JP6524957B2 - クリーニング装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置及びこれに用いられるクリーニング装置に関する。

例えばカラー対応の電子写真方式の画像形成装置では、複数の色に対応する複数の感光体から中間転写ベルトにトナー像が重ねて転写された後、その中間転写ベルトからシートにトナー像が転写される。また、この種の画像形成装置には、中間転写ベルトの表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置が設けられる。具体的に、クリーニング装置では、中間転写ベルトからトナーを除去するローラー部材と、そのローラー部材からトナーを除去するクリーニング部材と、除去されたトナーを所定の排出口に向けて搬送するスクリュー部材が設けられる。なお、関連技術としてスクリュー部材の軸受けに段差を設ける構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−３５３７６４号公報

ところで、前述のようなクリーニング装置では、スクリュー部材によるトナーの搬送方向の下流側では、トナーの搬送方向の上流側から搬送されるトナーからの推進力でトナーの搬送力が強くなる。しかしながら、スクリュー部材によるトナーの搬送方向の上流側では、トナーの搬送方向の上流側から搬送されるトナーからの推進力を受けないため、トナーの搬送力が弱くなる。また、スクリュー部材の回転軸と軸受けとの間には微少な間隙が生じる。そのため、例えばクリーニング部材で掻き取られた多量のトナーがスクリュー部材のトナーの搬送方向の上流側に一挙に流れ込んだ場合には、トナーがトナーの搬送方向の下流側に搬送されずに堆積し、そのトナーがスクリュー部材の回転軸のトナーの搬送方向の上流側端部と軸受けとの間隙に入り込むおそれがある。この場合、スクリュー部材の回転軸と軸受けとの間の摩擦熱によってトナーが溶けて固着し、スクリュー部材の回動が制限されるおそれがある。

本発明の目的は、スクリュー部材のトナーの搬送方向の上流側におけるトナーの堆積を抑制することが可能な画像形成装置及びこれに用いられるクリーニング装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るクリーニング装置は、クリーニング部材と、スクリュー部材と、トナー受け部とを備える。前記クリーニング部材は、被清掃部材からトナーを除去する。前記スクリュー部材は、前記クリーニング部材で除去されたトナーを予め定められた搬送方向に沿って搬送する。前記トナー受け部は、前記クリーニング部材から前記スクリュー部材における前記搬送方向の上流側端部へのトナーの落下経路上に、一端部が前記スクリュー部材の表面を付勢する状態で設けられ、前記スクリュー部材の回転に伴って前記一端部が揺動する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記被清掃部材と前記クリーニング装置とを備える。

本発明によれば、スクリュー部材のトナーの搬送方向の上流側におけるトナーの堆積を抑制することが可能な画像形成装置及びこれに用いられるクリーニング装置を提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置の一部を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置におけるトナー受け部の状態遷移を示す模式図である。 図４は、実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置におけるトナー受け部の状態遷移を示す模式図である。 図５は、実施形態に係る画像形成装置におけるクリーニング装置におけるトナー受け部の状態遷移を示す模式図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、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を有さない。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、複数の画像形成ユニット１〜４と、中間転写ベルト５、クリーニング装置５１、光走査装置６、二次転写装置７、定着装置８、排紙トレイ９、給紙カセット２１、及び搬送経路２２などを備えるカラープリンターである。

画像形成装置１０は、入力される画像データに基づいて紙などのシートにモノクロ画像又はカラー画像を形成することが可能である。また、本発明に係る画像形成装置は、例えばファクシミリ装置、コピー機、又は複合機であってもよい。

画像形成ユニット１〜４各々は、感光体ドラム（像担持体）、帯電装置、現像装置、一次転写装置、及びドラムクリーニング装置などを備える電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５の走行方向に沿って並設されており、所謂タンデム方式の画像形成部を構成している。画像形成ユニット１〜４各々の前記現像装置には、トナーコンテナ１１〜１４各々から各色のトナー（現像剤）が供給される。

中間転写ベルト５は、複数のローラー部材で張架された状態で予め定められた方向に沿って走行し、画像形成ユニット１〜４各々の前記感光体ドラムに形成された各色のトナー像が重ね合わせて転写される中間転写部材である。中間転写ベルト５に形成されたトナー像は、二次転写装置７によって給紙カセット２１から供給されるシートに転写され、定着装置８によってそのシートに溶融定着される。

