JP2006126493A - 感光体ドラムのクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの外周面を研磨するためのクリーニング装置において、クリーニングローラに付着したトナーを均一にならすためのスクレーパの、クリーニングローラへの圧接力を、クリーニングローラの軸方向に沿って均一にすること。
【解決手段】クリーニング装置５は、クリーニングローラ７と、両端部がクリーニングローラ７の両端部に連結されているベース３０と、ベース３０に取り付けられたスクレーパ９とを有している。スクレーパ９のエッジ２８は、クリーニングローラ７のロール体１３の外周面１４に、所定の圧力で圧接されている。エッジ２８には、緩い凸湾曲が付けられており、軸方向Ｓに見て、エッジ２８の中央部２８ａが、両端部２８ｂに比べて、クリーニングローラ７のロール体１３の側に膨らんでいる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複写機などの画像形成装置に備えられる感光体ドラムのクリーニング装置に関する。

上記の感光体ドラムとして、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を含むものがある。画像形成時、この感光体ドラムの外周面は、帯電器によって一様に帯電され、その後、当該感光体ドラムの外周面に静電潜像が形成されるようになっている。このため、帯電した感光体ドラムの外周面に、放電生成物が生成されることがある。
この放電生成物は、雰囲気中の水分を吸収することで、感光体ドラムの外周面に水分を付着させて、帯電を妨げる作用をし、感光体ドラムにいわゆる電荷抜けを生じさせてしまう。このため、静電潜像を良好に形成できず、この静電潜像が現像される際の、感光体ドラムへのトナーの付着が良好に行われず、その結果、画質の低下を招いてしまう。

したがって、感光体ドラムの外周面に生成された放電生成物を除去する必要がある。このために、クリーニング装置を用いて、感光体ドラムの外周面を研磨するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
具体的には、クリーニング装置は、感光体ドラムの軸方向に長いクリーニングローラを有している。そして、クリーニングローラの外周面と感光体ドラムの外周面とを摺接させることで、感光体ドラムの外周面を研磨している。
特開２００４−５４１０４号公報

クリーニングローラには、感光体ドラムとの摺接に起因して、感光体ドラムに保持されているトナーが徐々に付着していく。そして、トナーは、クリーニングローラの軸方向に均一に付くとは限らず、不均一に付くことがある。この場合、クリーニングローラによる感光体ドラムへの押圧力が、上記軸方向において不均一になってしまい、感光体ドラムの研磨を一様に行えないおそれが生じる。

そこで、クリーニング装置には、クリーニングローラに付着したトナーを均一にならすためのスクレーパが備えられている。スクレーパは、クリーニングローラの軸方向に長手に延びる板状の部材であり、その長手の一辺側が、クリーニングローラの外周面に摺接している。また、このスクレーパは、ホルダによって保持されている。
スクレーパは、クリーニングローラに付着したトナーを均一にならすことができるように、長手方向（クリーニングローラの軸方向）に均一な力でクリーニングローラに圧接されている必要がある。

そこで、ホルダを厚肉で剛性の高い部材で形成し、スクレーパがクリーニングローラに圧接されても撓まないようにすることが考えられる。しかしながら、この場合、ホルダが大型化してしまうとともに、より多くの材料が必要となり、製造コストの上昇を招いてしまう。特に、より小型の感光体ドラムを用いる場合、感光体ドラム周辺の配置スペースが少ないため、ホルダの大型化は好ましくない。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、クリーニングローラへのスクレーパの圧接力を、クリーニングローラの軸方向に沿って略均一にすることのできる感光体ドラムのクリーニング装置を提供することを目的とする。
また、この発明の別の目的は、クリーニングローラへのスクレーパの圧接力を、クリーニングローラの軸方向に沿って略均一にするための構成を、より簡易にすることのできる感光体ドラムのクリーニング装置を提供することにある。

