(57)【要約】【課題】簡単な構成でクリーニング装置のブレード部材の振動を抑制する。【解決手段】感光体ドラム２の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置５である。感光体ドラム２の表面と接触してトナーを除去するブレード部材５０と、ブレード部材５０上に着接され、導体の平板で構成された導体平板５４と、導体平板５４を厚み方向に貫通する磁場を発生する磁石５６とを備える。導体平板５４は、ブレード部材５０の長手方向にわたって配置でき、磁石５６には、ブレード部材５０の短手方向での磁束密度分布の変化を大きくする透磁性部材５７を配置したり、ブレードホルダ５３に磁場を長手方向に分布させるヨーク部材５８を配置することができる。【選択図】図１
2014142608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であって、
前記像担持体の表面と接触して前記トナーを除去するブレード部材と、
前記ブレード部材上に着接され、導体の平板で構成された導体部材と、
前記導体部材を厚み方向に貫通する磁場を発生する磁石と、
を備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記平板は、前記ブレード部材の長手方向にわたって配置されていることを特徴とする請求項１のクリーニング装置。
【請求項３】
前記磁石は、前記ブレード部材の短手方向に磁束密度分布の勾配を持つ磁場を発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記磁石の周辺に、前記ブレード部材の短手方向の磁束密度分布の勾配を大きくする軟磁性体を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記ブレード部材の両端部に、前記磁石が発生する前記磁場を長手方向に分布させ、かつ短手方向に磁束密度の勾配を大きくする軟磁性体を設けたことを特徴とする請求項２のクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、前記クリーニング装置でクリーニングされる前記像担持体とを少なくとも備え、一体に取り付け取り外し可能に構成されたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、前記クリーニング装置でクリーニングされる前記像担持体とを備え記録媒体に画像を記録する作像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６に記載のプロセスユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置、クリーニング装置を備えるプロセスユニット、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体上に形成された静電潜像上にトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を転写材上に転写して印刷物を形成する。一方で、転写しきれず像担持体上に残存したトナーについては、ブレード部材（クリーニングブレード）を像担持体表面に接触させて除去する。また、ブレード部材と像担持体間との接触状態を安定させるために、粉体状の潤滑剤を像担持体表面に導入し、ブレード部材と同様のブレード部材（塗布ブレード）を像担持体に接触させることで像担持体表面に潤滑剤を塗布することも行われている。
【０００３】
このような場合、ブレード部材が振動を起こし、この振動がブレード部材を保持するブレードホルダの振動を引き起こし、騒音を発生させることがあり、これを防止することが画像形成装置の設計上の課題となっている。この騒音対策として、設計時にブレードホルダ上に錘を備え付ける、あるいはブレードホルダの構造を変更することでブレードホルダの固有振動数を変化させ、騒音の発生を抑制することが行われる。
【０００４】
特許文献１には、振動騒音を防止する目的で、ブレードホルダ上の振動を検出する手段と、ブレードホルダ上に弾性体を接触させる機構を備えたクリーニング装置について開示されている。このクリーニング装置は、ブレードホルダ上の振動を検知し、その振動の振幅スペクトルを測定しておき、その振幅スペクトルがあらかじめ設定されたある閾値を越える振動が発生した際には、移動接触手段を制御してブレードホルダ上に弾性体を接触させることにより、振動を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の騒音対策では、設計時に発生することが分かっているような騒音に対しては対策を講じることができるが、時間を経過することで発生する騒音に対しては対策を講じることが難しい。