の位置で像担持体に当接するように設置されたブラシ状又はシート状の紙粉除去部材によって、紙粉とともに未転写トナーも除去されてしまっていた。そのため、紙粉除去部材と像担持体との当接部に紙粉とトナーとの塊が形成されて像担持体の表面をキズつけてしまう不具合や、クリーニングブレードに入力される未転写トナーの量が少なくなってクリーニングブレードの捲れや異常音が生じてしまう不具合、などが発生してしまう可能性があった。
また、上述した特許文献3の技術は、クリーニングブレードの上流側の位置で像担持体に対向するように設置された紙粉除去部材に比較的大きな電圧が印可されるため、紙粉除去部材と像担持体との間に放電が生じて、像担持体の劣化が早まってしまう不具合や、像担持体の摩擦係数が上昇してクリーニングブレードの捲れが生じてしまう不具合、などが発生してしまう可能性があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、像担持体の劣化を早めたり、クリーニングブレードの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、像担持体に当接するクリーニングブレードのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉がトナーとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合が抑止される、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかるクリーニング装置は、所定方向に走行する像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着した未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側の位置において前記像担持体に対して所定のギャップをあけて対向するように配設されるとともに、当該ギャップの位置を未転写トナーと所定値に満たない大きさの紙粉とを通過させて、前記所定値以上の大きさの紙粉を通過させないように形成された紙粉規制部材と、を備えたものである。
本発明によれば、像担持体の劣化を早めたり、クリーニングブレードの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、像担持体に当接するクリーニングブレードのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉がトナーとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合が抑止される、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
この発明の実施の形態1における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す構成図である。 感光体ドラムに対してクリーニングブレードの先端部が当接して紙粉規制ブレードの先端部が対向した状態を拡大して示す概略図である。 感光体ドラムとクリーニングブレードと紙粉規制ブレードとを幅方向に示す概略図である。 変形例1としての、クリーニング装置の要部示す概略図である。 変形例2としての、クリーニング装置の要部示す概略図である。 この発明の実施の形態2における作像部を示す構成図である。 図7の作像部において、感光体ドラムに対してクリーニングブレードの先端部と紙粉清掃部材とが当接して紙粉規制ブレードの先端部が対向した状態を拡大して示す概略図である。 クリーニングブレードと紙粉清掃部材とを幅方向に示す概略図である。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置における全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態1における画像形成装置1は、複数のプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKが中間転写体としての中間転写ベルト17に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機、3は原稿を原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、6は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部(露光部)、7は転写紙等の記録媒体Pが収納される給紙部、10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト(像担持体)、18は中間転写ベルト17上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する2次転写ローラ、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着部、28は各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの現像装置に各色のトナーを補給するためのトナー容器、30は廃トナーが回収される廃トナー回収容器、を示す。
ここで、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)は、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム11、帯電部12、現像部13(現像装置)、クリーニング装置15(クリーニング部)が一体化されたものである(図2を参照できる。)。そして、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部6に送信される。そして、書込み部6からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11上に向けて照射される。
