JP6493307B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体からトナーを除去するクリーニング装置及びクリーニング装置を備える画像形成装置に関する。

複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成された静電潜像はトナー像に現像され、トナー像が中間転写体を介して、あるいは、直接記録媒体に転写された後、記録媒体に定着されることで画像が形成される。トナー像が記録媒体に転写された後に感光体ドラムに残留したトナーは、クリーニング装置において除去される。クリーニング装置は、感光体ドラムに当接して感光体ドラムの表面から残留トナーを除去するトナー除去部材と、除去された残留トナー（廃トナー）を廃トナー容器等に搬送する搬送スクリューと、を備えている。

このようなクリーニング装置においては、周辺環境（温度や湿度）によっては、搬送スクリューの回転軸に廃トナーが固着して、いわゆる、軸太りと呼ばれる現象が発生し、廃トナーの搬送力が低下するという問題がある。特に廃トナーは流動性が悪いので、回転軸の周囲に堆積しやすい傾向がある。

軸太り現象の対策として、特許文献１には、搬送スクリューに当接する複数の突出片を有する櫛歯状の当接部材を備えるクリーニング装置が記載されている。各突出片は、隣接する螺旋羽根間に、搬送スクリューの螺旋羽根の傾斜角度と略平行に突出して、搬送スクリュー回転によって螺旋羽根と回転軸とに交互に当接するように揺動する。この揺動によって、トナーの堆積が防止されるようになっている。

特開２００６−３４３３７１号公報

しかしながら上記特許文献１に記載のクリーニング装置では、搬送スクリューの回転によって掻き取り片が揺動する際に、掻き取り片にせんだん力が加わるので、掻き取り片の形状や寸法によっては十分な耐久性を得られない虞がある。

そこで本発明は上記事情を考慮し、掻き取り片の強度を向上させた掻き取り部材を備えるクリーニング装置及びこのクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のクリーニング装置は、像担持体上から除去されたトナーが収容されるハウジングと、回転軸に周設された螺旋羽根を有し、前記回転軸を中心として回転することで前記トナーを搬送する搬送部材と、前記ハウジングに固定される固定部と、前記搬送部材の回転によって前記回転軸と前記螺旋羽根とに交互に当接するように前記固定部に揺動可能に設けられる複数の掻き取り片と、を有する掻き取り部材と、を備え、前記掻き取り片は、前記固定部側の根元部と、該根元部から先端側に延びる本体部と、を有し、前記根元部の幅が前記本体部の幅よりも広く形成されており、前記掻き取り部材は、前記本体部が、該本体部の幅以上の隙間を開けて複数個形成された複数枚のシート部材を、前記本体部が前記隙間に配置されるように幅方向にずらして重ねることで形成されていることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、１枚のシート部材に形成される掻き取り片間の間隔を広くすることができるので、掻き取り片の根元部の幅を広くすることができる。したがって、掻き取り片の強度を高めることができ、掻き取り片に揺動時に加わるせんだん力に対する耐久性を得ることができる。

本発明のクリーニング装置において、前記掻き取り部材は、同じ形状を有する２枚の前記シート部材で形成されていることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、掻き取り部材を安価に形成できる。

本発明のクリーニング装置において、前記根元部の両側縁はＲ形状を有していることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、根元部の形成が容易になる。

本発明のクリーニング装置において、前記本体部の幅は、前記螺旋羽根間隔の１／２以下であることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、掻き取り片を回転軸に密に当接させることができるので、搬送スクリューへの廃トナーの堆積や回転軸への廃トナーの付着を確実に防止できる。

本発明の画像形成装置は、上記のいずれか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。

本発明によれば、掻き取り片の強度を向上できるので、搬送部材への廃トナーの蓄積や付着を防いで、廃トナーの搬送力を維持することができる。

本発明の一実施形態に係るカラー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カラープリンターのクリーニング装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置において、シート部材を示す図であり、図３（Ａ）は斜視図、図３（Ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置において、掻き取り部材を示す図であり、図４（Ａ）は斜視図、図４（Ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置において、掻き取り部材の比較例を示す斜視図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に画像形成装置及びクリーニング装置について説明する。

まず、図１を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。図１はカラープリンターの概略を示す模式図である。以下の説明において、図１の紙面左側をカラープリンター１の前側（正面側）とし、左右方向は、カラープリンター１を前側から見た方向を基準とする。

カラープリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、着脱可能に設けられてフルカラーのトナー像を用紙Ｓに形成する画像形成部４と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置５と、トナー像が定着された用紙Ｓを排紙トレイ６に排出する排紙装置７と、が備えられている。用紙Ｓは、給紙カセット３から送り出され、画像形成部４においてフルカラーのトナー像が転写された後、定着装置５においてトナー像が定着され、排紙装置７から排紙トレイ６に排紙される。

