JP2004361477A - クリーニング装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を図りながら、安定したトナー回収効率が実現し得るクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【解決手段】回転する像担持体５１の表面に先端が当接され、前記像担持体５１の表面上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード５６４１を備えたクリーニング装置５６において、前記クリーニングブレード５６４１の先端部位に向けて光を照射する除電ランプ５６９を備えることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する像担持体の表面に先端が当接され、前記像担持体の表面上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置及びそれを用いた画像形成装置。
【０００２】
【従来の技術】
従来、残留トナーを除去するクリーニングブレードを備えた画像形成装置において、クリーニングブレードの近傍にヒータを備えると共に、クリーニングブレードの温度を検出する温度センサが配設され、温度センサの出力に基づいてヒータをオン・オフさせてクリーニングブレードを所定温度に調節するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによって、クリーニングブレードが低温時に劣化が生じやすいような材質で製造されていても、クリーニングブレードの劣化が防止され、クリーニング性能を可及的に安定させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−６１３９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、温調されたクリーニングブレードであっても、電荷が残留しているトナーに対しては、クリーニング効率に一定の限界があった。そして、別途ヒータが配設されることで省スペース化を図れない場合があった。また、ヒータの配設位置によっては、クリーニングブレードの全体を均一温度に保つことが困難となり、クリーニングブレードの一部において劣化が生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、省スペース化を図りながら、回収対象のトナーの電荷の残留の有無にかかわらず、安定したトナー回収効率が実現し得るクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転する像担持体の表面に先端が当接され、前記像担持体の表面上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの先端部位に向けて光を照射する除電ランプを備えることを特徴とする。
【０００７】
これによると、除電ランプによって光がクリーニングブレード先端部位に照射されて、クリーニングブレードの温度を所定の温度に保つことが可能であると共に、光がクリーニングブレードだけでなく、クリーニングブレードを透過して像担持体にも照射され、像担持体上のトナーの残留電荷を除去することが可能であり、クリーニングブレードによるトナーの回収効率を向上させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードは、光透過性の材質を有するものであることを特徴とする。これによって、クリーニングブレードを透過して十分に光が像担持体に照射されることが可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記除電ランプは、前記像担持体の幅と同寸法分だけアレイ状に設けられた複数のＬＥＤランプであることを特徴とする。これによって、トナーの残留電荷を効果的に除去することが可能となる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部によって検知された温度に基づいて、前記クリーニングブレードが所定の温度になるように除電ランプの作動を制御する制御手段を備えることを特徴とする。これによって、クリーニングブレードの温度を十分に所定の範囲に保つことが可能となる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、回転する所定幅を有する像担持体の表面に、筒体の外周に植設されたファーブラシが摺接され、前記像担持体の表面に残留しているトナーを回転しながら除去するファーブラシ部と、先端が前記像担持体の表面に当接され、前記残留しているトナーを除去するクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、
