JP7338301B2 - クリーニングユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、クリーニングユニット及び画像形成装置に関する。

従来、感光体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段を備える画像形成装置が知られている。例えば、特開２００５－４０５１号公報（以下、「特許文献１」という。）には、感光体と、帯電ロールと、露光装置と、現像アセンブリと、転写手段と、クリーニングブレードと、を備える画像形成装置が開示されている。クリーニングブレードは、感光体の表面のうち感光体の回転方向における転写手段と帯電ローラとの間の部位に当接するように設けられており、感光体の表面に残留するトナーを除去する。

特開２００５－４０５１号公報

特許文献１に記載されるような画像形成装置では、感光体の長寿命化のために、トナーに添加される処理剤（潤滑剤や研磨剤等）の添加量や、感光体の表層の厚さが増大する傾向にあり、これによりクリーニングブレードに作用する負荷も増大している。この状態で画像形成装置が長期間運転されると、前記処理剤のうちクリーニングブレードによって除去されなかったものや、クリーニングブレードにより感光体の表層が削られることによって生じた粉体が、クリーニングブレードの下流側に運ばれる懸念がある。例えば、この粉体が露光装置に付着した場合、露光装置における露光照射が妨げられ、感光体に適切な潜像が形成されないおそれがある。また、粉体が現像装置内のトナーに混入した場合、感光体に不適切なトナー像（画像）が形成されるおそれがある。

本発明の目的は、露光装置及び現像装置への粉体の到達を抑制可能なクリーニングユニット及び画像形成装置を提供することである。

この発明の一局面に従ったクリーニングユニットは、回転軸まわりに回転可能な感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体の前記表面のうち前記感光体の回転方向における前記帯電装置の下流側に位置する露光部を露光させることによって潜像を形成する露光装置と、前記感光体の前記回転方向における前記帯電装置の下流側に設けられており、前記潜像にトナーを供給することによってトナー像を形成する現像装置と、を備える画像形成ユニットにおける前記感光体の前記表面に残留するトナーを除去するクリーニングユニットであって、前記感光体の前記表面のうち前記感光体の前記回転方向における前記現像装置の下流側に位置する転写部と前記帯電装置との間に設けられており、前記感光体の前記表面のうち前記転写部の下流側の部位に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記感光体の前記回転方向における前記クリーニングブレードの下流側でかつ前記露光部の上流側に設けられており、前記感光体の前記表面に付着した粉体を掻き取る掻き取り部材と、を備える。

このクリーニングユニットでは、クリーニングブレードの下流側において感光体の表面に付着した粉体を掻き取り部材が掻き取るため、露光装置及び現像装置への粉体の到達が抑制される。

また、前記掻き取り部材は、柔軟性を有するシート部を有し、前記シート部は、前記感光体の前記表面に食い込むように配置されていることが好ましい。

このようにすれば、感光体の回転に伴ってシート部がなびくため、粉体を効率的に掻き取る（回収する）ことが可能となる。

さらに、前記シート部の厚みに対する前記シート部の前記感光体の前記表面への食い込み量の割合は、２．５以上１２０以下であることが好ましい。

このようにすれば、シート部が感光体の表面を押圧する力が確保されるため、シート部による粉体の掻き取り効果が確保される。

また、前記クリーニングユニットは、前記クリーニングブレードが前記感光体の前記表面に押し付けられるように前記クリーニングブレードを支持するブレード支持体をさらに備えていてもよい。この場合において、前記掻き取り部は、前記シート部が前記感光体の前記表面に押し付けられるように前記シート部を支持する支持部をさらに有し、前記支持部は、前記ブレード支持体に固定されていることが好ましい。

