JP6440021B2 - クリーニング装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置およびクリーニング装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、転写材にトナーを転写後の感光体ドラムや中間転写ベルトなどの被清掃部材の表面上に、転写されなかったトナー等が残留する。

これらの残留物を被清掃部材の表面上から除去するためにクリーニング装置が設けられ、クリーニング装置は、被清掃部材の表面上から残留物を除去するクリーニング部材や除去された残留物を装置外に配置する搬送部材等からなるものがある。

特許文献１（特開２００４−１０１８１６号公報）では、図１７に示すように、被清掃体２００に当接するクリーニングブレード２０１、クリーニングブラシ２０２およびブラシローラ２０３によって、被清掃体２００表面上の転写後の残トナーが掻き取られる。掻き取られたトナーは、クリーニングブレード２０１からブラシローラ２０３そしてクリーニングブラシ２０２へと運ばれる。

クリーニングブラシ２０２に保持されるトナーは、クリーニングブラシ２０２に当接するフリッカ２０４によって弾かれ、廃トナー搬送コイル２０５へ飛ばされ、廃トナー搬送コイル２０５によってクリーニング装置外へ運ばれる。

クリーニングブラシ２０２と廃トナー搬送コイル２０５の間には、仕切部材２０６が配置されている。仕切部材２０６は、フリッカ２０４によってクリーニングブラシ２０２から弾き飛ばされたトナーが、廃トナー搬送コイル２０５まで到達せず、再び被清掃体２００等に飛散することを防止し、クリーニング装置による被清掃体２００からのトナー除去率を向上させている。

しかし、特許文献１の発明では、フリッカ２０４によって弾かれたトナーが廃トナー搬送コイル２０５とは別の方向へ飛んだり、仕切部材２０６まで到達せずに再び被清掃体２００の表面上に飛ぶ等して、トナーの回収効率が低下するという問題があった。
この様な事情から、本発明では、被清掃体表面上のトナー等をより効率的に清掃することのできるクリーニング装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、表面移動する被清掃部材と、被清掃部材の表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材によって除去された除去物を外部に搬送する搬送部材と、回転可能に構成され、前記除去物をその表面に担持して、除去物を前記搬送部材の側へ搬送する回収部材とを備えたクリーニング装置において、前記回収部材は、除去物を担持して搬送する搬送部と、それを保持する保持部と、前記搬送部よりも前記回収部材の回転方向上流側へと伸びる突起部とを有し、前記除去物を前記回収部材から前記搬送部材へ案内する仕切部材を備え、前記仕切部材は、その一端側を回転する回収部材の側へ向け、他端側を前記搬送部材の方に向けて配置され、前記回収部材の回転運動により、回収部材の前記搬送部および突起部が前記仕切部材に接触し、前記搬送部と前記保持部は、共に被清掃部材の軸方向に渡って配置され、搬送部は軸方向の少なくとも一端部が前記保持部よりも長いクリーニング装置を特徴とするものである。

本発明のクリーニング装置では、その一端側を回転する回収部材の側へ向け、他端側を搬送部材に向けて配置された仕切部材が設けられており、回収部材によって運ばれてきた除去物を、回収部材から押圧される事により搬送部材へと送り出す。
回収部材によって回収された除去物は、回収部材の回転運動により仕切部材へと移される。そして、搬送部が仕切部材を押圧することにより、仕切部材上の除去物が搬送部材の側へと押し出される。
そして、その後さらに、搬送部よりも回収部材の回転方向上流に設けられた突起部が仕切部材を押圧する事により、除去物が、再度、搬送部材側へ押し出される。
搬送部および突起部の両者の仕切部材の押圧により、除去物を確実に搬送部材へ送り出す事ができる。

画像形成装置の概略構成図である。 本発明のクリーニング装置の第一実施形態の概略構成を示した断面図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置のトナー回収の様子を示した図である。 本発明のクリーニング装置の第二実施形態について示した概略図である。 第一実施形態と第二実施形態の仕切部材を比較した図である。 本発明のクリーニング装置の第三実施形態について示した概略図である。 本発明の第三実施形態の回収羽根の端部を示した概略図である。 本発明のクリーニング装置の第四実施形態について示した概略図である。 第四実施形態のクリーニング装置の模式図である。 本発明のクリーニング装置の第五実施形態について示した概略図である。 第六実施形態のクリーニング装置の概略構成図である。 第七実施形態のクリーニング装置の概略構成図である。 第八実施形態のクリーニング装置の概略構成図である。 第九実施形態のクリーニング装置の概略構成図である。 本発明の第十実施形態に係る回収羽根の駆動機構の略構成図である。 パドルおよび伝達ギアの周速の時間変化を示した図である。 従来の画像形成装置の概略構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部２、画像形成部３、転写部４、給紙部５、定着部６、及び排出部７等により構成されている。

画像読取部２には、原稿を載置するコンタクトガラス２１と、コンタクトガラス２１上に載置された原稿Ｇの画像を読み取るための、光源２２および光路変換用反射鏡２３を備えた読取走行体２４と、読取走行体２４によって形成された原稿からの反射光を透過するレンズを含む読取光学系２５と、読取光学系２５を透過した光が入射し、これを画像信号として読み取るＣＣＤなどの光学素子２６とを有している。

画像形成部３は、画像読取部２の下方に位置しており、画像形成装置１に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ３１を備えている。プロセスカートリッジ３１は、表面上にトナーを担持可能な、被清掃部材としての感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の表面を一様に帯電させる帯電ローラ３３と、感光体ドラム３２の表面にトナーを供給する現像装置３４と、感光体ドラム３２の表面をクリーニングするためのクリーニング装置３５等で構成されている。

