JP2016186574A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムを均一且つ安定的にクリーニングすること。【解決手段】クリーニングローラー２１を挟んで感光体ドラム１３１と対向する側に押圧部材２３を配置する。押圧部材２３は、クリーニングローラー２１を、クリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１の圧接位置の方向へ押圧するように配置する。こうすることで、クリーニングローラー２１の中央部が撓んでも、クリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１が離間することを防ぐことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、感光体ドラムの残留トナーを除去するクリーニングローラーを備えたクリーニング装置及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。

感光体ドラムの周面にレーザー光を照射して静電潜像を形成し、その表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像化した後、感光体ドラムから被転写体にトナー像が転写されることによって画像を形成する画像形成装置が広く用いられている。

感光体ドラムの表面上のトナー像は被転写体に転写されるが、トナーが完全に転写されずに感光体ドラム表面に残留したり、また、静電潜像形成の際に生成する放電生成物が感光体ドラム表面に付着したままとなる。このような残留トナーや放電生成物は、新たな画像形成の妨げとなり、良好な転写画像を得られない原因となる。そのため、画像形成装置には感光体ドラム表面の付着物（トナー、放電生成物等）を除去するためのクリーニング装置が備えられている。

クリーニング装置は、感光体ドラムに当接して回転するクリーニングローラーを有する。このクリーニングローラーは、トナーを除去する機能に加えて、トナーを保持してクリーニングローラー表面にトナー層を形成し、感光体ドラム表面を研磨する機能も有している。特許文献１〜４にはクリーニング装置に関する技術が記載されている。

特開２０１１−２２１１４４号公報 特開２０１１−２２１１４５号公報 特開２０１２−１５０３１０号公報 特開２０１２−１９８２５４号公報

クリーニング装置は、クリーニングローラーが回転軸の両端部をバネの力によって感光体ドラムに押圧するように固定されているものが多い。そのため、クリーニングローラーの回転軸方向中央部に撓み（たわみ）が生じ、クリーニングローラーの中央部が感光体ドラムから離れる方向に移動するという問題があった。クリーニングローラーと感光体ドラムの間が離間すると、感光体ドラムのクリーニングが十分に行われず、画質低下を招く。

この問題を解決するために、上記特許文献１〜４において、クリーニングローラーをクラウン状にしたり、クリーニングローラーの回転軸方向中央部のシャフト径を大きくしたりする等の技術が記載されている。

しかしながら、クリーニングローラーをクラウン状にするには、加工時間や精度が必要となり、コスト上昇が懸念される。また、クリーニングローラーのシャフト径を大きくすると、クリーニング装置のサイズが大きくなると共に、コストが増加する。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、簡単な部材でクリーニングローラーの感光体ドラムに対する押圧力を安定化させ、感光体ドラムを均一且つ安定的にクリーニングすることを目的とする。

本発明におけるクリーニング装置は、トナー像を担持する感光体ドラムに圧接して回転し、前記トナー像が被転写部材に転写された後に当該感光体ドラムの表面上に残る残留トナーを除去するクリーニングローラーと、長手方向が前記クリーニングローラーの回転軸方向の幅と略同じとされ、前記クリーニングローラーの表面の付着物を掻き取る掻き落とし部材と、前記掻き落とし部材と一体的に、前記クリーニングローラーを挟んで前記感光体ドラムと対向する側に配設され、当該クリーニングローラーと当該感光体ドラムの圧接位置の方向に当該クリーニングローラーを押圧する平板状の押圧部材と、を備える。

クリーニングローラーの回転軸方向中央部を感光体ドラムとの当接位置に向かって押圧するよう押圧部材を配置することによって、クリーニングローラーに撓みが生じても押圧部材がクリーニングローラーを感光体ドラムの方向へ押すため、クリーニングローラーと感光体ドラムの離間を防ぐことができる。従って感光体ドラムを均一に且つ安定的にクリーニングすることができる。

