JP2020166150A - クリーニングユニット、カートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することが可能となる技術を提供すること。
【解決手段】枠体１１ｄの開口部に取り付けられる像担持体７の表面から現像剤を除去するクリーニング部材１１ａと、クリーニング部材１１ａによって像担持体７の表面から除去された現像剤を、枠体１１ｄの開口側から、該開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材１２ｂと、搬送部材１２ｂがクリーニング部材１１ａに対して相対移動するように搬送部材１２ｂを駆動させる駆動手段と、を備え、搬送部材１２ｂが、枠体１１ｄの開口側から奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、奥側から開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、駆動手段が搬送部材１２ｂを駆動している、ことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に用いられるクリーニングユニット、カートリッジに関する。
ここで、画像形成装置とは、例えば電子写真画像形成方式を用いて記録媒体（記録材）に画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置等である。

特許文献１には、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジのクリーニング容器に収納される廃トナーを搬送する手段として、クランク軸の回転と連動して移動する搬送部材をクリーニング容器の内部に設けた構成が開示されている。廃トナーとは、像担持体としての感光体ドラムに担持されたトナー像（現像剤像）が記録材等に転写された際に、記録材等に転写されずに感光体ドラム表面に残留したトナー（現像剤）のことである。

特開２００２−１２３１４３号公報

特許文献１の開示された構成は、搬送部材がクランク軸の回転と連動して廃トナーを搬送するため、搬送部材がクリーニング部材に近づく方向に移動する際において、クリーニング部材に向けて廃トナーの一部を搬送するように構成されている。しかしながら、かかる構成においては、クリーニング部材近傍で廃トナー、紙粉が圧密状態になるとクリーニング部材の廃トナー掻き取り性能が悪化し、クリーニング不良が発生する場合がある。そのため、例えば、クリーニング部材近傍のスペースを広くとってクリーニング不良を抑制することが必要となっていた。

本発明の目的は、像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することが可能となる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のクリーニングユニットは、
像担持体を取り付けるための開口部を備える枠体と、
前記枠体の前記開口部に取り付けられる前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材によって前記像担持体の表面から除去された現像剤を、前記枠体の開口側から、前記開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材と、
前記搬送部材が前記クリーニング部材に対して相対移動するように前記搬送部材を駆動させる駆動手段と、
を備え、
前記搬送部材が前記開口側から前記奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、前記奥側から前記開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、前記駆動手段が前記搬送部材を駆動している、ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、
本発明のクリーニングユニットと、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能な、本発明のカートリッジと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することができる。

実施例１に係る画像形成装置の模式的断面図 実施例１に係るカートリッジの模式的断面図 実施例１に係るクリーニングユニットの模式的断面図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例１に係るクリーニングユニットの分解斜視図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例１に係る廃トナー搬送機構の説明図 実施例２に係るクリーニングユニットの模式的断面図 実施例３に係るクリーニングユニットの模式的断面図 実施例４に係るクリーニングユニットの模式的断面図 実施例５に係るクリーニングユニットの模式的断面図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

以下の説明において、カートリッジの長手方向とは、像担持体の軸線方向である。また、左右とは記録材の搬送方向にしたがって記録材を上から見て左又は右である。また、カートリッジの上面とは、カートリッジを装置本体へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。

［実施例１］
（画像形成装置の全体の説明）
図１を参照して、電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」という）の全体構成について概略説明する。図１は、本発明の実施例１に係るカートリッジＢを装着した画像形成装置の模式的断面図であり、より具体的には画像形成装置の一形態であるレーザービームプリンタの模式的断面図である。
なお、図１〜図３に示す、画像形成装置、プロセスカートリッジ、クリーニングユニット１１の各姿勢は、画像形成装置の使用時における姿勢である。本明細書において各部材の位置関係や方向等について記載する場合は、この姿勢における位置関係や方向等を示している。すなわち、図１〜図３における紙面の上下方向が鉛直方向（重力方向）に対応し
、紙面の左右方向が水平方向に対応する。この配置構成の設定は、画像形成装置が、通常の設置状態として、水平面に設置されることを前提とした設定である。

図１に示すように、画像形成装置（レーザビームプリンタ）は、画像形成装置本体（以下、装置本体）Ａと、装置本体Ａに着脱可能なカートリッジＢと、を備える。装置本体Ａの内部には、像担持体としての感光体ドラム７が配置される。

本実施例に係る画像形成装置は、光学手段（光学装置）としての光学系１から画像情報に基づいた情報光（レーザ光）をドラム形状の感光体ドラム７へ照射し、感光体ドラム７周面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、感光体ドラム７周面上において、現像剤（以下、「トナー」という）によってトナー像（現像剤像）に現像される。このトナー像の形成と同期して、記録材（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接する圧接部材３ｃで一枚ずつ分離給送する。
給送された記録材２は、搬送ガイド３ｆ１に沿ってカートリッジＢの感光体ドラム７と転写手段としての転写ローラ４とが対向する転写部Ｔに搬送される。転写部Ｔに搬送された記録材２は、電圧印加された転写ローラ４により感光体ドラム７上に形成されたトナー像が転写され、搬送ガイド３ｆ２に沿って定着装置５へと搬送される。
定着装置５は、駆動ローラ５ａと、ヒータ５ｂとを内蔵すると共に支持体５ｄによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体５ｃとからなり、通過する記録材２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。
排出ローラ３ｄは、トナー像が定着された記録材２を搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へと排出するよう構成している。なお、本実施例では、ピックアップローラ３ｂ、圧接部材３ｃ、排出ローラ３ｄ等により搬送装置３を構成している。

