JP3673735B2 - クリーニング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は像担持体表面にブレードを当接し、該像担持体に付着したトナーを除去するクリーニング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては潜像を形成する手段として像担持体としての感光体ドラムを用いて画像を形成する。この感光体ドラムは一次帯電器による表面電位の印加、書き込み光学系による潜像形成の後、現像手段により潜像に現像剤であるトナーを付着させることで顕在化させ、顕在化した画像は、転写手段によりシート材に転写される。
【0003】
このとき、転写手段によりシート材に転写されるトナーは100%ではなく、感光体ドラム表面に少量のトナーが残留する。そこで、この残留トナーを感光体ドラム表面から清掃除去するためにクリーニング装置を用いている。
【0004】
残留トナーの除去構成は、図6に示すように、感光体ドラム50の表面に弾性体のブレード51のエッジ部分51aを当接し、感光体ドラム表面の残留トナーを掻き取る方法が一般的で、多くの複写機に用いられている。
【0005】
感光体ドラム50に当接しているクリーニング手段のブレード51のエッジ部分51aには感光体ドラム表面より掻き取った残留トナー52が凝集している。通常、中低速機では凝集した残留トナー52は、ある程度の大きさでクリーニング手段の容器に落下するため問題になることはない。
【0006】
しかし、近年の複写機の高速化により感光体ドラムの周速が上昇した影響と、環境条件によってはブレード51のエッジ部分51aに凝集した残留トナー52が落下せず成長を続け、その後ブレードのエッジ部分51aのニップ部をすり抜ける現象が起きることがある。すり抜けた残留トナーは筋状にシート材に転写されるため画像不良となる。
【0007】
上記画像不良を発生させないようにするために、以下のような従来例が提案されていている。
【0008】
第一の従来例としては、ブレードによるクリーニング性向上の手段として特開平6-4014号、特開平11-174922号にあるようなブレードに圧電素子による振動を印加する方法である。また第二の従来例として、特開平9-160455号にあるように衝突振動をブレードに加える方法である。さらに近年、第三の従来例としてバイブレーションモータを、クリーニング手段のブレード部に設けられたフレームに配設するものも提案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来例では次のような課題があった。まず、第一の従来例の場合、耐久により劣化するブレードに圧電素子を付けているため、コストアップになることと、凝集、成長した残留トナーを除去するのに十分な振動を与えることが難しかった。
【0010】
また、第二の従来例の場合、凝集、成長した残留トナーを除去するのに十分な振動を与えることは可能であるが、衝突振動が入力されたときのブレードの挙動によっては残留トナーのすり抜けなどの弊害が考えられる。
【0011】
また、第三の従来例の場合、良好な効果を得るためにはバイブレーションモータを長時間動作させる必要があり、長時間動作させるための超寿命化、低稼働音化などの今日のニーズに応えることが容易でなかった。
【0012】
本発明は従来の上記課題を解決するものであり、その目的は、小さな低出力モータにより長期にわたり画像不良の発生しないクリーニング装置を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体をクリーニングするクリーニング装置において、前記像担持体に当接して残留トナーを除去する弾性ブレードと、出力軸部に取り付けられた錘を回転させることにより振動を発生するモータと、前記弾性ブレード及び前記モータを保持し前記モータによる振動を前記弾性ブレードへ伝達するためのフレームと、を有し、前記弾性ブレードを振動させるとき前記モータを断続的に繰り返し駆動するよう構成したことを特徴とする。
【0014】
上記構成にあっては、モータ駆動によって弾性ブレードに振動が付与されるため、残留トナーの凝集塊を効率よく除去することが可能となり、画像不良の発生しない品質の高い画像形成が可能となる。
【0015】
しかも、小さな低出力モータで達成できるため、消費電力および稼動音の低減化も同時に達成できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置について図面を参照して説明する。
【0017】
図1は画像形成装置の模式説明図であり、図2はクリーニング装置の断面説明図である。
