JP6601366B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、残留トナーを除去するためのクリーニング装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
一般的な画像形成装置としては、例えば、電荷を持たない感光体を一様に帯電させ(帯電工程)、電荷を帯びた感光体表面に、コピー原稿に基づいたレーザー光を照射して、感光体表面に原稿の潜像を形成し(露光工程)、潜像をトナーで可視像化し(現像工程)、可視像化することによって形成されたトナー像を、中間転写ベルトに載置された用紙等の記録媒体に転写し(転写工程)、転写したトナー像を記録媒体に定着させる(定着工程)、といった5つのプロセスからなる電子写真方式のものがよく知られている。
記録媒体にトナー像が転写された後の中間転写ベルトにはトナーが残留するため、次の画像形成処理の前に当該残留トナーを除去する必要がある。このため、画像形成装置においては、残留したトナーを除去するためのクリーニング装置が種々提案され(例えば、下記の特許文献1〜4を参照)、そして実用化されている。
クリーニング装置は、例えば、中間転写ベルトの表面を清掃するファーブラシローラーと、ファーブラシローラーに付着したトナーを回収する回収ローラーと、回収ローラーの周面に当接し、回収ローラーによって回収されたトナーを掻き落とすためのクリーニングブレードと、クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを一時的に収容するトナー収容部と、を備える。クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーはトナー収容部に移動し、トナー収容部に移動したトナーは搬送スクリューによってトナー収容部内の一端部へ搬送され、トナー収容部内の一端部に形成された開口部からクリーニング装置の外部に排出される。
特開平7−64444号公報 特開2004−347864号公報 特開2006−47846号公報 特開2012−203331号公報
搬送スクリューによりトナーが搬送されるトナー収容部内の一端部にはトナーが滞留しやすい。この結果、クリーニングブレードやトナー収容部に設けられたシール部材などが滞留したトナーにより圧迫されて、トナー収容部から中間転写ベルト側にトナーが逆流するおそれがある。また、滞留したトナーにより搬送スクリューの回転が妨げられて、搬送スクリューがロックされるおそれもある。
上記の問題を解消するために、等間隔に並設された複数の弾性片を含むトナー崩し部材をトナー収容部内に配設することが考えられる。弾性片は搬送スクリューの羽根と接触することで揺動し、これにより、トナー収容部内におけるトナーの搬送性および撹拌性が向上する。しかしながら、上記のトナー崩し部材をトナー収容部内に設けた場合であっても、トナー収容部内の一端部でのトナーの滞留を完全には解消することはできない。
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成により、搬送スクリューによりトナーが搬送されるトナー収容部内の一端部でのトナーの滞留を、一般的なクリーニング装置の構成と比較してより抑制することを目的とする。
本発明の一局面にかかるクリーニング装置は、像担持体の幅方向に延びる第1回転軸周りに、当該像担持体に接触しながら回転して、当該像担持体上に残留するトナーを除去する除去ローラーと、前記第1回転軸の軸方向に平行な第2回転軸周りに回転しながら前記除去ローラーに接触し、前記除去ローラー上のトナーを前記除去ローラーから回収する回収ローラーと、前記第2回転軸の軸方向に平行に延び、前記回収ローラーに接触して、前記回収ローラー上のトナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記除去ローラーおよび前記回収ローラーからは前記第1および前記第2回転軸に平行に延設されるシール部材によって仕切られ、前記回収ローラーにより回収されて前記クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを収容するトナー収容部であって、前記第1および前記第2回転軸の軸方向に平行な第3回転軸の軸方向に等ピッチで形成された複数の羽根を有し、前記第3回転軸周りに回転することで、トナーを前記トナー収容部内の前記第3回転軸の軸方向の一端部へ搬送する搬送スクリューと、前記トナー収容部に滞留したトナーを崩すトナー崩し部材とが前記トナー収容部内に配設され、前記トナー収容部内の前記第3回転軸の軸方向の一端部には、前記収容したトナーを排出する開口部が形成されているトナー収容部と、前記トナー収容部の前記開口部から排出されたトナーを収容する廃棄トナータンクと、を備え、前記トナー崩し部材は、前記第3回転軸の軸方向に平行に延びた支持部と、前記支持部から前記搬送スクリューに向かって延設された複数の弾性片であって、そのそれぞれが前記複数の羽根の間に入り込みが可能とされ、前記搬送スクリューの回転に従動して回転する前記複数の羽根と接触することで揺動する複数の弾性片とを含み、前記複数の弾性片は、前記第3回転軸の軸方向に平行な方向に予め定められた第1の長さで等間隔に並設された複数の第1弾性片と、前記複数の第1弾性片よりも前記トナー収容部内の前記一端部側に位置し、隣り合う弾性片と前記第1の長さとは異なる第2の長さだけ前記第3回転軸の軸方向に平行な方向に隔てて設けられた1つまたは複数の第2弾性片とを含む、クリーニング装置である。