（カートリッジ）
図２を参照して、カートリッジＢ（プロセスカートリッジ）の全体構成について概略説明する。図２は、カートリッジＢの模式的断面図である。図２に示すように、カートリッジＢは、感光体ドラム７と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば、感光体ドラム７を帯電させる帯電手段、感光体ドラム７に形成された静電潜像を現像する現像手段、感光体ドラム７に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
カートリッジＢは、以下のクリーニングユニット１１と現像ユニット１０とを有する。

クリーニングユニット１１は、概略、感光体ドラム７と、帯電ローラ８と、クリーニング枠体１１ｄと、から構成される。クリーニング枠体１１ｄには、クリーニングブレード１１ａ、スクイシート１１ｂ、廃トナー収容部１１ｃ、廃トナー搬送部材１２ｂ、搬送軸１２ｃが備えられている。詳細は後述するが、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１１ａが感光体ドラム７の表面から除去したトナーは、現像剤搬送部材としての廃トナー搬送部材１２ｂによって、現像剤収容部としての廃トナー収容部１１ｃの奥側に向けて搬送される。廃トナー搬送部材１２ｂは、不図示のモータ等の駆動源からの駆動力を受けて回転する回転軸としての搬送軸１２ｃが回転（揺動）することにより、クリーニングブレード１１ｃに対して相対移動する。かかる廃トナー搬送部材１２ｂの相対移動は、感光体ドラム７の表面の側と廃トナー収容部１１ｃの奥側との間を往復する移動となる。

現像ユニット１０は、現像ローラ１０ｄ、現像ブレード１０ｅ、撹拌部材１０ｆを組み込んだ収容容器１４から構成される。収納容器１４は、内部のトナー収容部１４ｔ内にトナーを収納する。

以上の構成において、廃トナー搬送部材１２ｂが廃トナーを搬送する方向は、クリーニングブレード１１ａのクリーニング部１１ａ３から廃トナー収容部１１ｃに向かう現像剤
搬送方向としての移動方向Ｈ１（クリーニング枠体１１ｄの開口側からその逆側の奥側へ向かう方向）となる（図３（ａ）参照）。また、図３（ａ）には現像剤搬送方向の反対方向（逆方向）としての移動方向Ｈ２も示してある。

図１、図２を用いて、カートリッジＢの画像形成プロセスについて説明する。
まず、感光層を有する感光体ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８へ電圧印加して感光体ドラム７の表面を一様に帯電する。この帯電した感光体ドラム７に対して光学系１からの画像情報に基づいた情報光（光像）が、露光開口９ｂを通して露光する。そして感光体ドラム７の表面に静電潜像を形成し、静電潜像を現像ユニット１０によって現像する。なお、現像ユニット１０は、現像装置とも称される。

現像ユニット１０は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ１０ｄを回転可能に支持している。この回転と共に、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを静電潜像に応じて感光体ドラム７に転移させること（現像手段）によってトナー像を形成して可視像化する。
そして転写ローラ４にトナー像と逆極性の電圧を印加して、トナー像を感光体ドラム７から記録材２に転写し、その後は図２に示すクリーニング枠体１１ｄに固定されたクリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落とす。これと共に、スクイシート１１ｂによってすくい取り、廃トナー搬送部材１２ｂで廃トナー収容部１１ｃへ集める。これらのクリーニング手段によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去する。
このようにカートリッジＢの画像形成プロセスを構成している。

（クリーニングユニットと廃トナー搬送機構の構成）
図３〜図９を参照して、クリーニングユニットおよび廃トナー搬送機構の構成について説明する。

図３（ａ）に示すように、クリーニングユニット１１は、感光体ドラム７、クリーニングブレード１１ａ、帯電ローラ８、廃トナー搬送機構１２、クリーニング枠体１１ｄ、廃トナー収容部１１ｃ、スクイシート１１ｂを備える。廃トナー搬送機構１２は、廃トナー搬送部材１２ｂ、搬送軸１２ｃ、被作用部材としての揺動回転部材１２ａ、作用部材としての回転部材１５、およびばね部材１６で構成される。

クリーニングブレード１１ａは、クリーニング枠体１１ｄに取り付けられ、ゴム部１１ａ１と板金部１１ａ２で構成される。クリーニングブレード１１ａのゴム部１１ａ１と感光体ドラム７が当接する部分をクリーニング部１１ａ３と称する。クリーニングブレード１１ａは、クリーニング枠体１１ｄに固定された一端から、感光体ドラム７の表面に当接した他端に向かって、他端が該表面に当接する領域における感光体ドラム７の回転方向とは逆の方向の延びるように配置されている。
クリーニング枠体１１ｄは、感光体ドラム７を取り付けるための開口部を有し、該開口部は、クリーニング枠体１１ｄに取り付けられた感光体ドラム７、クリーニングブレード１１ａ、スクイシート１１ｂによって塞がれている。

