JP4442802B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，クリーニング装置に関し，特に画像形成装置の感光体表面に付着したトナーをクリーニングするのに好適なクリーニング装置及びそれを具備した画像形成装置に関するものである。

一般に，ゼログラフィ方式の画像形成装置（例えば，複写装置，ファクシミリ装置，プリンタ装置）は，印字情報に基づいて感光体ドラムの外周面に静電潜像を形成し，この静電潜像をトナーで現像し，このトナー像を転写紙に転写する，といったプロセスで画像形成が行われる。
このような，画像形成装置においては，転写紙に転写した後に感光体表面に残る残留トナーのクリーニングが不可欠であり，そのようなクリーニングを行うクリーニング装置として，像担持体表面に付着したトナー像転写工程後のトナーを除去して回収する，像担持体のクリーニング装置であって，回収したトナーを収容し，トナー排出搬送路を設けたケーシングと，トナー排出搬送路に設けられ，回収したトナーをクリーニング装置本体外に搬送するトナー搬送部材と，像担持体の表面に対し摺擦するように回転駆動され，除去して回収したトナーをトナー搬送部材に導くファーブラシとを備えた像担持体のクリーニング装置において，基端側がトナー搬送部材の下部に近接したケーシング部分に固定され，自由端側が前記ファーブラシに向けて延伸するように，且つ，該ファーブラシに喰い込むように配設され，ケーシング面と反対の面をファーブラシからトナー搬送部材に導かれるトナーの案内面とした，弾性を有するトナー堆積防止部材を設けた像担持体のクリーニング装置（特許文献１参照）が知られている。
この特許文献１では，ファーブラシに喰い込むように配設されたトナー堆積防止部材を具備しているが，この特許文献１記載のクリーニング装置では，図１のようにトナ−搬送部材がクリ−ニング装置に配設されているファ−ブラシよりも下方に離して配置されており，この配置であれば，トナ−搬送部材で搬送するトナ−がファ−ブラシに付着する恐れは少ない。
特開平６−１０２８０１号公報

しかしながら，近年画像形成装置の小型化の要請によってクリ−ニング装置を感光体の頂点付近に配置しなければならない場合は，ファ−ブラシよりもトナ−搬送経路を上方に設けた構成を取らざるを得ず，トナ−搬送経路を搬送されるトナ−が再びファ−ブラシに付着するため，充分なクリ−ニング性能が得られないという課題があった。
したがって，本発明は上記事情に鑑みて仕切板の設置位置を最適化し，その目的とするところは，高品質な画像形成を行えるように感光体表面の残留トナーを効果的にクリーニングすることが可能なクリーニング装置及びそのようなクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は， 感光体表面に付着したトナ−を掻き取る掻取手段と，
上記掻取手段に関して感光体の回転方向上流側に配設された感光体表面に付着したトナ−を掻き起こすための掻起手段であって上記感光体の頂部近傍に配設された掻起手段と，
上記掻取手段により掻き取られたトナ−を搬送するトナ−搬送手段であって，上記感光体の頂部近傍に配設された搬送手段を具備した感光体表面に付着したトナ−を除去するためのクリ−ニング装置において，
上記掻起手段が上下方向に見て上記搬送手段と上記感光体との間に配置され，上記感光体の回転軸と平行に配置され回動可能な軸部材に繊維を植毛してなるブラシと，
上記ブラシと感光体のニップ位置よりブラシの回転方向下流側に配置された上記ブラシの繊維と係合する掻落部材と，
上記トナ−搬送手段によってトナ−を搬送するトナ−搬送経路と上記ブラシとの間を仕切る仕切部材であってその端部が上記ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除され繊維の形状が復元される位置またはその近傍に配設されてなる仕切部材を備え，
少なくとも上記仕切部材，上記ブラシ，上記掻取手段を含む部材で囲まれ，前記感光体及び上記掻取手段の上方で且つ上記トナー搬送手段の下方に形成された空間に堆積し，上記トナー搬送手段に入り込んだトナーが，上記トナー搬送手段によって搬送されてなることを特徴とするクリ−ニング装置として構成される。
この構成によって，ブラシの繊維が立ち上がるときに弾かれて飛翔するトナーを通過させるための隙間を十分に大きくするとともに，トナーがブラシ側に逆流してブラシの繊維に再付着し，目詰まりが引き起こされるのを防止することができる。したがって，感光体表面に付着したトナーに対して効果的な掻起処置を実施することが可能となり，感光体表面を十分にクリーニングして，高品質な画像形成を行うことが可能となる。