前記ファーブラシ部の筒体内に設けられ、前記クリーニングブレードの長尺寸法以上の長尺寸法を有するヒータを備えることを特徴とする。これによると、ヒータがクリーニングブレードの長尺寸法以上の長尺寸法を有し、ファーブラシ部の筒体内に設けられているため、スペースを別途設ける必要なく小型化が保て、また、クリーニングブレードとヒータとの間の距離が一定してクリーニングブレード全体を均一に加温することが可能である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、回転する像担持体と、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。すなわち、トナー回収効率の良いクリーニング装置を備えるため、像担持体上の像担持体の残留トナーを除去可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１〜図４を用いて、本発明にかかる画像形成装置をプリンタに適用した場合の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるプリンタ１の側面概略構成図である。図１において、プリンタ１は、本体下部に記録紙が積層された記録紙収納部２、本体上部側に位置して記録紙収納部２から繰り出され、画像形成後の記録紙が排出される排出部３に亘って記録紙を搬送する搬送路４１と、後述する像形成部５〜８位置で記録紙の搬送を行うための無端の搬送ベルト４２とを備えた搬送部４、搬送ベルト４２の上部で搬送方向に亘って直列に設けられ、記録紙に各色の画像の形成を行わせる像形成部５〜８、及び搬送ベルト４２の用紙搬送方向下流側に設けられた定着部１０を備える。
【００１４】
搬送部４は上流側から搬送路４１に沿って所要位置に配設された所要数の搬送ローラ対４３を有し、これら搬送ローラ対４３は図略のモータ等によって回転駆動されるようになっている。
【００１５】
像形成部５〜８は、搬送ベルト４２の用紙搬送面に沿って配設され、上流側からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の画像を形成するものであり、詳細は後述する。搬送ベルト４２は上流側と下流側のローラ４４，４５間に張設されると共にその間の下方側適所にテンション用のローラ４６が配設されている。なお、ローラ４４は、圧ローラ４４ａと共にローラ対を構成し、搬送されてきた用紙を搬送ベルト４２上に誘導可能にしている。
【００１６】
定着部１０は、内部にヒータ源を備える熱ローラ１０１と圧ローラ１０２とで構成され、像形成部５〜８で記録紙上に転写された所与の色のトナーを融着するものである。像形成部５〜８はトナーの色が異なる他は同一構造を有するものであり、以下、像形成部５を例にして説明する。
【００１７】
図２は、像形成部５の構造を説明するための側面図である。図２において、像形成部５は中央に像担持体としての感光体ドラム５１を備えると共に、その周囲にドラム回転方向の上流側から帯電装置５２、露光装置５３、現像装置５４、転写ローラ５５及びクリーニング装置５６が配設されている。なお、クリーニング装置５６には、分離つめ５８が取り付けられている。
【００１８】
感光体ドラム５１は、表面に感光層が形成された長尺の円柱形状を有するもので、図略の駆動機構によって定速回転されるものである。帯電装置５２は、コロナ放電現象を利用して感光体表面に所定電位を付与するものである。露光装置５３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）発光部からなり、あるいは走査用のポリゴンミラーを備え、外部メモリ等から転送されてきた画像データを変調して光として出射し、この光をポリゴンミラーを介して感光体ドラム５１の長さ方向に走査することで感光体ドラム５１面に静電潜像を形成するものである。
【００１９】
現像装置５４は、シアンからなるトナーを感光体ドラム５１面に電界を利用して付与することで、静電潜像を顕在化するものである。転写ローラ５５はトナー画像を記録紙に転写するためのものであり、クリーニング装置５６は転写後の残留トナーを除去するものである。
【００２０】
図３は、図２に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの側面図であり、図４は、図２に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの斜視図である。なお、図３における点Ｏは、感光体ドラム５１の中心位置を示す。クリーニング装置５６は、感光体ドラム５１と対向する部分に長手方向に亘って開口部５６２を有するケーシング５６１を備え、このケーシング５６１内に、感光体ドラム５１の回転方向上流側から、この感光体ドラム５１と略同一の長尺寸法を有するファーブラシ部５６３及びクリーニングブレード部５６４が配設されている。ケーシング５６１は下部ケーシング５６１１と上部ケーシング５６１２とから成る（図４においては、上部ケーシング５６１２を省略している）。ファーブラシ部５６３は、筒状の回転軸５６３１（筒体）と、回転軸５６３１の周面に植設されたファーブラシ５６３２とから成り、摩擦帯電されたブラシの毛先にトナーを付着させてトナーを除去する構成である。なお、下部ケーシング５６１１の開口部５６２とは反対側位置には、感光体ドラム５１の軸方向と平行に、スパイラルスクリュー５６５が配されている。スパイラルスクリュー５６５は、ファーブラシ部５６３及びクリーニングブレード部５６４によって感光体ドラム５１から離脱されたトナーを、回収するためのもので、スパイラルスクリュー５６５によるトナー運搬方向下流側には、図略の回収構造が設けられている。
