JP2016133582A - 清掃装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング手段の堰き止めのみによるダムを用いてクリーニングを行なう場合に比較して、清掃能力が安定化する画像形成装置を提供する。【解決手段】被清掃体１２の表面に線状に接触してその表面を擦ることで接触箇所にその不要物の滞留体１７５を形成するとともにその表面から不要物を除去する除去部材１７０と、滞留体１７５の不要物を加圧してその滞留体の強度を増す加圧器１７１と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、清掃装置および画像形成装置に関する。

従来、トナーで画像を形成する画像形成装置が知られており、例えば特許文献１〜３には、残留トナーをクリーニングブレードで清掃するクリーナが開示されている。

また、特許文献１には、残留した球形トナーを温度と圧力で変形させる技術が開示されている。

特開２００８−１９７４０５号公報 特開２０１１−０７０１１７号公報 特開２０１１−０１８０４３号公報

しかし、従来のクリーニング手段を用いた場合には、クリーニング手段に形成されたダムが変化しやすく、クリーニング手段の清掃能力が変化する場合があった。本発明は、クリーニング手段の堰き止めのみによるダムを用いて、クリーニングを行なう場合に比較して、清掃能力の安定化を目的とする。

請求項１に係る清掃装置は、
被清掃体の表面に線状に接触してその表面を擦ることで接触箇所にその不要物の滞留体を形成するとともにその表面から不要物を除去する除去部材と、
上記滞留体の不要物を加圧してその滞留体の強度を増す加圧器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る清掃装置は、
上記不要物が、油分を含んだ粒子が混ざったものであり、
上記加圧器が、上記粒子から上記油分がしみ出す程度以上の圧力で上記不要物を加圧するものであることを特徴とする。

請求項３に係る清掃装置は、
上記不要物が、上記被清掃体の表面に描画するための粉体と、その粉体の粒径よりも小さい粒径を有しその粉体と混ぜられた外添剤とを含んでおり、
上記加圧器による加圧の前に上記不要物における上記外添剤以外の成分を減らす低減器を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
表面に形成される画像を保持する像保持体と、
上記画像を形成する形成器と、
上記像保持体から記録媒体上へと上記画像を転写する転写機と、
上記像保持体の表面に線状に接触してその表面を擦ることで接触箇所にその不要物の滞留体を形成するとともにその表面から不要物を除去する除去部材と、
上記滞留体の不要物を加圧してその滞留体の強度を増す加圧器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る清掃装置および請求項４に係る画像形成装置によれば、クリーニング手段の堰き止めのみによるダムを用いてクリーニングを行なう場合に比較して、清掃能力が安定化する。

請求項２に係る清掃装置によれば、油分がしみ出さない程度の圧力で加圧する場合に較べて清掃能力が安定化する。

請求項３に係る清掃装置によれば、上記低減器を備えない場合に較べて清掃能力が安定化する。

本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 感光体クリーナ内のクリーニングブレード周辺を概略的に示す図である。 滞留体の強化動作における逆転時の様子を示す図である。 滞留体の強化動作における加圧時の様子を示す図である。 滞留体の強化動作における正転復帰時の様子を示す図である。 第２実施形態における感光体クリーナ内のクリーニングブレード周辺を概略的に示す図である。 第２実施形態における滞留体の強化動作について逆転時の様子を示す図である。 第２実施形態における滞留体の強化動作について再逆転時の様子を示す図である。 第２実施形態における滞留体の強化動作について加圧時の様子を示す図である。 第２実施形態における滞留体の強化動作について正転復帰時の様子を示す図である。 第３実施形態における感光体クリーナ内のクリーニングブレード周辺を概略的に示す図である。 第３実施形態における通常の画像形成時の様子を示す図である。 第３実施形態における滞留体の強化動作について加圧時の様子を示す図である。 第３実施形態における滞留体の強化動作について姿勢復帰時の様子を示す図である。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１０はモノクロプリンタであり、プリンタ１０外で作成された、画像を表す画像信号が、不図示の信号ケーブル等を介して入力される。プリンタ１０には、このプリンタ１０内の各構成要素の動きを制御する制御部１１が備えられており、画像信号はこの制御部１１に入力される。そして、プリンタ１０では、この制御部１１の制御の下で画像信号に基づく画像の形成が行われる。

プリンタ１０の下部には用紙トレイ２１が備えられていて、用紙トレイ２１には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。用紙トレイ２１は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。

