JP2018063363A - クリーニング装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング内におけるトナーの飛散を抑制可能なクリーニング装置、及びクリーニング装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】ベルトクリーニング装置３７は、ブラシ状のブラシローラー３７２と、回収ローラー３７３と、ハウジング３７１と、気流抑制部６０と、を備える。ブラシローラー３７２は、中間転写ベルト３６１に接触して回転することによってトナー像転写後の中間転写ベルト３６１に付着するトナーを除去する。回収ローラー３７３は、ブラシローラー３７２に接触して回転することによりブラシローラー３７２に保持されたトナーを静電気的に回収する。ハウジング３７１は、ブラシローラー３７２を外部へ露出させる開口部５０を有する。気流抑制部６０は、ハウジング３７１の底壁３７１Ａから上方へ所定の間隔を隔てた位置に設けられ、底壁３７１Ａとの間に空隙を形成するとともに開口部５０側に連通口６３を形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、転写ベルトなどの像担持体に付着したトナーをクリーニングするクリーニング装置、及びクリーニング装置を備える画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式で画像を形成可能な画像形成装置は、中間転写ベルトなどの像担持体上に残存するトナーを除去するクリーニング装置を備えている（特許文献１参照）。前記クリーニング装置は、例えば、像担持体に接触して回転する回転ブラシと、前記回転ブラシに付着したトナーを電気的に転移させて回収する回収ローラーと、前記回収ローラーの表面からトナーを分離させる分離ブレードを備えている。分離ブレードによって分離されたトナーは、クリーニング装置のハウジングの底部に集められ、その底部に設けられた搬送スクリューなどの搬送部材によって廃トナー収容部に搬送される。

特開２００７−１７１８２２号公報

従来のクリーニング装置では、回転ブラシの回転によってハウジング内に回転ブラシの回転方向に沿う気流が生じる。この気流は、ハウジングの内部を通って像担持体に対応する開口の隙間から外部に流れ出る。これにより、ハウジングの内部は負圧になる。ハウジングの内部が負圧になると、前記隙間から内部に空気が流入して新たな気流が生じる。これにより、ハウジングの内部は、外側へ向かう気流と外部から内部に流入した気流とが衝突して気流の乱れが生じる。この気流の乱れは、回転ブラシに含まれる除去済みのトナーをハウジング内で飛散させるため、回収ローラーが回転ブラシからトナーを回収するときの回収効率が悪化する。また、ハウジング内で飛散したトナーは、前記隙間から外側へ向かう気流に乗って像担持体側へ流出するため、像担持体にトナーが再付着したり、周辺部材がトナーで汚れるという問題が生じる。

本発明の目的は、ハウジング内におけるトナーの飛散を効果的に抑制することが可能なクリーニング装置、及びクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るクリーニング装置は、ブラシ状の回転部材と、回収部材と、筐体と、板状部材と、を備える。前記回転部材は、回動する像担持体に接触して回転することによってトナー像転写後の前記像担持体に付着するトナーを除去する。前記回収部材は、前記回転部材に接触して回転することにより前記回転部材に保持された前記トナーを静電気的に回収する。前記筐体は、前記回転部材及び前記回収部材を収容し、前記回転部材を前記像担持体へ露出させる開口部を有する。前記板状部材は、前記筐体の内部の底面から上方へ所定の間隔を隔てた位置に設けられ、前記底面との間に空隙を形成するとともに前記開口部側に連通口を形成する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、トナー像を担持する回動可能な像担持体と、トナー像転写後の前記像担持体に付着するトナーを除去する前記クリーニング装置と、を備える。

本発明によれば、筐体内におけるトナーの飛散を効果的に抑制することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニット及び中間転写装置の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るベルトクリーニング装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係るベルトクリーニング装置の内部を示す部分拡大図である。 図５は、本発明の実施形態に係るベルトクリーニング装置の変形例を示す部分拡大図である。 図６は、本発明の実施形態に係るベルトクリーニング装置の他の変形例を示す部分拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１０の構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１０の構成を示す模式断面図である。また、図２は画像形成ユニット３１〜３４及び中間転写装置３６の構成を示す模式断面図である。

画像形成装置１０は、原稿から画像データを読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいて画像を形成するプリント機能と共に、ファクシミリ機能、又はコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、本発明は、プリンター装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用可能である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、ＡＤＦ（自動原稿搬送装置）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、及び操作表示部５を備える。

ＡＤＦ１は、不図示の原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備え、画像読取部２によって読み取られる原稿を搬送する。画像読取部２は、不図示の原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤを備え、原稿から画像データを読み取ることが可能である。