【００２１】
スパイラルスクリュー５６５は、ケーシング５６１内の空間を左右に仕切るように上方に向かって延びるステー５６１３の下部に、配設されている。ステー５６１３の適所には、フリッカーバ５６６がファーブラシ５６３２に干渉するように取り付けられ、トナーをファーブラシからさらに離脱させ、離脱されたトナーをスパイラルスクリュー５６５に送るようになっている。
【００２２】
ステー５６１３には、ファーブラシ部５６３のやや上方位置で開口部５６２方向に延びる仕切り壁５６１４が延設されている。この仕切り壁５６１４の先端からクリーニングブレード部５６４の先端までの隙間に例えばポリエステル等のフィルム５６７ａが配置されて、仕切り壁５６１４の上方へのトナーの拡散を効果的に防止している。また、下部ケーシング５６１１の先端と感光体ドラム５１との隙間、及び上部ケーシング５６１２の先端と感光体ドラム５１との隙間には、ポリエステル等のフィルム５６７１、５６７２が取り付けられ、これによりトナーがクリーニング装置５６の外部に拡散することが効果的に防止される。
【００２３】
クリーニングブレード部５６４は、感光体ドラム５１に所定の鋭角で接する長尺のクリーニングブレード５６４１と、クリーニングブレード５６４１の基端部を支持する支持部５６４２とから成っている。クリーニングブレード５６４１は、ポリウレタンゴム等のゴム製をなし、光透過性を有するものである。支持部５６４２は、全体としてＬ字形状をなし、略中間位置で水平軸５６４２ａに回動可能に支持され、開口部５６２側の先端にクリーニングブレード５６４１が取り付けられている。温度センサ５６８は、サーミスタ等からなり、クリーニングブレード５６４１の温度を検知するもので、クリーニングブレード部５６４の適所好ましくはクリーニングブレード５６４１の取り付け位置の裏側近傍に取り付けられている。
【００２４】
支持部５６４２の後端側には、その上部に、例えば円筒状の重り５６４３が上下方向に移動可能に支持され、この重り５６４３が支持部５６４２を図３中、反時計回りに付勢している。これにより、クリーニングブレード５６４１の先端が所定圧で感光体ドラム５１に当接するようにしている。
【００２５】
仕切り壁５６１４の開口部５６２側先端には、除電用光源としての複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ランプ５６９が感光体ドラム５１の軸方向にアレイ状に配設されている。ＬＥＤランプ５６９の照射方向は、クリーニングブレード５６４１を介して感光体ドラム５１側に向けられている。ＬＥＤランプ５６９は、クリーニングブレード５６４１を通過して感光体ドラム５１に光を照射することで、感光体ドラム５１上のトナーの残留電荷を中和除去し、クリーニングブレード５６４１によるかき取り効果を向上させるものである。制御部１ａ（図１参照）は、温度センサ５６８で検知されたクリーニングブレード５６４１の温度に応じて、ＬＥＤランプ５６９の点灯をオン・オフ制御することにより、クリーニングブレード５６４１を所定温度（例えば１５℃〜２５℃）に保持するようにしている。なお、所定温度としては、範囲を持たせることが好ましい。
【００２６】
以下、クリーニング装置５６の動作を説明する。転写ローラ５５によって感光体ドラム５１上のトナー画像が記録紙に転写され、当該記録紙が剥離つめ５８によって剥離された後、感光体ドラム５１上の残留トナーは、感光体ドラム５１に対して相対回転するファーブラシ５６３２の摩擦帯電した毛先に付着して除去される。ファーブラシ５６３２の毛先に付着したトナーは、フリッカーバ５６６に衝突して剥離され、その下方のスパイラルスクリュー５６５の方へ移動する。移動したトナーは、スパイラルスクリュー５６５の回転によって運搬され、運搬方向下流側で集められて回収される。
【００２７】
感光体ドラム５１上の残留トナーは、ファーブラシ部５６３に続いて、クリーニングブレード５６４１の先端で擦り落とされて、下方のスパイラルスクリュー５６５の方へ移動する。ここで、クリーニングブレード５６４１の温度は、温度センサ５６８によって所定時間毎に検知されており、検知された温度が所定値以下（例えば１５℃以下）となった場合には、制御部１ａによって、ＬＥＤランプ５６９が作動され、クリーニングブレード５６４１に光が照射されて、低温時におけるクリーニングブレード５６４１の硬化及びそれによる先端の亀裂発生等を効果的に防止し、トナー回収が不十分となることを防止できる。また、検知された温度が所定値以上（例えば２５℃以上）まで昇した場合には、制御部１ａによって、ＬＥＤランプ５６９の作動が停止され、クリーニングブレード５６４１の高温化によるクリーニングブレード５６４１の軟化及びそれによるクリーニングブレード５６４１の機能の低下に伴って、トナー回収が不十分となることが防止できる。
【００２８】
従って、本実施の形態にかかるプリンタ１によれば、クリーニングブレード５６４１の劣化・変質によるトナー回収効率の経時的な低下を防止することができると共に、光透過性のクリーニングブレード５６４１に光が照射され、クリーニングブレード５６４１を通過して感光体ドラム５１に光が照射されるため、感光体ドラム５１上の残留トナーにも光を照射することとなり、当該残留トナーの電荷を除去することで、クリーニングブレード５６４１のトナーの回収を容易にすることができ、トナーの回収効率を向上させることができる。