この発明のさらに別の目的は、更なる小型化を達成することのできる感光体ドラムのクリーニング装置を提供することにある。
この発明のさらに別の目的は、より安価な感光体ドラムのクリーニング装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、感光体ドラム（３）と平行に延び、感光体ドラムの周面（４）に当接するクリーニングローラ（７）と、上記クリーニングローラの軸方向（Ｓ）に延び、両端部が上記クリーニングローラの両端部に連結されているベース（３０）と、上記ベースに取り付けられたスクレーパ（９）であって、当該スクレーパは、上記クリーニングローラの軸方向に延び、クリーニングローラの周面に所定の圧力で圧接されるエッジ（２８）を有し、このエッジは、クリーニングローラの軸方向に見て、中央部（２８ａ）が両端部（２８ｂ）に比べてクリーニングローラの側に膨らむように緩い凸湾曲がつけられているスクレーパと、を有することを特徴とする感光体ドラムのクリーニング装置（５）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、ベースは、クリーニングローラの両端部に連結された両端部の剛性が相対的に高く、中間部の剛性が相対的に低くなっている。このため、ベースは、スクレーパのエッジがクリーニングローラに圧接されることに伴い、中央部が撓んで、全体が、たとえば、円弧状に湾曲する。これに伴い、スクレーパのエッジは、その両端部がクリーニングローラに圧接される一方、中央部は、クリーニングローラから離れようとする。しかしながら、エッジの中央部は、両端部に比べてクリーニングローラの側に膨らんでいるので、クリーニングローラから離れることを防止されている。これにより、クリーニングローラへのスクレーパの圧接力を、クリーニングローラの軸方向に沿って略均一にすることができる。しかも、スクレーパのエッジに凸湾曲の部分を設けるという簡易、かつ、安価な構成で、上記の効果を奏することができる。

また、ベースの撓みが許容されているため、当該ベースを、薄肉の小型で軽量な部材で形成でき、クリーニング装置の更なる小型化を達成することができる。さらに、ベースを構成する材料が少なくて済み、製造コストをより安価にすることができる。
請求項２記載の発明は、上記スクレーパのエッジの凸湾曲は、円弧状の湾曲であることを特徴とする請求項１記載の感光体ドラムのクリーニング装置である。

この構成によれば、スクレーパをクリーニングローラに圧接するのに伴い、円弧状に湾曲するベースの撓み量に対応する量だけ、エッジをクリーニングローラの側に膨らますことができる。したがって、クリーニングローラへのスクレーパの圧接力を、クリーニングローラの軸方向に沿ってより均一にすることができる。
請求項３記載の発明は、上記スクレーパは、薄板で形成され、上記ベースからエッジが突出するようにベースに貼着されていることを特徴とする請求項１または２記載の感光体ドラムのクリーニング装置である。

この構成によれば、ベースからエッジを突出させていることにより、エッジを確実にクリーニングローラに接触させることができる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる感光体ドラムのクリーニング装置を有する画像形成装置の概略構成を示す図解的な断面正面図である。画像形成装置１は、たとえば、複写機に備えられている。この画像形成装置１は、電子写真方式によって、画像データに基づくトナー像を形成し、形成したトナー像を用紙Ｐに転写することにより、所定の画像を用紙Ｐに形成するものである。なお、以下では、「上」または「下」というときは、図１の上下方向ＵＤに沿う方向における上下をいうものとする。

画像形成装置１は、フレーム２と、フレーム２に回転自在に支持される感光体ドラム３と、感光体ドラム３の外周面４を研磨するためのクリーニング装置５と、クリーニング装置５に隣接して配置されるスパイラル軸６とを有している。
感光体ドラム３は、その軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に長い筒状に形成されており、所定の回転方向Ｒ１に回転するようになっている。この感光体ドラム３の外周面４は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を含む材料で形成されており、極めて高い硬度を有している。

画像形成時、感光体ドラム３の外周面４は、後述するクリーニングブレード１０と接触する接触位置Ｔ１よりも回転方向Ｒ１の下流側において、帯電器（図示せず）によって一様に帯電される。次に、上記外周面４には、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。この静電潜像は、トナーを用いて現像され、これにより、感光体ドラム３の外周面４にトナー像が形成される。

感光体ドラム３の外周面４に形成されたトナー像は、たとえば、所定の転写位置Ｔ２において、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、加熱・加圧されて用紙Ｐに定着され、排出されるようになっている。
上記の転写位置Ｔ２を通過した後の感光体ドラム３の外周面４は、クリーニング装置５によって研磨されるようになっている。クリーニング装置５は、クリーニングローラ７と、クリーニングローラ７に連結されているベース３０と、ベース３０に取り付けられたスクレーパ９とを有している。