一方、4つの像担持体としての感光体ドラム11は、それぞれ、図1の時計方向(所定方向である。)に回転している。そして、図2を参照して、まず、感光体ドラム11の表面は、帯電部12(帯電ローラ)との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、像担持体としての感光体ドラム11上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ10Yの感光体ドラム11表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー(不図示である。)により、感光体ドラム11の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12aにて帯電された後の感光体ドラム11上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ10Cの感光体ドラム11表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ10Mの感光体ドラム11表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目(中間転写ベルト17の走行方向に対して最も下流側である。)のプロセスカートリッジ10BK(黒色用作像部)の感光体ドラム11表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11表面は、それぞれ、現像部13(図2を参照できる。)との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17(中間転写体)との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
そして、第1転写工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、クリーニング装置15(図2を参照できる。)との対向位置に達する。そして、クリーニング装置15で、感光体ドラム11(像担持体)上に残留する未転写トナー等の付着物(クリーニング対象物)が回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、除電部(不図示である。)の位置を通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
他方、感光体ドラム11上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト17表面は、図中の矢印方向に走行して、2次転写ローラ18の位置に達する。そして、2次転写ローラ18の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上のフルカラーの画像が2次転写される(第2転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング装置9(クリーニング装置)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置9(クリーニング装置)に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
ここで、2次転写ローラ18位置の記録媒体Pは、給紙部7から搬送ガイド、レジストローラ19等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20に導かれる。定着部20では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図2は、黒色用のプロセスカートリッジ10BKを示す構成図である。その他の3つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10Cは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ10BKとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明とを省略する。
図2に示すように、プロセスカートリッジ10BKには、像担持体としての感光体ドラム11と、感光体ドラム11を帯電する帯電部12と、感光体ドラム11上に形成される静電潜像を現像する現像部13と、感光体ドラム11上の未転写トナー等の付着物をクリーニング(除去)するクリーニング装置15と、がケースに一体的に収納されている。
ここで、像担持体としての感光体ドラム11は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、が順次積層されている。なお、感光体ドラム11の表面層として保護層をさらに積層することもできる。
帯電部12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電部12(帯電ローラ)に不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
現像部13(現像装置)は、主として、感光体ドラム11に対向する現像ローラ13aと、現像ローラ13aに対向する第1搬送スクリュ13b1と、仕切部材を介して第1搬送スクリュ13b1に対向する第2搬送スクリュ13b2と、現像ローラ13aに対向するドクターブレード13cと、で構成される。現像ローラ13aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ13a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ13a上に現像剤が担持されることになる。
現像部13内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。本実施の形態1において、トナーは、画質向上のために小粒径(5μm程度である。)で略球形のものであって、定着部20で消費される熱量を低減するために低融点のものを用いている。また、トナー中に含有される添加物は、その粒径が数10〜数100nmのものを多く用いている。
