JP5870058B2 - 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、及びこのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置は、感光体ドラム等の像担持体の表面にトナー像を形成し、このトナー像を中間転写体又は紙等の記録媒体に転写するように構成されていて、トナー像の転写後に像担持体を清掃するためにクリーニング装置を備えている。

例えば、図３に示されるように、クリーニング装置１００は、像担持体１０１の表面を研磨及び清掃するためのクリーニングローラー１０２をクリーニングケース１０３内に設けている。また、クリーニング装置１００は、像担持体１０１の表面に残留した廃トナーを掻き取るためのクリーニングブレード１０４と、廃トナーを回収するためのトナー回収スクリュー１０５とを備えている。

更に、クリーニング装置１００は、クリーニングローラー１０２に付着した廃トナーを掻き取ってトナー回収スクリュー１０５側に落とすためのスクレーパー１０６と、スクレーパー１０６を支持するためのスクレーパーホルダー１０７と、クリーニングケース１０３から外部への廃トナーの漏れを防止するためのトナー漏れ防止シート１０８とを備えている。トナー漏れ防止シート１０８は、可撓性を有し、クリーニングケース１０３の下側縁部から像担持体１０１へと延在していて、像担持体１０１の表面に当接して設けられる。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、クリーニングケースとしてのクリーニング容器からのトナー漏れを防止するために、クリーニングローラーとしての摺擦ローラーの感光体ドラム側下部に、トナー漏れ防止シートとしてのシールドシートを設けている。このシールドシートの先端部分は、感光体ドラムの表面に弱い力で接触している。

特開２００５−１５６７０６号公報

しかしながら、クリーニングローラー１０２の線速が速まるに連れて、クリーニングローラー１０２上に残った廃トナーが遠心力で飛び散り、クリーニングローラー１０２の回転方向においてスクレーパー１０６よりも上流に入り込むことがある。このような廃トナーは、スクレーパー１０６とトナー漏れ防止シート１０８との間の空間でスクレーパーホルダー１０７上に蓄積される。そして、この空間が廃トナーで満たされると、廃トナーがトナー漏れ防止シート１０８を押圧し、トナー漏れ防止シート１０８が可撓性を有するために、トナー漏れ防止シート１０８で像担持体１０１を押し当てる力が強まることになる。

一方、記録媒体である紙に直接転写する場合、この紙に接する像担持体１０１に紙粉が付着することがある。また、中間転写体を介して転写する場合には、記録媒体である紙に接する中間転写体を経由して像担持体１０１に紙粉が付着することがある。上記のように、トナー漏れ防止シート１０８が像担持体１０１を強い力で押し当てていると、像担持体１０１に付着した紙粉が、トナー漏れ防止シート１０８と像担持体１０１との間を円滑に通過できずに引っ掛かる懸念がある。このように引っ掛かった紙粉は、トナー漏れ防止シート１０８と像担持体１０１との間に隙間を生じさせ、この隙間を通じてクリーニングケース１０３内の廃トナーが外部へと漏れ出し、転写前の像担持体１０１や、中間転写体又は記録媒体の上に落下することで画像を汚す不具合が発生してしまう。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、クリーニング装置で廃トナーの漏れを確実に防止すると共に廃トナーを効率良く回収することを目的とする。

本発明のクリーニング装置は、像担持体の表面に接触しつつ回転するように装置本体内に取り付けられたクリーニングローラーと、該クリーニングローラーの表面に付着した廃トナーを掻き取るためのスクレーパーと、前記クリーニングローラーの回転方向において前記スクレーパーよりも下流側に配置され、前記装置本体からの前記廃トナーの漏れを防止するように前記像担持体に当接したトナー漏れ防止部材と、前記クリーニングローラーの回転方向において前記スクレーパーよりも下流側で且つ前記トナー漏れ防止部材よりも上流側に配置され、前記クリーニングローラーに当接しつつ前記クリーニングローラーと順方向に回転するように設けられたトナー再供給ローラーと、を備えることを特徴とする。

このような構成を採用することで、廃トナーは、スクレーパーよりも下流側に入り込んでも、再供給トナーとしてトナー再供給ローラーによってクリーニングローラーに付着させて取り出される。そのため、スクレーパーとトナー漏れ防止部材との間の空間が廃トナーで満杯にされることがなくなり、廃トナーがトナー漏れ防止部材を圧迫しないため、トナー漏れ防止部材が像担持体側に過度に押圧されることもない。従って、像担持体に紙粉が付着していても、紙粉が像担持体とトナー漏れ防止部材との間に引っ掛かることがなくなり、像担持体とトナー漏れ防止部材との間に隙間が生じなくなる。これにより、装置本体からの廃トナーの漏れを確実に防止することができ、更に、廃トナーを効率良く回収することが可能となる。

