(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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扇状の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、
前記弾性ブレードの振動付与時の変位量が前記弾性ブレードの画像形成時の揺れに伴う変位量よりも大きくなるように前記モータの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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部材を当接し、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】
残留トナーの清掃方法は、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51ａ部分を当接し、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51ａ部分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51ａ部分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51ａ部分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。
【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】
本発明は従来の前記課題を解決するものであり、その目的は、ブレードに凝集し、成長した残留トナーを除去するのに充分な振動を入力することにより、ブレードのエッジ部分に凝集した残留トナーを除去し、画像不良の発生しない品質の高い装置を提供することである。
【００１２】
【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の代表的な構成は、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扇状の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、前記弾性ブレードの振動付与時の変位量が前記弾性ブレードの画像形成時の揺れに伴う変位量よりも大きくなるように前記モータの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、弾性ブレードのエッジ部分に凝集した残留トナーを除去し、画像不良の発生しない品質の高い装置を提供することができる。
【００１４】
また、低稼動音・低消費電力・ロングライフな装置を提供できる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
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、その周囲には、感光体ドラム４に作用するプロセス手段が配置されている。即ち、前記プロセス手段として、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。
【００１９】
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。
【００２０】
（クリーニング装置）
次にクリーニング装置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、加振手段としての複数個のモータユニット30で構成されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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状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。
【００２８】
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動作させてフレーム20を介してブレード部材22に振動を付与するように構成している。
【００２９】
ここで、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。
【００３０】
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（樹脂製カバー）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は制御手段としての制御回路34と接続されている。
【００３１】
前記のように、モータ32には扇形の錘33が取り付けられているため、制御回路34によりモータ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。
【００３２】
このように、複数個のモータユニット30内に含まれるモータ32（後述）を動作させてフレーム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のエッジ部分より画像不良になる前の残留トナーの凝集塊を除去している（図３(d)参照）。
【００３３】
また、画像形成時において、前記フレーム20もしくはブレード部材22は感光体ドラム４の回転振れ、表面物性や、その他の外力により常時微妙に揺れている。このため、凝集塊はブレード部材22のエッジ部分には完全密着していない。
【００３４】
この時、バイブレーションモータ32を導通制御させ、ブレード部材22のエッジ部分にできた凝集塊を取るには、前記フレーム20を必要以上に加振させる必要は無い。むしろ必要以上に強く加振させ、ブレード部材22を振動させると凝集塊（廃トナー）が飛散する恐れがある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、モータ動作時の前記フレーム20もしくはブレード部材22の振動が、画像形成中の前記フレーム20もしくはブレード部材22の振動よりも大きくなるように構成されている。
【００３６】
前述の振動を定量化するには一般的に加速度や変位などで表されるが、本出願人らが検討したところ、バイブレーションモータ動作時のフレーム20もしくはブレード部材22の加速度は、画像形成中のフレーム20もしくはブレード部材22の加速度よりも10倍程度大きくすれば充分な除去性能があることがわかった。すなわち、画像形成時のブレード周りの加速度は1.0±0.5m/sec2程度の値を示している。この程度の加速度ではブレードエッジ部には凝集トナーが成長していく。凝集・残留トナーの高さが１mm以上でかつ幅２mm以上で画像不良を生じることも確認されており、この凝集・残留トナーを除去するには、前記加振手段（モータユニット30）によりブレード部材22を振動させ、ブレード周りの加速度を10m/sec2程度の加速度が必要であった。
【００３７】
このように、感光体ドラム４に当接するブレード部材22を取り付けるフレーム20に複数個のモータユニット30を設け、このモータユニット30から発せられる振動によって振動させられるブレード周りに、必要最低限の振動量を入力することで、ブレード部材のエッジ部分に凝集した残留トナーを除去し、画像不良の発生しない品質の高い画像形成装置を提供することができる。
【００３８】
また、必要最低限の振動量が定義されたため、低稼動音・低消費電力・ロングライフな画像形成装置を提供できる。
【００３９】
尚、本実施形態では、前記振動を加速度で定義したが、これに限定されるものではなく、前記振動を変位で定義しても良い。このときも本出願人らの検討によると、画像形成時のブレード周りの変位は数ミクロン程度あるが前記加振手段による変位を10倍程度にすることにより充分な除去性能が認められている。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、弾性ブレードのエッジ部分に凝集した残留トナーを除去し、画像不良の発生しない品質の高い装置を提供することができる。
【００４１】
また、低稼動音・低消費電力・ロングライフな装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の模式構成説明図
【図２】クリーニング装置の断面説明図
【図３】ブレード部材と感光ドラムの要部拡大説明図
【図４】モータユニットの配置説明図
【図５】モータの加振構成説明図
【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
【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    …スクイシート
26    …ブレードホルダ
27    …シャフト
28    …シャフト
29    …引っ張りバネ
30    …モータユニット
31    …ケース
32    …モータ
33    …錘
34    …制御回路
【図１】
0003689652.tif 000002
【図２】
0003689652.tif 000003
【図３】
0003689652.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003689652.tif 000007