JP2022119509A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】クリーニングブレードへの干渉を防ぐことができるクリーニング装置を提供する。【解決手段】クリーニング装置14は、感光体ドラム13表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード52と、伝達された駆動力によって駆動する駆動部材(廃トナー搬送スクリュー41)と、クリーニングブレード52に近接して配置され、駆動部材の駆動によって振動することにより、クリーニングブレード52上の廃トナーを振動させる振動体60とを備える。振動体60は、クリーニングブレード52に取り付けられている。【選択図】図2
Description
本発明は、トナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置、およびそれを備えた画像形成装置。
従来、電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置は、感光体ドラム上にトナー像を形成し、このトナー像を中間転写体や用紙に転写している。トナー像が形成される感光体ドラム(トナー像担持体)では、転写工程において、感光体ドラム上に顕像化されたトナー像の全てが転写されることはなく、一般的な転写効率は、概ね85~95%であると言われている。このようにして感光体ドラム上に残留したトナーは、次の画像形成の際に悪影響を及ぼし、画像の品質を低下させる要因となる。
そこで、感光体ドラムの外周部には、残留したトナーを回収して感光体ドラムの表面をクリーニングするクリーニング装置が設けられている。クリーニング装置では、残留トナーの撹拌を補助する機構として、撹拌マイラーや撹拌棒が設けられている。しかしながら、このような撹拌マイラーなどの位置や形状によっては、トナーを搬送するスクリューへの負荷が大きくなることが懸念される。そのため、トナーの除去性能を高めつつ、クリーニング装置を効率よく動作させる方法が検討されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
特許文献1に記載のクリーニング装置は、トナー像担持体表面の残留トナーを除去する清掃部材と、除去したトナーを搬送する廃トナー搬送部材とを備える。清掃部材と廃トナー搬送部材との間には、廃トナー搬送部材に一部が接触して振動する複数の羽根部を有する振動部材を備える。羽根部は、清掃部材とトナー像担持体との接触部付近に向かい突出した突出部を有する。
上述したクリーニング装置において、振動部材は、各部を保持するプロセスフレームに固定された支持部に貼り付けられている。清掃部材は、経年劣化などによって歪みが発生し、位置関係が変化することがある。そして、清掃部材と振動部材とが接触するといった干渉により、感光体ドラムを傷つけることがあった。
特許文献2に記載の画像形成装置は、像担持体と、像担持体に当接しながら回転するクリーニングブラシと、像担持体に当接するクリーニングブレードとを有する。
上述した画像形成装置においても、クリーニングブラシは、プロセスフレームに固定されており、位置が変化したクリーニングブレードに干渉するという懸念がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、クリーニングブレードへの干渉を防ぎ、クリーニング性能の劣化を避けることができるクリーニング装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係るクリーニング装置は、トナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、前記トナー像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、伝達された駆動力によって駆動する駆動部材と、前記クリーニングブレードに近接して配置され、前記駆動部材の駆動によって振動することにより、前記クリーニングブレード上の廃トナーを振動させる振動体とを備え、前記振動体は、前記クリーニングブレードに取り付けられていることを特徴とする。
本発明に係るクリーニング装置では、前記振動体は、前記クリーニングブレードに対して接着されている構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記振動体と前記クリーニングブレードとは、接着部材を用いて接着されている構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記クリーニングブレードは、前記振動体との接着面に対して、接着性を向上させる表面処理が施されている構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記振動体は、前記クリーニングブレードに接着される接着部と、前記接着部から前記クリーニングブレードの先端に向かって延伸された羽根部とを備え、前記接着部は、前記羽根部よりも面積が大きい構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記振動体は、前記クリーニングブレードに対し溶接によって取り付けられる構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記クリーニングブレードに対する前記振動体の取り付け部に対向して配置された構造体を備え、前記構造体は、前記振動体の取り付け部を、自身と前記クリーニングブレードとの間に挟み込んでいる構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記構造体は、前記クリーニングブレードを支持する支持体に取り付けられている構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記駆動部材は、軸を有する駆動スクリューとされ、前記振動体は、前記駆動スクリューの軸から延ばした垂線と前記クリーニングブレードの表面との交点に取り付けられている構成としてもよい。