また、本発明の一局面にかかる画像形成装置は、前記像担持体を備える画像形成部と、前記クリーニング装置と、を備え、前記像担持体上の残留トナーを前記クリーニング装置により除去する画像形成装置である。
本発明によれば、簡易な構成により、搬送スクリューによりトナーが搬送されるトナー収容部内の一端部でのトナーの滞留を、一般的なクリーニング装置の構成と比較してより抑制することができる。
本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置を備える画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置の中間転写ユニットの外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置およびその周辺の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置のファーブラシローラーおよび回収ローラーを取り外した構成を示した図である。 (A)は、本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置の搬送スクリューを示した図であり、(B)は、本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置のトナー崩し部材を示した図である。 本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置の構成の一部を拡大した図である。 変形例にかかるクリーニング装置におけるトナー崩し部材の詳細な構成を示す図である。
以下、本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置および画像形成装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかるクリーニング装置240を備える画像形成装置1の構造を示す正面断面図である。
画像形成装置1は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、およびファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置1は、装置本体11に、画像形成部12、定着部13、および給紙部14などを備えて構成されている。
画像形成装置1が画像形成動作を行う場合は、原稿読取動作により生成された画像データまたは内蔵HDDに記憶されている画像データなどに基づいて、画像形成部12が、給紙部14から給紙される記録紙にトナー像を形成する。
画像形成部12のマゼンタ用の画像形成ユニット12M、シアン用の画像形成ユニット12C、イエロー用の画像形成ユニット12Yおよびブラック用の画像形成ユニット12Bkは、感光体ドラム121と、現像装置122と、帯電装置123と、露光装置124と、1次転写ローラー126とをそれぞれ備えている。
カラー印刷を行う場合、画像形成ユニット12M、12C、12Yおよび12Bkは、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光および現像の工程により感光体ドラム121上にトナー画像を形成し、トナー画像を1次転写ローラー126により、駆動ローラー125Aおよび従動ローラー125Bに張架されている中間転写ベルト125(像担持体)上に転写させる。
中間転写ベルト125上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト125上で重ね合わされ、カラーのトナー画像となる。2次転写ローラー210は、中間転写ベルト125の表面に形成されたカラーのトナー画像を、中間転写ベルト125を挟んで駆動ローラー125Aとのニップ部において、給紙部14から搬送されてきた記録紙に転写させる。この後、定着部13が、記録紙上のトナー画像を熱定着により記録紙に定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙は、排出トレイ151に排出される。
従動ローラー125Bに張架された中間転写ベルト125部分には、クリーニング装置240が設けられている。クリーニング装置240は、中間転写ベルト125の外周面上に残存するトナーを回収する。
なお、中間転写ベルト125、1次転写ローラー126、駆動ローラー125A、および従動ローラー125B、更にクリーニング装置240は、中間転写ユニット50に実装されている。
図2は中間転写ユニット50の外観を示す斜視図である。中間転写ユニット50は、装置本体11内において画像形成部12の上方に取り付けられている。中間転写ユニット50は、上記のように、中間転写ベルト125、1次転写ローラー126、駆動ローラー125A、従動ローラー125B、およびクリーニング装置240を実装する。