本発明に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。 クリーニング装置と感光体ドラムの概略図である。 クリーニング装置と感光体ドラムの概略図である。 感光体ドラムと押圧部材の概略図である。 感光体ドラムと押圧部材の概略図である。 感光体ドラムと押圧部材の概略図である。 感光体ドラムと押圧部材の概略図である。 クリーニング装置と感光体ドラムとを上方から視認した状態を示す上面図であり、感光体ドラムと押圧部材の概略図である。 クリーニング装置と感光体ドラムとを上方から視認した状態を示す上面図であり、感光体ドラムと押圧部材の概略図である。 クリーニングローラーの回転軸方向における撓み量を測定したグラフである。 クリーニングローラーの回転軸方向における撓み量を測定したグラフである。 感光体ドラムの回転軸方向におけるドラム膜厚を測定したグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態では、画像形成装置はモノクロプリンターとして説明するが、それぞれ異なる色に対応した現像装置及びトナーコンテナを備えたカラープリンターであっても構わない。

図１は、本発明に係る画像形成装置１の内部構成を概略的に示す図である。画像形成装置１は、貯留された用紙を必要に応じて給紙する給紙部１２、給紙部１２から給紙された用紙に所定の画像を転写する画像形成部１３、画像形成部１３で用紙に転写された転写画像に定着処理を施す定着部１４が装置本体１１内に装備されているとともに、装置本体１１の上面位置に定着処理後の用紙が排紙される排紙部１５が設けられることによって形成されている。

給紙部１２は、給紙カセット１２１に積層載置された用紙の束を、給紙ローラー１２２の回転動作によって最上位の用紙から１枚ずつ画像形成部１３に向けて給紙する。

画像形成部１３は、電子写真プロセスによって、用紙上に所定のトナー像を転写する。画像形成部１３は、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム１３１と、この感光体ドラム１３１の周囲にその回転方向に沿って順次配設された帯電装置１３２と、露光装置１３３と、現像装置２０と、クリーニング装置１３４とを備える。給紙カセット１２１から給紙ローラー１２２の駆動で排紙された用紙は、搬送ベルト１３５の駆動で感光体ドラム１３１の周面に向けて給紙される。

現像装置２０は、感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給してその周面にトナー像を形成させるものである。現像装置２０には、現像装置２０へトナーを補給するための着脱可能なトナーコンテナ３０が装着されている。

定着部１４は、搬送ベルト１３５の用紙搬送方向の下流側に配置されている。定着部１４は、加熱ローラー１４１と加圧ローラー１４２とを備え、画像形成部１３においてトナー像の転写された用紙を加熱ローラー１４１及び加圧ローラー１４２間に通すことにより、加熱ローラー１４１による加熱処理と両ローラー１４１及び１４２による加圧で用紙上のトナー像を用紙に定着させる。

次にクリーニング装置１３４について詳しく説明する。図２及び図３は、クリーニング装置１３４と感光体ドラム１３１の概略図である。クリーニング装置１３４は、感光体ドラム１３１の表面に対向して設けられている。

図２に示すように、クリーニング装置１３４は、クリーニングローラー２１、押圧部材２３、回収スクリュー２５及びクリーニングブレード２６を備えている。クリーニングローラー２１は、感光体ドラム１３１の表面に残った残留トナーを除去する。回収スクリュー２５は、クリーニングローラー２１から残留トナーを回収する。クリーニングブレード２６は、感光体ドラム１３１に当接して配置され、感光体ドラム１３１の表面に付着する付着物（トナー、放電生成物等）を掻き取る。押圧部材２３は、長手方向がクリーニングローラー２１の回転軸方向の幅と同じ長さの長方形の平板である。

また、押圧部材２３は、掻き落とし部材２４と一体的に構成される。掻き落とし部材２４は、クリーニングローラー２１の表面の付着物を掻き取る。掻き落とし部材２４によって掻き落とされた付着物は回収スクリュー２５が回収する。掻き落とし部材２４は、クリーニングローラー２１の回転軸方向が長手方向である長方形の平板であり、長辺の一辺が押圧部材２３と固定され、他辺がクリーニングローラー２１の表面に当接するように配設される。押圧部材２３と同様に、掻き落とし部材２４も、長手方向がクリーニングローラー２１の回転軸方向の幅と同じ長さの長方形の平板である。