本発明に係るクリーニング装置では、前記駆動部材は、軸を有する駆動スクリューとされ、前記振動体は、前記駆動スクリューの軸に沿って延びた延伸部を有し、前記延伸部は、前記駆動スクリューの搬送方向における上流側の端部を折り曲げて端部係止部が設けられ、前記端部係止部は、前記クリーニングブレードの端部に引っ掛けられている構成としてもよい。
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るクリーニング装置を備えることを特徴とする。
本発明によると、経年劣化などによってクリーニングブレードに永久歪みが発生しても、クリーニングブレード自体に振動体が取り付けられているので、両者の距離関係に変化がなく、クリーニングブレードへの干渉が発生せずに、クリーニング性能の劣化を避けることができる。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置1は、露光装置11、現像装置12、感光体ドラム13(トナー像担持体の一例)、クリーニング装置14、帯電器15、中間転写ベルト装置16、定着装置17、給紙トレイ18、排紙トレイ19、および用紙搬送経路Sを備える構成とされており、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙に対して多色および単色の画像を形成する。
画像形成装置1において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置12、感光体ドラム13、帯電器15、クリーニング装置14は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって4つの画像ステーションPa、Pb、Pc、Pdが構成されている。
感光体ドラム13は、画像形成装置1の略中央に配置されている。帯電器15は、感光体ドラム13の表面(周面)を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置11は、感光体ドラム13の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置12は、感光体ドラム13の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム13の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム13の表面に各色のトナー像が形成される。クリーニング装置14は、現像および画像転写の後に感光体ドラム13の表面の残留トナーを除去および回収する。なお、感光体ドラム13の周辺の構造については、後述する図2を参照して、詳細に説明する。
中間転写ベルト装置16は、感光体ドラム13の上側に配置され、中間転写ベルト21、中間転写ベルト駆動ローラ22、中間転写ベルト従動ローラ23、中間転写ローラ24、および中間転写ベルトクリーニング装置25を備えている。なお、中間転写ローラ24は、YMCK用の各色の画像ステーションに対応して4本設けられている。
中間転写ベルト駆動ローラ22、中間転写ベルト従動ローラ23、および中間転写ローラ24は、中間転写ベルト21を張架して、中間転写ベルト21の表面を所定方向(図中矢符C方向)に移動させるように構成されている。
中間転写ベルト21は、矢符Cの方向へ周回移動し、中間転写ベルトクリーニング装置25によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム13の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト21の表面にカラーのトナー像が形成される。
画像形成装置1は、転写ローラ26aを含む2次転写装置26をさらに備えている。転写ローラ26aは、中間転写ベルト21との間にニップ域が形成されており、用紙搬送経路Sを通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送する。用紙は、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト21の表面のトナー像が転写される。
給紙トレイ18は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、露光装置11の下側に設けられている。また、排紙トレイ19は、画像形成装置1の上側に設けられており、画像形成済みの用紙を載置するためのトレイである。
用紙搬送経路Sは、S字状に設けられた主経路S1と、主経路S1の途中で分岐して再合流する反転経路S2とを備え、主経路S1に沿って、ピックアップローラ31、レジスト前ローラ33、レジストローラ32、2次転写装置26、定着装置17、および排紙ローラ34が配置されている。反転経路S2は、定着装置17と排紙ローラ34との間から分岐し、複数の搬送ローラ35を経由してレジスト前ローラ33とレジストローラ32との間に再合流する。
