JP5065852B2 - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置のクリーニング装置に関する。

従来、プリンタ等の画像形成装置に具備され、感光体の表面に蓄積した放電生成物や転写後の感光体表面に残留したトナー（現像剤）を除去するクリーニング装置が知られている（特許文献１）。

このような従来のクリーニング装置は、例えば、図４に示すように、感光体２３１に接触した状態で回転することで感光体２３１表面のトナー４０を除去する研磨部材３３１と、感光体２３１の研磨部材３３１とのニップ部の直下流位置に接触して、感光体２３１表面に残留するトナー４０を掻き落すクリーニングブレード３３２と、研磨部材３３１の感光体２３１とのニップ部の略反対位置に接触して、研磨部材３３１の表面に付着したトナー４０を掻き取るとともに、その掻き取ったトナー４０をトナー搬送部材３３４に移動させるスクレーパ３３３とにより構成されている。
特開平１１−２９９６号公報

しかしながら、図４に示すような従来のクリーニング装置では、感光体２３１表面のトナー４０の大半が、研磨部材３３１とのニップ部を通過後、研磨部材３３１に付着して搬送されることから、クリーニングブレード３３２に到達するトナーの量が比較的少ない。このため、クリーニングブレード３３２付近では、トナーの入れ替わりが起こり難くなり、同一トナーがクリーニングブレード３３２付近に長時間滞留しやすくなる。このような状況下では、トナー４０から外添剤４１が脱離しやすくなり、脱離した外添剤４１は、その粒径が数十ｎｍと極めて微小であることから、クリーニングブレード３３２を簡単にすり抜けてしまう。そして、すり抜けた外添剤４１が、クリーニングブレード３３２の下流側の帯電ローラ２３２に付着した場合、帯電ローラ２３２の付着部分の抵抗が上昇するため、感光体２３１の帯電不良が発生する。

また、クリーニングブレード３３２に達するトナーの量が少ないと、クリーニングブレード３３２と感光体２３１との摩擦係数が上昇し、クリーニングブレード３３２に係る負荷が増大する。これにより、クリーニングブレード３３２のエッジが欠損したり、クリーニングブレード３３２がめくれ上がったりすることがある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、感光体の帯電不良やクリーニングブレードの破損等の不具合を防止することが可能な画像形成装置のクリーニング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明の請求項１に記載の画像形成装置のクリーニング装置は、像担持体としての感光体に接触した状態で回転して、感光体表面の放電生成物および現像剤を除去する研磨部材と、感光体の研磨部材とのニップ部の直下流位置且つ上方位置に感光体の回転方向に逆らう方向から接触して、感光体表面の現像剤を除去するクリーニングブレードとを備えた画像形成装置のクリーニング装置において、前記研磨部材の感光体とのニップ部の直下流位置に研磨部材の回転方向に逆らう方向から接触して、研磨部材表面の現像剤を掻き取る掻取り部材を設け、前記掻取り部材は、前記ニップ部の出口から拡がる領域において、前記領域の上方が開放されるとともに、前記研磨部材から掻き取られたトナーの溜りを形成してその溜りのトナーが前記クリーニングブレードのエッジに到達できるように、前記クリーニングブレードと当該掻取り部材とで側面視で略Ｖ字を形成するように配設されていることを特徴とする。

上記請求項１に記載の画像形成装置のクリーニング装置において、好ましくは、前記研磨部材は、感光体と略同一高さに設けられる摺擦ローラであり、前記掻取り部材は、摺擦ローラの軸心を含む垂直面よりも感光体側で摺擦ローラに接触している（請求項２）。

本発明によれば、研磨部材の感光体とのニップ部の直下流位置に研磨部材の回転方向に逆らう方向から接触する掻取り部材を設けることによって、掻取り部材によって研磨部材から掻き取られたトナーが、感光体と研磨部材とのニップ部出口から拡がる領域に適度に溜まるようになるので、クリーニングブレードのエッジに到達するトナーの量を意図的に増やすことができる。これにより、クリーニングブレードのエッジ付近では、トナーの入れ替わりが頻繁に行われるようになるので、トナーからの外添剤の脱離が起こり難くなる。従って、例えばトナーから脱離した外添剤がクリーニングブレードをすり抜けて下流側の帯電ローラに付着することに起因する帯電ローラの汚染を未然に防ぐことができるので、感光体の帯電不良を防止することができる。

