JP2018141860A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、ブレードの先端部分に付着した残留トナーを効果的に除去する。
【解決手段】本発明の画像形成装置１０では、感光体ドラム４の表面に残留したトナーを除去するブレード４１と、ブレード４１の先端部分に接して、ブレード４１の先端部分に付着したトナーを掻き落とすブラシ４２と、を備え、ブラシ４２は、該ブラシ４２の回転中心から放射状に設けられて、ブレード４１の先端部分に接する複数の毛材４４を有し、各毛材４４を該ブラシ４２の長手方向にスパイラル状に配置したスパイラル毛材部４６を形成すると共に、スパイラル毛材部４６と隣り合うスパイラル溝部４７を形成してなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像し、像担持体の表面に残留したトナーをブレードで除去する画像形成装置に関し、特にブレードの先端部分に付着したトナーを掻き落とすための技術に関する。

画像形成装置では、像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像して、像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を像担持体から記録紙などに転写し、この後に像担持体の表面に残留したトナーを除去している。例えば、ブレードを像担持体の表面に摺接させて、ブレードにより像担持体の表面の残留トナーを掻き落としている。このブレードは、例えばウレタンゴム等の弾性材料からなるものであり、その構成が簡単でコンパクト、低コストであり、しかも、トナー除去機能も優れていることから、一般に広く利用されている。

ここで、ブレードを像担持体の表面に摺接させていることから、ブレードの先端部分には、像担持体の表面から掻き落された残留トナーが付着して凝集する。そして、この凝集した残留トナーは、ある程度の大きさになると落下して、別途設けられた容器等に回収される。

ところが、近年、画像形成装置のプロセス速度の高速化に伴って像担持体の周速が上昇しているので、その凝集した残留トナーがブレードの先端部分と像担持体の表面の間をすり抜けて該像担持体の表面に付着するという現象が生じた。また、環境条件によっては、凝集した残留トナーが大きく成長してから、そのような現象が生じることがあった。

このため、特許文献１では、像担持体の回転方向上流側にクリーニングローラーを設けると共に、回転方向下流側にブレードを設け、またクリーニングローラーとブレードの間に、ブレードにより除去された残留トナーを貯蔵するトナー受け部材を設けておき、非画像形成時にはクリーニングローラーの回転方向を逆転させて、トナー受け部材内のトナーの凝集を抑制している。

また、特許文献２では、２個のモーターをそれぞれ逆方向に回転させて、ブレードを効率良く振動させ、ブレードの先端部分に付着した残留トナーを効果的に落下させて、残留トナーの凝集を抑制している。

特開２００８−１７０８３５号公報 特開２００３−１８６３６３号公報

しかしながら、特許文献１においては、クリーニングローラーが、像担持体とブレードの接触位置から離れているため、ブレードの先端部分に付着した残留トナーの凝集を効果的に抑制することができず、またその先端部分で凝集した残留トナーが大きく成長することがある。

また、特許文献２においては、ブレードの長手方向全域を十分に振動させるには、多くのモーターが必要となり、部品点数増加による構成の複雑化やコストアップを招く。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、簡単な構成でありながら、ブレードの先端部分に付着した残留トナーを効果的に除去可能にすることを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、前記像担持体の回転軸方向に延びて前記像担持体の表面に摺接し、該像担持体の表面に残留したトナーを除去するブレードと、前記像担持体の回転軸方向に亘って配設されて回転駆動され、前記像担持体の表面に摺接する前記ブレードの先端部分に接して、該ブレードの先端部分に付着したトナーを掻き落とすブラシと、を備え、前記ブラシは、該ブラシの回転中心から放射状に設けられて、前記ブレードの先端部分に接する複数の毛材を有し、前記各毛材を前記像担持体の回転軸方向となる該ブラシの長手方向にスパイラル状に配置したスパイラル毛材部を形成するものである。

本発明によれば、簡単な構成でありながら、ブレードの先端部分に付着した残留トナーを効果的に除去することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 本実施形態の画像形成装置における感光体ドラム及び現像装置等を示す断面図である。 本実施形態の画像形成装置におけるクリーニング部、感光体ドラム、及び帯電部を破断して示す斜視図である。 クリーニング部のブラシ及び感光体ドラムの回転駆動機構を拡大して示す斜視図である。 クリーニング部のブラシとブレード、及び感光体ドラムを拡大して示す断面図である。 変形例１におけるブラシ、ブレード、及び感光体ドラムを拡大して示す断面図である。 変形例２におけるブラシ、ブレード、及び感光体ドラムを拡大して示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について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を示す断面図である。この画像形成装置１０は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えたＭＦＰ（複合機）である。この画像形成装置１０は、画像読取部１１と、画像形成部１２とを備えている。

