JP4770508B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置及びこのような画像形成装置において、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去するのに使用するクリーニング装置に係り、トナー案内部材の表面に存在するトナーを適切に除去できるようにした点に特徴を有するものである。

複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、従来から様々な場所にトナーを除去するためのクリーニング装置が設けられている。例えば、感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトや記録媒体に転写させた後、この感光体ドラムに残留するトナーを除去させる場合や、中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体に転写させた後、この中間転写ベルトに残留するトナーを除去させる場合や、上記のように感光体ドラムや中間転写ベルトに形成されたトナー像を転写ローラによって記録媒体に転写させるあたり、この転写ローラに付着したトナーを除去させる場合にクリーニング装置が用いられている。

そして、このようなクリーニング装置としては、例えば、図１に示すように、上記の感光体ドラムや中間転写ベルトや転写ローラのように、トナーｔを保持して上から下に向けて移動するトナー案内部材Ｘの表面に、上方に向けて配置されたクリーニングブレード２１の端部を接触させて、このトナー案内部材Ｘの表面におけるトナーｔを除去するようにしたものが利用されている。

ここで、上記のようにトナー案内部材Ｘの表面にクリーニングブレード２１の端部を接触させて、トナー案内部材Ｘの表面に保持されたトナーｔを除去するにあたり、このクリーニングブレード２１とトナー案内部材Ｘとの間の摩擦抵抗が強くなると、クリーニング時にクリーニングブレード２１が大きく振動してクリーニング不良が生じたり、クリーニングブレード２１が移動するトナー案内部材Ｘに引っ張られて反転したり、クリーニングブレード２１の摩耗が大きくなるなどの問題があった。

このため、従来においては、トナー案内部材の表面に接触させるクリーニングブレードの幅方向両端部にトナー溜め部を設け、このトナー溜め部にトナーを滞留させ、クリーニングブレードの両端部における摩擦抵抗を低減させて、クリーニングブレードが反転するのを防止するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、このようにクリーニングブレードの幅方向両端部にトナー溜め部を設けただけでは、クリーニングブレードの幅方向中央部に滞留されるトナーの量が少なく、またクリーニング時におけるクリーニングブレードの僅かな振動や、クリーニングブレードの端部とトナー案内部材との間に噛み込んだ異物を除去するためにトナー案内部材を逆方向に移動させた場合などに、クリーニングブレードに滞留されていたトナーが脱落して、クリーニングブレードとトナー案内部材との摩擦抵抗が高くなり、依然として、クリーニング時にクリーニングブレードが振動してクリーニング不良が生じたり、クリーニングブレードがトナー案内部材に引っ張られて反転したり、クリーニングブレードの摩耗が大きくなるなどの問題があった。

また、従来においては、トナー案内部材が下から上に移動する位置においてクリーニングブレードの端部を接触させて、トナー案内部材の表面に保持されたトナーを除去すると共に、クリーニングブレードの端部よりも下方の位置に除去されたトナーを滞留させる滞留部を形成し、クリーニングブレードの端部とトナー案内部材との間にトナーを滞留させて、トナー案内部材とクリーニングブレードの端部との間の摩擦抵抗を低減させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２〜５参照。）。

しかし、上記のようにトナー案内部材が下から上に移動する位置においてクリーニングブレードの端部を接触させ、クリーニングブレードの端部よりも下方の位置に形成された滞留部に除去されたトナーを滞留させる場合、滞留部に滞留させるトナーの量を調整することが困難であったり、滞留部に滞留されたトナーが詰まって凝縮するなどの問題があった。

また、画像形成装置の構成によっては、上記のようにトナー案内部材が下から上に移動する位置においてクリーニングブレードの端部を接触させて、クリーニングブレードの端部よりも下方の位置に除去されたトナーを滞留させる滞留部を形成することができない場合があり、例えば、上記の図１に示すように、トナーｔを保持して上から下に向けて移動するトナー案内部材Ｘの表面に、上方に向けて配置されたクリーニングブレード２１の端部を接触させて、このトナー案内部材Ｘの表面におけるトナーｔを除去する場合に適応することはできなかった。
特開平５−６１３１号公報 米国特許第５９９１５６８号公報 特開２００１−４２７１９号公報 特開２００１−４２７２９号公報 特開２００５−４０５１号公報