また、クリーニングブレードのエッジに常に十分な量のトナーが供給されるので、エッジ付近ではトナーが潤滑剤として十分に機能し、これによってクリーニングブレードと感光体との間の摩擦係数が上昇し過ぎるのを抑えることができる。その結果、クリーニングブレードに過剰な負荷が係るのが抑えられるので、クリーニングブレードの破損を防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるドラムクリーニング装置を備えたプリンタの全体構成を示した断面側面図であり、図２は、ドラムクリーニング装置周辺の要部構成を示した断面側面図である。また、図３は、ドラムクリーニング装置によるクリーニング動作を説明するための側面図である。なお、図１におけるＹによる方向表示は、−Ｙが前方、＋Ｙが後方である。

図１に示すように、本実施形態のプリンタ１０は、カラー印刷可能に構成されたいわゆるカラー機であり、略立方体状を呈したプリンタ本体１１内に画像形成処理用の後述する各機構が装着されている。

このプリンタ１０は、用紙Ｐを貯留して印刷処理のために給紙する給紙部１２と、この給紙部１２から送り込まれた用紙Ｐに画像形成処理により形成された画像（トナー像）を転写する画像形成部１３と、この画像形成部１３で用紙Ｐに転写されたトナー像に対して定着処理を施す定着部１４と、この定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐの排出先を切り換える排出先切換え部１５と、印刷処理が完了した用紙Ｐを排出する排紙部１６とを備えている。

給紙部１２は、プリンタ本体１１内の下部に挿脱自在に装着された複数枚の用紙Ｐが貯留可能な用紙カセット１２１と、用紙Ｐを手差しで給紙するときに用いられる手差しトレイ１２２とを備えている。また、用紙カセット１２１の前側上方位置にはピックアップローラ１２３が設けられ、このピックアップローラ１２３の駆動によって用紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐが１枚ずつ繰り出されて画像形成部１３へ向けて送り出される。

画像形成部１３は、感光体ドラム１３１と、帯電ローラ１３２と、露光装置１３３と、回転式現像装置２０と、トナーコンテナ１３４と、転写ベルト１３５と、一次転写ローラ１３６と、二次転写ローラ１３７と、ドラムクリーニング装置３０と、ベルトクリーニング装置１３９とを備えている。なお、感光体ドラム１３１は、本発明の「感光体」の一例であり、ドラムクリーニング装置３０は、本発明の「クリーニング装置」の一例である。

感光体ドラム１３１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ってトナー像が形成されるものであり、左右方向（図１の紙面に直交する方向）に延びる軸心回りに回転可能とされている。この感光体ドラム１３１は、図１において反時計方向へ向けて回転されつつ対応した後述の現像器２２から現像剤としてのトナーの供給を受けるようになっている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の外添剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。なお、現像剤としては、トナーのみからなる１成分系のもの以外に、トナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものも用いることができる。

帯電ローラ１３２は、感光体ドラム１３１の周面に当接して帯電処理を施すことにより同周面に一様な電荷を形成させるものである。また、帯電ローラ１３２の上方には、帯電ローラ１３２の表面を清浄化するためのクリーニングローラ１３２ａ（図２参照）が設けられている。

露光装置１３３は、帯電ローラ１３２により一様な電荷の付与された感光体ドラム１３１の周面に画像情報に基づくレーザー光を照射することにより同周面に静電潜像を形成させるものである。

回転式現像装置２０は、露光装置１３３により静電潜像の形成された感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給することにより同周面にトナー像を形成させるものである。この回転式現像装置２０は、側面視（図１の紙面に直交する方向からみた状態）で円形に形成された回転枠体２１と、この回転枠体２１に周方向で等ピッチに装着された４つの現像器２２とを備えている。

回転枠体２１は、感光体ドラム１３１の後方位置で当該感光体ドラム１３１の軸心と平行に配設された枠体軸２１１回りに回転可能に軸支されている。また、現像器２２は、ブラックトナーが充填されるブラック用現像器２２Ｋと、シアントナーが充填されるシアン用現像器２２Ｃと、マゼンタトナーが充填されるマゼンタ用現像器２２Ｍと、イエロートナーが充填されるイエロー用現像器２２Ｙとの４種類が採用されている。

