JP5069081B2 - トナークリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体ドラムの表面に付着した転写後の廃トナーを除去するトナークリーニング装置に関する。

従来から、感光体ドラムの表面に付着した転写後の廃トナーは、感光体ドラムの回転方向に対してカウンタ方向で当接するクリーニングブレードによって掻き取るようにしたトナークリーニング装置が周知である。

また、このようなクリーニング装置には、クリーニングブレードよりも感光体ドラムの回転方向上流側で感光体ドラムの表面と接触する摺擦ローラ（研磨ローラ）を配置すると共に、この摺擦ローラの下方（且つクリーニングブレードの先端よりも下方）でクリーニングブレードによって掻き取った廃トナーを一時的に溜める平板状のトナー溜めプレートを配置したトナークリーニング装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−０５７５９２号公報

ところが、上記の如く構成されたトナークリーニング装置にあっては、摺擦ローラの下方に平板状のトナー溜めプレートを配置しただけでは、摺擦ローラの表面に付着する廃トナー量をコントロールすることができず、印字パターンにより摺擦ローラの表面トナー量が不均一になってしまい、研磨ムラが発生するという問題が生じていた。

また、摺擦ローラの表面に付着した廃トナー量が過多となってしまうと、多量の廃トナーが摺擦ローラから感光体ドラムへと再付着してしまい、クリーニングブレードで掻き取る際にクリーニングブレード先端のトナー溜まりにより感光体ドラムへのリークが発生し、感光体ドラムの破損の要因となってしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、摺擦ローラの表面トナーを均一化し得て、感光体ドラムの研磨を安定することができるトナークリーニング装置を提供することを目的とする。

本発明のトナークリーニング装置は、 感光体ドラムの表面と接触し且つ前記感光体ドラムの表面と線速差をもって回転する略円筒形状の摺擦ローラと、前記摺擦ローラの下方に配置され且つその先端が前記感光体ドラムの表面にカウンタ方向で当接するクリーニングブレードと、前記摺擦ローラの下方に配置されて前記クリーニングブレードの先端で掻き取った前記感光体ドラムの表面に付着した廃トナーを回収するトナー溜めプレートと、を備えたトナークリーニング装置において、前記トナー溜めプレートに設けられて前記摺擦ローラの外周から離間した状態で前記摺擦ローラの回転方向上流側から下流側に沿って断面略円弧状に延在され且つその終端が前記摺擦ローラの回転軸から斜め下方４５°以上の高さに位置する延在部と、該延在部の先端よりも前記摺擦プレートの回転方向下流側で先端がカウンタ方向に当接するスクレーパと、を備えていることを特徴とする。

この際、前記延在部は前記摺擦ローラの表面から１ｍｍ以上離間しているのが好ましい。

また、前記スクレーパの先端は前記摺擦ローラの回転軸を通る水平線上に位置しているのが好ましい。

さらに、前記摺擦ローラの回転軸は前記感光体ドラムの回転軸よりも上方に位置するのが好ましい。

また、前記感光体ドラムがアモルファスシリコンであるのが好ましい。

本発明のトナークリーニング装置は、摺擦ローラの表面トナーを均一化し得て、感光体ドラムの研磨を安定することができる。

次に、本発明の一実施形態に係るトナークリーニング装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るトナークリーニング装置を搭載した画像形成装置の説明図、図２は本発明の一実施形態に係るトナークリーニング装置の拡大断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るトナークリーニング装置を搭載した画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成処理部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路１６で案内しつつ画像形成処理部１５で画像形成処理したトナー像を転写する転写部１７と、転写後のトナー像を定着する定着部１８とを備えている。

画像形成処理部１５は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用されている。尚、以下の説明では、特に色指定に関する場合にのみ、各算用数字の符号に括弧書きで（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の色を付し、共通の場合には算用数字のみの符号を付して説明する。

画像形成処理部１５は、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）毎に対応して、補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９と、各色トナーを図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成するアモルファスシリコン製の複数の感光体ドラム２０と、各感光体ドラム２０にトナーを供給する複数の現像器２１と、感光体ドラム２０に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト２２とを備えている。

各感光体ドラム２０は、その表面に露光器ユニット２３から出射されたビーム光束に基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写するためのものであり、現像器２１と共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。また、感光体ドラム２０の周囲には、帯電器（帯電ローラ）２４、露光器ユニット２３、現像器２１、転写ローラ２５、クリーニング装置２６、除電器２７が転写プロセス順に配置されている。