クリーニングローラ７は、感光体ドラム３と平行に延びており、転写位置Ｔ２よりも回転方向Ｒ１の下流側の接触位置Ｔ３において、感光体ドラム３の外周面４に圧接されている。
このクリーニングローラ７は、回転方向Ｒ１と反対方向の回転方向Ｒ２に回転し、かつ、接触位置Ｔ３における周速が、当該接触位置Ｔ３における感光体ドラム３の周速よりも、約１０％早くされている。これにより、クリーニングローラ７は、感光体ドラム３の外周面４に摺接するようになっている。

トナーには、酸化チタン（ＴｉＯ_２）の粉末が混ぜ入れられており、転写位置Ｔ２で用紙Ｐに転写し切れなかったトナー、および、このトナーに含まれている酸化チタンは、接触位置Ｔ３に到達する。このうち、酸化チタンは、接触位置Ｔ３において、感光体ドラム３の外周面４を研磨する。これにより、感光体ドラム３の外周面４の帯電に伴い、当該外周面４に生成された放電生成物が、除去される。

スクレーパ９は、ステンレス（ＳＵＳ）製の薄板からなる部材であり、板厚は、約０．０８ｍｍに設定されている。このスクレーパ９は、クリーニングローラ７の軸方向Ｓ（図１の紙面に垂直な方向。以下、単に「軸方向」という。）に延びている。スクレーパ９は、接触位置Ｔ３でクリーニングローラ７に付着したトナーを、軸方向Ｓに均一にならすためのものであり、クリーニングローラ７に所定量以上のトナーが付着したときに、この所定量以上のトナーを掻き落とすようになっている。

また、感光体ドラム３の外周面４は、接触位置Ｔ３よりも回転方向Ｒ１の下流側にある接触位置Ｔ１において、クリーニングブレード１０と接触しており、トナーが接触位置Ｔ１より回転方向Ｒ１の下流側に移動しないようになっている。クリーニングブレード１０は、たとえば、ゴムによって形成された、感光体ドラム３の軸方向に延びる部材であり、フレーム２に固定されたステー１１に取り付けられている。

スパイラル軸６は、軸方向Ｓに延びており、フレーム２に回転自在に支持されている。接触位置Ｔ１と接触位置Ｔ３との間に溜まったトナーは、スパイラル軸６によって、軸方向Ｓに搬送され、回収タンク（図示せず）に収容されるようになっている。
図２は、画像形成装置１の要部の分解斜視図である。クリーニングローラ７は、回転軸１２と、回転軸１２と一体的に回転可能なロール体１３とを備えている。回転軸１２は、駆動機構（図示せず）に連結されており、この駆動機構によって回転方向Ｒ２に駆動されるようになっている。

回転軸１２の両端部には、それぞれ、アーム部材３１の一端部が、回転自在に取り付けられている。これらアーム部材３１の他端部は、フレーム２の軸方向Ｓの両端部に設けられる支軸（図示せず）に、回転自在に取り付けられている。これにより、回転軸１２は、フレーム２に対して揺動可能となっている。また、各アーム部材３１の一端部とフレーム２との間には、ばね３２が掛け渡されている。このばね３２によって、回転軸１２（クリーニングローラ７）は、感光体ドラム３（図１参照）側に付勢されている。

ロール体１３は、たとえば、スポンジなどの弾性体により形成されている。このロール体１３は、回転軸１２よりも、軸方向Ｓに短手に形成されており、回転軸１２の中間部に外嵌されている。ロール体１３の外周面１４が、感光体ドラム３の外周面４（図１参照）に当接している。
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿うベース３０およびスクレーパ９の縦断面図であり、後述する軸受２０は省略して図示している。図２および図３を参照して、ベース３０は、板厚が約１．０ｍｍの薄板を用いて全体が一体的に形成された、軸方向Ｓに延びる部材であり、一対の連結部３３と、一対の連結部３３間を接続している主体部３４とを有している。

