JP3695496B2 - 感光体クリーナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は感光体クリーナ装置に関するものであり、特に、画像形成装置の感光体表面に当接して残留トナーの除去を行う感光体クリーナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やレーザプリンタ等、電子写真方式の画像形成装置では、画像担持体としての感光体上に形成した静電潜像をトナー現像により顕像化し、さらにこのトナー像を記録紙等の記録媒体に転写して印刷画像を得ている。また、近年、感光体（第１次感光体）上に順次形成された複数色のトナー像を、中間転写体（第２次感光体）上で重ね合わせた後、これを記録紙等の記録媒体に転写してフルカラー印刷画像を得る画像形成装置が提案されている。例えば、第１次感光体としてベルト状感光体を用いた画像形成装置が特開平６−１３０７７５号公報に記載されており、第１次感光体としてドラム状感光体を用いた画像形成装置が特開平９−２０４１０８号公報に記載されている。
【０００３】
これらの画像形成装置では、帯電装置によって一様に帯電させた感光体表面に、画像信号に基づいてレーザ光を照射して静電潜像を形成する。この帯電装置として、コロトロン放電による非接触帯電方式や、帯電ロールによる接触帯電方式がある。接触帯電方式では、感光体表面に帯電ロールを接触させて高電圧を印加し、感光体表面を帯電させる。
【０００４】
また、電子写真方式の画像形成装置では、トナー像を記録媒体または中間転写体に転写した後、感光体表面に未転写のトナーが残留するので、一般に転写位置の後段にクリーナ装置が設けられる。クリーナ装置は、クリーナブレードを有していて、このクリーナブレードを感光体表面に当接させることにより、残留トナーが掻き落とされる。クリーナ装置によるトナー除去を容易にするため、該クリーナ装置の前段に除電装置を設けることもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記接触帯電方式を採用した場合、次のような問題点が生ずる。接触帯電方式では帯電ロールを感光体表面にいつも接触させた状態であるので、感光体表面を荒らして、その平滑性を損ねやすい。感光体表面の平滑性が損なわれると、前記クリーナブレードと感光体表面の接触抵抗が増大し、滑りが悪くなる。その結果、クリーナブレード先端の微小振動（びびり）による異常音が発生して使用環境の劣化を招くおそれがある。さらに、前記微小振動によりクリーナブレードの先端が傷み、その滑らかさが低下してトナー除去のむらによるクリーニング不良をきたすこともある。
【０００６】
クリーナブレードと感光体との潤滑のために、該クリーナブレードの先端には樹脂粉等の潤滑剤が塗布されるが、長期間の潤滑作用は期待できない。そこで、クリーナブレードと感光体表面との摺動性を高めて、上記異常音やクリーニング不良の発生を防止するために、クリーナ装置の前段に回転式のファーブラシを設けることがある。このファーブラシにより残留トナーが一部掻き取られて微粒状のクラウド（霧状物）となり、クリーナブレード先端に付着するので、その潤滑作用を期待して行われる対策である。なお、このファーブラシは除電装置の機能を兼ねることもある。
【０００７】
しかし、前記ファーブラシは感光体表面に接触して回転させられるので、感光体表面に傷をつけてしまったり、感光体表面の膜減りを加速したりするという問題がある。また、ファーブラシやその回転機構を付加するために構造が複雑化するという問題点もある。
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題点を解消し、簡易な構造によりクリーナブレードと感光体との摺動による異常音発生を防止し、かつクリーニング不良の発生を防止することができる感光体クリーナ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、電子写真方式画像形成装置の感光体上に残留したトナーを除去する感光体クリーナ装置において、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体表面から掻き落とされた廃トナーを貯溜するハウジングと、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールと、前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材とを具備した点に特徴がある。
【００１０】
上記特徴を有する本発明では、感光体表面から除去された廃トナーが、クリーナブレード、下側シール、およびトナー塞き止め部材によって形成された領域に塞き止められ、前記クリーナブレードの先端が廃トナーで覆われる。したがって、前記廃トナーが、感光体表面に当接するクリーナブレード先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの要部構成図である。同図において、像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」という）１は図示しないモータで矢印７の方向に回転できるように設けられている。感光体１の周囲には、帯電装置つまり帯電ロール（ＢＣＲ）８、露光装置（ＲＯＳ）９、現像アセンブリ１０、第１次転写器つまり第１次ＢＴＲ２、クリーナ装置１１が配置されている。前記現像アセンブリ１０はフルカラー現像のための４台の現像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからなる。現像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、感光体１上の潜像をそれぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（Ｋ）のトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像アセンブリ１０を矢印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。
【００１２】
感光体１上に現像された各色のトナー像は、第１次ＢＴＲ２によって中間転写ベルト（以下、単に「ベルト」という）３に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト３はロール１２，１３，１４，１５に張架されている。これらのうち、ロール１２は図示しない駆動源に結合されてベルト３を駆動する駆動ロールとして機能し、ロール１３はベルト３の張力を調節するテンションロールとして機能し、ロール１４は第２次転写器つまり第２次ＢＴＲ４のバックアップロールとして機能する。ベルト３を挟んでロール１５と対向する位置にはベルトクリーナ１６が設けられていて、ベルト３上の残留トナーがクリーナブレードで掻き落とされる。
