JP6083256B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6083256B2
JP6083256B2 JP2013035167A JP2013035167A JP6083256B2 JP 6083256 B2 JP6083256 B2 JP 6083256B2 JP 2013035167 A JP2013035167 A JP 2013035167A JP 2013035167 A JP2013035167 A JP 2013035167A JP 6083256 B2 JP6083256 B2 JP 6083256B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
brush
cleaning
rotator
rotating body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013035167A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014164132A (ja
Inventor
浅岡 輝
輝 浅岡
浩孝 八田
浩孝 八田
佐藤 敏哉
敏哉 佐藤
経生 工藤
経生 工藤
裕之 上西
裕之 上西
脩之 石塚
脩之 石塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2013035167A priority Critical patent/JP6083256B2/ja
Publication of JP2014164132A publication Critical patent/JP2014164132A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6083256B2 publication Critical patent/JP6083256B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cleaning In Electrography (AREA)

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機などに用いられるクリーニング装置、これを用いたプロセスカートリッジ、前記クリーニング装置またはプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置における感光体上の残トナーをクリーニングし回収する方法として、例えば、特許文献1記載の技術が知られている。特許文献1記載の技術では、感光体の回転方向上流に帯電されたクリーニングブラシ、下流にクリーニングブレードを配置し、クリーニングブラシとクリーニングブレードとで感光体上の残留トナーを除去する。その後、クリーニングブラシと当接(突き当てた状態に接することを意味する)する帯電された回収ローラで、クリーニングブラシに捕集・保持されているトナーを回収するというものである。この装置を、以下、「静電クリーニング装置」という。
静電クリーニング装置の利点としては、次の2つが挙げられる。第1に、大量なトナー入力が起こっても、クリーニングブラシによるトナーを回収する能力の方がクリーニングブレードのそれよりも高いこと、第2に、トナーに機械的ストレスを与えないので、感光体へのシリカの固着が発生しにくいことが挙げられる。不利点としては、極性が違う微少量のトナーを回収することができないことが挙げられる。そのため、例えば特許文献1の図2等に開示されているようにそれぞれの極性のトナーを回収するべく複数のクリーニングブラシを配置することが必要となる。これによって、装置が複雑になるとともに高価になってしまう。
上記静電クリーニング装置と類似する装置として、例えば特許文献2記載の技術が挙げられる。この技術では、クリーニングブラシ、回収ローラの下方にトナー搬送スクリュが配置される。クリーニングブラシでクリーニングされたトナーは回収ローラにて電気的に回収され、回収ブレードにて掻き落とされ、トナー搬送スクリュにて搬送される。このような装置構成の場合、トナー搬送スクリュが下方に配置されていることにより、クリーニングされたトナーは重力によってトナー搬送スクリュへ落下することで、クリーニングブラシに再付着したり、クリーニング装置外へ飛散したりすることなく搬送される。しかしながら、クリーニング装置自体が上下・鉛直方向(縦方向)に大型化してしまい、レイアウトの制約から画像形成装置全体の大型化を来すという問題がある。
また、上記問題を解消するためにトナー搬送スクリュを上方へ移動した場合には、トナー搬送スクリュ自身の回転などにより、トナーが舞い、クリーニングブラシに再付着することとなる。これにより、クリーニング性能が低下し早期に寿命を迎えることとなってしまったり、トナーがクリーニング装置外へ飛散したりすることで、異常画像を発生させる問題が挙げられる。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされてものであり、クリーニング後のトナー飛散、クリーニングブラシへの再付着を防止し、コンパクトで低コストであり、長寿命なクリーニング装置を提供することを主な目的とする。
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、本発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項(以下、「構成」という)を採っている。
本発明は、像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するブラシ状回転体と、前記ブラシ状回転体に接触しブラシ状回転体に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体と、前記トナー回収回転体と接触しトナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材と、前記回収ブレード部材にて掻き落とされたトナーを回収し搬送するトナー搬送回転体と、前記ブラシ状回転体より前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記像担持体と接触し前記ブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード部材と、を有するクリーニング装置において、前記ブラシ状回転体の回転中心と前記トナー搬送回転体の回転中心とは、前記トナー回収回転体の回転中心よりも下方に配置され、前記ブラシ状回転体と前記トナー搬送回転体との間には、前記トナー搬送回転体の前記回転中心の位置よりも高くなるよう配置された仕切り部が設けられており、前記像担持体、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触部を通過する前記ブラシ状回転体の軸を中心とした外周円の前記接触部での接線が、前記クリーニングブレード部材における前記像担持体と接触する部位と反対側の非接触面と交わる交点を有するように、前記クリーニングブレード部材、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体が配置され、前記交点は、該交点を通る鉛直線が前記ブラシ状回転体の前記中心よりも前記トナー回収回転体寄りにある位置から前記ブラシ状回転体の前記中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、上記構成により、単純な構成によってクリーニング後のトナー飛散、ブラシ状回転体へのトナー付着を防止し、コンパクトで低コストであるとともに長寿命なクリーニング装置を実現し提供することができる。
本発明の参考例を示すクリーニング装置を備えた画像形成装置の概略的な正面図である。 本発明の参考例を示すプロセスカートリッジおよび周辺の断面図である。 図2のプロセスカートリッジに装備されたクリーニング装置の拡大断面図である。 クリーニングブラシと金属ローラとの接触部分におけるクリーニングブラシの挙動を説明する模式的な拡大正面図である。 クリーニングブラシ、金属ローラ、クリーニングブレード等の配置構成、およびシール部材の配置を示す幾分模式的な拡大断面図である。 (a)は、交点を通る鉛直線がクリーニングブラシの回転中心よりも金属ローラ寄りに位置する配置構成例を、(b)は、交点を通る鉛直線がクリーニングブラシの回転中心を通るように位置する配置構成例を、(c)は、交点を通る鉛直線がクリーニングブラシの回転中心よりも感光体ドラム寄りに位置する配置構成例を、それぞれ示す図である。 図5のクリーニング装置におけるV5−V5から上方を見たシール部材を含む一部断面底面図である。 本発明の第1の実施形態を示すクリーニング装置の要部の模式的な断面図である。 第1の実施形態のクリーニング装置の構成、動作を説明する要部の模式的な拡大断面図である。 (a)、(b)、(c)は、仕切り部と搬送スクリュとの間に滞留する滞留トナーを回収する搬送スクリュの動作推移状態を説明する要部の模式的な拡大断面図である。 参考変形例1のクリーニング装置の要部の模式的な断面図である。 参考変形例2のクリーニング装置の要部の模式的な断面図である。 参考変形例3のクリーニング装置の要部の模式的な断面図である。 (a)、(b)、(c)は、仕切り部の先端部の断面図である。
以下、図を参照して参考例を含む本発明の実施形態を詳細に説明する。各実施形態や変形例等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。
なお、後述する図11に示す変形例1を参考変形例1と、後述する図12に示す変形例2を参考変形例2と、後述する図13に示す変形例3を参考変形例3と、それぞれ読み替えることとする。