各現像器２１は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。尚、現像器２１の詳細な構成の説明は省略する。

中間転写ベルト２２は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動される。また、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し転写部１７で転写する。

尚、転写部１７でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路１６を通って定着部１８で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。

露光器ユニット２３は、各感光体ドラム２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対応した複数の光源２８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から放射された各ビーム光束を、２つに分割されたユニット、即ち、光源２８（Ｙ），（Ｍ）及び光源２８（Ｃ），（Ｋ）を対としてそれぞれ共用するポリゴンミラー等の偏光器２９（ＹＭ），２９（ＣＫ）で偏光走査しつつ感光体ドラム２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にビーム光束を結像する。

一方、クリーニング装置２６は、図２に示すように、転写紙幅方向（紙面に直行する方向）に奥行きのある筐体３０と、筐体３０の内部下方寄りに配置されて図示時計回り方向に回転することで転写紙幅方向の一方に回収トナーを搬送する回収スパイラル３１と、筐体３０の外部下方寄りにブラケット３２を介して取り付けられたクリーニングブレード３３と、筐体３０の内部上方寄りに配置されて感光体ドラム２０の表面と接触する摺擦ローラ３４と、筐体３０の中央付近に固定されて摺擦ローラ３４の下方を覆うトナー溜めプレート３５と、摺擦ローラ３４の上方にホルダ３６を介して固定されたスクレーパ３７と、筐体３０の外壁とクリーニングブレード３３との間に介装されてクリーニングブレード３３で回収された回収トナーの漏れを防止するスポンジ等のパッド３８とを備えている。

クリーニングブレード３３は、ウレタンゴム等から構成されており、感光体ドラムの回転軸Ｑ１よりも下方から感光体ドラム２０の表面に先端が当接する。この際、クリーニングブレード３３の先端は、感光体ドラム２０の回転方向（図２の矢印ａ参照）に対してカウンタ方向で当接している。

摺擦ローラ３４は、感光体ドラム２０の表面から廃トナーを回収するとともに、摺擦ローラ３４の表面に付着した廃トナーによって感光体ドラム２０の表面を研磨する。このため、摺擦ローラ３４は、廃トナーの保持性を高く維持するために発泡ゴム（例えば、カーボン含有導電性発泡ＥＰＤＭ）から転写紙奥行き方向に延びる円筒形状に構成され、クリーニングブレード３３の先端よりも感光体ドラム２０の回転方向上流側に配置される。また、摺擦ローラ３４の回転軸Ｑ２は、クリーニングブレード３３の先端よりも上方且つ感光体ドラム２０の回転軸Ｑ１よりも上方に位置している。さらに、摺擦ローラ３４は、その回転軸Ｑ２を通る水平線上付近にて感光体ドラム２０の表面と接触しており、その回転方向は感光体ドラム２０の回転方向と逆方向（図２の矢印ｂ参照）に回転する。

トナー溜めプレート３５は、感光体ドラム２０の表面からクリーニングブレード３３の先端で掻き取った廃トナーを摺擦ローラ３４の下方周りで溜める機能を具備している。また、トナー溜めプレート３５は、板金製又は樹脂製の平板状のものから形成されている。具体的には、摺擦ローラ３４の外周形状に離間状態で沿うように、プレートの摺擦ローラ３４の回転方向の下流側に延在された断面円弧状の延在部３５ａが一体に屈曲形成されている。尚、延在部３５ａは別体でも良い。また、その先端３５ｂは、クリーニングブレード３３の先端で掻き取った廃トナーが直接回収スパイラル３１へと運ばれないように、摺擦ローラ３４の軸中心Ｑ２から下方４５°（角度θ参照）よりも高い位置にある。尚、摺擦ローラ３４の表面とトナー溜めプレート３５とのギャップは、１〜２ｍｍ程度が好ましい。即ち、１ｍｍ以下では廃トナーが詰まり易く２ｍｍ以上であると筐体３０の大型化の要因となってしまう（２ｍｍ以上でも回収機能には特に問題はない）。

スクレーパ３７は、耐久性を確保した薄肉板金製のものが用いられており、摺擦ローラ３４の表面付着トナーの付着量を均一にするために、トナー溜めプレート３５の先端３５ｂよりも摺擦ローラ３４の回転方向下流側にカウンタ方向で先端が当接されている。また、スクレーパ３７は、その先端を摺擦ローラ３４の表面にカウンタ方向で当接することにより、摺擦ローラ３４の表面の廃トナー付着量が過多となることを防止すると共に、印字パターンによるトナー供給量の差を無くし、感光体ドラム２０の表面研磨ムラを抑制することができる。

尚、感光体ドラム２０のドラム径をφ３０ｍｍとした場合、摺擦ローラ３４のローラ抵抗値は６．７〜８．７乗（これより低くても問題は無い）、トナー溜めプレート３５と摺擦ローラ３４とのギャップ１〜２ｍｍ、スクレーパ３７の厚さ（ＳＵＳ製）ｔ＝０．０５ｍｍ、トナー研磨剤は酸化チタン粒子（トナーに外添）、感光体ドラム２０と摺擦ローラ３４との線速比は０．８６ｒｐｍ／ｓｅｃ（線速差があれば良い）である。

上記の構成において、摺擦ローラ３４とクリーニングブレード３３とによって感光体ドラム２０の表面から除去された廃トナーは、摺擦ローラ３４の下方の回収スパイラル３１に向けて重力作用により移動しようとする。

この際、トナー溜めプレート３５が廃トナーの一部を回収スパイラル３１に向けて移動するのを遮り、その一部の廃トナーがトナー溜めプレート３５上に残る。

トナー溜めプレート３５上に残った廃トナーは、延在部３５ａと摺擦ローラ３４との接触により、摺擦ローラ３４の回転に従って摺擦ローラ３４と延在部３５ａとの間で適度に加圧され、摺擦ローラ３４の表面に付着する。

摺擦ローラ３４は、その表面に付着した、研磨剤を含有する廃トナーにより感光体ドラム２０の表面を研磨する。

尚、トナー溜めプレート３５の終端より溢れた廃トナーは、回収スパイラル３１によって外部（紙面奥行き方向）へと搬送・回収される。

これにより、摺擦ローラ３４の表面に適量の廃トナーを担持させることができ、感光体ドラム２０の表面研磨を効果的に遂行し得て、感光体ドラム２０の表面に付着した放電生成物を確実に除去することが可能となり、感光体ドラム２０の表面に対して好適なクリーニング性能を保持することができる。

本発明の一実施形態に係るトナークリーニング装置を搭載した画像形成装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係るトナークリーニング装置の拡大断面図である。

符号の説明

２０…感光体ドラム
２６…クリーニング装置
３３…クリーニングブレード
３４…摺擦ローラ
３５…トナー溜めプレート
３５ａ…延在部
３５ｂ…終端
３７…スクレーパ

Claims (5)

1. 感光体ドラムの側方に配置されて該感光体ドラムの表面と接触し且つ前記感光体ドラムの表面と線速差をもって回転する略円筒形状の摺擦ローラと、前記摺擦ローラの下方に配置され且つその先端が前記感光体ドラムの表面にカウンタ方向で当接するクリーニングブレードと、前記摺擦ローラの下方に配置されて前記クリーニングブレードの先端で掻き取った前記感光体ドラムの表面に付着した廃トナーを回収するトナー溜めプレートと、を備えたトナークリーニング装置において、
   前記トナー溜めプレートに設けられて前記摺擦ローラの外周から離間した状態で前記摺擦ローラの回転方向上流側から下流側に沿って断面略円弧状に延在され且つその終端が前記摺擦ローラの回転軸から斜め下方４５°以上の高さに位置する延在部と、該延在部の先端よりも前記摺擦ローラの回転方向下流側で先端がカウンタ方向に当接するスクレーパと、を備え、該スクレーパの先端で掻き取った前記摺擦ローラの表面に付着した廃トナーを該摺擦ローラと前記延在部との間に回収することを特徴とするトナークリーニング装置。
2. 前記延在部は前記摺擦ローラの表面から１ｍｍ以上離間していることを特徴とする請求項１に記載のトナークリーニング装置。
3. 前記スクレーパの先端は前記摺擦ローラの回転軸を通る水平線上に位置していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトナークリーニング装置。
4. 前記摺擦ローラの回転軸は前記感光体ドラムの回転軸よりも上方に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のトナークリーニング装置。
5. 前記感光体ドラムがアモルファスシリコンであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のトナークリーニング装置。

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