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、上記の感光体ドラムや中間転写ベルトや転写ローラのように、トナーを表面に保持して移動するトナー案内部材の表面からトナーをクリーニング装置によって除去する場合における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、表面にトナーを保持して移動するトナー案内部材の移動方向と対向するようにして配置されたクリーニングブレードの端部を、トナー案内部材の表面に接触させて、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去するにあたり、トナー案内部材が上から下に向かって移動する位置において、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去する場合においても、除去されたトナーがトナー案内部材とクリーニングブレードの端部との接触部分に充分に保持されるようにし、クリーニングブレードとトナー案内部材との摩擦抵抗を低減させ、クリーニング時にクリーニングブレードが大きく振動してクリーニング不良が発生したり、クリーニングブレードがトナー案内部材に引っ張られて反転したり、クリーニングブレードの摩耗が大きくなったりするのを防止することを課題とするものである。

本発明におけるクリーニング装置においては、上記の課題を解決するため、表面にトナーを保持して移動するトナー案内部材の移動方向と対向するようにして配置されたクリーニングブレードの端部を、上記のトナー案内部材の表面に接触させて、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去するクリーニング装置において、上記のトナー案内部材と接触する面と反対側におけるクリーニングブレードの面に、除去されたトナーを保持するトナー保持部材をクリーニングブレードの幅方向に沿って設け、このトナー保持部材においてトナーを保持する保持面の高さ方向の一番高い点が、上記のクリーニングブレードの端部を含む端面の一番低い点の水平面以下の位置にあるようにすると共に、このトナー保持部材の保持面に保持されるトナーの安息角の位置よりも上記のクリーニングブレードの端面が下に位置するようにし、上記のトナー保持部材におけるクリーニングブレードと反対側の面において、その幅方向端部に上記の保持面よりも高くなった端部保持部を設けた。

そして、上記のクリーニング装置の場合、上記のトナー案内部材が上から下に向かって移動する位置において、上方に向けて配置されたクリーニングブレードの端部をこのトナー案内部材の表面に接触させて、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去させる場合にも好適に利用することができる。

また、本発明における画像形成装置においては、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去するにあたり、上記のようなクリーニング装置を用いるようにした。

ここで、上記の画像形成装置において、表面にトナーを保持して移動する上記のトナー案内部材としては、トナー像を保持する感光体ドラムや中間転写ベルトのような像担持体や、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるのに使用する転写ローラが挙げられる。

そして、トナー案内部材がトナー像を保持する像担持体の場合には、この像担持体の表面に保持されたトナー像を転写媒体に転写させた後に、この像担持体の表面に残留するトナーを上記のクリーニング装置によって除去させるようにする。

また、トナー案内部材が像担持体の表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるのに使用する転写ローラの場合には、転写時にこの転写ローラの表面に付着されたトナーを上記のクリーニング装置によって除去させるようにする。

本発明におけるクリーニング装置においては、上記のようにトナー案内部材と接触する面と反対側におけるクリーニングブレードの面に、除去されたトナーを保持するトナー保持部材をクリーニングブレードの幅方向に沿って設けるようにしたため、トナー案内部材が上から下に向かって移動する位置において、上方に向けて配置されたクリーニングブレードの端部をトナー案内部材の表面に接触させて、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去させる場合においても、クリーニングブレードによってトナー案内部材の表面から除去されたトナーが、クリーニングブレードの端面を超えてトナー保持部材の保持面に保持され、トナー案内部材とクリーニングブレードの端部との接触部分に充分な量のトナーが保持されるようになる。