前記トナー再供給ローラーは、金属材料からなる軸を有し、該軸の周りに弾性層を設けて形成されても良い。

このような構成を採用することで、弾性層によって、再供給トナーを流したり、引き上げたりする能力が高くなっている。

前記トナー再供給ローラーは、金属材料からなる金属ローラーであっても良い。

このような構成を採用することで、トナー再供給ローラーの強度をより高めることができ、再供給ローラーの撓みを小さくすることにより、トナーの再供給ムラを防止することができる。

前記トナー再供給ローラーは、前記クリーニングローラーに従動して回転していても良い。

このような構成を採用することで、簡単な構成によってトナー再供給ローラーをクリーニングローラーと順方向に回転させることができる。

前記トナー漏れ防止部材及び前記トナー再供給ローラーは、前記トナー漏れ防止部材の先端から延びる前記トナー再供給ローラーの下側外周面の接線と水平線との角度が、トナーの安息角よりも大きくなるように配置されている方が良い。

このような構成を採用することで、再供給トナーがトナー漏れ防止部材に沿って満杯になることがなく、従って、再供給トナーがトナー漏れ防止部材を超えて漏れる恐れがなくなり、更に、再供給トナーでトナー漏れ防止部材を像担持体側に向けて押し当てる力を抑制することができる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかのクリーニング装置を備えていることを特徴とする。

前記画像形成装置は、前記像担持体としてアモルファスシリコンからなる感光体ドラムを備えていても良い。

本発明によれば、クリーニング装置で廃トナーの漏れを確実に防止すると共に廃トナーを効率良く回収する。

本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて画像形成部を示す断面図である。 従来技術に係るプリンターにおいて画像形成部を示す断面図である。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面左側を、プリンター１の正面側（前側）とする。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２の下部には用紙（図示せず）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられる。また、排紙トレイ４の前方には上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナー容器としてのトナーコンテナ６が収納される。

プリンター本体２の上部には、排紙トレイ４の下方にレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）を有する露光器７が配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられる。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム（像担持体）１０が回転可能に設けられ、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４と、除電ランプ１５とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置される。感光体ドラム１０は、例えばアモルファスシリコン等で構成される。なお、画像形成部８の詳細は後述する。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１６が設けられる。搬送経路１６において、上流端には給紙部１７が設けられ、中流部には感光体ドラム１０と転写ローラー１３とで構成される転写部１８が設けられ、下流部には定着装置１９が設けられ、下流端には排紙部２０が設けられる。また、搬送経路１６の下方には、両面印刷用の反転経路２１が設けられる。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、帯電器１１の印加電圧設定や定着装置１９の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１７によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１８へと搬送され、転写部１８において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１６を下流側へと搬送されて定着装置１９に進入し、この定着装置１９において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部２０から排紙トレイ４に排出される。

次に、図２を参照しながら、画像形成部８について詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて画像形成部を示す断面図である。画像形成部８は、上述したように、感光体ドラム１０と、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４と、除電ランプ１５とを備える。

帯電器１１は、箱型形状の帯電器本体２３を備えている。帯電器本体２３内には、感光体ドラム１０の表面に接触する帯電ローラー２４と、この帯電ローラー２４と接触して帯電ローラー２４の表面の付着物を除去する帯電クリーニングブラシ等の除去ローラー２５とが回転可能に支持されている。

現像器１２は、箱型形状の現像器本体２６を備えている。現像器本体２６の内部中央には上下方向に延びる隔壁２７が設けられ、隔壁２７の前方と後方にはそれぞれ攪拌部材２８、２９が収納されている。攪拌部材２８、２９は、現像器本体２６に回転可能に支持されている。現像器本体２６の内部には、後側の攪拌部材２９の後方に、現像ローラー３０が収納されている。現像ローラー３０は、現像器本体２６に回転可能に支持されていて、感光体ドラム１０の表面と所定の間隙を設けて支持されている。また、現像器本体２６の上部には、トナーコンテナ６からトナー供給を受けるための補給口（図示せず）が備えられ、攪拌部材２８、２９は、回転することによって、トナーコンテナ６から供給されたトナーを撹拌しつつ現像ローラー３０へと搬送している。

現像器本体２６の上方縁部には、現像ローラー３０へと延在した規制ブレード３１が取り付けられる。この規制ブレード３１は、現像ローラー３０に近接していて、現像ローラー３０の保持するトナー量を規制すると共に、現像器本体２６内から外部へのトナーの飛散を防止している。

転写ローラー１３は、プリンター本体２内に回転可能に支持され、また、感光体ドラム１０に当接していて、感光体ドラム１０と転写ローラー１３との間に転写部１８のニップが形成される。