そして、感光体ドラム１３１の周面にイエロートナーでトナー像を形成させるときは、回転枠体２１の枠体軸２１１回りの回転によってイエロー用現像器２２Ｙが感光体ドラム１３１と対向する位置に設定され、この状態で感光体ドラム１３１がドラム心回りに回転することによりその周面にイエローのトナー像が形成されていくようになされている。このイエローのトナー像は、周回している転写ベルト１３５に直ちに転写される。

感光体ドラム１３１の周面にマゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像を形成させるときもイエローのときと同様であり、対象の色のトナーの充填された現像器２２が感光体ドラム１３１の周面と対向される。転写ベルト１３５への転写処理によりトナー像が消滅した感光体ドラム１３１の周面には次の色のトナー像が順次転写されていくことになる。

そして、転写ベルト１３５の周回と感光体ドラム１３１のトナー像形成動作とを適正に同期させることにより、転写ベルト１３５の表面には、各色のトナーが塗り重ねられたカラー画像が形成される。このカラー画像が給紙部１２から給紙された用紙Ｐに二次転写ローラ１３７の作用で転写されることにより用紙Ｐに対しカラー印刷が行われる。

トナーコンテナ１３４は、回転式現像装置２０にトナーを供給するものである。このトナーコンテナ１３４は、回転式現像装置２０のブラック用現像器２２Ｋ、シアン用現像器２２Ｃ、マゼンタ用現像器２２Ｍおよびイエロー用現像器２２Ｙに対してそれぞれ各カラーのトナーを補給するべく当該各カラーのトナーを貯留するものである。

転写ベルト１３５は、感光体ドラム１３１の周面に形成されたトナー像が転写されるものである。この転写ベルト１３５は、一次転写ローラ１３６と、この一次転写ローラ１３６の若干後方位置に設けられたアイドルローラ１３５ｃと、このアイドルローラ１３５ｃの下方に設けられた図略の駆動モータの駆動で駆動回転する駆動ローラ１３５ａと、感光体ドラム１３１の下方の前方位置で駆動ローラ１３５ａと対向配置された従動ローラ１３５ｂとに掛け回されている。

一次転写ローラ１３６は、感光体ドラム１３１上のトナー像を静電的に引き剥がして転写ベルト１３５の表面に転写させるものである。

二次転写ローラ１３７は、駆動ローラ１３５ａの直下位置で転写ベルト１３５を介して当該駆動ローラ１３５ａと対向配置されており、転写ベルト１３５上のトナー像を静電的に引き剥がして給紙部１２から送り込まれた用紙Ｐに転写させるものである。

ドラムクリーニング装置３０は、転写ベルト１３５へ転写後の感光体ドラム１３１の周面を清浄化処理するものである。

ベルトクリーニング装置１３９は、用紙Ｐに対する転写処理後の転写ベルト１３５の表面に清浄化処理を施すものである。

定着部１４は、画像形成部１３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、ハロゲンランプ等の通電発熱体により加熱される定着ローラ１４１と、下部でこの定着ローラ１４１に対向配置され、周面が定着ローラ１４１の周面に押圧当接される加圧ローラ１４２とを備えている。

そして、画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐは、転写ベルト１３５と二次転写ローラ１３７とに挟持された状態で転写ベルト１３５の周回に誘導されて定着部１４に導入され、定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２との間を通過するときの加熱によりトナー像が当該用紙Ｐに定着処理される。

定着処理後の用紙Ｐは、第１排出ローラ対１４３の駆動により排紙搬送路１０１へ導出され、第２排出ローラ対１０２の駆動で排紙搬送路１０１を上昇させられ、排紙口１６２を通ってプリンタ本体１１の頂部に設けられた排紙トレイ１６１へ排出される。

排出先切換え部１５は、用紙Ｐに対して両面印刷を施す場合に利用されるものであり、排紙搬送路１０１の下端部に第１排出ローラ対１４３の下方のものと周面同士が互いに当接するように対向配置された返送ローラ１５１と、この返送ローラ１５１の下部から定着部１４の下を通って二次転写ローラ１３７の上流側（図１に前方側）へ延びた返送搬送路１５２とを備えている。そして、片面の定着処理が完了して定着部１４から一旦排紙搬送路１０１へ送り出された用紙Ｐは、排出先切換え部１５によって表裏逆転させた状態で再度画像形成部１３へ返送される。

