JP4967364B2 - 画像形成装置及び画像形成ユニット - Google Patents

Description

本発明は、感光体ドラム上の残留トナーを回収するクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムの上方に配置されたクリーニング装置内における回収トナーに対する圧力の低減を図ったクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

特開平１０−１８６９９１号公報 特開２０００−１８１３１０号公報

近年、装置小型化等の要請に基づき、帯電・露光・現像・転写・定着・清掃といった一連の電子写真プロセスを有する画像形成装置においては、例えば、感光体ドラムの真横に転写装置、その上方に定着装置を配置し、感光体ドラムから見て、記録シートを上方向に搬送するように構成した画像形成装置が知られている。このような構成の画像形成装置では、転写工程の次工程である清掃（クリーニング）装置は感光体ドラムの略上方に配置される。

ところが、感光体ドラムの上方にクリーニングブレードを配置し、回収したトナーをクリーニングブレード上方を通過させて回収する場合、感光体ドラムから回収されたトナーがブレード上方に溜まってしまい、トナーの圧力でブレードの感光体ドラムに対する当接圧力が不安定となってしまう。このトナーは行き場を失って、その凝集圧力（以下、パッキング圧力とも称する）が増大し、パッキング（ソフトケーキング）してトナーが固まってしまう虞が生じる。そして、トナーが固まってしまうと、当該凝集トナーが障壁となって感光体ドラムからトナーが回収されなくなるので、クリーニング不良となってプリント画像上に黒筋や黒帯が発生し画質欠陥を引き起こしてしまう。

従来、クリーニングブレードを感光体ドラム上方に配置した画像形成装置において、搬送オーガをクリーニングブレードの上方に配置し回収トナーをクリーニングブレード上方でブレード長手方向に搬送するクリーニング装置において、仕切り板を設けることでトナーがブレードへ与える影響を低減するクリーニング装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、特許文献１には、感光体ドラムの上方に配置されたクリーニングブレードにて、該感光体ドラム表面の残トナーを除去し、除去した残トナー（回収トナー）をトナー回収羽根にて残トナー回収部に掻き上げて、残トナー回収部内に配置されたオーガにて搬送するクリーニング装置が開示されている。

また、特許文献２には、感光体ドラムの上方に配置されたクリーニングブレードにて、該感光体ドラム表面の残トナーを除去し、除去した残トナー（回収トナー）をクリーニングブレードの上方に配置されたオーガにて搬送すると共に、クリーニングブレードとオーガとの間に可撓性の仕切り部材を、その先端がクリーニングブレードと接触するように配設し、クリーニングブレード上へのトナーの堆積及びクリーニングブレードに沿ったトナー漏れを防止したクリーニング装置が開示されている。

しかしながら、上述の特許文献に開示された先行技術においては、いずれも以下のような問題点を有していた。

例えば、特許文献１に開示された先行技術においては、ブレードを感光体ドラムの上方に配置し、オーガ下部にオーガが収容されている残トナー回収部を構成する隔壁部を設けた実施例が記載されている。該仕切り板はブレード先端より前に突き出しているため、ブレードにより感光体表面から除去されたトナーは該仕切り板によって妨げられるため、クリーニングブレード付近に溜まった回収トナーを掻き集めるための回収部材（トナー回収羽根）が別途必要となり、部品点数の増大に伴う装置の大型化やコストアップといった問題を生じていた。また、オーガが収容されている残トナー回収部を構成する隔壁部がクリーニングブレードの前方（上流側）に突出するように形成されているので、クリーニングブレードにて除去された回収トナーのオーガへの進行が妨げられると共に、このような隔壁部が障壁となって進行トナーへの圧力が増大し、パッキング（トナー凝集）が発生し易いといった問題も生じていた。

また、特許文献２に開示された先行技術においては、オーガがブレード先端の上方に配置されている、すなわち、オーガがブレード先端から進行する回収トナーの進路を塞ぐ位置に配置されているため、オーガの存在自体が障壁となって進行する回収トナーに対する圧力を増大させ、オーガの回転で搬送されるトナーがブレードによって回収されたトナーの進路を塞ぐ位置に運ばれ、回収したトナーへの圧力を増大させるといった問題が生じていた。

また、近年は、省エネ化等の観点から、定着エネルギーの小さいトナー、すなわち、低温でも溶融可能なトナーが用いられてきている。このようなトナーを用いた場合には、従来に比べ低温で軟化するため、高温環境下（例えば、２８〜３２℃）に画像形成装置を設置した際には、定着装置近傍の装置内部の温度が４０℃を超えてしまう場合も生じ、トナーの軟化により流動性が低下し、凝集トナーの発生とそれに伴うクリーニング不良が顕著に発生するといった問題が生じていた。

さらに、感光体ドラム上に形成されるトナー像を記録シートに転写する構成の画像形成装置においては、両面印刷の際、熱と圧力により定着が行われ高温となった記録シートが、再び感光体ドラムに接触することとなるので、この熱が感光体ドラムに伝達されて、連続印刷時には、感光体ドラムの温度が大幅に上昇することとなる。従って、回収されるトナーもブレード付近で高温となって、さらにトナーの流動性が低下し、凝集トナーの発生とそれに伴うクリーニング不良が顕著に発生することになる。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、クリーニングブレードにより除去された回収トナーの搬送時に、回収トナーがブレードに与える圧力及び回収トナーにかかる圧力を緩和し、クリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接圧力の安定化を行うと共に、トナーが凝集し易い環境においてもその凝集を防止してクリーニング不良に伴う画像欠陥の発生を未然に防止することができるクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のクリーニング装置は、その先端を感光体ドラムの表面に当接させて該感光体ドラム上の残留トナーを除去回収するクリーニングブレードと、前記感光体ドラムの回転方向と逆方向に回転駆動されて前記クリーニングブレードにより除去回収されたトナーを軸方向へ搬送する回収トナー搬送部材とを備えるクリーニング装置において、前記クリーニングブレードは、その先端が感光体ドラムと対向し軸方向に延在する弾性部材により形成されたブレード部と、このブレード部を支持する支持部材とから構成され、前記クリーニングブレードの上方であって、前記ブレード部の対向端延長面の内側に、該クリーニングブレードにより除去された回収トナーがクリーニングブレードに与える圧力を抑制する回収トナー圧力抑制手段が形成されていることを特徴とするものである。

