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技術 クリーニングユニット、カートリッジ、画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 荻野博基松田考平佐々木啓河田健太郎勝田恭史佐藤俊
出願日 2019年3月29日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-067481
公開日 2020年10月8日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-166150
状態 未査定
技術分野 電子写真におけるクリーニング・その他
主要キーワード 減衰運動 固定腕 可動腕 付勢構造 摩擦摺動部材 静止摩擦係数μ 略回転 作用部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月8日)のものです。
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図面 (16)

課題

像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することが可能となる技術を提供すること。

解決手段

枠体11dの開口部に取り付けられる像担持体7の表面から現像剤を除去するクリーニング部材11aと、クリーニング部材11aによって像担持体7の表面から除去された現像剤を、枠体11dの開口側から、該開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材12bと、搬送部材12bがクリーニング部材11aに対して相対移動するように搬送部材12bを駆動させる駆動手段と、を備え、搬送部材12bが、枠体11dの開口側から奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、奥側から開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、駆動手段が搬送部材12bを駆動している、ことを特徴とする。

概要

背景

特許文献1には、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジクリーニング容器収納される廃トナーを搬送する手段として、クランク軸の回転と連動して移動する搬送部材をクリーニング容器の内部に設けた構成が開示されている。廃トナーとは、像担持体としての感光体ドラム担持されたトナー像現像剤像)が記録材等に転写された際に、記録材等に転写されずに感光体ドラム表面に残留したトナー現像剤)のことである。

概要

像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することが可能となる技術を提供すること。枠体11dの開口部に取り付けられる像担持体7の表面から現像剤を除去するクリーニング部材11aと、クリーニング部材11aによって像担持体7の表面から除去された現像剤を、枠体11dの開口側から、該開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材12bと、搬送部材12bがクリーニング部材11aに対して相対移動するように搬送部材12bを駆動させる駆動手段と、を備え、搬送部材12bが、枠体11dの開口側から奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、奥側から開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、駆動手段が搬送部材12bを駆動している、ことを特徴とする。

目的

本発明の目的は、像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することが可能となる技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

像担持体を取り付けるための開口部を備える枠体と、前記枠体の前記開口部に取り付けられる前記像担持体の表面から現像剤を除去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前記像担持体の表面から除去された現像剤を、前記枠体の開口側から、前記開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材と、前記搬送部材が前記クリーニング部材に対して相対移動するように前記搬送部材を駆動させる駆動手段と、を備え、前記搬送部材が前記開口側から前記奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、前記奥側から前記開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、前記駆動手段が前記搬送部材を駆動している、ことを特徴とするクリーニングユニット

請求項2

前記搬送部材は、回転可能な回転軸と、一端が前記回転軸に取り付けられ、他端が自由端となり、且つ、使用時の姿勢において、下方側の表面が、前記クリーニング部材の上面と接触するように配置される、可撓性を有するシート状部材と、を備え、前記駆動手段は、前記回転軸を回転させることにより、前記シート状部材を前記クリーニング部材に対して相対移動させる、ことを特徴とする請求項1に記載のクリーニングユニット。

請求項3

前記シート状部材は、弾性変形可能な部材であり、前記シート状部材は、使用時の姿勢において、撓ませられた状態で前記クリーニング部材の上面と接触するように配置されている、請求項2に記載のクリーニングユニット。

請求項4

前記搬送部材は、前記シート状部材を前記クリーニング部材側へ付勢する付勢手段を備える、請求項2または3に記載のクリーニングユニット。

請求項5

前記回転軸は、前記奥側に配置されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のクリーニングユニット。

請求項6

前記回転軸は、使用時の姿勢において、前記クリーニング部材よりも重力方向の上方に配置されている、ことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載のクリーニングユニット。

請求項7

前記クリーニング部材は、前記枠体に支持され、前記枠体は、前記搬送部材における前記クリーニング部材に当接する側とは反対側の面に当接するリブを備えることを特徴とする請求項1に記載のクリーニングユニット。

請求項8

前記搬送部材は、前記クリーニング部材に当接する側と、その反対側と、の間を連通する連通孔を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のクリーニングユニット。

請求項9

前記クリーニング部材及び前記搬送部材は、前記枠体に支持され、前記クリーニング部材は、前記枠体に固定された一端から、前記像担持体の表面に当接した他端に向かって、前記他端が前記表面に当接する領域における前記像担持体の回転方向とは逆の方向の延びるように配置され、前記搬送部材は、前記クリーニング部材の前記他端から前記クリーニング部材の前記一端に向かう方向に移動することで、現像剤を前記枠体の前記奥側に搬送することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のクリーニングユニット。

請求項10

画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、像担持体と、請求項1〜9のいずれか1項に記載のクリーニングユニットと、を備えることを特徴とするカートリッジ。

請求項11

装置本体と、前記装置本体に対して着脱可能な、請求項10に記載のカートリッジと、を備えることを特徴とする画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、画像形成装置に用いられるクリーニングユニットカートリッジに関する。
ここで、画像形成装置とは、例えば電子写真画像形成方式を用いて記録媒体記録材)に画像を形成する電子写真複写機電子写真プリンタ(例えばレーザービームプリンタLEDプリンタ等)、ファクシミリ装置等である。