図1〜図7を参照して説明する本発明の参考例に係るクリーニング装置には、本発明に密接に関連する新規な複数の発明が含まれている。そのため、まず、参考例に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置全体の構成、参考例に係るクリーニング装置の詳細について説明し、その後に本発明に係るクリーニング装置について説明することとする。
図1を参照して、本発明の参考例に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置全体の構成および動作を説明する。図1は、本発明の参考例に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置を示している。
図1に示すように、画像形成装置としてのプリンタ100は、装置本体110のほぼ中央部に中間転写ユニット80を配備する。中間転写ユニット80には、像担持体ないし中間転写体としての無端状の中間転写ベルト52が複数の支持ローラに張力を付与された状態でループ状に掛け渡されて配設(配置して設けること、または位置を決めて設けることを意味する)されている。
ここで支持ローラは、中間転写ベルト52を図中時計回り方向に回転駆動する駆動ローラ81、後述の2次転写ローラ27との対向部材である2次転写バックアップローラ82、従動ローラ83、84、4つの1次転写ローラ18y、18c、18m、18kからなる。なお、1次転写ローラ18の符号の末端に付しているy、c、m、kという添字は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示している。
中間転写ベルト52は、概略逆三角形状の姿勢で上記各支持ローラに張架(張力がかかった状態で掛け渡すことを意味する)されている。中間転写ベルト52の逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面の上方には、画像形成部としての4色分のプロセスカートリッジ11y、11c、11m、11k(以下、代表記載では11と記す)が水平方向に順次配設されている。
プロセスカートリッジ11yでは、イエローの作像部を収容し、作像されたイエローのトナー像が中間転写ベルト52に転写される。同様にプロセスカートリッジ11mはマゼンタの作像部を、プロセスカートリッジ11cはシアンの作像部を、プロセスカートリッジ11kはブラックの作像部を、それぞれ成す。これら各色のプロセスカートリッジ11から各色のトナー像が1次転写ローラ18と対向する1次転写位置で中間転写ベルト52に転写される。この中間転写ベルト52上に1次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト52の走行移動によって2次転写部20に送られる。
図1において、4つのプロセスカートリッジ11y、11c、11m、11kの上方には、画像情報に基づいた露光光Lを像担持体としての感光体ドラム14上に照射するy、m用とc、k用の一対の露光部(光書込ユニット)13が配設されている。一対の露光部13は、不図示のスキャナ等から制御部50に送信される原稿の画像情報に基づいて各色の版のデータを受け、図示しないレーザ制御部によって4つの半導体レーザ(図示せず)を駆動して4つの露光光Lを出射する。そして、プロセスカートリッジ11の像担持体たる感光体ドラム14y、14c、14m、14k(以下、代表記載では14と記す)をそれぞれ露光光Lによって走査して、感光体ドラム14の外周表面にy、c、m、k用の静電潜像を書き込む。
図1において、符号20は中間転写ベルト52上のフルカラートナー像をシート状の記録媒体としての記録紙Pに一括して2次転写させる2次転写部を、符号21,22は記録紙Pを収容した給紙部を、符号24は記録紙P上に転写された未定着トナー像を定着させる定着部を、符号10はトナーボトルを、それぞれ示す。
次に、図1および図2を参照して、プロセスカートリッジ11の説明を、代表としてy用のプロセスカートリッジ11y(図1で左端側に配備)について行う。なお、図1においては、プロセスカートリッジ11yについてのみ、感光体ドラム14yの周囲に配設されている各装置の符号を図示しており、その他のプロセスカートリッジ11c、11m、11kの各装置については符号図示を省略している。
図1および図2において、符号15は感光体ドラム14上を帯電する帯電装置を、符号16は感光体ドラム14上に形成された静電潜像を現像する現像装置を、符号19は感光体ドラム14上の未転写トナーを回収するクリーニング装置を、それぞれ示している。また、符号51は除電ランプを、符号28は潤滑剤塗布装置をそれぞれ示している。
感光体ドラム14yおよびこの周囲に配設された上記各装置は、共通の支持体たる二点鎖線で示すケーシング120(図2参照)で支持されていて、1つのプロセスカートリッジ11yを構成している。プロセスカートリッジ11yは、ケーシング120を介して装置本体110に対して一体的に着脱可能に装着され、これにより、メンテナンス性を向上させている。
以上y用のプロセスカートリッジ11yについて説明したが、他色のプロセスカートリッジ(11c、11m、11k)は、使用するトナーの色が異なる点の他は、y用のものと同様の構成になっている。
次に、画像形成時におけるプロセスカートリッジ11の動作を説明する。先ず制御部50に不図示のスキャナ等から画像情報が送信され、取り込まれた画像情報は4色に色分解される。このうち、例えば、イエローyの画像情報は電気信号に変換された後にプロセスカートリッジ11yに対応した露光部13に送信される。そして、露光部13からは電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが感光体ドラム14上に向けて発せられる。
感光体ドラム14は、図2において反時計回り方向に回転しており、帯電装置15との対向位置においてその外周表面(以下、単に「表面」ともいう)を一様に帯電される。帯電された感光体ドラム14の表面は露光光Lの照射位置に達し、この位置で画像情報に対応した静電潜像を形成される。
感光体ドラム14の表面に形成された静電潜像はその後に現像装置16との対向部に到達し、現像装置16によって静電潜像が顕像化される。なお、現像装置16内の現像剤中のトナーは、図示しないトナーホッパから供給されたトナーと共に不図示の攪拌ローラによってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーはキャリアと共に現像ローラ161上に供給される。その後、現像ローラ161上に担持されたトナーはドクタブレード162を通過して均一層化された後に感光体ドラム14との対向部に達し、この対向位置において感光体ドラム14上に形成された静電潜像に付着する。なお、不図示のトナーホッパから供給されるトナーは現像装置16内のトナー消費に伴って適宜に補給され、現像装置16内のトナー消費状態(トナー濃度)は感光体ドラム14に対向する図示しない光センサからなるトナー濃度センサによって検出される。
現像装置16において現像された感光体ドラム14の表面は1次転写ローラ18との対向部に達し、この位置で中間転写ベルト52に対して感光体ドラム14上のトナー像が1次転写される。
この転写工程後、感光体ドラム14上には中間転写ベルト52に転写されない未転写トナーが僅かながら存在する。ここで1次転写ローラ18を通過した感光体ドラム14の表面は、除電ランプ51の光照射により感光体ドラム14上に残留している静電電位を除去して電位をリセットする。このように除電されてから、未転写トナーを有する感光体ドラム14の表面は、本発明の参考例に係るクリーニング装置19に達する。
図2に示すように、クリーニング装置19の二点鎖線で示す収容器191内には、感光体ドラム14に当接し、+(プラス)帯電されるクリーニングブラシ30と、帯電器321で+帯電される金属ブレード35とが配設されている。これらの静電的除去手段により感光体ドラム14の未転写トナーが回収される。
クリーニングブラシ30で除去できなかった残留トナーは感光体ドラム14の図中矢印で示す回転方向下流側のクリーニングブレード31に達する。このクリーニングブレード31は、ウレタンゴム(弾性部材)で形成され、断面矩形の短冊状プレート状を成し、ケーシング120側の収容器191に対してブレード支持部材としての支持ブラケット39を介して取り付けられている。クリーニングブレード31はクリーニングブラシ30で除去されずにすり抜けた比較的少量の残留トナーを確実に掻き取り・除去する。
クリーニングブレード31を含むクリーニング装置19で回収されたトナーは、廃トナーとしてトナー搬送スクリュ49(図3参照)を介して図示しない廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル(図示せず)に向けて搬送される。クリーニング装置19については、更に、具体的に後述する。
なお、クリーニングブレード31および支持ブラケット39は、本参考例では感光体ドラム14の長手方向(軸方向)に渡り共に延びて形成されている。クリーニングブレード31が支持ブラケット39に支持・固定されている部分は、後述するようにクリーニングブラシ30で弾き飛ばされた残留トナーが通過できないよう感光体ドラム14の長手方向に渡り密着していることが好ましい。
感光体ドラム14は、クリーニング装置19による残留トナーの除去後、潤滑剤塗布装置28によって潤滑剤としてのワックス(例えば、ステアリン酸亜鉛)が感光体ドラム14の表面に塗布されて、同外周表面が保護される。
潤滑剤塗布装置28は、例えばステアリン酸亜鉛で形成された固形状のワックス282と、ばね283と、回転ブラシ284とで構成される。固形状のワックス(例えば、ステアリン酸亜鉛)282は、潤滑剤ケーシング281内に進退自在設けられている。ばね283は、ワックス282を感光体ドラム14の表面に当接する方向に突出するように付勢(勢いが付されることを意味する)する圧縮ばねである。回転ブラシ284は、図示しないモータに連結されていて、ワックス282との当接端面より掻き取ったワックス粉を感光体ドラム14上に塗布すべく適時に回転される。
