JP2004354683A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで感光体ドラム等の像担持体を良好にクリーニングすることができるようにする。
【解決手段】ファーブラシ３３によって感光体ドラム２１の表面を摺擦して感光体ドラム上の残留物を除去する。また、クリーニングブレードによって感光体ドラム上の残留物を掻き落とす。ファーブラシは、感光体ドラムの長手方向に沿ってスパイラル状に形成されて、感光体ドラムの表面を摺擦するファーブラシ体を備えており、感光体ドラムの長手方向に延びる軸回りにファーブラシ体を回転させて残留物を除去するとともにファーブラシ体の回転に応じて残留物を所定の方向に搬送する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、又はプリンタ等の画像形成装置において、トナー像が形成される感光体ドラム等の像担持体をクリーニングする際に用いられるクリーニング装置に関し、特に、ファーブラシ及びクリーニングブレードを備えるクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、画像情報（印字情報）に基づいて感光体ドラム等の像担持体上に静電潜像を形成して、この静電潜像を現像器で現像し、像担持体上にトナー像を形成した後、トナー像を記録媒体（記録用紙）に転写している。
【０００３】
このような画像形成装置においては、像担持体上のトナー像を記録用紙に転写した際には、転写に寄与しなかったトナーが残留トナーとして不可避的に像担持体上に残留することになり、この残留トナーを像担持体から除去する必要がある。このため、例えば、像担持体に対向させてクリーニング装置を配置して、このクリーニング装置によって、像担持体上に残留する残留トナーを除去・回収している。
【０００４】
前述のように、クリーニング装置は、感光体ドラムと対向して配置されており、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードと、このクリーニングブレードの上流側（感光体ドラムの回転方向上流側）に配置されたファーブラシとを有しており、クリーニングブレードは感光体ドラム表面に当接し、ファーブラシは感光体ドラムを摺擦するようにして感光体ドラム表面の回転方向と同一の方向に回転駆動される。そして、感光体ドラム上の紙粉及び残留トナーを、まずファーブラシで除去した後、さらにクリーニングブレードによって感光体ドラム表面から残留トナーを掻き落とす。
【０００５】
上述のようにして、感光体ドラムから除去された残留トナー（及び紙粉）は、例えば、トナー搬送スクリュー（回収スパイラル）の回転によって排出経路に沿って搬送されて、廃トナーカートリッジ等に回収されることになる。
【０００６】
ところで、上述の残留トナー回収の際には、不可避的にファーブラシに残留トナーが付着することになり、ファーブラシに付着した残留トナーを掻き落とすため、ファーブラシの長手方向に延びる掻き落とし部材（例えば、フリッカー等）を、ファーブラシに食い込むようにして配置し、この掻き落とし部材によってファーブラシに付着したトナーを掻き落とすようにしている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３０１６号公報（段落（０００７）〜段落（０００８）、第１図及び第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のクリーニング装置においては、クリーニングブレード、ファーブラシ、掻き落とし部材、及びトナー搬送スクリューを備えて、これらクリーニングブレード、ファーブラシ、掻き落とし部材、及びトナー搬送スクリューがクリーニング装置筐体（クリーニングハウジング）に収容されている関係上、クリーニング装置自体が大型化してしまうという課題がある。
【０００９】
特に、小型の低速画像形成装置においては、配置スペース及びコスト面を考慮して、上述のようなクリーニング装置は採用されていなかったものの（例えば、クリーニングブレードのみを使用していた）、近年、所謂再生紙の使用が増加し、この結果、紙粉等によって感光体ドラムフィルミング等の不具合が発生することが多く、このフィルミング対策として、ファーブラシの使用が有効であるとされている。つまり、小型の画像形成装置においても、フィルミング対策としてファーブラシを追加する必要がある。
【００１０】