【0018】
(画像形成装置)
まず、図1を参照して画像形成装置の概略構成について説明する。図1に示す画像形成装置は記録部Aの上方に画像読取部Bを有し、この画像読取部Bには原稿送り装置Cが装着可能になっており、該原稿送り装置Cから原稿が1枚ずつ送られ、これが画像読取部Bによって読み取られる。画像読取部Bで読み取られた情報はデジタル信号に変換されて記録部Aへ送られ、読取情報に基づいて転写材Sに画像記録される。
【0019】
本実施形態の記録部Aは電子写真方式で記録するものであり、カセット1に収納された転写材Sを給送ローラ2及び搬送ローラ3で画像形成部へ搬送する。画像形成部には像担持体としての感光体ドラム4が回転可能に設けられており、その周囲に感光体ドラムを一様に帯電する一次帯電器5、前記デジタル信号に応じて感光体ドラムを露光して潜像を形成する露光部6、前記潜像をトナー現像する現像部7、前記トナー像を搬送された転写材Sに転写する転写部8、転写材Sへのトナー像転写後に感光体ドラム4に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置9が配置され、公知の電子写真方式によって転写材にトナー像を転写する。
【0020】
そして、トナー像が転写された転写材Sを搬送ベルト10で定着部11へ搬送して加熱定着した後、排出ローラ12によって装置外へ排出する。
【0021】
(クリーニング装置)
次に本発明の特徴であるクリーニング装置9の構成について説明する。クリーニング装置9は、図2に示すように、フレーム20、フレーム21、ブレード部材22、マグネットローラ23、搬送スクリュー24、スクイシート25、ブレードホルダ26、シャフト27、シャフト28、引っ張りバネ29、複数個のモータユニット30で構成されている。
【0022】
ブレード部材22は弾性体で感光体ドラム4にエッジ部分が当接するようにフレーム20とブレードホルダ26で挟まれて保持されている。
【0023】
複数個のモータユニット30もフレーム20に保持されている。そして、前記フレーム20はシャフト27を介してフレーム21に揺動自在に取り付けられ、引っ張りバネ29によりフレーム20が付勢され、ブレード部材22が所定の圧力で感光体ドラム4表面に当接されている。
【0024】
また、フレーム21にはマグネットローラ23、搬送スクリュー24が回転自在に取り付けられており、図示しない駆動手段により回転駆動されている。マグネットローラ23は表面に残留トナーによるトナー層を形成しており、トナー層の厚さの規定はシャフト28とのクリアランスで保障されている。そして、感光体ドラム4の長手方向にトナー層を接触させることで感光体ドラム4表面にトナーを再コートする。これは、残留トナーを感光体ドラム4の長手方向に再コートすることでブレード部材22と感光体ドラム4の摩擦が長手方向で安定するためである。
【0025】
残留トナーは再コートされたトナーとともにブレード部材22により掻き取られ、マグネットローラ23で回収される。シート25はシャフト28の表面をスクレープすることにより、マグネットローラ23上のトナーの層厚の維持と、搬送スクリュー24への残留トナーの搬送の機能を合わせ持っている。搬送スクリュー24は残留トナーを図示しないトナー回収容器へ搬送する。
【0026】
ここで、ブレード部材22によるトナーの除去作用について説明する。図3は前記クリーニング装置9に設けたブレード部材22と感光体ドラム4の要部拡大説明図である。
【0027】
感光体ドラム4に当接しているブレード部材22のエッジ部分には、図3(a)に示すように、感光体ドラム4表面より掻き取った残留トナーが凝集している。
【0028】
そして、図3(b)に示すように、凝集した残留トナーが成長し続けると、ブレード部材22のエッジ部分のニップ22aを残留トナーがすり抜けるようとする。このとき残留トナーがすり抜けると、前述したように転写材の搬送方向にスジ上の画像が現れ画像不良が発生する。このため成長して凝集塊となった残留トナーをブレード部材22のエッジから除去する必要がある。
【0029】
そのために、本実施形態ではモータユニット30内に設けられたモータを断続的に回転させ、ブレード部材22に振動を付与するように構成している。
【0030】
次に前記ブレード部材22への振動付与構成について説明する。図4はモータユニットの配置説明図であり、図5はモータの加振構成説明図である。
【0031】