ここで、ブレード部の対向端延長面の内側とは、弾性変形するブレード部先端の対向端面（掻き取り面）の仮想延長面を境界として支持部材側の領域をいうものとし、より具体的には、この仮想延長面に沿って進行する回収トナーの進行方向より支持部材側の領域をいうものとする。

一般に、感光体ドラムの上方に配置されたクリーニングブレードにより残留トナーを除去回収し、当該回収トナーをクリーニングブレードの上方に配置されたオーガにて軸方向に搬送回収するクリーニング装置においては、クリーニングブレードの先端にて掻き取られた回収トナーは、ブレード上に堆積すると共に、ブレード先端の対向端面に沿って上方に移動することが判明している。

そして、このような方向に移動進行する回収トナーの流れに対して、オーガの回転に伴う搬送圧力を低減して当該トナーを円滑に搬送するためには、オーガの回転中心から見て、回収トナーを汲み上げる側の搬送圧力が増大するため、オーガの回転方向と、感光体ドラムの回転方向とが互いに逆方向となるように設定されている。

しかし、このようにオーガを設定配置した場合でも、トナーが凝集し易い環境（例えば、高温環境）では、凝集したトナーがオーガの回転により回転中心の上部領域を乗り越えて落下し、クリーニングブレードの先端からオーガに向かって進行する回収トナーやクリーニングブレード上に堆積した回収トナーと衝突して、当該回収トナーに対する凝集圧力（パッキング圧力）を増大させてクリーニング不良を引き起こし画像欠陥に至らしめることが本発明者らの研究により判明した。

そこで、上述のように構成した本発明に係るクリーニング装置では、図１に模式的に示されるように、感光体ドラム１の略上方に配置されたクリーニングブレード２と、このクリーニングブレード２の略上方に配置され、感光体ドラム１の回転方向１ｄと逆方向３ｄに回転駆動されてクリーニングブレード２により除去回収されたトナーを軸方向へ搬送する回収トナー搬送オーガ３とを備えるクリーニング装置において、クリーニングブレード２は、その先端２ｔが感光体ドラム１と対向し軸方向に延在する弾性部材により形成されたブレード部２ａと、このブレード部２ａを支持する支持部材２ｂとから構成され、クリーニングブレード２の上方であって、ブレード部２ａの弾性変形する対向面２ｔに沿った対向端延長面２ｓの内側に、クリーニングブレード２により除去された回収トナーに対する圧力を緩和してその凝集を抑制する回収トナー圧力抑制手段５が形成されているので、矢印４方向に沿って進行する回収トナーの流れを妨げることなく、該トナーを回収トナー搬送オーガ３にて円滑に搬送回収すると共に、クリーニングブレード２の上方であって、対向端延長面２ｓの内側に形成された回収トナー圧力抑制手段５により、回収トナーに加わるパッキング圧力を低減して、その凝集を未然に防止し、トナーが凝集し易い、例えば高温環境においても回収トナーの安定した回収搬送を可能とするクリーニング装置を簡易な構成で安価に実現することができる。

また、前記回収トナー搬送オーガとクリーニングブレードのブレード部との間に配設され、軸方向に延在する不可撓性の仕切り部材を備え、前記回収トナー圧力抑制手段は、前記回収トナー搬送オーガを前記対向端延長面の内側に配置すると共に、前記仕切り部材を、その先端が前記クリーニングブレードのブレード部の対向端延長面の内側であって、前記回収トナー搬送オーガの外周部における鉛直面よりも外側に配置することにより形成されていてもよい。

このように構成した場合には、回収トナー搬送オーガとクリーニングブレードのブレード部との間に配設され、軸方向に延在する不可撓性の仕切り部材を備え、回収トナー圧力抑制手段が、回収トナー搬送オーガを対向端延長面の内側に配置すると共に、仕切り部材を、その先端がクリーニングブレードのブレード部の対向端延長面の内側であって、回収トナー搬送オーガの外周部における鉛直面よりも外側に配置することにより形成されているので、ブレード部先端から進行する回収トナーの流れを妨げないような領域に配置された回収トナー搬送オーガと、回収トナー搬送オーガの回転に伴う搬送圧力を遮蔽するような領域に配置された仕切り部材とにより、回収トナーに対する圧力を緩和してその凝集を抑制する回収トナー圧力抑制手段を容易に実現することができると共に、不可撓性の仕切り部材によりクリーニングブレードに加わる圧力を確実に低減することができる。

さらに、前記仕切り部材は、前記回収トナー搬送オーガの下側外周面を覆うように、その先端が基底面よりも高くなるように形成されていてもよい。

このように構成した場合には、仕切り部材が、回収トナー搬送オーガの下側外周面を覆うように、その先端が基底面よりも高くなるように形成されているので、回収トナー搬送オーガの回転に伴って回収トナーが仕切り部材を乗り越えて落下することを確実に防止し、ブレード部先端から進行するトナーや、ブレード上に堆積したトナーに対する圧力をより効果的に抑制することができる。

また、前記回収トナー圧力抑制手段は、前記回収トナー搬送オーガを前記対向端延長面の内側であって、その中心軸が前記クリーニングブレードの支持部材の先端部上方に位置するように配置すると共に、前記回収トナー搬送オーガの羽根部に回収トナーの軸方向への移動を可能とする開口部を設けたことにより形成されていてもよい。

