JP6062053B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを用いて像担持体の表面を研磨する研磨ローラーを備える画像形成装置に関する。

複写機のような電子写真方式の画像形成装置では、画像形成の過程において感光体ドラムなどの像担持体が帯電装置により帯電される。ところで、この種の画像形成装置では、帯電装置による像担持体の帯電の際に生じる放電により放電生成物が生成されて像担持体の表面に付着し、画像流れなどの不具合が生じる場合がある。これに対し、研磨剤が外添されたトナーを研磨ローラーの表面に付着させて像担持体の表面を研磨することで、像担持体の表面に付着した放電生成物を除去する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。より具体的に、像担持体の表面から除去されたトナーは、研磨ローラーの外周面との間に所定の間隙を設けて配置されたガイド部材によって導かれる。これにより、研磨ローラーとガイド部材との間を通過するトナーが研磨ローラーの表面に付着する。一方、研磨ローラーの表面に付着しなかったトナーは、研磨ローラーの回転方向におけるガイド部材の終端から排出される。

特開２００９−２６５３１４号公報

ところで、上記構成において、ガイド部材の終端まで導かれたトナーは、ガイド部材の終端から落下経路に沿って落下する。このとき、落下経路の幅が狭ければ、その落下経路を形成する壁面にトナーが堆積してトナー詰まりが生じやすくなる。一方、トナーの堆積を抑制するために落下経路の幅を広くすると、ハウジングのサイズが大きくなるという問題が生じる。

本発明の目的は、研磨ローラーの外周面との間に所定の間隙を設けて配置されたガイド部材の終端から排出されるトナーが詰まる可能性を低減すると共にハウジングの小型化を図ることのできる画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、クリーニング部と、研磨ローラーと、ガイド部と、開口部と、ハウジングとを備える。前記クリーニング部は、像担持体表面に付着したトナーを除去する。前記研磨ローラーは、前記像担持体に接触しながら回転可能である。前記ガイド部は、前記研磨ローラーの外周面との間に予め定められた幅の間隙を介して配置され、前記クリーニング部で除去された前記トナーを前記研磨ローラーの外周面の下方を経由して導く。前記開口部は、前記ガイド部における前記研磨ローラーの外周面の下方の位置に形成され、予め定められたサイズを有する。前記ハウジングは、前記研磨ローラーの回転方向における前記ガイド部の終端との間に前記終端から前記トナーを落下させる落下経路を形成する壁面を有し、前記クリーニング部及び前記研磨ローラーを収納する。

本発明によれば、研磨ローラーの外周面との間に所定の間隙を設けて配置されたガイド部材の終端から排出されるトナーが詰まる可能性を低減すると共にハウジングの小型化を図ることが可能になる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置のクリーニング装置の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置のガイド部の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置のガイド部により導かれるトナーの移動経路を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置のガイド部の他の例を示す図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、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。

［画像形成装置１０の概略構成］
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成について説明する。図１に示すように、前記画像形成装置１０は、ＡＤＦ１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、制御部５、及び操作表示部６を備える。また、本発明は、プリンター装置、ファクシミリー装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用可能である。

そして、前記ＡＤＦ１では、搬送ローラー各々が不図示のモーターで駆動されることにより、原稿セット部に載置された原稿が前記画像読取部２による画像データの読取位置を通過して前記排紙部まで搬送される。これにより、前記画像読取部２は、前記ＡＤＦ１により搬送される原稿から画像データを読み取ることが可能である。

前記画像読取部２は、原稿から画像データを読み取る画像読取部であり、不図示の原稿台、読取ユニット、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える。前記制御部５は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの制御機器を備える。前記操作表示部６は、前記制御部５からの制御指示に応じて各種の情報を表示する。