【００２９】
なお、本発明では、ＬＥＤランプ５６９の位置は、必ずしもクリーニングブレード５６４１の中央位置に隣設する態様の他、クリーニングブレード５６４１を介して感光体ドラム５１に光が照射可能な位置であればよい。また、ＬＥＤランプ５６９の代わりに、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、蛍光灯等を除電光源として用いても良い。
【００３０】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態にかかるプリンタ１ａでは、クリーニング装置５６ａの構成及びクリーニング装置５６ａの外部に除電装置５７を備える点以外については、プリンタ１と同様であるので、説明を省略する。図５は、第２の実施の形態にかかる像形成部５ａの構造を説明するための側面図である。像形成部５ａが像形成部５と異なるのは、クリーニング装置５６ａの下流側に、除電装置５７が配設されていることである。除電装置５７は、小型のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が感光体ドラム５１の長さ方向にアレイ状に配設されてなり、ＬＥＤ素子の発光により残留電荷を中和除去するものである。図６は、図５に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの側面図であり、図７は、図６に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの斜視図である。なお、図６における、点Ｏは、感光体ドラム５１の中心位置を示す。図６及び図７について、本発明の第１の実施の形態におけるものと同様の構成については、同一の符号を付すものとする。
【００３１】
クリーニング装置５６ａは、ファーブラシ部５６３の代わりにファーブラシ部５６３ａを、ステー５６１３の代わりにステー５６１３ａを、ＬＥＤランプ５６９の代わりにヒータ５６３３を備える点以外は、クリーニング装置５６と同様の構成を有する。ステー５６１３ａは、仕切り壁５６１４が延設されていた位置に仕切り壁５６１４ａが延設されている点で、ステー５６１３と異なる。仕切り壁５６１４ａは、仕切り壁５６１４とは異なり、ＬＥＤランプを備えない構成となっている。ファーブラシ部５６３ａは、その回転軸５６３１ａ（筒体）の内部に、当該回転軸５６３１ａに沿って延びる長尺状のヒータ５６３３を備え、当該ヒータ５６３３の長尺寸法は、クリーニングブレード５６４１の長尺寸法以上となっている。
【００３２】
上記クリーニング装置５６ａの動作についても、第１の実施の形態とほぼ同様であるが、温度センサ５６８によって検知された温度に基づいて、制御部１ａがヒータ５６３３を制御する点が異なっている。当該検知された温度が所定値以下（例えば１５℃以下）となった場合には、制御部１ａによって、ヒータ５６３３が作動され、クリーニングブレード５６４１が温められて、低温時におけるクリーニングブレード５６４１の硬化及びそれによる先端の亀裂発生等を効果的に防止し、トナー回収が不十分となることが防止できる。ここで、ヒータ５６３３の長尺寸法は、クリーニングブレード５６４１の長尺寸法以上であり、更にヒータ５６３３及びクリーニングブレード５６４１間の距離がいずれの位置でもほぼ等しくなるため、クリーニングブレード５６４１全体を均一に温めることが可能となる。また、当該検知された温度が所定値以上（例えば２５℃以上）まで上昇した場合には、制御部１ａによって、ヒータ５６３３の作動が停止され、クリーニングブレード５６４１の高温持におけるクリーニングブレード５６４１の軟化及びそれによりトナー回収が不十分となることが防止できる。
【００３３】
従って、本実施の形態にかかるプリンタ１ａでは、ヒータ５６３３をファーブラシ部５６３ａに内蔵することで、クリーニング装置５６ａ内の省スペース化を図りながら、長尺状のクリーニングブレード５６４１全体を均一に温めることができる。クリーニングブレード５６４１が均一に温められることで、いずれの位置でもクリーニングブレード５６４１は劣化せず、トナー回収効率の経時的劣化をより効果的に防止することができる。
【００３４】
なお、本発明では、温度センサ５６８の位置は、クリーニングブレード５６４１の温度を検知可能な位置であればクリーニング装置５６、５６ａ内のいずれの位置に取り付けられていてもよい。
【００３５】
また、支持部５６４２は、必ずしも上記第１、第２の実施の形態での構成に限定されず、クリーニングブレード５６４１を感光体ドラム５１に当接可能な構成であればよく、クリーニング装置５６、５６ａは、ファーブラシ部５６３を備えなくても良い。また、クリーニングブレード５６４１等によって感光体ドラム５１から除去された残留トナーを回収する機構については、必ずしもスパイラルスクリュー５６５を備えるものである必要はなく、トナー回収用の角棒と、この稜線に当接するスクレーパボードを用いる構成等であってもよい。
【００３６】
