JP2008111970A - トナー除去装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】異音の発生を抑制する。
【解決手段】感光体ドラム14が回転することにより、除去部材52が感光体ドラム14に対して相対的に摺動し、感光体ドラム14に残留したトナーを掻き取る。このように、感光体ドラム14に対し除去部材52が摺動すると、除去部材52が振動し、その振動が、弾性部材58を介して異音として現れる場合がある。弾性部材58に質量体70を設け、弾性部材58に質量を付加する。これにより、弾性部材58の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。
【選択図】図6
【解決手段】感光体ドラム14が回転することにより、除去部材52が感光体ドラム14に対して相対的に摺動し、感光体ドラム14に残留したトナーを掻き取る。このように、感光体ドラム14に対し除去部材52が摺動すると、除去部材52が振動し、その振動が、弾性部材58を介して異音として現れる場合がある。弾性部材58に質量体70を設け、弾性部材58に質量を付加する。これにより、弾性部材58の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。
【選択図】図6
Description
本発明は、トナー除去装置及び画像形成装置に関する。
トナー除去装置としては、像保持体としての感光体ドラム上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを用いたクリーニング装置が知られている。
クリーニングブレードとしては、板状に形成されたSUS等の弾性部材の先端部に、ウレタンゴム製のブレードを取り付け、弾性部材の後端部をブレードホルダ部材で支持したものがある。
このような装置では、クリーニング時に、ゴムブレードが像保持体と摺動し、その摺動時の振動により、弾性部材が共振して、高周波の異音を発生させる場合がある。
従来タイプのクリーニングブレードの鳴き対策として、よく知られる方法は像担持体の接触厚の低減やウレタンゴムブレート部の厚さや幅、接着部面積の変更、弾性部材の肉厚化などが一般的な方法として知られている。
また、特許文献1には、ブレードの表面層の改質することにより、スムーズに相手部材と摺動させ、異音の発生、ブレードの耐磨耗性を上げる構成が示されている。
特許第3533510号公報
しかしながら、製造上の問題によるウレタン材質選択時制約、弾性部材形状材質の制約、クリーニング装置のクリーニング性確保が可能なパラメータウィンドウ制約等から接触厚の低減やウレタンゴムブレート部の厚さや幅、接着部面積の変更では目標の鳴きレベルに減音することが難しいケースが存在する。
また、現行技術レベルでは、ブレードの表面の改質する構成は、装置のストレスモード時や当接相手部材の条件変化によって、ブレードの当接面磨耗が促進した場合、表面改資部も磨耗して消失し耐磨耗性が失われる。これにより、ブレード及び弾性部材が振動し異音が発生してしまう。
本発明は、上記事実を考慮し、異音の発生を抑制できるトナー除去装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に係るトナー除去装置は、像保持体に接触して、前記像保持体に残留したトナーを除去する除去部材と、前記除去部材が一端部に固定された弾性部材と、前記弾性部材の他端部を支持する支持部と、前記弾性部材に設けられ、前記弾性部材に質量を付加する質量付加部と、を備えたこと特徴とする。
この構成によれば、除去部材が、像保持体に接触して、像保持体に残留したトナーを除去する。このときに発生する除去部材の振動が、弾性部材を介して、異音として現れる場合がある。
ここで、本発明の請求項1の構成では、弾性部材に設けられた質量付加部が、弾性部材に質量を付加するので、弾性部材の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。
本発明の請求項2に係るトナー除去装置は、請求項1の構成において、前記質量付加部は、前記弾性部材の一部に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、弾性部材の一部に設けられているので、弾性部材のたわみに影響が少ない。
本発明の請求項3に係るトナー除去装置は、請求項1又は請求項2の構成において、前記質量付加部は、変形量が他の部位より大きい前記弾性部材の所定部位に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、質量付加部は、変形量が他の部位より大きい弾性部材の所定部位に設けられているので、制振効果を効果的に発揮する。
本発明の請求項4に係るトナー除去装置は、請求項1〜3のいずれか1項の構成において、前記質量付加部は、前記弾性部材に密着させた質量体であることを特徴とする。
この構成によれば、質量付加部は、弾性部材に密着させた質量体である。このように、弾性部材と別体の質量体を用いることにより、従来からあるトナー除去装置に適用が可能となる。
本発明の請求項5に係るトナー除去装置は、請求項4の構成において、前記質量体は、円柱形状に形成され、前記弾性部材に点接触することを特徴とする。
この構成によれば、円柱形状に形成され、前記弾性部材に点接触するので、弾性部材のたわみに影響が少ない。
本発明の請求項6に係るトナー除去装置は、請求項4の構成において、前記質量体は、シート状又はフィルム状に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、質量体は、シート状又はフィルム状に形成されているので、弾性部材に簡易に密着させることができる。
