(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムの表面に当接して残留するトナーを表面より除去するクリーニングブレードと、
ブラシ毛が植設されたブラシ部とブラシ毛が植設されていない非ブラシ部とが螺旋状に設けられ、上記クリーニングブレードにて感光体ドラムの表面より除去されたトナーをトナー回収部へ搬送するスクリュブラシと、
これらを収容するハウジングと、を備え、
上記スクリュブラシは、ブラシ毛がハウジングの内壁に接触するように配設され、
上記ハウジングの内壁には、ブラシ毛と当接する突起部が設けられ、
上記突起部は、回転する上記スクリュブラシの上部においてブラシ毛と当接し、かつ、回転する上記スクリュブラシが上記ハウジングから離間する位置に設けられ、
上記スクリュブラシは、上記ハウジングの内壁に接触した状態で上記突起部に接触することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
上記スクリュブラシは、ブラシ毛が上記感光体ドラムと非接触となるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
上記スクリュブラシは、トナー搬送方向の上流側よりも下流側のトナー搬送能力が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
上記スクリュブラシは、ブラシ毛のパイル径がトナー搬送方向の上流側よりも下流側において太く設定されていることを特徴とする請求項３に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
上記スクリュブラシは、ブラシ毛の植毛密度がトナー搬送方向の上流側よりも下流側において高く設定されているスクリュブラシのブラシ毛であることを特徴とする請求項３又は４に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
上記スクリュブラシは、螺旋をなすブラシ部のピッチがトナー搬送方向の上流側よりも下流側において大きく設定されていることを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
上記スクリュブラシは、トナー搬送方向の最上流部のブラシ径が他の部分のブラシ径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載のクリーニング装置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、画像形成装置におけるクリーニング装置に関し、更に詳しくは、ブレードクリーニング方式を採用したクリーニング装置とそれを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレードクリーニング方式では、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に残留するトナーをクリーニングブレードで除去し、除去したトナーをトナー回収ボトルに搬送する。該方式の装置においては、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にスクリュブラシを備えるタイプのものがある。
【０００３】
スクリュブラシが設けられる目的は種々ある。例えば、特許文献１のクリーニング装置では、クリーニングブレードと感光体ドラムとの摩擦による音鳴りや感光体ドラムの劣化等を抑制するべく、感光体ドラム表面におけるトナーが付着する機会が少ない領域にトナーを搬送する目的でスクリュブラシ（スライラルブラシ）が設けられている。
【０００４】
また、特許文献２のクリーニング装置では、シールの弱い感光体ドラムの軸方向端部からのトナー飛散を抑制するべく、感光体ドラム表面の軸方向中央部にトナーを集めるスクリュブラシ（螺旋形ファーブラシ）が設けられている。
【０００５】
特許文献３のクリーニング装置では、感光体ドラム表面に接触して感光体ドラム表面を研磨する機能と、除去したトナーをトナー回収ボトルに搬送する搬送機能とを兼ね備えたスクリュブラシ（クリーニングブラシ）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１７５２１号公報
【特許文献２】特開平０７−１４６６３２号公報
【特許文献３】特開２００３−２８７９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されたクリーニング装置の構成では、ハウジングの内壁へのトナーの固着については何ら注目していない。そのため、固着したトナーによってトナーの搬送性が阻害され、最悪の場合に、クリーニング装置内よりトナーが溢れ出すといった問題が起こり得る。
