(57)【要約】【課題】異音の発生を抑制する。【解決手段】感光体ドラム１４が回転することにより、除去部材５２が感光体ドラム１４に対して相対的に摺動し、感光体ドラム１４に残留したトナーを掻き取る。このように、感光体ドラム１４に対し除去部材５２が摺動すると、除去部材５２が振動し、その振動が、弾性部材５８を介して異音として現れる場合がある。弾性部材５８に質量体７０を設け、弾性部材５８に質量を付加する。これにより、弾性部材５８の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。【選択図】図６
2008111970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体に接触して、前記像保持体に残留したトナーを除去する除去部材と、
前記除去部材が一端部に固定された弾性部材と、
前記弾性部材の他端部を支持する支持部と、
前記弾性部材に設けられ、前記弾性部材に質量を付加する質量付加部と、
を備えたこと特徴とするトナー除去装置。
【請求項２】
前記質量付加部は、前記弾性部材の一部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトナー除去装置。
【請求項３】
前記質量付加部は、変形量が他の部位より大きい前記弾性部材の所定部位に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトナー除去装置。
【請求項４】
前記質量付加部は、前記弾性部材に密着させた質量体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナー除去装置。
【請求項５】
前記質量体は、円柱形状に形成され、前記弾性部材に点接触することを特徴とする請求項４に記載のトナー除去装置。
【請求項６】
前記質量体は、シート状又はフィルム状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のトナー除去装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー除去装置を備えた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、トナー除去装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー除去装置としては、像保持体としての感光体ドラム上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを用いたクリーニング装置が知られている。
【０００３】
クリーニングブレードとしては、板状に形成されたＳＵＳ等の弾性部材の先端部に、ウレタンゴム製のブレードを取り付け、弾性部材の後端部をブレードホルダ部材で支持したものがある。
【０００４】
このような装置では、クリーニング時に、ゴムブレードが像保持体と摺動し、その摺動時の振動により、弾性部材が共振して、高周波の異音を発生させる場合がある。
【０００５】
従来タイプのクリーニングブレードの鳴き対策として、よく知られる方法は像担持体の接触厚の低減やウレタンゴムブレート部の厚さや幅、接着部面積の変更、弾性部材の肉厚化などが一般的な方法として知られている。
【０００６】
また、特許文献１には、ブレードの表面層の改質することにより、スムーズに相手部材と摺動させ、異音の発生、ブレードの耐磨耗性を上げる構成が示されている。
【特許文献１】特許第３５３３５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、製造上の問題によるウレタン材質選択時制約、弾性部材形状材質の制約、クリーニング装置のクリーニング性確保が可能なパラメータウィンドウ制約等から接触厚の低減やウレタンゴムブレート部の厚さや幅、接着部面積の変更では目標の鳴きレベルに減音することが難しいケースが存在する。
【０００８】
また、現行技術レベルでは、ブレードの表面の改質する構成は、装置のストレスモード時や当接相手部材の条件変化によって、ブレードの当接面磨耗が促進した場合、表面改資部も磨耗して消失し耐磨耗性が失われる。これにより、ブレード及び弾性部材が振動し異音が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、上記事実を考慮し、異音の発生を抑制できるトナー除去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】
【００１０】
本発明の請求項１に係るトナー除去装置は、像保持体に接触して、前記像保持体に残留したトナーを除去する除去部材と、前記除去部材が一端部に固定された弾性部材と、前記弾性部材の他端部を支持する支持部と、前記弾性部材に設けられ、前記弾性部材に質量を付加する質量付加部と、を備えたこと特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、除去部材が、像保持体に接触して、像保持体に残留したトナーを除去する。このときに発生する除去部材の振動が、弾性部材を介して、異音として現れる場合がある。
【００１２】
ここで、本発明の請求項１の構成では、弾性部材に設けられた質量付加部が、弾性部材に質量を付加するので、弾性部材の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。
【００１３】
本発明の請求項２に係るトナー除去装置は、請求項１の構成において、前記質量付加部は、前記弾性部材の一部に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、弾性部材の一部に設けられているので、弾性部材のたわみに影響が少ない。
【００１５】