用紙トレイ２１内の用紙Ｐは、ピックアップロール２２およびさばきロール２３により待機ロール２４へと送られる。待機ロール２４に到達した用紙Ｐは、搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。

このプリンタ１０には、矢印Ａで示す向きに回転する円柱状の感光体１２が待機ロール２４の上方に備えられている。そして、この感光体１２の周囲に、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、転写器１６、および感光体クリーナ１７が配備されている。感光体１２が本発明に言う像保持体の一例に相当し、露光器１４と現像器１５とを併せたものが本発明に言う形成器の一例に相当し、転写器１６が本発明に言う転写機の一例に相当する。

帯電器１３は感光体１２の表面を帯電させ、露光器１４は、制御部１１から送られてくる画像信号に従って感光体１２の表面を露光して静電潜像を形成する。静電潜像は現像器１５により現像されてトナー像が形成される。ここで、露光器１４は、レーザ光を光源とするものであってもよく、あるいは、ＬＥＤ等を光源とするものであってもよい。また、現像器１５は、トナーとキャリアが混ざったいわゆる２成分現像剤を用いるものであってもよく、あるいはトナーが主成分の現像剤を用いるものであってもよい。現像剤中のトナーには、いわゆる外添剤が混ぜられており、この外添剤は、トナー粒子よりも粒径が小さく、トナー粒子の表面に付着している。さらに、この外添剤は、シリコーンオイル等の油分で処理されていることが望ましい。

ここで、上記の待機ロール２４は、感光体１２上のトナー像が、転写器１６に対面した位置に達するタイミングに合わせてその位置に到達するように用紙Ｐを送り出す。そして、感光体１２上のトナー像は、転写器１６の作用を受け、その送り出されてきた用紙Ｐ上に転写される。

トナー像の転写後に感光体１２上に残存するトナー（残留トナー）は、感光体クリーナ１７により、感光体１２から取り除かれる。感光体クリーナ１７にはゴム製のクリーニングブレード１７０が備えられていて、そのクリーニングブレード１７０は円柱状の感光体１２が延びている方向に沿って延びた長尺の板形状を有している。そして、感光体１２に沿って延びた一辺で感光体１２に線状に接触している。感光体１２に接触したこの一辺のことを便宜上、クリーニングブレード１７０のエッジと称する場合がある。クリーニングブレード１７０は固定されているのに対して感光体１２は回転しているため、クリーニングブレード１７０はエッジで感光体１２の表面を擦ることになり、それによって感光体１２の表面から不要物（残留トナー、トナーに混ざっていた外添剤、用紙Ｐに由来する紙粉など）を掻き取って除去する。このようなクリーニングブレード１７０は、本発明に言う除去部材の一例に相当する。

トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に進み、定着器１８による加熱
および加圧を受けてその用紙Ｐ上にトナー像が定着される。その結果、用紙Ｐ上には定着トナー像からなる画像が形成される。

定着器１８を通過した用紙Ｐは、排出器１９に向かって矢印Ｃ方向に進み、さらに、その排出器１９によってさらに矢印Ｄ方向に送られて排紙台２０上に排出される。

ところで、クリーニングブレード１７０により感光体１２表面から不要物が掻き取られる際には、掻き取られた不要物の一部がクリーニングブレード１７０のエッジに沿って滞留して、トナーダムや外添ダム等と称される滞留体を形成する。この滞留体の存在によって不要物が確実に掻き取られることになり、クリーニングブレード１７０による清掃能力の維持には滞留体の維持が重要となっている。特に、外添剤は粒子径が小さいのでエッジと感光体１２表面との隙間やトナー同士の隙間などを埋めることで摩耗によるクリーニングブレード１７０の傷みを防ぎクリーニングブレード１７０の清掃能力を高める。

しかし、例えば低濃度の画像が連続して形成された場合などに感光体１２上の不要物が減少して滞留体が縮小するとクリーニングブレード１７０が感光体１２との摩擦で傷んで清掃能力が低下する虞がある。そして、そのように清掃能力が低下するとすじ状の画像欠陥を生じる場合がある。トナーが中心粒径４．５μｍ以下の小径トナーである場合には、低濃度画像の連続などに伴うクリーニングブレード１７０の傷みが顕著である。