背景技術

0002

特許文献1には、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジのクリーニング容器収納される廃トナーを搬送する手段として、クランク軸の回転と連動して移動する搬送部材をクリーニング容器の内部に設けた構成が開示されている。廃トナーとは、像担持体としての感光体ドラム担持されたトナー像現像剤像)が記録材等に転写された際に、記録材等に転写されずに感光体ドラム表面に残留したトナー現像剤)のことである。

先行技術

0003

特開2002−123143号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の開示された構成は、搬送部材がクランク軸の回転と連動して廃トナーを搬送するため、搬送部材がクリーニング部材に近づく方向に移動する際において、クリーニング部材に向けて廃トナーの一部を搬送するように構成されている。しかしながら、かかる構成においては、クリーニング部材近傍で廃トナー、紙粉圧密状態になるとクリーニング部材の廃トナー掻き取り性能が悪化し、クリーニング不良が発生する場合がある。そのため、例えば、クリーニング部材近傍のスペースを広くとってクリーニング不良を抑制することが必要となっていた。

0005

本発明の目的は、像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することが可能となる技術を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するため、本発明のクリーニングユニットは、
像担持体を取り付けるための開口部を備える枠体と、
前記枠体の前記開口部に取り付けられる前記像担持体の表面から現像剤を除去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前記像担持体の表面から除去された現像剤を、前記枠体の開口側から、前記開口側とは逆側の奥側へ搬送する搬送部材と、
前記搬送部材が前記クリーニング部材に対して相対移動するように前記搬送部材を駆動させる駆動手段と、
を備え、
前記搬送部材が前記開口側から前記奥側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値が、前記奥側から前記開口側に向かう方向へ移動する際の最大加速度の絶対値よりも小さくなるように、前記駆動手段が前記搬送部材を駆動している、ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジであって、
像担持体と、
本発明のクリーニングユニットと、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
前記装置本体に対して着脱可能な、本発明のカートリッジと、
を備えることを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、像担持体の表面から除去した現像剤を、より省スペースでかつより効率的に現像剤収容部へ向けて搬送することができる。

図面の簡単な説明

0008

実施例1に係る画像形成装置の模式的断面図
実施例1に係るカートリッジの模式的断面図
実施例1に係るクリーニングユニットの模式的断面図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例1に係るクリーニングユニットの分解斜視図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例1に係る廃トナー搬送機構の説明図
実施例2に係るクリーニングユニットの模式的断面図
実施例3に係るクリーニングユニットの模式的断面図
実施例4に係るクリーニングユニットの模式的断面図
実施例5に係るクリーニングユニットの模式的断面図

実施例

0009

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

0010

以下の説明において、カートリッジの長手方向とは、像担持体の軸線方向である。また、左右とは記録材の搬送方向にしたがって記録材を上から見て左又は右である。また、カートリッジの上面とは、カートリッジを装置本体へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。

0011

[実施例1]
(画像形成装置の全体の説明)
図1を参照して、電子写真画像形成装置(以下、「画像形成装置」という)の全体構成について概略説明する。図1は、本発明の実施例1に係るカートリッジBを装着した画像形成装置の模式的断面図であり、より具体的には画像形成装置の一形態であるレーザービームプリンタの模式的断面図である。
なお、図1図3に示す、画像形成装置、プロセスカートリッジ、クリーニングユニット11の各姿勢は、画像形成装置の使用時における姿勢である。本明細書において各部材の位置関係や方向等について記載する場合は、この姿勢における位置関係や方向等を示している。すなわち、図1図3における紙面の上下方向が鉛直方向(重力方向)に対応し
、紙面の左右方向が水平方向に対応する。この配置構成の設定は、画像形成装置が、通常の設置状態として、水平面に設置されることを前提とした設定である。

0012

図1に示すように、画像形成装置(レーザビームプリンタ)は、画像形成装置本体(以下、装置本体)Aと、装置本体Aに着脱可能なカートリッジBと、を備える。装置本体Aの内部には、像担持体としての感光体ドラム7が配置される。

0013

本実施例に係る画像形成装置は、光学手段光学装置)としての光学系1から画像情報に基づいた情報光レーザ光)をドラム形状の感光体ドラム7へ照射し、感光体ドラム7周面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、感光体ドラム7周面上において、現像剤(以下、「トナー」という)によってトナー像(現像剤像)に現像される。このトナー像の形成と同期して、記録材(例えば、記録紙、OHPシート、布等)2をカセット3aからピックアップローラ3b及びこれに圧接する圧接部材3cで一枚ずつ分離給送する。
給送された記録材2は、搬送ガイド3f1に沿ってカートリッジBの感光体ドラム7と転写手段としての転写ローラ4とが対向する転写部Tに搬送される。転写部Tに搬送された記録材2は、電圧印加された転写ローラ4により感光体ドラム7上に形成されたトナー像が転写され、搬送ガイド3f2に沿って定着装置5へと搬送される。
定着装置5は、駆動ローラ5aと、ヒータ5bとを内蔵すると共に支持体5dによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体5cとからなり、通過する記録材2に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。
排出ローラ3dは、トナー像が定着された記録材2を搬送し、反転搬送経路を通して排出部6へと排出するよう構成している。なお、本実施例では、ピックアップローラ3b、圧接部材3c、排出ローラ3d等により搬送装置3を構成している。