操作表示部５は、不図示の制御部からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて前記制御部に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

画像形成部３は、画像読取部２で読み取られた画像データに基づいて電子写真方式でカラー又はモノクロの画像を形成する画像形成処理（印刷処理）を実行することが可能である。また、画像形成部３は、外部装置から入力された画像データに基づいて前記画像形成処理を実行することも可能である。

図１及び図２に示すように、画像形成部３は、４つの画像形成ユニット３１〜３４、４つのトナーコンテナ４６、２つの光走査装置３５、中間転写装置３６、二次転写ローラー３８、定着装置３９、及び排紙トレイ４０を備える。

画像形成ユニット３１〜３４は、電子写真方式に基づいて画像形成を行う。画像形成ユニット３１はイエロー色のトナーに対応している。画像形成ユニット３２はシアン色のトナー、画像形成ユニット３３はマゼンタ色のトナー、画像形成ユニット３４はブラック色のトナーに対応している。図１に示すように、画像形成ユニット３１〜３４は、画像形成装置１０の前後方向に沿って前方からイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に併設される。

図１及び図２に示すように、画像形成ユニット３１〜３４それぞれは、感光体ドラム４１、帯電ローラー４２、現像装置４３、一次転写ローラー４４、ドラムクリーニング装置４５を備える。

光走査装置３５は、画像形成ユニット３１〜３４が備える感光体ドラム４１各々に静電潜像を形成する。

中間転写装置３６は、中間転写ベルト３６１（像担持体の一例）を備える。中間転写装置３６は、中間転写ベルト３６１を用いて、画像形成ユニット３１〜３４が備える感光体ドラム４１各々から一次転写ローラー４４によって中間転写ベルト３６１に一次転写されるトナー像を搬送する。図１及び図２に示すように、中間転写装置３６は、中間転写ベルト３６１の他に、駆動ローラー３６２、張架ローラー３６３、及びベルトクリーニング装置３７（クリーニング装置の一例）を備える。

中間転写ベルト３６１は、画像形成ユニット３１〜３４が備える感光体ドラム４１各々の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。中間転写ベルト３６１は、高い抵抗値（例えば１０¹⁰［Ω］）を有する導電体で構成されている。図１に示すように、中間転写ベルト３６１は、画像形成装置１０の前後方向において離間して配置された駆動ローラー３６２及び張架ローラー３６３によって回動可能なように張架される。

駆動ローラー３６２は、不図示の動力源から供給される駆動力により回転方向３６２Ａに沿って回転駆動して、中間転写ベルト３６１を予め定められた方向に回動させる。これにより、中間転写ベルト３６１は、図１に示す回動方向３６Ａに沿って回動する。

ベルトクリーニング装置３７は、中間転写ベルト３６１から用紙にトナー像が転写された後に中間転写ベルト３６１の表面に残存したトナーや紙粉などの付着物を除去する。ベルトクリーニング装置３７については後述する。

二次転写ローラー３８は、中間転写ベルト３６１の表面に一次転写されたトナー像を用紙に転写する。

定着装置３９は、二次転写ローラー３８によって用紙に転写されたトナー像を前記用紙に溶融定着させる。例えば、定着装置３９は、定着ローラー及び加圧ローラーを備える。前記定着ローラーは、前記加圧ローラーと接触して設けられ、用紙に転写されたトナー像を加熱して用紙に定着させる。前記加圧ローラーは、前記定着ローラーとの間で形成される接触部を通過する用紙を加圧する。

画像形成ユニット３１〜３４それぞれにおいて、帯電ローラー４２によって感光体ドラム４１の表面が所定の電位に一様に帯電される。次に、光走査装置３５により感光体ドラム４１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム４１の表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。

そして、感光体ドラム４１上の静電潜像は現像装置４３によって対応する色のトナー像として現像（可視像化）される。具体的に、現像装置４３の現像ローラーから感光体ドラム４１に対してトナーが供給されることで、感光体ドラム４１上の静電潜像がトナー像として現像される。なお、現像装置４３の内部では、トナーとキャリアを含む現像剤が攪拌スクリューによる攪拌で摩擦帯電されて磁気ローラーに送られ、磁気ローラーから現像剤中のトナーが現像ローラーに送られる。例えば、現像装置４３の内部において、トナーは正極性に摩擦帯電される。また、現像装置４３には、画像形成部３に着脱可能なトナーコンテナ４６から対応する色のトナーが補給される。