この回転ブラシ284の感光体ドラム14の回転方向下流側には、ワックス粉を感光体外周表面に均一に付着させるように均す塗布ブレード285が配備される。これによりワックスを適正膜厚に調整し、後述するようなクリーニング装置19側のクリーニングブレード31の巻き込みを防止している。
上述のように、4色分のプロセスカートリッジ11y、11c、11m、11kから各色のトナー像が中間転写ベルト52に転写され、中間転写ベルト52上に1次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト52の走行移動によって図1に示す2次転写部20に送られる。
2次転写部20に給送される記録紙Pは次のように動作する。すなわち、図1に示すように、先ず、プリンタ100の給紙部21、22のうちの1つが自動または手動(操作部での操作)で選択される。本参考例では、上段の給紙部21が選択されたものとする。給紙ローラ41が駆動されることにより、給紙部21に収容されている記録紙Pの1枚が搬送経路Kに向けて給送され、搬送経路Kを通過した記録紙Pはレジストローラ対42に到達し、一旦停止される。そして、レジストローラ対42が所定のタイミングで回転することにより、記録紙Pは中間転写ベルト52上のトナー画像と位置合わせされたタイミングで2次転写部20に向けて給送される。
2次転写部20においてトナー画像が転写された転写工程後の記録紙Pは、2次転写部20を通過した後に搬送経路を経て定着部24に送られる。定着部24では記録紙P上の未定着トナーが熱と圧力とによって記録紙P上に融解・定着され、定着工程後の記録紙Pは出力画像としてプリンタ100より排出される。
なお、2次転写部20を通過後の中間転写ベルト52はベルトクリーニング部45に達すると、このベルトクリーニング部45のガイドローラ46に対向する部位で、掻き取りブレード47により中間転写ベルト52上の残留トナーが除去される。ここでのガイドローラ46は、中間転写ベルト52に一定の張力を付与する働きを持つと共に、掻き取りブレード47の掻き取り作動を容易化している。なお、掻き取りブレード47は中間転写ベルト52に比べて短寿命であるから、適時に交換されている。以上の動作によって、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、プロセスカートリッジ11が備える感光体ドラム14の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置19について具体的に説明する。図1〜図3に示すように、各クリーニング装置19y,19m,19c,19k(以下、代表記載では19と記す)は、像担持体としての各感光体ドラム14y,14m,14c,14k(以下、代表記載では14と記す)の表面上に残留したトナーを除去し回収する。
クリーニング装置19は、図3に示すように、クリーニングブラシ30と、金属ローラ32と、金属ブレード35と、トナー搬送スクリュ49と、クリーニングブレード31と、を備える。クリーニングブラシ30は、感光体ドラム14の表面に接触し感光体ドラム14の表面から残留トナーを除去し保持するブラシ状回転体ないしは繊維状回転体として機能する。金属ローラ32は、クリーニングブラシ30に接触しクリーニングブラシ30に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体として機能する。金属ブレード35は、金属ローラ32と接触し同金属ローラ32に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材として機能する。トナー搬送スクリュ49は、回収したトナー(廃トナー)を廃トナーボトル(図示せず)に向けて排出する廃トナー搬送部材ないしはトナー搬送回転体として機能する。トナー搬送スクリュ49は、図示しない駆動手段としての駆動モータにより回転駆動される。クリーニングブレード31は、クリーニングブラシ30より感光体ドラム14の回転方向下流側に配置され、感光体ドラム14と接触しクリーニングブラシ30からすり抜けたトナーTを掻き取るクリーニングブレード部材として機能する。
図3に示すように、クリーニングブラシ30は、反時計回り方向(感光体ドラム14の回転方向と同じ方向)に回転することで感光体ドラム14の表面の残留トナーを静電的(上述したとおり+帯電している)に除去して、トナーを付着保持する。クリーニングブラシ30に当接する金属ローラ32は、反時計回り方向に回転してクリーニングブラシ30の外周部に保持されたトナーTを静電的に吸着し、外周面に付着させることで回収する。金属ブレード35は、金属ローラ32の表面にエッジ部jを弾性的に当接させ、トナーTを機械的に除去する構成を採用している。
クリーニングブラシ30および金属ローラ32は、収容器191における紙面に直交する紙面の手前側および奥側に配設された図示しない一対の側板壁に回転可能に支持されている。クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35は、それぞれ感光体ドラム14の軸方向(長手方向)に延びて形成されている。クリーニングブラシ30、金属ローラ32は、図示しないギヤ等の駆動伝達手段を介して駆動手段である駆動モータ(図示せず)に連結されていて、上記したとおり回転駆動される。
収容器191には、金属ブレード35を後述するように取り付け・固定する取り付け部192と、クリーニングブラシ30の外周部に対向したブラシ対向凹部193とが感光体ドラム14の軸方向(長手方向)に延びて形成されている。収容器191は、適宜の樹脂で一体的に形成されている。
上記したとおり、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35は、収容器191内に収容されている。そして、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35は、収容器191の上方の開放部で互いに対向するように設けられたクリーニングブレード31と支持ブラケット39と一対の側板壁194a、194b(図7参照)で囲まれている。
クリーニングブラシ30が反時計回り方向に回転するので、収容器191の取り付け部192側のブラシ対向凹部193とクリーニングブラシ30との隙間部195をトナーTが通過してから、トナーTが金属ローラ32や金属ブレード35と対向する。このため、掻き取られたトナーTが直下のトナー搬送スクリュ49側に容易に流下でき、トナーの除去経路が短縮され、トナー飛散を抑制できる。
なお、本参考例では上述したとおり−(マイナス)帯電トナーを用いた構成であるため、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、+(プラス)帯電させるよう構成されている。従って、+帯電トナーを用いる構成にあっては、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、−帯電させるよう構成することは無論である。
ここで、クリーニング装置19に用いられるクリーニングブラシ30および金属ローラ32の特性値を説明する。図3において、30aはクリーニングブラシ30の多数のブラシ状繊維を構成する1本単位の毛足を示している。
(クリーニングブラシ30)
・毛足繊維の材質:導電性ポリエステル
・直径:18mm
・毛足長さ:5mm
・感光体ドラム14に対する食い込み量:1mm
・線速:224〜246mm/sec(感光体ドラム14とカウンタ当接)
・毛足(原糸)の体積抵抗率(電気抵抗率):10Ω・cm
・ブラシ植毛密度:2万本/inch
・軸30bの材質:快削鋼(SUM)
クリーニングブラシ30は、導電性ポリエステル製のブラシ状繊維が快削鋼(SUM)の軸30bの周りに植毛されて形成されている。
(金属ローラ32:回収ローラ)
・材質:ステンレススチール(SUS)
・直径:11mm
・線速:122〜133mm/sec
・電圧:1200Vが印加されているが、制御により可変である(600V〜1200V)
上記電圧は、帯電器321(図1参照)および金属ブレード35を介して印加されている。金属ローラ32を介してクリーニングブラシ30と対向する位置には、金属ブレード35が配設されている。
なお、クリーニングブラシ30、金属ローラ32の各線速は、プロセス線速により異なる。
(金属ブレード35)
・材質:りん青銅製の薄板材
・厚さ:t=0.15mmの薄板が屈曲加工して使用されているが、場合により、厚さが0、1〜0、6mm程度のものであってもよい。金属ブレード35は、金属ローラ32の長手方向に沿って対向配備され、クリーニング装置19の収容器191側の取り付け部192に固定部材142を介してねじ43を用いて複数箇所で締結固定される。
ここで、金属ブレード35は、図3に示すように、断面L字状をなすように曲げ形成され、その断面と直交する方向(紙面垂直方向)に同一断面をなしたまま直線状に延びて形成されている。ここで、断面L字状部における屈曲部eに対し、一方側がエッジ部側半部351に、他方側が固定部側半部352として形成される。エッジ部側半部351は、そのエッジ部jが金属ローラ32の外周表面に均一な当接状態をなすように取り付けられる。