本発明の請求項7に係る画像形成装置は、請求項1〜6のいずれか1項に記載のトナー除去装置を備えたことを特徴とする。
本発明は、上記構成としたので、異音の発生を抑制できる。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
(本実施形態に係る画像形成装置の全体構成)
まず、本実施形態に係る画像形成装置10の全体構成について説明する。図1には、本実施形態に係る画像形成装置10の全体構成が示されている。
まず、本実施形態に係る画像形成装置10の全体構成について説明する。図1には、本実施形態に係る画像形成装置10の全体構成が示されている。
本実施形態に係る画像形成装置10は、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kを備えている。なお、以降、YMCKを区別する必要がある場合は、符号の後にY、M、C、Kの何れかを付して説明し、YMCKを区別する必要が無い場合は、Y、M、C、Kを省略する。
画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kは、バックアップロール34と複数の張架ロール32によって張架された無端状の中間転写ベルト30の進行方向(図1において矢印B方向)に対して、画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kの順番で直列に配列されている。また、中間転写ベルト30は、各画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kに配置される像保持体としての感光体ドラム14と、これらの感光体ドラム14にそれぞれ対向して配設される一次転写ロール18との間を挿通している。
次に、各画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kの構成と画像形成の動作とを、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット12Yを代表して説明する。図2には、本実施形態に係る画像形成ユニット12Yの全体構成が示されている。
図2に示すように、感光体ドラム14は、所定方向(図2において矢印A方向)に回転し、感光体ドラム14の表面が帯電ロール15により一様に帯電される。つぎに、図示しない露光装置によってイエロー画像に対応する像光16が照射され、感光体ドラム14の表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。なお、図2の矢印16は、露光装置による像光を模式的に表したものである。
イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置17の現像バイアスが印加された現像ロール19に保持されたトナーによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール18の圧接力と、一次転写ロール18に印加された転写バイアスによる静電吸引力と、によって、中間転写ベルト30上に一次転写される。
この一次転写では、イエロートナー画像は全て中間転写ベルト30に転写されず、一部が転写残留イエロートナーとして、感光体ドラム14に残留する。一次転写後の感光体ドラム14は、クリーニング装置50との対向位置を通過し、クリーニング装置50に設けられたクリーニングブレード53により、転写残留トナーなどが除去される。このクリーニングブレード53の構成については後述する。
その後、感光体ドラム14の表面は、つぎの画像形成サイクルの為、帯電ロール15Yで再び帯電される。
図1に示すように、画像形成装置10では、各画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が各画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kにおいて行われ、中間転写ベルト30上に、順次、Y,M,C,Kの各色トナー像が重ねられ、多重トナー像が形成される。
そして、所定のタイミングで二次転写位置38へと搬送されてきた記録用紙Pに、転写バイアスが印加された二次転写ロール36の静電吸引力によって、中間転写ベルト30から多重トナー像が一括して、記録用紙Pに転写される。
多重トナー像が転写された記録用紙Pは、中間転写ベルト30から分離された後、定着装置(図示省略)へと搬送され、熱と圧力とにより記録用紙Pに定着されてフルカラー画像が形成される。
記録用紙Pに転写されなかった中間転写ベルト30上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナー40で回収される。
(本実施形態に係るクリーニングブレードの構成)
次に、クリーニング装置50に設けられたクリーニングブレード53について説明する。
(本実施形態に係るクリーニングブレードの構成)
次に、クリーニング装置50に設けられたクリーニングブレード53について説明する。
図3及び図4には、クリーニングブレード53の全体構成が示されている。図5には、弾性部材への質量体の取付け方法が示されている。図6には、弾性部材が変位した様子が示されている。
クリーニング装置50の筐体51の下部(感光体ドラム14の回転方向下流側)には、図2に示すように、感光体ドラム14の表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニングブレード53が設けられている。