本発明の請求項３に係るトナー除去装置は、請求項１又は請求項２の構成において、前記質量付加部は、変形量が他の部位より大きい前記弾性部材の所定部位に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、質量付加部は、変形量が他の部位より大きい弾性部材の所定部位に設けられているので、制振効果を効果的に発揮する。
【００１７】
本発明の請求項４に係るトナー除去装置は、請求項１〜３のいずれか１項の構成において、前記質量付加部は、前記弾性部材に密着させた質量体であることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、質量付加部は、弾性部材に密着させた質量体である。このように、弾性部材と別体の質量体を用いることにより、従来からあるトナー除去装置に適用が可能となる。
【００１９】
本発明の請求項５に係るトナー除去装置は、請求項４の構成において、前記質量体は、円柱形状に形成され、前記弾性部材に点接触することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、円柱形状に形成され、前記弾性部材に点接触するので、弾性部材のたわみに影響が少ない。
【００２１】
本発明の請求項６に係るトナー除去装置は、請求項４の構成において、前記質量体は、シート状又はフィルム状に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、質量体は、シート状又はフィルム状に形成されているので、弾性部材に簡易に密着させることができる。
【００２３】
本発明の請求項７に係る画像形成装置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー除去装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上記構成としたので、異音の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００２６】
（本実施形態に係る画像形成装置の全体構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置１０の全体構成について説明する。図１には、本実施形態に係る画像形成装置１０の全体構成が示されている。
【００２７】
本実施形態に係る画像形成装置１０は、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋを備えている。なお、以降、ＹＭＣＫを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかを付して説明し、ＹＭＣＫを区別する必要が無い場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。
【００２８】
画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、バックアップロール３４と複数の張架ロール３２によって張架された無端状の中間転写ベルト３０の進行方向（図１において矢印Ｂ方向）に対して、画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの順番で直列に配列されている。また、中間転写ベルト３０は、各画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに配置される像保持体としての感光体ドラム１４と、これらの感光体ドラム１４にそれぞれ対向して配設される一次転写ロール１８との間を挿通している。
【００２９】
次に、各画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの構成と画像形成の動作とを、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１２Ｙを代表して説明する。図２には、本実施形態に係る画像形成ユニット１２Ｙの全体構成が示されている。
【００３０】
図２に示すように、感光体ドラム１４は、所定方向（図２において矢印Ａ方向）に回転し、感光体ドラム１４の表面が帯電ロール１５により一様に帯電される。つぎに、図示しない露光装置によってイエロー画像に対応する像光１６が照射され、感光体ドラム１４の表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。なお、図２の矢印１６は、露光装置による像光を模式的に表したものである。
【００３１】
イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置１７の現像バイアスが印加された現像ロール１９に保持されたトナーによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール１８の圧接力と、一次転写ロール１８に印加された転写バイアスによる静電吸引力と、によって、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００３２】
この一次転写では、イエロートナー画像は全て中間転写ベルト３０に転写されず、一部が転写残留イエロートナーとして、感光体ドラム１４に残留する。一次転写後の感光体ドラム１４は、クリーニング装置５０との対向位置を通過し、クリーニング装置５０に設けられたクリーニングブレード５３により、転写残留トナーなどが除去される。このクリーニングブレード５３の構成については後述する。
【００３３】
その後、感光体ドラム１４の表面は、つぎの画像形成サイクルの為、帯電ロール１５Ｙで再び帯電される。
【００３４】
図１に示すように、画像形成装置１０では、各画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が各画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋにおいて行われ、中間転写ベルト３０上に、順次、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナー像が重ねられ、多重トナー像が形成される。
【００３５】
そして、所定のタイミングで二次転写位置３８へと搬送されてきた記録用紙Ｐに、転写バイアスが印加された二次転写ロール３６の静電吸引力によって、中間転写ベルト３０から多重トナー像が一括して、記録用紙Ｐに転写される。
【００３６】
多重トナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３０から分離された後、定着装置（図示省略）へと搬送され、熱と圧力とにより記録用紙Ｐに定着されてフルカラー画像が形成される。
【００３７】
記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３０上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナー４０で回収される。
（本実施形態に係るクリーニングブレードの構成）
次に、クリーニング装置５０に設けられたクリーニングブレード５３について説明する。
【００３８】
図３及び図４には、クリーニングブレード５３の全体構成が示されている。図５には、弾性部材への質量体の取付け方法が示されている。図６には、弾性部材が変位した様子が示されている。
【００３９】
クリーニング装置５０の筐体５１の下部（感光体ドラム１４の回転方向下流側）には、図２に示すように、感光体ドラム１４の表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニングブレード５３が設けられている。
【００４０】
クリーニングブレード５３は、図２、図３及び図４に示すように、感光体ドラム１４に接触して、感光体ドラム１４に残留したトナーを除去する除去部材５２を備えている。この除去部材５２は、所定の接触角度で感光体ドラム１４に接触しており、感光体ドラム１４が回転することにより感光体ドラム１４に対して相対的に摺動し、エッジ５２Ａで転写後の感光体ドラム１４の表面に残留するトナーを掻き取る。
【００４１】
除去部材５２は所定の厚さ、所定の幅に形成されている。なお、図４に示す矢印Ｌは、各部材の長さ方向を示し、矢印Ｗは、各部材の幅方向を示し、矢印Ｔは、各部材の厚み方向を示す。
【００４２】
また、筐体５１の上部（感光体ドラム１４の回転方向上流側）外壁には、フィルム状のシール部材６０が固定されている。シール部材６０は、感光体ドラム１４に接しており、クリーニングブレード５３で除去された残留トナー等が筐体５１内から外部へ漏れるのを防ぐ。
【００４３】
また、筐体５１には、除去部材５２と感光体ドラム１４との接触部の斜め下方に、感光体ドラム１４から掻き取られたトナーを排トナー回収ボックス（図示省略）へ搬送する排トナー搬送部５４が配設されている。
【００４４】
また、除去部材５２は、ＳＵＳ板等の板状の弾性部材５８の先端部に取り付けられており、所定の接触圧で除去部材５２に押圧されている。弾性部材５８の自由長、すなわち、弾性部材５８がブレードホルダ５６に固定された部位より先端側の部位（弾性部材５８の自由状態となっている部位）の長さは、所定の長さに設定されている。
【００４５】
弾性部材５８の後端部は、支持部としてのブレードホルダ５６に固定されており、ブレードホルダ５６は、弾性部材５８を支持している。
【００４６】
このように、弾性部材５８は、先端部に除去部材５２が固定され、後端部がブレードホルダ５６に支持されることにより、除去部材５２とブレードホルダ５６の間に配置されている。
【００４７】
弾性部材５８には、弾性部材５８へ質量を付加する質量付加部としての質量体７０が設けられている。
【００４８】
質量体７０は、弾性部材５８と別体で設けられ、弾性部材５８の背面側（除去部材５２が取り付けられていない側）の面に密着して取り付けられている。また、質量体７０は、弾性部材５８の自由状態となっている部位であって、除去部材５２が取付けられた部位よりブレードホルダ５６側の部位に設けられている。
【００４９】
この質量体７０は、円柱形状に形成され、その周面の一部が弾性部材５８の背面に密着し、点接触している。質量体７０は、図５に示すように、接着部材７２により弾性部材５８に接着されて、弾性部材５８に密着している。接着部材としては、例えば、接着剤や両面テープが用いられる。
【００５０】
また、質量体７０としては、例えば、ＳＵＳ、鉛、が用いられる。また、減衰係数の大きい質量体７０（例えば、樹脂製の部材）を用いても良い。
【００５１】
さらに、図６に示すように、質量体７０は、弾性部材５８の部位のうち、変形量が他の部位より大きい所定部位に設けられている。具体的には、弾性部材５８の最も変形量の大きい部位又はその近傍に設けるのが望ましい。
（本実施形態に係る作用）
次に、本実施形態に係る作用について説明する。図７には、質量体の質量と発生音圧の関係を示したグラフが示されている。
【００５２】
図２に示すように、中間転写ベルト３０に転写されずに感光体ドラム１４上に残留したトナーは、クリーニング装置５０へと送られ、転写残留トナーは、除去部材５２によって感光体ドラム１４から掻き取られ、排トナー搬送部５４によって排トナー回収ボックス（図示省略）へと排出される。
【００５３】
ここで、本実施形態の構成では、感光体ドラム１４が回転することにより、除去部材５２が感光体ドラム１４に対して相対的に摺動し、感光体ドラム１４に残留したトナーが掻き取られる。このように、感光体ドラム１４に対し除去部材５２が摺動すると、除去部材５２が振動し、その振動が、弾性部材５８を介して異音として現れる場合がある。特に、異音としては、高周波の音が、人間にとって不快な騒音となる。
【００５４】
本実施形態では、弾性部材５８に設けられた質量体７０が、弾性部材５８に質量を付加するので、弾性部材５８の固有振動数を換えて共振を抑えると共に、振動エネルギーを吸収して制振し、異音を抑制する。これにより、人間にとって不快と感じる高周波の音も意図的に押さえ込むことが可能となる。
【００５５】
さらに、除去部材５２の材質、厚さ、幅、感光体ドラム１４に対する接触面積及び接触圧や、弾性部材５８の厚みなどのパラメータを、消音を考慮したパラメータに設定する必要がなくなるため、その設定の自由度が増し、また、クリーニング性能を最優先にしたパラメータに設定することができる。これにより、長期にわたって、安定したクリーニング性を発揮させることができる。
【００５６】
また、質量体７０は、点接触となっているので、弾性部材５８のたわみ変形量が変化することによる除去部材５２の接触圧への影響が少ない。これにより、質量体７０の質量の付加による制振効果が上がる。
【００５７】
また、減衰係数の大きい質量体７０（例えば、樹脂製の部材）を用いた場合には、拡散振動を抑えることができ、より制振効果が高く、異音の発生もより抑制できる。
【００５８】
図７に示すように、質量体７０の質量と消音効果との関係を解析した。ここの解析では、直径１．５ｍｍの円柱状の質量体７０を用いた。この結果、質量０．０１５ｇ／ｍｍで最も大きな消音効果が得られた。
【００５９】
（質量体の変形例）
次に、質量体の変形例について説明する。
【００６０】
図８には、質量体の形状を変形した変形例が示されている。図９には、質量体を弾性部材と一体化した変形例が示されている。図１０には、質量体を弾性部材の表面に設けた変形例が示されている。図１１には、質量体をシート状又はフィルム状に形成した変形例が示されている。
【００６１】
上記実施形態では、質量体７０は円柱形状をしていたが、質量体７０の形状としては、これに限られず、図８に示すように、例えば、角柱形状であってもよく、その形状は自由に設定できる。また、質量体７０は、円柱形状でなく、弾性部材５８に点接触する構成であっても良い。
【００６２】
また、上記実施形態では、質量体７０は、弾性部材５８と別体で形成されていたが、質量体７０は、図９に示すように、弾性部材５８と一体に形成される構成であってもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、質量体７０は、弾性部材５８の背面側に取り付けられている構成であったが、表面側（除去部材５２が取り付けられている側）の面に密着させる構成であっても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、質量体７０は、円柱形状をしていたが、質量体７０としては、図１１に示すように、シート状又フィルム状に形成する構成であっても良い。なお、この構成においては、弾性部材５８のたわみやノーマルフォース（法線応力）への影響が少ないか、その影響を予測して調整できる範囲において、実施することにより、除去部材５２クリーニング性能への影響はでない。
【００６５】
また、本実施形態では、質量体７０は１つのみ設けられているが、質量体７０としては複数設ける構成であっても良い。
【００６６】
本発明は、本実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る画像形成ユニットの全体構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るクリーニングブレードの全体構成を示す側面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るクリーニングブレードの全体構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る弾性部材への質量体の取付け方法を示す側面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るクリーニングブレードにおいて、弾性部材が変位した様子を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る質量体の質量と発生音圧の関係を示したグラフである。
【図８】図８は、本実施形態に係るクリーニングブレードにおいて、質量体の形状を変形した変形例を示す側面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係るクリーニングブレードにおいて、質量体を弾性部材と一体化した変形例を示す側面図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係るクリーニングブレードにおいて、質量体を弾性部材の表面に設けた変形例を示す側面図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係るクリーニングブレードにおいて、質量体をシート状又はフィルム状に形成した変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０   画像形成装置
１４   感光体ドラム（像保持体）
５０   クリーニング装置（トナー除去装置）
５２   除去部材
５６   ブレードホルダ（保持部）
５８   弾性部材
７０   質量体（質量付加部）
【図１】
2008111970.tif 000003
【図２】
2008111970.tif 000004
【図３】
2008111970.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008111970.tif 000007
【図６】
2008111970.tif 000008
【図７】
2008111970.tif 000009
【図８】
2008111970.tif 000010
【図９】
2008111970.tif 000011
【図１０】
2008111970.tif 000012
【図１１】
2008111970.tif 000013