また書き込み装置３６が、感光体ドラム３２にレーザを照射できる位置で、図１のプロセスカートリッジ３１の左側に配置されている。

転写部４は、図１のプロセスカートリッジ３１に隣接して配置されている。この転写部４は、駆動ローラ４１及び従動ローラ４２に周回走行可能に張架されている無端状のベルト４３、感光体ドラム３２に対してベルト４３を挟んだ対向位置に配置されている対向ローラ４４等で構成されている。対向ローラ４４はベルト４３の内周面を押圧しており、ベルト４３の押圧された部分と感光体ドラム３２とが接触する箇所に転写ニップが形成されている。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した給紙カセット５１や、給紙カセット５１から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ５２等からなっている。

給紙部５から搬出された記録用紙Ｐを搬送して排出部７まで導く搬送経路Ｙが、給紙部５を最上流として配置されている。一対のレジストローラ５３の他、後述する排出部７に至るまで、搬送ローラ対が搬送路Ｙの途中に適宜配置されている。

定着部６は、内部に加熱源を有する定着ローラ６１、その定着ローラ６１を加圧可能な加圧ローラ６２等を有している。

排出部７は、画像形成装置１の搬送路Ｙの最下流に設けられる。この排出部７には、記録用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ７１、記録用紙Ｐの通過を検知するための排紙センサ７２、そして排出された記録用紙Ｐをストックするための排紙トレイ７３が配設されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像読取部２において原稿の読み取りが行われると、光学素子２６によって読み取られた原稿の画像情報は、制御部に出力され、デジタル化される。

制御部の画像情報を基に、書き込み装置３６がレーザＬを感光体ドラム３２に照射し、感光体ドラム３２が露光される。

画像形成動作が開始されると、感光体ドラム３２は、図の矢印Ｘの方向にその外周面を表面移動させて回転する。そして、帯電ローラ３３によって感光体ドラム３２の表面は一様に帯電され、前述の露光により感光体ドラム３２の表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム３２上には静電潜像が形成され、現像装置３４に蓄えられたトナーが感光体ドラム３２に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

一方、画像形成動作が開始されると、給紙部５では、給紙ローラ５２が回転駆動することにより、給紙カセット５１に収容された最上部の記録用紙Ｐが搬送路Ｙに送り出される。搬送路Ｙに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ５３によってベルト４３へと送り出される。

記録用紙Ｐを搬送の際に、ベルト４３の表面は帯電手段によって帯電される。これにより、ベルト４３は、記録用紙Ｐをその表面に静電的に吸着して安定して搬送を行う。

送り出された記録用紙Ｐは、ベルト４３上を搬送されて感光体ドラム３２と対向ローラ４４の対向位置まで搬送され、感光体ドラム３２よりトナー画像を転写される。

転写時には、対向ローラ４４にはトナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、対向ローラ４４と感光体ドラム３２との間の転写ニップにおいて転写電界が形成され、感光体ドラム３２上に形成されたトナー画像が記録用紙Ｐ上に転写される。

画像転写後の感光体ドラム３２には転写後の残トナーがその表面に付着している。感光体ドラム３２は、クリーニング装置３５によって表面上の残トナーを除去され、再び画像形成動作を行う。

また記録用紙Ｐの搬出の際、レジストローラ５３は、感光体ドラム３２表面上のトナー像の先端と搬送されてきた記録用紙Ｐの画像形成位置の先端が重なる様に、タイミングを計って記録用紙Ｐをベルト４３へ搬出する。

トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、定着部６へと搬送され、加熱源によって加熱されている定着ローラ６１と加圧ローラ６２とによって記録用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が記録用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、定着ローラ６１から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排出部７において排紙ローラ７１によって排紙トレイ７３へと排出される。

記録用紙Ｐが排紙トレイ７３へと排出される際に、排紙ローラ７１の上流に設けられ排紙センサ７２によって用紙の排出が検出され、次の記録用紙Ｐの搬送や排出、転写等のタイミングが計られている。

図２は本発明の第一実施形態のクリーニング装置を示した概略構成図である。クリーニング装置は、除去物としてのトナーや紙粉等を、感光体ドラム３２表面上から回収する。

本発明の実施形態に係るクリーニング装置３５は、感光体ドラム３２の上方に配置され、感光体ドラム３２を清掃するクリーニング部材としてのクリーニングブレード１００、トナー等の除去物をクリーニングブレード１００から回収する回収部材としての回収羽根１０１、除去物を外部へ搬送する搬送部材としての搬送コイル１０２、回収羽根１０１と搬送コイル１０２の間に配置された仕切部材１０３からなる。

クリーニングブレード１００は、感光体ドラム３２の軸方向に渡って配置されたゴム等の弾性物質からなる部材である。クリーニングブレード１００は、感光体ドラム３２の回転方向Ｘに対して上流側の端部を感光体ドラム３２に当接させ、感光体ドラム３２に突き当てるように配置されている。クリーニングブレード１００が感光体ドラム３２に当接することで、感光体ドラム３２表面上に残った転写後の残トナーを掻き取って、クリーニングブレード１００の当接部分に堆積させる。

クリーニングブレード１００の回転方向Ｘ上流側には、回収羽根１０１が配置されている。回収羽根１０１は、クリーニングブレード１００によって除去されたトナーを回収して搬送する搬送部としての羽根部１０１ａと、羽根部１０１ａを保持する保持部１０１ｂと、保持部１０１ｂから回収羽根１０１の回転方向Ｚの上流方向へ伸びる突起部１０１ｃからなる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１のようにクリーニングブレード１００が感光体ドラム３２の上方にある構成では、クリーニングブレード１００によって除去されたトナーを、重力落下によって廃トナー容器等に回収することが難しい。このため、回収羽根１０１が設けられている。

回収羽根１０１は、感光体ドラム３２に平行な回転軸１０１ｄを中心に、矢印Ｚ方向に回転可能（表面移動可能）に構成され、シート形状の羽根部１０１ａが、保持部１０１ｂの両面に取り付けられている。保持部１０１ｂは、その両端部に回収羽根１０１の回転方向Ｚの上流側へ伸びる突起部１０１ｃを有しており、両端が９０度折れ曲がったＳ字の形をしている。

保持部１０１ｂは、金属や樹脂などの材質で構成され、羽根部１０１ａは、金属や樹脂、弾性を有するゴム材などで構成することが可能である。

回収羽根１０１は、回転軸１０１ｄを中心に矢印Ｚの方向に回転しており、感光体ドラム３２と対向する面が感光体ドラム３２の回転方向Ｘと逆方向に回転（表面移動）する。クリーニングブレード１００の端部に堆積するトナーが一定以上になって回収羽根１０１が回転する領域まで達すると、堆積したトナーが羽根部１０１ａによって回収され、回収羽根１０１の回転運動によって矢印Ｚの方向へ搬送される。

クリーニングブレード１００端部のトナーを回収する際に、前述のように回収羽根１０１が感光体ドラム３２と逆方向に回転することで、クリーニングブレード１００端部に溜まっているトナーを更に奥側（矢印Ｘの方向）へ押し込むことを防止している。

図３は感光体ドラム３２表面上のトナーがクリーニングブレード１００に堆積し、回収羽根１０１に回収されて運搬され、仕切部材１０３に案内されて搬送コイル１０２まで搬送される様子を示した図である。

仕切部材１０３は、可撓性を有するポリウレタンシートによって構成され、その一端１０３ａを回転する羽根部１０１ａに接触させ、他端１０３ｂを搬送コイル１０２の方へ向けて搬送コイル１０２の方に傾けて配置されており、その傾斜によって表面のトナーを他端１０３ｂの方へ運ぶことができる。他端１０３ｂは、搬送コイル１０２のすぐ下に配置されている。これにより、他端１０３ｂへ運ばれてきたトナーが搬送コイル１０２によって効率的に回収される。また、他端１０３ｂを搬送コイル１０２のすぐ下に配置する事により、仕切部材１０３の長さを、トナーを運搬する為に必要な最低限の長さにすることができ、仕切部材１０３の強度を一定上に保つ事ができる。

また仕切部材１０３は、搬送コイル１０２側の他端１０３ｂがクリーニング装置３５の筐体１０４の支持部１０４ａに固定されており、他端１０３ｂ側の一部が支持部１０４ａに保持されている。その一部を支持部１０４ａに保持される事により、仕切部材１０３の配置される方向を安定させる事ができる。これにより、適切な角度で回転する回収羽根１０１に接触させる事ができると同時に、仕切部材１０３上に運ばれたトナーを適切に他端１０３ｂ側へ運ぶことができる。

支持部１０４ａは、搬送コイル１０２の外周面に沿った傾斜を有しており、これによって、搬送コイル１０２がより効率的にトナーを回収する事ができる。

ここで、回収羽根１０１によって回収されたトナーが搬送コイル１０２まで運ばれる過程を説明する。
回収羽根１０１の回転によってトナーは運搬され、クリーニングブレード１００が配置される側の下方から、上方へと持ち上げられる。羽根部１０１ａが回転の頂上部Ａを超えると、羽根部１０１ａは下降し、表面に担持していたトナーは羽根部１０１ａから落下する。

そして、回収羽根１０１に接触する仕切部材１０３上にトナーは落下し、落下したトナーは仕切部材１０３の傾斜によってその表面上を案内され、搬送コイル１０２へと運ばれる。

表面に担持していたトナーを仕切部材１０３に落下させた回収羽根１０１は、仕切部材１０３を押圧しながら回転を続ける。可撓性を有する仕切部材１０３は、回収羽根１０１の押圧によってたわむ。そして、回収羽根１０１が更に回転してその押圧が解除されることにより、仕切部材１０３は元の形状に復元する。この時、仕切部材１０３は、元の形状に戻ろうとする力で表面に残っているトナーを搬送コイル１０２の方へ弾き飛ばす。さらに回収羽根１０１が回転すると、回収羽根１０１の回転方向Ｚの上流方向へ伸びる突起部１０１ｃが、羽根部１０１ａに遅れて仕切部材１０３に当接し、仕切部材１０３を押圧する。これにより、仕切部材１０３上のトナーを再度、搬送コイル１０２の側へ送り出す事ができる。この様に、突起部による再度の押圧によってトナーの回収効率が向上する。
本発明の実施例においては、回収羽根１０１が２つの羽根部１０１ａを有しており、回収羽根１０１の１回転あたり、トナーを２回運搬する。なお、保持部１０１ｂの羽根部１０１ａを保持する面を増やすことで、３つ以上の羽根部１０１ａを有する構成にすることも可能である。