廃トナー搬送部材１２ｂは、廃トナーを搬送するためのシート状で弾性を有する部材（弾性変形可能な可撓性を有するシート状部材）である。廃トナー搬送部材１２ｂは、厚み０．１ｍｍのシート部材で構成され、後述する揺動回転部材１２ａに連結された搬送軸１２ｃにシート部材の一端部である固定部１２ｂ１を固定している。

廃トナー搬送部材１２ｂの下面をクリーニングブレード１１ａのゴム部１１ａ１の上面に付勢力Ｆで付勢した状態で沿わせ、クリーニングブレード１１ａとクリーニング枠体１
１ｄとの間を廃トナー搬送部材１２ｂが通る構成としている。本実施例では、廃トナー搬送部材１２ｂを、搬送軸１２ｃとクリーニングブレード１１ａとの間で撓ませられた状態で組み付けることで、廃トナー搬送部材１２ｂの弾性復元力を利用して付勢力Ｆを発生させる付勢構造（シート状部材をクリーニング部材側へ付勢する付勢手段）としている。すなわち、廃トナー搬送部材１２ｂがクリーニングブレード１１ａ等に当接しない自然状態における姿勢は、図３（ｂ）において破線で示すような状態となる。廃トナー搬送部材１２ｂは、固定端である一端側の固定部１２ｂ１を起点にして、クリーニングブレード１１ａによって撓ませられた状態で組み付けられることにより、自由端である他端側の下面（重力方向における下方側の面）がクリーニングブレード１１ａのゴム部１１ａ１の上面に付勢された状態となっている。

図６に示すように、廃トナー搬送部材１２ｂの搬送軸１２ｃ近傍には、複数の連通孔１２ｂ５が、搬送軸１２ｃに沿って間隔を空けて設けられている。
廃トナー搬送部材１２ｂの材質は、本実施例では、ポリエチレンレテフタラート（ＰＥＴ）を使用したが、これに限定されるものではない。

図４〜図９を参照して、廃トナー搬送部材の駆動構成（駆動手段）について説明する。

図９に示すように、クリーニング枠体１１ｄ内には、廃トナー搬送部材１２ｂが固定された搬送軸１２ｃを配置している。また、クリーニング枠体１１ｄの外壁には、回転部材１５と揺動回転部材１２ａの支持部、揺動回転部材１２ａと搬送軸１２ｃが係合するための穴である連通口１１ｄ１２を設けている。さらに、クリーニング枠体１１ｄの外壁には、揺動回転部材１２ａに取り付けられるばね部材１６の固定腕１６ａを固定する固定部１１ｄ１１も設けている。

図８に示すように、ばね部材１６は、ねじりコイルばねで構成し、固定腕１６ａと可動腕１６ｂの２つの腕部を円筒部１６ｃの末端部にそれぞれ設けている。
クリーニング枠体１１ｄの外壁に設けられた固定部１１ｄ１１に固定腕１６ａを固定し、揺動回転部材１２ａに設けられた支持部１２ａ１で円筒部１６ｃを支持し、係合部１２ａ２で可動腕１６ｂを係合している。

揺動回転部材１２ａには、後述する回転部材１５の作用部１５ａに当接する被作用部１２ａ３を設けている。
揺動回転部材１２ａは、クリーニング枠体１１ｄの外壁に回転可能に支持され、外壁に設けた連通口１１ｄ１２を通じて廃トナー収容部１１ｃ内に設けた搬送軸１２ｃに揺動回転部材の一部が係合するよう構成している。
この構成により、ばね部材１６の付勢力を発生する方向が、揺動回転部材１２ａおよび搬送軸１２ｃの略回転方向に設定される。
また、ばね部材１６の無負荷時における固定腕１６ａと可動腕１６ｂの成す角度で決まる位置を、揺動回転部材１２ａの中立位置（ばね部材１６によって揺動回転部材１２ａに付与される回転方向の付勢力がゼロとなる第一の位置）とした。

図４、図５を参照して、回転部材１５の構成について説明する。図４（ａ）、図５（ａ）は、廃トナー搬送機構の斜視図であり、図４（ｂ）、図５（ｂ）は、廃トナー搬送機構の側面図である。
図４、５に示すように、回転部材１５は、作用部１５ａとしての２歯の欠け歯ギヤと、装置本体Ａに設けられた駆動力伝達ギヤ（不図示）から連続回転する駆動力を受けるはす歯ギヤを有する段ギヤで構成される。
図５では、回転部材１５を、はす歯ギヤを省略して示している。図５に示すように、回転部材１５には、揺動回転部材１２ａに設けた被作用部１２ａ３に作用する作用部１５ａ
として２歯の欠け歯ギヤが形成されている。この２歯の欠け歯ギヤは、回転部材１５が回転することで、揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３に対して円周方向に作用と解放を繰り返す形状となっている。

図３、図６、図８を参照して、駆動入力時の動作について説明する。
回転部材１５が回転することで、図８（ａ）から図８（ｂ）に示す状態に移り、回転部材１５の凸形状である作用部１５ａとして２歯の欠け歯ギヤが揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３と接触する。そして、揺動回転部材１２ａの回転に伴い、図３（ａ）および図６に示す搬送軸１２ｃに固定部１２ｂ１が固定された廃トナー搬送部材１２ｂを搬送方向Ｈ１に回転移動させる。さらに回転部材１５が回転することで、図８（ｂ）から図８（ｃ）に示す状態に移り、作用部１５ａが、被作用部１２ａ３を解放する。
この解放動作により、廃トナー搬送部材１２ｂがばね部材１６の減衰運動に伴って往復運動し、前記往復運動が収束して停止するまでの間、回転部材１５と揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３が接触しない形状としている。