ピックアップローラ31は、給紙トレイ18の端部近傍に備えられ、給紙トレイ18から用紙を1枚ずつ用紙搬送経路Sに供給する呼び込みローラである。レジストローラ32は、給紙トレイ18から搬送されている用紙を一旦保持し、感光体ドラム13上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を転写ローラ26aに搬送する。レジスト前ローラ33は、用紙の搬送を促進補助するための小型のローラである。
定着装置17は、ベルト定着方式とされており、2つのローラにベルトが巻き掛けられ、ベルトを介して押圧するローラがさらに設けられている。定着装置17では、未定着のトナー像が形成された用紙を受け取り、ベルトを介したローラとローラとの間に、用紙を挟み込んで搬送する。定着後の用紙は、排紙ローラ34によって排紙トレイ19上に排出される。
また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ34から反転経路S2へと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙をレジストローラ32へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ19へと搬出する。
次に、感光体ドラム13の周辺の構造について、図2を参照して説明する。
図2は、本発明の第1実施形態に係るクリーニング装置の周辺の構造を示す概略側面図である。
感光体ドラム13の周辺には、クリーニング装置14が設けられている。なお、図2では、感光体ドラム13およびクリーニング装置14を主体にして示しており、他の部材を省略している。
クリーニング装置14は、感光体ドラム13表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード52と、感光体ドラム13から除去された廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリュー41(駆動スクリューの一例)と、クリーニングブレード52に近接し、且つ、廃トナー搬送スクリュー41と当接するように配置され、クリーニングブレード52上の廃トナーを振動させる振動体60とを備える。クリーニング装置14のフレーム40は、クリーニングブレード52、廃トナー搬送スクリュー41、および振動体60を収容しており、感光体ドラム13に面する側が開口している。
クリーニングブレード52は、根元が支持体51に支持されており、先端が感光体ドラム13に接しており、感光体ドラム13の幅方向に沿って長く延設されている。本実施の形態において、クリーニングブレード52は、支持体51に接着されているが、これに限定されず、ビスなどを用いて固定してもよい。本実施の形態において、クリーニングブレード52は、適度な硬度および弾性を有する熱硬化性ポリウレタンで形成されている。支持体51について、特に材料は限定されないが、例えば、金属板金等の、クリーニングブレード52よりも硬い材料で形成されていることが望ましい。
廃トナー搬送スクリュー41は、回転軸41aの周りに、所定のピッチ間隔で螺旋状に構成されたフィン41bを有している。廃トナー搬送スクリュー41の回転軸41aは、クリーニングブレード52に沿って略平行に長く延設されている。クリーニングブレード52が回収した廃トナーは、クリーニング装置14(フレーム40)内部に蓄積され、蓄積された廃トナーは、廃トナー搬送スクリュー41が回転することによって、図示しない回収容器に向かって搬送される。
振動体60は、クリーニングブレード52のうち、廃トナー搬送スクリュー41の回転軸41aと対向する表面に取り付けられている。振動体60は、クリーニングブレード52に接着された接着部62と、接着部62からクリーニングブレード52の先端側に向かって延伸された羽根部61とを備える。振動体60は、例えば、フィルム体などで形成されている。本実施の形態において、振動体60は、接着部62に貼り付けた両面テープ(接着部材の一例)によって、クリーニングブレード52に接着されているが、これに限定されず、例えば、接着部62に塗布した接着剤(接着部材の一例)によって、クリーニングブレード52に接着してもよい。図2に示すように、側面から見た状態では、羽根部61の一部が廃トナー搬送スクリュー41のフィン41bと重なっている。
図2において、回転軸41aからクリーニングブレード52の表面に向かって延ばした垂線SLを一点鎖線で示している。接着部62は、垂線SLとクリーニングブレード52の表面との交点に位置している。このように、廃トナー搬送スクリュー41にできるだけ近づけるように、振動体60を取り付けることで、振動体60を強く振動させ、トナーの除去性能を高めることができる。なお、振動体60を取り付ける位置は、図2に示す位置に限らず、クリーニングブレード52の中心よりも先端側寄りであってもよい。
次に、廃トナー搬送スクリュー41での廃トナーの搬送方向Hと振動体60との位置関係について、図3および図4を参照して説明する。
図3は、図2に示すクリーニング装置の一部を抽出して示す斜視図であって、図4は、振動体を示す斜視図である。
図3では、クリーニング装置14のうち、支持体51、クリーニングブレード52、振動体60、および廃トナー搬送スクリュー41を抜き出して示している。