このようにすれば、クリーニングブレードとシート部との位置関係が確定される。

また、前記掻き取り部は、前記クリーニングブレードが前記感光体を押圧する方向に交差する方向に前記感光体を押圧していることが好ましい。

このようにすれば、クリーニングブレードが振動することによって感光体に生じる振動が抑制される。このため、画像むらや異音の発生が抑制される。

また、前記掻き取り部は、前記感光体の前記回転方向における前記クリーニングブレードの下流側でかつ前記帯電装置の上流側に設けられていることが好ましい。

この態様では、粉体が帯電装置に到達することが抑制されるため、帯電不良の発生が抑制される。

また、本発明の一局面に従う画像形成装置は、前記クリーニングユニットと、前記感光体と、前記帯電装置と、前記露光装置と、前記現像装置と、前記転写部と、を備える。

以上に説明したように、この発明によれば、露光装置及び現像装置への粉体の到達を抑制可能なクリーニングユニット及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 画像形成ユニットの斜視図である。 図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。 掻き取り部の斜視図である。 掻き取り部の側面図である。 比較例の画像形成ユニットにおけるトナー及び粉体の挙動を概略的に示す図である。 クリーニングユニットの変形例を示す図である。 クリーニングユニットの変形例を示す図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。この画像形成装置１は、コピー機能、ファクシミリ機能、プリンタ機能およびスキャナ機能などの複数の機能を備えたＭＦＰ（ＭＦＰ：Multifunctional Peripherals）である。

図１に示されるように、画像形成装置１は、画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、転写ユニット２０と、給紙トレイ３１と、定着装置３２と、排紙トレイ３３と、トナー補給装置３５と、クリーニングユニット４０と、を備えている。

画像形成ユニット１０は、転写ユニット２０に転写するトナー像（画像）を形成するユニットである。画像形成ユニット１０Ｙ、画像形成ユニット１０Ｍ、画像形成ユニット１０Ｃ及び画像形成ユニット１０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の色を有するトナー像を転写ユニット２０に形成する。図３に示されるように、画像形成ユニット１０は、感光体１１と、帯電装置１２と、クリーニングローラ１３と、露光装置１４と、現像装置１５と、ハウジング１６と、を有している。

感光体１１は、回転軸１１Ａまわりに回転可能である。感光体１１は、回転軸１１Ａの回転に応じて回転する表面（感光層）１１Ｓを有している。

帯電装置１２は、感光体１１の表面１１Ｓを所定の電位に帯電させる。本実施形態では、帯電装置１２として、帯電ローラーが用いられている。

クリーニングローラ１３は、帯電装置１２を清掃する。

露光装置１４は、感光体１１の表面１１Ｓのうち感光体１１の回転方向（図３において矢印ＡＲで示される方向）における帯電装置１２の下流側に位置する露光部１１Ｓ１を露光させること（レーザ等を照射すること）によって潜像を形成する。本実施形態では、露光装置１４は、感光体１１の下方に配置されている。

現像装置１５は、感光体１１の回転方向における帯電装置１２の下流側に設けられている。現像装置１５は、潜像にトナーを供給することによってトナー像を形成する。このトナー像は、感光体１１の表面１１Ｓのうち感光体１１の回転方向における現像装置１５の下流側に位置する転写部１１Ｓ２において転写ユニット２０に転写される。本実施形態では、現像装置１５として、現像ローラーが用いられている。

ハウジング１６は、感光体１１、帯電装置１２、クリーニングローラ１３及び現像装置１５を保持している。ハウジング１６は、感光体１１の露光部１１Ｓ１及び転写部１１Ｓ２を露出させる形状を有している。

転写ユニット２０は、１次転写ローラー２１と、中間転写ベルト２２と、２次転写ローラー２３と、を有している。画像形成ユニット１０により形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト２２の表面上で重ね合わされる。その後、中間転写ベルト２２は、中間転写ベルト２２と２次転写ローラー２３との間に形成される２次転写部にカラートナー像を搬送する。

給紙トレイ３１は、記録媒体としての用紙Ｓを格納する格納部として設けられている。給紙トレイ３１には、複数枚の用紙Ｓが格納されている。本実施形態では、給紙トレイ３１は、上下方向に２段に渡って設けられている。ただし、上下方向に１段又は３段以上の給紙トレイ３１が設けられてもよい。

給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、各種の回転ローラにより、中間転写ベルト２２と２次転写ローラー２３との間の２次転写部に搬送される。中間転写ベルト２２に担持されているカラートナー像は、２次転写部において用紙Ｓの表面に転写される。カラートナー像は、定着装置３２によって用紙Ｓの表面に定着される。以上の工程によって画像が形成された用紙Ｓは、排紙トレイ３３に排出される。