本実施形態では、図4に示すように、複数個のモータユニット30がフレーム20に配置されている。なお、本実施形態ではフレーム20の長手方向中央に対して2個のモータユニット30が対称位置に配置されている。前記モータユニット30は、図5に示すように、ケース31内にモータ32が取り付けられ、その出力軸部に扇形状をした錘33が取り付けられている。そして、モータ32は図示しない制御回路(制御手段)と接続されている。
【0032】
前記のように、モータ32には扇形の錘33が取り付けられいるため、モータ32が回転駆動されると、モータ32から振動が発生する。この振動がフレーム20に伝播し、さらにブレード部材22に伝播する。
【0033】
なお、複数個のモータユニット30は、ブレード部材22に対して凝集塊を除去するのに十分な振動を与える構成であれば上記構成に限定するものではない。
【0034】
種々の実験をしてみたところ、ブレード部材22のエッジ部分に凝集したトナー塊を除去するためには、モータ32の1回の動作時間を長くするよりも動作回数を多くする方が効果的であることがわかった。それは、1回目の衝撃的振動を入力することにより、除去性能が向上するためである。
【0035】
そのため、本実施形態ではモータ32を導通させて駆動する時間(オン時間)はモータ32が定常運転(定常状態)になる時間と、そのマージン分程度に設定している。一方、モータ32を非導通にして非駆動状態にしている時間(オフ時間)はブレード部材22が完全に停止するまでの時間と、そのマージン分程度に設定している。そして、このようなモータ32のオン、オフ断続駆動を複数回繰り返すように駆動制御される。これによってフレーム20を介してブレード部材22に振動を伝播させることにより(図3(c)参照)、ブレード部材22のエッジ部分に形成されたトナー塊を効率よく除去することができる(図3(d)参照)。
【0036】
なお、前記モータ32を動作させるタイミングは、画像形成中に動作させると、その振動が感光体ドラム4にも伝播して画像がブレるため望ましくない。従って、画像形成時以外の所定のタイミングで動作させるようにするのが望ましい。
【0037】
また、前述した実施形態ではモータ32の出力軸に扇形の錘33を取り付けた例を示したが、これはモータ32が回転したときに効率よく振動を発生させるためであり、モータ32が回転したときに振動を発生させることができる形状であれば、扇形に限定しなくてもよい。
【0038】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、モータを駆動によって弾性ブレードに振動が付与されるため、残留トナーの凝集塊を効率よく除去することが可能となり、画像不良の発生しない品質の高い画像形成が可能となる。
【0039】
しかも、小さな低出力モータで達成できるため、消費電力および稼動音の低減化も同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の模式説明図である。
【図2】クリーニング装置の断面説明図である。
【図3】ブレード部材と感光体ドラムの要部拡大説明図である。
【図4】モータユニットの配置説明図である。
【図5】モータの加振構成説明図である。
【図6】ブレード部材のエッジ部に生じたトナー塊の説明図である。
【符号の説明】
A …記録部
B …画像読取部
C …原稿送り装置
S …転写材
1 …カセット
2 …給送ローラ
3 …搬送ローラ
4 …感光体ドラム
5 …一次帯電器
6 …露光部
7 …現像部
8 …転写部
9 …クリーニング装置
10 …搬送ベルト
11 …定着部
12 …排出ローラ
20 …フレーム
21 …フレーム
22 …ブレード部材
22a …ニップ
23 …マグネットローラ
24 …搬送スクリュー
25 …シート
26 …ブレードホルダ
27 …シャフト
28 …シャフト
29 …バネ
30 …モータユニット
31 …ケース
32 …モータ
33 …錘
Claims (2)
- 像担持体をクリーニングするクリーニング装置において、
前記像担持体に当接して残留トナーを除去する弾性ブレードと、
出力軸部に取り付けられた錘を回転させることにより振動を発生するモータと、
前記弾性ブレード及び前記モータを保持し前記モータによる振動を前記弾性ブレードへ伝達するためのフレームと、
を有し、
前記弾性ブレードを振動させるとき前記モータを断続的に繰り返し駆動するよう構成したことを特徴とするクリーニング装置。 - 前記モータの駆動時間を前記モータの回転数が定常状態となる時間よりも長く設定し、前記モータの非駆動時間を前記フレーム又は前記弾性ブレードの振動が停止する時間よりも長く設定したことを特徴とする請求項1記載のクリーニング装置。
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