そこで、図１に示すプリンタ１０の感光体クリーナ１７には、滞留体を維持するための工夫が施されている。

図２は、感光体クリーナ内のクリーニングブレード周辺を概略的に示す図である。

本実施形態では、クリーニングブレード１７０と感光体１２表面が接触している箇所の上流側（即ち転写器１６側）に加圧器１７１が備えられている。この加圧器１７１は、ソレノイド１７２と加圧部材１７３を有し、加圧部材１７３はソレノイド１７２の芯の先に取り付けられている。また、加圧器１７１は加圧部材１７３とソレノイド１７２の本体とを引き寄せる引きばね１７４も有している。この加圧器１７１は図１に示す制御部１１によって動作が制御され、ソレノイド１７２がオフのとき加圧部材１７３は引きばね１７４によって図２の上方に引き上げられていて、ソレノイド１７２がオンになると加圧部材１７３はソレノイド１７２に押されて図２の下方へと移動する。この加圧器１７１が、本発明に言う加圧器の一例に相当する。

このような加圧器１７１を備えた本実施形態の動作について次に説明する。

通常の画像形成時には、図２に示すように感光体１２の表面が図の右方向へと移動し、クリーニングブレード１７０のエッジによって感光体１２の表面が擦られて不要物が掻き取られる。その結果、クリーニングブレード１７０のエッジに沿って不要物の滞留体１７５が生じる。本実施形態における滞留体１７５は、主としてトナーからなるトナーダム１７５ａと、主として外添剤からなる外添ダム１７５ｂとで形成されており、外添剤は粒子径が小さいので、外添ダム１７５ｂの方がトナーダム１７５ａよりもエッジに近い箇所に形成される。なお、図２には、トナーダム１７５ａと外添ダム１７５ｂが概念的に示されているのであって、具体的な形状などを正確に示したものではない。

プリンタ１０での画像形成が例えば予め決められた枚数に達するなどといった条件を満たした場合、画像形成の合間の休止時に、図１に示す制御部１１の制御によって滞留体１７５の強化動作が行われる。

図３〜図５は、滞留体の強化動作を示す図である。

滞留体の強化動作が開始されると、制御部１１によって感光体１２の逆転が指示される。図３に示すように、感光体１２は、滞留体１７５がクリーニングブレード１７０のエッジから加圧器１７１の下部（即ち加圧器１７１と感光体１２との対向箇所）へと移動する程度に逆転する。

このような逆転の後、図４に示すように加圧器１７１による加圧が行われる。即ち、制御部１１からソレノイド１７２に対して駆動信号が送られることによってソレノイド１７２が加圧部材１７３を押し出し、加圧部材１７３と感光体１２との間で滞留体１７５が加圧される。圧力は例えば３．０ｇ／ｃｍ²程度が好ましく、この加圧によって滞留体１７５は押し固められて強化される。また、加圧により、滞留体１７５に含まれている外添剤からオイル成分が染み出し、このオイルは、滞留体１７５を固める作用と、感光体１２表面の潤滑を高める作用とを発揮する。

このように加圧された滞留体１７５は、図５に示すようにクリーニングブレード１７０のエッジへと戻される。即ち、制御部１１からソレノイド１７２への駆動信号が切られることによって引きバネ１７４が加圧部材１７３を引き戻し、制御部１１の制御で感光体１２が図の右方向に回転することで滞留体１７５がクリーニングブレード１７０のエッジに
戻る。このようにエッジに戻った滞留体１７５は、押し固められて強化されているので、低濃度画像が連続して作成された場合などであっても縮小しにくく、クリーニングブレード１７０による清掃能力が安定化する。

なお、本発明にいう加圧器は、例えばクリーニングブレード１７０のエッジの側などに設けられて滞留体１７５を常時加圧するものであってもよいが、トナーの成分が溶けて感光体１２表面に皮膜状となって固着するいわゆるフィルミング現象を防止する観点からは、滞留体１７５の加圧は一時的であることが望ましい。

以上で第１実施形態の説明を終了し、次に第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、感光体クリーナ１７内のクリーニングブレード１７０周辺の構造が相違する点を除いてほぼ第１実施形態と同様であるので重複説明は省略する。

図６は、第２実施形態における感光体クリーナ内のクリーニングブレード周辺を概略的に示す図である。

第２実施形態でも、クリーニングブレード１７０と感光体１２表面が接触している箇所の上流側（即ち転写器１６側）に加圧器１７１が備えられている。また、第２実施形態では、クリーニングブレード１７０と加圧器１７１との間にエアー吐出器１７６のノズルが備えられている。エアー吐出機１７６は、図６に示したノズルにエアーを送るパイプやポンプ（図示省略）を有し、図１に示す制御部１１の制御に従いノズルからのエアー吐出をオンオフするものである。