画像形成部４は、露光装置９と、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のトナー毎にそれぞれ設けられるドラムユニット１０及び現像ユニット１１と、中間転写ユニット１２と、４色のトナーがそれぞれ収容されるトナー容器１３と、を備えている。

ドラムユニット１０は、回転可能に設けられて静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム１５と、感光体ドラム１５を帯電する帯電装置１６と、感光体ドラム１５の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１７と、を備えている。帯電装置１６とクリーニング装置１７とは、感光体ドラム１５の外周面に沿って、感光体ドラム１５の回転方向に沿って順に配置されている。

現像ユニット１１は、感光体ドラム１５に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置を備えている。

中間転写ユニット１２は、無端状の中間転写ベルト１９と、中間転写ベルト１９の中空部に配置される４本の一次転写ローラー２０と、中間転写ベルト１９の一端部に設けられる二次転写ローラー２１と、を備えている。

この画像形成部４においては、ドラムユニット１０の感光体ドラム１５が帯電装置１６で帯電された後、露光装置９によって画像データに対応する露光が行われて、感光体ドラム１５に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ユニット１１の現像装置によってトナー像に現像される。トナー像は、中間転写ユニット１２の一次転写ローラー２０によって、感光体ドラム１５から中間転写ベルト１９に転写される。４つのドラムユニット１０と４つの現像ユニット１１とで現像されたトナー像が中間転写ベルト１９に転写されることで、中間転写ベルト１９にフルカラーのトナー像が形成される。フルカラーのトナー像は、二次転写ローラー２１によって中間転写ベルト１９から用紙Ｓに転写される。感光体ドラム１５に残留したトナーは、クリーニング装置１７で除去される。フルカラーのトナー像が転写された用紙は定着装置５に搬送されて定着され、排紙装置７から排紙トレイ６に排出される。

次に、図２を参照してクリーニング装置１７について説明する。図２はクリーニング装置の断面図である。

クリーニング装置１７は、感光体ドラム１５の回転軸１５ａの軸方向に沿って設けられるハウジング３１と、感光体ドラム１５の表面からトナーを除去するトナー除去部材としてのクリーニングブレード３２と、除去されたトナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー３３と、搬送スクリュー３３に沿って設けられる掻き取り部材３４と、を備えている。

ハウジング３１は、断面視Ｕ字状の収容凹部４２と、収容凹部４２の下方に設けられる支持部４３と、を有している。収容凹部４２には、感光体ドラム１５の回転軸１５ａの軸方向に沿った開口４１が形成されている。収容凹部４２の底面の軸方向一端部には、トナー回収容器に連通する連通口（図示省略）が形成されている。支持部４３は、収容凹部４２の開口４１の下縁から下方に延設されている。ハウジング３１は、開口４１がやや斜め下方を向く姿勢で、感光体ドラム１５の表面に対向している。

クリーニングブレード３２は、感光体ドラム１５の回転軸１５ａの軸方向に長い板状の部材であり、断面視Ｌ字状の取付部材４５に支持されている。取付部材４５は、クリーニングブレード３２がハウジング３１の開口４１の下半分強を覆うと共に、クリーニングブレード３２の先端エッジが、感光体ドラム１５の回転方向に対してカウンター方向から感光体ドラム１５の表面に当接するように、ハウジング３１の支持部４３に支持されている。クリーニングブレード３２は、例えば、ポリウレタンやＰＥＴ等の樹脂で形成されている。

搬送スクリュー３３は、図３にも示されるように、回転軸４８と、回転軸４８の周囲に螺旋状に設けられる螺旋羽根４９と、を有している。図２に示されるように、搬送スクリュー３３は、ハウジング３１の収容凹部４２に、螺旋羽根４９の頂部が、クリーニングブレード３２と感光体ドラム１５との当接位置よりも上方に位置するように支持されて、図２の反時計回り方向に回転する。つまり、搬送スクリュー３３は、上側から、クリーニングブレード３２の先端エッジに向かう方向に回転する。螺旋羽根４９間の間隔（ピッチ）をＡとする。

掻き取り部材３４について、図３及び図４を参照して説明する。図３はシート部材を示す図であり、図３（Ａ）はシート部材の一端を示す斜視図、図３（Ｂ）は側面図である。図４は掻き取り部材を示す図であり、図４（Ａ）は掻き取り部材の一端を示す斜視図、図４（Ｂ）は側面図である。

掻き取り部材３４は、同形状の２枚の可撓性シート部材５２で形成されている。図３（Ａ）に示されるように、シート部材５２は長方形状であり、回転軸４８の軸方向に沿って設けられる固定部５４と、固定部５４から軸方向と直交する方向に突出する複数の掻き取り片５５と、を有している。以降、回転軸４８の軸方向を、シート部材５２の幅方向とする。図３（Ｂ）に示されるように、固定部５４と複数の掻き取り片５５との間は約１００°に屈曲している。固定部５４の突出長さは、掻き取り片５５の長さよりも短い。シート部材５２の材料としては、例えば、ＰＥＴシートを使用できる。

固定部５４の外側の面には、幅方向に沿って両面テープ５９が貼付されている。

掻き取り片５５は、固定部５４側の根元部５７と、根元部５７から先端側に延びる長方形状の本体部５６と、を有している。根元部５７の両側縁５７ａはＲ状に湾曲しており、根元部５７の幅は、本体部５６から固定部５４に向かって広がっている。本体部５６の幅Ｂは、搬送スクリュー３３の螺旋羽根４９の間隔Ａの１／２である（Ｂ＝Ａ／２）。本体部５６の先端縁は円弧状に湾曲している。

掻き取り片５５は、所定の隙間Ｓを開けて幅方向に等間隔に形成されている。隣接する掻き取り片５５の隙間Ｓの間隔Ｃは本体部５６の幅Ｂよりも広く、例えば、幅Ｂの３倍とすることができる（Ｃ＝３Ｂ）。この場合、根元部５７の側縁５７ａのＲ寸法は最大で３Ｂ／２となる。一方、例えば、図５に示されるように、掻き取り片５５を、本体部５６の幅Ｂと等しい間隔Ｃを開けて形成した場合（Ｃ＝Ｂ）では、根元部５７の側縁５７ａのＲ寸法は最大でＢ／２となる。このように、根元部５７の側縁５７ａのＲ寸法を比較的大きくできるので、根元部５７の幅を広くすることができる。

掻き取り部材３４は、図４に示されるように、２枚のシート部材５２を、一方のシート部材５２の掻き取り片５５の本体部５６を、他方のシート部材５２の隙間Ｓに配置するように、幅方向にずらして重ねることで形成されている。ここで、一方のシート部材５２の掻き取り片５５の本体部５６と、他方のシート部材５２の掻き取り片５５の本体部５６との間には、本体部５６の幅Ｂと等しい間隔が開けられている。つまり、本体部５６が、本体部５６の幅Ｂの等間隔で形成される。このように２枚のシート部材５２を重ねられた後、内側のシート部材５２の両面テープ５９を、外側のシート部材５２の固定部５４に貼付して、両シート部材５２を固定する。

図２に示されるように、掻き取り部材３４は、下側のシート部材５２の固定部５４の両面テープ５９を、ハウジング３１の収容凹部４２の内周面の上部に貼付することで、ハウジング３１に固定される。固定部５４は、搬送スクリュー３３の回転方向に対してカウンター方向に支持されて、各掻き取り片５５は、固定部５４に対して鋭角に折り曲げられて、回転方向に対してトレール方向から搬送スクリュー３３に当接する。

さらに、図２に示されるように、各掻き取り片５５は、螺旋羽根４９の外周面に当接した際には、最もクリーニングブレード３２の側に突出した外周面を越えて、クリーニングブレード３２の先端近傍（ブレードエッジ部という）まで、外周面の接線方向に沿って延びている。

上記構成を有するクリーニング装置１７のクリーニング作用を説明する。感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１９に転写された後に残留したトナー（廃トナーという）は、クリーニングブレード３２によって収容凹部４２に掻き落とされる。廃トナーは、搬送スクリュー３３によって搬送されて連通口を通って廃トナー回収容器に回収される。

搬送スクリュー３３が回転すると、掻き取り部材３４の個々の掻き取り片５５は、搬送スクリュー３３の回転軸４８の外周面と螺旋羽根４９の外周面とに交互に当接するように揺動する。つまり、隣り合う螺旋羽根４９の間では掻き取り片５５は回転軸４８に当接し、搬送スクリュー３３の回転によって回転軸４８から離れて螺旋羽根４９に乗り上げて、螺旋羽根４９から離れると回転軸４８に当接する。この揺動によって、螺旋羽根４９間に堆積する廃トナーの塊が崩される。また、回転軸４８の回転方向前方で、回転軸４８の外周面に掻き取り片５３が当接すると、外周面に付着している廃トナーが掻き取り片５５で堰き止められて回転軸４８から掻き取られる。掻き取られた廃トナーは、収容凹部４２内に落下する。