図2を参照して、クリーニング装置15(クリーニング部)には、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15a、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーをリサイクルトナーとして現像部13に向けて搬送する搬送コイル15b(リサイクル搬送部25)、紙粉規制部材としての紙粉規制ブレード16、紙粉回収部26、等が設置されている。
クリーニングブレード15aは、ウレタンゴム等のゴム材料からなる略板状部材であって、感光体ドラム11表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム11の表面に残留して付着した未転写トナー等の付着物がクリーニングブレード15aによって機械的に掻き取られて未転写トナー回収部15c内に回収されることになる。そして、未転写トナー回収部15c内に回収された未転写トナーは、リサイクル搬送部25(搬送コイル15bが内設されている。)を介して、現像部13まで搬送されて、リサイクルトナーとして現像部13内の現像剤に混合される。
なお、本実施の形態1では、クリーニングブレード15aが感光体ドラム11に対してカウンタ方向(感光体ドラム11の回転方向に逆らう方向である。)に当接するように構成したが、クリーニングブレード15aが感光体ドラム11に対してトレーディング方向(感光体ドラム11の回転方向に沿う方向である。)に当接するように構成することもできる。
ここで、本実施の形態1におけるクリーニング装置15には、感光体ドラム11に付着した大きな紙粉が通過しないように規制する紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)や、紙粉規制ブレード16によって規制された大きな紙粉を除去・回収する紙粉回収部26、が設けられているが、これについては後で詳しく説明する。
また、図1を参照して、クリーニング装置としての中間転写ベルトクリーニング装置9にも、中間転写ベルト17(中間転写体)に当接するクリーニングブレード、中間転写ベルトクリーニング装置9内に回収された未転写トナー等の付着物を廃トナーとして廃トナー回収容器(不図示である。)に向けて搬送する搬送コイル(搬送管)、等が設置されている。そして、中間転写ベルトクリーニング装置9内に回収された未転写トナー等は、搬送管(搬送コイルが内設されている。)を介して、廃トナー回収容器まで搬送されて、廃トナーとして廃トナー回収容器の内部に回収される。
なお、感光体ドラム11や中間転写ベルト17上に付着(残留)する付着物(クリーニング対象物)としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電部12(帯電ローラ)による放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等があるが、本願では適宜にこれらを総称して「未転写トナー」と呼んでいる。
図2にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像部13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器28から補給されたトナー(及び、リサイクル搬送部25を介して補給されたリサイクルトナー)とともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ13a上に担持される。現像ローラ13a上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード13cの位置に達する。そして、現像ローラ13a上の現像剤は、ドクターブレード13cの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム11との対向位置(現像領域である。)に達する。
その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム11表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Lが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ13aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーが潜像に付着する(トナー像が形成される)。
その後、現像工程にて感光体ドラム11に付着したトナーは、そのほとんどが中間転写ベルト17上に転写される。そして、感光体ドラム11上に残留した未転写トナー(付着物)が、クリーニングブレード15aによってクリーニング装置15内に回収される。
ここで、図示は省略するが、装置本体1に設けられたトナー補給部は、交換可能に構成されたボトル状のトナー容器28と、トナー容器28を保持・回転駆動するとともに現像部13に新品トナーを補給するトナーホッパ部と、で構成されている。また、トナー容器28内には、新品のトナー(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収容されている。また、トナー容器28(トナーボトル)の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
なお、トナー容器28内の新品トナーは、現像部13内のトナー(既設のトナーである。)の消費にともない、トナー補給口から現像部13内に適宜に補給されるものである。図示は省略するが、現像部13内のトナーの消費は、感光体ドラム11に対向する反射型フォトセンサと、現像部13の第2搬送スクリュ13b2の下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。
