JP6394915B2 - クリーニング装置及び該クリーニング装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置及び該クリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置では、露光装置より感光体ドラムの表面に光を照射することで静電潜像を形成し、形成した静電潜像に現像部よりトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を転写部材により被転写体に転写するようにしている。この転写の際にトナー像の一部が被転写体に転写されずに感光体ドラムの表面に付着したままになると、次回の印刷時にこの残留トナーが被転写体に付着して印刷画像の画質が低下してしまう。

そこで、電子写真方式の画像形成装置には通常、残留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。このクリーニング装置は、クリーニングブレードと、トナー受け部材と、クリーニングローラーとを有している。クリーニングブレードは、感光体ドラムの表面に付着した残留トナーを掻き取る。トナー受け部材は、クリーニングブレードにより掻き落とされた残留トナーを受け止める。クリーニングローラーは、トナー受け部材の上方に配置されていて、感光体ドラムの表面に当接しながら回転する。クリーニングローラーは、感光体ドラムの表面の残留トナーを除去する。また、クリーニングローラーは、トナー受け部材上に山積みに溜まったトナーに接触して該ローラー表面にトナー層を形成すると共にこのトナー層を研磨剤として利用して感光体ドラムの表面を研磨する。

この種のクリーニング装置では、クリーニングローラーの表面のトナー層の層厚を規制するために層厚規制ローラーを設ける場合がある。層圧規制ローラーの表面は、クリーニングローラーの表面に当接している。そして、クリーニングローラーの表面と層圧規制ローラーの表面との間をトナー層が通過することで該トナー層の厚みが規制される。

特開２０１１−８５８５３号公報

しかしながら、前記特許文献１に示すクリーニング装置では、トナー受け部材に山積みに蓄積されたトナーの山の頂部にクリーニングローラーが接触した際に、トナーがクリーニングローラーの回転力により吹き飛ばされてトナー受け部材の外側に落下してしまう。このため、トナー受け部材上のトナーをクリーニングローラーの表面に効率良く付着させることができない。この結果、クリーニングローラーの表面に形成されるトナー層の厚みが不足したり不均一になったりして印刷画像の画質低下を招くという問題がある。この問題は、クリーニングローラーに対する付着力が弱いトナーを使用した場合に特に顕著になる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クリーニングローラーの表面に形成されるトナー層の厚みを十分に確保することができるクリーニング装置を提供することにある。

本発明に係るクリーニング装置は、感光体ドラムの表面の残トナーを掻き取るクリーニングブレードと、該感光体ドラムに当接しながら回転してその表面を研磨するクリーニングローラーと、前記クリーニングブレードにより掻き取った残トナーを受け止めて前記クリーニングローラーに再供給するトナー受け部材と、前記クリーニングローラーの表面に当接してニップ部を形成するとともに該クリーニングローラーの表面のトナー層の厚さを規制する規制ローラーとを備えている。

そして、前記トナー受け部材のニップ部側の端部である先端部は、前記クリーニングローラーの軸方向から見て該クリーニングローラーの表面に沿った円弧状をなし、前記トナー受け部材の先端部の厚みは、前記ニップ部側に向かうほど薄くなる。

本発明によれば、クリーニングローラーの表面に形成されるトナー層の厚みを十分に確保することができる。

図１は、実施形態におけるクリーニング装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 図２は、クリーニング装置を拡大して示す概略図である。 図３は、クリーニングローラーの表面に形成されるトナー層のトナー量を測定した結果を示すグラフである。 図４は、変形例１を示す図２相当図である。 図５は、変形例２を示す図２相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター１の概略構成を示す断面図である。

レーザープリンター１は、図１に示すように、箱状のプリンタ本体２と、手差し給紙部６と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着部９と、排紙部１０とを備えている。そうして、レーザープリンター１は、プリンタ本体２内の搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。

手差し給紙部６は、プリンタ本体２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ４と、プリンタ本体２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー５とを有している。

カセット給紙部７は、プリンタ本体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックアップローラー１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラー１３及びリタードローラー１４とを備えている。