クリーニング装置５１は、中間転写ベルト５に残存するトナーを除去することが可能であり、第１ローラー５１１、第２ローラー５１２、クリーニング部材５１３、及びスクリュー部材５１４を備える。第１ローラー５１１、第２ローラー５１２、クリーニング部材５１３、及びスクリュー部材５１４は同じ方向に長尺状である。なお、第１ローラー５１１、第２ローラー５１２、及びクリーニング部材５１３は、長手方向に複数に分割されたものであってもよい。

なお、クリーニング装置５１には、所定の駆動モーターからの駆動力を、第１ローラー５１１、第２ローラー５１２、及びスクリュー部材５１４に伝達するギアなどの駆動伝達機構も設けられている。例えば、前記所定の駆動モーターは、少なくとも中間転写ベルト５の走行中に駆動されるものであり、中間転写ベルト５を走行させる駆動ローラーを駆動させるベルト用モーターを兼ねてもよい。また、画像形成装置１０では、画像形成装置１０を制御する制御装置が、中間転写ベルト５からシートへのトナー像の転写後の所定期間、中間転写ベルト５及び前記所定の駆動モーターの駆動を継続させ、中間転写ベルト５に残存するトナーを除去するクリーニング処理を実行する。

第１ローラー５１１は、中間転写ベルト５の表面に接触して配置されており、前記所定の駆動モーターによって中間転写ベルト５の走行方向に対してカウンター方向に回転し、中間転写ベルト５からトナーを除去するファーブラシ等である。第１ローラー５１１は、少なくとも中間転写ベルト５の表面においてトナー像が転写される画像形成領域以上の幅を有する長尺状の部材である。

第２ローラー５１２は、第１ローラー５１１の表面に接触しながらその回転軸に対して第１ローラー５１１とは反対方向に回転して、第１ローラー５１１からトナーを除去する。例えば、図１において、第１ローラー５１１は反時計回りに回転し、第２ローラー５１２は時計回りに回転する。本実施形態において、第２ローラー５１２は被清掃部材の一例である。

クリーニング部材５１３は、第１ローラー５１１と第２ローラー５１２の当接位置の第２ローラー５１２の回転方向の下流側カウンター方向から第２ローラー５１２の表面に接触するように配置され、第２ローラー５１２の表面からトナーを除去するブレード状の部材である。

スクリュー部材５１４は、クリーニング部材５１３で除去されたトナーを軸方向（図１の奥行き方向）の一端部から他端部に向かう予め定められた搬送方向Ｄ１（図２参照）に沿って搬送する。なお、スクリュー部材５１４で搬送されたトナーは、前記軸方向の他端部に設けられた不図示の開口部から廃棄トナー収容部に落下して廃棄トナー収容部に収容される。

ところで、クリーニング装置５１では、スクリュー部材５１４によるトナーの搬送方向Ｄ１の下流側では、トナーの搬送方向Ｄ１の上流側から搬送されるトナーからの推進力でトナーの搬送力が強くなる。しかしながら、スクリュー部材５１４によるトナーの搬送方向Ｄ１の上流側では、トナーの搬送方向Ｄ１の上流側から搬送されるトナーからの推進力を受けないため、トナーの搬送力が弱くなる。一方、スクリュー部材５１４の回転軸とその回転軸を回動可能に支持する軸受けとの間には微少な間隙は生じることになる。そのため、例えばクリーニング部材５１３で掻き取られた多量のトナーがスクリュー部材５１４のトナーの搬送方向Ｄ１の上流側に一挙に流れ込んだ場合には、トナーがトナーの搬送方向Ｄ１の下流側に搬送されずに堆積し、そのトナーがスクリュー部材５１４の回転軸のトナーの搬送方向Ｄ１の上流側端部と軸受けとの間隙に入り込むおそれがある。この場合、スクリュー部材５１４の回転軸と軸受けとの間の摩擦熱によってトナーが溶けて固着し、スクリュー部材５１４の回動が制限されるおそれがある。

これに対し、画像形成装置１０及びクリーニング装置５１では、スクリュー部材５１４のトナーの搬送方向Ｄ１の上流側におけるトナーの堆積を抑制することが可能である。以下、図２〜図５を参照しつつトナーの堆積を抑制するための構成を説明する。ここに、図２は、クリーニング装置５１の一端部を示す模式図である。なお、図２では、第２ローラー５１２及びクリーニング部材５１３が取り外された状態が示されており、第２ローラー５１２の回転軸に連結される連結部５１２Ａが示されている。