この第２実施形態の動作について説明する。

通常の画像形成時には、図６に示すように感光体１２の表面が図の右方向へと移動し、クリーニングブレード１７０のエッジによって感光体１２の表面が擦られて不要物が掻き取られる。その結果、クリーニングブレード１７０のエッジに沿って不要物の滞留体１７５が生じる。第２実施形態でも滞留体１７５はトナーダム１７５ａと外添ダム１７５ｂとで形成されている。また、第２実施形態でも画像形成の合間の休止時に、図１に示す制御部１１の制御によって滞留体１７５の強化動作が行われる。

図７〜図１０は、第２実施形態における滞留体の強化動作を示す図である。

滞留体の強化動作が開始されると、制御部１１によって感光体１２の逆転が指示される。第２実施形態では、図７に示すように、感光体１２は、滞留体１７５がクリーニングブレード１７０のエッジからエアー吐出器１７６のノズルの下部（即ちノズルと感光体１２との対向箇所）へと移動する程度に逆転する。

このような逆転の後、エアー吐出器１７６によるエアーの吐出が行われて滞留体１７５からトナーダム１７５ａの成分が吹き飛ばされる。その結果、図８に示すように外添ダム１７５ｂの成分が多くを占めた滞留体が残る。エアー吐出器１７６は本発明にいう低減器の一例に相当する。このように残った滞留体では、トナーに対する外添剤の割合が質量比で１００％以上となることが望ましい。そして、制御部１１によって感光体１２の再度の逆転が指示され、滞留体である外添ダム１７５ｂが加圧器１７１の下部（即ち加圧器１７１と感光体１２との対向箇所）へと移動させられる。

次に、図９に示すように加圧器１７１による加圧が行われる。即ち、制御部１１からソレノイド１７２に対して駆動信号が送られることによってソレノイド１７２が加圧部材１７３を押し出し、加圧部材１７３と感光体１２との間で外添ダム１７５ｂ（滞留体）が加圧される。この加圧によって外添ダム１７５ｂ（滞留体）は押し固められて強化される。このとき外添剤からオイル成分が染み出し、滞留体を固める作用と、感光体１２表面の潤滑を高める作用とを発揮することは第１実施形態と同様であるが、滞留体に占める外添剤の割合が高いので第１実施形態よりもしっかりと滞留体が固まる。

このように加圧された外添ダム１７５ｂ（滞留体）は、図１０に示すようにクリーニングブレード１７０のエッジへと戻される。即ち、制御部１１からソレノイド１７２への駆動信号が切られることによって引きバネ１７４が加圧部材１７３を引き戻し、制御部１１の制御で感光体１２が図の右方向に回転することで外添ダム１７５ｂ（滞留体）がクリーニングブレード１７０のエッジに戻る。このようにエッジに戻った外添ダム１７５ｂ（滞留体）は、第１実施形態よりも強化されているので、クリーニングブレード１７０による清掃能力がより安定化する。

以上で第２実施形態の説明を終了し、次に第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、感光体クリーナ１７内のクリーニングブレード１７０周辺の構造が相違する点を除いてほぼ第１実施形態と同様であるので重複説明は省略する。

図１１は、第３実施形態における感光体クリーナ内のクリーニングブレード周辺を概略的に示す図である。

第３実施形態では、クリーニングブレード１７０と、そのクリーニングブレード１７０を保持している金属製の保持板１７７が、クリーニングブレード１７０と感光体１２表面が接触している箇所（エッジ）を中心としてある程度の角度範囲内で一体に回転自在となっている。そして、その保持板１７７をクリーニングブレード１７０ごと回転させるための回転カム１７８と引きバネ１７９が備えられている。引きバネ１７９によって保持板１７７は回転カム１７８と常に接触するように引きつけられており、回転カム１７８が回転することによって、図に実線で示す第１状態から図に点線で示す第２状態までクリーニングブレード１７０および保持板１７７の姿勢が変化する。回転カム１７８は図示を省略したモータによって回転され、そのモータおよび回転カム１７８の駆動は図１に示す制御部１１によって制御される。