なお、本発明は、プリンタにかかるものに限定されず、プリンタ、ファクシミリ等の他の電子写真技術を用いた画像形成装置であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、クリーニングブレードの温度を所定の温度に保つことが可能であると共に、クリーニング時に感光体上のトナーの残留電荷を除去することが可能であり、トナーの残留電荷の有無にかかわらず、安定したトナー回収効率が実現し得るクリーニング装置を提供することが可能となるため、像担持体上のトナーを効果的に除去することができる。また、調温と除電のために除電装置を備えることによって、除電装置とヒータとを別体で設ける必要なく、省スペース化を図ることができる。
【００３８】
請求項２に記載の発明によれば、クリーニングブレードを透過して十分に光が像担持体に照射されることが可能となるため、トナーの電荷を効果的に除去することができ、トナーの回収効率の良いクリーニング装置を提供することができる。
【００３９】
請求項３に記載の発明によれば、トナーの残留電荷を効果的に除去することが可能となるため、トナーの回収効率の良いクリーニング装置を提供することができる。
【００４０】
請求項４に記載の発明によれば、クリーニングブレードの温度を十分に所定の範囲に保つことができる。
【００４１】
請求項５に記載の発明は、ヒータがクリーニングブレードの長尺寸法以上の長尺寸法を有し、ファーブラシの筒体内に設けられているため、クリーニングブレード全体を均一に温めることが可能であり、これによって、クリーニングブレードのいずれの位置についても、温度低下による劣化が防止される。
【００４２】
請求項６に記載の発明は、トナー回収効率の良いクリーニング装置を備えるため、像担持体に付着したトナーを十分に除去可能となり、安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるプリンタ１の側面概略構成図である。
【図２】図１に示す像形成部５の構造を説明するための側面図である。
【図３】図２に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの側面図である。
【図４】図２に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの斜視図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる像形成部５の構造を説明するための側面図である。
【図６】図５に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの側面図である。
【図７】図６に示すクリーニング装置及び感光体ドラムの斜視図である。
【符号の説明】
１、１ａ プリンタ（画像形成装置）
５１ 感光体ドラム（像担持体）
５６、５６ａ クリーニング装置
５６３、５６３ａ ファーブラシ部
５６３１、５６３１ａ ファーブラシの回転軸（筒体）
５６３２ ファーブラシ
５６３３ ヒータ
５６４１ クリーニングブレード
５６８ 温度センサ（温度検知部）
５６９ ＬＥＤランプ（除電ランプ）

Claims (6)

1. 回転する像担持体の表面に先端が当接され、前記像担持体の表面上に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置において、
   前記クリーニングブレードの先端部位に向けて光を照射する除電ランプを備えることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記クリーニングブレードは、光透過性の材質を有するものであ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. 前記除電ランプは、前記像担持体の幅と同寸法分だけアレイ状に設けられた複数のＬＥＤランプ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. 前記クリーニングブレードの温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部によって検知された温度に基づいて、前記クリーニングブレードが所定の温度になるように除電ランプの作動を制御する制御手段を備え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。
5. 回転する所定幅を有する像担持体の表面に、筒体の外周に植設されたファーブラシが摺接され、前記像担持体の表面に残留しているトナーを回転しながら除去するファーブラシ部と、先端が前記像担持体の表面に当接され、前記残留しているトナーを除去するクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置において、
   前記ファーブラシ部の筒体内に設けられ、前記クリーニングブレードの長尺寸法以上の長尺寸法を有するヒータを備えることを特徴とするクリーニング装置。
6. 回転する像担持体と、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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