本発明の実施形態では、突起部１０１ｃを保持部１０１ｂから回転方向Ｚの上流側へ延びる構成としているが、羽根部１０１ａから延びる構成としてもよい。この場合、羽根部１０１ａの形状は、保持部１０１ｂの側へと延びるＬ字形状となり、搬送部１０１ａが仕切部材１０３を押圧した後、継続して突起部１０１ｃが仕切部材１０３を押圧して、トナーを搬送コイル１０２の側へと押し出す。

仕切部材１０３と回収羽根１０１の接触時に、回収羽根１０１は、仕切部材１０３がクリーニング装置３５の筐体へ押圧される方向に仕切部材１０３を押圧する。これにより、回収羽根１０１の押圧が、仕切部材１０３をクリーニング装置３５へ固定する方向に働く。

搬送コイル１０２は、図３の紙面手前から奥で、感光体ドラム３２等の軸方向に渡って、トナーを搬送するコイル部を有している。搬送コイル１０２まで運ばれたトナーは、搬送コイル１０２のコイル部によって軸方向に搬送され、クリーニング装置３５の外部へと運ばれる。

クリーニング装置３５は、このような過程を経てクリーニングブレード１００に堆積するトナーを、搬送コイル１０２より外部へと排出している。

羽根部１０１ａの形状は、回収羽根１０１の軸方向から見て長方形型の形状としたが、トナーを回収し、仕切部材１０３に当接する側の先端を仕切部材１０３に当接する側へ突出させた、突起部１０１ｃと反対方向に延びるＬ字形状や、２段階に曲げた形状としてもよい。これにより、感光体ドラム３２から回収したトナーを羽部部１０１ａ上に保持する保持力を高める事ができる。

本発明では、感光体ドラム３２と回収羽根１０１を非接触にしており、羽根部１０１ａの回転領域内に感光体ドラム３２が配置されていない。感光体ドラム３２と回収羽根１０１が接触する事により、より確実にトナーの回収ができるものの、両者の接触が振動を引き起こし、ショックジター等の画像形成不良を引き起こしてしまう。このため、感光体ドラム３２と回収羽根１０１を非接触とする事により、振動の発生および画像形成不良を防止している。

また、仕切部材１０３を可撓性を有するゴム材などで構成することにより、仕切部材１０３と回収羽根１０１の接触による振動を軽減し、上記の画像形成不良を防止している。

さらに、回収羽根１０１の羽根部１０１ａを可撓性を有する物質で構成することで、仕切部材１０３と回収羽根１０１の接触による振動をより軽減することができる。ただし、羽根部１０１ａは、堆積したトナーを回収してその表面に担持して運搬する必要があり、一定の剛性が同時に求められる。

また仕切部材１０３は、前述のように、羽根部１０１ａとの接触時にたわみ、羽根部１０１ａからの押圧が解除される事で元の形状に戻り、表面のトナーを搬送コイル１０２側へ弾き飛ばしている。このため、一定の可撓性を有する必要がある。

本発明では、羽根部１０１ａをＰＥＴシートで構成し、羽根部１０１ａの剛性を仕切部材１０３よりも高く設定している。仕切部材１０３には、ポリウレタンシートを用いる事も可能である。

回収羽根１０１に代えて、ブラシ形状のローラによってトナーを回収することも可能である。ブラシを用いることによりクリーニングブレード１００に堆積したトナーの回収効率は上がる。しかし、回収したトナーがブラシから離れにくくなる等の課題もあり、本発明の実施形態の構成がより望ましい。また、回収羽根１０１の先端にのみブラシあるいは発泡材を用いる事により、トナーの回収効率を上げる事も可能である。また、回収羽根１０１の先端がブラシあるいは発泡材であることで、先端が感光体ドラム３２に接触してもショックジターの発生を抑制できる。

図４に本発明の第二実施形態のクリーニング装置を示す。
第一実施形態のクリーニング装置が感光体ドラム３２の上方に配置されたのに対して、第二実施形態のクリーニング装置は、感光体ドラム３２の左右方向（図では左方向）に配置される。

第二実施形態の配置では、搬送コイル１０２を回収羽根１０１の下方に配置する事ができる。搬送コイル１０２を下方に配置する事で、重力落下によって回収羽根１０１から搬送コイル１０２へトナーを回収しやすくなり、より効率的にトナーの回収ができる。

これは、仕切部材１０３の上方に回収羽根１０１が配置される事で、回収羽根１０１からトナーが落下する落下領域に対して、落下するトナーを受ける仕切部材１０３の占める領域が広がる為である。

図５に示すように、回収羽根１０１の回転領域Ｄに対して、トナーが落下する落下領域Ｄ０は、領域Ｄの左半円の領域で示される。そして、落下領域Ｄ０に対して、第一実施形態の仕切部材Ｅ１および第二実施形態の仕切部材Ｅ２の、落下したトナーを受け取ることのできる領域を比較すると、仕切部材Ｅ１は、図５の左右方向において、回転軸１０１ｄを超えず、回転軸１０１ｄとの間に範囲Ｄ１の隙間を有するのに対して、仕切部材Ｅ２は、回転軸１０１ｄを超えて配置され、かつ、落下領域Ｄ０の下方に配置されており隙間を有しない。このため、仕切部材Ｅ２の方が、回収羽根１０１から落下するトナーをより確実に回収する事ができる。