画像形成部８は、プリンタ本体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、プリンタ本体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光体ドラム１６と、感光体ドラム１６の周囲に配置された帯電器１７と、現像部１８と、転写ローラー１９と、クリーニング部２０と、感光体ドラム１６の上方に配置された光走査装置であるレーザースキャニングユニット（ＬＳＵ）３０とを備えている。そうして、画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するようになっている。

尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラー１５が設けられている。

定着部９は、画像形成部８の側方に配置されている。定着部９は、互いに圧接されて回転する定着ローラー２２及び加圧ローラー２３を備えている。そうして、定着部９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるように構成されている。

排紙部１０は、定着部９の上方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するための一対の排紙ローラー２４と、排紙ローラー対２４へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、プリンタ本体２の上部に凹状に形成されている。

レーザープリンター１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光体ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電器１７が感光体ドラム１６の表面を帯電させる。

そして、画像データに基づいて、レーザー光がレーザースキャニングユニット３０から感光体ドラム１６へ出射される。感光体ドラム１６の表面には、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像部１８にて帯電されたトナーにより現像されることで、トナー像として可視化される。

その後、用紙は、転写ローラー１９と感光体ドラム１６との間を通過する。この通過の際、転写ローラーにはトナーと逆極性の転写バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム１６上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部９において定着ローラー２２と加圧ローラー２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。感光体ドラム１６から用紙にトナー像を転写した後、感光体ドラム１６の表面に付着している残留トナーは、クリーニング部２０により除去される。

図２に示すように、クリーニング部２０は、ハウジング２１１、クリーニングローラー２１２、クリーニングブレード２１３、トナー受け部材２１４、層厚規制ローラー２１５、及びトナー排出スクリュー２１６を有している。

ハウジング２１１は、感光体ドラム１６側が開口するケース体からなる。クリーニングローラー２１２は、ハウジング２１１の開口部分から外部に露出して感光体ドラム１６の表面に当接している。そして、クリーニングローラー２１２は、感光体ドラム１６の回転に従動して回転することにより感光体ドラム１６の表面を研磨して残留トナーを除去する。

クリーニングブレード２１３は略鉛直に配置された板状部材からなり、その下端部はトナー受け部材２１４に固定されている。クリーニングブレード２１３の上端部は感光体ドラム１６の周面に接触しており、感光体ドラム１６が回転することによりその表面の残留トナーがクリーニングブレード２１３の先端部のエッジによって掻き落とされる。

トナー受け部材２１４は、クリーニングローラー２１２により除去されたトナーを受け止める。トナー受け部材２１４により受け止められたトナーの一部は、クリーニングローラー２１２の表面に再供給されてトナー層を形成する。このトナー層は、感光体ドラム１６の表面を研磨する研磨層（研磨剤）として利用される。一方、クリーニングローラー２１２の表面に再供給されずにトナー受け部材２１４の外側にこぼれ落ちたトナーは、トナー排出スクリュー２１６（図１にのみ示す）によって不図示のトナー回収ケースへと搬送される。

層厚規制ローラー２１５は、クリーニングローラー２１２に対して感光体ドラム１６側とは１８０°反対側に配置されている。層厚規制ローラー２１５は、トナー受け部材２１４よりクリーニングローラー２１２の回転方向下流側において該クリーニングローラー２１２に当接している。そうして、層厚規制ローラー２１５とクリーニングローラーとの間にはニップ部Ｎが形成されている。トナー受け部材２１４からクリーニングローラー２１２の表面に再供給されたトナー層は、ニップ部Ｎを通過する際にその層厚が所定厚さに規制される。