また、本発明におけるクリーニング装置においては、上記のようにトナー保持部材においてトナーを保持する保持面の高さ方向の一番高い点が、クリーニングブレードの端部を含む端面の一番低い点の水平面以下の位置になるようにすると共に、このトナー保持部材の保持面に保持されるトナーの安息角の位置よりも上記のクリーニングブレードの端面が下に位置するようにしたため、トナー案内部材とクリーニングブレードの端部との間にトナーが過剰に蓄積されて凝集するということもなく、適切な量のトナーがトナー案内部材とクリーニングブレードの端部との接触部分に保持されるようになる。

この結果、本発明におけるクリーニング装置においては、クリーニングブレードとトナー案内部材との摩擦抵抗が低減され、クリーニング時にクリーニングブレードが大きく振動してクリーニング不良が発生したり、クリーニングブレードがトナー案内部材に引っ張られて反転したり、クリーニングブレードの摩耗が大きくなるのが防止され、このようなクリーニング装置を画像形成装置に使用した場合、安定したクリーニングが行われて、長期にわたって良好な画像形成が行えるようになる。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置及びクリーニング装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置及びクリーニング装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置及びクリーニング装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置及びクリーニング装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における画像形成装置においては、図２に示すように、回転する感光体ドラム１の表面を帯電装置２によって帯電させた後、帯電された感光体ドラム１に対して露光装置３により画像信号に従った露光を行い、この像担持体１の表面に静電潜像を形成するようにしている。そして、色彩の異なるトナーを収容させた複数の現像装置４Ａ〜４Ｄを保持させた回転式現像装置４を回転させて、各現像装置４Ａ〜４Ｄを順々に上記の静電潜像が形成された感光体ドラム１と対向する位置に導き、各現像装置４Ａ〜４Ｄから各色のトナーを感光体ドラム１に順々に供給し、このように感光体ドラム１に供給されたトナーを順々に中間転写ベルト５に転写させて、この中間転写ベルト５の上にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。その後、この中間転写ベルト５からフルカラーのトナー像を記録紙等の記録シート６に転写ローラ７により転写させ、このように転写されたフルカラーのトナー像を定着装置８によって記録シート６に定着させるようにしている。

そして、上記のような画像形成装置において、クリーニング装置２０を設けるにあたっては、例えばクリーニング装置２０を、図２に示すように、上記の感光体ドラム１に供給されたトナーを中間転写ベルト５に転写させた後において、この感光体ドラム１に残留するトナーを除去する位置に設けるようにしたり、またこの感光体ドラム１から転写されて中間転写ベルト５に形成されたフルカラーのトナー像を記録シート６に転写させた後において、この中間転写ベルト５に残留するトナーを除去する位置に設けるようにしたり、さらに上記のように中間転写ベルト５に形成されたフルカラーのトナー像を転写ローラ７により記録シート６に転写させるにあたり、この転写ローラ７に付着したトナーを除去する位置に設けるようにすることができる。

ここで、上記の画像形成装置において使用する感光体ドラム１や、中間転写ベルト５等の種類は特に限定されず、一般に使用されているものを用いることができ、また使用するトナーの種類も特に限定されず、一般に使用されているものを用いることができる。

また、本発明における画像形成装置の種類も上記のようなものに限定されず、現像装置を1つ設けただけのモノクロ式の画像形成装置であっても、また現像装置と感光体ドラムとが対応して複数設けられたタンデム式のフルカラーの画像形成装置であってもよい。

ここで、本発明の実施形態におけるクリーニング装置２０においては、上記の感光体ドラム１や中間転写ベルト５や転写ローラ７からなるトナー案内部材Ｘの表面に保持されたトナーｔを除去するにあたり、図３に示すように、トナー案内部材Ｘが上から下に向けて回転する位置において、ブレードトナー保持部材２２に設けられた板状のクリーニングブレード２１をトナー案内部材Ｘの移動方向と対向するように上方に向けて配置させている。

そして、このクリーニングブレード２１の端部を上記のトナー案内部材Ｘの表面に接触させると共に、このトナー案内部材Ｘと接触する面と反対側におけるクリーニングブレード２１の面に、除去されたトナーを保持するトナー保持部材２３を設け、このトナー保持部材２３においてトナーｔを保持する保持面２３ａの高さ方向の一番高い点が、上記のクリーニングブレード２１の端部を含む端面２１ａの一番低い点の水平面以下の高さに位置すると共に、このトナー保持部材２３の保持面２３ａに保持されるトナーｔの安息角θよりもクリーニングブレード２１の端面２１ａが下に位置するようにしている。