搬送コイル１０２の真横に回収羽根１０１が配置され、仕切部材１０３を回収羽根１０１に対して接触させる第一実施形態の構成では、仕切部材１０３の長さに制約があり、回転軸１０１ｄの方まで仕切部材１０３を伸ばすことができず、範囲Ｄ１の隙間を生む。
これに対して、回収羽根１０１が搬送コイル１０２の上方に配置される第二実施形態の構成では、上記の様な制約がなく、仕切部材１０３を長くして、落下するトナーを受け取る事ができる範囲を広げ、より確実にトナーを回収できる。

また、第一実施形態のクリーニング装置のように、クリーニング装置３５が感光体ドラム３２の上方に配置された構成においても、搬送コイル１０２を回収羽根１０１の下方に配置する事は可能である。しかし、回収羽根１０１に感光体ドラム３２表面上のトナーを回収させる為に、回収羽根１０１を感光体ドラム３２に近接して配置する制約がある。このため、上記の構成を実現するためには、搬送コイル１０２を小さくし、第一実施形態の回収羽根１０１と感光体ドラム３２の間に配置できる大きさにする、あるいは、回収羽根１０１を大きくし、回収羽根１０１と感光体ドラム３２を近接させた状態でも、搬送コイル１０２を配置できるだけの隙間を両者間に設ける、といういずれかの変更が必要となる。しかし、前者では搬送コイル１０２の搬送能力不足、後者では、クリーニング装置３５の大型化という問題が発生してしまう。このため、クリーニング装置３５が感光体ドラム３２の左右方向に配置された構成において、搬送コイル１０２を回収羽根１０１の下方に配置する構成にすることがより好ましい。

第二実施形態のクリーニングブレード１００は、ブレードホルダ１０５によって保持されている。仕切部材１０３を、ブレードホルダ１０５によって保持させる構成にすることも可能であり、筐体１０４の側に仕切部材１０３を保持する構成を設ける必要がないため、レイアウトの選択肢が広がり、装置の小型化も可能となる。

ここで、本発明の新たな課題について説明する。
感光体ドラム３２表面上からクリーニングブレード１００によって取り除かれる物質としては、トナー以外に記録用紙の紙粉がある。紙粉はナノレベルの非常に小さい粒子であるため、紙粉単体ではクリーニングブレード１００の間をすり抜けて下流に流れ込みやすい。この時、クリーニングブレード１００先端にトナーが堆積することにより、トナーによって紙粉がせき止められるという効果がある。仮に、紙粉がクリーニングブレード１００をすり抜けて下流の帯電ローラ３３に多量に付着すれば、帯電不良によって画像形成不良を引き起こすことがある。

本発明の実施形態の様にクリーニング装置３５を配置して、クリーニングブレード１００の先端に堆積したトナーを除去する場合、クリーニングブレード１００の先端にトナーが堆積することによる画像形成不良は防げるものの、前述の様な問題が起きる可能性がある。特に、感光体ドラム３２の軸方向両端では画像形成がほとんど行われず、トナーが表面に直接担持されないため、この様な問題が起きやすい。以下の実施形態で、これらへの対策を行ったクリーニング装置３５について説明する。

図６は本発明の回収羽根の第三の実施形態について示した図である。
第三実施形態の回収羽根１０１は、羽根部１０１ａの軸方向両端が保持部１０１ｂよりも長く、羽根部１０１ａの軸方向両端が保持部１０１ｂによって支持されていない構成をしている。

羽根部１０１ａの両端が保持部１０１ｂに支持されていないことにより、羽根部１０１ａがクリーニングブレード１００の先端に堆積したトナーを掻き取る際に、羽根部１０１ａの両端がトナーに押されてたわむ。羽根部１０１ａの両端部のたわみにより、トナーが羽根部１０１ａの軸方向の両端（つまり、感光体ドラム３２の軸方向両端）に誘導される。この際に、保持部１０１ｂの全幅は、クリーニングブレード１００よりも短く設定される。これにより、羽根部１０１ａの両端のたわみによって、トナーをクリーニングブレード１００の端部の側へ誘導する事ができる。

トナーが軸方向の両端へ誘導されることにより、トナーの不足しやすい感光体ドラム３２の軸方向両端部へトナーが供給され、紙粉のすり抜けを防止できる。保持部材１０１ｂの幅は、羽根部１０１ａよりも短く、感光体ドラム３２の軸方向の画像形成領域と同じか、それより広い構成であれば望ましい。

図６の実施形態では、羽根部１０１ａの両端が保持部１０１ｂによって保持されない構成としたが、片側だけ保持されない構成としてもよい。搬送コイル１０２は、搬送されてきたトナーを軸方向に搬送するため、搬送方向の下流には十分なトナーが流れ込んでいる。このため、搬送コイル１０２の搬送方向下流側では、回収羽根１０１等に間接的にトナーが付着しやすくなっているため、感光体ドラム３２やクリーニングブレード１００にも同様に一定量のトナーが付着し、前述の様な紙粉がすり抜ける問題が起きにくい。このため、搬送コイル１０２の搬送方向上流側だけ、羽根部１０１ａが保持部１０１ｂに保持されない構成とすることが可能である。

また、図７に示すように、保持部１０１ｂに保持されていない羽根部１０１ａの端部の部分のみを、羽根部１０１ａの他の部分より薄肉にする、面取りする等して、たわみやすくする構成にしてもよい。