このような場合、ブレードホルダ等の部品を追加する、あるいは部品を交換するなどの対策を人の手で行う必要がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載のものにあっては、ＦＦＴアナライザや移動手段の制御機構といった制御系、弾性体を接触させるための機械的な移動手段を必要とするため、機構が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上述の点にかんがみてなされたものであり、簡単な構成でブレード部材の振動を抑制することができるクリーニング装置、プロセスユニット、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るクリーニング装置は、像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であって、前記像担持体の表面と接触して前記トナーを除去するブレード部材と、前記ブレード部材上に着接され、導体の平板で構成された導体部材と、前記導体部材を厚み方向に貫通する磁場を発生する磁石と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブレード部材の振動を、複雑な制御系等を必要とせずに自動的に低減し、ひいてはクリーニング部材の挙動を安定化させ、クリーニング性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】同画像形成装置のプロセスユニットの概略構成図である。
【図３】同画像形成装置のクリーニング装置を示す斜視図である。
【図４】同クリーニング装置のブレード部材に配置した磁石から発生する磁場の分布状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る画像形成装置のクリーニング装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る画像形成装置のクリーニング装置を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態４に係る画像形成装置のクリーニング装置を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態５に係る画像形成装置のクリーニング装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態６について説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態６において、磁石から発生した磁場のブレードホルダの周囲での分布状態とブレードホルダの振動の際の変形状態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態７について説明するための図である。
【図１２】本発明の実施形態７において、ブレードホルダを貫く磁束線を放射状にし、垂直方向に磁束密度の勾配を持たせた場合の磁束線分布を示す図である。
【図１３】同ブレードホルダ５３を貫く垂直方向の磁束密度に勾配を持たせる手段の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態８について説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態９について説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態９について説明するための図である。
【図１７】本発明の実施形態６について説明するための図である。
【図１８】本発明の実施形態６について説明するための図である。
【図１９】本発明の実施形態１１について説明するための図である。
【図２０】本発明の実施形態１１について説明するための図である。
【図２１】本発明の実施形態１１について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態に係るクリーニング装置、プロセスユニット、および画像形成装置について説明する。実施形態に係るクリーニング装置は、像担持体上の残留トナーの除去をするものであり以下の特徴を有する。ブレード部材上に導体の平板を着接し、導体を厚み方向に貫通する磁場を発生させて、ブレードが振動した際に導体を貫く磁束密度に変化し、この時、レンツの法則により移動方向に反発する方向の力を生むための渦電流が発生する。そして、この渦電流でブレード上の導体に振動を抑制する方向のローレンツ力が常に発生し、このローレンツ力によりブレード部材の振動を減衰させる。