一般に、オーガにてトナーを搬送する際には、オーガの回転中心下部の圧力が最も高くなることが知られている。

そこで、このように構成した場合には、回収トナー搬送オーガが対向端延長面の内側であって、その中心軸がクリーニングブレードの支持部材の先端部上方に位置するように配置されているので、クリーニングブレード先端から進行する回収トナーを妨げることなく、オーガの回転に伴う最大搬送圧力を支持部材上で受け、当該圧力が、回収トナーに加わることを未然に防止することができる。また、回収トナー搬送オーガの羽根部に回収トナーの軸方向への移動を可能とする開口部が設けられているので、回収トナーの軸方向への移動により回収トナーに対する圧力の上昇を効果的に抑制すると共に、オーガの回転に伴って回収トナーがその頂部を乗り越えてクリーニングブレード上に落下することを簡易な構成で確実に防止することができる。

さらに、前記開口部は、前記回収トナー搬送オーガの搬送方向下流側の羽根部に設けられていてもよい。

このように構成した場合には、開口部が、回収トナー搬送オーガの搬送方向下流側の羽根部に設けられているので、軸方向の搬送能力を確保しつつ、圧力が増大し易い下流側のパッキング圧をより効果的に低減することができる。

また、前記回収トナー搬送オーガの羽根部は、軸方向両端部で回転可能に支持されたスプリングコイル形状に形成されていてもよい。

このように構成した場合には、回収トナー搬送オーガの羽根部が、軸方向両端部で回転可能に支持されたスプリングコイル形状に形成されているので、回収トナーの軸方向への移動をより円滑にし、一層効果的に回収トナーへ加わる圧力の低減を図ることができると共に、軸方向両端部で支持されたスプリングコイルの回転により、トナーが凝集し易い、例えば、高温環境にて生じたトナー塊を粉砕することができる。

以上において、前記回収トナー搬送オーガに接続される搬送路出口部の収容容積は、前記回収トナー搬送オーガの搬送容積よりも小さくすることができる。

このように構成した場合には、回収トナー搬送オーガに接続される搬送路出口部の収容容積は、回収トナー搬送オーガの搬送容積よりも小さいので、パッキング圧の上昇がより問題となる出口部の収容容積が回収トナー搬送オーガの搬送容積よりも小さい装置構成に対して、より好適なクリーニング装置を提供することができる。

また、本発明は、上記いずれかのクリーニング装置と、感光体ドラム上にトナー像を形成する画像形成手段と、感光体ドラムに形成されたトナー像を記録シートに転写する転写手段とを備えた画像形成装置をも対象とする。

本発明によれば、クリーニングブレードにより除去された回収トナーの搬送時に、回収トナーがブレードに与える圧力及び、回収トナーにかかる圧力を緩和し、クリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接圧力の安定化を行うと共に、トナーが凝集し易い環境においてもその凝集を防止してクリーニング不良に伴う画像欠陥の発生を未然に防止することができるクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を実現することができる。

＜第一の実施形態＞

以下に、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。

まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について、図２を参照して説明する。図２は本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。

図２において、ユニット構成の画像形成装置（デジタルプリンタ）Ｕは、その上面に排出トレイ（フェイスダウントレイ）ＴＲｈが設けられており、ホストコンピュータから送信された画像データやプリンタ制御コマンド等の電気信号は、画像形成ユニットＵ内のコントローラＣに入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。

入力された画像情報は、コントローラＣにより一時的に記憶され、当該画像データを所定のタイミングで潜像形成用の画像データとしてレーザ駆動回路ＤＬに出力され、レーザ駆動回路ＤＬにより、入力された画像データに応じたレーザ駆動信号がＲＯＳ（潜像形成装置）に出力される。なお、ユーザが画像形成開始等の作動指令信号を入力操作するユーザインタフェースＵＩ、レーザ駆動回路ＤＬ、電源回路Ｅ等の動作はコントローラＣにより制御される。

また、潜像形成ユニットＲＯＳの左方には、画像形成ユニットＵに着脱可能に構成され、黒色のトナー像を形成するトナー像形成ユニット（プロセスユニット）Ｕ１が配置されていると共に、潜像形成ユニットＲＯＳの上方には、トナー像形成ユニットＵ１に供給するトナーを収容する着脱可能に形成されたトナーカートリッジＴＣが配設されている。

トナー像形成ユニットＵ１は、所定の方向に回転する像担持体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を所定の電位に帯電する帯電ロール３０と、感光体ドラム１０の表面に形成された潜像を顕像化する現像装置５０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを除去回収するクリーニング装置７０等とを備え、潜像形成ユニットＲＯＳ内の不図示のレーザダイオードから出射したレーザビームＬは、感光体ドラム１０に入射され感光体ドラム１０上に静電潜像を形成するようになっている。

感光体ドラム１０は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光層が被膜形成されており、帯電ロール３０は、この感光体ドラム１０の表面と接触し、直流成分に交流成分を重畳したバイアス電圧／電流により、感光体ドラム１０の表面を所定の電位に帯電するようになっている。

現像装置５０は、所定の現像バイアスが印加される現像ロール５０Ｒと、例えば、負極性に帯電する重合トナーを含む現像剤を収容する現像容器とを備え、現像容器内に回転自在に配設された複数の現像剤攪拌部材５０ａ，５０ｂにより、現像剤を撹拌して現像ロール５０Ｒに搬送し、感光体ドラム１０と現像ロール５０Ｒとが対向する現像領域にて感光体ドラム１０上の静電潜像をトナー像に現像（顕像化）するようになっている。