0014

(カートリッジ)
図2を参照して、カートリッジB(プロセスカートリッジ)の全体構成について概略説明する。図2は、カートリッジBの模式的断面図である。図2に示すように、カートリッジBは、感光体ドラム7と、少なくとも1つのプロセス手段を備えたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば、感光体ドラム7を帯電させる帯電手段、感光体ドラム7に形成された静電潜像を現像する現像手段、感光体ドラム7に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
カートリッジBは、以下のクリーニングユニット11と現像ユニット10とを有する。

0015

クリーニングユニット11は、概略、感光体ドラム7と、帯電ローラ8と、クリーニング枠体11dと、から構成される。クリーニング枠体11dには、クリーニングブレード11a、スクイシート11b、廃トナー収容部11c、廃トナー搬送部材12b、搬送軸12cが備えられている。詳細は後述するが、クリーニング部材としてのクリーニングブレード11aが感光体ドラム7の表面から除去したトナーは、現像剤搬送部材としての廃トナー搬送部材12bによって、現像剤収容部としての廃トナー収容部11cの奥側に向けて搬送される。廃トナー搬送部材12bは、不図示のモータ等の駆動源からの駆動力を受けて回転する回転軸としての搬送軸12cが回転(揺動)することにより、クリーニングブレード11cに対して相対移動する。かかる廃トナー搬送部材12bの相対移動は、感光体ドラム7の表面の側と廃トナー収容部11cの奥側との間を往復する移動となる。

0016

現像ユニット10は、現像ローラ10d、現像ブレード10e、撹拌部材10fを組み込んだ収容容器14から構成される。収納容器14は、内部のトナー収容部14t内にトナーを収納する。

0017

以上の構成において、廃トナー搬送部材12bが廃トナーを搬送する方向は、クリーニングブレード11aのクリーニング部11a3から廃トナー収容部11cに向かう現像剤
搬送方向としての移動方向H1(クリーニング枠体11dの開口側からその逆側の奥側へ向かう方向)となる(図3(a)参照)。また、図3(a)には現像剤搬送方向の反対方向(逆方向)としての移動方向H2も示してある。

0018

図1図2を用いて、カートリッジBの画像形成プロセスについて説明する。
まず、感光層を有する感光体ドラム7を回転し、帯電手段である帯電ローラ8へ電圧印加して感光体ドラム7の表面を一様に帯電する。この帯電した感光体ドラム7に対して光学系1からの画像情報に基づいた情報光(光像)が、露光開口9bを通して露光する。そして感光体ドラム7の表面に静電潜像を形成し、静電潜像を現像ユニット10によって現像する。なお、現像ユニット10は、現像装置とも称される。

0019

現像ユニット10は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ10dを回転可能に支持している。この回転と共に、現像ブレード10eによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ10dの表面に形成し、そのトナーを静電潜像に応じて感光体ドラム7に転移させること(現像手段)によってトナー像を形成して可視像化する。
そして転写ローラ4にトナー像と逆極性電圧を印加して、トナー像を感光体ドラム7から記録材2に転写し、その後は図2に示すクリーニング枠体11dに固定されたクリーニングブレード11aによって感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落とす。これと共に、スクイシート11bによってすくい取り、廃トナー搬送部材12bで廃トナー収容部11cへ集める。これらのクリーニング手段によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去する。
このようにカートリッジBの画像形成プロセスを構成している。

0020

(クリーニングユニットと廃トナー搬送機構の構成)
図3図9を参照して、クリーニングユニットおよび廃トナー搬送機構の構成について説明する。

0021

図3(a)に示すように、クリーニングユニット11は、感光体ドラム7、クリーニングブレード11a、帯電ローラ8、廃トナー搬送機構12、クリーニング枠体11d、廃トナー収容部11c、スクイシート11bを備える。廃トナー搬送機構12は、廃トナー搬送部材12b、搬送軸12c、被作用部材としての揺動回転部材12a、作用部材としての回転部材15、およびばね部材16で構成される。

0022

クリーニングブレード11aは、クリーニング枠体11dに取り付けられ、ゴム部11a1と板金部11a2で構成される。クリーニングブレード11aのゴム部11a1と感光体ドラム7が当接する部分をクリーニング部11a3と称する。クリーニングブレード11aは、クリーニング枠体11dに固定された一端から、感光体ドラム7の表面に当接した他端に向かって、他端が該表面に当接する領域における感光体ドラム7の回転方向とは逆の方向の延びるように配置されている。
クリーニング枠体11dは、感光体ドラム7を取り付けるための開口部を有し、該開口部は、クリーニング枠体11dに取り付けられた感光体ドラム7、クリーニングブレード11a、スクイシート11bによって塞がれている。

0023

廃トナー搬送部材12bは、廃トナーを搬送するためのシート状で弾性を有する部材(弾性変形可能な可撓性を有するシート状部材)である。廃トナー搬送部材12bは、厚み0.1mmのシート部材で構成され、後述する揺動回転部材12aに連結された搬送軸12cにシート部材の一端部である固定部12b1を固定している。