中間転写ユニット50は、ケーシング51を備えている。ケーシング51には、中間転写ユニット50が備える各機構が取り付けられている。ケーシング51の一端部には、駆動ローラー125Aが回転自在に支持され、他端部には、従動ローラー125Bが支持されている。中間転写ベルト125は、このように支持された駆動ローラー125Aおよび従動ローラー125Bの間に張架された状態で、その上方および両側方がケーシング51により覆われている。図2における中間転写ベルト125の下部は、ケーシング51から露出した状態とされている。中間転写ユニット50を装置本体11内に装填した状態で、露出した中間転写ベルト125部分の下方となる装置本体11内に、各色用の画像形成ユニットが配設されている。
図3は、クリーニング装置240およびその周辺の構成を示す断面図である。図4は、クリーニング装置240の構成を示す斜視図である。図5は、ファーブラシローラー242および回収ローラー243を取り外したクリーニング装置240の構成を示す斜視図である。
これらの図に示すように、クリーニング装置240は、ケーシング241を備え、ケーシング241には、クリーニング装置240を構成するファーブラシローラー242と、回収ローラー243と、クリーニングブレード244と、搬送スクリュー245と、シール部材246と、トナー崩し部材247とが取り付けられ、ケーシング241の図3においては左下隅にはトナー収容部249が形成されている。
ファーブラシローラー242(除去ローラ)は、中間転写ベルト125を挟んで従動ローラー125Bに対向して配置されている。ファーブラシローラー242は、中間転写ベルト125に接触しながら回転して、中間転写ベルト125の表面に残存するトナーを電気的に吸着して、中間転写ベルト125の表面を清掃する。ファーブラシローラー242は、例えば、樹脂製のフィラメントからなる不織布等を回転軸の全周に巻き付けて構成されている。ファーブラシローラー242の回転軸(第1回転軸)は、中間転写ベルト125の幅方向となる従動ローラー125Bと平行に延び、ケーシング241に軸支されている。
回収ローラー243は、例えば、金属製であり、ファーブラシローラー242の表面に接触して、ファーブラシローラー242が回収したトナーをファーブラシローラー242から電気的に回収する。回収ローラー243の回転軸(第2回転軸)は、ファーブラシローラー242と平行に延び、ケーシング241に軸支されている。
クリーニングブレード244は、平板状部材からなり、回収ローラー243と平行に延びている。クリーニングブレード244は、先端部が回収ローラー243の表面に接触するようにケーシング241に取り付けられ、回収ローラー243の表面から、回収ローラー243が回収したトナーを掻き取る。掻き取られたトナーは、トナー収容部249に落下して留まる。
トナー収容部249は、ファーブラシローラー242および回収ローラー243からはシール部材246によって仕切られ、回収ローラー243により回収されてクリーニングブレード244により掻き取られたトナーを収容する。トナー収容部249には、搬送スクリュー245が設けられている。
図6(A)は、搬送スクリュー245の詳細な構成を示す図である。搬送スクリュー245は、回収ローラー243と平行に延び、その回転軸(第3回転軸)2451はケーシング241に軸支されている。搬送スクリュー245の回転軸2451の周面には、トナーを搬送するために螺旋状に形成された複数の羽根2452が設けられている。複数の羽根2452は、それぞれ、回転軸2451に対して予め定められた角度を付けた姿勢で、回転軸2451の軸方向に等ピッチP1で形成されている。搬送スクリュー245は、羽根2452が回転軸2451周りに回転することで、回転軸2451の延びる方向、すなわち、トナー収容部249内の一端部へトナーを搬送する。このように搬送されたトナーは、トナー収容部249内の一端部に設けられた開口部(図略)から、廃棄トナータンク(図略)に移動する。
シール部材246は、シート状の部材であり、例えば、ウレタン等の可撓性素材からなり、その一部が回収ローラー243の表面に柔軟に接触するようにトナー収容部249に取り付けられている。シール部材246の先端部と回収ローラー243の表面との接触位置においては、回収ローラー243の表面に付着したトナーを通過させつつ、クリーニングブレード244により回収ローラー243から掻き取られたトナーについては、トナー収容部249からファーブラシローラー242側に逆流させないようにしている。
トナー崩し部材247は、トナー収容部249に滞留したトナーを崩すものである。トナー崩し部材247は、シール部材246よりは固い素材が望ましく、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの100μm程度の薄い樹脂製シートが使用される。トナー崩し部材247は、ケーシング241の内壁面に固定され、搬送スクリュー245の回転軸2451の延びる方向に延びている。また、トナー崩し部材247は、搬送スクリュー245の回転軸2451よりも上方に、回転軸2451と平行に配置される支持部2471と、支持部2471から搬送スクリュー245に向かって延設される複数の弾性片2472とを含んで構成されている。トナー崩し部材247は、例えば、可撓性を有する合成樹脂素材等からなる。