また、上記現像領域の感光体ドラム１０の周面に沿った下流側には、感光体ドラム１０に圧接して対向配置され、感光体ドラム１０との間で転写ニップ領域を形成する転写ロールＲｔが配設されている。この転写ロールＲｔは、バネにより感光体ドラム１０側に圧接するように付勢されており、転写材である記録シートＳが転写領域を通過する際に、転写ロールＲｔには、コントローラＣにより制御される電源回路Ｅから所定の転写バイアス電圧が印加され、感光体ドラム１０上のトナー像が、転写ロールＲｔにより記録シートＳに転写されるようになっている。

なお、本実施の形態において、感光体ドラム１０の略上方には、転写領域にて記録シートＳに転写されずに感光体ドラム１０上に付着した転写残トナーをクリーニングする後述のクリーニング装置７０が配設されている。

また、記録シートＳの搬送方向に沿って、トナー像形成ユニット（プロセスユニット）Ｕ１の下流側には、互いに圧接して回転する加熱ロールＦｈ及び加圧ロールＦｐを備え、トナー像を記録シートＳ上に加熱加圧定着する定着装置Ｆが配設されている。

さらに、画像形成ユニットＵの下部には、記録シートＳを供給可能に収容する各給紙トレイＴＲ１〜ＴＲ４が配設されていると共に、画像形成ユニットＵの側方（本例では、図中、左側面）には、シート反転ユニットＵ２が装着されている。このシート反転ユニットＵ２には、シート反転路ＲＶが配設されており、両面印刷時には、定着装置Ｆでトナー像が定着された記録シートＳが、シート反転路ＲＶを経由して、記録シートＳの表裏が反転した状態で転写領域に再送されるようになっている。

次に、このように構成した本発明に係る画像形成装置の動作概要について以下に説明する。

まず、本実施の形態において、感光体ドラム１０の表面は、帯電ロール３０により所定の電位（例えば、−７００Ｖ程度）に一様に帯電された後、潜像形成ユニットＲＯＳのレーザビームＬにより露光走査されて静電潜像が形成される。ここで、レーザビームＬが照射された部分の感光体ドラム１０の帯電電位は、例えば−２００〜−３００Ｖ程度に低下し、静電潜像が形成された感光体ドラム１０表面が回転移動して現像ロール５０Ｒと対向する現像領域にて、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像がトナー像化される。

一方、各給紙トレイＴＲ１〜ＴＲ４から、ピックアップロールＲｐにより取出された記録シートＳは、リタードロールおよび給紙ロールを有するさばきロールＲｓにより１枚づつ分離されて、用紙搬送路ＳＨに沿って配置された複数の用紙搬送ロールＲａにより搬送される。用紙搬送ロールＲａにより搬送された記録シートＳは、一対のレジストロールＲｒにより所定のタイミングで、転写ロールＲｔと感光体ドラム１０とが対向する転写領域に搬送される。そして、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、当該転写領域にて感光体ドラム１０と転写ロールＲｔとの圧接力及び静電吸引力によって記録シートＳに転写される。

トナー像が転写された記録シートＳは、定着装置Ｆへと搬送されて、加熱ロールＦｈ及び加圧ロールＦｐとで形成される定着領域にて熱及び圧力によりトナー像が記録シートＳ上に定着され、定着後の記録シートＳは、排出ロールＲｈを介して排出トレイＴＲｈに排出される。なお、感光体ドラム１０上の転写残トナーは、クリーニング装置７０により回収され、感光体ドラム１０は、帯電ロール３０により再び帯電されて次画像形成に備える。

次に、本実施の形態に係るクリーニング装置７０の構成について、図３を参照して説明する。ここで、図３は、第一の実施形態に係るクリーニング装置７０の概略構成を示す模式図である。

図３に示されるように、本実施の形態に係るクリーニング装置７０は、回転自在に形成された感光体ドラム１０（本例では、φ３０ｍｍ）の略上方を覆い軸方向（感光体ドラム１０の軸方向であり、以下、単に軸方向と称する）に延在するように配設された断面が略コ字状のハウジング７００と、このハウジング７００の下部に配設され感光体ドラム１０の表面と対向して軸方向に延在するように配設されたクリーニングブレード７０５と、ハウジング７００内にて、クリーニングブレード７０５の上部に配設された不可撓性の仕切り部材７１０と、仕切り部材７１０の上方にて、軸方向に延在するように配設された１本の回収トナー搬送オーガ７２０とを備えている。

そして、本実施の形態におけるクリーニングブレード７０５は、ハウジング７００の下部に配設された断面が略Ｌ字状の支持部材７０１と、この支持部材７０１の感光体ドラム１０側の先端に取り付けられたゴム等の弾性部材で形成された平板状のブレード部７０３とから構成され、ブレード部７０３の先端には、感光体ドラム１０上の残留トナーを掻き取る対向端面（掻き取り面）７０３ａが形成されている。なお、本実施の形態において、クリーニングブレード７０５の支持部材７０１は、板厚１．６ｍｍの板金で形成されており、ブレード部７０３は、厚さ２ｍｍのウレタンゴムで形成されている。そして、ブレード部７０３は、支持部材７０１の先端からの感光体ドラム１０側への突き出し量が８ｍｍとなるように、支持部材７０１の先端部下面に接着されている。

また、回収トナー搬送オーガ７２０は、感光体ドラム１０の軸方向に延在する回転軸７２１回りに螺旋状に形成された羽根部７２３を有し、ハウジング７００内のクリーニングブレード７０５の上方であって、ブレード部７０３の対向端面７０３ａに沿った対向端延長面７０３Ｓよりも内側（クリーニングブレード７０５の支持部材７０１側）に配置され、感光体ドラム１０の回転方向（本例では、時計回り方向）と反対方向に回転するように設定されている。具体的には、本実施の形態における回収トナー搬送オーガ７２０は、回転軸７２１の直径：φ３ｍｍ、羽根部７２３の高さ：３．５ｍｍ、外周径：φ１０ｍｍに形成されている。