【０００８】
ハウジングの内壁にトナーが固着すると、トナーをトナー回収ボトルに搬送する搬送部材に負荷がかかり、搬送部材のトルクが上昇する。その結果、トナーの搬送性に影響が及び、最悪の場合、搬送部材が停止してトナーを搬送できなくなり、ハウジング内部に溜まったトナーが装置外へ溢れ出ることとなる。
【０００９】
また、上記ハウジングの内壁にトナーが固着すると、固着したトナーとの摩擦にてスクリュブラシの先端部が熱を帯び、画像形成装置の装置内温度が上昇することとなる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、ハウジングの内壁へのトナーの固着を防止できるクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願出願人は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、ハウジングの内壁に接触させるスクリュブラシを別途設ける構成を試みた。しかしながら、トナーが固着する恐れがある内壁部分は、除去したトナーが溜まるハウジングの底部分であり、除去したトナーをトナー回収ボトルへと搬送する搬送部材が配設されている領域である。そこで、本願出願人は、搬送部材をなすスクリュブラシにてハウジングの内壁を擦らせる構成とすることを見出し、本願発明に至った。
【００１２】
本発明のクリーニング装置は、上記課題を解決するために、感光体ドラムの表面に当接して残留するトナーを表面より除去するクリーニングブレードと、ブラシ毛が植設されたブラシ部とブラシ毛が植設されていない非ブラシ部とが螺旋状に設けられ、上記クリーニングブレードにて感光体ドラムの表面より除去されたトナーをトナー回収部へ搬送するスクリュブラシと、これらを収容するハウジングとを備え、上記スクリュブラシは、ハウジングの内壁に接触するように配設されていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、感光体ドラムの表面より除去されたトナーをトナー回収部へ搬送するスクリュブラシがハウジングの内壁を擦るので、内壁にトナーが固着することを防止できる。
【００１４】
これにより、ハウジング内部のトナーが溢れ出す事態や、画像形成装置の装置内温度が上昇する事態の招来を回避できる。
【００１５】
本発明のクリーニング装置は、さらに、上記スクリュブラシは、ブラシ毛が上記感光体ドラムと非接触となるように配設されている構成とすることが望ましい。これによれば、スクリュブラシが接触することによる感光体ドラムの劣化を阻止できる。
【００１６】
本発明のクリーニング装置は、さらに、上記スクリュブラシは、トナー搬送方向の上流側よりも下流側のトナー搬送能力が高くなるように設けられている構成とすることもできる。
【００１７】
これによれば、ハウジング内を搬送されるトナー量に合せてスクリュブラシのトナー搬送能力を上流側よりも下流側で高めているので、擦り取ったトナーを効率的にトナー回収部へと搬送できる。
【００１８】
スクリュブラシのトナー搬送能力を上流側よりも下流側で高める構成としては、例えば、ブラシ毛のパイル径をトナー搬送方向の上流側よりも下流側において太く設定する、ブラシ毛の植毛密度を、トナー搬送方向の上流側よりも下流側において高く設定する、或螺旋をなすブラシ部のピッチを、トナー搬送方向の上流側よりも下流側において大きく設定することなどがある。
【００１９】
本発明のクリーニング装置は、さらに、上記スクリュブラシは、トナー搬送方向の最上流部のブラシ径が他の部分のブラシ径よりも大きく設定されている構成とすることもできる。
【００２０】
これによれば、大きなトナー溜まりを形成しやすいトナー搬送方向の最上流側が、他の部分よりもブラシ径が大きく設定された部分にて効果的にシールされる。これにより、トナーが隙間から吹き出したり、固まりがハウジング外部へ落下したりすることを効果的に防止することができる。
【００２１】
また、本発明は、本発明の上記したクリーニング装置を搭載した画像形成装置も発明の範疇としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ハウジングの内壁へのトナーの固着を防止できるクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の一形態のクリーナユニットとその周囲に配置された感光体ドラム等の各部材の構成を示す断面図である。
【図２】上記クリーナユニットが搭載された画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図３】上記クリーナユニットに備えられたスクリュブラシの構成を示す要部の一部断面斜視図である。