尚、図２では、感光体ドラム１３１、クリーニングローラー２１及び回収スクリュー２５の回転軸を省略しているが、それぞれの回転軸はその両端において２点支持されている。

一般的に、クリーニングローラー２１は回転軸の両端部をバネの力によって感光体ドラム１３１に押圧するように固定されている（図略）。そのため、時間が経過するとクリーニングローラー２１の回転軸方向中央部に撓み（たわみ）が生じ、クリーニングローラー２１の中央部が感光体ドラム１３１から離れる方向に移動し、クリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１が離間するという問題があった。クリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１の間に隙間ができると、感光体ドラム１３１のクリーニングが十分に行われず、印字品質の低下を招く。

そこで、クリーニングローラー２１を挟んで感光体ドラム１３１と対向する側に押圧部材２３を配置する。押圧部材２３は、クリーニングローラー２１の回転軸方向を長手方向とした長方形の板状部材であり、平面部がクリーニングローラー２１の表面に当接して配設される。

また、押圧部材２３は、クリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１の圧接位置方向に向かってクリーニングローラー２１を押圧するよう配置される。これにより、クリーニングローラー２１の中央部が撓んで感光体ドラム１３１から離間する方向に移動して変形したとしても、押圧部材２３が感光体ドラム１３１方向に押圧するため、クリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１の離間を防ぐことができる。

尚、押圧部材２３は、クリーニングローラー２１が感光体ドラム１３１に当接してその表面を適切にクリーニングし、且つ、クリーニングローラー２１の撓みによる上記変形を矯正するために必要な適度な力でクリーニングローラー２１を圧接位置方向に押圧するように配設される。

図３は、感光体ドラム１３１の上方にクリーニング装置１３４が配置される場合を示した図である。回収スクリュー２５が掻き落とし部材２４の掻き落とした付着物を効率的に回収できるように、回収スクリュー２５は掻き落とし部材２４とクリーニングローラー２１の当接位置に近接して配置される。

図４〜図７は、図３にて示した矢印Ａの方向から感光体ドラム１３１と押圧部材２３を見た時の概略図であり、実施可能な押圧部材２３の形状を示している。なお、各図において、感光体ドラム１３１及びクリーニングローラー２１は図に示す回転方向に回転する。図４は、押圧部材２３の長手方向がクリーニングローラー２１の回転軸方向の幅と同じ長さの長方形の平板の一例を示している。

また、クリーニングローラー２１は回転軸方向の中央部が撓みやすいため、例えば、図５に示すように、回転軸方向の両端部には押圧部材２３を配置せず、中央部にのみ配置してその領域だけを押圧する形状であってもよい。図５に示すような長方形の押圧部材２３、図６に示すような三角形の押圧部材２３、図７に示すような台形の押圧部材２３であってもよい。何れの押圧部材２３も、クリーニングローラー２１の回転軸方向中央部に配設される。そして、特に、図６及び図７に示す押圧部材２３は、クリーニングローラー２１の回転軸方向における幅が、クリーニングローラー２１の回転方向の下流側に向かうに従って狭くなる形状とされている。これらによれば、押圧部材２３が、クリーニングローラー２１の回転軸方向中心部に近い部分の面積が大きく形成されているので、クリーニングローラー２１に対して、クリーニングローラー２１を感光体ドラム１３１に向かう方向に押圧する必要性が高い箇所に効果的に、押圧部材２３による押圧を加えることができる。

更に、押圧部材２３のクリーニングローラー２１の回転軸方向中央部における押圧力が両端部よりも高ければ、図８及び図９に示すような形状であってもよい。図８は、クリーニング装置１３４と感光体ドラム１３１とを上方から視認した状態を示す上面図であり、押圧部材２３のクリーニングローラー２１の回転軸方向中央部に当接する領域の厚さを他の領域よりも厚くした場合について示している。また、図９は、クリーニング装置１３４と感光体ドラム１３１とを上方から視認した状態を示す上面図であり、押圧部材２３のクリーニングローラー２１の回転軸方向中央部に当接する領域の平板２３１を重ねて厚みを持たせる場合について示している。押圧部材２３を、クリーニングローラー２１の回転軸方向両端部にて感光体ドラム１３１側に押圧力を加えて取り付ける場合、図８及び図９に示すどちらの構成も、クリーニングローラー２１の回転軸方向中央部に対する押圧部材２３の押圧力が高まる。このため、クリーニングローラー２１の中央部の撓みによるクリーニングローラー２１と感光体ドラム１３１の離間を防ぐことができる。また、押圧部材２３のクリーニングローラー２１に対する当接角度を調整することによって、押圧力を調整するようにしてもよい。