しかしながら、従来のクリーニング装置においては、前述のように、クリーニング装置が大型化してしまい、小型の画像形成装置に採用することが難しいという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、コンパクトで感光体ドラム等の像担持体を良好にクリーニングすることのできるクリーニング装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、トナー像が形成される像担持体上の残留物を除去して回収するためのクリーニング装置であって、前記像担持体の表面を摺擦して前記残留物を除去するファーブラシと、前記ファーブラシに付着した前記残留物を掻き落とす掻き落とし部材とを有し、前記ファーブラシは、前記像担持体の長手方向に沿ってスパイラル状に形成され前記像担持体の表面を摺擦するファーブラシ体を備え、前記像担持体の長手方向に延びる軸回りに前記ファーブラシ体を回転させて前記残留物を除去するとともに前記ファーブラシ体の回転に応じて前記残留物を所定の方向に搬送するようにしたことを特徴とするクリーニング装置が得られる。
【００１３】
このようにして、像担持体の表面を摺擦して像担持体上の残留物を除去するファーブラシと、ファーブラシに付着した残留物を掻き落とす掻き落とし部材とを備えて、ファーブラシが像担持体の長手方向に沿ってスパイラル状に形成され像担持体の表面を摺擦するファーブラシ体を有し、像担持体の長手方向に延びる軸回りにファーブラシ体を回転させて残留物を除去するとともにファーブラシ体の回転に応じて残留物を所定の方向に搬送するようにすれば、従来必要であったトナー搬送スクリューが不要となり、クリーニング装置自体が小型化できることになる。
【００１４】
本発明では、例えば、前記ファーブラシよりも前記像担持体の回転方向下流側には前記像担持体に当接して前記像担持体上の残留物を掻き落とすクリーニングブレードが配置されており、前記掻き落とし部材は前記像担持体の長手方向に沿って延び、該掻き落とし部材の長手方向長さは前記ファーブラシ体の長手方向長さよりも長いようにする。
【００１５】
このように、掻き落とし部材の長手方向長さをファーブラシ体の長手方向長さよりも長くすれば、ファーブラシ体によって像担持体から残留物を除去しつつ、しかも確実にファーブラシ体から残留物を掻き落とすことができる。
【００１６】
また、本発明では、前記ファーブラシ体は、前記摺擦によって前記像担持体よりも帯電電位が高くなる非導電性材料で形成することが望ましい。
【００１７】
このように、ファーブラシ体を、摺擦によって像担持体よりも帯電電位が高くなる非導電性材料で形成するようにすれば、紙粉等の残留物がファーブラシ体側に吸い寄せられて残留物を良好に除去できることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１９】
まず、図１を参照して、本発明によるクリーニング装置が用いられる画像形成装置について説明する。図示の画像形成装置は、画像形成ユニット１１、排紙ユニット１２、画像読取ユニット１３、及び原稿給送ユニット１４を備えており、画像形成ユニット１１には画像形成部１１ａ及び給紙部１１ｂが備えられている。図示の例では、原稿給送ユニット１４は原稿載置トレイ１４ａ、原稿給送機構１４ｂ、及び原稿排出トレイ１４ｃを有しており、原稿載置トレイ１４ａ上に載置された原稿は、原稿給送機構１４ｂによって画像読取位置Ｐに送られた後、原稿排出トレイ１４ｃに排出される。
【００２０】
原稿が原稿読取位置Ｐに送られると、画像読取ユニット１３では光源１３ａからの光によって画像が読み取られて、ＣＣＤ等の光学素子１３ｂによって画像信号が生成される。
【００２１】
一方、給紙部１１ｂに積載された記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）Ｓが一枚ずつ画像形成部１１ａに送られる。画像形成部１１ａには、像担持体である感光体ドラム２１が備えられ、感光体ドラム２１の周囲には、帯電器２２、露光器２３、現像器２４、及び転写ローラ２５、及びクリーニング装置２６が感光体ドラム２１の回転方向に沿って配置されている。
【００２２】
感光体ドラム２１は、図中実線矢印で示す方向に回転駆動されて、帯電器２２によってその表面が均一に帯電された後、前述の画像信号に基づいて露光器２３によって感光体ドラム２１が露光され、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２４によって現像されて感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成される。そして、このトナー像は、感光体ドラム２１と転写ローラ２５とのニップ部に搬送される用紙Ｓに転写像として転写され、転写像が転写された用紙Ｓは定着ユニット２７に搬送されて、定着プロセスが行われる。
【００２３】