0024

廃トナー搬送部材12bの下面をクリーニングブレード11aのゴム部11a1の上面に付勢力Fで付勢した状態で沿わせ、クリーニングブレード11aとクリーニング枠体1
1dとの間を廃トナー搬送部材12bが通る構成としている。本実施例では、廃トナー搬送部材12bを、搬送軸12cとクリーニングブレード11aとの間で撓ませられた状態で組み付けることで、廃トナー搬送部材12bの弾性復元力を利用して付勢力Fを発生させる付勢構造(シート状部材をクリーニング部材側へ付勢する付勢手段)としている。すなわち、廃トナー搬送部材12bがクリーニングブレード11a等に当接しない自然状態における姿勢は、図3(b)において破線で示すような状態となる。廃トナー搬送部材12bは、固定端である一端側の固定部12b1を起点にして、クリーニングブレード11aによって撓ませられた状態で組み付けられることにより、自由端である他端側の下面(重力方向における下方側の面)がクリーニングブレード11aのゴム部11a1の上面に付勢された状態となっている。

0025

図6に示すように、廃トナー搬送部材12bの搬送軸12c近傍には、複数の連通孔12b5が、搬送軸12cに沿って間隔を空けて設けられている。
廃トナー搬送部材12bの材質は、本実施例では、ポリエチレンテフタラート(PET)を使用したが、これに限定されるものではない。

0026

図4図9を参照して、廃トナー搬送部材の駆動構成(駆動手段)について説明する。

0027

図9に示すように、クリーニング枠体11d内には、廃トナー搬送部材12bが固定された搬送軸12cを配置している。また、クリーニング枠体11dの外壁には、回転部材15と揺動回転部材12aの支持部、揺動回転部材12aと搬送軸12cが係合するための穴である連通口11d12を設けている。さらに、クリーニング枠体11dの外壁には、揺動回転部材12aに取り付けられるばね部材16の固定腕16aを固定する固定部11d11も設けている。

0028

図8に示すように、ばね部材16は、ねじりコイルばねで構成し、固定腕16aと可動腕16bの2つの腕部を円筒部16cの末端部にそれぞれ設けている。
クリーニング枠体11dの外壁に設けられた固定部11d11に固定腕16aを固定し、揺動回転部材12aに設けられた支持部12a1で円筒部16cを支持し、係合部12a2で可動腕16bを係合している。

0029

揺動回転部材12aには、後述する回転部材15の作用部15aに当接する被作用部12a3を設けている。
揺動回転部材12aは、クリーニング枠体11dの外壁に回転可能に支持され、外壁に設けた連通口11d12を通じて廃トナー収容部11c内に設けた搬送軸12cに揺動回転部材の一部が係合するよう構成している。
この構成により、ばね部材16の付勢力を発生する方向が、揺動回転部材12aおよび搬送軸12cの略回転方向に設定される。
また、ばね部材16の無負荷時における固定腕16aと可動腕16bの成す角度で決まる位置を、揺動回転部材12aの中立位置(ばね部材16によって揺動回転部材12aに付与される回転方向の付勢力がゼロとなる第一の位置)とした。

0030

図4図5を参照して、回転部材15の構成について説明する。図4(a)、図5(a)は、廃トナー搬送機構の斜視図であり、図4(b)、図5(b)は、廃トナー搬送機構の側面図である。
図4、5に示すように、回転部材15は、作用部15aとしての2歯の欠け歯ギヤと、装置本体Aに設けられた駆動力伝達ギヤ(不図示)から連続回転する駆動力を受けるはす歯ギヤを有する段ギヤで構成される。
図5では、回転部材15を、はす歯ギヤを省略して示している。図5に示すように、回転部材15には、揺動回転部材12aに設けた被作用部12a3に作用する作用部15a
として2歯の欠け歯ギヤが形成されている。この2歯の欠け歯ギヤは、回転部材15が回転することで、揺動回転部材12aの被作用部12a3に対して円周方向に作用と解放を繰り返す形状となっている。

0031

図3図6図8を参照して、駆動入力時の動作について説明する。
回転部材15が回転することで、図8(a)から図8(b)に示す状態に移り、回転部材15の凸形状である作用部15aとして2歯の欠け歯ギヤが揺動回転部材12aの被作用部12a3と接触する。そして、揺動回転部材12aの回転に伴い、図3(a)および図6に示す搬送軸12cに固定部12b1が固定された廃トナー搬送部材12bを搬送方向H1に回転移動させる。さらに回転部材15が回転することで、図8(b)から図8(c)に示す状態に移り、作用部15aが、被作用部12a3を解放する。
この解放動作により、廃トナー搬送部材12bがばね部材16の減衰運動に伴って往復運動し、前記往復運動が収束して停止するまでの間、回転部材15と揺動回転部材12aの被作用部12a3が接触しない形状としている。

0032

以上の構成により、廃トナー搬送部材12bは、回転部材15の回転に伴い、往復運動を可能としていると共に、減衰運動を伴い収束して停止することが可能となっている。

0033

(廃トナー搬送機構の廃トナー搬送作用
図3図7図8を参照して、廃トナー搬送機構の廃トナー搬送作用について説明する。

0034

回転部材15とばね部材16は、揺動回転部材12aの被作用部12a3と係合部12a2にそれぞれ作用することで、搬送軸12cを介して廃トナー搬送部材12bに対し移動方向H1及びH2の往復移動において加速度を付与し、振動させる。

0035

ここで、図7(a)と図8(a)、図7(b)と図8(b)、図7(c)と図8(c)でそれぞれ揺動回転部材12aの位相と廃トナー搬送部材12bの位置が同じ状態のときを図示している。

0036

クリーニングブレード11aが廃トナー搬送部材12bから受ける付勢力Fは、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間に積載可能な廃トナー重量よりも大きな値となるように付勢力Fを設定している。

0037

装置本体Aに設けた駆動源(不図示)によって回転部材15が図8(a)から図8(b)に示す矢印Xの方向に回転することで、廃トナー搬送部材12bは、図7(a)から図7(b)に示すように、廃トナー搬送方向としての移動方向H1に向かい移動する。この駆動力の付与において、廃トナー搬送部材12bに対して移動方向H1に沿う方向に加速度が付与される。
この動作により、廃トナー搬送部材12bを、図7(a)と図8(a)で示す中立位置としての第一の位置12b20から、図7(b)と図8(b)で示す第一の位置から第二の位置12b21に移動させる。このとき、少なくとも廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーの一部は、廃トナー搬送部材12bの下面を滑らずに廃トナー搬送部材12bと同期して移動する。

0038

その後、回転部材15の回転動作に伴い、揺動回転部材12aの被作用部12a3が、図8(c)に示すように回転部材15のギヤ部15aから離脱する。その結果、廃トナー搬送部材12bは、H2方向に移動する(図8(c)参照)。すなわち、廃トナー搬送部材12bに対しては、ばね部材16の付勢力により移動方向H2に加速度を付与される。
この動作により、廃トナー搬送部材12bは、図7(b)と図8(b)で示す第二の位
置から図7(a)と図8(a)で示す第一の位置を通過し、図7(c)と図8(c)の位置に移動する。このとき、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーは、廃トナー搬送部材12bの下面を滑る。

0039

ここで、ばね部材16は、減速手段としての機能も有する。つまり、揺動回転部材12aの係合部12a2が、ばね部材16から復元力として移動方向H1および移動方向H2の回転方向の付勢力を交互に受ける。

0040

また、収納容器14内で、廃トナー搬送部材12bは、図3(a)に示すクリーニングブレード11aとの摩擦力や廃トナーから抗力を受ける。これにより、廃トナー搬送部材12bの振動は、ばね部材16の減衰運動と同期して減衰し、やがて図7(a)と図8(a)で示す第一の位置12b20に戻る。

0041

廃トナー搬送部材12bおよび廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーの動き(廃トナー搬送作用)について詳しく説明する。
図7図8を参照して、現像剤搬送機構基本動作させるための加速度設定条件について説明する。

0042

まず、位置の定義と加速度の定義を整理する。

0043

回転部材15およびばね部材16によって移動する廃トナー搬送部材12bの先端部の位置は、次のように定義される。すなわち、図7(a)と図8(a)に示す揺動回転部材12aの被作用部12a3が回転部材15に当接しない位置を、第一の位置12b20とする。また、図7(b)と図8(b)移動方向H1に最も移動した位置を、第二の位置12b21とする。さらに、図7(c)と図8(c)移動方向H2に最も移動した位置を、第三の位置12b22とする。
この際、廃トナー搬送部材12bの先端部の第一の位置12b20は、クリーニングブレード11aのクリーニング部11a3よりスクイシート11b側に伸びるよう配置している。

0044

そして、廃トナー搬送部材12bが回転部材15およびばね部材16によって移動方向H1に移動する際の加速度の最大値の絶対値を、最大加速度a1、移動方向H2に移動する際の加速度の最大値の絶対値を、最大加速度a2と定義する。

0045

次に、現像剤搬送機構の基本動作させるための具体的な加速度設定条件について説明していく。

0046

廃トナー搬送部材12bの最大加速度a2の設定は、ばね部材16の付勢力を調整することで、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーが廃トナー搬送部材12bの下面を滑る加速度に設定する。

0047

廃トナー搬送部材12bの最大加速度a1の設定は、回転部材15の回転数(単位時間当たりの回転数)を調整することで、前述の最大加速度a2より小さく設定する。

0048

前述したように、クリーニングブレード11aが廃トナー搬送部材12bから受ける付勢力Fを、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間に積載可能な廃トナー重量よりも大きな値に設定する。この場合、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーが廃トナー搬送部材12bの下面を滑る条件は、以下の通りである。

0049

廃トナー搬送部材12bと廃トナーの静止摩擦係数をμ0、重力加速度G、静止摩擦係数μ0と重力加速度Gの積をμ0Gとする。この場合において、廃トナー搬送部材12bを移動させる加速度をμ0Gより大きい値で設定したときに、廃トナーが廃トナー搬送部材12bの下面を滑る。

0050

次に、最大加速度a1、最大加速度a2、および静止摩擦係数μ0、重力加速度Gの積であるμ0Gと廃トナー搬送性について説明する。

0051

(例1)廃トナー搬送が可能な加速度設定条件
加速度設定μ0G<a1<a2のときは、次の通りである。
廃トナー搬送部材12bを移動方向H1、H2に最大加速度a1、a2で移動させる際、廃トナー搬送部材12bを移動方向H2に移動させると、廃トナー搬送部材12bの下面を滑るトナーは相対的に廃トナー搬送部材12bの下面を移動方向H1に移動する。即ち、廃トナー搬送部材12bの下面の廃トナーは、廃トナー搬送部材12bの下面をH1方向にもH2方向にも移動する。この場合は、a1<a2に設定しているため、廃トナー搬送部材12bからみた廃トナーの相対的な移動距離は、廃トナー搬送部材12bを移動方向H1に移動させたときに比べて移動方向H2に移動させたときの方が長くなるように設定しやすい。ここで、廃トナー搬送部材12bからみた廃トナーの相対的な移動距離とは、廃トナー搬送部材の下面を廃トナーが滑る距離である。従って、前述加速度に設定にした場合は、その加速度を繰り返し廃トナー搬送部材12bに加えることで、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーを移動方向H1に移動させることが容易に実現できる。

0052

(例2)例1と比較してトナー搬送量が増大する加速度設定条件
加速度設定a1<μ0G<a2のときは、次の通りである。
廃トナー搬送部材12bを移動方向H1に移動させる際、μ0Gより小さい最大加速度a1によって廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーが移動方向H1に移動する。
そして、廃トナー搬送部材12bを移動方向H2に移動させる際、μ0Gより大きい最大加速度a2によって、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーは廃トナー搬送部材12bの下面を滑るため移動方向H2には移動しない。従って、前述加速度に設定にした場合は、その加速度を繰り返し廃トナー搬送部材12bに加えることで、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーを移動方向H1に移動させることが容易に実現できる。
つまり、廃トナー搬送部材12bが1往復で移動する軌跡が例1と全く同じであっても加速度を適切に設定すれば1往復でトナーを移動方向H1の向きに搬送する量を増やすことができる。

0053

(例3)廃トナー搬送ができない加速度設定条件
一方、最大加速度a2を、a2<μ0Gに設定した場合、廃トナーが廃トナー搬送部材12bの下面を滑ることは無い。したがって、廃トナー搬送部材12bを移動方向H2に移動させる際、廃トナー搬送部材12bと共に廃トナーが移動方向H2に向かって移動してしまう。

0054

すなわち、本実施例において、廃トナーを移動方向H1の向きに搬送するため、移動方向H2の向きに廃トナー搬送部材12bが移動するときに、廃トナー搬送部材12bの下面を廃トナーが滑るように最大加速度a2を設定する(μ0G<a2)必要がある。

0055

上述した工程では、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーを廃トナー搬送部材12bの下面で移動方向H1に廃トナーを搬送する場合を説明し
たが、これに限るものではない。廃トナー搬送部材12bの上面に乗った廃トナーの場合、廃トナーの自重が付勢力Fと同じ作用を生みだす。したがって、同様の加速度設定条件により、廃トナー搬送部材12bとクリーニング枠体11dの間の廃トナーを廃トナー搬送部材12bの上面で移動方向H1に搬送することができる。

0056

前述した廃トナー搬送部材12bとトナーの静止摩擦係数μ0は、廃トナーを載せて廃トナー搬送部材12bを傾けた際に、廃トナーが滑り落ちる際の水平面と廃トナー搬送部材12bの成す角度θとして、μ0=tanθより算出したものである。
角度θ以上のとき、廃トナー搬送部材12b上のトナーは、廃トナー搬送部材12bとトナーの界面で発生する滑りとトナーとトナーの界面で発生する滑りにより、廃トナー搬送部材12bから滑り落ちる。
即ち、振動する廃トナー搬送部材12bに対してトナーが滑るというのは、廃トナー搬送部材12bとトナーの界面で発生する廃トナー搬送部材12bとトナー滑りに限るものではなく、それより上方のトナーとトナーの界面で発生する滑りも含まれる。

0057

前述の付勢力Fは、廃トナー搬送部材12bをクリーニング枠体11dに組み付けた状態でクリーニングブレード11aを取り除き、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの当接位置にてフォースゲージ計測した押圧力を付勢力Fとしている。

0058

上述した工程により廃トナー搬送部材12bが移動方向H1、H2の往復運動を繰り返すことで、クリーニング枠体11dとクリーニングブレード11bの間の廃トナーは、廃トナー搬送方向である移動方向H1に搬送され、廃トナー収容部11cに収容される。

0059

本実施例では、加速度をa1<μ0G<a2となるよう設定した。

0060

(効果の説明)
図10図11を参照して、廃トナー搬送部材12bの廃トナー搬送効果について説明する。

0061

感光体ドラム7に残留した廃トナーは、クリーニングブレード11aのクリーニング部11a3で掻き取られ、廃トナー搬送部材12の付勢力Fに逆らって、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間に侵入する。そして、前述した廃トナー搬送部材12bの廃トナー搬送作用により、図10(a)に示すように、廃トナーt1が移動方向H1に向かってクリーニングブレード11aのゴム部11a1から板金部11a2に沿い廃トナー収容部11cに向けて搬送される。さらに、廃トナー搬送部材12bにより廃トナー収容部11cに送られる廃トナー量の増加に伴い、図10(b)に示す状態から図10(c)に示す状態に廃トナー収容部11c内の廃トナーt1の状態が変化する。これにより、廃トナー収容部11cの容積を十分に活用した廃トナー搬送を実現することができる。

0062

また、カートリッジBの画像形成装置Aからの着脱等により、図11(a)に示す、廃トナー搬送部材12bの上面に廃トナーt2が乗った場合でも、前述した廃トナー搬送部材12bの廃トナー搬送作用により、廃トナーt2は移動方向H1に搬送される。そして、図11(b)に示すように、廃トナー搬送部材12bの上面を移動方向H1に移動し、搬送軸12c近傍に設けた廃トナー搬送部材12cの連通口12b5を通じて廃トナーt2が廃トナー収容部11cに排出される。

0063

本実施例の廃トナー搬送部材の廃トナー搬送において、廃トナー搬送部材の下面または上面で搬送される廃トナーの大部分が廃トナー搬送方向である移動方向H1に向かって移動し、移動方向H2に向かって移動する廃トナーはほとんどない。

0064

このように、本実施例の廃トナー搬送機構によれば、省スペースかつクリーニングブレード11bのクリーニング部11b3への廃トナー戻りが低減した廃トナー搬送機構による廃トナー搬送を行うことができる。これにより、クリーニング不良の発生を抑制し、安定した画像をユーザに提供することができる。

0065

また、図10図11において、廃トナーt1、t2を搬送する際、廃トナー収容部11cに加える廃トナー粉圧が一定値を超えると、移動方向H1に廃トナー搬送部材12bが移動する際も廃トナー搬送部材12bの下面および上面を廃トナーが滑る。そのため、廃トナー搬送部材12bによる廃トナー収容部11cに加わる廃トナー粉圧が、廃トナー搬送部材12bと廃トナー、あるいは、廃トナー同士の摩擦力以上に上昇しすぎることはない。したがって、廃トナー搬送機構に一定以上の負荷トルクが加わることはない。

0066

ここで、本実施例においては、回転部材15の動作条件を次のように設定した。すなわち、回転部材15の回転数を300rpm、揺動回転部材12aの被作用部12a3に回転部材15で加える力の周波数を10Hz、回転部材15が揺動回転部材12aの被作用部12a3に作用して揺動回転部材12aが回転する角度を30°とした。

0067

また、図7に示す廃トナー搬送部材12bの先端部12b2の位置12b21と初期位置12b20の差となる先端部12b2の移動距離L1は、1.5mm程度を選択した。

0068

また、廃トナー搬送部材12bの先端部12b2の位置14b22と初期位置14b20の差となる先端部14b2の移動距離L2は、移動距離L1より小さな値となるよう設定した。これは、移動距離L2が、廃トナー収容部11c内の廃トナー重量および、廃トナー搬送部材12bが搬送方向H2に移動する際にばね部材16から受ける抵抗により変化することを考慮しての設定である。

0069

また、図3(a)に示すクリーニングブレード11aの水平面に対する傾斜角度は4°程度を選択し、クリーニングブレード11aが廃トナー搬送部材12bから受ける付勢力Fは10gfを選択した。

0070

また、回転部材15により揺動回転部材12aが30°回転した際、ばね部材16から揺動回転部材12aの係合部12a2が受ける搬送方向H2の付勢力は100gfを選択した。

0071

上述した諸条件は、本実施例の装置構成において好適な設定値であり、これに限定されるものではなく、トナーの種類や特性、各部材の形状や材質、配置等により適宜選択することができる。

0072

また、廃トナー搬送部材12bの材質はポリエチレンテレフタレート(PET)に限定されることなく、ポリスチレン(PS)、ポリイミド(PI)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ABS樹脂ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール(POM)などの一般的なプラスチック材料でも適宜構成可能である。

0073

[実施例2]
実施例1では、廃トナー搬送部材12bの搬送軸12cを廃トナー収容部11c側に配置した構成を例示したが、この構成に限るものではない。

0074

本発明の実施例2においては、図12に示すような、廃トナー搬送部材12bの搬送軸
12cをスクイシート11b側に配置した構成にしている。
なお、実施例2においてここで特に説明しない構成は、実施例1と同様であり、説明を省略する。

0075

実施例2の構成では、前述した実施例1の廃トナー搬送部材12bの搬送軸12cを廃トナー収容部11c側に配置した場合と比べて、廃トナー搬送機構の駆動列感光体ドラム近傍に配置することができる。
このため、感光体ドラム7に駆動力を伝達するギヤ列と、廃トナー搬送部材12bに駆動力を伝達するギヤ列が繋がるような構成において、ギヤ列を省スペースで配置することができる。

0076

[実施例3]
実施例1では、廃トナー搬送部材12bをシート部材で構成し、廃トナー搬送部材12bのクリーニングブレード11aへの付勢手段としてシート部材の弾性を用いた構成を例示したが、この構成に限るものではない。