前記画像形成部３は、図１に示すように、複数の画像形成ユニット３１〜３４、露光装置（ＬＳＵ）３５、中間転写ベルト３６、二次転写ローラー３７、定着装置３８、及び排紙トレイ３９を備える。前記画像形成ユニット３１はＣ（シアン）、前記画像形成ユニット３２はＭ（マゼンダ）、前記画像形成ユニット３３はＹ（イエロー）、前記画像形成ユニット３４はＫ（ブラック）に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。前記画像形成ユニット３１は、感光体ドラム３１１、帯電装置３１２、現像装置３１３、一次転写ローラー３１４、及びクリーニング装置７を備える。また、前記画像形成ユニット３２〜３４各々も、前記画像形成ユニット３１と同様の構成を備える。そして、前記画像形成部３では、前記給紙部４から供給される用紙に以下の手順でカラー画像が形成され、画像形成後の用紙が前記排紙トレイ３９に排出される。ここに、前記感光体ドラム３１１が像担持体の一例である。

まず、前記画像形成ユニット３１において、前記帯電装置３１２によって前記感光体ドラム３１１が所定の電位に一様に帯電される。次に、前記露光装置３５により前記感光体ドラム３１１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、前記感光体ドラム３１１の表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。そして、前記感光体ドラム３１１上の静電潜像は前記現像装置３１３によってシアンのトナー像として現像（可視像化）される。なお、前記現像装置３１３には、前記画像形成部３に着脱可能なトナーコンテナ３１３Ａからシアンのトナー（現像剤）が補給される。続いて、前記感光体ドラム３１１に形成されたシアンのトナー像は前記一時転写ローラー３１４によって前記中間転写ベルト３６に転写される。なお、前記感光体ドラム３１１の表面に残存したトナーは前記クリーニング装置７で除去される。前記クリーニング装置７の詳細については後述する。

次に、前記画像形成ユニット３２〜３４においても、前記画像形成ユニット３１と同様の処理手順で、前記画像形成ユニット３２〜３４が備える感光体ドラム各々に各色のトナー像が形成されて、前記中間転写ベルト３６にシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの順に重ねて転写される。そして、前記中間転写ベルト３６に転写されたトナー像は、前記二次転写ローラー３７によって、前記給紙部４から供給される用紙に転写される。その後、トナー像が転写された前記用紙は、前記定着装置３８によりトナー像が溶融定着されることで画像が形成され、前記排紙トレイ３９に排出される。

ところで、前記画像形成装置１０のような画像形成装置において、前記帯電装置３１２による前記感光体ドラム３１１の帯電の際に生じる放電により放電生成物が生成されて前記感光体ドラム３１１の表面に付着し、画像流れなどの不具合が生じる場合がある。これに対して、研磨剤が外添されたトナーを研磨ローラーの表面に付着させて前記感光体ドラム３１１の表面を研磨することで、前記感光体ドラム３１１の表面に付着した放電生成物を除去する構成が知られている。より具体的に、前記感光体ドラム３１１の表面から除去されたトナーは、研磨ローラーの外周面との間に所定の間隙を設けて配置されたガイド部材によって導かれる。これにより、研磨ローラーとガイド部材との間を通過するトナーが研磨ローラーの表面に付着する。一方、研磨ローラーの表面に付着しなかったトナーは、研磨ローラーの回転方向におけるガイド部材の終端から排出される。

また、上記構成において、ガイド部材の終端まで導かれたトナーは、ガイド部材の終端から落下経路に沿って落下する。このとき、落下経路の幅が狭ければ、その落下経路を形成する壁面にトナーが堆積してトナー詰まりが生じやすくなる。一方、トナーの堆積を抑制するために落下経路の幅を広くすると、ハウジングのサイズが大きくなるという問題が生じる。これに対して、前記画像形成装置１０では、トナーが詰まる可能性が軽減されると共に、ハウジングの小型化が図られている。

以下、図２〜図４を参照しつつ、前記クリーニング装置７の構成について説明する。ここで、図２は前記クリーニング装置７の断面模式図である。また、図３はガイド部７３の斜視図である。また、図４は前記ガイド部７３によって導かれるトナーの移動経路を示す図であって、図中の太線矢印はトナーの移動経路を示すものである。なお、前記画像形成ユニット３１〜３４においてクリーニング装置７の構成は共通するため、前記画像形成ユニット３１の前記クリーニング装置７についてのみ説明を行う。