各連結部３３は、軸方向Ｓに見て、逆Ｕ字状に形成されており、クリーニングローラ７の回転軸１２を挿通するための挿通口１７を有している。
主体部３４は、軸方向Ｓに長く延びる部材であり、平板部１８と、延設部１９とを含んでいる。平板部１８は、矩形状に形成されて、クリーニングローラ７の上方に配置されており、水平面に対して若干傾斜している（図１参照）。軸方向Ｓにおける、平板部１８の両端部には、対応する連結部３３の上端部が接続されている。

延設部１９は、平板部１８の軸方向Ｓに延びる１辺側から延設されており、平板部１８に対して、下方に、かつ、略直角に、突出している。また、図１に示すように、この延設部１９は、クリーニングローラ７のロール体１３のうち、回転方向Ｒ２に沿って回転したときに上向きに移動する部分と、上下方向ＵＤに対向している。
図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。図２および図４を参照して、ベース３０の軸方向Ｓの両端部は、一対の軸受２０を介して、クリーニングローラ７の回転軸１２の両端部に連結されている。なお、各軸受２０に関連する構成は同様であるので、以下では、一方の軸受２０に関連する構成についてのみ説明する。

軸受２０は、合成樹脂を用いて筒状に形成されている。軸受２０には、クリーニングローラ７の回転軸１２の一端部が内嵌されている。軸受２０の外周面２１は、連結部３３の挿通口１７に嵌められている。
軸受２０の外周面２１には、上方に突出するＵ字状の凸部２２が形成されている。一方、フレーム２の上端部には、軸方向Ｓの一端部寄りに、逆Ｕ字状の溝部２３が形成されており、上記軸受２０の凸部２２は、この溝部２３に嵌められている。これにより、軸受２０およびベース３０は、フレーム２に対して回り止めされている。また、軸受２０の下方には、フレーム２に貼着されたフェルト部材３５が配置されており、クリーニンブレード１０の軸方向Ｓの両端部からトナーが飛散することを防止している。

図３を参照して、スクレーパ９は、主体部３４に取り付けられている。具体的には、スクレーパ９の一側面２５が、主体部３４の延設部１９の内側面２６に貼着されている。スクレーパ９と主体部３４との貼着は、たとえば、接着剤を用いて行われている。なお、スクレーパ９の一側面２５は、主体部３４の延設部１９の外側面２７に貼着されていてもよい。

スクレーパ９の下端部は、主体部３４の延設部１９よりも下方に突出している。スクレーパ９の下端部には、軸方向Ｓに延びて下方を向くエッジ２８が形成されている。すなわち、主体部３４の延設部１９からエッジ２８が突出している。図１に示すように、エッジ２８は、クリーニングローラ７のロール体１３の外周面１４に、所定の圧力で圧接されている。

図５は、図２の矢印Ｃ方向から見たベース３０およびスクレーパ９の側面図であり、軸受２０は省略して図示している。この実施形態の特徴の１つは、エッジ２８に緩い凸湾曲が付けられており、軸方向Ｓに見て（軸方向Ｓにおいて）、エッジ２８の中央部２８ａが、両端部２８ｂに比べて、クリーニングローラ７のロール体１３の側に膨らんでいる点にある。

具体的には、エッジ２８は、所定の曲率半径ＲＥを有する円弧状をなしている。軸方向Ｓにおけるエッジ２８の全長は、約３１０ｍｍに設定されており、上記曲率半径ＲＥは、約１２０００ｍｍに設定されている。これにより、エッジ２８の中央部２８ａは、両端部２８ｂに比べて、所定量Ｄ（たとえば、約１ｍｍ）だけ、クリーニングローラ７のロール体１３の側（主体部３４の平板部１８に直交する方向の一方）に膨らんでいる。

以上説明したように、この実施形態によれば、ベース３０は、薄板を用いて形成されており、クリーニングローラ７の両端部に連結された両端部の剛性が相対的に高く、中間部の剛性が相対的に低くなっている。
このため、ベース３０の主体部３４は、スクレーパ９のエッジ２８がクリーニングローラ７のロール体１３に圧接されることに伴い、中央部が撓んで、全体が円弧状に湾曲する。これに伴い、スクレーパ９のエッジ２８は、その両端部２８ｂが、クリーニングローラ７のロール体１３に圧接される一方、中央部２８ａは、クリーニングローラのロール体１３から離れようとする。