画像読取部１１は、原稿を光学的に読み取るスキャナーを有し、この原稿の画像を示す画像データを生成する。

画像形成部１２は、画像読取部１１で生成された画像データ又は外部から受信した画像データによって示される画像を記録紙に印刷するものであり、マゼンタ用の画像形成ユニット３Ｍ、シアン用の画像形成ユニット３Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット３Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット３Ｂｋを備えている。各画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂｋのいずれにおいても、感光体ドラム４の表面を均一帯電させ、感光体ドラム４の表面を露光して、感光体ドラム４の表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム４の表面の静電潜像をトナー像に現像して、感光体ドラム４の表面のトナー像を、１次転写ローラー６により中間転写ベルト５に転写する。これにより、カラーのトナー像（画像）が中間転写ベルト５上に形成される。このカラーのトナー像は、中間転写ベルト５と２次転写ローラー９の間のニップ域Ｎにおいて給紙部７から搬送路８を通じて搬送されてきた記録紙Ｐに２次転写される。

この後、定着装置１５で記録紙Ｐが加熱及び加圧されて、記録紙Ｐ上のトナー像が熱圧着により定着され、更に記録紙Ｐが排出ローラー対１６を通じて排出トレイ１７に排出される。

図２は、各画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂｋにおける１組の感光体ユニット２１及び現像装置２２を示す断面図である。図２に示すように各画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂｋ毎に、感光体ユニット２１、現像装置２２、及び１次転写ローラー６が設けられている。感光体ユニット２１には、感光体ドラム４、感光体ドラム４の表面を除電する除電部２４、感光体ドラム４の表面に残留したトナーを除去するクリーニング部２５、感光体ドラム４の表面を均一に帯電させる帯電部２６等が設けられている。

ここで、感光体ドラム４は、矢印方向に回転駆動される。この感光体ドラム４の回転に伴い、帯電部２６により感光体ドラム４の表面が均一に帯電され、露光装置（ＬＳＵ;Laser scanning units）２７により感光体ドラム４の表面が露光されて、感光体ドラム４の表面に静電潜像が形成される。

一方、現像装置２２の現像剤収容部３１には、トナーとキャリアを混合してなる二成分の現像剤が収容されている。また、現像ローラー３２は、感光体ドラム４に接近又は接触するように配置されている。この現像ローラー３２の表面には、供給ローラー３３を経由して、該現像ローラー３２の磁力により現像剤が付与され、この現像ローラー３２の表面にトナーが担持される。そして、現像ローラー３２と感光体ドラム４の間の静電気力により、トナーが現像ローラー３２の表面から感光体ドラム４の表面へと移動して付着し、感光体ドラム４の表面上の静電潜像がトナーで現像される。更に、１次転写ローラー６により、感光体ドラム４の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト５へと一次転写される。

この後、除電部２４により感光体ドラム４の表面が除電され、クリーニング部２５により感光体ドラム４の表面の残留トナーが除去される。

クリーニング部２５は、ブレード４１及びブラシ４２を備えている。感光体ドラム４の表面には、ブレード４１の先端部分が押し当てられており、感光体ドラム４の回転に伴い、ブレード４１の先端部分が感光体ドラム４の表面に摺接して、ブレード４１の先端部分により感光体ドラム４の表面の残留トナーが掻き落とされる。ブラシ４２は、感光体ドラム４の回転と連動して回転駆動されており、ブレード４１の先端部分に付着した残留トナーを掻き落とす。

次に、クリーニング部２５について更に詳しく説明する。図３は、クリーニング部２５、感光体ドラム４、及び帯電部２６を破断して示す斜視図である。また、図４は、クリーニング部２５のブラシ４２及び感光体ドラム４の回転駆動機構を拡大して示す斜視図であり、図４においてはブラシ４２及び感光体ドラム４の前後端を図３とは逆方向から視認した状態を示している。更に、図５は、クリーニング部２５のブラシ４２とブレード４１、及び感光体ドラム４を拡大して示す断面図である。