以下、本実施の形態1において特徴的な、クリーニング装置15(プロセスカートリッジ)の構成・動作について詳述する。
先に図1及び図2を用いて説明したように、クリーニング装置15には、像担持体としての感光体ドラム11の表面に付着した未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレード15aが、所定方向(図2の時計方向である。)に走行(回転)する感光体ドラム11に対してカウンタ方向に配置されている。
ここで、図2〜図4を参照して、本実施の形態1におけるクリーニング装置15(プロセスカートリッジ10BK)には、クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の回転方向上流側(走行方向上流側)の位置であって、1次転写ローラ14(1次転写ニップ)に対して感光体ドラム11の回転方向下流側の位置に、感光体ドラム11に対して所定のギャップGをあけて対向するように、紙粉規制部材としての紙粉規制ブレード16が配設されている。
この紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)は、ゴム材料、樹脂材料、金属材料等で形成された略板状部材であって、そのギャップGの位置を未転写トナーTと所定値に満たない大きさの紙粉S1(小さな紙粉)とを通過させて、所定値以上の大きさの紙粉S0(大きな紙粉)を通過させないように形成されている。具体的に、紙粉規制ブレード16と感光体ドラム11とのギャップGは、0.05〜0.5mmの範囲内に設定することが好ましく、本実施の形態1では0.1mmに設定されている。また、ギャップGの位置に放電が生じるのを防止するために、紙粉規制ブレード16には電荷は印可されない。
このように、感光体ドラム11の表面には、1次転写ローラ14の位置(1次転写ニップ)で中間転写ベルト17を介して記録媒体Pから生じた紙粉が付着することになるが、その紙粉には粒径の大きな紙粉S0と小さな紙粉S1とが存在する。図3を参照して、粒径が小さな紙粉S1(大きさが所定値に満たない紙粉である。)は、墳料としての炭酸カルシウムであって、粒径がトナー粒径とほぼ等しくて5μm程度のものである。これに対して、粒径が大きな紙粉S0(大きさが所定値以上の紙粉である。)は、単独で小さな紙粉となりうる炭酸カルシウムと、紙繊維であるセルロースと、の混合物であって、セルロースが核となって粒径が0.5mmを超えるものである。
そして、本実施の形態1では、紙粉規制ブレード16と感光体ドラム11とのギャップGを上述した値に設定しているため、大きな紙粉S0は紙粉規制ブレード16によってせき止められて、未転写トナーTと小さな紙粉S1とは紙粉規制ブレード16の位置を通過してクリーニングブレード15aの位置に達することになる。
ここで、クリーニングブレード15aの位置に達した小さな紙粉S1は、そのほとんどが、未転写トナーTとともに、クリーニングブレード15aによって感光体ドラム11の表面から掻き取られて未転写トナー回収部15cの内部に回収されることになるが、微量のものが微量な未転写トナーTとともにエッジ部(クリーニングブレード15aと感光体ドラム11との当接部である。)に堆積される。そして、クリーニングブレード15aのエッジ部に堆積された小さな紙粉S1が徐々に増えていって一定量を超えると、エッジ部に堆積した小さな紙粉S1が未転写トナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまい、クリーニング不良などの異常画像の原因となる。しかし、このように小さな紙粉S1がクリーニングブレード15aのエッジ部に堆積することによって生じる異常画像は、製品の初期時には生じないで、クリーニングブレード15a(クリーニング装置15)が寿命に達する前後のタイミングで生じるため、クリーニング装置15(プロセスカートリッジ)の交換メンテナンスによって、ほとんど問題として顕在化しないことが多い。
これに対して、クリーニングブレード15aの位置に大きな紙粉S0が達して、その紙粉S0がクリーニングブレード15aによって掻き取られずにエッジ部に噛み込んでしまうと、即座に紙粉S0が未転写トナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまい、クリーニング不良などの異常画像の原因となる。このように大きな紙粉S0がクリーニングブレード15aのエッジ部に達することによって生じる異常画像は、クリーニングブレード15a(クリーニング装置15)の寿命とは関係なく、製品の初期時であっても突発的に生じうるものである。
そのため、本実施の形態1では、初期、経時を問わず生じる異常画像の原因となる大きな紙粉S0がクリーニングブレード15aの位置に達しないように紙粉規制ブレード16でせき止めて、クリーニング装置15(プロセスカートリッジ)の寿命の範囲でほとんど異常画像の原因とならない小さな紙粉S1が未転写トナーTとともにクリーニングブレード15aの位置に達するように構成している。これにより、紙粉による異常画像の発生を抑止しつつ、クリーニングブレード15aに入力される未転写トナー量が少なくなることによってクリーニングブレード15aの捲れや異常音が生じてしまう不具合なども抑止されることになる。また、本実施の形態1では、紙粉規制ブレード16に特別な電圧を印可せずに、紙粉規制ブレード16と感光体ドラム11との間に放電が生じないように構成しているため、感光体ドラム11の劣化が早まってしまう不具合なども抑止することができる。
ここで、図2を参照して、本実施の形態1におけるクリーニング装置15には、紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)によって規制された大きな紙粉S0(所定値以上の大きさの紙粉)が除去されて回収される紙粉回収部26が設けられている。具体的に、紙粉規制ブレード16によってせき止められた大きな紙粉S0は、その後に紙粉規制ブレード16の傾斜面に沿って滑落して、紙粉回収部26の内部に回収されることになる。