【図４】上記クリーナユニットに備えられたスクリュブラシに施されている工夫を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２５】
本発明の実施の一形態に係る画像形成装置１０について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
図２に示すように、画像形成装置１０は、画像形成部１１、自動原稿搬送装置１２、読取部６８、読取部９０、制御部５０を備え、原稿読取機能と画像形成機能とを備えた複合機である。画像形成装置１０は、用紙に多色及び単色の画像形成処理を行う。
【００２７】
読取部９０は、上面に原稿載置台９２を有し、原稿載置台９２に載置された原稿の読取を行う。原稿載置台９２の端部に隣接して読取ガラス９３が設けられている。
【００２８】
自動原稿搬送装置１２は、読取ガラス９３に面する位置に原稿を逐次搬送し、読取ガラス９３に面する位置を原稿が通過するときに原稿の読取を行う。
【００２９】
画像形成部１１は、露光ユニット１４、中間転写ベルトユニット６０、定着ユニット６９、画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙ、給紙部４０、排紙トレイ１７、２次転写ユニット３０を有し、用紙に画像形成処理を行う。
【００３０】
画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のカラー画像に応じてそれぞれ配置され、ほぼ同一の構成を備えている。各画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙでは、各色に応じた４種類のトナー像を形成する。なお、図２では、画像形成ステーション２０Ｋのみに符号を付して示している。以下において、画像形成ステーション２０Ｋについて説明する。
【００３１】
画像形成ステーション２０Ｋは、感光体ドラム（回転体）２２を有し、ブラック（Ｋ）のカラー画像に応じたトナー像を形成する。画像形成ステーション２０Ｋは、帯電器２４、現像器２１、中間転写ローラ６４、クリーナユニット（クリーニング装置）２３が感光体ドラム２２の回転方向に沿ってこの順に配置されている。
【００３２】
帯電器２４は感光体ドラム２２の表面を所定の電位に帯電さる帯電器である。帯電器２４及び現像器２１は、上記所定の電位に帯電された感光体ドラム２２に下方からレーザ光を照射して静電潜像を形成するために感光体ドラム２２を下方の空間と連通させる隙間を設けて配置されている。
【００３３】
現像器２１は、感光体ドラム２２にブラック（Ｋ）のトナーを供給し、感光体ドラム２２上に形成された上記静電潜像にトナーを吸着されて顕像化する。中間転写ローラ６４は、数百ボルト程度のプラス極性の転写バイアスが印加されている。一方、感光体ドラム２２に担持されるトナー像は、マイナス極性に帯電している。これにより、中間転写ベルト６１にトナー像を担持させている。
【００３４】
中間転写ベルトユニット６０は、感光体ドラム２２の上方に配置され、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ベルトクリーニングユニット６５等を有している。
【００３５】
中間転写ベルト６１は、中間転写ベルト従動ローラ６３、画像形成ステーション２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、中間転写ベルト駆動ローラ６２を、この順に経由する方向へ回転するように張架されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６１に付着している残留トナーを回収する。
【００３６】
露光ユニット１４は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１４は、帯電された感光体ドラム２２を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に画像データに応じた上記静電潜像を形成する機能を有する。
【００３７】
給紙部４０は、手差しトレイ１６、給紙カセット１５、レジストローラ対３３、繰り出し機構４１等を備えている。
【００３８】
給紙カセット１５は、画像形成処理に使用する用紙が積層されており、露光ユニット１４の下側に設けられている。手差しトレイ１６は、装置本体の側面側に設けられており給紙カセット１５と同様に給紙すべき用紙が載置される。排紙トレイ１７は、画像形成部１１の上方に設けられており画像形成部１１で画像形成処理を行った用紙を集積する。
【００３９】
定着ユニット６９は、転写領域を通過した用紙を挟み込んで加熱処理及び圧着処理を施すローラ対を有している。これにより、用紙の表面に形成されているトナー像を定着させる。定着ユニット６９を通過した用紙は、排紙トレイ１７へ排出される。
【００４０】
繰り出し機構４１は、給紙カセット１５の端部に設けられており、給紙カセット１５に収納されている用紙を一枚ずつ搬送経路の下流側へ繰り出す。
【００４１】
レジストローラ対３３は、搬送経路の上流側から繰り出される用紙を一旦保持する。そして、中間転写ベルト６１に担持されているトナー像の先端を用紙の印刷位置の先端に合わせるタイミングで用紙を上流側の各中間転写ベルト６１及び２次転写ユニット３０の間の転写領域へ搬送する。これにより、トナー像を用紙に転写することができる。
【００４２】
２次転写ユニット３０は、複数のローラによって張架された２次転写ベルトと、中間転写ベルト駆動ローラ６２との間に２次転写ベルト及び中間転写ベルト６１を挟み込むようにして圧接する圧接ローラを有している。
【００４３】
制御部５０は、画像形成部１１における用紙への画像形成処理を制御する。また、制御部５０は、自動原稿搬送装置１２における原稿読取を制御し、原稿の両面の画像データを用紙に画像形成処理させる。
【００４４】
図１に示すように、クリーナユニット２３は、帯電器２４よりも感光体ドラム２２の回転方向上流側に配置されている。クリーナユニット２３は、ハウジング７０、スクリュブラシ７１、クリーニングブレード７２及びトナー受けシート７３を有している。
【００４５】
クリーニングブレード７２は、先端が感光体ドラム２２の表面に当接するように設けられており、感光体ドラム２２表面に残留するトナーを擦り取る。クリーニングブレード７２によって擦り取られたトナーはハウジング７０内に落下する。
【００４６】
ハウジング７０には、スクリュブラシ７１が設けられている。スクリュブラシ７１は、螺旋状を呈する搬送部材であり、擦り取ったトナーをトナー回収ボトル（トナー回収部，図示せず）が設置されている軸方向一端部側へと搬送するものである。ハウジング７０には、スクリュブラシ７１と接触してスクリュブラシ７１内部に保持されているトナーを吐き出させるブラシ清掃用突起７４も設けられている。
【００４７】
従来のクリーニング装置において、スクリュブラシは種々の目的で設けられていたが、それらは何れも感光体ドラムと接触するものであった。これに対し、本実施の形態のクリーナユニット２３においては、スクリュブラシ７１は、感光体ドラム２２とは接触せずハウジング７０の内壁と接触するように配設されている。また、ハウジング７０の内壁も、回転するスクリュブラシ７１の先端が接触するよう、トナーが溜まる底部から側壁にかけてのＸ−Ｙ面内の断面が円形を呈している。
【００４８】
このような構成とすることで、本実施の形態のクリーナユニット２３においては、擦り取られたトナーをトナー回収ボトルまで搬送するスクリュブラシ７１の回転により、ハウジング７０の内壁に付着するトナーが効果的に除去され、内壁へのトナーの固着を防止することができる。また、スクリュブラシ７１が感光体ドラム２２と接触しないので、スクリュブラシ７１の接触や摺動による感光体ドラム２２の劣化を回避できる。
【００４９】
本実施の形態のクリーナユニット２３においては、感光体ドラム２２表面に残留するトナーの除去は、クリーニングブレード７２が単独に担うこととなるが、スクリュブラシ７１の感光体ドラム２２への接触がなくても残留するトナーは問題なく除去できる。
【００５０】
図３に示すように、スクリュブラシ７１は、ブラシ毛８３が植設されたテープが金属性のシャフトに螺旋状に巻き付けられてなり、ブラシ毛８３が植設されたブラシ部８１とブラシ毛８３が植設されていない非ブラシ部８２とを備えている。ブラシ毛８３は軸心から放射状に植設されており、スクリュブラシ７１はブラシ毛８３の先端が上記ハウジング７０の内壁に接触するように配設される。
【００５１】
ブラシ毛８３の材質としては、適当な材料を選択して、その表面にある程度の粗さを持たせる必要があり、耐久性、柔軟性が高く、耐摩耗性に優れるとともに、摺動性の良い繊維から形成することが好ましい。例えば、トナーとして負帯電極性のものを用いている場合は、帯電系列が同じ材質であるポリエステル、または負帯電においてポリエステルよりもマイナス側に位置する材質であるアクリル、ポリエチレン、セルロイド、セロファン、塩化ビニル、テフロン（登録商標）からなっていることが好ましい。一方、トナーとして正帯電極性のものを使用する場合は、帯電系列が同じ材質であるナイロン、レーヨン等からなっていることが好ましい。
【００５２】
ブラシ毛８３の線径は、例えば、ＯＡ機器及び印刷、製紙用のブラシ毛として一般的に用いられる１５μｍ〜５０μｍとすることができる、また、ブラシ毛８３の植毛密度は、例えば６００００本〜１０００００本／inch2とすることで、トナーの保持性と吐き出し性が両立する。ブラシ毛８３のパイル長（毛の長さ）は、例えば５ｍｍとすればよい。