図２〜図５に示されるように、クリーニング装置５１は、ベアリング５１５、支持部５１６、駆動軸５１７、及びトナー受け部５１８を備える。ベアリング５１５は、支持部５１６によって支持されており、スクリュー部材５１４の一端部を回動可能に支持する。なお、スクリュー部材５１４の他端部も同様に不図示のベアリングによって回動可能に支持されている。そして、スクリュー部材５１４は、一端部が駆動軸５１７に連結されており、駆動軸５１７が所定の駆動モーターによって駆動されることによって回転する。

スクリュー部材５１４の表面には、一連の螺旋状の突起部５１４Ａが設けられており、スクリュー部材５１４が回転すると、螺旋状の突起部５１４Ａによってスクリュー部材５１４の一端から他端に向かう搬送方向Ｄ１に沿ってトナーが搬送される。なお、スクリュー部材５１４には、突起部５１４Ａに変えて複数の羽根部が間欠的に形成されていてもよい。

トナー受け部５１８は、スクリュー部材５１４の搬送方向Ｄ１における上流側端部に対応するように配置されている。また、トナー受け部５１８は、クリーニング部材５１３で第２ローラー５１２から掻き取られてクリーニング部材５１３からスクリュー部材５１４に落下するトナーの落下経路上に配置されている。

具体的に、トナー受け部５１８は、一端部５１８Ａが自由端であり、他端部５１８Ｂが支持部５１６の上面に接着剤又はネジ等を用いて固定されたＬ字状のフィルム部材である。例えば、トナー受け部５１８は、摺動性が高く耐摩耗性に優れる超高分子量ポリエチレンで成型されている。なお、トナー受け部５１８の材質は、超高分子量ポリエチレンに限らず、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などの他の樹脂材料などであってもよい。

そして、トナー受け部５１８は、弾性を有しており、一端部５１８Ａと他端部５１８Ｂとの開度が９０°より大きく且つ１８０°よりも小さい状態であって、一端部５１８Ａがスクリュー部材５１４の表面に接触して該表面を付勢する状態で配置されている。より具体的に、トナー受け部５１８の一端部５１８Ａの鉛直方向に対する傾斜角度は、０°より大きく９０°より小さい状態である。

そのため、クリーニング部材５１３で第２ローラー５１２から掻き取られたトナーの一部は、トナー受け部５１８からスクリュー部材５１４に向けて滑り落ちるが、残りの一部は、トナー受け部５１８上に残存することになる。即ち、スクリュー部材５１４の搬送方向Ｄ１における上流側端部では、スクリュー部材５１４に向かうトナーの一部の落下がトナー受け部５１８によって一時的に遮られる。

なお、トナー受け部５１８は、支持部５１６上に固定される他端部５１８Ｂから一端部５１８Ａに向けて両者の間の角度が９０°以上になるように曲折された部材であって、他端部５１８Ｂから曲折部までの間の平坦部と、その平坦部から一端部５１８Ａに向かう傾斜部とを含む。ここで、トナー受け部５１８は、前記平坦部が中間転写ベルト５における画像形成領域の内側に存在しないように構成されている。

また、トナー受け部５１８の一端部５１８Ａの位置は、スクリュー部材５１４の軸方向において、スクリュー部材５１４のトナーの搬送方向Ｄ１の最上流側端部に形成された一周期分の螺旋状の突起部５１４Ａの範囲内に存在する。

これにより、トナー受け部５１８は、スクリュー部材５１４の回転に従って、スクリュー部材５１４の軸方向に垂直な方向であってトナー受け部５１８によるスクリュー部材５１４の付勢方向に揺動することになる。

以下、図３〜図５を参照しつつ、スクリュー部材５１４の回転に伴うトナー受け部５１８の状態遷移について説明する。ここに、図３〜図５は、スクリュー部材５１４とトナー受け部５１８との位置関係を説明するための模式図であって、スクリュー部材５１４の長手方向に垂直な方向からスクリュー部材５１４を見た状態が示されている。

具体的に、図３に示される状態では、トナー受け部５１８の一端部５１８Ａがスクリュー部材５１４の突起部５１４Ａに乗り上げており、スクリュー部材５１４の軸部から浮き上がった状態である。