図4および図5を参照して、本参考例の特徴部に係るクリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触部分におけるクリーニングブラシ30の挙動と、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31等の配置構成とを説明する。図4は、クリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触部分付近を拡大し、クリーニングブラシ30の挙動を説明する図である。図5は、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31等の配置構成、シール部材600の配置を示す幾分模式的な拡大断面図である。
図4に示すように、クリーニングブラシ30は金属ローラ32と接触すると、クリーニングブラシ30を構成する毛足30aの先端部分(以下、「毛先」という)がクリーニングブラシ30の回転方向の上流側に向けて倒れながら金属ローラ32と接触する。その後、クリーニングブラシ30の毛先はブラシ状繊維の倒れが回復(図において一番左側に示されている毛足30aのように回転方向下流側に向けて弾性変形)する。この回復することによるフリッキングにより、毛先に付着したトナーTが破線矢印で示す接線bの方向に飛散する。すなわち、後述する図5におけるクリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触部500におけるクリーニングブラシ30の軸30bを中心とした外周円130の接線bの方向に、クリーニングブラシ30にてクリーニングした残留トナーTを機械的に弾き飛ばす動きが発生する。
そこで、図5に示すように、接線bが、クリーニングブレード31の感光体ドラム14との接触部位31bと反対側の非接触面31aと交わる交点31cを有するように、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31を配置した。また、接線bが、クリーニングブレード31と感光体ドラム14との接触位置(接触部位31b)よりもクリーニングブレード31寄り(クリーニングブレード31の支持ブラケット39寄り)に交点31cを有していることで、弾き飛ばされた残留トナーTはクリーニングブレード31の非接触面31aの領域に飛散することとなる。
図5において、クリーニングブレード31の感光体ドラム14表面との接触部位31bは一点鎖線の楕円で囲んで示している。
クリーニングブレード31は、感光体ドラム14と接触・当接していることにより、接触部位31bよりも感光体ドラム14の回転方向下流側に、クリーニングブラシ30にて弾き飛ばされたトナーが再付着することはない。また、交点31cは、接触部位31bより離れているため、クリーニングブレード31への多大なトナー入力も抑制され、クリーニングブレード31の磨耗に悪影響を与えることもない。
また、この領域に弾き飛ばされたほとんどのトナーは自重等により金属ローラ32、またはクリーニングブラシ30に再び戻り、通常のクリーニング動作を繰り返すうちに上記図示しない廃トナー搬送経路へと回収されていく。残ったトナーもクリーニングブレート31の非接触面31aの領域に付着するのみで、画像形成動作、クリーニングブレード31の磨耗等に悪影響を与えず留まった状態を保持される。
上述したとおり、本参考例では、金属ローラ32の軸32aの中心は、クリーニングブラシ30の回転中心30cよりも上方に配置されるとともに、クリーニングブレード31は、クリーニングブラシ30の回転中心30cの鉛直上方に配置されている構成である。
本参考例は上述した単純な構成、すなわち接線bが、クリーニングブレード31の非接触面31aと交わる交点31cを有するように、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31を配置した簡単な構成を有する。これにより上述した作用動作のとおり、本参考例によれば、同じ方向に回転するクリーニングブラシ30と金属ローラ32であっても、クリーニングブラシ30から弾き飛ばされた残留トナーが感光体ドラム14へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。また、クリーニング装置19の長寿命化を実現することが可能となる。
この効果は、上記した仕様、特性値をそれぞれ持つ、クリーニングブレード31、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35等を有するクリーニング装置19を備えた図1の画像形成装置を用いた試験で確認済みである。
なお、クリーニングブレード31が感光体ドラム14と接触する方向の長さが比較的短く設定されている場合には、クリーニングブレード31の非接触面31aに代えた支持ブラケット39の面であっても、本参考例の上記効果を奏することは無論である。
図6を参照して、クリーニングブレード31、クリーニングブラシ30、金属ローラ32の配置構成についてさらに詳しく、接線bとクリーニングブレード31との交点31cの位置関係で説明する。図6(a)は、交点31cを通る一点鎖線で示す鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cよりも金属ローラ32寄りに位置する配置構成例を示す図である。図6(b)は、交点31cを通る鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cを通るように位置する配置構成例を示す図である。図6(c)は、交点31cを通る鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cよりも感光体ドラム14寄りに位置する配置構成例を示す図である。
なお、図6(a)、図6(b)、図6(c)の中で、好ましい配置構成例は、図6(a)、図6(b)で示される範囲に属する配置構成である。
まず、クリーニングブラシ30によって弾き飛ばされクリーニングブレード31に接触した残留トナー(以下、単に「トナー」ともいう)の一部は、自重等の影響で落下もしくは浮遊する。ここで、図6(a)、図6(b)の場合、クリーニングブラシ30における交点31cの直下の位置から感光体ドラム14の外周面の一部太線で示す劣弧14a部分まで距離がある。劣弧14a部分は、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部中心30dから接触部位31bまでの感光体ドラム14の外周面の一部を示す。上記関係から、図6(a)、図6(b)では浮遊・落下したトナーが再付着するクリーニングブラシ30の表面積が広くなる。ここで、クリーニングブラシ30の表面積とは、図6中の接触部中心30dから鉛直線VLと交わるまでのハッチングを施して示すクリーニングブラシ30の外周面の劣弧30eに形成される表面積を指す。したがって、落下したトナーは、クリーニングブラシ30の劣弧30e部分に再付着して回収されやすいので、感光体ドラム14の劣弧14a部分にトナーが付着しにくい。
一方、図6(c)の場合、図6(a)、図6(b)同様に落下したトナーはクリーニングブラシ30の劣弧30e部分に再付着するが、感光体ドラム14の劣弧14a部分が近いため、トナーがクリーニングブラシ30表面からすべり落ちる可能性がある。このため、感光体ドラム14の劣弧14a部分にトナーが再付着し、その回転方向下流のクリーニングブレード31にトナーの負荷がかかる虞がある。さらに落下したトナーが浮遊したときも同様に感光体ドラム14の劣弧14a部分にトナーが付着する虞がある。
上述したとおり、本参考例では、交点31cは、鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cよりも金属ローラ32寄りにある位置からクリーニングブラシ30の回転中心30cを通る位置までの範囲に存在するように設定されている。
次に、図5および図7を参照して、シール部材600について説明する。図7は、図5のクリーニング装置19におけるV5−V5から上方を見た一部断面底面図である。
シール部材600は、マイラー等を含むPETフィルム・シートなどの可撓性部材で構成されている。シール部材600は、図5および図7に示すように、一端部がL字形状の金属ブレード35の固定部側半部352の固定部材142上面に貼り付けられ、他端部(自由端部)はクリーニングブレード31のブレード支持部材である支持ブラケット39に当接されている。シール部材600の他端部側の先端部分は、支持ブラケット39の面に沿って弾性的に下方に曲げられた状態で当接し、この当接状態が感光体ドラム14およびクリーニングブレード31の長手方向に渡り形成されている。また、クリーニングブレード31の長手方向の長さは、シール部材600の長手方向の長さよりも長く設定されている。なお、図7において、クリーニングブラシ30の仮想的な配置位置を二点鎖線で示したように、クリーニングブラシ30の長手方向長さは、シール部材600の長手方向の長さよりも長く設定されている。さらに、クリーニングブレード31の長手方向長さはクリーニングブラシ30の長手方向長さと同じか長く設定されている。
シール部材600の長手方向両端には、シール部材600と異なる材質(発泡PUR:発泡ポリウレタンゴム)で形成されたサイドシール700がそれぞれ貼り付けられており、長手方向の両端部からのトナー飛散を防止している。各サイドシール700の一端部は、収容器191の長手方向の両端部に一体的に形成された一対の側板壁194a、194bに貼り付けられ、他端部はシール部材600の長手方向両端と重なり合うように設けられている。
上記のとおり、収容器191内のクリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35の上方の開放部は、クリーニングブレード31、支持ブラケット39、シール部材600およびサイドシール700により覆われている。したがって、クリーニングブラシ30により弾き飛ばされ浮遊するトナーは、シール部材600およびサイドシール700により上方への漏れが防止されている。