前記クリーニング装置７は、図２に示すように、クリーニング部７１、研磨ローラー７２、ガイド部７３、スクレーパー７４、ハウジング７５、開口部７６、及びトナー搬送部７７を含む。

前記クリーニング部７１は、前記感光体ドラム３１１表面に付着したトナーを除去する。例えば、前記クリーニング部７１は、ウレタンゴムによりブレード状に形成されたゴムブレードである。前記クリーニング部７１は、図２に示すように、一端側が前記ハウジング７５に固定されて、他端側の先端が前記感光体ドラム３１１の表面に当接している。これにより、前記感光体ドラム３１１及び前記クリーニング部７１の間にニップ部が形成され、前記感光体ドラム３１１の表面に付着したトナーが前記クリーニング部７１によって除去される。前記クリーニング部７１で除去されたトナーは、前記研磨ローラー７２の回転に伴って移動する。このとき、前記トナーは、前記ガイド部７３によって導かれる。

前記研磨ローラー７２は、図２に示すように、前記感光体ドラム３１１に接触した状態で回転可能である。また、前記研磨ローラー７２の表面には、前記クリーニング部７１で除去されたトナーが付着する。ここで、前記画像形成装置１０では、画像の形成に用いられるトナーに酸化チタンなどの研磨剤が外添されている。これにより、前記トナーが表面に付着した前記研磨ローラー７２は、前記感光体ドラム３１１の表面に接触しながら回転する際に、前記感光体ドラム３１１の表面に付着した放電生成物を除去する。例えば、前記研磨ローラー７２の表面は、トナーが付着し易いように、導電性発泡ＥＰＤＭなどの発泡ゴムで形成される。

前記ガイド部７３は、前記研磨ローラー７２の外周面との間に予め定められた幅の間隙を介して配置され、前記クリーニング部７１で除去されたトナーを前記研磨ローラー７２の外周面の下方を経由して導く。具体的に、前記ガイド部７３は、図３に示すように、取付け部７３１、トナー受け部７３２、及び曲面部７３３を有する。前記取付け部７３１は、前記ガイド部７３を前記ハウジング７５に取り付けるために用いられる。前記トナー受け部７３２は、前記クリーニング部７１で除去されたトナーを一次的に蓄積する。前記曲面部７３３は、前記トナー受け部７３２から前記研磨ローラー７２の外周面に沿って円弧状に形成されている。

そして、前記ガイド部７３では、図２に示すように、前記研磨ローラー７２の下方において、前記曲面部７３３と前記研磨ローラー７２の外周面との間に前記間隙が形成されている。例えば、前記間隙の幅は１ｍｍである。なお、前記間隙の幅は、前記ガイド部７３によって前記研磨ローラー７２の表面に形成されるトナー層の厚みを考慮して適宜調整されるものであってよい。

前記ガイド部７３では、図４に示すように、前記研磨ローラー７２の回転により、前記トナー受け部７３２に蓄積されたトナーが前記研磨ローラー７２の回転方向に沿って前記ガイド部７３の前記曲面部７３３の終端まで導かれる。このとき、前記ガイド部７３により導かれるトナーの一部は、前記曲面部７３３と前記研磨ローラー７２との間に形成される前記間隙を移動する際に、前記研磨ローラー７２の表面に付着する。また、前記研磨ローラー７２の表面に付着されずに前記曲面部７３３の終端まで導かれたトナーは、前記曲面部７３３の終端と前記ハウジング７５の壁面７５１との間に形成された隙間から前記トナー搬送部７７に向けて落下する。

前記スクレーパー７４は、図２に示すように、前記研磨ローラー７２の回転方向において前記ガイド部７３の下流側に配置され、前記研磨ローラー７２の表面に付着したトナーの層厚を制限する。例えば、前記スクレーパー７４は、ＳＵＳなどで形成された板金である。前記スクレーパー７４は、先端が前記研磨ローラー７２の表面に当接可能に配置されることで、前記ガイド部７３によって前記研磨ローラー７２の表面に形成されたトナー層の余分な厚みを削ぎ落とす。

