JP2024068793A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードの反転を規制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、表面にトナー像が形成される感光体ドラム１３と、感光体ドラム１３に向かって延び、当接した先端で感光体ドラム１３上の廃トナーを回収する板状のクリーニングブレード４０と、クリーニングブレード４０を支持する支持部材５０と、クリーニングブレード４０が感光体ドラム１３に対向する面に沿って配置され、クリーニングブレード４０の変形を規制する規制部材５１とを備える。クリーニングブレード４０は、感光体ドラム１３の軸方向に沿って延びる。規制部材５１は、感光体ドラム１３に向かって延び、先端と感光体ドラム１３との間に隙間が設けられ、クリーニングブレード４０の軸方向での両端に応じた位置に設けられている。
【選択図】図５

Description

本開示は、感光体の表面にトナー像を形成する画像形成装置に関する。

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、感光体ドラム上にトナーが残留することがあった。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おり、クリーニング装置は、クリーニングブレード（清掃部材）を有している。クリーニングブレードでは、潤滑剤を塗布して潤滑性を保つようにしているが、潤滑剤が剥がれ落ちると、感光体ドラムとの摩擦が大きくなる。従来、クリーニングブレードは、感光体ドラムの回転に抗する向きに取り付けられているが、摩擦が大きくなると強い力を受けて、感光体ドラムの回転方向に反転し、クリーニングブレードのめくれが発生することがあった。そこで、クリーニングブレードのめくれを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－４９２７５号公報

従来の画像形成装置は、像担持体（感光体ドラム）と、像担持体表面を帯電させる帯電ローラと、像担持体表面に形成された潜像をトナーにより現像する現像手段と、トナー像を転写罪に転写させる転写ローラと、像担持体表面に残ったトナーを除去するクリーニングブレードとを備える。帯電ローラとクリーニングブレードとの間であって、クリーニングブレードの両端部近傍位置に対応する領域には、潤滑物質を塗布する潤滑物質塗布手段が設けられている。

しかしながら、従来の画像形成装置では、潤滑物質塗布手段を設置し、設置する領域を確保する必要があるので、設計の自由度を損なったり、高コスト化を招いたりするという課題がある。

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、清掃部材の反転を規制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本開示に係る画像形成装置は、表面にトナー像が形成される感光体と、前記感光体に向かって延び、当接した先端で前記感光体上の廃トナーを回収する板状の清掃部材と、前記清掃部材を支持する支持部材と、前記清掃部材が前記感光体に対向する面に沿って配置され、前記清掃部材の変形を規制する規制部材とを備える画像形成装置であって、前記清掃部材は、前記感光体の軸方向に沿って延び、前記規制部材は、前記感光体に向かって延び、先端と前記感光体との間に隙間が設けられ、前記清掃部材の前記軸方向での両端に応じた位置に設けられていることを特徴とする。

本開示に係る画像形成装置では、前記感光体に当接し、前記感光体の表面にトナーを供給する現像ローラを備え、前記感光体では、前記軸方向において、前記現像ローラと当接する現像領域が予め設定されており、前記規制部材は、前記現像領域外に設けられている構成としてもよい。

本開示に係る画像形成装置では、前記感光体に当接し、前記感光体の表面を帯電させる帯電ローラを備え、前記感光体では、前記軸方向において、前記帯電ローラと当接する帯電領域が予め設定されており、前記規制部材は、前記帯電領域内に設けられている構成としてもよい。

本開示に係る画像形成装置では、前記規制部材は、前記支持部材と一体に形成され、前記支持部材の先端より延びている構成としてもよい。

本開示に係る画像形成装置では、前記規制部材は、剛性を有する材料で形成されている構成としてもよい。

本開示に係る画像形成装置では、前記規制部材は、弾性を有する材料で形成されている構成としてもよい。

本開示に係る画像形成装置では、前記規制部材の先端と前記感光体との隙間は、前記清掃部材の厚み以下である構成としてもよい。

本開示によると、最小限の部分に規制部材を設けることで、清掃部材の反転を規制しつつ、清掃部材の可動範囲が広く保たれるので、廃トナーのすり抜けを抑制することができる。また、規制部材を設ける範囲を小さくすることで、規制部材が感光体に接触することを抑制することができる。