定着後の用紙Ｓは排紙ユニット１２に送られることになるが、後処理（例えば、ステイプル処理等）を行う際には、用紙Ｓは中間トレイ１２ａに送られた後、後処理が行われ、その後、画像形成装置の側面に設けられた排出トレイ部（図示せず）に排出される。一方、後処理を行わない場合には、用紙Ｓは中間トレイ１２ａの下側に設けられた排紙トレイ１２ｂに排紙される。なお、中間トレイ１２ａ及び排紙トレイ１２ｂは所謂胴内排紙部として構成されている。
【００２４】
上述のようにして、転写が行われた後、感光体ドラム２１に残留する残留トナー（及び紙粉）がクリーニング装置２６でクリーニングされて、廃トナーコンテナ（図示せず）に回収されることになる。
【００２５】
図２を参照して、クリーニング装置２６は、クリーニング装置筐体（ケーシング）３１を有しており、このケーシング３１には、弾性体のクリーニングブレード３２、ファーブラシ３３、及び掻き落とし部材（フリッカー）３４が配置されている。
【００２６】
クリーニングブレード３２は、感光体ドラム２１の軸方向に延び、その一端がケーシング３１に固定され、他端が感光体ドラム２１の表面に当接して、感光体ドラム２１に残留した残留トナーを掻き落とす。
【００２７】
ファーブラシ３３は、感光体ドラム２１の軸方向に延び、クリーニングブレード３２よりも感光体ドラム回転方向上流側に配置されて、感光体ドラム２１の表面を摺擦するようにして感光体ドラム表面の回転方向と同一の方向（図中破線矢印で示す方向）に回転駆動される。そして、感光体ドラム２１上の残留トナー及び紙粉を、まずファーブラシ３３で除去した後、さらにクリーニングブレード３２によって感光体ドラム２１の表面から残留トナーを掻き落とすことになる。
【００２８】
ここで、図３も参照すると、ファーブラシ３３は回転軸３３ａの外周面に配設されたスパイラル状のファーブラシ体３３ｂを有しており、フリッカー３４は、その一端がケーシング３１に固定され、他端がファーブラシ体３３ｂに食い込むようにして当接しており、ファーブラシ３３ｂに付着したトナー及び紙粉はフリッカー３４によって掻き落とされる。フリッカー３４は、ファーブラシ３３の長手方向（つまり、感光体ドラム２１の軸方向）に沿って延びており、例えば、図３に示すように、窓枠状に成形されている。
【００２９】
図２及び図３に示すクリーニング装置２６においては、ファーブラシ体３３ｂで感光体ドラム２１が摺擦されると、ファーブラシ体３３ｂに残留トナー及び紙粉（以下残留トナー（残留物）と総称する）が付着することになり、付着した残留トナーはフリッカー３４で掻き落とされることになるが、ファーブラシ体３３ｂはスパイラル形状であるから、掻き落とされた残留トナーが再度ファーブラシ体３３ｂに付着して、再度フリッカー３４に掻き落とされるという動作を繰り返しつつ、残留トナーはファーブラシ３３の回転に伴って、図３に破線矢印で示す方向に搬送されることになる。
【００３０】
図３に示すように、フリッカー３４の長手方向長さはファーブラシ体３３ｂの長手方向長さよりも若干長いから、ファーブラシ３３の回転に伴って図３に破線で示す方向に搬送された残留トナーは、図３の右端でフリッカー３４によってファーブラシ体３３ｂから掻き落とされることになって、最終的にファーブラシ体３３ｂから残留トナーが掻き落とされることになる。
【００３１】
このようにして、スパイラル状のファーブラシ体３３ｂで感光体ドラム２１上の残留トナーを除去するとともに、フリッカー３４でファーブラシ体３３ｂに付着した残留トナーを掻き落としつつ、ファーブラシ３３の回転に伴って、図３の左側から右側に残留トナーを搬送して、残留トナーを廃トナーコンテナに回収されることになる。
【００３２】
なお、クリーニングブレード３２によって感光体ドラム２１から掻き落とされた残留トナーもファーブラシ体３３ｂに付着することになるが（図２参照）、この残留トナーもフリッカー３４によってファーブラシ体３３ｂから掻き落とされつつ、ファーブラシ体３３ｂによって、図３の左側から右側へと搬送されて、廃トナーコンテナに回収されることになる。
【００３３】
このようにして、スパイラル状のファーブラシ体３３ｂによって感光体ドラム２１上の残留トナーを除去するとともに残留トナーを廃トナーコンテナ（廃トナー回収経路）側に搬送するようにしたから、従来必要であったトナー搬送スクリューが不要となって、クリーニング装置自体が小型化できることになる。
【００３４】
ここで、ファーブラシ体３３ｂの材質について説明すると、ファーブラシ体３３ｂは紙粉を除去のためにも用いられ、紙粉はマイナスに帯電し易いことを考慮すると、感光体ドラム２１から紙粉を良好に除去するためには、ファーブラシ体３３ｂは摺擦によって感光体ドラム２１よりも正側に帯電する非導電性材料を用いることが望ましい。例えば、感光体ドラム２１として、正帯電の帯電性のＯＰＣ感光体ドラムを用いた際には、ファーブラシ体３３ｂにはナイロンが用いられる。