その後、スクリュー部材５１４が回転すると、図４に示されるように、トナー受け部５１８は、一端部５１８Ａがスクリュー部材５１４の突起部５１４Ａから軸部に向けて落下し、スクリュー部材５１４の軸部に接触した状態に遷移する。

そして、スクリュー部材５１４が更に回転すると、図５に示されるように、トナー受け部５１８は、一端部５１８Ａがスクリュー部材５１４の突起部５１４Ａで押し上げられて、スクリュー部材５１４の軸部から徐々に浮き上がることになる。即ち、トナー受け部５１８の一端部５１８Ａは、スクリュー部材５１４の軸部から徐々に離間することになる。

このように、トナー受け部５１８の一端部５１８Ａは、スクリュー部材５１４の回転に伴ってスクリュー部材５１４の軸部に対して接離する方向に揺動する。従って、トナー受け部５１８上に落下するトナーは、トナー受け部５１８の一端部５１８Ａの揺動によって生じる振動によってトナー受け部５１８からスクリュー部材５１４に向けて徐々に落下することになる。従って、クリーニング装置５１では、スクリュー部材５１４のトナーの搬送方向Ｄ１の上流側に多量のトナーが一挙に流入することが防止され、スクリュー部材５１４のトナーの搬送方向Ｄ１の上流側におけるトナーの堆積を抑制することが可能である。

なお、本実施形態では、中間転写ベルト５からトナーを除去するクリーニング装置５１を本発明に係るクリーニング装置の一例として説明するが、本発明に係るクリーニング装置は、前記ドラムクリーニング装置についても同様に適用可能である。この場合、前記感光体ドラムが被清掃部材の一例であり、前記感光体ドラムからトナーを除去する部材がクリーニング部材の一例である。

また、本実施形態では、第２ローラー５１２が被清掃部材の一例であり、クリーニング部材５１３がクリーニング部材の一例である。一方、第２ローラー５１２が省略され、クリーニング部材５１３が第１ローラー５１１からトナーを除去する構成も他の実施形態として考えられ、この場合は、第１ローラー５１１が被清掃部材の一例である。さらに、第１ローラー５１１及び第２ローラー５１２が省略され、クリーニング部材５１３が中間転写ベルト５からトナーを除去する構成も他の実施形態として考えられ、この場合は、中間転写ベルト５が被清掃部材の一例である。

１〜４ 画像形成ユニット
５ 中間転写ベルト
５１ クリーニング装置
５１１ 第１ローラー
５１２ 第２ローラー
５１３ クリーニング部材
５１４ スクリュー部材
５１８ トナー受け部
５１８Ａ 一端部
５１８Ｂ 他端部

Claims (5)

1. 被清掃部材からトナーを除去するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材で除去されたトナーを予め定められた搬送方向に沿って搬送するスクリュー部材と、
   前記クリーニング部材から前記スクリュー部材における前記搬送方向の上流側端部へのトナーの落下経路上に、一端部が前記スクリュー部材の表面を付勢する状態で設けられ、前記スクリュー部材の回転に伴って前記一端部が揺動するトナー受け部と、
   を備え、
   前記トナー受け部は、前記一端部と他端部との間に曲折部が設けられており、前記他端部から前記曲折部までの間に設けられ前記スクリュー部材の軸方向に平行な平坦部と、当該平坦部から前記一端部に向かって下方に傾斜する傾斜部とを含み、
   前記傾斜部は、鉛直方向に対して０°より大きく９０°より小さい傾斜角で傾斜する、
   クリーニング装置。
2. 前記トナー受け部は、前記一端部が前記スクリュー部材の表面に接触し、他端部が前記スクリュー部材を回動可能に支持する支持部に固定されているＬ字状のフィルム部材である、
   請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記トナー受け部は、前記スクリュー部材において前記搬送方向の最上流側に形成された一周期分の螺旋状の突起部の範囲内に前記一端部が存在する、
   請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
4. 前記被清掃部材と、
   請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニング装置と、
   を備える画像形成装置。
5. 複数の感光体からトナー像が転写される中間転写ベルトを備え、
   前記被清掃部材が、前記中間転写ベルト、前記中間転写ベルトからトナーを除去する第１ローラー、又は前記第１ローラーからトナーを除去する第２ローラーである、
   請求項４に記載の画像形成装置。
   

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