上記説明したように本発明のクリーニング装置１７においては、複数の掻き取り片５５を、掻き取り片５５の幅と同じ間隔を開けて形成しても、掻き取り片５５の根元部５７の幅を広くすることができる。掻き取り部材３４においては、掻き取り片５５の幅が狭く、かつ、掻き取り片５５間の間隔が狭いほど、搬送スクリュー３３の回転軸４８の軸方向において掻き取り片５５が密に当接するので、搬送スクリュー３３への廃トナーの堆積や付着を防止できる。しかし、掻き取り片５５の幅を狭くすると、揺動時に加わるせんだん力によって掻き取り片５５の耐久性が劣化するという問題がある。

本発明のクリーニング装置１７の掻き取り片５５は、１枚のシート部材５２に形成される掻き取り片５５の本体部５６間の間隔を広くすることができるので、掻き取り片５５の根元部５７の側縁５７ａのＲ寸法を大きくできる。図５を参照して説明したように、同じ幅の掻き取り片５５を同じ間隔を開けて１枚のシート部材５２に形成した場合に比べて、Ｒ寸法を最大で３倍にできる。そして、このシート部材５２を幅方向にずらして重ねることで、根元部５７の側縁５７ａのＲ寸法の大きい掻き取り片５５を狭い間隔で形成することができる。

このように、揺動時に加わるせんだん力に対する掻き取り部材３４の耐久性を向上できるので、クリーニング装置１７における廃トナーの堆積を安定に防止することができる。したがって、クリーニング装置１７の省スペース化に対応して搬送スクリュー３３が小型化されて、回転軸４８と螺旋羽根４９との外径差が小さい場合でも、廃トナーの搬送力の低下を防止して、効率的に廃トナーを搬送することができる。

また、掻き取り部材３４は、同じ形状の２枚のシート部材５２によって形成されるので、シート部材５２を形成する金型が一つで済み、安価に形成することができる。さらに、両面テープ５９で２枚のシート部材５２を貼り合せればよいので、安価かつ容易に形成することができる。

さらには、ブレードエッジ部においては、各掻き取り片５５の先端部が交互に揺動するので、ブレードエッジ部に堆積したトナーの塊が崩されて、トナーの堆積を防止できる。特に、掻き取り片５５の先端部では揺動幅が広いので、塊を崩す効果がより高くなる。

このように、搬送スクリュー３３の搬送力の低下を防止できる。さらに、ブレードエッジ部でのトナーの堆積を防止できるので、クリーニング不良や外添剤のすり抜けによる画像劣化を防止できる。

また、螺旋羽根４９の頂部は、クリーニングブレード３２と感光体ドラム１５との当接位置よりも上方に位置しているので、ハウジング３１の高さを低くできる。

また、掻き取り片５５は、搬送スクリュー３３の回転方向に対してトレール方向で搬送スクリュー３３に当接するので、搬送スクリュー３３によって掻き取り片５５が巻き上げられるようなことがなく、掻き取り片５５を搬送スクリュー３３に安定に当接させることができる。

なお、本実施形態では、掻き取り片５５の根元部５７が、両側縁５７ａがＲ形状の場合について説明したが、両側縁５７ａを本体部５６から固定部５４に向かって直線状に広がるように形成してもよい。ただし、Ｒ形状とすることで、根元部５７を容易に形成できる。また、２枚以上のシート部材で掻き取り部材を形成してもよい。

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ カラープリンター（画像形成装置）
１５ 感光体ドラム（像担持体）
１７ クリーニング装置
３１ ハウジング
３３ 搬送スクリュー（搬送部材）
３４ 掻き取り部材
４８ 回転軸
４９ 螺旋羽根
５２ シート部材
５４ 固定部
５５ 掻き取り片
５６ 本体部
５７ 根元部
５７ａ 側縁

Claims (4)

1. 像担持体から除去されたトナーが収容されるハウジングと、
   回転軸に周設された螺旋羽根を有し、前記回転軸を中心として回転することで前記トナーを搬送する搬送部材と、
   前記ハウジングに固定される固定部と、前記搬送部材の回転によって前記回転軸と前記螺旋羽根とに交互に当接するように前記固定部から前記回転軸の軸方向に直交する方向に突出する複数の掻き取り片と、を有する掻き取り部材と、を備え、
   前記掻き取り片は、
   前記固定部側の根元部と、該根元部から先端側に延びる本体部と、を有し、前記根元部の幅が前記本体部の幅よりも広く形成され、前記根元部の両側縁はＲ形状を有しており、前記各本体部の先端同士は互いに連結されておらず、該各本体部の先端縁は円弧状に湾曲しており、
   前記掻き取り部材は、
   前記本体部が、該本体部の幅以上の隙間を開けて複数個形成された複数枚のシート部材を、前記本体部が前記隙間に配置されるように幅方向にずらして重ねることで形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記掻き取り部材は、同じ形状を有する２枚の前記シート部材で形成されてい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. 前記本体部の幅は、前記螺旋羽根間隔の１／２以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
4. 請求項１〜３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。
   

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