なお、回収トナー搬送オーガ７２０の配設位置は、クリーニングブレード７０５の先端から回収トナー搬送オーガ７２０に向かって進行してくる回収トナーを、その羽根部７２３の回転により巻き込んで搬送回収できるような位置であれば、対向端延長面７０３Ｓの内側の領域において適宜選定することができる。

また、本実施の形態において、仕切り部材７１０は、オーガの回転に伴う搬送圧力に対して撓まないような不可撓性の板状部材で形成されており、ハウジング７００内にてクリーニングブレード７０５と回収トナー搬送オーガ７２０との間にハウジング７００の下部から感光体ドラム１０に向かって水平方向に突出し、軸方向に亘って延在するように配設されていると共に、その先端７１０ａが、クリーニングブレード７０５のブレード部７０３の対向端面７０３ａに沿った対向端延長面７０３Ｓと、回収トナー搬送オーガ７２０の感光体ドラム１０側の水平方向最外周部における鉛直面７２０Ｓとの間の領域Ｒに延在するように配置されている。具体的には、本実施の形態における仕切り部材７１０は、厚さ０．８ｍｍのＳＵＳ板で形成されており、クリーニングブレード７０５の支持部材７０１の先端から感光体ドラム１０側に５ｍｍ突出するように、クリーニングブレード７０５の支持部材７０１の先端部上面に接着されている。なお、符号７００ｆは、ハウジング７００内の回収トナーが感光体ドラム１０側に漏出することを防止するためのフィルム状シール部材である。

一般に、装置小型化等のため上述のように感光体ドラム１０の上方にクリーニングブレード７０５を配置し、さらにその上方に回収トナー搬送オーガ７２０を配置した画像形成装置用のクリーニング装置７０においては、クリーニングブレード７０５により感光体ドラム１０上から掻き取られた残留トナー（回収トナー）は、ブレード部７０３上に徐々に堆積しつつ、ブレード部７０３の対向端延長面７０３Ｓに沿って進行するため、回収トナー搬送オーガ７２０の回転方向は、感光体ドラム１０の回転方向と逆方向に設定されている。すなわち、一般に、オーガ７２０の搬送圧力は、その回転中心７２１ｏから下側の領域において、回転方向上流側（本例では、図中、回転中心７２１ｏの左下側領域）の搬送圧力よりも下流側（本例では、右下側領域）の搬送圧力が高くなるため、感光体ドラム１０の回転方向と回収トナー搬送オーガ７２０の回転方向とを逆に設定することにより、オーガ７２０の回転に伴う高い搬送圧力が回収トナー搬送オーガ７２０に向かって進行する回収トナー及び／又はブレード部に堆積した回収トナーに対して加わらないようにし、当該回収トナーが圧力により凝集することを未然に防止している。

しかしながら、このようにクリーニングブレード７０５及び回収トナー搬送オーガ７２０を配置設定した場合でも、回収トナーが凝集し易い環境、例えば、高温環境においては、回収トナーの流動性が低下し、回収トナー搬送オーガ７２０にまとわり付き易くなると共に、回収トナー自体が固まり易い状態となってしまう。

そして、このような状態では、回収トナーの流動性が低下しているため、回収トナー搬送オーガ７２０により軸方向に回転搬送されるトナーは、搬送の過程でφ２〜３ｍｍ程度の「だま」状の塊（以下、トナー塊とも称する）ができ易くなり、このトナー塊は、オーガ７２０にまとわり付いて、オーガ７２０の回転に伴って回転軸７２１回りに回転し、オーガ７２０の上流側領域（本例では、回転中心７２１ｏの右側領域）からオーガ最頂部を越えて下流側領域（本例では、回転中心７２１ｏの左側領域）に移動した後、重力方向に落下する。そして、この落下したトナー塊は、クリーニングブレード７０５の先端の対向端延長面７０３Ｓに沿って進行してきた回収トナー及び／又はブレード部７０３上に堆積した回収トナーと衝突し、該回収トナーに対する圧力を増大させて、パッキングによるクリーニング不良を引き起こすことが本発明者らの研究によって判明した。

特に、回収直後のトナーは、その温度が高くなっており、現像装置５０内のトナー等に比し、このような問題が発生し易く、さらに、連続運転時や両面印刷時の回収トナーは、より一層その温度が高くなっているため、このような問題の発生が顕著となる。さらにまた、近年では、省エネ等の要請に基づき、低い定着温度にて定着可能なトナー、すなわち、低温融解するトナーが用いられてきているため、上述の問題がより一層顕著となってしまう。

そこで、本実施の形態に係るクリーニング装置７０においては、回収トナー搬送オーガ７２０及び剛体で形成された不可撓性の仕切り部材７１０を前述した所定の領域に配置することにより軸方向に延在する回収トナー圧力抑制手段を形成し、この回収トナー圧力抑制手段により、クリーニングブレード７０５のブレード部７０３の先端７０３ａから回収トナー搬送オーガ７２０へと向かう回収トナー及び／又はブレード部７０３に堆積した回収トナーへ加わる圧力を緩和してその凝集を抑制し、パッキングによるクリーニング不良を未然に防止するようになっている。

以下に、本発明に係る回収トナー圧力抑制手段の具体的な作用を図４を参照してさらに説明する。ここで、図４は、回収トナーの流れを示す模式図である。

図４に示されるように、感光体ドラム１０上の残留トナーは、クリーニングブレード７０５のブレード部７０３により掻き取られ、ブレード部７０３上に堆積（図中、堆積トナーＴｓ）すると共に、ブレード部７０３の対向端面７０３ａに沿った対向端延長面７０３Ｓ（図３参照）に沿った矢印ａ方向に進行するが、この進行トナーＴｍは、対向端延長面７０３Ｓの内側に配置された回収トナー搬送オーガ７２０により、その進行が妨げられることがなく、円滑にハウジング７００内に進入して、その後、回収トナー搬送オーガ７２０により軸方向に搬送回収される。