そして、この紙粉回収部26は、未転写トナー回収部15cに大きな紙粉S0(所定値以上の大きさの紙粉)が混在しないように、未転写トナー回収部15cに対して隔絶されて形成されている。これにより、現像部13でリサイクルトナーとして用いられる未転写トナーに大きな紙粉S0が混在しないことになり、大きな紙粉S0が原因となる異常画像の発生を確実に軽減することができる。
また、本実施の形態1において、感光体ドラム11(像担持体)は、所定のタイミングで、非画像形成時に図2の反時計方向(通常時の回転方向に対して逆方向である。)に所定時間だけ走行される。
詳しくは、本実施の形態1において、感光体ドラム11を回転駆動する駆動モータ41(図2を参照できる。)は、正逆回転型のモータであって、通常の画像形成プロセス(画像形成動作)をおこなうとき(通常時)には感光体ドラム11を正方向(図2の時計方向である。)に回転駆動して、逆回転モード時には感光体ドラム11を逆方向(図2の反時計方向である。)に回転駆動するように制御部40によって制御される。なお、この「逆回転モード(清掃モード)」は、クリーニングブレード15aのエッジ部に付着した未転写トナー、小さな紙粉S1等の付着物(本来、クリーニングブレード15aによって掻き取られてクリーニング装置15内に回収されるべきものである。)を除去するとともに、紙粉規制ブレード16によってせき止められた大きな紙粉S0がギャップGに噛み込まないようにして紙粉回収部26への除去・回収を促進するためのモードであって、本実施の形態1ではカウンタ43でカウントされるプリント枚数が50枚に達するごとに、非画像形成時であるジョブ終了時に実行される。
紙粉規制ブレード16によってせき止められた大きな紙粉S0がギャップGに噛み込まれてしまった場合、感光体ドラム11の回転によって、その大きな紙粉S0が粉砕されて小さな紙粉S1(炭酸カルシウム)と紙繊維(セルロース)に分離されることが少なからず生じるため、ギャップGの位置で大きな紙粉S0が凝集して感光体ドラム11の表面を傷つけてしまうような不具合はすぐには発生しない。本実施の形態1では、逆回転モードを適当なタイミングで間欠的におこなって、ギャップGの位置に滞留した大きな紙粉S0を除去しているため、大きな紙粉S0によって感光体ドラム11の表面を傷つけてしまう不具合を未然に防止することができる。
また、図4を参照して、本実施の形態1において、紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)は、その幅方向(図2の紙面垂直方向であって、図4の左右方向である。)の範囲Nがクリーニングブレード15aの幅方向の範囲Mを含むように、幅方向にわたって延在するように形成されている。すなわち、紙粉規制ブレード16の幅方向の長さNはクリーニングブレード15aの幅方向の長さMよりも長く(M<N)、後者の範囲が前者の範囲に含まれるように形成されている。
このような構成により、紙粉規制ブレード16によって大きな紙粉S0を確実にせき止めて、大きな紙粉S0が紙粉規制ブレード16の位置を通過してクリーニングブレード15aに入力されるのを確実に防止することができる。
なお、本実施の形態1において、図5(A)、(B)(図4に対応する図である。)に示すように、紙粉規制ブレード16を、幅方向にわたってギャップGの大きさが一定になるように形成するとともに、幅方向両端部が幅方向中央部に対して感光体ドラム11の矢印方向の走行方向に沿って下流側に向けて傾斜するように形成することもできる。
具体的に、図5(A)に示す紙粉規制ブレード16は、感光体ドラム11に対向する対向面が、幅方向中央部が上流側に位置して幅方向両端部が下流側に位置するように略V字状に形成されている。また、図5(B)に示す紙粉規制ブレード16は、感光体ドラム11に対向する対向面が、幅方向中央部が上流側に位置して幅方向両端部が下流側に位置するように略弓状に形成されている。
このように構成することで、紙粉回収部26に回収されずに紙粉規制ブレード16のギャップGの位置にせき止められて滞留した紙粉S0は、感光体ドラム11の回転によって、紙粉規制ブレード16の傾斜に沿うように幅方向両端部に向けて白矢印方向に移動して、やがて画像領域外に移動することになるため、感光体ドラム11の表面が紙粉S0によって傷つけられて異常画像が生じる不具合を防止することができる。
特に、先に説明したように感光体ドラム11を逆回転させる「逆回転モード」を所定のプリント枚数ごとにおこなった場合には、図5(C)に示すように、紙粉規制ブレード16のエッジ部に噛み込んだ紙粉S0が、図中の矢印K1〜K4の順番で挙動することになり、噛み込んだ紙粉S0がエッジ部から除去されながら幅方向端部に追いやられていくことになる。すなわち、エッジ部に噛み込んだ紙粉S0は、逆回転モード時に破線矢印方向の感光体ドラム11の回転に沿って矢印K1のようにエッジ部から移動して、その後の通常時に矢印方向の感光体ドラム11の回転に沿って矢印K2のようにエッジ部に達して、さらに矢印K3のようにブレードの傾斜に沿って幅方向端部に向けて移動する。そして、再び逆回転モードが実行されると、紙粉S0が再び矢印K4のようにエッジ部から移動して、その後も同様の動作が繰り返されて、最終的に紙粉S0が画像領域から外れる位置まで移動されることになる。
このようにして、感光体ドラム11の表面が紙粉S0によって傷つけられて異常画像が生じる不具合がさらに確実に防止されることになる。
また、図6(A)(図4に対応する図である。)に示すように、本実施の形態1において、紙粉規制ブレード16A、16B(紙粉規制部材)を、幅方向両端部にそれぞれ分割して2つ配設することもできる。すなわち、幅方向一端側に第1の紙粉規制ブレード16Aを感光体ドラム11との間に所望のギャップGが形成されるように設置して、幅方向他端側に第2の紙粉規制ブレード16Bを感光体ドラム11との間に所望のギャップGが形成されるように設置することができる。このとき、2つの紙粉規制ブレード16A、16Bは、クリーニングブレード15aの幅方向両端部を含むような幅方向の範囲であって、画像領域の幅方向両端部から非画像領域にかけての範囲に延在するように形成されることが好ましい。