続いて、感光体ドラム４１に形成されたトナー像は、一次転写ローラー４４により中間転写装置３６の中間転写ベルト３６１に転写される。一方、感光体ドラム４１の表面に残存したトナーはドラムクリーニング装置４５で除去される。例えば、ドラムクリーニング装置４５では、感光体ドラム４１の表面に残存したトナーがブレード状のクリーニング部材により除去される。そして、クリーニング部材により除去されたトナーは、搬送スクリューにより不図示のトナー収容容器まで搬送されて回収される。

このように、画像形成ユニット３１〜３４それぞれにおいて、中間転写装置３６の中間転写ベルト３６１に対応する色のトナー像が順次重ねて転写される。そして、中間転写ベルト３６１に転写された前記トナー像は、二次転写ローラー３８によって給紙部４から供給される用紙に転写される。

その後、前記トナー像が転写された用紙は、定着装置３９により前記トナー像が溶融定着されることで画像が形成され、排紙トレイ４０に排出される。

次に、図３を参照して、ベルトクリーニング装置３７について説明する。ここで、図３はベルトクリーニング装置３７の構成を示す模式断面図である。

図２に示すように、ベルトクリーニング装置３７は、中間転写装置３６の前方側に設けられている。ベルトクリーニング装置３７は、中間転写ベルト３６１の表面を清掃する。図３に示すように、ベルトクリーニング装置３７は、ハウジング３７１（筐体の一例）、ブラシローラー３７２（回転部材の一例）、回収ローラー３７３（回収部材の一例）、ブレード部材３７４、トナー搬送路３７５、搬送部材３７６、フィルム部材３７７を備える。また、ベルトクリーニング装置３７は、気流抑制部６０を備える。

ハウジング３７１は、ブラシローラー３７２、回収ローラー３７３、ブレード部材３７４、及び搬送部材３７６を内部に収容する。また、図３に示すように、ハウジング３７１の内部には、トナー搬送路３７５が形成されている。また、ハウジング３７１は、中間転写ベルト３６１に対向する面に、ブラシローラー３７２を中間転写ベルト３６１側へ露出させる開口部５０を有している。

ブラシローラー３７２は、二次転写ローラー３８によるトナー像の転写後に中間転写ベルト３６１に残存するトナーなどの付着物を除去する。ブラシローラー３７２は、中間転写ベルト３６１と接触する位置において回転可能に設けられたブラシ状の回転部材であり、例えば、導電性のファーブラシである。また、ブラシローラー３７２は、不図示の動力源により駆動ローラー３６２と同じ回転方向３７２Ａに回転する。言い換えると、ブラシローラー３７２は、中間転写ベルト３６１の回動方向と同じ回転方向３７２Ａに回転する。

回収ローラー３７３は、ブラシローラー３７２によって中間転写ベルト３６１の表面から除去されたトナーを回収する。例えば、回収ローラー３７３は、ブラシローラー３７２と接触する位置において回転可能に設けられた金属製のローラーである。回収ローラー３７３には、直流電源４８からバイアス電圧が印加される。回収ローラー３７３に前記バイアス電圧が印加されると、ブラシローラー３７２から中間転写ベルト３６１を経て駆動ローラー３６２に電流が流れ、更に駆動ローラー３６２からグランドに電流が流れる。一方、上述したように中間転写ベルト３６１は高い抵抗値を有するため、中間転写ベルト３６１から駆動ローラー３６２に流れる電荷は少なく、そのため、前記バイアス電圧の印加によって、実質的に、回収ローラー３７３及びブラシローラー３７２は、それぞれ、所定の電位に帯電される。具体的には、回収ローラー３７３は、ブラシローラー３７２と同じ負極性であって、ブラシローラー３７２よりも高い電位に帯電される。また、回収ローラー３７３は、不図示の動力源により駆動ローラー３６２と逆の回転方向３７３Ａに沿って回転する。これにより、回収ローラー３７３は、ブラシローラー３７２に保持されたトナーを静電気的な引力（静電気力）によって引き寄せて回収する。

ブレード部材３７４は、回収ローラー３７３の表面と接触するように設けられている。ブレード部材３７４は、ハウジング３７１の長手方向、つまり、画像形成装置１０の左右方向に延びる長い形状である。ブレード部材３７４は、回収ローラー３７３の表面に付着したトナーを除去する。例えば、ブレード部材３７４は、一方の端部が回収ローラー３７３と接触するように他方の端部がハウジング３７１に固定されたゴム板である。ブレード部材３７４によって回収ローラー３７３から除去されたトナーは、ハウジング３７１の底部のトナー搬送路３７５に落下する。

トナー搬送路３７５は、ブレード部材３７４によって除去されたトナーが搬送される。図３に示すように、トナー搬送路３７５は、ハウジング３７１の底部の底壁３７１Ａによって、ブレード部材３７４の下方の位置で画像形成装置１０の左右方向に沿って形成されている。