以上の構成により、廃トナー搬送部材１２ｂは、回転部材１５の回転に伴い、往復運動を可能としていると共に、減衰運動を伴い収束して停止することが可能となっている。

（廃トナー搬送機構の廃トナー搬送作用）
図３、図７、図８を参照して、廃トナー搬送機構の廃トナー搬送作用について説明する。

回転部材１５とばね部材１６は、揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３と係合部１２ａ２にそれぞれ作用することで、搬送軸１２ｃを介して廃トナー搬送部材１２ｂに対し移動方向Ｈ１及びＨ２の往復移動において加速度を付与し、振動させる。

ここで、図７（ａ）と図８（ａ）、図７（ｂ）と図８（ｂ）、図７（ｃ）と図８（ｃ）でそれぞれ揺動回転部材１２ａの位相と廃トナー搬送部材１２ｂの位置が同じ状態のときを図示している。

クリーニングブレード１１ａが廃トナー搬送部材１２ｂから受ける付勢力Ｆは、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間に積載可能な廃トナー重量よりも大きな値となるように付勢力Ｆを設定している。

装置本体Ａに設けた駆動源（不図示）によって回転部材１５が図８（ａ）から図８（ｂ）に示す矢印Ｘの方向に回転することで、廃トナー搬送部材１２ｂは、図７（ａ）から図７（ｂ）に示すように、廃トナー搬送方向としての移動方向Ｈ１に向かい移動する。この駆動力の付与において、廃トナー搬送部材１２ｂに対して移動方向Ｈ１に沿う方向に加速度が付与される。
この動作により、廃トナー搬送部材１２ｂを、図７（ａ）と図８（ａ）で示す中立位置としての第一の位置１２ｂ２０から、図７（ｂ）と図８（ｂ）で示す第一の位置から第二の位置１２ｂ２１に移動させる。このとき、少なくとも廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーの一部は、廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑らずに廃トナー搬送部材１２ｂと同期して移動する。

その後、回転部材１５の回転動作に伴い、揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３が、図８（ｃ）に示すように回転部材１５のギヤ部１５ａから離脱する。その結果、廃トナー搬送部材１２ｂは、Ｈ２方向に移動する（図８（ｃ）参照）。すなわち、廃トナー搬送部材１２ｂに対しては、ばね部材１６の付勢力により移動方向Ｈ２に加速度を付与される。
この動作により、廃トナー搬送部材１２ｂは、図７（ｂ）と図８（ｂ）で示す第二の位
置から図７（ａ）と図８（ａ）で示す第一の位置を通過し、図７（ｃ）と図８（ｃ）の位置に移動する。このとき、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーは、廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑る。

ここで、ばね部材１６は、減速手段としての機能も有する。つまり、揺動回転部材１２ａの係合部１２ａ２が、ばね部材１６から復元力として移動方向Ｈ１および移動方向Ｈ２の回転方向の付勢力を交互に受ける。

また、収納容器１４内で、廃トナー搬送部材１２ｂは、図３（ａ）に示すクリーニングブレード１１ａとの摩擦力や廃トナーから抗力を受ける。これにより、廃トナー搬送部材１２ｂの振動は、ばね部材１６の減衰運動と同期して減衰し、やがて図７（ａ）と図８（ａ）で示す第一の位置１２ｂ２０に戻る。

廃トナー搬送部材１２ｂおよび廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーの動き（廃トナー搬送作用）について詳しく説明する。
図７、図８を参照して、現像剤搬送機構の基本動作させるための加速度設定条件について説明する。

まず、位置の定義と加速度の定義を整理する。

回転部材１５およびばね部材１６によって移動する廃トナー搬送部材１２ｂの先端部の位置は、次のように定義される。すなわち、図７（ａ）と図８（ａ）に示す揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３が回転部材１５に当接しない位置を、第一の位置１２ｂ２０とする。また、図７（ｂ）と図８（ｂ）移動方向Ｈ１に最も移動した位置を、第二の位置１２ｂ２１とする。さらに、図７（ｃ）と図８（ｃ）移動方向Ｈ２に最も移動した位置を、第三の位置１２ｂ２２とする。
この際、廃トナー搬送部材１２ｂの先端部の第一の位置１２ｂ２０は、クリーニングブレード１１ａのクリーニング部１１ａ３よりスクイシート１１ｂ側に伸びるよう配置している。

そして、廃トナー搬送部材１２ｂが回転部材１５およびばね部材１６によって移動方向Ｈ１に移動する際の加速度の最大値の絶対値を、最大加速度ａ１、移動方向Ｈ２に移動する際の加速度の最大値の絶対値を、最大加速度ａ２と定義する。

次に、現像剤搬送機構の基本動作させるための具体的な加速度設定条件について説明していく。

廃トナー搬送部材１２ｂの最大加速度ａ２の設定は、ばね部材１６の付勢力を調整することで、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーが廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑る加速度に設定する。