なお、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、クリーニングブレード31、支持ブラケット39およびシール部材600により覆われていることは、本参考例では以下のことを意味する。すなわち、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、クリーニングブレード31、支持ブラケット39およびシール部材600により実質的に密閉ないしは密封されていることを意味する。プリンタ100の図示しない電源スイッチオン状態ではクリーニング装置19が稼働しているため、図2の帯電器321によって金属ブレード35が+帯電している。クリーニング装置19が稼働していない際には、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部分(特に同接触部分における感光体ドラム14の回転方向の上流側)は空気あるいはトナーが通過可能な開放状態にあると推察される。しかしながら、図3に示したように、クリーニング装置19稼働中は感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との上記接触部分上流側を含めて実質的に密閉ないしは密封状態にあるとみなせる。つまり、クリーニング装置19が稼働中は感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部分は+帯電した多数の毛足30aによって−帯電したトナーを静電的に補修可能な状態にあり、かつ、空気のみを通過させる状態にあるからである。また、図5に示すように、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部分における感光体ドラム14の回転方向の上流側には、シール800が感光体ドラム14の外周表面と接触するように配設されているからでもある。シール800は、シール部材600と同様の可撓性部材で形成されていて、クリーニングブレード31の長手方向長さとほぼ同じに設定・形成されている。
以上説明した参考例は本発明の参考例の一例であり、本発明の参考例は次の参考態様ごとに特有の効果を奏する。
[参考態様1]
感光体ドラム14などの像担持体に接触し該像担持体上の未転写トナーを含む残留トナーなどのトナーを除去し保持するクリーニングブラシ30などのブラシ状回転体と、ブラシ状回転体に接触しブラシ状回転体に保持されたトナーを回収する金属ローラ32などのトナー回収回転体と、トナー回収回転体と接触しトナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす金属ブレード35などの回収ブレード部材と、ブラシ状回転体より像担持体の回転方向下流側に配置され、像担持体と接触しブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材と、を有するクリーニング装置19などのクリーニング装置において、像担持体、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、ブラシ状回転体とトナー回収回転体との接触部500などの接触部を通過するブラシ状回転体の軸30bなどの軸を中心とした外周円130などの外周円の接触部での接線bなどの接線が、クリーニングブレード部材における像担持体と接触する接触部位31bなどの部位と反対側の非接触面31aなどの非接触面と交わる交点31cなどの交点を有するように、クリーニングブレード部材、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体が配置される。
この参考態様1によれば、上記参考例で説明したように、同じ方向に回転するブラシ状回転体とトナー回収回転体であっても、ブラシ状回転体から弾き飛ばされたトナーが像担持体へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。これにより、クリーニング装置の長寿命化を実現することができる。
[参考態様2]
[参考態様1]において、交点31cなどの交点は、クリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材と感光体ドラム14などの像担持体との接触部位31bなどの接触位置よりもクリーニングブレード部材寄りの位置にある。
この参考態様2によれば、上記参考例で説明したように、クリーニングブレード部材への多大なトナー入力も抑制され、クリーニングブレード部材の磨耗に悪影響を与えることもない、という効果を奏する。
[参考態様3]
[参考態様1]または[参考態様2]の参考態様において、交点31cなどの交点は、該交点を通る鉛直線VLがクリーニングブラシ30などのブラシ状回転体の回転中心30cなどの中心よりも金属ローラ32などのトナー回収回転体寄りにある位置からブラシ状回転体の中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されている。
この参考態様3によれば、上記参考例で説明したように、上記参考態様1の効果を確実に奏する。
[参考態様4]
[参考態様1]ないし[参考態様3]の何れか一つの参考態様において、金属ローラ32などのトナー回収回転体の軸32aなどの軸の中心は、クリーニングブラシ30などのブラシ状回転体の回転中心30cなどの中心よりも上方に配置されるとともに、クリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材は、ブラシ状回転体の中心の鉛直上方に配置されている。
この参考態様4によれば、上記参考例で説明したように、上記参考態様1の効果を確実に奏する。
[参考態様5]
[参考態様1]ないし[参考態様4]の何れか一つの参考態様において、金属ブレード35などの回収ブレード部材の固定部材142などの固定部がトナー回収回転体の上方に設けられ、一端部が固定部に固定され、他端部がクリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材を支持している支持ブラケット39などの支持部材に接触するシール部材600などのシール部材を有する。
この参考態様5によれば、上記参考例で説明したように、ブラシ状回転体により弾き飛ばされ浮遊するトナーは、シール部材により開放部が遮蔽されるので、装置外へ漏れない、という効果を奏する。
[参考態様6]
[参考態様1]ないし[参考態様5]の何れか一つの参考態様において、クリーニングブラシ30などのブラシ状回転体および金属ローラ32などのトナー回収回転体は、導電性部材で形成されており、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体は、同極性に帯電される。
この参考態様6によれば、上記参考例で説明したように、感光体ドラム14などの未転写トナーを含む残留トナーを静電的に確実に回収することができる。
[参考態様7]
[参考態様5]の参考態様において、シール部材600などのシール部材が、感光体ドラム14などの像担持体の長手方向に渡って設けられており、クリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材の長手方向の長さは、シール部材の長手方向の長さよりも長く設定され、クリーニングブラシ30などのブラシ状回転体、金属ローラ32などのトナー回収回転体および金属ブレード35などの回収ブレード部材は、クリーニングブレード部材、支持ブラケット39などの支持部材およびシール部材により覆われている。
この参考態様7によれば、上記参考例で説明したように、上記参考態様5による効果を確実に奏する。
[参考態様8]
プリンタ100などの画像形成装置の装置本体110などの装置本体に対して着脱可能であり、感光体ドラム14などの像担持体と、帯電装置15などの帯電手段、現像装置16などの現像手段およびクリーニング装置19などのクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジ11などのプロセスカートリッジにおいて、クリーニング手段が、少なくとも[参考態様1]ないし[参考態様7]の何れか一つの参考態様に記載のクリーニング装置である。
この参考態様8によれば、上記参考例で説明したように、[参考態様1]ないし[参考態様7]の何れか一つの参考態様に記載のクリーニング装置による効果を奏するプロセスカートリッジを提供することができるとともに、クリーニング装置の交換が容易になる。
[参考態様9]
記録紙Pなどの記録媒体に画像を形成する画像形成部と、[参考態様1]ないし[参考態様7]の何れか一つの参考態様に記載のクリーニング装置または[参考態様8]記載のプロセスカートリッジと、を備えるプリンタ100などの画像形成装置である。
この参考態様9によれば、上記参考例で説明したように、[参考態様1]ないし[参考態様7]の何れか一つの参考態様に記載のクリーニング装置による効果または参考態様8記載のプロセスカートリッジによる効果を奏する画像形成装置を実現し提供することができる。
(第1の実施形態)
図6、図8〜図10を参照して、本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置19Aを説明する。図8は、本発明の第1の実施形態を示すクリーニング装置19Aの要部の模式的な断面図である。図9は、第1の実施形態を示すクリーニング装置19Aの構成、動作を説明する要部の模式的な拡大断面図である。図10(a)、図10(b)、図10(c)は仕切り部と搬送スクリュとの間に滞留する滞留トナーを回収する搬送スクリュの動作推移状態を説明する要部の模式的な拡大断面図である。なお、図8および図9において、図の簡明化のため仕切り部1のみにハッチを施し、クリーニングブラシ30、クリーニングブレード31、金属ローラ32、金属ブレード35、支持ブラケット39、収容器191の壁部等の断面ハッチは全て省略している。