このように構成した場合には、幅方向中央部において大きな紙粉S0が紙粉規制ブレード16A、16Bによって除去・回収されないことになるが、そもそも幅方向中央部は幅方向両端部に比べて印字比率(画像面積率)が高くなる領域であって、感光体ドラム11上における1次転写ニップの位置において印字比率が高くなる領域では大きな紙粉S0が付着しにくいため、このような構成であっても上述した本実施の形態1における効果とほぼ同等の効果を得ることができる。特に、このように幅方向に分割して2つの紙粉規制ブレード16A、16Bを設置する場合には、幅方向にわたって延在する1つの紙粉規制ブレードを設置する場合に比べて、感光体ドラム11とのギャップGを幅方向にわたって均一に精度よく設定しやすくなるため、大きな紙粉S0のみをせき止めて未転写トナーTと小さな紙粉S1を通過させる機能が幅方向にわたって確実に達成されることになる。
また、このように2つの紙粉規制ブレード16A、16Bを設置する場合に、図6(B)(図4に対応する図である。)に示すように、2つの紙粉規制ブレード16A、16Bを、それぞれ、幅方向にわたって上述したギャップGの大きさが一定になるように形成するとともに、幅方向端部が幅方向中央部に対して感光体ドラム11の走行方向に沿って下流側に向けて傾斜するように形成することもできる。
このように構成することで、先に説明した図5のものと同様に、紙粉回収部26に回収されずに紙粉規制ブレード16のギャップGの位置にせき止められて滞留した紙粉S0が、感光体ドラム11の回転によって、紙粉規制ブレード16A、16Bの傾斜に沿うように幅方向両端部に向けて移動して、やがて画像領域外に移動することになるため、感光体ドラム11の表面が紙粉S0によって傷つけられて異常画像が生じる不具合を防止することができる。また、感光体ドラム11を非画像形成時に逆回転させる「逆回転モード」を適宜におこなうことで、その効果がさらに確実に発揮されることになる。
以上説明したように、本実施の形態1では、クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の回転方向上流側(走行方向上流側)の位置に、感光体ドラム11に対して所定のギャップGをあけて対向するように紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)を配設して、そのギャップGの位置を、未転写トナーTと、所定値に満たない大きさの紙粉S1(小さな紙粉)と、を通過させて、所定値以上の大きさの紙粉S0(大きな紙粉)を通過させないようにしている。
これにより、感光体ドラム11の劣化を早めたり、クリーニングブレード15aの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15aのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉S0がトナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合を確実に軽減することができる。
実施の形態2.
図7〜図9にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は、実施の形態2における作像部示す構成図であって、前記実施の形態1における図2に相当する図である。また、図8は、感光体ドラム11に対してクリーニングブレード15aの先端部と紙粉清掃部材24とが当接して紙粉規制ブレード16の先端部が対向した状態を拡大して示す概略図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。さらに、図9は、クリーニングブレード15aと紙粉清掃部材24とを幅方向に示す概略図である。
本実施の形態2におけるクリーニング装置15は、クリーニングブレード15aの下流側の位置に紙粉清掃部材24が設置されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
図7に示すように、本実施の形態2におけるプロセスカートリッジ10BKも、前記実施の形態1のものと同様に、感光体ドラム11、帯電部12、現像部13、クリーニング装置15、等で構成されている。
そして、図7、図8に示すように、本実施の形態2におけるクリーニング装置15にも、前記実施の形態1のものと同様に、クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の回転方向上流側(走行方向上流側)の位置であって、1次転写ローラ14(1次転写ニップ)に対して感光体ドラム11の回転方向下流側の位置に、感光体ドラム11に対して所定のギャップGをあけて対向するように、大きな紙粉S0を取り除くための紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)が配設されている。
ここで、図7〜図9を参照して、本実施の形態2におけるクリーニング装置15には、クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の回転方向下流側(走行方向下流側)の位置(クリーニングブレード15aのエッジ部の下流側の位置である。)であって、帯電部12に対して感光体ドラム11の回転方向上流側の位置に、紙粉清掃部材24が配設されている。この紙粉清掃部材24は、図8を参照して、クリーニングブレード15aの位置を通過した所定値に満たない大きさの紙粉S1(小さな紙粉)を清掃するためのものである。
詳しくは、紙粉清掃部材24は、厚さが数mm〜10mm程度の略矩形状の繊布シートであって、クリーニングブレード15aの表面(感光体ドラム11に対向する側の表面である。)に両面テープなどを介して貼着されている。紙粉清掃部材24は、クリーニングブレード15aと感光体ドラム11との間に挟まれてある程度圧縮した状態で設置されていて、感光体ドラム11に摺接している。