上記仕切部材は，その端部が上記ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除されて繊維の形状が復元される位置で上記ブラシの繊維と係合するように配設されれていることがさらに好適である。
仕切部材の端部はブラシの繊維とできるだけ近接しているかブラシの繊維と係合しているほうがトナ−搬送経路のトナ−がブラシに付着するのを有効に阻止できる。またブラシの繊維の形状が復元する位置に仕切板があるのでブラシの繊維に付着したトナ−が掻落部材との衝突で飛び出す量を最大にしとトナ−搬送経路のトナ−がのブラシに付着する量を最小にすることができる。

ここで，上記掻取手段よりもトナ−搬送手段が上方に配設されているように構成に本発明を適用することでブラシへのトナ−の付着を有効に防止可能である。
また，本発明は，このようなクリーニング装置を具備した画像形成装置として構成される。

以上説明したように，本発明によれば，掻起手段としてのブラシの繊維がトナーを弾きながら立ち上がる位置でその端部が上記ブラシの回転周面と接するように仕切部材が配設される。これによって，ブラシ繊維により弾かれて飛翔するトナーを通過させるための隙間を十分に大きくしながら，トナー搬送経路からブラシの回転空間へのトナーの逆流を効果的に抑えることができる。したがって，ブラシの目詰まりを防止して感光体表面を効果的にクリーニングすることができ，高品質な画像形成を実現できる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の一実施形態（以下，実施形態例と言う）に係るクリーニング装置Ａが適用される画像形成装置Ｋの概略断面図である。上記画像形成装置には，ここでは複合機が例示されているが，これは，ファクシミリ装置，プリンタ装置などでもよい。
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｋの全体構成について説明する。上記画像形成装置Ｋは，複写機能およびプリンタ機能を有する複合機である。本実施形態例で示されている上記画像形成装置Ｋは，モノクロ現像装置に関するものであるが，カラー現像に関するものであっても良いことは当然である。

図１は本発明に係るクリーニング機構が備えられた画像形成装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように，本発明に係る画像形成装置の一例である複写機Ｋでは，複写機本体Ｋ１内において，帯電装置３０により図中のＡ方向に回転する感光体ドラム（感光体又は像担持体）４０が一様に帯電され，原稿読取装置５で読み取られた原稿画像に基づく露光装置（レーザ走査ユニット等）６０からのレーザビームにより感光体ドラム４０上に静電潜像が形成され，現像装置７により静電潜像に現像剤（以下，トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像装置７へのトナーの供給は，トナーコンテナ８から行われる。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム４０に向けて，給紙機構９から用紙が用紙搬送路１０を経由して搬送され，転写ローラ１１により感光体ドラム４０表面のトナー像が用紙に転写される。そして，トナー像が転写された用紙は感光体ドラム４０から分離され，定着ローラ対を有する定着装置１２に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１２を通過した用紙は，複数方向に分岐した用紙搬送路１３に送られて，用紙搬送路１３の分岐点で分岐部材によって搬送方向が振り分けられ，そのまま（或いは，用紙搬送路１７に送られて両面コピーされた後に），上シートトレイ１０２ａ，下シートトレイ１０２ｂ又はシートトレイ１０３の用紙排出部から排出される。

１６は，感光体ドラム４０上の残留トナーやその外添処理剤等を除去するクリーニング機構であり，掻起手段であるブラシ３と，後述するクリーニングブレード及び搬送手段を有している。本発明はこのクリーニング機構１６に係るものである。また，給紙機構９は，複写機Ｋ１に着脱自在に取り付けられ，用紙を収納する給紙カセット９１，９２と，その上方に設けられるスタックバイパス（バイパストレイ）９３とを備えてなり，これらは用紙搬送路１０によって感光体ドラム４0及び現像装置７等からなる画像形成部に繋がっている。