前記トナー受け部材２１４は、水平板部２１４ａ、鉛直板部２１４ｂ、及び湾曲板部２１４ｃを備えている。トナー受け部材２１４は、例えば金属材料又は樹脂材料からなる。水平板部２１４ａは、クリーニングローラー２１２の軸方向から見てその中心位置の真下付近から右側に向かって水平に延びている。鉛直板部２１４ｂは、水平板部２１４ａの右側端部から下側に延びている。鉛直板部２１４ｂの上端部には、クリーニングブレード２１３の下端部が取付固定されている。前記湾曲板部２１４ｃは、水平板部２１４ａの左側端部からクリーニングローラー２１２の外周面に沿って前記ニップ部Ｎ側に向かって延びる円弧状の板部である。湾曲板部２１４ｃの先端縁の位置（湾曲板部２１４ｃのトナー受け面におけるニップ部Ｎ側の端縁）は、クリーニングローラー２１２の軸方向から見て、層厚規制ローラー２１５の軸心位置Cよりも上側で且つ前記ニップ部Ｎの近傍に位置している。本実施形態では、湾曲板部２１４ｃのトナー受け面とクリーニングローラー２１２の表面との距離ｄは、クリーニングローラー２１２の周方向において一定とされている。

前記クリーニング部２０によれば、トナー受け部材２１４を水平板部２１４ａのみで構成した場合に比べて、トナー受け部材２１４の先端部（湾曲板部２１４ｃ）をクリーニングローラー２１２の周面に沿って湾曲する円弧状に形成するようにしたことで、該トナー受け部材２１４の先端部（クリーニングローラー２１２の回転方向下流側の端部）を該ニップ部Ｎに極力近付けることができる。

これにより、トナー受け部材２１４の先端部から送り出されるトナーのクリーニングローラー２１２表面への付着ルートを２系統確保することができる。すなわち、第１のルートは、従来通りトナー受け部材２１４に山積みに溜まったトナーをクリーニングローラー２１２に直接接触させて付着させるルートである。第２のルートは、トナー受け部材２１４の先端部からクリーニングローラー２１２の回転慣性力により送り出されるトナーを層厚規制ローラー２１５のニップ部Ｎ近傍に一旦付着させ、その後ニップ部Ｎにおいてクリーニングローラー２１２に付着させるルートである。このように、クリーニングローラー２１２へのトナーの付着ルートを２系統確保することで、クリーニングローラー２１２の表面にトナーが付着し易くなる。したがって、例えばクリーニングローラー２１２の表面に付着し難い性質のトナーを使用した場合であっても、クリーニングローラー２１２の表面に十分な量のトナーを付着させてトナー層の厚みを十分に確保することができる。よって、クリーニングローラー２１２による感光体ドラム１６の表面の研磨性能を向上させることができる。

また湾曲板部２１４ｃは、水平板部２１４ａの上面に溜まった山積みのトナーのうちクリーニングローラー２１２の回転力により吹き飛ばされたトナーを堰き止める役割も果たす。したがって、トナー受け部材２１４の外側にトナーがこぼれ落ちるのを防止して、ニップ部Ｎに供給されるトナー量を十分に確保することができる。よって、クリーニングローラー２１２の表面に形成されるトナー層の厚みを十分に確保することができる。

また、クリーニングローラー２１２の表面と湾曲板部２１４ｃのトナー受け面との距離は周方向において一定とされているので、両者の間に存在するトナーをニップ部Ｎの上流側において一定の圧力でクリーニングローラー２１２の表面に押し付けることができる。よって、ニップ部Ｎの上流側においてクリーニングローラー２１２に付着するトナーの量がばらつくのを抑制し、延いてはニップ部Ｎを通過後のトナー層の厚みを均一化することができる。

図３は、トナー受け部材２１４の先端部に湾曲板部２１４ｃを形成した場合（実線参照）と、トナー受け部材２１４の先端部を水平に形成した場合（二点鎖線参照）とのそれぞれについて、クリーニングローラー２１２の表面のトナー層の単位面積当たりの重量を測定した結果を示すグラフである。このグラフによれば、湾曲板部２１４ｃを形成した場合の方がクリーニングローラー２１２の表面に形成されるトナー層の量が格段に増加していることがわかる。これは、上述のように、トナー受け部材２１４の先端部に湾曲板部２１４ｃを形成することによりトナーの付着ルートが２系統に増えたこと、及び、湾曲板部２１４ｃによりトナーを堰き止めてトナーの脱落が防止されたことによるものと考えられる。