【００５３】
スクリュブラシ７１の一端側には駆動源（図示せず）が設けられ、これによって、スクリュブラシ７１は回転できる。また、クリーナユニット２３の他端側には、開口（図示せず）が設けられており、該開口はクリーナユニット２３から取り外し自在のトナー回収ボトル（図示せず）に連通している。これにより、スクリュブラシ７１が回転することで、螺旋状に形成された非ブラシ部８２を移動して、擦り取られたトナーがトナー回収ボトルまで導かれる。
【００５４】
さらに、スクリュブラシ７１は、トナー搬送方向の上流側よりも下流側（トナー回収ボトルの配置されている側）のトナー搬送能力が高くなるように設けられていることがより好ましい。
【００５５】
ハウジング７０内において、トナー搬送方向の下流になるに従い上流から搬送されるトナーに加え、クリーニングブレード７２によって感光体ドラム２２から擦り取ったトナーが合わさるためトナー量が増加する。したがって、搬送されるトナー量に合せてスクリュブラシ７１のトナー搬送能力を上流側よりも下流側で高めることによって、擦り取ったトナーを効率的にトナー回収ボトルへと搬送できる。その結果、クリーナユニット２３において、トナーの漏出、トナーの飛散、スクリュブラシ７１の目詰りを効果的に防止することができる。
【００５６】
トナー搬送方向の上流側よりも下流側のトナー搬送能力を高める手法として、例えば、１）〜３）に示す３つの手法をあげることができる。
【００５７】
１）スクリュブラシ７１におけるブラシ毛８３のパイル径を、トナー搬送方向の上流側よりも下流側において太く設定する。
【００５８】
２）スクリュブラシ７１におけるブラシ毛８３の植毛密度を、トナー搬送方向の上流側よりも下流側において高く設定する。
【００５９】
３）スクリュブラシにおけるブラシ部８１の螺旋ピッチをトナー搬送方向の上流側よりも下流側において大きく設定する。
【００６０】
ブラシ毛８３のパイル径を太くすることで、植毛密度が同じであっても撓み難くなりトナーの搬送能力が高くなる。ブラシ毛８３の植毛密度を高くすることで、パイル径が同じであっても撓み難くなりトナーの搬送能力が高くなる。ブラシ部８１の螺旋ピッチを大きくすることで、１回転で非ブラシ部８２に沿って搬送される距離が長くなり、トナーの搬送能力が高くなる。
【００６１】
図４に示すように、スクリュブラシ７１を上流側と下流側とに二分して上記した手法の１）〜３）のうちの何れかを施してもよいし、２つ以上の手法を組み合わせて施してもよい。また、スクリュブラシ７１を上流側から下流側にかけて、グラデーションをつけて上記した手法の１）〜３）のうちの何れかを施してもよいし、２つ以上の手法を組み合わせて施してもよい。
【００６２】
また、スクリュブラシ７１は、トナー搬送方向の最上流側のブラシ径を他の部分よりも大きく設定することがより好ましい。図４に示すように、ハウジング７０の内部において、スクリュブラシ７１のトナー搬送方向の両端部側は、トナーが搬送され難いためトナー溜まりを形成する。このうち、下流側の端部にはトナー回収ボトルが設置されるので、トナー溜まりを形成してもトナー回収ボトルへと適宜排出されていくので問題ない（トナー溜まり小）。しかしながら、上流側の端部（最上流側）は、大きなトナー溜まりを形成し（トナー溜まり大）、溜まったトナーが隙間から吹き出したり、固まりがハウジング７０外部へ落下したりする恐れがある。
【００６３】
スクリュブラシ７１の最上流側に対応する部分７１ａのブラシ径を他の部分のブラシ径よりも大きく設定することによって、ブラシ径が他の部分よりも大きく形成された部分７１ａが、感光体ドラム２２に対峙するクリーナユニット２３の開口を端部を確りとシールする。クリーナユニット２３のハウジング７０におけるトナー搬送方向の上流側端部において、トナー飛散やトナーの落下が発生するのを効果的に防止することができる。
【００６４】
また、最上流側に対応する部分７１ａのシール性を高めるために、ブラシ径を大きくすることに加えて、部分７１ａのみ植毛密度を高めてもよい。
【００６５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  画像形成装置
２２  感光体ドラム
２３  クリーナユニット（クリーニング装置）
２４  帯電器
７１  スクリュブラシ
７２  クリーニングブレード
８１  ブラシ部
８２  非ブラシ部
８３  ブラシ毛
【図１】
0005955590.tif 000002
【図２】
0005955590.tif 000003
【図３】
0005955590.tif 000004
【図４】
0005955590.tif 000005