以下，図２乃至図４を参照して，クリーニング装置Ａの構成を説明する。図２は，クリーニング装置Ａの詳細を示す断面図である。
このクリーニング装置Ａは，ハウジングＢと，全体は図示しない画像形成装置の感光体１の外周面にその端部が当接して，感光体１外周面から用紙転写後の残留トナーを掻き取るクリーニングブレード（掻取手段）２と，このクリーニングブレード２により残留トナーを効果的に掻き取ることができるように前処置として感光体１表面に付着したトナーを掻き起こすための掻起処置を行うロール状のブラシ３と，ブラシ３に付着したトナーを掻き落とすためのフリッカ（掻落部材）４と，後述する仕切板６とを備えた掻起手段Ｊと，クリーニングブレード２により感光体１表面から掻き取られたトナーを回収するように搬送するトナー搬送機構５と，クリーニングブレード２により掻き取られたトナー及びブラシ３により掻き起こされたトナーがブラシ３に再付着するのを防止するように，ハウジングＢ内部でトナー搬送機構５によるトナーの搬送経路とブラシ３の回転空間とを仕切る上記仕切板（仕切部材）６とを備えてなる。

クリーニングブレード２は，ゴムなどの弾性体材質の板状部材からなり，感光体１の上部でその端部が外周面と当接し，且つ反対側の端部に向かって水平方向よりも上向きの傾斜が与えられて設けられた板状部材から構成される。
ブラシ３は，感光体１の回転軸と平行に配置され回動可能な軸部材３ａの周面に繊維３ｂを多数放射状に立設してブラシとして形成したものである。ブラシ３は，トナー搬送機構５が設けられた感光体１の回転方向（矢印Ｃ１で示す）の下流側に向かってトナーを送るように，反時計方向（矢印Ｃ２で示す方向）に回転している。
フリッカ４は，ブラシ３が感光体１表面のトナーの掻起処置を行った後，ブラシ３の軸部材３ａの繊維３ｂの先端と係合するように配置された板状部材である。図２に示すように，フリッカ４の繊維３ｂの先端と係合する側の端部は，繊維３ｂと係合する部分が細い棒状となるよう多数の矩形透孔４ａが穿設されている。

図４に模式的に示すように，仕切板６は，その下端部６ａがブラシ３の回転周面に，フリッカ４と係合して一旦寝かされたブラシ３の繊維３ｂが立ち上がる位置，即ちその仕切板６の端部が上記ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除されて繊維の形状が復元される位置で上記ブラシの繊維と係合するように，ブラシ３側に若干傾斜させて，ハウジングＢの内壁面に取り付けられる。但し，仕切板６の端部とブラシの接触は，完全に一点で行なわれる訳ではないので，仕切板６の端部は，ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除されて繊維の形状が復元される位置の近傍に来るように設けられていればよい。
このように，実施形態では，感光体１外周面でクリーニングブレード２によりトナーを掻き取る前処置としてブラシ３によりトナーの掻起処置を行う構成において，ブラシ３の軸部材３ａの回転に伴って回転することによって感光体１外周面から離れたブラシ３の繊維３ｂ先端がフリッカ４と係合し，更に，軸部材３ａが回転して，繊維３ｂ先端とフリッカ４との係合が解除され一旦寝かされた繊維３ｂが立ち上がる勢いで繊維３ｂに付着したトナーが弾かれて飛翔する。このとき，トナー搬送経路とブラシ３の回転空間とを仕切る仕切板６は，下端部６ａが，上記繊維３ｂが立ち上がる位置でブラシ３の回転周面と接するような位置に設けられている。この構成によって，ブラシ３の繊維３ｂにより弾かれて飛翔するトナーを通過させるための隙間を十分に大きくしてトナー搬送機構５によるトナー搬送経路へのトナー掻き出しの障害にならないようにするとともに，トナー搬送経路からブラシ３の回転空間へのトナーの逆流を効果的に抑えて，ブラシ繊維３ｂへのトナーの再付着を防止することができる。
したがって，ブラシ３の目詰まりを抑えて，高品質な画像形成を行えるように感光体１を十分にクリーニングすることが可能となる。
なお，本発明の仕切板は，本発明の効果が有効である範囲で，ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除され繊維の形状が復元される位置の近傍に設けられていれば良く，ブラシの材質やブラシとフリッカ４との係合度合いなどによって適宜配置できる。またブラシ３と仕切板６は若干係合したほうが有効にブラシ３へのトナ−の再付着が有効に防止できるが，ブラシ３の耐久性との兼ね合いで接触させずにブラシ３に近接させて配置しても良い。