搬送部材３７６は、トナー搬送路３７５に回転可能に設けられている。搬送部材３７６は、トナー搬送路３７５にあるトナーを搬送する。例えば、搬送部材３７６は、回転軸を中心に螺旋状に形成されたフィンを有し、トナー搬送路３７５に沿ってトナーを搬送する搬送スクリューである。

フィルム部材３７７は、ハウジング３７１の底部の底壁３７１Ａに設けられた上方へ延びる板状の支持プレート３７１Ｂに固定されている。底壁３７１Ａは前後方向へ概ね水平であり、支持プレート３７１Ｂは前方側へ少し傾倒した状態で斜め上方へ延びている。支持プレート３７１Ｂは、底壁３７１Ａと一体に形成されている。支持プレート３７１Ｂ及びフィルム部材３７７それぞれは、ハウジング３７１の長手方向、つまり、画像形成装置１０の左右方向に延びる長い形状である。フィルム部材３７７は、支持プレート３７１Ｂから更に上方へ延出しており、その先端部は回収ローラー３７３の外周面に当接している。これにより、ハウジング３７１の内部空間が、フィルム部材３７７によって、ブラシローラー３７２が設けられた後方側の空間と、搬送部材３７６が設けられた前方側のトナー搬送路３７５とに区分けされており、ブラシローラー３７２側の空間とトナー搬送路３７５との間で通気ができないようになっている。

ところで、ベルトクリーニング装置３７では、ブラシローラー３７２の回転によってハウジング３７１内にブラシローラー３７２の回転方向３７２Ａに沿う気流８１（図４参照）が生じる。この気流８１は、ハウジング３７１の内部を通って開口部５０側へ向かい、開口部５０の下側の隙間５０Ａから外部に流れ出る内部気流である。これにより、ハウジング３７１の内部は外部の大気圧よりも低い負圧になる。ハウジング３７１の内部が負圧になると、隙間５０Ａから内部に空気が流入して新たな気流８２（図４参照）が生じる。これにより、ハウジング３７１の内部には、外側へ向かう気流８１と外部から内部に流入した気流８２とが衝突して気流の乱れが生じる。この気流の乱れは、ブラシローラー３７２に保持された除去済みのトナーをハウジング３７１内で飛散させるため、回収ローラー３７３がブラシローラー３７２からトナーを回収するときの回収効率が悪化する。また、ハウジング３７１内で飛散したトナーは、隙間５０Ａから外側へ向かう気流８１に乗って中間転写ベルト３６１側へ流出するため、中間転写ベルト３６１にトナーが再付着したり、感光体ドラム４１などの周辺部材がトナーで汚れるという問題が生じる。これに対し、本発明の実施形態に係るベルトクリーニング装置３７は、気流抑制部６０が設けられているため、ハウジング３７１内における気流の乱れが抑制されて、ハウジング３７１内におけるトナーの飛散を効果的に抑制することが可能である。

以下、図４を参照して、気流抑制部６０の構成について説明する。図４は、ベルトクリーニング装置３７の内部を示す部分拡大図である。

図４に示すように、気流抑制部６０は、ハウジング７３１の底面を構成する底壁７３１Ａから上方へ所定の間隔を隔てた位置に設けられた板状部材６１を含む。板状部材６１は、ブラシローラー３７２と底壁３７１Ａとの間の空間に設けられている。板状部材６１は、ハウジング３７１の長手方向、つまり、画像形成装置１０の左右方向に延びる長い形状である。板状部材６１は、例えば、底壁３７１Ａと一体に形成されている。

板状部材６１は、支持プレート３７１Ｂの基部から底壁３７１Ａに平行なように後方へ、つまり開口部５０側へ延出している。板状部材６１の延出方向は、ブラシローラー３７２が回転することによりハウジング３７１の内部空間に生じる開口部５０へ向かう気流８１の進行方向に概ね一致している。つまり、板状部材６１は、ブラシローラー３７２の下方において生じる気流８１の進行方向へ延出している。板状部材６１の延出端と底壁３７１Ａとの間は閉塞されておらず開放されている。これにより、板状部材６１は、底壁３７１Ａとの間に前記間隔の空隙６２を形成するとともに、開口部５０側の端部に空隙６２に連通する連通口６３を形成している。