クリーニング装置19Aは、図2〜図5、図6、図7のクリーニング装置19と比較して、図8〜図10に示すように、第1に、クリーニングブラシ30とトナー搬送スクリュ49との間に仕切り部1を設けた点が相違する。第2に、図8および図9に示すように、仕切り部1は、金属ローラ32の回転中心32bよりもクリーニングブラシ30側に偏倚して配置(片寄って配置)されている点が相違する。第3に、トナー搬送スクリュ49が、図10に示すように仕切り部1のトナー搬送スクリュ49との間に滞留する滞留トナーTsを回収する回転方向に回転駆動される点が相違する。第4に、トナー搬送スクリュ49および金属ローラ32の長手方向と直交する幅方向Yから見て、金属ローラ32とトナー搬送スクリュ49とは、上下方向Zにオーバーラップしている点が相違する。第5に、第1の実施形態は、上述した参考例に係るクリーニング装置19において説明した、図6(a)および図6(b)に示されている好ましい配置構成例を、図8〜図10に示すクリーニング装置19Aに適用したものに相当する。これら第1〜第5の相違点以外のクリーニング装置19Aの構成は、上記したクリーニング装置19と同様である。
図8および図9において、VLaは、金属ローラ32の回転中心32bから下した鉛直線を示す。本実施形態では、図8に示すように、クリーニングブラシ30の回転中心30cとトナー搬送スクリュ49の回転中心49aとは、金属ローラ32の回転中心32aよりも下方に配置されている点が明定されている。上記参考例では、この点を明定しなかったが、図3および図5に示したように本実施形態と同様である。
仕切り部1は、トナー搬送スクリュ49の回転中心49aの位置よりも上下方向Zの上方(鉛直上方向)に高くなるよう配置され、かつ、金属ローラ32の最下部と干渉しない高さに設定されている。仕切り部1は、収容器191と同じ適宜の樹脂で形成され、図8の紙面に直交する長手方向に延びて収容器191の各側板壁194a、194bに一体的に接続している。仕切り部1における長手方向と直交する幅方向Yの厚さbは、下方にいくにつれて漸次広幅となる概略山形状に形成されている。更に、仕切り部1の上方先端部(概略山形状の頂部)がR形状になっていても構わない。
なお、仕切り部1は、上記したように比較的厚い断面形状であるため樹脂で一体的に形成したが、これに限らず、型構造上の抜きの難易度から分割したものを熱溶着や適宜の接着剤等により接続・固着して用いてもよい。また、後述する変形例のように、薄いことに起因する樹脂破損等を防止するために、薄い金属製の板材である板金等で形成してもよい。
図9に示すように、トナー搬送スクリュ49に回収された廃棄すべき回収トナーTaの一部がトナー搬送スクリュ49による反時計回りの回転による遠心力によって、トナー搬送スクリュ49の外周部から離れ飛散しても、回転している金属ローラ32で回収することができる。同時に、金属ローラ32で回収・保持された回収トナーTbの一部がたとえ金属ローラ32の外周部から離れ飛散しても、下方にオーバーラップするように配置されたトナー搬送スクリュ49によって回収し搬送することができる。
次に、図10を参照して、仕切り部1とトナー搬送スクリュ49との間に滞留する滞留トナーTsを回収するトナー搬送スクリュ49の動作推移状態を説明する。図10(a)に示すように、仕切り部1におけるトナー搬送スクリュ49側の外壁面1bとトナー搬送スクリュ49との間には、金属ローラ32から掻き落とされたトナーT1が堆積している。
この外壁面1b近傍はトナー搬送スクリュ49による動きのない領域であり、外壁面1bに堆積するトナーT1〜T3等の滞留トナーTsがクリーニングブラシ30側に移行してクリーニングブラシ30に再付着しないようにする必要がある。これらトナーT1〜T3等の滞留トナーTsは、外壁面1bに固まった状態で固着しているものではなく、単に積もっている状態にある。
時間の経過に伴い、図10(a)の状態から図10(b)に示すように、外壁面1bとトナー搬送スクリュ49との間にはトナーT1、T2、T3が仕切り部1の外壁面1b上方に向かって漸次堆積するようになる。更なる時間の経過に伴い、図10(c)に示すように、トナーT1、T2、T3が自重に耐え切れなくなり、終には上から下へ向かう矢印で示すように崩れるように外壁面1bを落下する。この際、トナー搬送スクリュ49は滞留トナーTsを回収する回転方向である反時計回りに回転駆動されることにより、トナーT1〜T3等の滞留トナーTsを問題なく回収し搬送することができる。
ここで仮に、図10(c)に二点鎖線で示すように、トナー搬送スクリュ49が時計回りに回転駆動された場合には、トナーT1〜T3等の滞留トナーTsを外壁面1bの頂部に向かってせり上げて、終には仕切り部1の頂部を乗り越えてクリーニングブラシ30側に移行させ、クリーニングブラシ30に再付着させる可能性があるので好ましくない。
上述したとおり、トナー搬送スクリュ49は、幅方向Yにおいて仕切り部1とトナー搬送スクリュ49との間に滞留する滞留トナーTsを、幅方向Yから見て上方から下方に向けて回転することにより滞留トナーTsを回収するように構成することが肝要である。
上述したとおり、本実施形態によれば、第1の相違点の構成により、単純な構成によりクリーニングブラシ30、金属ローラ32およびトナー搬送スクリュ49を近接して配置することが可能となり、クリーニング装置19Aのコンパクト(小型)化および低コストが実現できる。また、仕切り部1を上述したように設けることで、トナー搬送スクリュ49で搬送されるトナーがクリーニングブラシ30へ再付着することなく、クリーニングブラシ30は常に金属ローラ32にて確実にリフレッシュされる。さらにクリーニングブラシ30から金属ローラ32へ搬送されるトナーが落下する場合があってもクリーニングブラシ30へ再付着することなく、トナー搬送スクリュ49側へ移動することにより、クリーニングブラシ30は常に金属ローラ32にて確実にリフレッシュされる。これにより、クリーニングブラシ30のクリーニング性能が長期に渡り維持されるとともに、トナー飛散を防止することが可能となり、クリーニング装置19Aの長寿命化を実現することが可能となる。
(変形例1)
図11を参照して、第1の実施形態の変形例1に係るクリーニング装置19Bを説明する。図11は、変形例1を示すクリーニング装置19Bの要部の模式的な断面図であり、金属ローラ32等の図示を省略している。なお、図11を始めとして後述する図12および図13において、図の簡明化のため仕切り部1のみにハッチを施し、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、収容器191の壁部等の断面ハッチは全て省略している。
クリーニング装置19Bは、図8のクリーニング装置19Aと比較して、仕切り部1に代えた仕切り部1Bを備えている点が主に相違する。この相違点以外の変形例1の構成は、第1の実施形態と同様である。
仕切り部1Bは、仕切り部1と比較して、幅方向Yに関して、トナー搬送スクリュ49側の仕切り部1Bの外壁面1Bbは、トナー搬送スクリュ49の回転中心49aと同心であって、トナー搬送スクリュ49の外周円149と一定の隙間をもってほぼRb形状で形成されている点のみ相違する。なお、第1の実施形態では特に説明しなかったが、クリーニングブラシ30側の仕切り部1の外壁面は、クリーニングブラシ30の回転中心30cと同心であって、クリーニングブラシ30の外周円130と一定の隙間をもってほぼR形状で形成されていた。これと同様に、変形例1でもクリーニングブラシ30側の仕切り部1Bの外壁面1Baは、クリーニングブラシ30の回転中心30cと同心であって、クリーニングブラシ30の外周円130と一定の隙間をもってほぼRa形状で形成されている。
ここで、ほぼRa形状とは、クリーニングブラシ30の回転中心30cと同心で、クリーニングブラシ30の外周円130と一定の隙間をもって、公差を加味して設定されたRa形状を意味する(以下同じ)。また、ほぼRb形状とは、トナー搬送スクリュ49の回転中心49aと同心で、トナー搬送スクリュ49の外周円149と一定の隙間をもって、公差を加味して設定されたRb形状を意味する。
仕切り部1Bは、仕切り部1と同様に、適宜の樹脂で収容器191と一体的に形成され、図11の紙面に直交する長手方向に延びて収容器の各側板壁(共に図示せず、図8参照)に一体的に接続している。
変形例1によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
(変形例2)
図12を参照して、変形例1の別の変形例2に係るクリーニング装置19Cを説明する。図12は、変形例2を示すクリーニング装置19Cの要部の模式的な断面図であり、金属ローラ32等の図示を省略している。
クリーニング装置19Cは、図11のクリーニング装置19Bと比較して、仕切り部1Bに代えた仕切り部1Cを備えている点が主に相違する。この相違点以外の変形例2の構成は、変形例1と同様である。
仕切り部1Cは、仕切り部1Bと比較して、幅方向Yに関して、トナー搬送スクリュ49側の仕切り部1Cの外壁面1Cbは、クリーニングブラシ30の回転中心30cと同心であって、仕切り部1Bの厚さが加味されたほぼRcで形成されている点、これに伴い外壁面1Cbの下方近傍に滞留トナーを貯容可能なトナー貯容領域150が形成される点が主に相違する。このトナー貯容領域150に貯用されるトナーは、クリーニングブラシ30へ再付着するような悪影響を与えないトナーである。
仕切り部1Cは、仕切り部1と同様に、適宜の樹脂で収容器191と一体的に形成され、図12の紙面に直交する長手方向に延びて収容器191の各側板壁(図示せず、図8参照)に一体的に接続している。上記した断面形状の仕切り部1Cは、型構造的に抜けないことが予想されるので、分割したものを熱溶着や適宜の接着剤等により接続・固着して用いてもよい。