一方、回収トナーが凝集し易い環境にて発生したトナー塊ＴＢは、オーガ７２０の回転軸７２１の頂部を超えて、矢印ｂ方向に沿って進行トナーＴｍの進入領域側（図中、回転軸７２１よりも左側の領域）に移動して略重力方向（矢印ｃ方向）に落下するが、当該落下トナー塊ＴＢは、進行トナーＴｍと衝突することなく、領域Ｒに配置された不可撓性の仕切り部材７１０に衝突して仕切り部材７１０で砕けて分散し、衝撃力が緩和されてその一部が矢印ｄ方向に沿って反射する。しかし、当該反射トナーは、進行トナーＴｍと対向衝突することなく、その衝撃力も仕切り部材７１０との衝突により緩和されているので、進行トナーＴｍに対して、パッキングを生じるような過大な圧力を加えることがない。すなわち、所定の領域に配置された回収トナー搬送オーガ７２０及び仕切り部材７１０により、トナー塊ＴＢと進行トナーＴｍ及びブレード部７０３上に堆積した堆積トナーＴｓとの衝突を未然に防止し、これにより、回収トナーが凝集し易い、例えば、高温環境下においても回収トナーの圧力上昇に伴うクリーニング不良を簡易な構成で安価に確実に防止することができる。

なお、本実施の形態に係るクリーニングブレード７０５のブレード部７０３は、支持部材７０１の先端部下面に接着することにより支持しているが、当然に、支持部材７０１の先端部上面に接着して支持するように構成してもよい。

また、本実施の形態に係る仕切り部材７１０は、平板状の不可撓性部材として構成したが、本発明に係る仕切り部材は、このような形状に限定されるものではなく、変形例として、例えば、図５に例示されるような、回収トナー搬送オーガ７２０の下側外周面を覆うように、その先端に屈曲部７１０ｂを設け、屈曲部７１０ｂの頂部７１０ｔの高さが基底面７１０ｓに対して高くなるように形成した仕切り部材７１０Ａとしてもよいし、図６に例示されるような、回収トナー搬送オーガ７２０の下側外周面に倣うような形状であって、その先端頂部７１０ｔが基底面７１０ｓよりも高くなるように形成した仕切り部材７１０Ｂとしてもよい。

このように構成した仕切り部材７１０Ａ，７１０Ｂのいずれにおいても、回収トナー搬送オーガ７２０の下側外周面を覆うように、基底面７１０ｓよりもその高さが高くなるように先端頂部７１０ｔが形成されているので、落下トナー塊ＴＢが仕切り部材７１０Ａ，７１０Ｂを超えて、ブレード部７０３上に落下することをより効果的に確実に防止することができる。

なお、本実施の形態に係るクリーニング装置７０は、回収トナーが高温となる環境においてより好適であるが、本発明はこのような高温環境に限定されるものではなく、回収トナーが凝集し易い環境であれば、同様により好適に適用可能である。
＜第二の実施形態＞

次に、本発明に係るクリーニング装置の第二の実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。ここで、図７は、第二の実施形態に係るクリーニング装置７０Ａの概略構成を示す模式図であり、図８は、第二の実施の形態に係る回収トナー搬送オーガの構成を説明する模式図である。

なお、本実施の形態に係るクリーニング装置７０Ａは、先の実施の形態における仕切り部材を省略し、オーガの形状及び配置により回収トナー圧力抑制手段を構成したものであり、先の実施の形態と同様な機能を有する部材については同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、本実施の形態に係るクリーニング装置７０Ａが適用可能な画像形成装置も先の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

図７に示されるように、本実施の形態に係るクリーニング装置７０Ａは、感光体ドラム１０（本例では、φ３０ｍｍ）の略上方を覆い軸方向に延在するように配設された断面が略コ字状のハウジング７００と、このハウジング７００の下部に配設され感光体ドラム１０の表面と対向して軸方向に延在するように配設されたクリーニングブレード７０５と、ハウジング７００内にて、クリーニングブレード７０５の上方の所定の位置に軸方向に延在するように配設された１本の回収トナー搬送オーガ７２０とを備えている。

クリーニングブレード７０５は、先の実施の形態におけるクリーニングブレードと同様であり、クリーニングブレード７０５の支持部材７０１は、板厚１．６ｍｍの板金で形成されており、ブレード部７０３は、厚さ２ｍｍのウレタンゴムで形成されている。そして、ブレード部７０３は、支持部材７０１の先端からの感光体ドラム１０側への突き出し量が８ｍｍとなるように、支持部材７０１の先端部下面に接着されている。

一方、本実施の形態に係る回収トナー搬送オーガ７２０Ａは、感光体ドラム１０の回転方向（本例では、時計回り方向）と反対方向に回転するように設定されており、ハウジング７００内のクリーニングブレード７０５の上方であって、ブレード部７０３の対向端面７０３ａに沿った対向端延長面７０３Ｓ（図３参照）よりも内側に配置され、かつ、その中心軸７２１が、クリーニングブレード７０５の支持部材７０１の先端部上方に位置するように配置されている。

一般に、オーガの搬送圧力は、その回転中心下方において、最大圧力となるので、上述のような位置に回収トナー搬送オーガ７２０Ａを配置することにより、矢印ａ方向に進行する進行トナーＴｍの流れを妨げることなく、回収トナー搬送オーガ７２０Ａによる搬送回収を円滑に行うと共に、回転に伴う搬送圧力を支持部材７０１上で受けることにより、当該圧力が進行トナーＴｍやブレード部７０３上の堆積トナーＴｓに加わることを未然に防止することができる。

さらに、本実施の形態に係る回収トナー搬送オーガ７２０Ａは、図８に模式的に示されるように、感光体ドラム１０の軸方向に延在する回転軸７２１と、この回転軸７２１回りに形成され、その一部に回収トナーの軸方向への移動を可能とする開口部７２５を設けた羽根部７２３ａとを備えている。そして、この羽根部７２３ａは、回転軸７２１回りに立設された支持柱７２３ｂにより回転軸７２１と一体に支持されている。