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係るクリーニング装置、プロセスユニット、および画像形成装置を図面に基づいて説明する。まず、画像形成装置の概略構成について説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の実施形態１に係る画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は、画像形成装置本体１０内に作像装置として４つのプロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成を備えている。
【００１３】
具体的には、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム２と、帯電装置３と、現像装置４と、クリーニング装置５と、潤滑剤塗布装置６とを備えている。帯電装置３は、感光体ドラム２の表面を帯電させる。現像装置４は、感光体ドラム２上にトナー画像を形成する。クリーニング装置５は、感光体ドラム２の表面を清掃する。潤滑剤塗布装置６は、感光体ドラム２の表面に潤滑剤を塗布する。
【００１４】
また、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋは、画像形成装置本体１０に対して一体的に着脱可能に構成されている。プロセスユニットはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どのような順番で並置してもよい。
【００１５】
画像形成装置本体１０の上部には、各色のトナーを充填したトナーボトル７が設けてある。トナーボトル７内の各色トナーは、図示しないトナー移送管を介して対応する現像装置４へ移送される。各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの下方には、各感光体ドラム２の表面を露光する露光装置８が配置されている。露光装置８からは、各感光体ドラム２へレーザー光が照射される。
【００１６】
また、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの上方には、転写装置９が配置されている。転写装置９は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１１を有する。中間転写ベルト１１は、複数の支持ローラ１２、１３、１４、１５によって張り渡されている。複数の支持ローラ１２、１３、１４、１５のうちの１つが駆動ローラとなっており、その駆動ローラが回転することにより、中間転写ベルト１１は図の矢印に示す方向に走行する。
【００１７】
４つの感光体ドラム２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１６が配置されている。この一次転写ローラ１６は導電性弾性ローラであり、中間転写ベルト１１の裏面から感光体ドラム２に対して押し当てられるように配置されている。この一次転写ローラ１６には一次転写バイアスとしてトナーと逆極性のバイアスが印加されている。各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム２とによって中間転写ベルト１１を挟み込んだ箇所には、一次転写ニップが形成されている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１１の図１中右側の外周面に、二次転写手段としての二次転写ローラ１７が接触している。この二次転写ローラ１７とこれに対向する支持ローラ１２とによって中間転写ベルト１１を挟み込んだ箇所には、二次転写ニップが形成されている。支持ローラ１２には二次転写バイアス用の電源が接続される。支持ローラ１２にトナーと同極性の電圧を印加することで、トナーが中間転写ベルト１１から記録用紙側へ向かう電圧が生じるため、トナー像を記録用紙に転写させることができる。
【００１９】
なお、二次転写ローラ１７を導電性弾性ローラとし、この二次転写ローラ１７に二次転写バイアス用の電源を接続して二次転写ローラ１７にトナーと逆極性の転写バイアスを印加し、中間転写ベルト１１上のトナー像を記録用紙へ二次転写する形態でも差し支えない。また、転写バイアス用の電源のうち、一方を支持ローラ１２に、もう一方を二次転写ローラ１７に接続する構成でも差し支えない。
【００２０】
一次転写工程後、感光体ドラム２の表面には中間転写ベルトに転写しきれなかったトナーがわずかに残留する。感光体ドラム２用のクリーニング装置５は、残留トナーをかき取るための弾性を有する板状のブレード部材５０を備え、ブレード部材５０の先端エッジを感光体ドラム２表面に接触させてクリーニングする。また、中間転写ベルト１１の図中左端の外周面には、中間転写ベルト１１の表面を清掃するベルトクリーニング装置１８が配置されている。
【００２１】