変形例2によれば、トナー貯容領域150を備えることでトナー搬送に余裕が生じるので、更なるクリーニングブラシ30のクリーニング性能が長期に渡り維持でき、トナー飛散を防止することが可能となり、クリーニング装置19Cの長寿命化を実現することが可能となる。
(変形例3)
図13を参照して、変形例2の別の変形例3に係るクリーニング装置19Dを説明する。図13は、変形例3を示すクリーニング装置19Dの要部の模式的な断面図であり、金属ローラ32等の図示を省略している。
クリーニング装置19Dは、図12のクリーニング装置19Cと比較して、仕切り部1Cに代えた仕切り部1Dを備えている点が主に相違する。この相違点以外の変形例3の構成は、変形例2と同様である。
仕切り部1Dは、仕切り部1Cと比較して、適宜の樹脂で形成されている収容器191と別体で形成されている点が主に相違する。仕切り部1Dは、薄い金属製の板材である板金として、例えば0.1〜0.5mm程度のステンレススチールの薄板で形成されている。仕切り部1Dは、図13の紙面に直交する長手方向に延びて収容器191の各側板壁(図示せず、図8参照)に一体的に接続している。仕切り部1Dは、適宜の接着剤等により収容器191に固着されている。
仕切り部1Dは、幅方向Yに関して、トナー搬送スクリュ49側の仕切り部1Dの外壁面1Dbは、クリーニングブラシ30の回転中心30cと同心であって、仕切り部1Dの厚さが加味されたほぼRd形状で形成されている。これに伴い外壁面1Dbの下方近傍に変形例2よりも容量が大きいトナー貯容領域150が形成される。
変形例3によれば、変形例2よりも大容量のトナー貯容領域150を備えることでトナー搬送に余裕が生じるので、更なるクリーニングブラシ30のクリーニング性能が長期に渡り維持でき、トナー飛散を防止することが可能となり、クリーニング装置19Dの長寿命化を実現することが可能となる。
図14を参照して、仕切り部の各種先端形状について説明する。仕切り部の先端部としては、トナーが堆積しにくい形状が好ましい。例えば、図14(a)に示すように片側に傾斜面をもつ先端形状1aや、図14(b)に示すように両側に傾斜面をもつ先端形状1bのものであってもよい。また、図14(c)に示すように、変形例3と同様に金属製の薄板1cで形成する例が挙げられる。
以上説明した実施形態等は本発明の一例であり、本発明は次の態様ごとに特有の効果を奏する。
[態様1]
[態様1]は、感光体ドラム14などの像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するクリーニングブラシ30などのブラシ状回転体と、ブラシ状回転体に接触しブラシ状回転体に保持されたトナーを回収する金属ローラ32などのトナー回収回転体と、トナー回収回転体と接触しトナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす金属ブレード35などの回収ブレード部材と、回収ブレード部材にて掻き落とされたトナーを回収し搬送するトナー搬送スクリュ49などのトナー搬送回転体と、ブラシ状回転体より像担持体の回転方向下流側に配置され、像担持体と接触しブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材と、を有するクリーニング装置19Aなどのクリーニング装置において、ブラシ状回転体の回転中心30cなどの回転中心とトナー搬送回転体の回転中心49aなどの回転中心とは、トナー回収回転体の回転中心32aなどの回転中心よりも下方に配置され、ブラシ状回転体とトナー搬送回転体との間には、トナー搬送回転体の回転中心の位置よりも高くなるよう配置された仕切り部1などの仕切り部が設けられており、像担持体、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、ブラシ状回転体とトナー回収回転体との接触部500などの接触部を通過するブラシ状回転体の軸30bなどの軸を中心とした外周円130などの外周円の接触部での接線bなどの接線が、クリーニングブレード部材における像担持体と接触する接触部位31bなどの部位と反対側の非接触面31aなどの非接触面と交わる交点31cなどの交点を有するように、クリーニングブレード部材、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体が配置され、交点は、該交点を通る鉛直線VLがブラシ状回転体の回転中心30cなどの中心よりもトナー回収回転体寄りにある位置からブラシ状回転体の中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されている。
この態様1によれば、上記参考例および実施形態で説明したように、ブラシ状回転体、トナー回収回転体およびトナー搬送回転体を近接して配置することが可能となり、クリーニング装置のコンパクト(小型)化および低コストが実現できる。また、仕切り部を上述したように設けることで、トナー搬送回転体で搬送されるトナーがブラシ状回転体へ再付着することなく、ブラシ状回転体は常にトナー回収回転体にて確実にリフレッシュされる。これにより、ブラシ状回転体のクリーニング性能が長期に渡り維持されるとともに、トナー飛散を防止することが可能となり、クリーニング装置の長寿命化を実現することが可能となる。すなわち、単純な構成によってクリーニング後のトナー飛散、ブラシ状回転体へのトナー付着を防止し、コンパクトで低コストであるとともに長寿命なクリーニング装置を実現し提供することができる。
[態様]
[態様2]は、プリンタ100などの画像形成装置の装置本体110などの装置本体に対して着脱可能であり、感光体ドラム14などの像担持体と、帯電装置15などの帯電手段、現像装置16などの現像手段およびクリーニング装置19Aなどのクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジ11などのプロセスカートリッジにおいて、クリーニング手段として、[態様1]のクリーニング装置を用いた。
この態様によれば、上記参考例および上記実施形態で説明したように、態様1のクリーニング装置による効果を奏するプロセスカートリッジを提供することができるとともに、クリーニング装置の交換が容易になる。
[態様
[態様3]は、記録紙Pなどの記録媒体に画像を形成する画像形成部と、[態様1]のクリーニング装置または[態様2]のプロセスカートリッジと、を備えるプリンタ100などの画像形成装置である。
この態様によれば、上記参考例および上記実施形態で説明したように、態様1のクリーニング装置による効果または態様2のプロセスカートリッジによる効果を奏する画像形成装置を実現し提供することができる。
以上説明したとおり、本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術内容は、上述した実施形態や変形例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や実施例あるいは変形例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
中間転写ベルト52に1次転写する実施形態や変形例に限らず、直接搬送されてくるシートに転写する形態の画像形成装置であってもよい。
また、感光体ドラム14のクリーニング装置19として設ける以外に、本発明のクリーニング装置を中間転写ベルト52に設けてもよい。
中間転写体としては、上記実施形態で用いた無端ベルト状の中間転写ベルトに限らず、ドラム形状の中間転写ドラムなどを用いることができる。
像担持体としては、上記実施形態で用いたドラム形状の感光体ドラムに限らず、無端ベルト状の感光体ベルトなども用いることができる。
記録媒体としては、上記実施形態で用いた記録紙に限らず、コピー用紙、PPC用紙や普通紙などを用いてもよく、またPET樹脂で形成されたOHPフィルム用紙なども用いてもよい。
1、1B、1C、1D 仕切り部
11 プロセスカートリッジ
14 感光体ドラム(像担持体の一例)
15 帯電装置(帯電手段の一例)
16 現像装置(現像手段の一例)
19A クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
24 定着部(定着装置)
28 潤滑剤塗布装置
30 クリーニングブラシ(ブラシ状回転体の一例)
30a 毛足
30b 軸(ブラシ状回転体の軸の一例)
30c 回転中心(ブラシ状回転体の中心の一例)
30d 接触部中心
31 クリーニングブレード(クリーニングブレード部材の一例)
31a 非接触面
31b 接触部位(クリーニングブレード部材における像担持体と接触する部位の一例)
31c 交点
32 金属ローラ(トナー回収回転体の一例)
32a 金属ローラの軸
35 金属ブレード(回収ブレード部材の一例)
39 支持ブラケット(支持部材の一例)
49 搬送スクリュ(トナー搬送回転体の一例)
52 中間転写ベルト(中間転写体)
120 ケーシング(プロセスカートリッジ本体の一例)
130 外周円
191 収容器
500 接触部
600 シール部材
700 サイドシール
接線
VL 鉛直線
P 記録紙(記録媒体の一例)
T 残留トナー
Y 幅方向
Z 上下(鉛直)方向
特開2007−133034号公報 特開2012−215701号公報

Claims (3)

  1. 像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するブラシ状回転体と、
    前記ブラシ状回転体に接触しブラシ状回転体に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体と、
    前記トナー回収回転体と接触しトナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材と、
    前記回収ブレード部材にて掻き落とされたトナーを回収し搬送するトナー搬送回転体と、