クリーニング装置１４は、箱型形状のクリーニングケース（装置本体）３２を備えている。クリーニングケース３２内には、感光体ドラム１０の表面に接触するクリーニングローラー３３と、廃トナーを回収するためのトナー回収スクリュー３４とが回転可能に支持されている。クリーニングローラー３３は、感光体ドラム１０に残留した廃トナーを研磨剤として利用して感光体ドラム１０の表面を研磨及び清掃する。

また、クリーニングケース３２の上側縁部には、感光体ドラム１０の表面に接触するクリーニングブレード３５が取り付けられる。このクリーニングブレード３５は、感光体ドラム１０の表面に残留した廃トナーを掻き取ると共に、クリーニングケース３２内から外部への廃トナーの飛散を防止している。

更に、クリーニングケース３２の下側縁部には、スクレーパーホルダー３６がクリーニングローラー３３の下方に配置されるように取り付けられ、スクレーパーホルダー３６の後端には、クリーニングローラー３３の後下部へと延在したスクレーパー３７が取り付けられる。スクレーパー３７は、クリーニングローラー３３に接触していて、クリーニングローラー３３に付着したトナーを掻き取ってトナー回収スクリュー３４側へと落とすように構成される。スクレーパーホルダー３６は、トナー回収スクリュー３４側へと落ちなかった廃トナーを受け取る。

スクレーパーホルダー３６の前端には、感光体ドラム１０へと延在したトナー漏れ防止シート（トナー漏れ防止部材）３８が、クリーニングローラー３３の回転方向において感光体ドラム１０との接触位置よりも上流側に取り付けられる。トナー漏れ防止シート３８は、可撓性を有し、先端が感光体ドラム１０に当接していて、廃トナーがクリーニングケース３２から外部へと漏れることを防止している。

また、スクレーパーホルダー３６の上方で且つクリーニングローラー３３の下方には、トナー再供給ローラー３９が設けられている。トナー再供給ローラー３９は、クリーニングローラー３３の回転方向においてスクレーパー３７との接触位置よりも下流側で且つ感光体ドラム１０との接触位置よりも上流側に配置され、クリーニングケース３２内で回転可能に支持されている。トナー再供給ローラー３９は、クリーニングローラー３３に当接していて、クリーニングローラー３３の回転に応じて従動する。トナー再供給ローラー３９の表面は、スクレーパー３７とトナー漏れ防止シート３８との間の空間、即ちスクレーパーホルダー３６上に蓄積された廃トナーを付帯しつつ、クリーニングローラー３３に付着させるように構成される。例えば、トナー再供給ローラー３９は、金属材料からなる軸を備え、ウレタンスポンジ等の弾性層を軸の周りに設けて構成される。

なお、トナー漏れ防止シート３８及びトナー再供給ローラー３９は、トナー漏れ防止シート３８の先端から延びるトナー再供給ローラー３９の下側外周面の接線Ａと水平線との角度αが、トナーの安息角βよりも大きくなるように配置されている。

次に、このような構成を備えた画像形成部８のクリーニング装置１４による感光体ドラム１０の清掃動作について説明する。

先ず、クリーニングローラー３３が、感光体ドラム１０に接触しつつ感光体ドラム１０と順方向に回転し、感光体ドラム１０の表面に残留した廃トナーを研磨剤として利用して感光体ドラム１０の表面を均一に研磨する。

感光体ドラム１０の表面における廃トナーは、クリーニングブレード３５によって掻き取られてクリーニングケース３２内に落とされ、更に、クリーニングローラー３３上をクリーニングローラー３３の回転によって移動する。

クリーニングローラー３３上の廃トナーは、スクレーパー３７によって掻き取られると大部分がトナー回収スクリュー３４へと落とされるが、一部は研磨剤としてクリーニングローラー３３上に残される。しかし、残された廃トナーの一部分がスクレーパー３７よりも下流でクリーニングローラー３３から飛び散る。即ち、一部の廃トナー（以下、再供給トナーと称する）が、クリーニングローラー３３の下方のスクレーパーホルダー３６上に蓄積されることとなる。

スクレーパーホルダー３６上に蓄積された再供給トナーは、トナー再供給ローラー３９がクリーニングローラー３３に従動して順方向に回転しているため、トナー再供給ローラー３９の回転によって、トナー漏れ防止シート３８から離れる方向に流されると共に引き上げられ、クリーニングローラー３３に付着する。

クリーニングローラー３３に付着した再供給トナーは、クリーニングローラー３３の回転によって感光体ドラム１０へと移動する。再供給トナーは、感光体ドラム１０を研磨する研磨剤として利用され、その後、クリーニングブレード３５によって掻き取られ、トナー回収スクリュー３４によって回収されることとなる。