廃トナー搬送部材１２ｂの最大加速度ａ１の設定は、回転部材１５の回転数（単位時間当たりの回転数）を調整することで、前述の最大加速度ａ２より小さく設定する。

前述したように、クリーニングブレード１１ａが廃トナー搬送部材１２ｂから受ける付勢力Ｆを、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間に積載可能な廃トナー重量よりも大きな値に設定する。この場合、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーが廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑る条件は、以下の通りである。

廃トナー搬送部材１２ｂと廃トナーの静止摩擦係数をμ０、重力加速度Ｇ、静止摩擦係数μ０と重力加速度Ｇの積をμ０Ｇとする。この場合において、廃トナー搬送部材１２ｂを移動させる加速度をμ０Ｇより大きい値で設定したときに、廃トナーが廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑る。

次に、最大加速度ａ１、最大加速度ａ２、および静止摩擦係数μ０、重力加速度Ｇの積であるμ０Ｇと廃トナー搬送性について説明する。

（例１）廃トナー搬送が可能な加速度設定条件
加速度設定μ０Ｇ＜ａ１＜ａ２のときは、次の通りである。
廃トナー搬送部材１２ｂを移動方向Ｈ１、Ｈ２に最大加速度ａ１、ａ２で移動させる際、廃トナー搬送部材１２ｂを移動方向Ｈ２に移動させると、廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑るトナーは相対的に廃トナー搬送部材１２ｂの下面を移動方向Ｈ１に移動する。即ち、廃トナー搬送部材１２ｂの下面の廃トナーは、廃トナー搬送部材１２ｂの下面をＨ１方向にもＨ２方向にも移動する。この場合は、ａ１＜ａ２に設定しているため、廃トナー搬送部材１２ｂからみた廃トナーの相対的な移動距離は、廃トナー搬送部材１２ｂを移動方向Ｈ１に移動させたときに比べて移動方向Ｈ２に移動させたときの方が長くなるように設定しやすい。ここで、廃トナー搬送部材１２ｂからみた廃トナーの相対的な移動距離とは、廃トナー搬送部材の下面を廃トナーが滑る距離である。従って、前述加速度に設定にした場合は、その加速度を繰り返し廃トナー搬送部材１２ｂに加えることで、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーを移動方向Ｈ１に移動させることが容易に実現できる。

（例２）例１と比較してトナー搬送量が増大する加速度設定条件
加速度設定ａ１＜μ０Ｇ＜ａ２のときは、次の通りである。
廃トナー搬送部材１２ｂを移動方向Ｈ１に移動させる際、μ０Ｇより小さい最大加速度ａ１によって廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーが移動方向Ｈ１に移動する。
そして、廃トナー搬送部材１２ｂを移動方向Ｈ２に移動させる際、μ０Ｇより大きい最大加速度ａ２によって、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーは廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑るため移動方向Ｈ２には移動しない。従って、前述加速度に設定にした場合は、その加速度を繰り返し廃トナー搬送部材１２ｂに加えることで、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーを移動方向Ｈ１に移動させることが容易に実現できる。
つまり、廃トナー搬送部材１２ｂが１往復で移動する軌跡が例１と全く同じであっても加速度を適切に設定すれば１往復でトナーを移動方向Ｈ１の向きに搬送する量を増やすことができる。

（例３）廃トナー搬送ができない加速度設定条件
一方、最大加速度ａ２を、ａ２＜μ０Ｇに設定した場合、廃トナーが廃トナー搬送部材１２ｂの下面を滑ることは無い。したがって、廃トナー搬送部材１２ｂを移動方向Ｈ２に移動させる際、廃トナー搬送部材１２ｂと共に廃トナーが移動方向Ｈ２に向かって移動してしまう。

すなわち、本実施例において、廃トナーを移動方向Ｈ１の向きに搬送するため、移動方向Ｈ２の向きに廃トナー搬送部材１２ｂが移動するときに、廃トナー搬送部材１２ｂの下面を廃トナーが滑るように最大加速度ａ２を設定する（μ０Ｇ＜ａ２）必要がある。

上述した工程では、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーを廃トナー搬送部材１２ｂの下面で移動方向Ｈ１に廃トナーを搬送する場合を説明し
たが、これに限るものではない。廃トナー搬送部材１２ｂの上面に乗った廃トナーの場合、廃トナーの自重が付勢力Ｆと同じ作用を生みだす。したがって、同様の加速度設定条件により、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニング枠体１１ｄの間の廃トナーを廃トナー搬送部材１２ｂの上面で移動方向Ｈ１に搬送することができる。

前述した廃トナー搬送部材１２ｂとトナーの静止摩擦係数μ０は、廃トナーを載せて廃トナー搬送部材１２ｂを傾けた際に、廃トナーが滑り落ちる際の水平面と廃トナー搬送部材１２ｂの成す角度θとして、μ０＝ｔａｎθより算出したものである。
角度θ以上のとき、廃トナー搬送部材１２ｂ上のトナーは、廃トナー搬送部材１２ｂとトナーの界面で発生する滑りとトナーとトナーの界面で発生する滑りにより、廃トナー搬送部材１２ｂから滑り落ちる。
即ち、振動する廃トナー搬送部材１２ｂに対してトナーが滑るというのは、廃トナー搬送部材１２ｂとトナーの界面で発生する廃トナー搬送部材１２ｂとトナー滑りに限るものではなく、それより上方のトナーとトナーの界面で発生する滑りも含まれる。