クリーニングブレード53は、図2、図3及び図4に示すように、感光体ドラム14に接触して、感光体ドラム14に残留したトナーを除去する除去部材52を備えている。この除去部材52は、所定の接触角度で感光体ドラム14に接触しており、感光体ドラム14が回転することにより感光体ドラム14に対して相対的に摺動し、エッジ52Aで転写後の感光体ドラム14の表面に残留するトナーを掻き取る。
除去部材52は所定の厚さ、所定の幅に形成されている。なお、図4に示す矢印Lは、各部材の長さ方向を示し、矢印Wは、各部材の幅方向を示し、矢印Tは、各部材の厚み方向を示す。
また、筐体51の上部(感光体ドラム14の回転方向上流側)外壁には、フィルム状のシール部材60が固定されている。シール部材60は、感光体ドラム14に接しており、クリーニングブレード53で除去された残留トナー等が筐体51内から外部へ漏れるのを防ぐ。
また、筐体51には、除去部材52と感光体ドラム14との接触部の斜め下方に、感光体ドラム14から掻き取られたトナーを排トナー回収ボックス(図示省略)へ搬送する排トナー搬送部54が配設されている。
また、除去部材52は、SUS板等の板状の弾性部材58の先端部に取り付けられており、所定の接触圧で除去部材52に押圧されている。弾性部材58の自由長、すなわち、弾性部材58がブレードホルダ56に固定された部位より先端側の部位(弾性部材58の自由状態となっている部位)の長さは、所定の長さに設定されている。
弾性部材58の後端部は、支持部としてのブレードホルダ56に固定されており、ブレードホルダ56は、弾性部材58を支持している。
このように、弾性部材58は、先端部に除去部材52が固定され、後端部がブレードホルダ56に支持されることにより、除去部材52とブレードホルダ56の間に配置されている。
弾性部材58には、弾性部材58へ質量を付加する質量付加部としての質量体70が設けられている。
質量体70は、弾性部材58と別体で設けられ、弾性部材58の背面側(除去部材52が取り付けられていない側)の面に密着して取り付けられている。また、質量体70は、弾性部材58の自由状態となっている部位であって、除去部材52が取付けられた部位よりブレードホルダ56側の部位に設けられている。
この質量体70は、円柱形状に形成され、その周面の一部が弾性部材58の背面に密着し、点接触している。質量体70は、図5に示すように、接着部材72により弾性部材58に接着されて、弾性部材58に密着している。接着部材としては、例えば、接着剤や両面テープが用いられる。
また、質量体70としては、例えば、SUS、鉛、が用いられる。また、減衰係数の大きい質量体70(例えば、樹脂製の部材)を用いても良い。
さらに、図6に示すように、質量体70は、弾性部材58の部位のうち、変形量が他の部位より大きい所定部位に設けられている。具体的には、弾性部材58の最も変形量の大きい部位又はその近傍に設けるのが望ましい。
(本実施形態に係る作用)
次に、本実施形態に係る作用について説明する。図7には、質量体の質量と発生音圧の関係を示したグラフが示されている。
(本実施形態に係る作用)
次に、本実施形態に係る作用について説明する。図7には、質量体の質量と発生音圧の関係を示したグラフが示されている。
図2に示すように、中間転写ベルト30に転写されずに感光体ドラム14上に残留したトナーは、クリーニング装置50へと送られ、転写残留トナーは、除去部材52によって感光体ドラム14から掻き取られ、排トナー搬送部54によって排トナー回収ボックス(図示省略)へと排出される。
ここで、本実施形態の構成では、感光体ドラム14が回転することにより、除去部材52が感光体ドラム14に対して相対的に摺動し、感光体ドラム14に残留したトナーが掻き取られる。このように、感光体ドラム14に対し除去部材52が摺動すると、除去部材52が振動し、その振動が、弾性部材58を介して異音として現れる場合がある。特に、異音としては、高周波の音が、人間にとって不快な騒音となる。
本実施形態では、弾性部材58に設けられた質量体70が、弾性部材58に質量を付加するので、弾性部材58の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。これにより、人間にとって不快と感じる高周波の音も意図的に押さえ込むことが可能となる。
さらに、除去部材52の材質、厚さ、幅、感光体ドラム14に対する接触面積及び接触圧や、弾性部材58の厚みなどのパラメータを、消音を考慮したパラメータに設定する必要がなくなるため、その設定の自由度が増し、また、クリーニング性能を最優先にしたパラメータに設定することができる。これにより、長期にわたって、安定したクリーニング性を発揮させることができる。
また、質量体70は、点接触となっているので、弾性部材58のたわみ変形量が変化することによる除去部材52の接触圧への影響が少ない。これにより、質量体70の質量の付加による制振効果が上がる。
また、減衰係数の大きい質量体70(例えば、樹脂製の部材)を用いた場合には、拡散振動を抑えることができ、より制振効果が高く、異音の発生もより抑制できる。
図7に示すように、質量体70の質量と消音効果との関係を解析した。ここの解析では、直径1.5mmの円柱状の質量体70を用いた。この結果、質量0.015g/mmで最も大きな消音効果が得られた。
(質量体の変形例)
次に、質量体の変形例について説明する。
次に、質量体の変形例について説明する。
図8には、質量体の形状を変形した変形例が示されている。図9には、質量体を弾性部材と一体化した変形例が示されている。図10には、質量体を弾性部材の表面に設けた変形例が示されている。図11には、質量体をシート状又はフィルム状に形成した変形例が示されている。