しかしながら、エッジ２８の中央部２８ａは、両端部２８ｂに比べてクリーニングローラ７のロール体１３の側に膨らんでいるので、当該ロール体１３から離れることを防止されている。これにより、ロール体１３へのスクレーパ９の圧接力を、軸方向Ｓに沿って略均一にすることができる。しかも、スクレーパ９のエッジ２８に凸湾曲の部分を設けるという簡易、かつ、安価な構成で、上記の効果を奏することができる。

また、ベース３０の主体部３４の撓みが許容されているため、当該主体部３４を、薄肉の小型で軽量な部材で形成でき、クリーニング装置５の更なる小型化を達成することができる。さらに、主体部３４を構成する材料が少なくて済み、製造コストをより安価にすることができる。
さらに、スクレーパ９のエッジ２８を円弧状にしている。これにより、円弧状に湾曲する主体部３４の撓み量に対応する量だけ、エッジ２８をクリーニングローラ７のロール体１３の側に膨らますことができる。したがって、クリーニングローラ７へのスクレーパ９の圧接力を、軸方向Ｓに沿ってより均一にすることができる。

また、スクレーパ９のエッジ２８を、ベース３０の主体部３４の下方に突出させていることにより、エッジ２８を、確実にクリーニングローラ７のロール体１３に接触させることができる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、スクレーパ９の板厚は、上記例示した値より大きくてもよいし、小さくてもよい。

また、スクレーパ９を、ステンレス材以外の材料で形成してもよい。さらに、スクレーパ９のエッジ２８の軸方向Ｓの全長は、上記例示した値より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、スクレーパ９のエッジ２８の曲率半径ＲＥは、上記例示した値より大きくてもよいし、小さくてもよい。
さらに、ベース３０の板厚は、上記例示した値より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、ベース３０の一対の連結部３３と主体部３４とを別体に形成してもよい。さらに、ベース３０を、クリーニングローラ７の下側に配置し、スクレーパ９のエッジ２８を、ベース３０の主体部３４の上方に突出させるようにしてもよい。

また、接触位置Ｔ３におけるクリーニングローラ７の周速を、上記例示した速度より早くしてもよいし、遅くしてもよい。さらに、軸受２０を、合成樹脂以外の金属などにより形成してもよい。
その他、本発明の感光体ドラムのクリーニング装置を、複写機以外の他の画像形成装置に適用してもよい。

この発明の一実施形態にかかる感光体ドラムのクリーニング装置を有する画像形成装置の概略構成を示す図解的な断面正面図である。 画像形成装置の要部の分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿うベースおよびスクレーパの縦断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。 図２の矢印Ｃ方向から見たベースおよびスクレーパの側面図である。

符号の説明

３ 感光体ドラム
４ （感光体ドラムの）外周面
５ クリーニング装置
７ クリーニングローラ
９ スクレーパ
１４ （ロール体の）外周面（クリーニングローラの周面）
２８ エッジ
２８ａ （エッジの）中央部
２８ｂ （エッジの）両端部
３０ ベース
Ｓ クリーニングローラの軸方向

Claims (3)

1. 感光体ドラムと平行に延び、感光体ドラムの周面に当接するクリーニングローラと、
   上記クリーニングローラの軸方向に延び、両端部が上記クリーニングローラの両端部に連結されているベースと、
   上記ベースに取り付けられたスクレーパであって、当該スクレーパは、上記クリーニングローラの軸方向に延び、クリーニングローラの周面に所定の圧力で圧接されるエッジを有し、このエッジは、クリーニングローラの軸方向に見て、中央部が両端部に比べてクリーニングローラの側に膨らむように緩い凸湾曲がつけられているスクレーパと、
   を有することを特徴とする感光体ドラムのクリーニング装置。
2. 上記スクレーパのエッジの凸湾曲は、円弧状の湾曲であることを特徴とする請求項１記載の感光体ドラムのクリーニング装置。
3. 上記スクレーパは、薄板で形成され、上記ベースからエッジが突出するようにベースに貼着されていることを特徴とする請求項１または２記載の感光体ドラムのクリーニング装置。

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