本実施形態では上述のように、クリーニング装置１４がクリーニングローラー３３の回転方向においてスクレーパー３７よりも下流側で且つ感光体ドラム１０よりも上流側にトナー再供給ローラー３９を備えている。これにより、廃トナーは、スクレーパー３７よりも下流側に入り込んでも、トナー再供給ローラー３９によって再供給トナーとしてクリーニングローラー３３に付着させて取り出される。そのため、スクレーパー３７とトナー漏れ防止シート３８との間の空間が廃トナーで満杯にされることがなくなる。そして、廃トナーがトナー漏れ防止シート３８を圧迫しないため、トナー漏れ防止シート３８が感光体ドラム１０側に過度に押圧されることもない。従って、感光体ドラム１０に紙粉が付着していても、紙粉が感光体ドラム１０とトナー漏れ防止シート３８との間に引っ掛かることがなくなり、感光体ドラム１０とトナー漏れ防止シート３８との間に隙間が生じなくなる。これにより、クリーニングケース３２からの廃トナーの漏れを確実に防止することができ、更に、廃トナーを効率良く回収することが可能となる。

特に、再供給トナーは、トナー再供給ローラー３９の回転によって引き上げられるため、トナー漏れ防止シート３８の先端から延びるトナー再供給ローラー３９の下側外周面の接線Ａよりも高く蓄積されることはない。即ち、再供給トナーはトナーの安息角βを超えて蓄積されることがない。これにより、再供給トナーがトナー漏れ防止シート３８に沿って満杯になることがない。従って、再供給トナーがトナー漏れ防止シート３８を超えて漏れる恐れがなくなる。更に、再供給トナーでトナー漏れ防止シート３８を感光体ドラム１０側に向けて押し当てる力を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、トナー再供給ローラー３９は、弾性層を備えているため、再供給トナーを流したり、引き上げたりする能力が高くなっている。本実施形態では、トナー再供給ローラー３９を金属材料の軸の周りに弾性層を設ける構成を説明したが、トナー再供給ローラー３９はこの構成に限定されない。例えば、トナー再供給ローラー３９は、ＳＵＳ等の金属材料からなる金属ローラーで構成されてよく、これにより強度をより高めることができる。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に本発明の構成を適用してもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
１０ 感光体ドラム
１４ クリーニング装置
３２ クリーニングケース
３３ クリーニングローラー
３７ スクレーパー
３８ トナー漏れ防止シート（トナー漏れ防止部材）
３９ トナー再供給ローラー

Claims (6)

1. 像担持体の表面に接触しつつ回転するように装置本体内に取り付けられ廃トナーの一部を研磨剤として利用して前記像担持体の表面を均一に研磨するクリーニングローラーと、
   廃トナーを回収するトナー回収スクリューと、
   前記クリーニングローラーの回転方向において前記トナー回収スクリューよりも下流側に配置され、前記クリーニングローラーの表面に付着した廃トナーを掻き取って前記トナー回収スクリュー側へと落とすように構成されたスクレーパーと、
   前記クリーニングローラーの回転方向において前記スクレーパーよりも下流側で前記クリーニングローラーの下方に配置され、前記トナー回収スクリュー側へと落ちなかった廃トナーを受け取るスクレーパーホルダーと、
   前記クリーニングローラーの回転方向において前記スクレーパーよりも下流側に配置され、前記装置本体からの前記廃トナーの漏れを防止するように前記像担持体に当接したトナー漏れ防止部材と、
   前記クリーニングローラーの回転方向において前記スクレーパーよりも下流側で且つ前記トナー漏れ防止部材よりも上流側で、前記スクレーパーホルダーの上方で且つ前記クリーニングローラーの下方に配置され、前記クリーニングローラーに当接しつつ前記クリーニングローラーと順方向に回転するように設けられ、前記スクレーパーホルダー上に蓄積された廃トナーを付帯しつつ、前記クリーニングローラーに付着させるように構成されたトナー再供給ローラーと、
   を備え、
   前記トナー漏れ防止部材及び前記トナー再供給ローラーは、前記トナー漏れ防止部材の先端から延びる前記トナー再供給ローラーの下側外周面の接線と水平線との角度が、トナーの安息角よりも大きくなるように配置されていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記トナー再供給ローラーは、金属材料からなる軸を有し、該軸の周りに弾性層を設けて形成されることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記トナー再供給ローラーは、金属材料からなる金属ローラーであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
4. 前記トナー再供給ローラーは、前記クリーニングローラーに従動して回転することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記像担持体としてアモルファスシリコンからなる感光体ドラムを備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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