このように紙粉清掃部材24を設けることで、先に前記実施の形態1で説明したように、経時においてクリーニングブレード15aのエッジ部からすり抜けた小さな紙粉S1が、紙粉清掃部材24によって捕集されることになるため、小さな紙粉S1によるクリーニング不良などの異常画像(黒スジ画像である。)が生じにくくなる。
ここで、図9に示すように、本実施の形態2において、紙粉清掃部材24は、幅方向全域にわたって設置されているのではなくて、幅方向両端部にそれぞれ分割されて、2つ設置されている。また、2つの紙粉清掃部材24は、それぞれ、通紙領域X(本実施の形態2では、通紙可能な最大サイズであって使用頻度の高いA4縦サイズの通紙領域に対応する範囲である。)の端部に跨るように設置されている。
このように構成したのは、小さな紙粉S1も、大きな紙粉S0と同様に、記録媒体Pの幅方向端部(通紙領域Xの端部)で生じやすく、これに対応するクリーニングブレード15aの位置で小さな紙粉S1が堆積してすり抜けやすいためである。本実施の形態2では、紙粉清掃部材24を必要最小限の幅方向両端部の位置にのみ設置しているため、紙粉清掃部材を幅方向全域にわたって設置する場合に比べて、紙粉清掃部材24と感光体ドラム11との間に生じる摺動抵抗を小さくすることができる。
また、図9に示すように、本実施の形態2において、紙粉清掃部材24(繊布シート)は、その織目が、白矢印で示す感光体ドラム11の回転方向に沿って、幅方向中央部側から幅方向端部側に傾斜するように形成されている。具体的に、図9において左方に設置された紙粉清掃部材24は、その織目が、右上方から左下方に向けて傾斜するように形成されている。これに対して、図9において右方に設置された紙粉清掃部材24は、その織目が、左上方から右下方に向けて傾斜するように形成されている。なお、本実施の形態2において、紙粉清掃部材24(繊布シート)の織目の傾斜角度は、白矢印で示す感光体ドラム11の回転方向に対して45度程度になるように設定されている。
このような構成により、紙粉清掃部材24によって捕集された小さな紙粉S1は、白矢印方向に回転する感光体ドラム11との摺接によって、図9の破線矢印で示すように、紙粉清掃部材24の織目に沿うように通紙領域Xの外側に向けて徐々に移動していくことになる。そのため、クリーニングブレード15aのエッジ部からすり抜けた小さな紙粉S1が、感光体ドラム11上の通紙領域Xに対応する範囲に留まって、クリーニング不良などの異常画像の原因となる不具合が確実に軽減されることになる。
また、感光体ドラム11を非画像形成時に逆回転させる「逆回転モード」を適宜におこなうことで、先に図5(C)を用いて説明したメカニズムと同様に、その効果がさらに確実に発揮されることになる。
また、図9に示すように、本実施の形態2において、紙粉清掃部材24は、クリーニングブレード15aの幅方向範囲Mの最端部に近接するように配置されているのではなくて、クリーニングブレード15aの幅方向範囲Mの最端部から中央部側に充分に離れた位置に配置されている。この位置は、クリーニング装置15の筐体の開口部(クリーニングブレード15aが感光体ドラム11の側に露呈する部分である。)の幅方向端部をシールするシール材27(サイドシール)から幅方向中央部側に充分に離れた位置である。
このように構成することで、上述したように紙粉清掃部材24(繊布シート)の織目によって幅方向端部に向けて追いやられた小さな紙粉S1が、シール材27に付着して堆積して、堆積した紙粉S1が一気に落下して異常画像の原因となる不具合が軽減されることになる。
以上説明したように、本実施の形態2でも、前記実施の形態1と同様に、クリーニングブレード15aに対して感光体ドラム11(像担持体)の回転方向上流側(走行方向上流側)の位置に、感光体ドラム11に対して所定のギャップGをあけて対向するように紙粉規制ブレード16(紙粉規制部材)を配設して、そのギャップGの位置を、未転写トナーTと、所定値に満たない大きさの紙粉S1(小さな紙粉)と、を通過させて、所定値以上の大きさの紙粉S0(大きな紙粉)を通過させないようにしている。
これにより、感光体ドラム11の劣化を早めたり、クリーニングブレード15aの捲れや異常音を生じさせたりすることなく、比較的簡易な構成で、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15aのエッジ部に噛み込んでしまった紙粉S0がトナーTとともにエッジ部をすり抜けてしまいクリーニング不良などの異常画像が発生してしまう不具合を確実に軽減することができる。
なお、前記各実施の形態では、作像部における各部(感光体ドラム11、帯電部12、現像部13、クリーニング装置15である。)を一体化してプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。これに対して、クリーニング装置15をプロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体1に着脱可能(交換可能)に設置されるように構成することもできる。そして、このような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、前記各実施の形態では、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーをリサイクルトナーとして現像部13に向けて搬送するように構成したが、中間転写ベルトクリーニング装置9内に回収された未転写トナーと同様に、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器に向けて搬送するように構成することもできる。
なお、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部(現像装置)と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。