本開示の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 従来例の感光体ドラムの周辺の構造を示す模式構成図である。 従来例の感光体ドラムの周辺の構造であって、クリーニングブレードが変形した状態を示す模式構成図である。 従来例の感光体ドラムの周辺の構造であって、クリーニングブレードが反転した状態を示す模式構成図である。 本開示の実施の形態の感光体ドラムの周辺の構造を示す模式構成図である。 軸方向での感光体ドラム、クリーニングブレード、および規制部材の位置関係を示す模式側面図である。

以下、本開示の実施の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、本開示の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

本開示の実施の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（感光体の一例）、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５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、従来の構造（従来例）と本開示の実施の形態の構造とを比較して説明する。

図２は、従来例の感光体ドラムの周辺の構造を示す模式構成図である。なお、図２では、感光体ドラム１３近傍の一部の部材を抽出して模式的に示しており、他の部材を省略している。

上述したように、感光体ドラム１３の周辺には、現像装置１２、クリーニング装置１４、および帯電器１５が設けられている。現像装置１２には、感光体ドラム１３に当接する現像ローラ１２ａが設けられており、現像ローラ１２ａを介して、感光体ドラム１３の表面にトナーを供給している。帯電器１５には、感光体ドラム１３に当接する帯電ローラ１５ａが設けられており、帯電ローラ１５ａを介して、感光体ドラム１３の表面を帯電させている。

クリーニング装置１４には、感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード１４０（清掃部材の一例）と、クリーニングブレード１４０を支持する支持部材１５０とを備えている。

クリーニングブレード１４０は、板状とされ、根元が接着剤ＳＺによって、支持部材１５０の先端に取り付けられており、先端が感光体ドラム１３に接しており、感光体ドラム１３の軸方向Ｚ（後述する図６参照）に沿って長く延設されている。クリーニングブレード１４０は、感光体ドラム１３の回転方向Ｒに抗する向きに取り付けられており、一方の面が感光体ドラム１３に対向している。従来例において、支持部材１５０は、クリーニングブレード１４０が感光体ドラム１３と対向する面と反対側の面に沿って配置されている。換言すると、支持部材１５０は、クリーニングブレード１５０のうち、感光体ドラム１３から遠い側の面に沿って配置されている。

図３は、従来例の感光体ドラムの周辺の構造であって、クリーニングブレードが変形した状態を示す模式構成図である。

クリーニングブレード１４０は、感光体ドラム１３が回転すると、摩擦によって先端が引きずられ、回転方向Ｒでの下流側に先端が引き込まれる。クリーニングブレード１４０に加わる力が弱いときには、自身の弾性によってこれに反発し、先端が延びた元の状態に戻る。しかし、摩擦が大きくなると、図３に示すように、クリーニングブレード１４０の先端側が、回転方向Ｒでの下流側に引き込まれるように屈曲（変形）する。図３に示す状態からでも、摩擦によって引きずられる力に、弾性によって反発する力が打ち勝つと、図２に示す状態に戻る。

図４は、従来例の感光体ドラムの周辺の構造であって、クリーニングブレードが反転した状態を示す模式構成図である。

図４は、図３に示す状態から、さらに強い力がクリーニングブレード１４０に加わった状態を示している。摩擦によって引きずられる力が強くなると、図４に示すように、クリーニングブレード１４０の先端側は、回転方向Ｒでの下流側に折れ曲がる（反転する）。クリーニングブレード１４０は、反転すると、自身の弾性によって元の状態に戻ろうとするが、先端が感光体ドラム１３に引っ掛かってしまい、元の状態には戻らない。この場合、クリーニングブレード１４０の先端が、意図したとおりに感光体ドラム１３の表面に当接しないので、適切に残留トナーを除去することができない。また、元の状態に戻ることは無いので、分解するなどのメンテナンスが必要になる。さらに、クリーニングブレード１４０が図４に示すように折れ曲がった際には、分解しても元のように真っ直ぐ伸びることができないため、新たなクリーニングブレード１４０に交換しなければならない。そこで、本開示の実施の形態では、クリーニングブレード４０の反転を規制することを目的としている。