トナー補給装置３５は、画像形成ユニット１０の現像装置１５にトナー（現像剤）を供給する装置である。このトナーには、感光体１１の長寿命化のために、処理剤（潤滑剤や研磨剤等）が含まれている。トナー補給装置３５は、鉛直方向において、中間転写ベルト２２及び排紙トレイ３３間に設けられている。ただし、画像形成装置１におけるトナー補給装置３５の配置は、特に限定されない。

クリーニングユニット４０は、感光体１１の表面１１Ｓに残留するトナーを除去するユニットである。図３に示されるように、クリーニングユニット４０は、クリーニングブレード４１と、ブレード支持体４２と、掻き取り部材４４と、を有している。

クリーニングブレード４１は、感光体１１の回転方向における転写部１１Ｓ２と帯電装置１２との間に設けられている。クリーニングブレード４１は、感光体１１の表面１１Ｓのうち転写部１１Ｓ２の下流側の部位に付着した残留トナーを除去する。クリーニングブレード４１は、板状に形成されている。クリーニングブレード４１は、感光体１１の軸方向に沿って延びる形状を有している。クリーニングブレード４１は、例えば、ウレタン等の樹脂材料により形成される。

ブレード支持体４２は、クリーニングブレード４１が感光体１１の表面１１Ｓに押し付けられるようにクリーニングブレード４１を支持している。ブレード支持体４２は、ボルト等の締結部材５０によってハウジング１６に固定されている。図３に示されるように、ブレード支持体４２は、クリーニングブレード４１と感光体１１の表面１１Ｓとの接触部における接線とクリーニングブレード４１とのなす角が鋭角となる姿勢でクリーニングブレード４１を支持している。

掻き取り部材４４は、感光体１１の回転方向におけるクリーニングブレード４１の下流側でかつ露光部１１Ｓ１の上流側に設けられている。本実施形態では、掻き取り部材４４は、感光体１１の回転方向におけるクリーニングブレード４１の下流側でかつ帯電装置１２の上流側に設けられている。掻き取り部材４４は、感光体１１の表面１１Ｓに付着した粉体を掻き取る。掻き取り部材４４は、シート部４５と、支持部４６と、を有している。

シート部４５は、柔軟性（可撓性）を有するシート状の部材である。シート部４５は、ウレタン、ポリエステル、あるいは、ポリエチレン等からなる。シート部４５は、感光体１１の軸方向に沿って延びる形状を有している。シート部４５の厚みは、０．０２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定されることが好ましい。シート部４５は、感光体１１の表面１１Ｓに食い込むように配置されている。この食い込み量は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。シート部４５の厚みに対するシート部４５の感光体１１の表面１１Ｓへの食い込み量の割合は、２．５以上１２０以下に設定されることが好ましい。例えば、シート部４５の厚みが大きい場合、前記食い込み量は、小さく設定されてもよく、逆に、シート部４５の厚みが小さい場合、前記食い込み量は、大きく設定されることが好ましい。

シート部４５は、クリーニングブレード４１が感光体１１を押圧する方向と交差する方向に感光体１１を押圧している。より詳細には、シート部４５が感光体１１を押圧する力のうち回転軸１１Ａに向かう方向の分力のベクトルは、クリーニングブレード４１が感光体１１を押圧する力のうち回転軸１１Ａに向かう方向の分力のベクトルと交差している。例えば、両ベクトルのなす角は、７５度～１０５度程度に設定されることが好ましい。

支持部４６は、シート部４５が感光体１１の表面１１Ｓに押し付けられるようにシート部４５を支持している。支持部４６は、シート部４５と感光体１１の表面１１Ｓとの接触部における法線とシート部４５とのなす角が－３０度から３０度の範囲となるようにシート部４５を支持している。支持部４６は、シート部４５の感光体１１の表面１１Ｓへの食い込み量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下となるようにシート部４５を支持している。支持部４６は、金属からなる。支持部４６は、保持部４６ａと、接続部４６ｂと、連結部４６ｃと、を有している。