このようにすると、トナーｔがクリーニングブレード２１の端面２１ａを超えてトナー保持部材２３の保持面２３ａにも保持され、トナー案内部材Ｘとクリーニングブレード２１の端部との接触部分に保持されるトナーｔの量が多くなり、クリーニング時におけるクリーニングブレード２１の僅かな振動や、クリーニングブレード２１の端部とトナー案内部材Ｘとの間に噛み込んだ異物を除去するためにトナー案内部材Ｘを逆方向に移動させた場合などにおいても、トナー案内部材Ｘとクリーニングブレード２１の端部との接触部分に充分な量のトナーｔが保持されるようになる。

この結果、クリーニングブレード２１とトナー案内部材Ｘとの摩擦抵抗が低減され、クリーニング時にクリーニングブレード２１が大きく振動してクリーニング不良が発生したり、クリーニングブレード２１がトナー案内部材Ｘに引っ張られて反転したり、クリーニングブレード２１の摩耗が大きくなるのが防止されるようになる。

また、トナー案内部材Ｘとクリーニングブレード２１の端部との接触部分に保持されるトナーｔの高さは保持面２３ａに保持されるトナーｔの安息角θの範囲になり、過剰なトナーｔは順次トナー保持部材２３の保持面２３ａから排出されるようになり、蓄積したトナーｔが凝集したり、また凝集したトナーｔによってクリーニングブレード２１の圧接力が変化するということもなく、安定したクリーニングが行えるようになる。

なお、上記のトナー保持部材２３をトナー案内部材Ｘと接触する面と反対側のクリーニングブレード２１の面に取り付けるにあたり、このトナー保持部材２３を直接クリーニングブレード２１に接着させると、クリーニングブレード２１のクリーニング性が安定しなくなるため、補助部材（図示せず）を介して接着させることが好ましい。

また、このトナー保持部材２３としては、クリーニングブレード２１のトナー案内部材Ｘへの当接力に影響を及ぼさないように、柔軟な材料を用いることが好ましく、例えば、発泡ウレタンフォームや柔軟なシリコンゴムを用いることができる。なお、発泡ウレタンフォームの場合、トナーが内部に入り込んで固化するのを防止するため、独立気泡性のものを用いることが好ましい。

また、上記のトナー案内部材Ｘの幅方向両端部の位置は非画像領域となって、この領域に導かれるトナーｔの量が少なくなり、このトナー案内部材Ｘの幅方向両端部と接触する部分においては、クリーニングブレード２１との摩擦抵抗が大きくなるため、この実施形態においては、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記のトナー保持部材２３におけるクリーニングブレード２１と反対側の面において、このトナー保持部材２３の幅方向両端部に、上記の保持面２３ａよりも高くなった端部保持部２３ｂを設け、トナー案内部材Ｘの幅方向両端部と接触するクリーニングブレード２１の部分にトナーｔが溜まりやすくなるようにした。なお、上記の端部保持部２３ｂを設けるにあたり、この実施形態においては、ポリエステルフィルム等のフィルム材をトナー保持部材２３の幅方向両端部に取り付けるようにしたが、トナー保持部材２３自体にこのような端部保持部２３ｂを設けることも可能である。

また、上記の実施形態においては、トナー案内部材Ｘが上から下に向けて回転する位置であって、このトナー案内部材Ｘの回転中心とほぼ同じ高さの位置においてクリーニングブレード２１の端部をトナー案内部材Ｘの表面に接触させるようにしたが、クリーニングブレード２１の端部を接触させる位置は特に限定されず、例えば、図５に示すように、トナー案内部材Ｘの回転中心よりも適当な角度下方に傾斜した位置において、クリーニングブレード２１の端部をトナー案内部材Ｘの表面に接触させることも可能である。