図３乃至図５に示すように感光体ドラム４に沿って帯電部２６が設けられている。また、クリーニング部２５では、ブレード４１の先端部分が感光体ドラム４の表面に押し当てられ、ブラシ４２が、感光体ドラム４とは反対側からブレード４１の先端部分に接触している。従って、ブレード４１の先端部分が、感光体ドラム４とブラシ４２の間に挟まれた状態となっている。

ブレード４１は、周知のようにウレタンゴム等の弾性材料からなり、感光体ドラム４の回転軸方向（長さ方向）に沿って延びる平板状のものである。クリーニング部２５においては、ブレード４１の下端部が該クリーニング部２５のフレーム４３に固定されて、ブレード４１が斜め上方向に向くように位置決めされ、ブレード４１の先端部分の一角が感光体ドラム４の表面に押し当てられて、ブレード４１が弾性変形し、ブレード４１の弾性力によりその先端部分の一角が感光体ドラム４の表面に押し当てられた状態が保持されている。

ブラシ４２は、該ブラシ４２の回転中心から放射状に延びる多数の毛材４４を有する。これらの毛材４４は、ブラシ４２の軸４５に設けられ、ブラシ４２の長手方向にスパイラル状に配置されて、スパイラル毛材部４６を形成する。すなわち、ブラシ４２は、感光体ドラム４の回転軸方向に亘って配設されている。また、スパイラル毛材部４６の形成に伴って、該スパイラル毛材部４６と隣り合うスパイラル溝部４７が形成されている。各毛材４４の長さは同一に揃えられており、スパイラル毛材部４６の外周（ブラシ４２の外周）が、円筒の周面に一致し、スパイラル毛材部４６の各毛材４４の先端がブレード４１の先端部分に一様に接触する。各毛材４４は、周知の各種の合成樹脂からなり、適宜の剛性、弾性などを有している。

また、図４に示すように感光体ドラム４の軸４８にはギア５１が固定され、ブラシ４２の軸４５にはギア５２が固定されている。更に、感光体ドラム４のギア５１が駆動ギア５３に歯合され、ブラシ４２のギア５２が中間ギア５４に歯合され、この中間ギア５４が駆動ギア５３に歯合されている。ここで、駆動ギア５３の軸５５が駆動源（図示せず）により時計回り方向に回転駆動されて、駆動ギア５３が時計回り方向に回転すると、感光体ドラム４のギア５１及び中間ギア５４が反時計周り方向に回転し、ブラシ４２のギア５２が時計回り方向に回転する。従って、感光体ドラム４とブラシ４２が互いに逆方向に回転する。すなわち、感光体ドラム４が回転駆動されたとき、ブラシ４２はその周面の回転方向が、感光体ドラム４の周面の回転方向と同一の回転方向として回転駆動される。

そして、図５に示すようにブレード４１の先端部分の近傍では感光体ドラム４の表面の進行方向（図５で下方）が該ブレード４１の先端部分に向かうように、感光体ドラム４の回転方向が設定されている。また、ブレード４１の先端部分の近傍では、ブラシ４２の各毛材４４の先端の進行方向（図５で下方）が、該ブレード４１の先端部分に向かうように、ブラシ４２の回転方向が設定されている。

このような構成のクリーニング部２５においては、感光体ドラム４の回転に伴い、ブレード４１の先端部分が感光体ドラム４の表面に摺接して、ブレード４１の先端部分により感光体ドラム４の表面の残留トナーが掻き落とされて、感光体ドラム４の表面がクリーニングされる。

また、ブラシ４２が感光体ドラム４の回転に連動して回転し、ブラシ４２の各毛材４４の先端がブレード４１の先端部分に摺接するため、ブレード４１の先端部分に残留トナーが付着しても、ブラシ４２の各毛材４４によりブレード４１の先端部分の残留トナーが掻き落とされる。

ここで、ブラシ４２の各毛材４４は、ブラシ４２の長手方向にスパイラル状に配置されて、スパイラル毛材部４６を形成している。このスパイラル毛材部４６の各毛材４４は、スパイラル状に配置されているため、ブラシ４２の回転に伴って、ブレード４１の先端部分の残留トナーを下方向に掻き落とすだけでなく、横方向（ブラシ４２の長手方向及び回転軸方向）にも移動させつつ掻き落とし、その残留トナーを下方向及び横方向に払い除ける。これにより、ブレード４１の先端部分の残留トナーが効率的に掻き落とされる。

また、各毛材４４により掻き落とされた残留トナーは、スパイラル毛材部４６の回転に伴い、該スパイラル毛材部４６と隣り合うスパイラル溝部４７に移動して下方に落下する。このため、各毛材４４により掻き落とされた残留トナーがブレード４１の先端部分に戻って付着することがなく、ブレード４１のクリーニング効果が高くなる。