保持部４６ａは、シート部４５を保持する部位である。保持部４６ａは、両面テープ等の接着部材４８を介してシート部４５を保持している。

接続部４６ｂは、ハウジング１６に接続される部位である。接続部４６ｂは、締結部材５０によってハウジング１６に接続されている。本実施形態では、図３に示されるように、接続部４６ｂは、締結部材５０によってブレード支持体４２に固定されている。

連結部４６ｃは、保持部４６ａと接続部４６ｂとを連結する部位である。連結部４６ｃは、クリーニングブレード４１の外形に沿うように屈曲する形状に形成されている。連結部４６ｃは、クリーニングブレード４１に接するように配置されている。

次に、図６を参照しながら、比較例の画像形成ユニットにおけるトナーＴ１，Ｔ２及び粉体Ｐの挙動について説明する。なお、比較例の画像形成ユニットは、掻き取り部材４４を有していない。

現像装置１５によって感光体１１の表面１１Ｓに形成されたトナー像を構成するトナーＴ１は、転写部１１Ｓ２において中間転写ベルト２２の表面に転写される。トナー像を構成するトナーＴ１の一部は、転写部１１Ｓ２において転写されることなく残留トナーＴ２としてクリーニングブレード４１に向けて運ばれ、クリーニングブレード４１によって除去される。

一方、感光体１１の長寿命化のために、現像装置１５から感光体１１に供給されるトナーには、処理剤（潤滑剤や研磨剤等）が含まれており、この処理剤のうちクリーニングブレード４１によって除去されなかった粉体Ｐや、クリーニングブレード４１により感光体１１の表面１１Ｓが削られることによって生じた粉体Ｐが、クリーニングブレード４１の下流側に運ばれる。これらの粉体Ｐが感光体１１の露光部１１Ｓ１から落下することによって露光装置１４に付着した場合、露光装置１４における露光照射が妨げられ、感光体１１に適切な潜像が形成されないおそれがある。また、粉体Ｐが現像装置１５内のトナーに混入した場合、感光体１１に不適切なトナー像（画像）が形成されるおそれがある。

これに対し、本実施形態のクリーニングユニット４０では、クリーニングブレード４１の下流側において感光体１１の表面１１Ｓに付着した粉体Ｐを掻き取り部材４４が掻き取るため、露光装置１４及び現像装置１５への粉体Ｐの到達が抑制される。

また、掻き取り部材４４のシート部４５は、感光体１１の表面１１Ｓに食い込むように配置されているため、感光体１１の回転に伴ってなびく。このため、粉体Ｐを効率的に掻き取る（回収する）ことが可能となる。

また、シート部４５の厚みに対するシート部４５の感光体１１の表面１１Ｓへの食い込み量の割合は、２．５以上１２０以下であるため、シート部４５が感光体１１の表面１１Ｓを押圧する力が確保される。このため、シート部４５による粉体Ｐの掻き取り効果が確保される。

また、支持部４６は、ブレード支持体４２に固定されているため、クリーニングブレード４１とシート部４５との位置関係が確定される。

また、シート部４５は、クリーニングブレード４１が感光体１１を押圧する方向に交差する方向に感光体１１を押圧しているため、クリーニングブレード４１が振動することによって感光体１１に生じる振動が抑制される。このため、画像むらや異音の発生が抑制される。

また、掻き取り部材４４は、感光体１１の回転方向におけるクリーニングブレード４１の下流側でかつ帯電装置１２の上流側に設けられているため、粉体Ｐが帯電装置１２に到達することが抑制される。このため、帯電不良の発生が抑制される。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、図７に示されるように、掻き取り部材４４は、感光体１１の回転方向における帯電装置１２の下流側でかつ露光部１１Ｓ１の上流側に配置されてもよい。この態様では、クリーニングブレード４１を通過した粉体Ｐのみならず、帯電装置１２の作用にて発生する微粉末を回収することも可能となる。

また、図８に示されるように、クリーニングユニット４０は、感光体１１の回転方向におけるクリーニングブレード４１の下流側でかつ帯電装置１２の上流側と、感光体１１の回転方向における帯電装置１２の下流側でかつ露光部１１Ｓ１の上流側と、に設けられてもよい。