弾性片2472は、搬送スクリュー245の回転に従動して回転する羽根2452との接触で揺動される。弾性片2472の支持部2471側の部分である基端部2473の幅W1(図6(B)参照)は、回転軸2451の延びる方向に配設される複数の羽根2452のピッチP1の長さから羽根2452の厚みを差し引いた長さよりも短くされて当該羽根2452間に入り込み可能とされている。また、基端部2473よりも支持部2471から離れた側に位置する弾性片2472の先端部2474は、基端部2473よりも幅広となっている。先端部2474を基端部2473よりも幅広とすることで、弾性片2472の揺動によるトナーの撹拌性および搬送性を向上させることができる。
弾性片2472は、搬送スクリュー245に当接し、搬送スクリュー245の回転に従動して揺動する。すなわち、弾性片2472は、搬送スクリュー245が回転すると、当該回転に伴う羽根2452の移動に伴って(弾性片2472に対する相対的な位置移動)、羽根2452の上に乗り上がり、また、各羽根2452の間の谷部分に入り込むことによって、搬送スクリュー245およびシール部材246の間の位置で揺動する。この揺動により、弾性片2472は、トナー収容部249に堆積してできたトナーの山を崩すとともに、トナーを撹拌および搬送する。
図6(B)は、トナー崩し部材247の詳細な構成を示す図である。図7は、図5で示したクリーニング装置240の構成の一部を拡大した図である。本図に示すように、複数の弾性片2472は、回転軸2451の軸方向に平行な方向に並設されているが、この複数の弾性片2472のうちトナー搬送方向の最下流に位置する1つの弾性片2472のみが、隣り合う弾性片2472との間隔が異なっている。すなわち、複数の弾性片2472は、回転軸2451の軸方向に平行な方向に予め定められた第1の長さP2で等間隔に並設された複数の第1弾性片2472Aと、複数の第1弾性片2472Aよりもトナー収容部249内の一端部側に位置し、隣り合う第1弾性片2472Aと第1の長さP2とは異なる第2の長さP3だけ第3回転軸の軸方向に平行な方向に隔てて設けられた第2弾性片2472Bとを含む。なお、第1弾性片2472Aと第2弾性片2472Bとは同一の形状である。
本実施形態では、第1弾性片2472Aが隣り合う第1弾性片2472Aとの間の長さである第1の長さP2は、搬送スクリュー245の羽根2452が回転軸2451上に配置されるピッチP1の半分とされる。また、第2弾性片2472Bが隣り合う第1弾性片2472Aとの間の長さである第2のP3は、長さP2よりも短い長さとされる。これにより、第1弾性片2472Aが羽根2452による押圧でシール部材246に向かう方向に移動するタイミングと、第2弾性片2472Bが羽根2452による押圧でシール部材246に向かう方向に移動するタイミングとがずれる。
トナー収容部249内の一端部の位置以外では、トナーは、同じタイミングで揺動する第1弾性片2472Aから同じタイミングで押圧される。これにより、トナーが一定の速度で搬送され、安定した搬送が実現される。一方、トナー収容部249内の一端部では、トナー漏れ防止のためのスポンジなどが設けられる場合があり、トナー収容部249の一端部と搬送スクリュー245との間の領域が広くなる場合がある。この場合、トナーの搬送力や撹拌力が弱くなりトナーが滞留しやすい。また、搬送スクリュー245や弾性片2472により搬送されたトナーがトナー収容部249の一端部の壁部に衝突することでトナーの流動性が失われるため、トナーが滞留しやすい。この点、上記のように、トナー収容部249内の一端部の位置では、トナーは、第1弾性片2472Aとは異なるタイミングで揺動する第2弾性片2472Bから押圧される。これにより、トナー収容部249内の一端部の位置以外でトナーが押圧されるタイミングと異なるタイミングでトナーを押圧することができるので、トナーに流動性を与えてトナーの滞留を抑制することができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。
(変形例1)
上記の実施形態では、複数の弾性片2472のうちトナー搬送方向の最下流に位置する1つの弾性片2472のみを、隣り合う弾性片2472との間隔を異ならせる場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。複数の弾性片2472のうちトナー搬送方向の最下流に位置する複数の弾性片2472について、隣り合う弾性片2472との間隔を異ならせてもよい。
(変形例2)
図8は、変形例2にかかるクリーニング装置におけるトナー崩し部材の詳細な構成を示す図である。変形例2では、トナー崩し部材247の複数の弾性片2472が、第1弾性片2472Aおよび第2弾性片2472Bに加えて、更に、第3弾性片2472Cを含む。第3弾性片2472Cは、複数の第1弾性片2472Aよりもトナー収容部249内の他端部側に位置し、第1の長さP2よりも短い長さである第3の長さP4だけ回転軸2451の軸方向に平行な方向に隣り合う第1弾性片2472Aから隔てて設けられている。これにより、第1弾性片2472Aが羽根2452による押圧でシール部材246に向かう方向に移動するタイミングと、第3弾性片2472Cが羽根2452による押圧でシール部材246に向かう方向に移動するタイミングとがずれる。