    前記ブラシ状回転体より前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記像担持体と接触し前記ブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード部材と、
    を有するクリーニング装置において、
    前記ブラシ状回転体の回転中心と前記トナー搬送回転体の回転中心とは、前記トナー回収回転体の回転中心よりも下方に配置され、
    前記ブラシ状回転体と前記トナー搬送回転体との間には、前記トナー搬送回転体の前記回転中心の位置よりも高くなるよう配置された仕切り部が設けられており、
    前記像担持体、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、
    前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触部を通過する前記ブラシ状回転体の軸を中心とした外周円の前記接触部での接線が、前記クリーニングブレード部材における前記像担持体と接触する部位と反対側の非接触面と交わる交点を有するように、前記クリーニングブレード部材、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体が配置され、
    前記交点は、該交点を通る鉛直線が前記ブラシ状回転体の前記中心よりも前記トナー回収回転体寄りにある位置から前記ブラシ状回転体の前記中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されていることを特徴とするクリーニング装置。
  2. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、像担持体と、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、
    前記クリーニング手段として、請求項1記載のクリーニング装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ
  3. 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
    請求項1記載のクリーニング装置または請求項2記載のプロセスカートリッジと、を備えることを特徴とする画像形成装置
JP2013035167A 2013-02-25 2013-02-25 クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 Expired - Fee Related JP6083256B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013035167A JP6083256B2 (ja) 2013-02-25 2013-02-25 クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013035167A JP6083256B2 (ja) 2013-02-25 2013-02-25 クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014164132A JP2014164132A (ja) 2014-09-08
JP6083256B2 true JP6083256B2 (ja) 2017-02-22

Family

ID=51614777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013035167A Expired - Fee Related JP6083256B2 (ja) 2013-02-25 2013-02-25 クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6083256B2 (ja)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03141384A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Minolta Camera Co Ltd 画像形成装置のクリーナユニット
JPH0455061U (ja) * 1990-09-19 1992-05-12
JPH05107988A (ja) * 1991-10-14 1993-04-30 Ricoh Co Ltd クリーニング装置
US5479249A (en) * 1994-03-28 1995-12-26 Xerox Corporation Brush cleaner with roll detoning and air waste removal
JPH1074028A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Ricoh Co Ltd 画像形成装置のクリーニング装置
JP4363685B2 (ja) * 1997-11-13 2009-11-11 東レエンジニアリング株式会社 画像形成装置
JP2000075744A (ja) * 1998-08-26 2000-03-14 Ricoh Co Ltd クリーニング装置
JP2007133034A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Ricoh Co Ltd 画像形成装置およびプロセスカートリッジ
JP2011128363A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Ricoh Co Ltd フィルミング除去装置およびこれを有する画像形成装置
JP2012215701A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Kyocera Document Solutions Inc 画像形成装置用の中間転写ユニット及び該中間転写ユニットを備えた画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014164132A (ja) 2014-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6248474B2 (ja) クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
JP6638495B2 (ja) クリーニング装置、プロセスユニット及び画像形成装置
JP6888447B2 (ja) 搬送装置、及び、画像形成装置
JP6617921B2 (ja) 感光体の異物除去機構、プロセスユニット及び画像形成装置
JP6079290B2 (ja) クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
JP6135300B2 (ja) クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
KR101580841B1 (ko) 현상기 및 이를 채용한 전자사진방식 화상형성장치
JP6083256B2 (ja) クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
JP2011018004A (ja) クリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置
JP7465437B2 (ja) クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP4773999B2 (ja) シール部材、粉体収納容器及び画像形成装置
JP2010256497A (ja) 清掃器および画像形成装置
JP5723252B2 (ja) 画像形成ユニット及び画像形成装置
JP2013015706A (ja) 現像剤扱い装置及び画像形成装置
JP7459964B2 (ja) トナー搬送装置およびそれを備えたクリーニング装置並びに画像形成装置
JP2004271864A (ja) 画像形成装置
JP3451063B2 (ja) クリーニング装置
JP2012013984A (ja) クリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置
JP2021139977A (ja) 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP2021128281A (ja) 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP2024046108A (ja) 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP2020118757A (ja) クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP5278063B2 (ja) 現像剤搬送装置及び画像形成装置
JP4627247B2 (ja) カラー画像形成装置
JP2008116546A (ja) プロセスカートリッジ、帯電ロール、電子写真感光体及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161011

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170109

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6083256

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees