JP2013148757A - クリーニング装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に対する潤滑剤の付着ムラを抑制する。
【解決手段】本願発明のクリーニング装置は、像担持体１３と、像担持体１３における転写位置より下流側に接触して像担持体１３上の潤滑剤入り残留トナーＴを掻き取るクリーニングブレード４１と、前記掻き取られた残留トナーＴを回転して回収する回収スクリュー４２と、クリーニングブレード４１において像担持体１３に当接する側の先端部に取り付けられた残留トナー一時滞留用のトナー溜め部材４３と、回収スクリュー４２の外周部に形成された螺旋状のスクリュー羽根４５に乗るか否かでトナー溜め部材４３に接離する振動付与部材４４とを備える。
【選択図】図２

Description

本願発明は、像担持体上にある潤滑剤入りの残留トナーを除去して回収するクリーニング装置、及び、これを備えた画像形成装置に関するものである。画像形成装置には、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機等の各種のものが含まれる。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、像担持体（感光体や中間転写ベルト等）上に形成されたトナー像を記録材に転写している。トナー像を転写する際は、トナーの鏡像力や転写電界のばらつき等に起因して、一部のトナーが像担持体上に残留する場合がある。このため、像担持体における転写位置より下流側にクリーニング部材を配置し、当該クリーニング部材によって像担持体上の残留トナーを取り除いている（例えば特許文献１等参照）。

クリーニング部材としては、例えばウレタンゴムのような弾性を有する板状のクリーニングブレードが知られている。この場合、回転する像担持体の表面にクリーニングブレードの先端側の角部を当接させることによって、像担持体上の残留トナーが掻き取られる。

特開２００８−１５８１６８号公報

ところで、従来の画像形成装置では、トナーに予め粉体状の潤滑剤を添加しておき、潤滑剤入りトナーを用いて像担持体上にトナー像を形成することによって、像担持体表面に潤滑剤を供給し、クリーニングブレードにて潤滑剤を像担持体表面で均して薄膜化させることも行われている。

しかし、トナーに添加された潤滑剤は一般に、トナーとの接触によってトナーと逆極性に帯電するから、潤滑剤入りトナーを用いて像担持体上にトナー像を形成した場合、潤滑剤は、像担持体において露光にて除電された画像部分（トナー像が形成される部分）よりも、トナーの供給されない非画像部分に供給され易い。このため、例えば印刷方向（像担持体の周方向とも言える）に文字列や線等が並ぶような特定画像を連続して印刷した場合は、像担持体の非画像部分に潤滑剤が集まって画像部分にはほとんど供給されない潤滑剤付着ムラという現象が発生する。このような潤滑剤付着ムラは像担持体の電位ムラ（帯電不均一性）を引き起こす要因になり、その結果、例えばハーフトーン画像等を印刷するにおいて、電位ムラに起因して画像濃度ムラが発生したり、潤滑剤の残る部分とない部分との境界部が印刷方向に長いスジ状に見えるという不良画像を印刷したりするおそれがあった。

本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを技術的課題としている。

請求項１の発明はクリーニング装置に係り、像担持体と、前記像担持体における転写位置より下流側に接触して前記像担持体上の潤滑剤入り残留トナーを掻き取るクリーニングブレードと、前記掻き取られた残留トナーを回転して回収する回収スクリューと、前記クリーニングブレードにおいて前記像担持体に当接する側の先端部に取り付けられた残留トナー一時滞留用のトナー溜め部材と、前記回収スクリューの外周部に形成された螺旋状のスクリュー羽根に乗るか否かで前記トナー溜め部材に接離する振動付与部材と、を備えているというものである。

請求項２の発明は画像形成装置に係り、請求項１に記載のクリーニング装置を備えているというものである。

本願発明によると、像担持体上の潤滑剤入り残留トナーを掻き取る場合は、回収スクリューの回転に基づき、振動付与部材が回収ローラーのスクリュー羽根に乗り降りしてトナー溜め部材に接離することによって、前記トナー溜め部材を揺らし、前記トナー溜め部材上に溜まる掻き取り後の潤滑剤入り残留トナーを振動させ、前記掻き取り後の潤滑剤入り残留トナーを前記トナー溜め部材上で移動させて拡散させる。このため、前記掻き取り後の潤滑剤入り残留トナーは、前記像担持体上の画像部分（トナー像形成のために潤滑剤の供給が乏しかった部分）にも接触でき、前記画像部分への潤滑剤の供給が可能になり、例えば印刷方向（前記像担持体の周方向とも言ってもよい）に文字列や線等が並ぶような特定画像を連続して印刷した場合であっても、前記画像部分に潤滑剤を供給して、前記像担持体表面の潤滑剤付着ムラを少なくできる。その結果、例えばハーフトーン画像等を印刷するにおいて、潤滑剤付着ムラに伴う電位ムラに起因して画像濃度ムラが発生したり、潤滑剤の残る部分とない部分との境界部が印刷方向に長いスジ状に見えるという不良画像を印刷したりするおそれを防止できるという効果を奏する。

実施形態におけるプリンターの概略説明図である。 感光体クリーナーの概略説明図である。 感光体ドラムとクリーニングブレードとの関係を説明する概略斜視図である。 複数本の太線が印刷方向に延びる画像を１００枚印刷した後の画像濃度ムラの結果を示す図である。 トナー溜め部材の別例を示す概略説明図である。

以下に、本願発明を画像形成装置の一例であるタンデム方式のカラーデジタルプリンター（以下、プリンターと称する）に適用した実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」等）を用いる場合は、図１において紙面に直交した方向を正面視とし、これを基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）．プリンターの概要
まず、図１を参照しながら、プリンター１の概要について説明する。図１に示すように、プリンター１は、その筐体２内に、画像プロセス装置３、給紙装置４、及び定着装置５等を備えている。詳細は図示していないが、プリンター１は、例えばＬＡＮといったネットワークに接続されていて、外部端末（図示省略）からの印刷指令を受け付けると、当該指令に基づいて印刷を実行するように構成されている。

筺体２内の下部に位置する給紙装置４は、記録材Ｐを収容する給紙カセット２１、給紙カセット２１内の記録材Ｐを最上層から繰り出すピックアップローラー２２、繰り出された記録材Ｐを１枚ずつに分離する分離ローラー対２３、及び、１枚に分離された記録材Ｐを所定のタイミングにて画像プロセス装置３に搬送するタイミングローラー対２４等を備えている。各給紙カセット２１内の記録材Ｐは、ピックアップローラー２２及び分離ローラー２３の回転によって、最上層のものから１枚ずつ搬送経路３０に送り出される。搬送経路３０は、給紙装置４の給紙カセット２１から、タイミングローラー対２４のニップ部、画像プロセス装置３の二次転写ニップ部、及び定着装置５の定着ニップ部を経て、筐体２上部にある排出ローラー対２６に至る。

給紙カセット２１内の記録材Ｐは、その通紙幅（搬送方向Ｓと直交する幅寸法）の中央を基準にして、搬送経路３０に向けて矢印Ｓ方向に搬送するセンター基準にセットされる。実施形態では、給紙カセット２１内に、給紙前の記録材Ｐをセンター基準に幅寄せする一対の側部規制板２５を備えている。一対の側部規制板２５は、通紙幅方向（搬送方向Ｓと直交する方向）に互いに連動して遠近移動するように構成されている。給紙カセット２１内の記録材Ｐを一対の側部規制板２５にて通紙幅方向両側から挟持することによって、給紙カセット２１内の記録材Ｐがその規格に拘らずセンター基準にセットされる。従って、画像プロセス装置３での転写処理や、定着装置５での定着処理もセンター基準で実行される。

給紙装置４の上方に位置する画像プロセス装置３は、像担持体の一例である感光体ドラム１３上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写する役割を担うものであり、中間転写ベルト６、及びイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応する計４つの作像部７等を備えている。中間転写ベルト６も像担持体の一例であり、筐体２内の中央部右側に位置する駆動ローラー８と、同じく中央部左側に位置する従動ローラー９とに巻き掛けられている。中間転写ベルト６のうち駆動ローラー８に巻き掛けられた部分の外側に二次転写ローラー１０が配置されている。中間転写ベルト６と二次転写ローラー１０との当接部分が二次転写領域である二次転写ニップ部になっている。中間転写ベルト６のうち従動ローラー９に巻き掛けられた部分の外側には、中間転写ベルト６上の未転写トナーを除去する転写ベルトクリーナー１２が配置されている。筐体２内部のうち画像プロセス装置３と給紙装置４との間には、プリンター１の制御全般を司る制御部２８が配置されている。

４つの作像部７は、中間転写ベルト６の下方において、図１の左からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、中間転写ベルト６に沿って並べて配置されている。なお、図１では説明の便宜上、各作像部７に、再現色に応じて符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを添えている。各作像部７は感光体ドラム１３を備えている。感光体ドラム１３の周囲には、図１における時計回りの回転方向に沿って順に、帯電器１４、露光部１９、現像部１５、一次転写ローラー１６、及び感光体クリーナー１７が配置されている。感光体ドラム１３と中間転写ベルト６との当接部分が一次転写領域である一次転写ニップ部になっている。

各作像部７において、帯電器１４にて帯電される感光体ドラム１３に、露光部１９からレーザービームが投射されると、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像部１５から供給されるトナーにて反転現像されて各色のトナー像となり、一次転写ニップ部において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体ドラム１３から中間転写ベルト６の外周面に一次転写されて重ねられる。感光体ドラム１３に残った未転写トナーは感光体クリーナー１７にて掻き取られ、感光体ドラム１３上から取り除かれる。そして、記録材Ｐが二次転写ニップ部を通過する際に、重ね合わされた４色のトナー像が記録材Ｐに一括して二次転写される。中間転写ベルト６に残った未転写トナーは転写ベルトクリーナー１２にて掻き取られ、中間転写ベルト６上から取り除かれる。

なお、現像部１５から供給されるトナーには潤滑剤が添加されていて、感光体ドラム１３上にトナー像を形成する際は、トナーと共に潤滑剤も感光体ドラム１３表面に供給される。そして、感光体ドラム１３上にある潤滑剤は、感光体クリーナー１７によって掻き取りの際に均されて薄膜化される。

画像プロセス装置３における二次転写ローラー１０の上方に位置する定着装置５は、ハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着ローラー３１と、定着ローラー３１に対峙する加圧ローラー３２とを備えている。定着ローラー３１と加圧ローラー３２との当接部分が定着領域である定着ニップ部になっている。二次転写ニップ部を通過して未定着トナー像を載せた記録材Ｐは、定着ローラー３１と加圧ローラー３２との間の定着ニップ部を通過する際に加熱・加圧され、記録材Ｐ上に未定着トナー像を定着される。その後、記録材Ｐは、一対の排出ローラー２６の回転にて排紙トレイ２７上に排出される。

（２）．感光体クリーナーの詳細構造
次に、図２及び図３を参照しながら、感光体クリーナー１７の詳細構造を説明する。図２に示すように、感光体クリーナー１７は、そのハウジング４０内に、クリーニングブレード４１、回収スクリュー４２、トナー溜め部材４３、振動付与部材４４を備えている。

クリーニングブレード４１は、例えばウレタンゴムのような弾性を有する板状のものであり、感光体ドラム１３における一次転写ニップ部（転写位置）よりも下流側に接触して、感光体ドラム１３の回転によって感光体ドラム１３上の潤滑剤入り残留トナーＴを掻き取るように構成されている。実施形態のクリーニングブレード４１は、感光体ドラム１３の回転方向と対峙するカウンター方向に延びていて、その先端側の角部を感光体ドラム１３の表面に当接させている。なお、クリーニングブレード４１の通紙幅方向の長さは、感光体ドラム１３の通紙幅方向の長さ（軸方向長さ）よりも短く、感光体ドラム１３の最大通紙幅（印刷可能な画像の最大幅）よりも長く設定されている。

回収スクリュー４２は、クリーニングブレード４１によって感光体ドラム１３から掻き取られた潤滑剤入り残留トナーＴを回収して、ハウジング４０外にある例えば廃トナーケース（図示省略）に搬送するものであり、通紙幅方向に延びる姿勢でハウジング４０に回転可能に軸支されている。回収スクリュー４２の外周部には、螺旋状のスクリュー羽根４５が設けられている。スクリュー駆動モーター（図示省略）にて回収スクリュー４２を回転させることによって、感光体ドラム１３から掻き取られた潤滑剤入り残留トナーＴをハウジング４０外に搬送するように構成されている。

トナー溜め部材４３は、クリーニングブレード４１によって感光体ドラム１３から掻き取られた潤滑剤入り残留トナーＴを、クリーニングブレード４１において感光体ドラム１３に当接する先端部付近に一時的に滞留させるものであり、クリーニングブレード４１の先端部に取り付けられている。実施形態のトナー溜め部材４３は、例えばウレタンや発泡スポンジのような厚み２〜５ｍｍ程度の弾性体にて構成されている。トナー溜め部材４３の通紙幅方向の長さは、クリーニングブレード４１の通紙幅方向の長さと同程度に設定されている。感光体ドラム１３表面とトナー溜め部材４３上面とで区画される領域に、感光体ドラム１３から掻き取られた潤滑剤入り残留トナーＴが滞留する。すなわち、感光体ドラム１３表面とトナー溜め部材４３上面とで挟まれる領域に、潤滑剤入り残留トナーＴが滞留トナーとして一時的に集積される。実施形態のトナー溜め部材４３は、クリーニングブレード４１の先端部に、その先端平坦面４６とトナー溜め部材４３上面とが平行になるようにして取り付けられている。

振動付与部材４４は、平面視でくし歯形状に形成された部材であり、厚さ１００μｍ程度のポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルムやＰＥＮフィルム等）にて構成されている。振動付与部材４４の通紙幅方向の長さも、クリーニングブレード４１やトナー溜め部材４３の通紙幅方向の長さと同程度に設定されている。振動付与部材４４の長手一辺側には、トナー溜め部材４３に向けて延びて櫛歯状に並ぶ複数の突片部４７が形成されている。振動付与部材４４の長手他辺側はハウジング１５に固定されている。振動付与部材４４の各突片部４７は、回収スクリュー４２のスクリュー羽根４５に乗り上げ可能で、且つ、その自由端側がトナー溜め部材４３に接触し得る位置におかれている。回収スクリュー４２の回転にて各突片部４７がスクリュー羽根４５に乗り上げたりスクリュー羽根４５から外れたりすることによって、各突片部４７は上下揺動する。このような各突片部４７の上下揺動によって、その自由端側がトナー溜め部材４３に接離してトナー溜め部材４３を揺らし、トナー溜め部材４３上の滞留トナーＴ（潤滑剤入り残留トナーＴ）を振動させる。トナー溜め部材４３上の滞留トナーＴは振動によってトナー溜め部材４３上を移動して拡散し、トナー溜め部材４３上から落下する。落下した滞留トナーＴが回収スクリュー４２にて回収される。

以上の構成において、回収スクリュー４２の回転に基づく振動付与部材４４の各突片部４７の上下揺動によって、その自由端側がトナー溜め部材４３に接離してトナー溜め部材４３を揺らし、トナー溜め部材４３上の滞留トナーＴを振動させ、当該滞留トナーＴをトナー溜め部材４３上で移動させて拡散させるから、潤滑剤を含む滞留トナーＴは、感光体ドラム１３において露光にて除電された画像部分（トナー像形成のために潤滑剤の供給が乏しかった部分）にも接触でき、前記画像部分への潤滑剤の供給が可能になる。このため、例えば印刷方向（感光体ドラム１３の周方向とも言える）に文字列や線等が並ぶような特定画像を連続して印刷した場合であっても、前記画像部分に潤滑剤を供給して、感光体ドラム１３表面の潤滑剤付着ムラを少なくできる。その結果、例えばハーフトーン画像等を印刷するにおいて、潤滑剤付着ムラに伴う電位ムラに起因して画像濃度ムラが発生したり、潤滑剤の残る部分とない部分との境界部が印刷方向に長いスジ状に見えるという不良画像を印刷したりするおそれを防止できるのである。

ここで、図４には、複数本の太線が印刷方向に延びる画像を１００枚印刷した後の画像濃度ムラの結果を示している。図４において、（１）は実施形態に相当し、トナー溜め部材４３及び振動付与部材４４の両方を有する場合、（２）は従来例に相当し、トナー溜め部材４３及び振動付与部材４４のいずれもない場合、（３）は比較例に相当し、トナー溜め部材４３のみ設けた場合である。当該評価においては、感光体ドラム１３表面に潤滑剤が付着していることを示す指標として、感光体ドラム１３表面の純水接触角を測定した。純水接触角は潤滑剤付着量に関係するものであり、純水接触角が大きくなるほど、感光体ドラム１３表面の測定部分（画像部分や非画像部分）に潤滑剤が多く付着していることを意味する。また、感光体ドラム１３表面における画像部分と非画像部分との純水接触角の差が小さいほど、画像部分及び非画像部分間の潤滑剤付着量の差が小さいことを意味する。

図４から分かるように、画像部分の潤滑剤付着量は（１）の実施形態の場合が最も多いことに加えて、画像部分及び非画像部分間の潤滑剤付着量の差についても（１）の実施形態の場合が最も小さく、画像濃度ムラの少ない良好な印刷結果が得られた。なお、（３）のトナー溜め部材４３のみ設けた場合は、画像濃度ムラは若干改善していたものの、潤滑剤の残る部分とない部分との境界部がスジ状に見えるという不具合が現れた。これは、振動付与部材４４がないため、トナー溜め部材４３上に溜まる滞留トナーＴがそのまま滞留しがちで入れ替わりが少なく、滞留トナーＴ中の潤滑剤が消費（感光体ドラム１３に供給）されて枯渇していくからと推察される。従って、回収スクリュー４２の回転に基づく振動付与部材４４の各突片部４７の上下揺動によって、トナー溜め部材４３上の滞留トナーＴを拡散させて徐々に落下させることは、感光体ドラム１３の画像部分に潤滑剤を着実に供給するために効果的であると解される。

図５にはトナー溜め部材４３の別例を示している。当該別例では、先の実施形態に例示したトナー溜め部材４３を、自由端側が回収スクリュー４２に向くように、重力（鉛直）方向に対して略水平な水平面からトナー安息角よりも小さい傾斜角度αだけ斜め下向きに傾斜させている。このように傾斜させたのは、滞留トナーＴをトナー溜め部材４３上から落下させるに際して、回収スクリュー４２に向けてスムーズに案内するためである。もちろん、傾斜角度αはトナー安息角よりも小さいので、トナー溜め部材４３の振動がなければ、感光体ドラム１３から掻き取られた潤滑剤入り残留トナーＴがトナー溜め部材４３から簡単に落下することはない。

（３）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、画像形成装置としてプリンターを例に説明したが、これに限らず、複写機、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等でもよい。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ プリンター（画像形成装置）
３ 画像プロセス装置
６ 中間転写ベルト
７ 作像部
１３ 感光体ドラム（像担持体）
１７ 感光体クリーナー
４１ クリーニングブレード
４２ 回収スクリュー
４３ トナー溜め部材
４４ 振動付与部材

Claims (2)

1. 像担持体と、
   前記像担持体における転写位置より下流側に接触して前記像担持体上の潤滑剤入り残留トナーを掻き取るクリーニングブレードと、
   前記掻き取られた残留トナーを回転して回収する回収スクリューと、
   前記クリーニングブレードにおいて前記像担持体に当接する側の先端部に取り付けられた残留トナー一時滞留用のトナー溜め部材と、
   前記回収スクリューの外周部に形成された螺旋状のスクリュー羽根に乗るか否かで前記トナー溜め部材に接離する振動付与部材と、
   を備えている、
   クリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置を備えている、
   画像形成装置。
   
   

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