振動体60の羽根部61は、接着部62に対して略90°に折り曲げられ、回転軸41aに対して略垂直に配置された面を有している。また、羽根部61は、搬送方向Hに沿って櫛歯状に複数連設されており、一部がフィン41bの間に入り込んだ状態で配置されている。
廃トナー搬送スクリュー41は、図示しない駆動源に接続された回転軸41aを回転させ、フィン41bを回転させることで、搬送方向Hへ廃トナーを搬送する。この際、回転軸41aの回転に伴って移動したフィン41bは、羽根部61を押して弾性変形させる。さらに移動したフィン41bが羽根部61から外れると、羽根部61は、自身の弾性力(復元力)によって、元の状態に復帰するように作用し、振動が生じる。羽根部61の振動によって、クリーニングブレード52上の廃トナーが揺すられ、廃トナー搬送スクリュー41側に移動しやすくなり、廃トナーの回収が促進される。
図4に示すように、振動体60では、接着部62が一体とされて繋がった構造とされており、共通に設けられた接着部62から複数の羽根部61が延びている。ここで、接着部62は、羽根部61よりも面積が大きく形成されていることが好ましい。すなわち、面積が大きい接着部62を設けることで、振動体60の接着性を高めることができる。
上述したように、本実施の形態では、振動体60がクリーニングブレード52に取り付けられているので、経年劣化などによってクリーニングブレード52に永久歪みが発生しても、両者の距離関係に変化がなく、クリーニングブレード52への干渉が発生せずに、クリーニング性能の劣化を避けることができる。
羽根部61については、クリーニングブレード52に干渉しないように湾曲した形状としてもよい。具体的に、羽根部61は、接着部62付近の根元から先端まで延びた部分の途中が凹んでいる。そのため、経年劣化等でクリーニングブレード52が振動体60側に曲がってきても、クリーニングブレード52と振動体60とが接触することを避けられる。
クリーニングブレード52に対して、振動体60の接着力を高めるために、例えば、プライマー処理や、コロナ処理や、イトロ処理などの表面処理を施してもよい。これらの処理を施すことで、クリーニングブレード52の濡れ性を向上させ、接着力を高めることができる。
ここで、プライマー処理とは、基材(シリコーンゴム)表面の組成や構造をイオンや熱エネルギー等によって変化させる処理であって、具体的には、コロナ処理やイトロ処理などが挙げられる。コロナ処理では、シリコーンゴムの表面にコロナ放電照射することで、粘着性などを持たせることができる。イトロ処理では、炎を形成するために燃料ガス中にシラン化合物等を混合して燃やし、その炎を用いてシリコーンゴム表面にフレーム処理を施し焼き付ける。それによって、主にSiO2を構成成分とする粒子がシリコーンゴム表面に多数形成され、炎による酸化反応と共に、シリコーンゴム表面を改質する。改質によって、基材と接着剤との密着性を向上させる。
振動体60については、例えば、SUS材などで形成してもよく、クリーニングブレード52に対してスポット溶接を用いて取り付けるようにしてもよい。振動体60の材料は、上述したもの以外でも成形できるものならばよく、例えば、ポリカーボネートやABSなどであってもよい。
次に、振動体60の変形例について、図5および図6を参照して説明する。
図5は、振動体の変形例における端部を拡大して示す拡大斜視図であって、図6は、振動体の変形例を取り付けたクリーニングブレードを示す模式上面図である。
振動体60の変形例では、端部の構造が異なっている。具体的に、振動体60は、搬送方向Hの上流側に向かって延びた延伸部63aを有し、延伸部63aは、搬送方向H(図6では、左方から右方に向かう方向)における上流側の端部(図6では、左端)を折り曲げて端部係止部63bが設けられている。端部係止部63bは、クリーニングブレード52の端部に引っ掛けられている。
振動体60では、廃トナー搬送スクリュー41が動作することで、搬送方向Hへ押すように荷重を受けており、この荷重を継続して受け続けると、振動体60自体が搬送方向Hへずれてしまうことが懸念される。これに対し、端部係止部63bをクリーニングブレード52の端部に引っ掛けることで、廃トナー搬送スクリュー41から受けた荷重によって、位置がずれることを防止できる。
本実施の形態では、廃トナー搬送スクリュー41を駆動スクリューとして用いたが、これに限定されず、他の駆動スクリューによって、振動体60を振動させる構成としてもよい。例えば、感光体ドラム13等の駆動源から直接駆動させる駆動スクリューを用いた構成とし、感光体ドラム13の駆動タイミングに合わせて、駆動スクリューを駆動させてもよい。また、駆動スクリューに限らず、他の駆動部材の駆動によって、振動体60を振動させる構成としてもよい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
第2実施形態では、第1実施形態に対し、振動体60の取り付け構造が異なっている。なお、第2実施形態は、図1ないし図6に示す第1実施形態と略同様の構成とされているので、説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図7は、本発明の第2実施形態に係るクリーニング装置の周辺の構造を示す概略側面図である。