１ 画像形成装置、１０ 画像形成ユニット、１１ 感光体、１１Ａ 回転軸、１１Ｓ 表面、１１Ｓ１ 露光部、１１Ｓ２ 転写部、１２ 帯電装置、１３ クリーニングローラ、１４ 露光装置、１５ 現像装置、１６ ハウジング、２０ 転写ユニット、２１ １次転写ローラー、２２ 中間転写ベルト、２３ ２次転写ローラー、３１ 給紙トレイ、３２ 定着装置、３３ 排紙トレイ、３５ 現像剤補給装置、４０ クリーニングユニット、４１ クリーニングブレード、４２ ブレード支持体、４４ 掻き取り部材、４５ シート部、４６ 支持部、４６ａ 保持部、４６ｂ 接続部、４６ｃ 連結部、４８ 接着部材、Ｐ 粉体、Ｔ１ トナー、Ｔ２ 残留トナー。

Claims (5)

1. 回転軸まわりに回転可能な感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体の前記表面のうち前記感光体の回転方向における前記帯電装置の下流側に位置する露光部を露光させることによって潜像を形成する露光装置と、前記感光体の前記回転方向における前記帯電装置の下流側に設けられており、前記潜像にトナーを供給することによってトナー像を形成する現像装置と、を備える画像形成ユニットにおける前記感光体の前記表面に残留するトナーを除去するクリーニングユニットであって、
   前記感光体の前記表面のうち前記感光体の前記回転方向における前記現像装置の下流側に位置する転写部と前記帯電装置との間に設けられており、前記感光体の前記表面のうち前記転写部の下流側の部位に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記感光体の前記回転方向における前記クリーニングブレードの下流側でかつ前記露光部の上流側に設けられており、前記感光体の前記表面に付着した粉体を掻き取る掻き取り部材と、
   前記クリーニングブレードが前記感光体の前記表面に押し付けられるように前記クリーニングブレードを支持するブレード支持体と、を備え、
   前記掻き取り部材は、
   柔軟性を有するシート部と、
   前記シート部が前記感光体の前記表面に押し付けられるように前記シート部を支持する支持部と、を有し、
   前記シート部は、前記感光体の前記表面に食い込むように配置されており、
   前記支持部は、
   前記シート部を保持する保持部と、
   前記ブレード支持体に固定された接続部と、
   前記保持部と前記接続部とを連結する連結部と、を有し、
   前記連結部は、前記ブレード支持体とともに前記クリーニングブレードを挟むように配置されている、クリーニングユニット。
2. 前記シート部の厚みに対する前記シート部の前記感光体の前記表面への食い込み量の割合は、２．５以上１２０以下である、請求項１に記載のクリーニングユニット。
3. 回転軸まわりに回転可能な感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体の前記表面のうち前記感光体の回転方向における前記帯電装置の下流側に位置する露光部を露光させることによって潜像を形成する露光装置と、前記感光体の前記回転方向における前記帯電装置の下流側に設けられており、前記潜像にトナーを供給することによってトナー像を形成する現像装置と、を備える画像形成ユニットにおける前記感光体の前記表面に残留するトナーを除去するクリーニングユニットであって、
   前記感光体の前記表面のうち前記感光体の前記回転方向における前記現像装置の下流側に位置する転写部と前記帯電装置との間に設けられており、前記感光体の前記表面のうち前記転写部の下流側の部位に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記感光体の前記回転方向における前記クリーニングブレードの下流側でかつ前記露光部の上流側に設けられており、前記感光体の前記表面に付着した粉体を掻き取る掻き取り部材と、を備え、
   前記掻き取り部材は、前記感光体の前記回転方向における前記クリーニングブレードの下流側でかつ前記帯電装置の上流側と、前記感光体の前記回転方向における前記帯電装置の下流側でかつ前記露光部の上流側と、に設けられている、クリーニングユニット。
4. 前記掻き取り部材は、前記クリーニングブレードが前記感光体を押圧する方向に交差する方向に前記感光体を押圧している、請求項１から３のいずれかに記載のクリーニングユニット。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のクリーニングユニットと、
   前記感光体と、
   前記帯電装置と、
   前記露光装置と、
   前記現像装置と、
   前記転写部と、を備える、画像形成装置。

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