図８は本発明の回収羽根の第四実施形態について示した図である。
第四実施形態の回収羽根１０１は、保持部１０１ｂに螺旋形状の羽根部１０１ａが取り付けられた構成をしている。第四実施形態の回収羽根１０１は、クリーニングブレード１００から掻き取ったトナーを、搬送コイル１０２の方向（図２の矢印Ｚの方向）へ搬送すると同時に、螺旋形状の羽根部１０１ａの回転によって軸方向へ搬送する。また、羽根部１０１ａをＰＥＴやウレタン等の可撓性を有する物質で構成することにより、跳ね上げ効果によって軸方向の端部へトナーを運ぶことができる。ただし、ＡＢＳや金属などの硬質材料で構成してもよく、この場合には回収羽根１０１の一体成型が可能である。

羽根部１０１ａの軸方向の搬送は、搬送コイル１０２のトナーの搬送方向とは逆方向で、搬送コイル１０２の搬送方向上流側へトナーを搬送する。これにより、前述の様に、トナーが不足する搬送コイル１０２の搬送方向上流側にトナーを供給することができ、紙粉のすり抜けが防止できる。

搬送コイル１０２に関しては、図９に示すように、コイルの螺旋のピッチを軸方向で不均一にしてもよい。トナーが不足しやすい搬送方向の上流側１０２ａだけピッチを狭める事で、搬送コイル１０２の搬送方向上流側にもトナーが残りやすい構成にすることができる。また、第四実施形態の様に搬送コイル１０２を軸方向に渡って螺旋形状にする以外に、上流側１０２ａにパドル部材を設け、搬送コイル１０２のその部分だけ搬送コイル１０２の方向（図２の矢印Ｚの方向）の搬送力を有する構成とすることも可能である。

図１０は本発明の回収羽根の第五実施形態について示した図である。
第五実施形態の回収羽根１０１は、羽根部１０１ａの一端のみが傾斜を有する構成をしている。これにより、回収羽根１０１から搬送コイル１０２への搬送力を損なうことなく、傾斜を有した端部のみにトナーを軸方向に搬送する搬送力を持たせる事ができる。実施形態では羽根部１０１ａの片側のみとしたが、両端に傾斜を有する構成としてもよい。

図１１に示す第六実施形態では、搬送コイル１０２が軸方向の中央を境に、トナーを軸方向の両側へ搬送する。軸方向の両側へ搬送されたトナーは、現像装置３４へ再び戻されるか、回収容器によって回収される。両側のトナーをともに現像装置３４へ戻すとしてもよいし、回収容器に回収される構成としてもよい。

軸方向の両側へトナーを搬送する構成により、軸方向の両端でトナーが不足する事を解消できる。搬送方向を逆行させる境界は、軸方向の中央に限らない。例えば、搬送コイル１０２の一端側から軸方向に、搬送コイルの軸方向の長さの３分の１の箇所を境界にして、これを境に互いに反対方向へトナーを搬送するようにしてもよい。また、トナーの高温環境による劣化を考慮し、高温になりやすい側のトナーを回収容器側へ搬送し、熱影響を受けない側のトナーを現像装置３４へ戻す様に両者の境界を設定してもよい。

上記の構成以外に、本発明の第七実施形態として、搬送コイル１０２の正転と逆転を切り換える事により、トナーの搬送方向を切り換える構成が考えられる。この場合、搬送コイル１０２を普段の回転方向と逆方向へ一時的に回転させ、トナーが不足している側の端部へトナーを供給する動作を定期的に行う。

搬送コイル１０２の駆動系が感光体ドラム３２と連動している場合、画像形成時に感光体ドラム３２を逆転させる構成にはできない為、非画像形成時に搬送コイル１０２の逆転動作を行い、不足している側へのトナーの供給を行う。

この場合、感光体ドラム３２の逆転動作を長時間行う事により、トナーが感光体ドラム３２の周辺に飛散するおそれがある為、長時間の逆転動作ができない。

そこで、図１２に示すようなアイドラギア１０６を用いて感光体ドラム３２の回転方向を変更する構成が考えられる。図１２（ａ）の様に、搬送コイル１０２が正転する際には、アイドラギア１０６を介さずに感光体ドラム３２を駆動させる。そして、図１２（ｂ）に示すように、アイドラギア１０６を間に介する事により、感光体ドラム３２を正転させながら、搬送コイル１０２を逆転させることができる。
つまり、搬送コイル１０２の側に駆動源がある場合には、搬送コイル１０２の逆転によって感光体ドラム３２が従動して逆転することを防ぎ、感光体ドラム３２の正転を維持できる。そして、感光体ドラム３２の側に駆動源がある場合には、アイドラギア１０６を介する事により、感光体ドラム３２の正転により、搬送コイル１０２を逆転する方向へ回転するようにできる。

アイドラギア１０６を用いる事により、感光体ドラム３２と搬送コイル１０２が連動する構成であっても、搬送コイル１０２を長時間逆転させることが可能である。

アイドラギア１０６を連結させる方法としては、バネ１０７によって当接される感光体ドラム３２と搬送コイル１０２を、アクチュエータ等の駆動手段によって両者の連結を一度分離し、アイドラギア１０６を間に噛ませた後に再度連結させる。この分離や連結を画像形成時に行えば、感光体ドラム３２への負荷変動によって画像の濃度ムラ等の不具合が発生する為、非画像形成時や画像形成の合間に行う事が望ましい。

なお、アイドラギア１０６には摩擦車を用いてもよい。また、正転時には、アイドラギア１０６が、感光体ドラム３２と搬送コイル１０２の間に設けられたスペースへ入り込む構成としてもよい。これにより、感光体ドラム３２と搬送コイル１０２を分離する構成が不要となる。