さらに、図６に示すように、クリーニングブレード２１の端部を、トナー案内部材Ｘの下端位置においてトナー案内部材Ｘの表面に接触させることも可能である。この場合、トナー案内部材Ｘと接触する面と反対側のクリーニングブレード２１の面にトナー保持部材２３を設けるにあたり、このトナー保持部材２３をクリーニングブレード２１の端面よりも突出させるようし、このように突出した部分の上面を、トナーｔを保持させる保持面２３ａとして用いることができる。

なお、上記のように回転するトナー案内部材Ｘに対してクリーニングブレード２１の端部を接触させる位置については、トナーｔの安息角θやトナー保持部材２３の保持面２３ａの状態などによって異なるが、トナー保持部材２３の保持面２３ａを適切に設定することにより、トナー案内部材Ｘの上端から回転方向下流側に向けて、１０〜２４０°の角度の範囲であれば可能であると考えられる。

従来のクリーニング装置の例を示した概略側面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略説明図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の概略側面図である。 上記の実施形態に係るクリーニング装置において、クリーニングブレードと反対側におけるトナー保持部材の面において、このトナー保持部材の幅方向両端部に保持面よりも高くなった端部保持部を設けた状態を示した概略側面図及び概略平面図である。 上記の実施形態に係るクリーニング装置において、トナー案内部材の表面に接触させるクリーニングブレードの端部の位置を、トナー案内部材の回転中心よりも適当な角度下方に傾斜した位置に変更させた状態を示した概略側面図である。 上記の実施形態に係るクリーニング装置において、トナー案内部材の表面に接触させるクリーニングブレードの端部の位置を、トナー案内部材Ｘの下端位置に変更させた状態を示した概略側面図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム（トナー案内部材）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 回転式現像装置
４Ａ〜４Ｄ 現像装置
５ 中間転写ベルト（トナー案内部材）
６ 記録シート
７ 転写ローラ（トナー案内部材）
８ 定着装置
２０ クリーニング装置
２１ クリーニングブレード
２１ａ クリーニングブレードの端面
２２ ブレードトナー保持部材
２３ トナー保持部材
２３ａ トナー保持部材の保持面
２３ｂ トナー保持部材の端部保持部
Ｘ トナー案内部材
ｔ トナー
θ トナーの安息角

Claims (5)

1. 表面にトナーを保持して移動するトナー案内部材の移動方向と対向するようにして配置されたクリーニングブレードの端部を、上記のトナー案内部材の表面に接触させて、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去するクリーニング装置において、上記のトナー案内部材と接触する面と反対側におけるクリーニングブレードの面に、除去されたトナーを保持するトナー保持部材がクリーニングブレードの幅方向に沿って設けられ、このトナー保持部材においてトナーを保持する保持面の高さ方向の一番高い点が、上記のクリーニングブレードの端部を含む端面の一番低い点の水平面以下の位置にあると共に、このトナー保持部材の保持面に保持されるトナーの安息角よりも上記のクリーニングブレードの端面が下に位置し、上記のトナー保持部材におけるクリーニングブレードと反対側の面における幅方向端部に、上記の保持面よりも高くなった端部保持部が設けられていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載したクリーニング装置において、上記のトナー案内部材が上から下に向かって移動する位置において、上方に向けて配置されたクリーニングブレードの端部をトナー案内部材の表面に接触させて、トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去することを特徴とするクリーニング装置。
3. トナー案内部材の表面に存在するトナーを除去するクリーニング装置が設けられた画像形成装置において、請求項１又は請求項２に記載したクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載した画像形成装置において、上記のトナー案内部材が、トナー像を保持する像担持体であり、この像担持体の表面に保持されたトナー像を転写媒体に転写させた後に像担持体の表面に残留するトナーを上記のクリーニング装置によって除去することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載した画像形成装置において、上記のトナー案内部材が、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるのに使用する転写ローラであり、転写時にこの転写ローラの表面に付着されたトナーを上記のクリーニング装置によって除去することを特徴とする画像形成装置。

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