具体的には、回転軸７２１の直径：φ３ｍｍ、羽根部７２３ａの高さｈ：３．５ｍｍ、外周径：φ１０ｍｍに形成されており、開口部７２５は、回転軸７２１を挟んで、それぞれ中空の略扇状（図７参照）に形成されており、最大高さｈ１：２．５ｍｍとなるように形成されている。

このように構成した本実施の形態に係るクリーニング装置７０Ａにおいては、その一部に回収トナーの軸方向への移動を可能とする開口部７２５を設けた羽根部７２３ａを備えた回収トナー搬送オーガ７２０Ａを所定の領域に配置することにより形成された回収トナー圧力抑制手段により、矢印ａ方向（図７参照）に進行する進行トナーＴｍの流れを妨げることなく、回収トナーの軸方向への安定した搬送を可能とすると共に、回収トナーに対する圧力を増大させるような過剰なトナーは、開口部７２５を介して軸方向上流側に移動させることにより、回収トナーに対する圧力上昇を効果的に抑制することができる。また、トナーが凝集し易い環境で生じたトナー塊ＴＢは、開口部７２５により、オーガ頂部を乗り越えることなく上流側領域（図７中の回転軸７２１の右側領域）にて矢印ｅ方向に落下するため、進行トナーＴｍや堆積トナーＴｓとの衝突を未然に防止することができる。

次に、このような回収トナー搬送オーガの改良例について、図９〜図１１を参照してさらに説明する。

本改良例における回収トナー搬送オーガ７２０Ｂは、図９に示されるように、オーガ羽根部分を金属製のスプリングコイル形状に形成し、このスプリングコイル７２３ｃを軸方向両端の支持部７２７Ｒ，７２７Ｌにて回転可能に支持し、回収トナー搬送オーガ７２０Ａにおける支持柱７２３ｂを省略したものである。

具体的には、図１０に模式的に示されるように、コイル７２３ｃの外径ｈ２：φ１０ｍｍ、ピッチＰ：８ｍｍ、コイル７２３ｃの線材径：φ０．８ｍｍ、芯材７２１ａの径：φ１．８ｍｍにて形成されている。なお、コイル７２３ｃの支持部７２７Ｒ，７２７Ｌ間に亘って、配設されている芯材（回転軸）７２１ａは、下流側の不図示の搬送部材に動力を伝達するためのものであり、回収トナーに対する圧力を抑制するという観点からは、省略しても差し支えない。また、トナー潰し部材７２８は、「だま」状のトナー塊ＴＢを潰すためのものであり、同様に省略しても差し支えない。

本改良例において、図１０に模式的に示されるように、コイルのピッチＰは隣接するコイル間でトナーがつまらない様に、２．５ｍｍ以上であることが好ましい。なお、トナーが凝集し易い環境にて生じるトナー塊ＴＢ（φ２〜３ｍｍ）をも通過させるという観点からは、コイルのピッチＰは５ｍｍ以上であることが好ましい。

また、コイル７２３ｃの線材径は、φ０．５以上φ１．０ｍｍ以下であることが好ましい。これは、コイル７２３ｃの線材径がφ１．０ｍｍより太くなると、図１１に示されるように、コイル７２３ｃが回転に伴う撓みによりクリーニングブレード７０５の支持部材７０１と接触した際に、高い接触圧力により支持部材７０１上のトナーが擦り潰されて小判状の扁平トナーが形成され、当該扁平トナーが現像装置に還流されて再利用される場合には、グリッツと呼ばれるトナーの「微小固まり」が発生し、再現像する時に、黒点が発生してしまうためである。一方、線材径がφ０．５ｍｍよりも細くなると、トナーの引っかかりが少なくなり、軸方向への搬送能力が著しく低下するためである。

このように構成した回収トナー搬送オーガ７２０Ｂにおいては、羽根部７２３ａに開口部７２５を設けた回収トナー搬送オーガ７２０Ａに比し、より円滑にトナーの軸方向への移動を可能として回収トナーに対する圧力をより効果的に低減することができると共に、両端支持されたコイル７２３ｃの回転による暴れにより、当該コイル７２３ｃの周辺可動領域が拡大して周辺のトナー塊ＴＢを砕く、すなわち、回転するコイル７２３ｃ自体がトナー潰し部材７２８のように機能し、トナー塊ＴＢの発生をより効果的に抑制することができる。

なお、本改良例においては、オーガの羽根部分７２３ｃを金属にて形成したが、当然に、例えば、樹脂にて形成してもよい。

さらに、本実施の形態に係るクリーニング装置７０Ａは、図１１に示されるような、回収トナー搬送オーガのハウジング７００内の搬送容積に比し、出口部８００の収容容積が小さい装置構成において、より好適である。

一般に、回収トナー搬送オーガの上流側に対して下流側の回収トナーの搬送量は増大していくため、下流側端部において、その搬送圧力は最も増大する。

特に、出口部８００のトナー搬送容積が、回収トナー搬送オーガのハウジング７００内のトナー搬送容積よりも小さい場合には、回収トナー搬送オーガによって、搬送された回収トナーが最下流側である出口部８００にて最もパッキング圧が増大して詰り易くなる。

従って、本実施の形態に係る回収トナー搬送オーガ７２０Ａ，７２０Ｂのように、軸方向に回収トナーが移動可能であれば、このような搬送方向下流側の圧力上昇、特に、出口側の容積が小さい場合の極端な圧力上昇を効果的に抑制することができる。

また、上述したように回収トナー搬送オーガの搬送方向下流側の搬送圧力が上流側に比し、トナーに対するパッキング圧力が増大するため、回収トナー搬送オーガの搬送方向下流側のみに上述した開口部７２５や、コイル７２３ｃを設けてもよい。