また、前記各実施の形態では、像担持体としての感光体ドラム11上の未転写トナー(クリーニング対象物)をクリーニングするクリーニング装置15に対して本発明を適用した。これに対して、像担持体としての感光体ベルト上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置や、像担持体(中間転写体)としての中間転写ベルト(例えば、前記各実施の形態における中間転写ベルト17である。)上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置(例えば、前記各実施の形態における中間転写ベルトクリーニング装置9である。)や、像担持体(中間転写体)としての中間転写ドラム上の未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置、などに対しても、当然に本発明を適用することができる。
また、前記各実施の形態では、カラー画像形成装置1に設置されたクリーニング装置15に対して本発明を適用したが、モノクロ画像形成装置に設置されたクリーニング装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1 画像形成装置(画像形成装置本体)、
9 中間転写ベルトクリーニング装置(クリーニング装置)、
10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ(作像部)、
11 感光体ドラム(像担持体)、
15 クリーニング装置(クリーニング部)、
15a クリーニングブレード(ブレード部材)、
15c 未転写トナー回収部、
16、16A、16B 紙粉規制ブレード(紙粉規制部材)、
24 紙粉清掃部材、
25 リサイクルトナー搬送部、
26 紙粉回収部、
T 未転写トナー(トナー)、
S0 大きな紙粉(紙繊維と炭酸カルシウムの混合物)、
S1 小さな紙粉(炭酸カルシウム)。
特開2007−310229号公報 特開2008−89770号公報 特開平6−118842号公報

Claims (11)

  1. 所定方向に走行する像担持体に当接して、前記像担持体の表面に付着した未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
    前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向上流側の位置において前記像担持体に対して所定のギャップをあけて対向するように配設されるとともに、当該ギャップの位置を未転写トナーと所定値に満たない大きさの紙粉とを通過させて、前記所定値以上の大きさの紙粉を通過させないように形成された紙粉規制部材と、
    を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
  2. 前記紙粉規制部材によって規制された前記所定値以上の大きさの紙粉が除去されて回収される紙粉回収部を備え、
    前記紙粉回収部は、前記クリーニングブレードによって除去された未転写トナーが回収される未転写トナー回収部に前記所定値以上の大きさの紙粉が混在しないように、当該未転写トナー回収部に対して隔絶されて形成された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. 前記紙粉規制部材は、その幅方向の範囲が前記クリーニングブレードの幅方向の範囲を含むように、幅方向にわたって延在するように形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置。
  4. 前記紙粉規制部材は、幅方向にわたって前記ギャップの大きさが一定になるように形成されるとともに、幅方向両端部が幅方向中央部に対して前記像担持体の走行方向に沿って下流側に向けて傾斜するように形成された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. 前記紙粉規制部材は、幅方向両端部にそれぞれ分割して2つ配設されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクリーニング装置。
  6. 前記2つの紙粉規制部材は、それぞれ、幅方向にわたって前記ギャップの大きさが一定になるように形成されるとともに、幅方向端部が幅方向中央部に対して前記像担持体の走行方向に沿って下流側に向けて傾斜するように形成された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. 前記像担持体は、所定のタイミングで、非画像形成時に前記所定方向の逆方向に所定時間だけ走行されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のクリーニング装置。
  8. 前記所定のギャップは、0.01〜0.5mmの範囲内であって、
    前記紙粉規制部材に電圧は印可されないことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のクリーニング装置。
  9. 前記クリーニングブレードに対して前記像担持体の走行方向下流側の位置において前記像担持体に対して接触するように配設されて、前記クリーニングブレードの位置を通過した前記所定値に満たない大きさの紙粉を清掃する紙粉清掃部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のクリーニング装置。
  10. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジであって、
    請求項1〜請求項9のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
  11. 請求項1〜請求項9のいずれかに記載のクリーニング装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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