トナー収容部249内の他端部では、トナー漏れ防止のためのスポンジなどが設けられる場合があり、トナー収容部249の他端部と搬送スクリュー245との間の領域が広くなる場合がある。この場合、トナーの搬送力や撹拌力が弱くなりトナーが滞留しやすい。変形例2にかかるクリーニング装置では、トナー収容部249の他端部に位置する第3弾性片2472Cが揺動するタイミングを、他の第1弾性片2472Aが揺動するタイミングとずらすことにより、トナーに流動性を与えてトナー収容部249内の他端部でのトナーの滞留を抑制することができる。
(変形例3)
上記の実施形態では、第2弾性片2472Bが隣り合う第1弾性片2472Aとの間の長さである第2の長さP3を、長さP2よりも短い長さとする場合を説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。長さP3を長さP2よりも長い長さにすることで、トナー収容部249の一端部に位置する第2弾性片2472Bが揺動するタイミングを、他の第1弾性片2472Aが揺動するタイミングとずらしてもよい。
1 画像形成装置
12 画像形成部
50 中間転写ユニット
51 ケーシング
240 クリーニング装置
241 ケーシング
242 ファーブラシローラー
243 回収ローラー
244 クリーニングブレード
245 搬送スクリュー
246 シール部材
247 トナー崩し部材
249 トナー収容部
2451 回転軸
2452 羽根
2471 支持部
2472 弾性片
2472A 第1弾性片
2472B 第2弾性片
2472C 第3弾性片
2473 基端部
2474 先端部

Claims (4)

  1. 像担持体の幅方向に延びる第1回転軸周りに、当該像担持体に接触しながら回転して、当該像担持体上に残留するトナーを除去する除去ローラーと、
    前記第1回転軸の軸方向に平行な第2回転軸周りに回転しながら前記除去ローラーに接触し、前記除去ローラー上のトナーを前記除去ローラーから回収する回収ローラーと、
    前記第2回転軸の軸方向に平行に延び、前記回収ローラーに接触して、前記回収ローラー上のトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
    前記除去ローラーおよび前記回収ローラーからは前記第1および前記第2回転軸に平行に延設されるシール部材によって仕切られ、前記回収ローラーにより回収されて前記クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを収容するトナー収容部であって、前記第1および前記第2回転軸の軸方向に平行な第3回転軸の軸方向に等ピッチで形成された複数の羽根を有し、前記第3回転軸周りに回転することで、トナーを前記トナー収容部内の前記第3回転軸の軸方向の一端部へ搬送する搬送スクリューと、前記トナー収容部に滞留したトナーを崩すトナー崩し部材とが前記トナー収容部内に配設され、前記トナー収容部内の前記第3回転軸の軸方向の一端部には、前記収容したトナーを排出する開口部が形成されているトナー収容部と、
    前記トナー収容部の前記開口部から排出されたトナーを収容する廃棄トナータンクと、を備え、
    前記トナー崩し部材は、前記第3回転軸の軸方向に平行に延びた支持部と、前記支持部から前記搬送スクリューに向かって延設された複数の弾性片であって、そのそれぞれが前記複数の羽根の間に入り込みが可能とされ、前記搬送スクリューの回転に従動して回転する前記複数の羽根と接触することで揺動する複数の弾性片とを含み、
    前記複数の弾性片は、前記第3回転軸の軸方向に平行な方向に予め定められた第1の長さで等間隔に並設された複数の第1弾性片と、前記複数の第1弾性片よりも前記トナー収容部内の前記一端部側に位置し、隣り合う弾性片と前記第1の長さとは異なる第2の長さだけ前記第3回転軸の軸方向に平行な方向に隔てて設けられた1つまたは複数の第2弾性片とを含み、
    前記第2弾性片は、隣り合う弾性片と前記第1の長さよりも短い長さを隔てて設けられているクリーニング装置。
  2. 前記複数の弾性片は、更に、前記複数の第1弾性片よりも前記トナー収容部内の他端部側に位置し、隣り合う弾性片と前記第1の長さとは異なる第3の長さだけ前記第3回転軸の軸方向に平行な方向に隔てて設けられた1つまたは複数の第3弾性片を含む、請求項1に記載のクリーニング装置。
  3. 前記複数の弾性片のそれぞれは、前記支持部側に位置し前記複数の羽根のピッチよりも狭い幅である基端部と、前記基端部よりも前記支持部から離れた側に位置し前記基端部よりも幅広の先端部とを含む、請求項1又は請求項に記載のクリーニング装置。
  4. 前記像担持体を備える画像形成部と、
    請求項1乃至請求項のいずれかに記載のクリーニング装置と、を備え、
    前記像担持体上の残留トナーを前記クリーニング装置により除去する画像形成装置。
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