画像形成装置本体１０の下部には、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した給紙トレイ１９や、給紙トレイ１９から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等が設けてある。また、画像形成装置本体１０内には、給紙トレイ１９から上方へ記録用紙Ｐを案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ２０を配置した位置から二次転写ローラ１７を配置した位置に至る途中には、記録用紙Ｐの搬送タイミングを計るための一対のレジストローラ２１が配置されている。
【００２２】
また、二次転写ローラ１７の配置位置の上方には、記録用紙Ｐ上のトナー画像を定着させるための定着装置２２を配置している。さらに、定着装置２２の上方には、画像形成装置本体１０の上面をへこませて形成したストック部２３に記録用紙Ｐを排出するための一対の排紙ローラ２４が配置されている。
【００２３】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの感光体ドラム２が図示しない駆動装置によって図中時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２の表面が帯電装置３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム２の表面には、露光装置８からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。
【００２４】
このとき、各感光体ドラム２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として現像化（可視画像化）される。
【００２５】
中間転写ベルト１１を張架する駆動ローラが回転駆動することにより、中間転写ベルト１１が図の矢印で示す方向に走行する。また、各一次転写ローラ１６に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧、または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１６と各感光体ドラム２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上に順次重ね合わせて転写される。
【００２６】
かくして中間転写ベルト１１はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、トナー画像の転写を終えた各感光体ドラム２の表面にはクリーニング装置５によって各感光体ドラム２の表面に残留するトナーが除去され、その後、潤滑剤塗布装置６によって潤滑剤が塗布される。
【００２７】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ２０の回転を開始し、給紙トレイ１９に収容された記録用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ２１によって一時停止される。その後、レジストローラ２１の駆動を再開し、記録用紙Ｐを、上記中間転写ベルト１１上のトナー画像とタイミングを合わせて、二次転写ローラ１７と中間転写ベルト１１との間の二次転写ニップに送る。
【００２８】
このとき二次転写ローラ１７には、中間転写ベルト１１上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、記録用紙Ｐと中間転写ベルト１１上のトナー画像とが二次転写ニップに到達した際、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１１上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。また、転写後の中間転写ベルト１１上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１８によって除去される。
【００２９】
トナー画像が転写された記録用紙Ｐは定着装置２２へと搬送され、そこでトナー画像が記録用紙Ｐに定着される。その後、記録用紙Ｐは排紙ローラ２４によってストック部２３へと排出される。
【００３０】
以上のように実施形態１に係る画像形成装置は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するほか、４つのプロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成することができる。また、画像形成装置は、２つまたは３つのプロセスユニットを使用して、２色または３色の画像を形成することもできる。
【００３１】