次に、図２および図３を参照して、上記ドラムクリーニング装置３０の構成および作用について説明する。

本実施形態のドラムクリーニング装置３０は、図２に示すように、摺擦ローラ３１と、クリーニングブレード３２と、第１スクレーパ３３と、トナー搬送部材３４と、第２スクレーパ３５と、これらを支持するハウジング３６とを有している。なお、摺擦ローラ３１は、本発明の「研磨部材」の一例であり、第２スクレーパ３５は、本発明の「掻取り部材」の一例である。

摺擦ローラ３１は、感光体ドラム１３１の前方位置で当該感光体ドラム１３１の軸心と平行に、かつ、略同一高さレベルで配設されたローラ軸３１１回りに回転可能に構成されている。また、摺擦ローラ３１は、感光体ドラム１３１に接触してニップ部Ｎを形成しており、当該ニップ部Ｎにおいてその周面が感光体ドラム１３１の周面と同一方向に移動するように回転することで、感光体ドラム１３１表面の放電生成物およびトナーを除去して感光体ドラム１３１を研磨する機能を有している。従って、感光体ドラム１３１表面のトナー４０の大半は、ニップ部Ｎを通過後、摺擦ローラ３１の表面に付着して搬送されるようになっている。

クリーニングブレード３２は、ブレード取付け部材３７によってハウジング３６に取り付けられており、感光体ドラム１３１の前側上方位置に配設されている。このクリーニングブレード３２は、エッジ３２１が下端となる姿勢で、感光体ドラム１３１の摺擦ローラ３１とのニップ部Ｎの直下流位置に、感光体ドラム１３１の回転方向に逆らう方向（本実施形態では上方）から接触しており、感光体ドラム１３１表面に残留するトナーを除去する機能を有している。

第１スクレーパ３３は、スクレーパ取付け部材３８によってハウジング３６に取り付けられる金属製の板材であり、摺擦ローラ３１の前方位置に配設されている。この第１スクレーパ３３は、摺擦ローラ３１の感光体ドラム１３１とのニップ部Ｎの略反対位置に、当該摺擦ローラ３１の回転方向に逆らう方向（下方）から接触しており、摺擦ローラ３１の表面に付着したトナー４０を掻き取って摺擦ローラ３１表面のトナー量を規制するとともに、その掻き取ったトナー４０をトナー搬送部材３４に移動させるように構成されている。

トナー搬送部材３４は、スクレーパ３３のさらに前方位置に配設されている。このトナー搬送部材３４は、その延在方向である左右両端をハウジング３６に支持された状態でハウジング３６内部の前下位置に回転可能に設けられている。

第２スクレーパ３５は、スクレーパ取付け部材３９によってハウジング３６に取り付けられる金属製の板材であり、摺擦ローラ３１の略上方位置に配設されている。この第２スクレーパ３５は、クリーニングブレード３２と側面視で略Ｖ字を形成するように、摺擦ローラ３１の感光体ドラム１３１とのニップ部Ｎの直下流位置で、かつ、摺擦ローラ３１の軸心を含む垂直面Ｓよりも感光体ドラム１３１側の位置に、摺擦ローラ３１の回転方向に逆らう方向（前方斜め上方）から接触している。そして、第２スクレーパ３５は、摺擦ローラ３１の表面に付着したトナー４０を掻き取るとともに、その掻き取ったトナーをある程度堰き止めるように構成されている。

なお、上記した摺擦ローラ３１による感光体ドラム１３１の研磨は、詳細には、両者のニップ部Ｎに介在するトナー４０によってなされる。このため、ニップ部Ｎ通過後の摺擦ローラ３１表面のトナーを上記スクレーパ３３，３５で掻き取ることによって、高い研磨性を得にくくなった古いトナーを取り除き、研磨性に優れた新しいトナーが摺擦ローラ３１表面に配される状態にしている。

そして、このように構成されたドラムクリーニング装置３０では、図３に示すように、感光体ドラム１３１表面のトナー４０の大半が、ニップ部Ｎを通過後、摺擦ローラ３１の表面に付着して搬送されるが、摺擦ローラ３１の感光体ドラム１３１とのニップ部Ｎの直下流位置に摺擦ローラ３１の回転方向に逆らう方向から接触するように配設した第２スクレーパ３５によって、摺擦ローラ３１表面のトナーが掻き取られ、その掻き取られたトナー４０が、感光体ドラム１３１と摺擦ローラ３１とのニップ部Ｎの出口から拡がる領域Ｅに適度に溜まるようになっている。