第2実施形態では、第1実施形態に対し、振動体60を挟む構造体70が設けられている点が異なる。つまり、振動体60の接着部62(取り付け部)は、クリーニングブレード52と構造体70との間に挟み込まれている。構造体70は、クリーニングブレード52を支持する支持体51に取り付けられている。具体的に、ビスBSを用いて支持体51に取り付けられた固定具71を有し、固定具71の先端に構造体70が設けられている。なお、この構造に限定されず、固定具71と一体にされた構造体70によって、振動体60を挟む構造としてもよい。このように、構造体70で振動体60を挟み込んでクリーニングブレード52に強固に取り付けることで、振動体60をより確実に固定することができる。また、クリーニングブレード52近傍の支持体51に取り付けることで、構造体70を簡便に固定することができる。
振動体60については、構造体70で挟むのに加えて、クリーニングブレード52に接着されていてもよい。これによって、振動体60をさらに強固に固定することができ、クリーニングブレード52との距離関係を一定に保つことができる。
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
1 画像形成装置
13 感光体ドラム(トナー像担持体の一例)
14 クリーニング装置
40 フレーム
41 廃トナー搬送スクリュー(駆動部材の一例)
51 支持体
52 クリーニングブレード
60 振動体
61 羽根部
62 接着部
63a 延伸部
63b 端部係止部
70 構造体
H 搬送方向
13 感光体ドラム(トナー像担持体の一例)
14 クリーニング装置
40 フレーム
41 廃トナー搬送スクリュー(駆動部材の一例)
51 支持体
52 クリーニングブレード
60 振動体
61 羽根部
62 接着部
63a 延伸部
63b 端部係止部
70 構造体
H 搬送方向
Claims (11)
- トナー像を担持するトナー像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、
前記トナー像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、
伝達された駆動力によって駆動する駆動部材と、
前記クリーニングブレードに近接して配置され、前記駆動部材の駆動によって振動することにより、前記クリーニングブレード上の廃トナーを振動させる振動体とを備え、
前記振動体は、前記クリーニングブレードに取り付けられていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1に記載のクリーニング装置であって、
前記振動体は、前記クリーニングブレードに対して接着されていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項2に記載のクリーニング装置であって、
前記振動体と前記クリーニングブレードとは、接着部材を用いて接着されていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項2または請求項3に記載のクリーニング装置であって、
前記クリーニングブレードは、前記振動体との接着面に対して、接着性を向上させる表面処理が施されていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項2から請求項4までのいずれか1つに記載のクリーニング装置であって、
前記振動体は、前記クリーニングブレードに接着される接着部と、前記接着部から前記クリーニングブレードの先端に向かって延伸された羽根部とを備え、
前記接着部は、前記羽根部よりも面積が大きいこと
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1に記載のクリーニング装置であって、
前記振動体は、前記クリーニングブレードに対し溶接によって取り付けられること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1つに記載のクリーニング装置であって、
前記クリーニングブレードに対する前記振動体の取り付け部に対向して配置された構造体を備え、
前記構造体は、前記振動体の取り付け部を、自身と前記クリーニングブレードとの間に挟み込んでいること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項7に記載のクリーニング装置であって、
前記構造体は、前記クリーニングブレードを支持する支持体に取り付けられていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1つに記載のクリーニング装置であって、
前記駆動部材は、軸を有する駆動スクリューとされ、
前記振動体は、前記駆動スクリューの軸から延ばした垂線と前記クリーニングブレードの表面との交点に取り付けられていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1つに記載のクリーニング装置であって、
前記駆動部材は、軸を有する駆動スクリューとされ、
前記振動体は、前記駆動スクリューの軸に沿って延びた延伸部を有し、
前記延伸部は、前記駆動スクリューの搬送方向における上流側の端部を折り曲げて端部係止部が設けられ、
前記端部係止部は、前記クリーニングブレードの端部に引っ掛けられていること
を特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか1つに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。
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