搬送コイル１０２の逆転動作は、画像形成装置１の起動時や初めて画像形成動作を行う際、そして印刷する記録用紙に対する画像の割合が少ない印刷が連続した時等の、トナーがクリーニングブレード１００に十分に付着していない場合や、高温高湿、低温環境等のトナーのすり抜けが起きやすい極端な環境下で行うと、より効果的である。また、画像形成累計時間が所定以上になった場合に、定期的に逆転動作を行う様にしてもよい。
環境温度の測定や画像形成される記録用紙に対する画像占有率、画像形成の累計時間を検知する事により、上記の条件を判断し、搬送コイル１０２の逆転動作のタイミングを決定する構成にすることも可能である。

図１３に本発明の第八実施形態の構成を示す。第八実施形態のクリーニング装置では、感光体ドラム３２等の軸方向において、仕切部材１０３の長さが回収羽根１０１に比べて短く、回収羽根１０１の軸方向の両端の対応する位置に、仕切部材１０３が配置されていない。その他の構成に関しては、第一実施形態と同様の為、説明は省略する。

仕切部材１０３の両端を短くすることにより、この部分で回収羽根１０１から運ばれてきたトナーの一部が、搬送コイル１０２まで運ばれずに再び感光体ドラム３２表面上またはクリーニングブレード１００へと戻される。これにより、上記のトナー不足を解消する事ができる。なお、図１３では仕切部材１０３の両方向の長さを短くしたが、搬送コイル１０２の軸方向のトナー搬送方向の上流側だけを短くしてもよい。

図１４に本発明の第九実施形態の構成を示す。第九実施形態では、図１４（ａ）に示すように、仕切部材１０３が軸方向の両側に壁部１０３ｃを有する。壁部１０３ｃを設ける事により、トナーが回収羽根１０１から仕切部材１０３へ移される際に、壁部１０３ｃが壁になって、軸方向の両端部でトナーの搬送が妨げられ、その一部が感光体ドラム３２表面上またはクリーニングブレード１００へ戻される。これにより、感光体ドラム３２の軸方向両端でのトナー不足が解消される。なお、軸方向の両端部を完全に壁部１０３ｃで覆ってしまうと、両端部でのトナーの回収が完全に行われなくなるため、壁部１０３ｃの軸方向外側に壁部１０３ｃを配置しない部分を設けている。

壁部１０３ｃの高さは適宜変更可能であり、また壁部１０３ｃを設ける場所は軸方向の両端に限らず、片側でもよいし、紙粉の発生しやすい感光体ドラム３２上の対応する位置に設けてもよい。

本発明の第十実施形態では、回収羽根１０１の駆動方法を変更する事により、クリーニングブレード１００の両端にトナーを一定量保持し、紙粉のすり抜けを防止する。

図１５に示す本発明の第十実施形態の回収羽根１０１の駆動機構は、接触部１０８ａを有するパドル１０８と、５つの突起１０９ａを有し、回収羽根１０１の回転軸１０１ｄの同軸上に設けられた伝達ギア１０９とを備える。図の点線に示す様に、パドル１０８は回転軸１０８ｂを中心に方向Ｚ１へ回転可能に、伝達ギア１０９は回転軸１０１ｄを中心に矢印Ｚ２の方向へ回転可能にそれぞれ設けられる。

パドル１０８は、駆動装置により駆動され、回転軸１０８ｂを中心に矢印Ｚ１の方向へ回転する。回転するパドル１０８は、接触部１０８ａの部分で伝達ギア１０９と接触する。すなわち、パドル１０８が回転し、接触部１０８ａが伝達ギア１０９側を移動する際に、接触部１０８ａがいずれかの突起１０９ａに衝突する。

接触部１０８ａが突起１０９ａに衝突する事により、パドル１０８の回転力が伝達ギア１０９に加えられ、伝達ギア１０９は、回転軸１０１ｄを中心に矢印Ｚ２の方向へ回転する。そして、回転軸１０１ｄの回転によって、伝達ギア１０９と同軸上の回収羽根１０１が、回転軸１０１ｄを中心に回転する。

パドル１０８および伝達ギア１０９の回転は、図１６に示す様に、パドル１０８が一定速度で回転するのに対して、伝達ギア１０９は、接触部１０８ａが突起１０９ａに衝突する時にだけその駆動力を伝達されるため、間欠的な回転をする。このため、回収羽根１０１は、回転軸１０１ｄを中心に間欠的に回転する。

回収羽根１０１を等速で連続的に回転させる場合と、第十実施形態の様に回収羽根１０１を間欠的に回転させる場合において、その表面に保持する除去物の単位時間当たりの搬送力を同程度に調整する場合、第十実施形態の回転方法では、等速での回転に比べて回収羽根１０１が回転する時間を短くなり、その分、回転時の回転速度を速くすることになる。

つまり、回収羽根１０１の単位時間当たりの搬送量を変更することなく、その搬送速度のみを速くすることができる。このため、例えば、第十実施形態の回収羽根１０１の駆動機構を用いて、第四実施形態の螺旋形状の様に、軸方向に搬送力を有する回収羽根１０１を駆動させた場合、回収羽根１０１の単位時間当たりの搬送量を変更することなく、回収羽根１０１の搬送速度（つまり、回転軸１０１ｄの回転速度）を速くする事ができ、回収羽根１０１の軸方向の搬送力を向上させる事ができる。