本実施形態では、上記のように、摺擦ローラ３１の感光体ドラム１３１とのニップ部Ｎの直下流位置に摺擦ローラ３１の回転方向に逆らう方向から接触する第２スクレーパ３５を設けることによって、第２スクレーパ３５によって摺擦ローラ３１から掻き取られたトナーが、感光体ドラム１３１と摺擦ローラ３１とのニップ部Ｎ出口から拡がる領域Ｅに適度に溜まるようになるので、クリーニングブレード３２のエッジ３２１に到達するトナーの量を意図的に増やすことができる。これにより、クリーニングブレード３２のエッジ３２１付近では、トナーの入れ替わりが頻繁に行われるようになるので、トナーからの外添剤の脱離が起こり難くなる。従って、例えばトナーから脱離した外添剤がクリーニングブレード３２をすり抜けて下流側の帯電ローラ１３２に付着することに起因する帯電ローラ１３２の汚染を未然に防ぐことができるので、感光体ドラム１３１の帯電不良を防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、クリーニングブレード３２のエッジ３２１に常に十分な量のトナーが供給されるので、エッジ３２１付近ではトナーが潤滑剤として十分に機能し、これによってクリーニングブレード３２と感光体ドラム１３１との間の摩擦係数が上昇し過ぎるのを抑えることができる。その結果、クリーニングブレード３２に過剰な負荷が係るのが抑えられるので、クリーニングブレード３２の破損を防ぐことができる。

また、本実施形態のように感光体ドラム１３１、摺擦ローラ３１およびクリーニングブレード３２等が配置されたプリンタ１０において、摺擦ローラ３１の感光体ドラム１３１とのニップ部Ｎの直下流位置に摺擦ローラ３１の回転方向に逆らう方向から接触する第２スクレーパ３５を設ければ、感光体ドラム１３１と摺擦ローラ３１とのニップ部Ｎ出口から拡がる領域Ｅに、より容易にトナーを溜めることができるようになる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

上記の実施形態においては、ドラムクリーニング装置３０が適用される画像形成装置としてプリンタ１０を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、複写機であってもよいし、ファクシミリ装置であってもよい。

また、感光体、研磨部材およびクリーニングブレード等が、上記実施形態のプリンタ１０とは異なる態様で配置されている画像形成装置にも、本発明を適用可能である。

本発明の一実施形態によるドラムクリーニング装置を備えたプリンタの全体構成を示した断面側面図である。 ドラムクリーニング装置周辺の要部構成を示した断面側面図である。 図２に示したドラムクリーニング装置によるクリーニング動作を説明するための側面図である。 従来のドラムクリーニング装置によるクリーニング動作を説明するための側面図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
３０ ドラムクリーニング装置（クリーニング装置）
３１ 摺擦ローラ（研磨部材）
３２ クリーニングブレード
３５ 第２スクレーパ（掻取り部材）
４０ トナー
１３１ 感光体ドラム（感光体）
Ｎ ニップ部
Ｓ 垂直面

Claims (2)

1. 像担持体としての感光体に接触した状態で回転して、感光体表面の放電生成物および現像剤を除去する研磨部材と、感光体の研磨部材とのニップ部の直下流位置且つ上方位置に感光体の回転方向に逆らう方向から接触して、感光体表面の現像剤を除去するクリーニングブレードとを備えた画像形成装置のクリーニング装置において、
   前記研磨部材の感光体とのニップ部の直下流位置に研磨部材の回転方向に逆らう方向から接触して、研磨部材表面の現像剤を掻き取る掻取り部材を設け、
   前記掻取り部材は、前記ニップ部の出口から拡がる領域において、前記領域の上方が開放されるとともに、前記研磨部材から掻き取られたトナーの溜りを形成してその溜りのトナーが前記クリーニングブレードのエッジに到達できるように、前記クリーニングブレードと当該掻取り部材とで側面視で略Ｖ字を形成するように配設されていることを特徴とする画像形成装置のクリーニング装置。
2. 前記研磨部材は、感光体と略同一高さに設けられる摺擦ローラであり、
   前記掻取り部材は、摺擦ローラの軸心を含む垂直面よりも感光体側で摺擦ローラに接触し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のクリーニング装置。

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