本発明の実施形態の一例は以下の通りである。感光体１がドラム径３０φであ
り，ブラシ３の外径が１２．５φ，ブラシ３の繊維３ｂの長さを３．３ｍｍ，感光体１とブラシの係合長さを０．８ｍｍ，感光体１の周速を，９９．２ｍｍ／ｓ，ブラシ３の周速を１１４．５ｍｍ／ｓに設定し，かつフリッカ４（厚さ０．３ｍｍのＳＵＳ３０４製）とブラシ３の係合長さを１．０ｍｍ，仕切板６（厚さ０．５ｍｍのＰＥＴ樹脂製９６）とブラシ３の係合長さを０．５ｍｍ，仕切板６の先端部とフリッカ４との間隔を２．０ｍｍとした場合に，ブラシ３の目詰まりを防止する上で最良の効果が得られた。なお，仕切板６の端部６ａをブラシ３から離れる方向に１ｍｍずらした場合や，仕切板６の端部６ａをブラシ３の回転方向下流側に０．５ｍｍ，上流側0.2ｍｍずらして満足のいく結果が得られた。ここで，ブラシ３の繊維３ｂは６デニ−ルのナイロン製の単繊維を３５本束ねた繊維（太さ１２０デニ−ル）を，ブラシの軸３ａに植毛密度３９０００本／ｉｎｃｈ²（単繊維当たり植毛密度）で植毛したものである。
トナ−搬送機構５は，図には明瞭に図示されていないが，感光体１及びブラシ３の回転軸と平行に配置される軸部材の周面に突条が螺旋状に形成され，上記軸部材を所定速度で回転させることにより上記螺旋状の突条によりトナーを感光体１の軸方向に搬送するものである。

本発明は，複写装置，プリンタ装置及びファクシミリ装置等の画像形成装置に適用して，産業上利用することができる。

本発明の一実施形態に係るクリーニング装置が適用される画像形成装置の詳細を示す断面図である。 同クリーニング装置の構成を示す断面図である。 同装置のフリッカの詳細を示す斜視図である。 同装置の仕切板の配置を模式的に示した図である。

符号の説明

Ａ…クリーニング装置
Ｂ…ハウジング
１…感光体
２…クリーニングブレード
３…ブラシ
４…フリッカ
５…トナー搬送機構
６…仕切板

Claims (3)

1. 感光体表面に付着したトナ−を掻き取る掻取手段と，
   上記掻取手段に関して感光体の回転方向上流側に配設された感光体表面に付着したトナ−を掻き起こすための掻起手段であって上記感光体の頂部近傍に配設された掻起手段と，
   上記掻取手段により掻き取られたトナ−を搬送するトナ−搬送手段であって，上記感光体の頂部近傍に配設された搬送手段を具備した感光体表面に付着したトナ−を除去するためのクリ−ニング装置において，
   上記掻起手段が上下方向に見て上記搬送手段と上記感光体との間に配置され，上記感光体の回転軸と平行に配置され回動可能な軸部材に繊維を植毛してなるブラシと，
   上記ブラシと感光体のニップ位置よりブラシの回転方向下流側に配置された上記ブラシの繊維と係合する掻落部材と，
   上記トナ−搬送手段によってトナ−を搬送するトナ−搬送経路と上記ブラシとの間を仕切る仕切部材であってその端部が上記ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除され繊維の形状が復元される位置またはその近傍に配設されてなる仕切部材を備え，
   少なくとも上記仕切部材，上記ブラシ，上記掻取手段を含む部材で囲まれ，前記感光体及び上記掻取手段の上方で且つ上記トナー搬送手段の下方に形成された空間に堆積し，上記トナー搬送手段に入り込んだトナーが，上記トナー搬送手段によって搬送されてなることを特徴とするクリ−ニング装置。
2. 上記仕切部材は，その端部が上記ブラシの繊維が上記掻落部材との係合が解除されて繊維の形状が復元される位置で上記ブラシの繊維と係合するように配設されてなる請求項１記載のクリ−ニング装置。
3. 上記請求項１又は２のクリーニング装置を具備した画像形成装置。

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