図５は、本開示の実施の形態の感光体ドラムの周辺の構造を示す模式構成図である。なお、図５では、感光体ドラム１３近傍の一部の部材を抽出して模式的に示しており、他の部材を省略している。また、上述した図２と同じ構造とされている部分には、同様の符号を付し、説明を省略する。

本実施の形態において、クリーニングブレード４０は、根元が接着剤ＳＺによって支持部材５０に接着されている。支持部材５０は、クリーニングブレード４０が感光体ドラム１３と対向する面に沿って配置されている。換言すると、支持部材１５０は、クリーニングブレード１５０のうち、感光体ドラム１３に近い側の面に沿って配置されている。支持部材５０の先端には、感光体ドラム１３に向かって延び、クリーニングブレード４０の変形（反転）を規制する規制部材５１が設けられている。規制部材５１の先端と感光体ドラム１３との間には、隙間（規制隙間ＧＰ）が設けられている。規制部材５１は、後述する図６に示すように、クリーニングブレード４０の軸方向Ｚでの両端に応じた位置に設けられている。規制部材５１において、感光体ドラム１３に対向する側の端部は、クリーニングブレード４０の感光体ドラム１３側の端部よりも短い。つまり、クリーニングブレード４０の感光体ドラム１３側の端部は、規制部材５１よりも突出している。

本実施の形態では、従来例と同様に、クリーニングブレード４０は、感光体ドラム１３が回転すると、摩擦によって先端が引きずられ、回転方向Ｒでの下流側に先端が引き込まれる。しかし、クリーニングブレード４０が変形すると、規制部材５１に当接するので、それ以上に変形しないように押し留められ、図４に示すように、クリーニングブレード４０が反転することを避けられる。

このように、最小限の部分に規制部材５１を設けることで、クリーニングブレード４０の反転を規制しつつ、クリーニングブレード４０の可動範囲が広く保たれるので、廃トナーのすり抜けを抑制することができる。また、規制部材５１を設ける範囲を小さくすることで、規制部材５１が感光体ドラム１３に接触することを抑制することができる。

クリーニングブレード４０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。支持部材５０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４０よりも硬い材料で形成されていることが望ましい。本実施の形態において、規制部材５１は、支持部材５０と一体に形成されている。このように、規制部材５１と支持部材５０とを一体に形成することで、両者を併せて生産することができ、生産工程を簡略化することができる。また、剛性を有する材料で規制部材５１が形成されていると、クリーニングブレード４０の変形を確実に止めることができる。

上述した規制隙間ＧＰは、ブレード厚みＢＴ以下であることが好ましく、より具体的には、規制隙間ＧＰは、ブレード厚みＢＴの１／２以下であることが好ましい。規制部材５１の先端と感光体ドラム１３との隙間（規制隙間ＧＰ）をブレード厚みＢＴ以下とすることで、仮に、クリーニングブレード４０が大きく変形しても、その先端が規制隙間ＧＰに入り込むことを抑制できる。

図６は、軸方向での感光体ドラム、クリーニングブレード、および規制部材の位置関係を示す模式側面図である。

上述したように、規制部材５１は、クリーニングブレード４０の軸方向Ｚでの両端に応じた位置に設けられており、クリーニングブレード４０の軸方向Ｚでの中央部に面する部分には、規制部材５１が設けられていない。