この第３実施形態の動作について説明する。

図１２は、第３実施形態における通常の画像形成時の様子を示す図である。

通常の画像形成時には、クリーニングブレード１７０が上述した第１状態となっていて、感光体１２の表面が図の右方向へと移動し、クリーニングブレード１７０のエッジによって感光体１２の表面が擦られて不要物が掻き取られる。その結果、クリーニングブレード１７０のエッジに沿って不要物の滞留体１７５が生じる。また、第３実施形態でも画像形成の合間の休止時に、図１に示す制御部１１の制御によって滞留体１７５の強化動作が行われる。

図１３および図１４は、第３実施形態における滞留体の強化動作を示す図である。

滞留体の強化動作が開始されると、制御部１１によって感光体１２の停止が指示されるとともに、制御部１１によって図１１に示す回転カム１７８が駆動され、図１３に示すように、クリーニングブレード１７０が上述した第２状態へと起き上がる。このようにクリーニングブレード１７０の姿勢が変化することにより、滞留体１７５はクリーニングブレード１７０の先端と感光体１２表面との間で挟まれ、滞留体１７５が加圧されることとなる。つまり第３実施形態ではクリーニングブレード１７０が本発明にいう加圧器を兼ねている。

このような方式の加圧でも滞留体１７５は押し固められて強化される。また、この第３実施形態でも、加圧により、滞留体１７５に含まれている外添剤からオイル成分が染み出し、このオイルは、滞留体１７５を固める作用と、感光体１２表面の潤滑を高める作用とを発揮する。

加圧により滞留体１７５が強化されると、制御部１１によって図１１に示す回転カム１７８が駆動され、図１４に示すように、クリーニングブレード１７０が上述した第１状態へと戻る。そして、感光体１２の回転が再開され、強化された滞留体１７５がクリーニングブレード１７０のエッジに押しつけられる。このように強化された滞留体１７５は、第１実施形態と同様に、低濃度画像が連続して作成された場合などであっても縮小しにくく、クリーニングブレード１７０による清掃能力が安定化する。

なお、上記実施形態では、本発明にいう低減器としてエアーの吐出により滞留体中のトナー成分を低減させる例が示されているが、本発明にいう低減器は、例えば静電的な作用などでトナー成分を低減させるものであってもよい。

また、上記実施形態ではモノクロのプリンタが例示されているが、本発明は、カラーの装置に応用されてもよいし、ファクシミリやコピー機や複合機に応用されてもよい。

また、上記実施形態では電子写真方式でトナー画像を形成する装置が例示されているが、本発明にいう形成器は、電極アレイなどでトナー画像を像保持体上に直接描画するものであってもよい。

また、上記実施形態では、感光体から用紙にトナー像を直接転写する転写器が例示されているが、本発明にいう転写機は、中間転写体などを介して像保持体から記録媒体へと間接的に転写するものであってもよい。

また、上記実施形態では、記録媒体として用紙が例示されているが、本発明にいう記録媒体は、ＯＨＰシートであってもよいし、あるいはプラスチック紙などでもよい。

１０ プリンタ
１１ 制御部
１２ 感光体
１３ 帯電器
１４ 露光器
１５ 現像器
１６ 転写器
１７ 感光体クリーナ
１７０ クリーニングブレード
１７１ 加圧器
１７５ 滞留体
１７６ エアー吐出器
１７８ 回転カム
１７９ 引きバネ

Claims (4)

1. 被清掃体の表面に線状に接触して該表面を擦ることで接触箇所に該不要物の滞留体を形成するとともに該表面から不要物を除去する除去部材と、
   前記滞留体の不要物を加圧して該滞留体の強度を増す加圧器と、
   を備えたことを特徴とする清掃装置。
2. 前記不要物が、油分を含んだ粒子が混ざったものであり、
   前記加圧器が、前記粒子から前記油分がしみ出す程度以上の圧力で前記不要物を加圧するものであることを特徴とする請求項１記載の清掃装置。
3. 前記不要物が、前記被清掃体の表面に描画するための粉体と、該粉体の粒径よりも小さい粒径を有し該粉体と混ぜられた外添剤とを含んでおり、
   前記加圧器による加圧の前に前記不要物における前記外添剤以外の成分を減らす低減器を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の清掃装置。
4. 表面に形成される画像を保持する像保持体と、
   前記画像を形成する形成器と、
   前記像保持体から記録媒体上へと前記画像を転写する転写機と、
   前記像保持体の表面に線状に接触して該表面を擦ることで接触箇所に該不要物の滞留体を形成するとともに該表面から不要物を除去する除去部材と、
   前記滞留体の不要物を加圧して該滞留体の強度を増す加圧器と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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