前述の付勢力Ｆは、廃トナー搬送部材１２ｂをクリーニング枠体１１ｄに組み付けた状態でクリーニングブレード１１ａを取り除き、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの当接位置にてフォースゲージで計測した押圧力を付勢力Ｆとしている。

上述した工程により廃トナー搬送部材１２ｂが移動方向Ｈ１、Ｈ２の往復運動を繰り返すことで、クリーニング枠体１１ｄとクリーニングブレード１１ｂの間の廃トナーは、廃トナー搬送方向である移動方向Ｈ１に搬送され、廃トナー収容部１１ｃに収容される。

本実施例では、加速度をａ１＜μ０Ｇ＜ａ２となるよう設定した。

（効果の説明）
図１０、図１１を参照して、廃トナー搬送部材１２ｂの廃トナー搬送効果について説明する。

感光体ドラム７に残留した廃トナーは、クリーニングブレード１１ａのクリーニング部１１ａ３で掻き取られ、廃トナー搬送部材１２の付勢力Ｆに逆らって、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間に侵入する。そして、前述した廃トナー搬送部材１２ｂの廃トナー搬送作用により、図１０（ａ）に示すように、廃トナーｔ１が移動方向Ｈ１に向かってクリーニングブレード１１ａのゴム部１１ａ１から板金部１１ａ２に沿い廃トナー収容部１１ｃに向けて搬送される。さらに、廃トナー搬送部材１２ｂにより廃トナー収容部１１ｃに送られる廃トナー量の増加に伴い、図１０（ｂ）に示す状態から図１０（ｃ）に示す状態に廃トナー収容部１１ｃ内の廃トナーｔ１の状態が変化する。これにより、廃トナー収容部１１ｃの容積を十分に活用した廃トナー搬送を実現することができる。

また、カートリッジＢの画像形成装置Ａからの着脱等により、図１１（ａ）に示す、廃トナー搬送部材１２ｂの上面に廃トナーｔ２が乗った場合でも、前述した廃トナー搬送部材１２ｂの廃トナー搬送作用により、廃トナーｔ２は移動方向Ｈ１に搬送される。そして、図１１（ｂ）に示すように、廃トナー搬送部材１２ｂの上面を移動方向Ｈ１に移動し、搬送軸１２ｃ近傍に設けた廃トナー搬送部材１２ｃの連通口１２ｂ５を通じて廃トナーｔ２が廃トナー収容部１１ｃに排出される。

本実施例の廃トナー搬送部材の廃トナー搬送において、廃トナー搬送部材の下面または上面で搬送される廃トナーの大部分が廃トナー搬送方向である移動方向Ｈ１に向かって移動し、移動方向Ｈ２に向かって移動する廃トナーはほとんどない。

このように、本実施例の廃トナー搬送機構によれば、省スペースかつクリーニングブレード１１ｂのクリーニング部１１ｂ３への廃トナー戻りが低減した廃トナー搬送機構による廃トナー搬送を行うことができる。これにより、クリーニング不良の発生を抑制し、安定した画像をユーザに提供することができる。

また、図１０、図１１において、廃トナーｔ１、ｔ２を搬送する際、廃トナー収容部１１ｃに加える廃トナー粉圧が一定値を超えると、移動方向Ｈ１に廃トナー搬送部材１２ｂが移動する際も廃トナー搬送部材１２ｂの下面および上面を廃トナーが滑る。そのため、廃トナー搬送部材１２ｂによる廃トナー収容部１１ｃに加わる廃トナー粉圧が、廃トナー搬送部材１２ｂと廃トナー、あるいは、廃トナー同士の摩擦力以上に上昇しすぎることはない。したがって、廃トナー搬送機構に一定以上の負荷トルクが加わることはない。

ここで、本実施例においては、回転部材１５の動作条件を次のように設定した。すなわち、回転部材１５の回転数を３００ｒｐｍ、揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３に回転部材１５で加える力の周波数を１０Ｈｚ、回転部材１５が揺動回転部材１２ａの被作用部１２ａ３に作用して揺動回転部材１２ａが回転する角度を３０°とした。

また、図７に示す廃トナー搬送部材１２ｂの先端部１２ｂ２の位置１２ｂ２１と初期位置１２ｂ２０の差となる先端部１２ｂ２の移動距離Ｌ１は、１．５ｍｍ程度を選択した。

また、廃トナー搬送部材１２ｂの先端部１２ｂ２の位置１４ｂ２２と初期位置１４ｂ２０の差となる先端部１４ｂ２の移動距離Ｌ２は、移動距離Ｌ１より小さな値となるよう設定した。これは、移動距離Ｌ２が、廃トナー収容部１１ｃ内の廃トナー重量および、廃トナー搬送部材１２ｂが搬送方向Ｈ２に移動する際にばね部材１６から受ける抵抗により変化することを考慮しての設定である。

また、図３（ａ）に示すクリーニングブレード１１ａの水平面に対する傾斜角度は４°程度を選択し、クリーニングブレード１１ａが廃トナー搬送部材１２ｂから受ける付勢力Ｆは１０ｇｆを選択した。

また、回転部材１５により揺動回転部材１２ａが３０°回転した際、ばね部材１６から揺動回転部材１２ａの係合部１２ａ２が受ける搬送方向Ｈ２の付勢力は１００ｇｆを選択した。