上記実施形態では、質量体70は円柱形状をしていたが、質量体70の形状としては、これに限られず、図8に示すように、例えば、角柱形状であってもよく、その形状は自由に設定できる。また、質量体70は、円柱形状でなく、弾性部材58に点接触する構成であっても良い。
また、上記実施形態では、質量体70は、弾性部材58と別体で形成されていたが、質量体70は、図9に示すように、弾性部材58と一体に形成される構成であってもよい。
また、上記実施形態では、質量体70は、弾性部材58の背面側に取り付けられている構成であったが、表面側(除去部材52が取り付けられている側)の面に密着させる構成であっても良い。
また、上記実施形態では、質量体70は、円柱形状をしていたが、質量体70としては、図11に示すように、シート状又フィルム状に形成する構成であっても良い。なお、この構成においては、弾性部材58のたわみやノーマルフォース(法線応力)への影響が少ないか、その影響を予測して調整できる範囲において、実施することにより、除去部材52クリーニング性能への影響はでない。
また、本実施形態では、質量体70は1つのみ設けられているが、質量体70としては複数設ける構成であっても良い。
本発明は、本実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、変更、改良が可能である。
10 画像形成装置
14 感光体ドラム(像保持体)
50 クリーニング装置(トナー除去装置)
52 除去部材
56 ブレードホルダ(保持部)
58 弾性部材
70 質量体(質量付加部)
14 感光体ドラム(像保持体)
50 クリーニング装置(トナー除去装置)
52 除去部材
56 ブレードホルダ(保持部)
58 弾性部材
70 質量体(質量付加部)
Claims (7)
- 像保持体に接触して、前記像保持体に残留したトナーを除去する除去部材と、
前記除去部材が一端部に固定された弾性部材と、
前記弾性部材の他端部を支持する支持部と、
前記弾性部材に設けられ、前記弾性部材に質量を付加する質量付加部と、
を備えたこと特徴とするトナー除去装置。 - 前記質量付加部は、前記弾性部材の一部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のトナー除去装置。
- 前記質量付加部は、変形量が他の部位より大きい前記弾性部材の所定部位に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトナー除去装置。
- 前記質量付加部は、前記弾性部材に密着させた質量体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー除去装置。
- 前記質量体は、円柱形状に形成され、前記弾性部材に点接触することを特徴とする請求項4に記載のトナー除去装置。
- 前記質量体は、シート状又はフィルム状に形成されていることを特徴とする請求項4に記載のトナー除去装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のトナー除去装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006294449A JP2008111970A (ja) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | トナー除去装置及び画像形成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100074665A1 (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | Ricoh Company, Ltd. | Cleaning device including cleaning mechanism having noise reduction mechanism and image forming apparatus incorporating same |
JP2014211518A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | シャープ株式会社 | クリーニング装置とそれを用いた画像形成装置 |
-
2006
- 2006-10-30 JP JP2006294449A patent/JP2008111970A/ja active Pending
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US20100074665A1 (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | Ricoh Company, Ltd. | Cleaning device including cleaning mechanism having noise reduction mechanism and image forming apparatus incorporating same |
US8565661B2 (en) * | 2008-09-22 | 2013-10-22 | Ricoh Company, Ltd. | Cleaning device including cleaning mechanism having noise reduction mechanism and image forming apparatus incorporating same |
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