次に各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの構成について説明する。図２はプロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの概略構成図である。以下、図２に基づいて、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの構成を説明する。図２に示すように、帯電装置３は、感光体ドラム２に対向して配置した帯電部材である接触式の帯電ローラ３０と、帯電ローラ３０が感光体ドラム２と対向する面と反対側の面に接触するように配置された帯電クリーニングローラ３１とによって構成されている。
【００３２】
帯電ローラ３０は感光体ドラム２に対して接触式とすることでオゾンの発生を抑制することができる。帯電ローラ３０は感光体ドラム２に対して微小ギャップを開けて対向させてもよく、これにより帯電ローラ３０の表面に対して感光体ドラム２からのトナー等の汚れが付着しにくくなり、帯電ローラ３０の汚れを抑制してその長寿命化が図ることができる。
【００３３】
帯電ローラ３０は、感光体ドラム２に対して直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を行う。ＡＣ帯電を行うことにより、帯電電流が十分に流れ、微小なギャップ変動に起因する帯電電位のバラツキなどの影響が抑制され、均一な帯電により像担持体帯電電位が安定して高画質な画像が得られる。
【００３４】
現像装置４は、現像剤を収容した現像ケース４０と、この現像ケース４０に回転自在に支持され、かつ該現像ケースに形成された開口を通して感光体ドラム２に対向して配置された現像ローラ４１と、を備える。また現像装置４は、現像ローラ４１上の現像剤量を規制する現像ブレード４２と、現像ケース４０内の現像剤を現像ローラ４１に搬送する搬送スクリュー４３とを備える。現像剤としてトナーとキャリアを有する二成分系現像剤を用いている。
【００３５】
クリーニング装置５は、感光体ドラム２上の残留トナーを除去するブレード部材５０と、ブレード部材を保持するブレードホルダ５３と、除去されたトナーを図示しない廃トナーボトルに搬送する廃トナー回収コイル５１とを有する。また、感光体ドラム２の回転方向に対しクリーニング装置５の下流側に潤滑剤塗布装置６が配置されている。感光体ドラム２の回転方向に対して潤滑剤塗布装置６のさらに下流側には、展延ブレード３５が配置されている。
【００３６】
次に、図２を参照して、上記プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの動作について説明する。作像動作が開始されると、感光体ドラム２が図２の時計回りに回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電ローラ３０によって感光体ドラム２が所定の極性に帯電される。また、帯電ローラ３０は、帯電クリーニングローラ３１によって清掃される。その後、図示しない露光装置からの露光によって形成された感光体ドラム２上の静電潜像が現像ローラ４１との対向位置に移動し、そこで現像ローラ４１から静電潜像にトナーが供給される。
【００３７】
詳しくは、図２の反時計回り回転する現像ローラ４１に担持された現像剤は、現像ブレード４２によって所定の厚さに規制された後、現像ローラ４１と感光体ドラム２との間の現像領域に運ばれる。そして、現像剤中のトナーが感光体ドラム２上の静電潜像に静電的に移行して、当該静電潜像がトナー画像として可視像化される。そして、感光体ドラム２上のトナー画像は、感光体ドラム２の上部位置に移動し、ここで中間転写ベルトに転写される。
【００３８】
上記トナー画像が転写された後、感光体ドラム２の表面に残留するトナーはブレード部材５０によって除去され、除去された残留トナーは、廃トナー回収コイル５１によって図示しない廃トナーボトルに搬送される。その後、図２の時計回りに回転するブラシローラ６１によって、感光体ドラム２の表面に潤滑剤が塗布され、塗布された潤滑剤は展延ブレード３５によって感光体ドラム２上に展延される。
【００３９】
次にクリーニング装置５について説明する。図３は実施形態１に係るクリーニング装置を示す斜視図、図４は同クリーニング装置のブレード部材に配置した磁石から発生する磁場の分布状態を示す模式図である。クリーニング装置５のブレード部材５０上に、導体部材である導体平板５４を着接している（着接は、「物理的に固定」していることを意味する。以上及び以下において同じ。）。さらに、磁石５６をブレードホルダ５３に取り付け、磁石５６をブレードホルダ５３の直上に配置する磁石取付部材５５を備える。
【００４０】
これにより、磁石５６で導体平板５４の厚み方向に貫通するような磁場を発生させる。このような構成のクリーニング装置５では、ブレード部材５０が振動した場合、導体平板５４を貫く磁束密度に変化が生じ、この時レンツの法則により、導体平板５４上には、平板の振動による移動を打ち消す方向の渦電流が発生する。これにより、渦電流と磁場の作用によって振動方向に対して逆方向のローレンツ力が生じ、振動方向に反発する方向の力が発生することで、振動を抑制でき振動の減衰を図ることができる。
【００４１】
また、同時にブレード部材５０先端の挙動が安定化されることで、クリーニング性能を高めることにもつながる。導体平板５４については、渦電流を発生させるために導体である必要があり、抵抗の小さい材料を用いた方が、渦電流が大きくなり、ローレンツ力による反発力が大きくなる。磁石５６は一般的な永久磁石でも電磁石であっても差し支えない。
【００４２】
＜実施形態２＞
図５は本発明に係るクリーニング装置の実施形態２に係るクリーニング装置を示す斜視図である。ブレード部材５０は、ブレードの長手方向に一様に振動するのではなく、局所的な振動として発生する場合がある。そこで、実施形態２に係るクリーニング装置では、導体平板５４をブレード部材５０上の長手方向に沿って配置している。これにより、ブレード部材５０のいずれの場所で振動が発生しても振動抑制効果を発揮することができる。この場合、磁石５６を長手方向に複数個設けることが望ましい。
【００４３】
＜実施形態３＞
図６は本発明に係るクリーニング装置の実施形態３に係るクリーニング装置を示す断面図である。ブレード部材５０の振動抑制効果を大きくするには、導体平板５４を貫く磁場の磁束密度分布が、ブレードの短手方向で変化する必要がある。そこで、実施形態３では、図６に示すように、磁石５６から発生する磁場が導体平板５４の厚み方向に集中するようにする。これにより、導体平板５４が振動した際の、導体平板５４上の磁束密度の変化が大きくなり、渦電流の電流密度が大きくなるため、振動の抑制効果を大きくすることができる。
【００４４】
＜実施形態４＞
図７は本発明に係るクリーニング装置の実施形態４に係るクリーニング装置を示す断面図である。前述したように、振動抑制効果を大きくするためには、磁石５６から発生する磁場の磁束密度分布が、ブレードの短手方向で変化するようにすることが望ましい。実施形態４では、磁石５６の周辺に軟磁性体の透磁性部材５７を配置する。
【００４５】
この例では、透磁性部材５７は、磁石５６と磁石取付部材５５との間に設けている。これにより、磁石５６から発生した磁場が軟磁性体である透磁性部材５７に吸い込まれ、ブレード部材５０の短手方向での磁束密度分布の変化を大きくできる。透磁性部材５７は比透磁率の大きい材料を用いることが望ましく、例えばパーマロイ等を使用する。
＜実施形態５＞
図８は本発明に係るクリーニング装置の実施形態５に係るクリーニング装置を示す断面図である。振動抑制を行うためには、ブレードの短手方向に磁束密度の勾配が存在していることが望ましい。一方、導体平板５４がブレードの長手方向に分布している場合には、磁場も長手方向に分布している必要がある。
【００４６】
そこで、軟磁性体で構成されたヨーク部材５８をブレードホルダ５３の長手方向の両端部に備え付ける。これにより、磁場を長手方向に分布させれば、長手方向の全体で振動の抑制効果を得ることができ、同時に、短手方向での磁束密度の勾配を発生させて振動抑制効果を高めることができる。
【００４７】
＜実施形態６＞
図９は、本発明の実施形態６について説明するための図である。本実施形態のクリーニング装置は、像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置である。像担持体の表面と当接してトナーを除去するブレード部材と、ブレード部材を保持するブレードホルダと、ブレードホルダをブレード貼り付け面に対して垂直方向に貫通する磁場を発生させるための磁石を有する。
【００４８】
図示の例では、ブレードホルダ５３の近傍に、磁石５４を設ける。磁石５４により、ブレードホルダ５３をブレード部材５０の貼り付け面に対して垂直方向に貫通する磁場を発生させる。ブレードホルダ５３に振動が発生した場合、垂直方向にブレードホルダ５３が歪曲するため、ブレードホルダ５３を貫く磁束密度に変化が生じる。この時、レンツの法則により、ブレードホルダ５３上に変形を打ち消す方向の渦電流が発生する。これにより、渦電流と磁場の作用によって振動方向に対して常に逆方向のローレンツ力が生じるため、自動で減衰を図ることができる。
【００４９】
ブレードホルダ５３は渦電流を発生させるために電気伝導体で構成される必要がある。ブレードホルダ５３には従来、圧延鋼板等が用いられることが多い。本実施形態でも、そのような従来用いられてきた材料を使用することができる。また、磁石５４は高知の永久磁石や電磁石であっても構わない。磁石５４の設置位置については図示の例ではブレード部材５０がブレードホルダ５３に貼り付けられている面と反対側に設置してあるが、ブレード部材５０の貼り付けられている面側でも構わない。