図６では、軸方向Ｚにおいて、感光体ドラム１３に対し、現像ローラ１２ａが当接する範囲を現像領域ＧＲとして示し、感光体ドラム１３に対し、帯電ローラ１５ａが当接する範囲を帯電領域ＴＲとして示している。そして、規制部材５１は、現像領域ＧＲ外であり、帯電領域ＴＲ内に設けられている。現像領域ＧＲでは、供給されたトナーが潤滑剤となっているため摩擦が低減されているが、現像領域ＧＲ外にはトナーが供給されないので、クリーニングブレード４０が摩耗し易く、それを起点として反転が生じる虞があるので、そこを対処することで、反転を規制することができる。また、現像領域ＧＲより外側で、且つ、帯電領域ＴＲ内では、感光体ドラム１３の表面が帯電されていることにより、生成物が付着するなどして、クリーニングブレード４０との摩擦係数が大きくなることがあるので、そこを対処することで、反転を規制することができる。

上述したように、クリーニングブレード４０と感光体ドラム１３との間の小さい摩擦力の増加では、規制部材５１を設けることで、クリーニングブレード４０の反転を防止する。

また、クリーニングブレード４０を全て規制部材で覆った場合には、クリーニングブレード４０の感光体ドラム１３の回転方向Ｒの下流側への弾性変形が阻害される。それによって、クリーニングブレード４０と感光体ドラム１３との間の摩擦力が大きく増加した際には、クリーニングブレード４０が振動し、トナーのすり抜けが起こることを防止するため、規制部材５１の先端は、クリーニングブレード４０の先端より短くしている。この様にすることにより、大きく摩擦力が上がった際には、クリーニングブレード４０の小さい反転を許容し、反転による摩擦力の瞬時の増大に応じてモータを緊急停止させる。その結果、図４に示すように、クリーニングブレード４０が大きく折れ曲がって再生不能になることを抑制するので、クリーニングブレード４０が小さく反転しても再利用できる。

本実施の形態では、規制部材５１と支持部材５０とが一体に形成されていたが、これに限定されず、規制部材５１が、支持部材５０と別にして形成されていてもよく、周知の方法を用いて支持部材５０に適宜取り付けられていればよい。この際、規制部材５１は、支持部材５０と異なる材料で形成してもよく、弾性を有する材料で形成してもよい。弾性を有する材料で規制部材５１が形成されていると、急峻に停止した際などに、クリーニングブレード４０に加わる負荷を和らげて、クリーニングブレード４０等が破損することを避けられる。

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、本開示の技術的範囲は、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
１２ 現像装置
１２ａ 現像ローラ
１３ 感光体ドラム（感光体の一例）
１４ クリーニング装置
１５ 帯電器
１５ａ 帯電ローラ
４０ クリーニングブレード（清掃部材の一例）
５０ 支持部材
５１ 規制部材
Ｒ 回転方向
Ｚ 軸方向

Claims (7)

1. 表面にトナー像が形成される感光体と、
   前記感光体に向かって延び、当接した先端で前記感光体上の廃トナーを回収する板状の清掃部材と、
   前記清掃部材を支持する支持部材と、
   前記清掃部材が前記感光体に対向する面に沿って配置され、前記清掃部材の変形を規制する規制部材とを備える画像形成装置であって、
   前記清掃部材は、前記感光体の軸方向に沿って延び、
   前記規制部材は、前記感光体に向かって延び、先端と前記感光体との間に隙間が設けられ、前記清掃部材の前記軸方向での両端に応じた位置に設けられていること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記感光体に当接し、前記感光体の表面にトナーを供給する現像ローラを備え、
   前記感光体では、前記軸方向において、前記現像ローラと当接する現像領域が予め設定されており、
   前記規制部材は、前記現像領域外に設けられていること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記感光体に当接し、前記感光体の表面を帯電させる帯電ローラを備え、
   前記感光体では、前記軸方向において、前記帯電ローラと当接する帯電領域が予め設定されており、
   前記規制部材は、前記帯電領域内に設けられていること
   を特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記規制部材は、前記支持部材と一体に形成され、前記支持部材の先端より延びていること
   を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記規制部材は、剛性を有する材料で形成されていること
   を特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記規制部材は、弾性を有する材料で形成されていること
   を特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記規制部材の先端と前記感光体との隙間は、前記清掃部材の厚み以下であること
   を特徴とする画像形成装置。

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