《変形例１》
図４は、変形例１を示している。この変形例は、湾曲板部２１４ｃの厚みがニップ部Ｎ側ほど薄くなっている点で前記実施形態とは異なる。

この構成によれば、湾曲板部２１４ｃの先端部がニップ部Ｎ側の狭い空間でクリーニングローラー２１２及び層厚規制ローラー２１５と干渉するのを防止することができる。よって、湾曲板部２１４ｃの板厚が周方向において一定である場合に比べて、湾曲板部２１４ｃの先端部（トナー受け部材２１４の先端部）をニップ部Ｎの近くに配置することができる。よって、実施形態１と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。

《変形例２》
図５は、変形例２を示している。この変形例は、湾曲板部２１４ｃのトナー受け面とクリーニングローラー２１２の表面との距離ｄが、湾曲板部２１４ｃの先端側ほど狭くなっている点で前記実施形態及び変形例１とは異なる。

この構成によれば、トナー受け部材２１４上のトナーがクリーニングローラー２１２の回転によりニップ部Ｎ側に向かうほど強い圧力でクリーニングローラー２１２の表面に押し付けられる。したがって、ニップ部Ｎの上流側においてクリーニングローラー２１２の表面にトナーを強固に押し付けることができる。これにより、ニップ部Ｎの上流側においてクリーニングローラー２１２の表面に付着するトナー量がバラツクのを防止することができる。延いては、ニップ部Ｎを通過後のトナー層の厚みがバラツクのを抑制することができる。

《他の実施形態》
前記実施形態では、トナー受け部材２１４は全体が同じ材料で構成されている、これに限ったものではなく、例えば湾曲板部２１４ｃのみをゴム材等の弾性部材で構成するようにしてもよい。弾性部材のバネ定数は、湾曲板部２１４ｃとクリーニングローラー２１２との間のトナー量が所定量を超えると下側に撓むような値に設定することが好ましい。これにより、湾曲板部２１４ｃとクリーニングローラー２１２との間のトナー量が前記所定量を超えると湾曲板部２１４ｃが下側に撓んでトナー受け部材２１４の外側にトナーこぼれ落ちる。したがって、湾曲板部２１４ｃとクリーニングローラー２１２との間のトナー量（ニップ部Ｎの近傍のトナー量）を常に一定に保つことができる。延いては、ニップ部Ｎを通過したトナー層の厚みを均一化することができる。

また、本発明は前記実施形態及び各変形例に限定されるものでなく、本発明には、これらの実施形態及び各変形例を適宜組み合わせた構成が含まれる。

以上説明したように、本発明は、クリーニング装置及び該クリーニング装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｎ ニップ部
１ 画像形成装置
１６ 感光体ドラム
２０ クリーニング部
２１２ クリーニングローラー
２１３ クリーニングブレード
２１４ トナー受け部材
２１５ 層厚規制ローラー

Claims (6)

1. 感光体ドラムの表面の残トナーを掻き取るクリーニングブレードと、該感光体ドラムに当接しながら回転してその表面を研磨するクリーニングローラーと、前記クリーニングブレードにより掻き取った残トナーを受け止めて前記クリーニングローラーに再供給するトナー受け部材と、前記クリーニングローラーの表面に当接してニップ部を形成するとともに該クリーニングローラーの表面のトナー層の厚さを規制する規制ローラーとを備えたクリーニング装置であって、
   前記トナー受け部材のニップ部側の端部である先端部は、前記クリーニングローラーの軸方向から見て該クリーニングローラーの表面に沿った円弧状をなし、
   前記トナー受け部材の先端部の厚みは、前記ニップ部側に向かうほど薄くなる、クリーニング装置。
2. 請求項１記載のクリーニング装置において、
   前記トナー受け部材の先端縁は、前記ニップ部の近傍に位置している、クリーニング装置。
3. 請求項１又は２記載のクリーニング装置において、
   前記トナー受け部材の先端縁は、前記規制ローラーの中心位置よりも上側に位置している、クリーニング装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
   前記トナー受け部材の先端部と前記クリーニングローラーとの間隔は、前記ニップ部側に向かうほど狭くなる。クリーニング装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
   前記トナー受け部材の先端部は弾性部材により構成されている、クリーニング装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。

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