前記ハウジング７５は、図２に示すように、前記クリーニング部７１及び前記研磨ローラー７２を収納する。また、前記ハウジング７５は、前記研磨ローラー７２の回転方向における前記ガイド部７３の終端との間に前記終端から前記トナーを落下させる落下経路７５２を形成する壁面７５１を有する。ここで、前記ハウジング７５の前記壁面７５１を前記ガイド部７３の前記曲面部７３３の終端に近づけて前記落下経路７５２を狭くすれば、前記ハウジング７５のサイズの小型化が可能である。その一方で、前記ハウジング７５の前記壁面７５１を前記ガイド部７３の前記曲面部７３３の終端に近づけた場合には、前記曲面部７３３の終端から落下するトナーが前記落下経路７５２上で詰まりやすくなる。

前記開口部７６は、前記ガイド部７３における前記研磨ローラー７２の外周面の下方の位置に予め定められたサイズで形成される。なお、図４に示されているように、前記開口部７６は、前記ガイド部７３における前記トナー受け部７３２と前記曲面部７３３との間に設けられている、前記ガイド部７３に前記開口部７６が形成されることで、図４に示すように、トナーの排出経路が分散され、前記曲面部７３３の終端から排出されるトナーの排出量が軽減される。これにより、前記落下経路７５２上に近接する前記ハウジング７５の前記壁面７５１におけるトナーの堆積が抑制されて、前記落下経路７５２上におけるトナーの詰まりの可能性が軽減される。また、前記落下経路７５２の幅を狭くすることができるため、前記ハウジング７５の小型化が可能である。なお、前記開口部７６のサイズは、前記曲面部７３３の終端から排出されるトナーの排出量と前記研磨ローラー７２の表面に形成されるトナー層の厚みとを考慮して、適宜設定されるものであってよい。

ここで、前記開口部７６は、図３に示すように、前記ガイド部７３の前記曲面部７３３において、前記研磨ローラー７２の軸方向に沿って予め定められた間隔で形成されている。これにより、前記研磨ローラー７２の軸方向において、前記研磨ローラー７２に付着するトナーの量に局所的なバラつきが生じることが抑制される。ここで、前記開口部７６のサイズを小さくする一方で、前記間隔を短く設定することにより、前記開口部７６で落下させるトナー量を確保しつつ前記研磨ローラー７２の軸方向におけるトナー量を均一化することが可能である。なお、前記間隔が短すぎる場合には、前記ガイド部７３の強度が不足することになるため、前記間隔は前記ガイド部７３の強度を考慮して適宜設定されることが望ましい。また、前記開口部７６で生じる前記研磨ローラー７２の軸方向でのトナー量のバラつきは、前記研磨ローラー７２の回転により徐々に均されるものと考えられる。そのため、前記開口部７６の前記サイズ及び前記間隔は、前記開口部７６の前記曲面部７３３における配置位置をも考慮して設定されることが望ましい。

なお、前記画像形成装置１０では、図４に示すように、前記研磨ローラー７２の回転方向における前記ガイド部７３の前記曲面部７３３の終端が、前記研磨ローラー７２の軸７２Ａより下側に位置している。そのため、前記曲面部７３３の終端が前記研磨ローラー７２の軸７２Ａと同じ高さに位置する場合と比較して、前記曲面部７３３の終端と前記ハウジング７５の前記壁面７５１との間の間隔が広がり、前記ハウジング７５の更なる小型化が可能である。ここで、前記曲面部７３３の終端の位置が低すぎる場合には、前記研磨ローラー７２の表面に形成されるトナー層の層厚が不足するおそれがある。そのため、前記曲面部７３３の終端の位置は、前記研磨ローラー７２の表面に形成されるトナー層の厚みを考慮して適宜設定されることが望ましい。また、前記開口部７６と前記曲面部７３３の終端までの距離が短くなりすぎると、前記ガイド部７３での前記研磨ローラー７２の軸方向でのトナー量のバラつきが十分に均されず、前記研磨ローラー７２の表面に形成されるトナー層の層厚が前記研磨ローラー７２の軸方向でバラつくおそれがある。そこで、前記研磨ローラー７２の軸方向でのトナー量のバラつきを均すための距離を確保する観点から、前記開口部７６の形成位置を前記トナー受け部７３２側にずらすことも考えられる。