尚、下方に落下した残留トナーは、クリーニング部２５の筐体の内側に貯められる。

このように本実施形態では、スパイラル毛材部４６及びスパイラル溝部４７が形成されたブラシ４２により、ブレード４１の先端部分に付着した残留トナーを掻き落としているため、簡単な構成でありながら、ブレード４１の先端部分に付着した残留トナーを効果的に除去することができる。

また、感光体ドラム４の回転機構を利用して、ブラシ４２を回転させているため、構成の複雑化を招くことがない。

また、ブラシ４２が感光体ドラム４の回転に連動して回転駆動されるので、感光体ドラム４の回転速度が増大されて、ブレード４１の先端部分に付着する残留トナーが増大し易い状況になっても、ブラシ４２の回転速度が増大されて、ブラシ４２により残留トナーが速やかに掻き落とされる。

また、スパイラル毛材部４６の各毛材４４は、感光体ドラム４の回転軸方向に沿ってスパイラル状に配置されているため、ブラシ４２の回転に伴って、ブレード４１の先端部分の残留トナーを横方向にも移動させるので、残留トナーがブレード４１のエッジ部分において特定の地点に留まることを防止できる。
＜変形例１＞
変形例１では、図６に示すようにブラシ４２の各毛材４４として、縮れた毛材を適用している。この縮れた各毛材４４は、ストレートの毛材と比較して、より柔軟に弾性変形するため、各毛材４４の先端がブレード４１の先端部分に対してより細やかに摺接して、ブレード４１の先端部分の残留トナーを効果的に掻き落とす。
＜変形例２＞
変形例２では、図７に示すようにブレード４１はその先端部分に、各毛材４４の先端により形成されるブラシ４２の外周面（各毛材４４の先端の軌跡）に沿って湾曲した湾曲面６１を形成している。この場合は、ブラシ４２の各毛材４４の先端に受ける摩擦抵抗が低減して、各毛材４４の寿命が長くなる。また、ブラシ４２の各毛材４４の先端により、ブレード４１の先端部分の残留トナーを掻き落とすと同時に、この残留トナーを湾曲面６１に沿って容易に払い出すことができる。更に、ブレード４１の先端部分の厚みが薄くなるため、ブレード４１の先端部分に付着する残留トナーを減少させることができる。

また、ブレード４１の先端部分をブラシ４２の外周面に沿って湾曲させる代わりに、点線で示すようにブレード４１の先端部分をブラシ４２の外周面に沿って傾斜させても、同様の効果を得ることができる。

尚、上記実施形態では、本発明の画像形成装置の一実施形態として複合機を例示しているが、これは一例に過ぎず、コピー機、プリンター、ファクシミリ装置等であってもよい。

また、図１乃至図７を用いて説明した上記実施形態及び変形例の構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。

４ 感光体ドラム
６ １次転写ローラー
１０ 画像形成装置
１１ 画像読取部
１２ 画像形成部
２１ 感光体ユニット
２２ 現像装置
２４ 除電部
２５ クリーニング部
２６ 帯電部
４１ ブレード
４２ ブラシ
４４ 毛材

Claims (4)

1. 像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、
   前記像担持体の回転軸方向に延びて前記像担持体の表面に摺接し、該像担持体の表面に残留したトナーを除去するブレードと、
   前記像担持体の回転軸方向に亘って配設されて回転駆動され、前記像担持体の表面に摺接する前記ブレードの先端部分に接して、該ブレードの先端部分に付着したトナーを掻き落とすブラシと、を備え、
   前記ブラシは、該ブラシの回転中心から放射状に設けられて、前記ブレードの先端部分に接する複数の毛材を有し、前記各毛材を前記像担持体の回転軸方向となる該ブラシの長手方向にスパイラル状に配置したスパイラル毛材部を形成する画像形成装置。
2. 前記像担持体が回転駆動されたとき、前記ブラシはその周面の回転方向を、前記像担持体の周面の回転方向と同一の回転方向として回転駆動され、前記スパイラル毛材部が、前記像担持体の表面に摺接している前記ブレードの先端部分に付着したトナーを掻き落とす請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ブラシの毛材が縮れた毛材である請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ブレードの先端部分が、前記各毛材の先端により形成される前記ブラシの外周面の形状に沿って湾曲又は傾斜した表面形状を有する請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置。