このように構成された気流抑制部６０がハウジング３７１に設けられているため、回転方向３７２Ａに沿う気流８１が開口部５０の隙間５０Ａから外部に流れ出た場合に、負圧の影響によって隙間５０Ａから内部に入り込む新たな気流８２が生じたとしても、その気流８２は、底壁３７１Ａに沿って進み、その先にある連通口６３から空隙６２に入り込む。その結果、気流８２と気流８１とが衝突することが板状部材６１によって抑制されるので、ハウジング３７１内における気流の乱れが抑制されて、ハウジング３７１内におけるトナーの飛散を防止することができる。

なお、気流８１の外部流出によってハウジング３７１の内部が負圧になっているとしても、空隙６２において連通口６３以外の部分が閉塞されていると、空隙６２に入り込む気流８２の流入量は限られている。このため、図５に示されるように、板状部材６１に、上下方向に貫通する貫通孔６５を形成してもよい。この場合、貫通孔６５は、連通口６３に近い位置よりも、連通口６３から前方側（紙面左側）へできるだけ離間させた位置に形成することが好ましい。つまり、貫通孔６５は、板状部材６１において、開口部５０とは反対側のトナー搬送路３７５側の位置に形成することが好ましい。このような貫通孔６５が形成されているため、連通口６３が空隙６２に気流８２が入り込むと、空隙６２内の空気が貫通孔６５から上方へ流れて、気流８１と合流する気流８３が生じる。これにより、ハウジング３７１の内部に入り込んだ気流８２は、気流８３及び気流８１と合流して一方向の還流となる。これにより、ハウジング３７１内における気流の乱れがさらに抑制されて、ハウジング３７１内におけるトナーの飛散を防止することができる。

また、図６に示されるように、貫通孔６５に代えて、ハウジング３７１の底壁３７１Ａに、空隙６２と外部とを通気可能に連通する通気口６８が形成されていてもよい。図６に示される例では、通気口６８は、空隙６２においてトナー搬送路３７５側の端部に対応する位置に形成されている。これにより、ハウジング３７１の内部に入り込んだ気流８２は、空隙６２を通って、気流８４として、通気口６８から外部へ流れ出る。この場合も、ハウジング３７１内における気流の乱れがさらに抑制されて、ハウジング３７１内におけるトナーの飛散を防止することができる。

なお、通気口６８には、気流８４に含まれる浮遊トナーを捕捉するための不織布などのフィルター６９が設けられている。これにより、気流８４とともに浮遊トナーが外部に流出することが防止される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の構成に限られない。たとえば、気流抑制部６０は、板状部材６１に形成された貫通孔６５と、底壁３７１Ａに形成された通気口６８の両方を含んでいても良い。

１０：画像形成装置
３１〜３４：画像形成ユニット
３６：中間転写装置
３７：ベルトクリーニング装置
５０：開口部
６０：気流抑制部
６２：空隙
６３：連通口
６５：貫通孔
６８：通気口
６９：フィルター
３７１：ハウジング
３７２：ブラシローラー
３７３：回収ローラー
３７４：ブレード部材
３７５：トナー搬送路
３７６：搬送部材
３７７：フィルム部材

Claims (8)

1. 回動する像担持体に接触して回転することによってトナー像転写後の前記像担持体に付着するトナーを除去するブラシ状の回転部材と、
   前記回転部材に接触して回転することにより前記回転部材に保持された前記トナーを静電気的に回収する回収部材と、
   前記回転部材及び前記回収部材を収容し、前記回転部材を前記像担持体へ露出させる開口部を有する筐体と、
   前記筐体の内部の底面から上方へ所定の間隔を隔てた位置に設けられ、前記底面との間に空隙を形成するとともに前記開口部側に連通口を形成する板状部材と、を備えるクリーニング装置。
2. 前記回転部材は、前記像担持体の回動方向と同じ方向に回転し、
   前記板状部材は、前記回転部材と前記底面との間の空間に設けられ、前記開口部側へ延出している請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記板状部材は、前記回転部材が回転することにより前記空間に生じる前記開口部へ向かう内部気流の進行方向へ延出している請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記板状部材は、上下方向に貫通する貫通孔を有する請求項１から３のいずれかに記載のクリーニング装置。
5. 前記貫通孔は、前記板状部材において前記連通口から前記開口部とは反対側へもっとも離れた位置に形成されている請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 前記筐体の前記底面には、前記空隙と外部とを通気可能に連通する通気口が形成されている請求項１から５のいずれかに記載のクリーニング装置。
7. 前記通気口に前記トナーを捕捉するフィルターが設けられている請求項６に記載のクリーニング装置。
8. トナー像を担持する回動可能な像担持体と、
   トナー像転写後の前記像担持体に付着するトナーを除去する請求項１から７のいずれかに記載のクリーニング装置と、を備える画像形成装置。

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