前記トナー搬送部７７は、前記ハウジング７５に収容され、前記開口部７６及び前記落下経路７５２を介して落下するトナーを予め定められた排出先に搬送する。例えば、前記トナー搬送部７７は、前記研磨ローラー７２の軸方向にトナーを搬送可能な搬送スクリューである。また、前記排出先は、前記研磨ローラー７２の軸方向端部に設けられた不図示のトナー収納容器である。前記トナー搬送部７７は、図４に示すように、前記ガイド部７３の前記開口部７６及び前記落下経路７５２の下方に配置されて、前記開口部７６で落下したトナー及び前記落下経路７５２で落下したトナーの両方を搬送可能である。そのため、前記画像形成装置１０では、前記トナー収納容器にトナーを搬送する部材を複数設ける必要がない。

このように、前記画像形成装置１０では、前記クリーニング装置７の前記ガイド部７３に前記開口部７６が設けられることで、前記ガイド部７３の終端から排出されるトナーが詰まる可能性が軽減されると共に、前記ハウジング７５の小型化が可能である。

なお、前記開口部７６の前記サイズ及び前記間隔、並びに前記ガイド部７３の終端の位置を適宜設定することで、前記スクレーパー７４の機能を前記ガイド部７３で代替する構成も他の実施形態として考えられる。この場合には、前記クリーニング装置７の構成が簡素化される。

例えば、図５は、前記ガイド部７３により前記研磨ローラー７２におけるトナーの層厚が制限される場合の前記ガイド部７３の形状の一例を示す図である。図５に示されるように、前記ガイド部７３は、前記研磨ローラー７２の回転方向における終端７３４が、前記終端７３４と前記研磨ローラー７２との間に前記研磨ローラー７２におけるトナーの層厚を制限する間隙７３５が形成される位置に形成されている。なお、この場合には、前記研磨ローラー７２と前記終端７３４との間の前記間隙７３５を通過するトナー量が減少するため、図４の構成に比べて前記開口部７６のサイズが大きいことが考えられる。また、前記研磨ローラー７２の軸方向における前記開口部７６の間隔が、図４の構成に比べて短いことも考えられる。

Claims (5)

1. 像担持体表面に付着したトナーを除去するクリーニング部と、
   前記像担持体に接触しながら回転可能な研磨ローラーと、
   前記研磨ローラーの外周面との間に予め定められた幅の間隙を介して配置され、前記クリーニング部で除去された前記トナーを前記研磨ローラーの外周面の下方を経由して導くガイド部と、
   前記ガイド部における前記研磨ローラーの外周面の下方の位置に形成された予め定められたサイズの開口部と、
   前記研磨ローラーの回転方向における前記ガイド部の終端との間に前記終端から前記トナーを落下させる落下経路を形成する壁面を有し、前記クリーニング部及び前記研磨ローラーを収納するハウジングと、
   を備え、
   前記ガイド部が、前記クリーニング部で除去されたトナーを一時的に蓄積するトナー受け部と、前記トナー受け部から前記研磨ローラーの外周面に沿って円弧状に形成された曲面部とを含み、
   前記開口部が、前記研磨ローラーの軸方向に沿って予め定められた間隔で前記ガイド部の前記トナー受け部と前記曲面部との間に形成されている画像形成装置。
2. 前記研磨ローラーの回転方向における前記ガイド部の終端が、前記研磨ローラーの軸より下側に位置する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ハウジングに収容され、前記開口部及び前記落下経路を介して落下するトナーを予め定められた排出先に搬送するトナー搬送部を更に備える請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記ガイド部が、前記研磨ローラーにおけるトナーの層厚を制限する請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記ガイド部の前記研磨ローラーの回転方向における終端と前記研磨ローラーとの間に前記研磨ローラーにおけるトナーの層厚を制限する間隙が形成されている請求項４に記載の画像形成装置。

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