【００５０】
図１０は、磁石５４から発生した磁場のブレードホルダ５３の周囲での分布状態とブレードホルダの振動の際の変形状態を示す。ブレードホルダ５３による振動騒音が発生する場合、図１０に示すように、ブレード貼り付け面に対して垂直な方向の振動が発生することが分かっている。この際、ブレードホルダ５３が振動すると、振動に応じてブレードホルダ５３を垂直方向に貫く磁場の磁束密度に変化が生じる。これにより、先述したようにレンツの法則から変形を打ち消すような方向の渦電流が発生し、振動は抑制される。図示した振動モードは最も単純な両端支持での一次曲げモードの形状にあたるが、より高次の曲げモードでも垂直方向の変形が主に発生するため、同様に振動の抑制が行われる。
【００５１】
本実施形態の構成の場合、ブレードホルダ５３の振動による変位に対応して自動的にそれを抑制するような力が自動的にブレードホルダ５３に働くことで騒音の抑制を行う。そのため、従来問題となっていたような経時使用に際して騒音が発生した場合に前もって対応ができず、人の手による追加の対策が必要となるが、このようなケースを無くすことができる。また、特許文献１に記載されているような騒音を検知し、振動の抑制手段を取る手法と比較すると、騒音検知や制御系、機械装置等の複雑な構成を必要としない。そのため、簡便な構成で、尚且つ問題となる騒音の周波数等を事前に把握していなくとも騒音抑制を行うことができる。
【００５２】
＜実施形態７＞
図１１は、本発明の実施形態７について説明するための図である。本実施形態のクリーニング装置は、ブレードホルダを貫通する磁場が垂直方向に磁束密度の勾配を持っている。ブレードホルダ５３の振動を効果的に抑制するためには、ブレードホルダ５３上に発生する渦電流を大きくすれば良い。そのためには、ブレードホルダ５３の振動が起こった際にブレードホルダ５３を貫く磁束密度の変化量が大きくなれば良い。そこで、ブレードホルダ５３を貫く磁束線が放射状に分布し、垂直方向に磁束密度の勾配が存在するような構成とすれば、単純に垂直方向の磁場を発生させるよりも振動の抑制効果を高めることができる。
【００５３】
図１２は、ブレードホルダ５３を貫く磁束線を放射状にし、垂直方向に磁束密度の勾配を持たせた場合の磁束線分布を示す図である。この場合、磁石５４の近傍では磁束密度は大きくなり、離れると小さくなる。そのため、ブレードホルダ５３の振動が発生した場合、単純に垂直方向に磁束線が分布している場合よりも、振動が発生した際にブレードホルダ５３を貫く磁束密度の変化量が大きくなる。これにより、振動が発生した際にブレードホルダ５３上に発生する渦電流が大きくなる。それに伴いブレードホルダ５３に対して発生するローレンツ力も大きくなるため、より大きな振動抑制効果を得ることができる。
【００５４】
図１３に示すように、ブレードホルダ５３を貫く垂直方向の磁束密度に勾配を持たせる手段として、磁石５４の両磁極をブレードホルダ５３の長手方向と平行方向になるように配置することも考えられる。このような配置の場合、ブレードホルダ５３の長手方向に対して磁束の広がりが大きくなり、ブレードホルダ５３が振動した際にブレードホルダ５３を貫く垂直方向の磁束密度の変化が大きくなるため、振動の抑制効果が大きくなる。
【００５５】
＜実施形態８＞
図１４は、本発明の実施形態８について説明するための図である。本実施形態のクリーニング装置は、ブレードホルダ上に電気伝導体の構成部材が着接されている。既述の本発明の基本的な構成では、ブレードホルダ５３上に渦電流を発生させることで振動の抑制効果を得ている。しかし、振動の抑制効果をより高めるために、ブレードホルダ５３上に更に電気伝導体の構成部材５５を着接させることも考えられる。渦電流による振動の抑制効果を高めるためには、渦電流を大きくするために着接させる電気伝導体の電気抵抗率を小さくする方が良い。また、渦電流が導体上を流れることで抵抗熱が発生すると、画像形成装置の機内温度の上昇に繋がる可能性がある。画像形成装置のプロセス上、不要な機内温度の上昇は避けられるべきであり、このような観点からも電気伝導体は抵抗率を小さくすることが望ましい。このように電気伝導体の物性を最適化することで、振動の抑制効果をより高めることができる。具体的には、ブレードホルダ５３に一般的に用いられる圧延鋼板等よりも電気抵抗率の小さい材料として、銀、銅、金、亜鉛、黄銅、アルミニウム等を使用することが考えられる。
【００５６】
＜実施形態９＞