図１０及び図１１は、クリーニングローラー２１の回転軸方向における撓み量を測定したグラフであり、図１０は押圧部材２３の配置がない場合を示し、図１１は図２に示した押圧部材２３を配置した場合のグラフである。押圧部材２３を配置することによって、中央部の撓み量が半減していることが分かる。

また、図１２は、感光体ドラム１３１の回転軸方向におけるドラム膜厚を測定したグラフである。グラフＧ１は測定前の初期膜厚、グラフＧ２は押圧部材２３を配置せずに耐久試験をしたときの膜厚、グラフＧ３は押圧部材２３を配置して耐久試験をしたときの膜厚である。押圧部材２３を配置することによって、耐久試験後の回転軸方向のドラム膜厚のばらつきが配置しない場合よりも少ないことが分かる。つまり、押圧部材２３を配置することで感光体ドラム１３１の表面を均一にクリーニングできるため、残留トナーによる印字品質の低下を防ぐことができる。

以上、説明したように、クリーニングローラー２１の回転軸方向中央部を感光体ドラム１３１との当接位置に向かって押圧するよう押圧部材２３を配置することによって、クリーニングローラー２１に撓みが生じても押圧部材２３がクリーニングローラー２１を感光体ドラム１３１の方向へ押すため、クリーニングローラーと感光体ドラム１３１の離間を防ぐことができる。従って感光体ドラム１３１を均一に且つ安定的にクリーニングすることができる。

また、クリーニングローラー２１はシャフト径が大きいほど撓みが少ないため、Ａ３用紙等の大きな用紙を扱う画像形成装置においては、シャフト径１０ｍｍ以上のクリーニングローラー２１を使用していた。しかし、押圧部材２３及び掻き落とし部材２４、特に押圧部材２３を用いることでシャフト径８ｍｍや６ｍｍ等の小型のクリーニングローラーを使用することができ、低コスト化、省スペース化を実現することができる。

また、クリーニングローラー２１を構成する導伝導性発砲ゴムを厚くすることで撓みを防止することもできるが、押圧部材２３及び掻き落とし部材２４、特に押圧部材２３を用いることでゴム厚を２ｍｍ以下とすることができる。

１ 画像形成装置
１３１ 感光体ドラム
１３４ クリーニング装置
２１ クリーニングローラー
２３ 押圧部材
２４ 掻き落とし部材
２５ 回収スクリュー
２６ クリーニングブレード

Claims (6)

1. トナー像を担持する感光体ドラムに圧接して回転し、前記トナー像が被転写部材に転写された後に当該感光体ドラムの表面上に残る残留トナーを除去するクリーニングローラーと、
   長手方向が前記クリーニングローラーの回転軸方向の幅と略同じとされ、前記クリーニングローラーの表面の付着物を掻き取る掻き落とし部材と、
   前記掻き落とし部材と一体的に、前記クリーニングローラーを挟んで前記感光体ドラムと対向する側に配設され、当該クリーニングローラーと当該感光体ドラムの圧接位置の方向に当該クリーニングローラーを押圧する平板状の押圧部材と、を備えたクリーニング装置。
2. 前記押圧部材は、その長手方向が前記クリーニングローラーの回転軸方向の幅と略同じである長方形の部材である請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記押圧部材の厚さは、前記クリーニングローラーの回転軸方向両端部に当接する部分よりも、当該回転軸方向の中央部に当接する部分の方が厚いものである請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記押圧部材は、その長手方向が前記クリーニングローラーの回転軸方向の幅より短い形状であって、当該回転軸方向の中心部に配置される請求項１に記載のクリーニング装置。
5. 前記押圧部材は、前記回転軸方向における幅が、前記クリーニングローラーの回転方向の下流側に向かうに従って狭くなる形状とされている請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。