上述した諸条件は、本実施例の装置構成において好適な設定値であり、これに限定されるものではなく、トナーの種類や特性、各部材の形状や材質、配置等により適宜選択することができる。

また、廃トナー搬送部材１２ｂの材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に限定されることなく、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの一般的なプラスチック材料でも適宜構成可能である。

［実施例２］
実施例１では、廃トナー搬送部材１２ｂの搬送軸１２ｃを廃トナー収容部１１ｃ側に配置した構成を例示したが、この構成に限るものではない。

本発明の実施例２においては、図１２に示すような、廃トナー搬送部材１２ｂの搬送軸
１２ｃをスクイシート１１ｂ側に配置した構成にしている。
なお、実施例２においてここで特に説明しない構成は、実施例１と同様であり、説明を省略する。

実施例２の構成では、前述した実施例１の廃トナー搬送部材１２ｂの搬送軸１２ｃを廃トナー収容部１１ｃ側に配置した場合と比べて、廃トナー搬送機構の駆動列を感光体ドラム近傍に配置することができる。
このため、感光体ドラム７に駆動力を伝達するギヤ列と、廃トナー搬送部材１２ｂに駆動力を伝達するギヤ列が繋がるような構成において、ギヤ列を省スペースで配置することができる。

［実施例３］
実施例１では、廃トナー搬送部材１２ｂをシート部材で構成し、廃トナー搬送部材１２ｂのクリーニングブレード１１ａへの付勢手段としてシート部材の弾性を用いた構成を例示したが、この構成に限るものではない。

本発明の実施例３においては、図１３に示すような構成を採用した。先ず、廃トナー搬送部材１２ｂを板状の部材で構成した。そして、廃トナー搬送部材１２ｂと搬送軸１２ｃを既知のリンク機構を用いて連結し、クリーニングブレード１１ａに対する廃トナー搬送部材１２ｂの付勢力Ｆを廃トナー搬送部材１２ｂの重量により付与する構成とした。
なお、実施例３においてここで特に説明しない構成は、上記実施例と同様であり、説明を省略する。

前述した実施例１では、廃トナー搬送部材１２ｂをシート部材で構成し廃トナー搬送部材１２ｂのクリーニングブレード１１ａへの付勢手段としてシート部材の弾性を用いた構成とした。この実施例１の構成に比べて、実施例３の構成によれば、廃トナー搬送部材１２ｂの変形により付勢力Ｆが変化するのを防止することができる。
このため、廃トナー搬送部材１２ｂによる廃トナー搬送をより安定して行うことができる。

［実施例４］
実施例３では、クリーニングブレード１１ａに対する廃トナー搬送部材１２ｂの付勢力Ｆを与える構成として、廃トナー搬送部材の重量を用いた場合を例示したが、この構成に限るものではない。

図１４に示すように、付勢手段としての付勢部材１１ｄ６で廃トナー搬送部材１２ｂをクリーニングブレード１１ａに押圧し付勢力Ｆを与える構成でもよい。付勢部材１１ｄ６は、廃トナー搬送部材１２ｂにおけるクリーニングブレード１１ａに当接する側とは反対側の面に当接し、付勢力を付与するように配置されている。
なお、実施例４においてここで特に説明しない構成は、上記実施例と同様であり、説明を省略する。

前述した実施例３では、クリーニングブレード１１ａに対する廃トナー搬送部材１２ｂの付勢力Ｆを廃トナー搬送部材１２ｂの重量により付与する構成とした。この実施例３の構成と比べて、実施例４の構成によれば、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１２ａの間の廃トナーをより効率的に搬送することができる。

［実施例５］
実施例４では、クリーニングブレード１１ａに対する廃トナー搬送部材１２ｂの付勢力Ｆを与える構成として、付勢部材１１ｄ６を用いた場合を例示したが、この構成に限るも
のではない。

図１５に示すように、クリーニング枠体１１ｄに設けた付勢手段としてのリブ部１１ｄ７で廃トナー搬送部材１２ｂをクリーニングブレード１１ａに押圧し付勢力Ｆを与える構成でもよい。
なお、実施例５においてここで特に説明しない構成は、上記実施例と同様であり、説明を省略する。

前述した実施例４では、クリーニングブレード１１ａに対する廃トナー搬送部材１２ｂの付勢力Ｆを付勢部材１１ｄ６により付与する構成とした。この実施例４の構成と比べて、実施例５の構成によれば、廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１２ａの間の廃トナーをより簡単な構成で効率的に搬送することができる。

また、実施例１〜５では、クリーニングユニットは画像形成装置に装着されたときにクリーニングブレードが水平面に対し４°傾斜している場合を例示したが、本発明はこれに限定する必要はない。

具体的には、実施例１で例示した廃トナー搬送部材１２ｂの振動構成において、廃トナー搬送部材１２ｂの傾斜角度が上り角度１０°で廃トナー搬送部材１２ｂとクリーニングブレード１１ａの間の廃トナーを移動方向Ｈ１に搬送可能であった。また、廃トナー搬送部材１２ｂの傾斜角度が下り方向においては、その角度に制限なく、トナーの安息角以下の角度においてもトナーの搬送が可能であった。すなわち、本実施例の廃トナー搬送構成における廃トナー搬送部材１２ｂの搬送方向の傾斜角度は、上り方向１０度以下、下り方向は、９０度の範囲で適用可能である。