上記の構成により、回収羽根１０１の軸方向端部にトナーを十分に供給する事ができ、それに対向するクリーニングブレード１００の軸方向端部のトナー不足を解消できる。このため、前述したクリーニングブレード１００の軸方向端部のトナー不足による紙粉のすり抜けを防止できる。

なお、一例として、第十実施形態の回収羽根１０１の駆動機構と組み合わせる回収羽根１０１を第四実施形態のものとしたが、回転軸１０１ｄの回転によりその軸方向に搬送力を有する回収羽根１０１であればよく、第五、第六、第七実施形態の回収羽根１０１にも適用可能であることはもちろんである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すモノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
また、本発明に係るクリーニング装置は、感光体ドラム３２を清掃するものとしたが、中間転写ベルトを清掃するクリーニング装置等にも適用可能である。

１ 画像形成装置
３２ 感光体ドラム（被清掃部材）
３５ クリーニング装置
１００ クリーニングブレード（クリーニング部材）
１０１ 回収羽根（回収部材）
１０１ａ 羽根部（搬送部）
１０１ｂ 保持部
１０１ｃ 突起部
１０２ 搬送コイル（搬送部材）
１０３ 仕切部材
１０３ｃ 壁部

特開２００４−１０１８１６号公報

Claims (14)

1. 表面移動する被清掃部材と、被清掃部材の表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材によって除去された除去物を外部に搬送する搬送部材と、回転可能に構成され、前記除去物をその表面に担持して、除去物を前記搬送部材の側へ搬送する回収部材とを備えたクリーニング装置において、
   前記回収部材は、除去物を担持して搬送する搬送部と、それを保持する保持部と、前記搬送部よりも前記回収部材の回転方向上流側へと伸びる突起部とを有し、
   前記除去物を前記回収部材から前記搬送部材へ案内する仕切部材を備え、前記仕切部材は、その一端側を回転する回収部材の側へ向け、他端側を前記搬送部材の方に向けて配置され、前記回収部材の回転運動により、回収部材の前記搬送部および突起部が前記仕切部材に接触し、
   前記搬送部と前記保持部は、共に被清掃部材の軸方向に渡って配置され、搬送部は軸方向の少なくとも一端部が前記保持部よりも長いことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記搬送部材は、前記除去物を前記軸方向に搬送する搬送力を有し、
   前記搬送部材は前記除去物の搬送方向を切り換える境界を有し、前記境界を境にしてそれぞれの側で、前記搬送部が軸方向の一方向、および軸方向の他方向の、それぞれの方向へ搬送を行う請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記搬送部材は、前記除去物を前記軸方向に搬送する搬送力を有し、
   前記搬送部材の軸方向の搬送方向が、軸方向の一方向とこれと反対方向である他方向との切り換えが可能である請求項１記載のクリーニング装置。
4. 表面移動する被清掃部材と、被清掃部材の表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材によって除去された除去物を外部に搬送する搬送部材と、回転可能に構成され、前記除去物をその表面に担持して、除去物を前記搬送部材の側へ搬送する回収部材とを備えたクリーニング装置において、
   前記回収部材は、除去物を担持して搬送する搬送部と、それを保持する保持部と、前記搬送部よりも前記回収部材の回転方向上流側へと伸びる突起部とを有し、
   前記除去物を前記回収部材から前記搬送部材へ案内する仕切部材を備え、前記仕切部材は、その一端側を回転する回収部材の側へ向け、他端側を前記搬送部材の方に向けて配置され、前記回収部材の回転運動により、回収部材の前記搬送部および突起部が前記仕切部材に接触し、
   前記搬送部と前記保持部は、共に被清掃部材の軸方向に渡って配置され、前記搬送部が、前記除去物を前記軸方向に搬送する搬送力を有し、
   前記搬送部の軸方向の搬送方向が、前記搬送部材の搬送方向と逆方向であることを特徴とするクリーニング装置。
5. 前記仕切部材は可撓性を有し、前記回収部材の回転運動によって回収部材と接触して回収部材から押圧されてたわむ請求項１から４いずれか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記仕切部材はクリーニング装置の筐体に固定され、前記の回収部材から仕切部材への押圧力が、仕切部材が前記筐体へ押圧される方向へ働く請求項５記載のクリーニング装置。
7. 前記回収部材は、前記被清掃部材の表面移動方向と逆の方向へ回転する請求項１から６いずれか１項に記載のクリーニング装置。
8. 前記回収部材は前記被清掃部材に非接触である請求項１から７いずれか１項に記載のクリーニング装置。
9. 前記仕切部材の剛性が前記回収部材の剛性よりも低い請求項１から８いずれか１項に記載のクリーニング装置。
10. 前記仕切部材の軸方向の一部に、前記除去物を前記回収部材から前記搬送部材へ案内することを妨げる壁部を有する請求項１から９いずれか１項に記載のクリーニング装置。
11. 前記回収部材の回転運動が間欠的に行われる請求項１から１０いずれか１項に記載のクリーニング装置。
12. 請求項１から１１いずれか１項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。
13. 請求項３記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置であって、
    前記軸方向の搬送方向の切り換えを、温度や湿度等の周辺環境、画像形成動作の有無、画像形成を行った記録媒体の画像占有率、画像形成の累計時間等の情報に基づいて行う画像形成装置。
14. 請求項３記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置であって、
    前記軸方向の搬送方向の切り換えを、起動時あるいは最初の画像形成時に行う画像形成装置。

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