0077

本発明の実施例3においては、図13に示すような構成を採用した。先ず、廃トナー搬送部材12bを板状の部材で構成した。そして、廃トナー搬送部材12bと搬送軸12cを既知リンク機構を用いて連結し、クリーニングブレード11aに対する廃トナー搬送部材12bの付勢力Fを廃トナー搬送部材12bの重量により付与する構成とした。
なお、実施例3においてここで特に説明しない構成は、上記実施例と同様であり、説明を省略する。

0078

前述した実施例1では、廃トナー搬送部材12bをシート部材で構成し廃トナー搬送部材12bのクリーニングブレード11aへの付勢手段としてシート部材の弾性を用いた構成とした。この実施例1の構成に比べて、実施例3の構成によれば、廃トナー搬送部材12bの変形により付勢力Fが変化するのを防止することができる。
このため、廃トナー搬送部材12bによる廃トナー搬送をより安定して行うことができる。

0079

[実施例4]
実施例3では、クリーニングブレード11aに対する廃トナー搬送部材12bの付勢力Fを与える構成として、廃トナー搬送部材の重量を用いた場合を例示したが、この構成に限るものではない。

0080

図14に示すように、付勢手段としての付勢部材11d6で廃トナー搬送部材12bをクリーニングブレード11aに押圧し付勢力Fを与える構成でもよい。付勢部材11d6は、廃トナー搬送部材12bにおけるクリーニングブレード11aに当接する側とは反対側の面に当接し、付勢力を付与するように配置されている。
なお、実施例4においてここで特に説明しない構成は、上記実施例と同様であり、説明を省略する。

0081

前述した実施例3では、クリーニングブレード11aに対する廃トナー搬送部材12bの付勢力Fを廃トナー搬送部材12bの重量により付与する構成とした。この実施例3の構成と比べて、実施例4の構成によれば、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード12aの間の廃トナーをより効率的に搬送することができる。

0082

[実施例5]
実施例4では、クリーニングブレード11aに対する廃トナー搬送部材12bの付勢力Fを与える構成として、付勢部材11d6を用いた場合を例示したが、この構成に限るも
のではない。

0083

図15に示すように、クリーニング枠体11dに設けた付勢手段としてのリブ部11d7で廃トナー搬送部材12bをクリーニングブレード11aに押圧し付勢力Fを与える構成でもよい。
なお、実施例5においてここで特に説明しない構成は、上記実施例と同様であり、説明を省略する。

0084

前述した実施例4では、クリーニングブレード11aに対する廃トナー搬送部材12bの付勢力Fを付勢部材11d6により付与する構成とした。この実施例4の構成と比べて、実施例5の構成によれば、廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード12aの間の廃トナーをより簡単な構成で効率的に搬送することができる。

0085

また、実施例1〜5では、クリーニングユニットは画像形成装置に装着されたときにクリーニングブレードが水平面に対し4°傾斜している場合を例示したが、本発明はこれに限定する必要はない。

0086

具体的には、実施例1で例示した廃トナー搬送部材12bの振動構成において、廃トナー搬送部材12bの傾斜角度が上り角度10°で廃トナー搬送部材12bとクリーニングブレード11aの間の廃トナーを移動方向H1に搬送可能であった。また、廃トナー搬送部材12bの傾斜角度が下り方向においては、その角度に制限なく、トナーの安息角以下の角度においてもトナーの搬送が可能であった。すなわち、本実施例の廃トナー搬送構成における廃トナー搬送部材12bの搬送方向の傾斜角度は、上り方向10度以下、下り方向は、90度の範囲で適用可能である。

0087

また、実施例1〜5では、廃トナー搬送部材の減速手段として付勢部材の復元力を利用したものを例示したがこの構成に限るものではない。例えば、既知の衝撃吸収部材または既知の摩擦摺動部材を搬送部材の減速手段としてクリーニング枠体に配置した場合であっても良い。

0088

さらに、実施例1〜5では、カートリッジは単色画像を形成する構成であった。しかし現像手段(現像装置)を複数設け、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像あるいはフルカラー等)を形成するカートリッジであってもよい。

0089

また、搬送部材が往復運動する周波数は、1〜100Hzである。

0090

また、実施例1〜5では、搬送部材に対して弾性体を含める記載はしなかったが、搬送部材はトナー搬送可能な実質的にシート状または板状の形状を保つ弾性体で構成される場合にも好適に適用することができる。

0091

以上述べたように、実施例1〜5のいずれかの構成によれば、クリーニングブレードのクリーニング部への廃トナー戻りを低減させ、従来よりもさらにクリーニング不良の発生を抑制した廃トナー搬送が行えるよう廃トナー搬送部材を動作させることができる。

0092

11…クリーニングユニット、11a…クリーニングブレード(クリーニング部材)、11a1…ゴム部、11a2…板金部、11a3…クリーニング部、11c…廃トナー収容部(現像剤収容部)、11d…クリーニング枠体、11d6…付勢部材、11d7…リブ部、12a…揺動回転部材、12b…廃トナー搬送部材(搬送部材)、12c…搬送軸、15…回転部材、16…ばね部材、a1…最大加速度、a2…最大加速度、H1…移動
方向、H2…移動方向、t1…廃トナー、t2…廃トナー

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