図１５、図１６は、本発明の実施形態９について説明するための図である。本実施形態のクリーニング装置は、ブレードホルダの所定の振動モードで振幅が大きい位置に、構成部材が着接されている。ブレードホルダ５３の振動が問題になる場合、シミュレーションなどから問題となる振動モードの形状を求めることができる。本実施形態では、振動モードの形状に関わらず振動の抑制効果を得ることができる。特に特定の振動モードに対する抑制を考える場合、振動モードの腹にあたる最も垂直方向の変位が大きい部分に電気伝導体による構成部材５５を取り付けることが考えられる。このような部分では振動が発生した際の変位が大きくなる。そのため通過する磁場の磁束密度の変化量も大きくなり、特定の振動モードに対してより大きな振動抑制効果を得ることができる。
【００５７】
＜実施形態１０＞
図１７、図１８は、本発明の実施形態１０について説明するための図である。本実施形態のクリーニング装置は、磁石の周囲に、垂直方向の磁束密度の勾配を大きくするために軟磁性体が設けられている。より大きな振動抑制効果を得るためには、磁石５４から発生する磁場の磁束線分布を放射状にし、垂直方向に磁束密度の勾配を持たせることが効果的である。この勾配が大きいほど、振動が発生した際にブレードホルダ５３を貫く磁束密度の変化が大きくなり、振動の抑制効果を高めることができる。そこで、図１７のように、磁石５４の近傍に軟磁性体５９を設け、磁場の吸い込みを発生させることで磁場の分布をコントロールし、垂直方向の磁束密度の勾配を大きくすることが考えられる。これにより、振動の抑制効果を高めることができる。軟磁性体５９としては、磁場の吸い込みを大きくするため、大きな比透磁率を有する部材を使用することが理想的である。具体的にはパーマロイやフェライト等を使用することが考えられる。
【００５８】
また図１８に示すように、複数の磁石５４に共通するようにブレードホルダ５３の長手方向に亘って軟磁性体５９を設けることで磁束密度の勾配を大きくすることができる。軟磁性体５９はブレードホルダ５３の長手方向に亘って併設する形態でもよい。この場合、軟磁性体５９に沿って磁束線が長手方向に広がるようになるため、磁石５４から発生する垂直方向の磁束密度の勾配を大きくすることができる。
【００５９】
＜実施形態１１＞
図１９、図２０、図２１は、本発明の実施形態１１について説明するための図である。通常の磁石からの磁束線分布と、図１７、図１８のように軟磁性体５９を設けた場合の磁束線分布を比較したものがそれぞれ図１９、図２０、図２１である。
【００６０】
図１９と、図２０、図２１とを比較すると、軟磁性体５９が存在しない図１９の形態では、磁石５４から発生した磁場の磁束線が放射状に広がっていき、磁束密度が小さくなっていく。一方、図２０、図２１の形態の場合は、設置された軟磁性体５９に磁石５４から発生した磁場が吸い込まれ、磁束密度の変化が急峻になる。そのため、ブレードホルダ５３上に発生する渦電流が大きくなり、磁場から受けるローレンツ力が大きくなることで、制振効果が大きくなる。
【００６１】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋ：プロセスユニット
２：感光体ドラム
３：帯電装置
４：現像装置
５：クリーニング装置
６：潤滑剤塗布装置
７：トナーボトル
８：露光装置
９：転写装置
１０：画像形成装置本体
１１：中間転写ベルト
１２、１３、１４、１５：支持ローラ
１６：一次転写ローラ
１７：二次転写ローラ
１８：ベルトクリーニング装置
１９：給紙トレイ
２０：給紙ローラ
２１：レジストローラ
２２：定着装置
２３：ストック部
２４：排紙ローラ
３０：帯電ローラ
３１：帯電クリーニングローラ
３５：展延ブレード
４０：現像ケース
４１：現像ローラ
４２：現像ブレード
４３：搬送スクリュー
５０：ブレード部材
５１：廃トナー回収コイル
５３：ブレードホルダ
５４：導体平板
５５：磁石取付部材
５６：磁石
５７：透磁性部材
５８：ヨーク部材
５９：軟磁性体
６１：ブラシローラ
Ｐ：記録用紙
Ｒ：搬送経路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２０１１‐１６４５７５号公報
【図１】
2014142608.tif 000003
【図２】
2014142608.tif 000004
【図３】
2014142608.tif 000005
【図４】
2014142608.tif 000006
【図５】
2014142608.tif 000007
【図６】
2014142608.tif 000008
【図７】
2014142608.tif 000009
【図８】
2014142608.tif 000010
【図９】
2014142608.tif 000011
【図１０】
2014142608.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014142608.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2014142608.tif 000022
【図２１】
2014142608.tif 000023