また、実施例１〜５では、廃トナー搬送部材の減速手段として付勢部材の復元力を利用したものを例示したがこの構成に限るものではない。例えば、既知の衝撃吸収部材または既知の摩擦摺動部材を搬送部材の減速手段としてクリーニング枠体に配置した場合であっても良い。

さらに、実施例１〜５では、カートリッジは単色画像を形成する構成であった。しかし現像手段（現像装置）を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像あるいはフルカラー等）を形成するカートリッジであってもよい。

また、搬送部材が往復運動する周波数は、１〜１００Ｈｚである。

また、実施例１〜５では、搬送部材に対して弾性体を含める記載はしなかったが、搬送部材はトナー搬送可能な実質的にシート状または板状の形状を保つ弾性体で構成される場合にも好適に適用することができる。

以上述べたように、実施例１〜５のいずれかの構成によれば、クリーニングブレードのクリーニング部への廃トナー戻りを低減させ、従来よりもさらにクリーニング不良の発生を抑制した廃トナー搬送が行えるよう廃トナー搬送部材を動作させることができる。

１１…クリーニングユニット、１１ａ…クリーニングブレード（クリーニング部材）、１１ａ１…ゴム部、１１ａ２…板金部、１１ａ３…クリーニング部、１１ｃ…廃トナー収容部（現像剤収容部）、１１ｄ…クリーニング枠体、１１ｄ６…付勢部材、１１ｄ７…リブ部、１２ａ…揺動回転部材、１２ｂ…廃トナー搬送部材（搬送部材）、１２ｃ…搬送軸、１５…回転部材、１６…ばね部材、ａ１…最大加速度、ａ２…最大加速度、Ｈ１…移動
方向、Ｈ２…移動方向、ｔ１…廃トナー、ｔ２…廃トナー

上記目的を達成するために、本発明のクリーニングユニットは、
像担持体を取り付けるための開口部を備える枠体と、
前記枠体に設けられ、前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記枠体の内側に設けられており、前記クリーニング部材によって除去された現像剤を、前記枠体の開口側から、前記開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材と、
前記搬送部材が前記クリーニング部材に対して相対移動するように前記搬送部材を駆動させる駆動手段と、
を備え、
前記搬送部材が前記開口側から前記奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、前記奥側から前記開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、前記駆動手段が前記搬送部材を駆動している、ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、
本発明のクリーニングユニットと、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能な、本発明のカートリッジと、
を備えることを特徴とする。

Claims (11)

1. 像担持体を取り付けるための開口部を備える枠体と、
   前記枠体の前記開口部に取り付けられる前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材によって前記像担持体の表面から除去された現像剤を、前記枠体の開口側から、前記開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材が前記クリーニング部材に対して相対移動するように前記搬送部材を駆動させる駆動手段と、
   を備え、
   前記搬送部材が前記開口側から前記奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、前記奥側から前記開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、前記駆動手段が前記搬送部材を駆動している、ことを特徴とするクリーニングユニット。
2. 前記搬送部材は、
   回転可能な回転軸と、
   一端が前記回転軸に取り付けられ、他端が自由端となり、且つ、使用時の姿勢において、下方側の表面が、前記クリーニング部材の上面と接触するように配置される、可撓性を有するシート状部材と、を備え、
   前記駆動手段は、前記回転軸を回転させることにより、前記シート状部材を前記クリーニング部材に対して相対移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニングユニット。
3. 前記シート状部材は、弾性変形可能な部材であり、
   前記シート状部材は、使用時の姿勢において、撓ませられた状態で前記クリーニング部材の上面と接触するように配置されている、請求項２に記載のクリーニングユニット。
4. 前記搬送部材は、前記シート状部材を前記クリーニング部材側へ付勢する付勢手段を備える、請求項２または３に記載のクリーニングユニット。
5. 前記回転軸は、前記奥側に配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のクリーニングユニット。
6. 前記回転軸は、使用時の姿勢において、前記クリーニング部材よりも重力方向の上方に配置されている、ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のクリーニングユニット。
7. 前記クリーニング部材は、前記枠体に支持され、
   前記枠体は、前記搬送部材における前記クリーニング部材に当接する側とは反対側の面に当接するリブを備えることを特徴とする請求項１に記載のクリーニングユニット。
8. 前記搬送部材は、前記クリーニング部材に当接する側と、その反対側と、の間を連通する連通孔を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のクリーニングユニット。
9. 前記クリーニング部材及び前記搬送部材は、前記枠体に支持され、
   前記クリーニング部材は、前記枠体に固定された一端から、前記像担持体の表面に当接した他端に向かって、前記他端が前記表面に当接する領域における前記像担持体の回転方向とは逆の方向の延びるように配置され、
   前記搬送部材は、前記クリーニング部材の前記他端から前記クリーニング部材の前記一端に向かう方向に移動することで、現像剤を前記枠体の前記奥側に搬送することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のクリーニングユニット。
10. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
    像担持体と、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のクリーニングユニットと、
    を備えることを特徴とするカートリッジ。
11. 装置本体と、
    前記装置本体に対して着脱可能な、請求項１０に記載のカートリッジと、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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