【００３５】
また、感光体ドラム２１が１００ｍｍ／秒で回転し、ファーブラシ３３としてその外径が１２ｍｍ、ファーブラシ体３３ｂのブラシ線密度４万本／平方インチ、スパイラルピッチを２０ｍｍのものを使用して、ファーブラシ３３の周速を１１０ｍｍ／秒、ファーブラシ体３３ｂと感光体ドラム２１との食い込み量を０．７５ｍｍに設定して、クリーニングを行ったところ、感光体ドラム２１にフィルミングが生じることがなく、しかもトナー漏れ等の悪影響もなく、良好に残留トナー等を搬送できることが分かった。
【００３６】
なお、ブラシ線密度が２万本／平方インチ未満となると、摺擦によってファーブラシ体３３ｂを感光体ドラム２１の帯電電位を超える帯電電位とすることができず、しかもブラシ線密度が疎であるから、残留トナー（及び紙粉）を良好に捕捉することが難しいことが分かった。さらに、ブラシ線密度が１０万本／平方インチを越えると、ブラシ密度が蜜となりすぎて、ファーブラシ体３３ｂに目詰まりが発生することがわかった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、像担持体の表面を摺擦して像担持体上の残留物を除去するファーブラシと、ファーブラシに付着した残留物を掻き落とす掻き落とし部材とを有し、ファーブラシが像担持体の長手方向に沿ってスパイラル状に形成され像担持体の表面を摺擦するファーブラシ体を備えて、像担持体の長手方向に延びる軸回りにファーブラシ体を回転させて残留物を除去するとともにファーブラシ体の回転に応じて残留物を所定の方向に搬送するようにしたので、従来必要であったトナー搬送スクリューが不要となり、クリーニング装置自体を小型化できるという効果がある。
【００３８】
本発明では、掻き落とし部材が像担持体の長手方向に沿って延び、掻き落とし部材の長手方向長さをファーブラシ体の長手方向長さよりも長くしたから、ファーブラシ体によって像担持体から残留物を除去しつつ、しかも確実にファーブラシ体から残留物を掻き落とすことができるという効果がある。
【００３９】
また、本発明では、ファーブラシ体を、摺擦によって像担持体よりも帯電電位が高くなる非導電性材料で形成するようにしたから、紙粉等の残留物を良好に除去できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクリーニング装置の一例が用いられる画像形成装置の例を示す図である。
【図２】本発明によるクリーニング装置の一例を感光体ドラムとともに示す断面図である。
【図３】図２に示すクリーニング装置で用いられるファーブラシを掻き落とし部材及び感光体ドラムとともに示す図である。
【符号の説明】
２６ クリーニング装置
３１ クリーニング装置筐体（ケーシング）
３２ クリーニングブレード
３３ ファーブラシ
３４ 掻き落とし部材（フリッカー）
３３ａ 回転軸
３３ｂ ファーブラシ体

Claims (4)

1. トナー像が形成される像担持体上の残留物を除去して回収するためのクリーニング装置であって、
   前記像担持体の表面を摺擦して前記残留物を除去するファーブラシと、
   前記ファーブラシに付着した前記残留物を掻き落とす掻き落とし部材とを有し、
   前記ファーブラシは、前記像担持体の長手方向に沿ってスパイラル状に形成され前記像担持体の表面を摺擦するファーブラシ体を備え、
   前記像担持体の長手方向に延びる軸回りに前記ファーブラシ体を回転させて前記残留物を除去するとともに前記ファーブラシ体の回転に応じて前記残留物を所定の方向に搬送するようにしたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記ファーブラシよりも前記像担持体の回転方向下流側には、前記像担持体に当接して前記像担持体上の残留物を掻き落とすクリーニングブレードが配置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. 前記掻き落とし部材は前記像担持体の長手方向に沿って延び、
   該掻き落とし部材の長手方向長さは前記ファーブラシ体の長手方向長さよりも長い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. 前記ファーブラシ体は、前記摺擦によって前記像担持体よりも帯電電位が高くなる非導電性材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニング装置。

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