このように構成した場合には、軸方向の搬送能力を低減させることなく、パッキング圧の上昇し易い軸方向下流側端部のパッキング圧力を効果的に抑制することができる。

さらに、クリーニングブレード７０５に付着した紙粉等を除去するために、感光体ドラム１０を逆回転するような装置構成の場合は、感光体ドラム１０の回転方向の変更に伴って回収トナー搬送オーガの回転方向も変更され、パッキング圧力が増大する下流側端部が、軸方向両端部に生じ得るので、回収トナー搬送オーガの軸方向両端部に上述した開口部７２５や、スプリングコイル７２３ｃを設けてもよい。

なお、このような出口部８００の収容容積が、回収トナー搬送オーガのハウジング７００内の搬送容積に比し小さい装置構成は、先の実施の形態においても有効に適用可能である。

以上のように構成した各クリーニング装置７０，７０Ａを備えた画像形成装置を用いて、トナー塊が発生し易い、高温環境下（３２℃４５％や２８℃８５％）において、性能検証を行った結果、いずれのクリーニング装置においても回収トナーの凝集に伴うクリーニング不良や画像欠陥が発生しないことが確認できた。

さらに、上述した各実施形態は、それぞれ単独で実施してもよいし、当然に、組み合わせて実施してもよい。

本発明に係るクリーニング装置の概要を示す説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。 本発明の第一の実施形態に係るクリーニング装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第一の実施形態に係るクリーニング装置における回収トナーの流れを示す模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る仕切り部材の変形例を示す模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る仕切り部材の別の変形例を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係るクリーニング装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る回収トナー搬送オーガを示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る回収トナー搬送オーガの改良例を示す構成図である。 本発明の第二の実施形態に係る回収トナー搬送オーガの改良例を示す模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る回収トナー搬送オーガとクリーニングブレードとの接触状態を示す模式図である。

符号の説明

１：感光体ドラム、２：クリーニングブレード、２ａ：ブレード部、２ｂ：支持部材、２ｓ：対向端延長面、５：回収トナー圧力抑制手段、１０：感光体ドラム、３０：帯電ロール、５０：現像装置、７０，７０Ａ：クリーニング装置、７００：ハウジング、７０１：支持部材、７０３：ブレード部、７０３Ｓ：対向端延長面、７０３ａ：対向端面、７０５：クリーニングブレード、７１０，７１０Ａ，７１０Ｂ：仕切り部材、７２０Ｓ：鉛直面、７２０，７２０Ａ，７２０Ｂ：回収トナー搬送オーガ、７２１：回転軸、７２３，７２３ａ：羽根部、７２３ｂ：支持柱、７２３ｃ：コイル、７２５：開口部、８００：出口部、Ｓ：記録シート、ＴＢ：トナー塊、Ｔｍ：進行トナー、Ｔｓ：堆積トナー、Ｕ：画像形成ユニット、Ｕ１：トナー像形成ユニット、Ｕ２：シート反転ユニット

Claims (4)

1. その表面にトナー像が形成される感光体ドラムと、その先端を感光体ドラムの表面に当接させて該感光体ドラム上の残留トナーを除去回収するクリーニングブレードと、前記感光体ドラムの回転方向と逆方向に回転駆動されて前記クリーニングブレードにより除去回収されたトナーを軸方向へ搬送する回収トナー搬送部材とを備える画像形成装置において、
   前記クリーニングブレードは、その先端が感光体ドラムと対向し軸方向に延在する弾性部材により形成されたブレード部と、このブレード部を支持する支持部材とから構成され、
   前記回収トナー搬送部材とクリーニングブレードのブレード部との間に配設され、軸方向に延在する不可撓性の仕切り部材を備え、
   前記回収トナー搬送部材は、前記クリーニングブレードのブレード部先端の対向端面を延長した対向端延長面の内側に配置され、且つ、前記トナー搬送部材の外周部における鉛直面が前記クリーニングブレードのブレード部と交差するように配置され、
   前記仕切り部材は、前記回収トナー搬送部材と前記クリーニングブレードのブレード部との間に配置され、且つ、その先端が前記クリーニングブレードのブレード部の対向端延長面の内側であって、前記回収トナー搬送部材の外周部における鉛直面よりも外側に配置することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記仕切り部材は、前記回収トナー搬送部材の下側外周面を覆うように、その先端が基底面よりも高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回収トナー搬送部材に接続される搬送路出口部の収容容積は、前記回収トナー搬送部材の搬送容積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. その表面にトナー像が形成される感光体ドラムと、その先端を感光体ドラムの表面に当接させて該感光体ドラム上の残留トナーを除去回収するクリーニングブレードと、前記感光体ドラムの回転方向と逆方向に回転駆動されて前記クリーニングブレードにより除去回収されたトナーを軸方向へ搬送する回収トナー搬送部材とを備える画像形成ユニットにおいて、
   前記クリーニングブレードは、その先端が感光体ドラムと対向し軸方向に延在する弾性部材により形成されたブレード部と、このブレード部を支持する支持部材とから構成され、
   前記回収トナー搬送部材とクリーニングブレードのブレード部との間に配設され、軸方向に延在する不可撓性の仕切り部材を備え、
   前記回収トナー搬送部材は、前記クリーニングブレードのブレード部先端の対向端面を延長した対向端延長面の内側に配置され、且つ、前記トナー搬送部材の外周部における鉛直面が前記クリーニングブレードのブレード部と交差するように配置され、
   前記仕切り部材は、前記回収トナー搬送部材と前記クリーニングブレードのブレード部との間に配置され、且つ、その先端が前記クリーニングブレードのブレード部の対向端延長面の内側であって、前記回収トナー搬送部材の外周部における鉛直面よりも外側に配置することを特徴とする画像形成ユニット。

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