【００１３】
記録紙カセット１７，１８から引き出しロール１９，２０で搬送路に引き出された記録紙はロール対２１，２２，２３によってニップ部、つまり第２次ＢＴＲ４とベルト３との当接部に給送される。ベルト３上に形成されたトナー像はこのニップ部で記録紙上に転写され、定着装置２４で熱定着されてトレイ２５またはトレイ２６（本体上面）に排出される。
【００１４】
ベルト３には反射型光センサ６が対向して配置されていて、ベルト３上の反射箔５からの反射光を検出する。反射光の検出信号はＲＯＳ９による画像形成タイミングやトナー像の転写タイミングを制御する基準信号として利用される。
【００１５】
現像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、交換可能なトナーカートリッジと、現像バイアスを与える現像用ロールと、現像ロールへトナーを供給するトナー供給装置および搬送装置とを有している。
【００１６】
上記構成による画像形成装置では、次のようにして画像が形成される。まず、ＢＣＲ８に電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるようにＲＯＳ９で露光を行い潜像が形成される。すなわち、図示しない制御装置から供給される画像信号に基づき、ＲＯＳ９をオン・オフすることによって画像に対応した潜像が形成される。
【００１７】
現像装置１０Ｙ等の現像ロールには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、前記潜像は該現像ロールの位置を通過時にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は第１次ＢＴＲ２でベルト３に転写され、さらに第２次ＢＴＲ４で記録紙に転写された後、定着装置２４に送給される。フルカラープリント時はベルト上で４色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。感光体１上に残留したトナーはクリーナ装置１１で除去されて回収される。
【００１８】
次に、前記クリーナ装置１１を詳細に説明する。図３は、クリーナ装置１１の斜視図であり、図４は同正面図である。両図面において、クリーナ装置１１の本体は、感光体１と対向する側が開放されたハウジング２７からなる。ハウジング２７の開口の上縁２８にはクリーナブレード２９が固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。該クリーナブレード２９は感光体１の画像形成領域の幅に対応する長さを有する樹脂材料であり、一例として厚さ２ｍｍのウレタンゴムを使用することができる。
【００１９】
一方、開口の下縁３７には前記クリーナブレード２９で除去した廃トナーを受ける下側シール３０およびトナー塞き止めシート３１が固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。下側シール３０およびトナーの塞き止めシート３１はいずれも樹脂材料からなる膜部材である。下側シール３０は感光体１に押圧された状態でクリーナブレード２９の下端との間に間隙が残る幅に設定される。塞き止めシート３１はクリーナブレード２９の下端と重なり合うように幅が設定されている。一例として、下側シール３０は厚さ２０μｍのポリウレタン樹脂で形成され、塞き止めシート３１は厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で形成される。
【００２０】
クリーナブレード２９の両側には側方シール３２，３３が配置されている。この側方シール３２，３３はハウジング２７の側板から張り出したプレート３４，３５に固定されていて、クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーが横方向から漏れるのを防止するために設けられている。この側方シール３２，３３には、羊毛の基材にフッ素樹脂のフェルトで表面層を形成したものが好適である。なお、前記塞き止めシート３１は該側方シール３２，３３との間にわずかな間隙Ｇ１を（１〜２ｍｍ）有するように長さが設定されている。
【００２１】
前記ハウジング２７内の下部にはクリーナブレード２９等の長さ方向、つまり該クリーナブレード２９が当接する感光体１の幅方向に伸びるオーガ（図示せず）が設けられている。このオーガにより、クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーはハウジング２７の一側方に押しやられ、図示しない排出口から排出される。排出された廃トナーは別途設けた廃トナー回収装置に搬送される。
【００２２】
次に、下側シール３０および塞き止めシート３１の作用を説明する。図１は、クリーナ装置１１の要部拡大図である。同図において、クリーナブレード２９および下側シール３０の先端は感光体１の表面に押圧されて前記ハウジング２７側に変形し、その弾力によって感光体１との密着が維持されている。塞き止めシート３１は初期状態ではクリーナブレード２９の先端裏側に当接しているが、感光体１の表面から掻き落とされた廃トナーＴが塞き止められることにより、その押圧力Ｐｔで後方に変形して間隙Ｇ２が形成される。
【００２３】
塞き止めシート３１で塞き止められた廃トナーＴは、その滞積量が増すと、前記間隙Ｇ２を通過し、塞き止めシート３１の上端を乗り越えてハウジング２７の内側に流入する。クリーナブレード２９の先端が、塞き止められた廃トナーＴで常時覆われた状態に維持されるように塞き止めシート３１とクリーナブレード２９との重なり部ＬＡＰの寸法を決定する必要があり、本実施形態では約１．５ｍｍとした。
【００２４】
なお、塞き止めシート３１の材質や厚みおよび重なり部ＬＡＰの寸法等は上述の例に限らず、要は、少なくともクリーナブレード２９の先端を覆うように廃トナーＴが適度に滞積し、かつその滞積量が増えたときに間隙Ｇ２が形成されて廃トナーＴが徐々にこの間隙Ｇ２を通じてハウジング２７内に移動できるように決定されていればよい。これらの数値等は実験的に決定することができるが、本発明者等は一例として上述の条件の下でクリーナブレード２９の微小な振動を除去でき、異常音も低減できることを確認した。
【００２５】
また、塞き止めシート３１を厚くして可撓性をなくするか低減することもできる。その場合は、廃トナーＴが滞積しているか否かにかかわらず、前記間隙Ｇ２があらかじめ確保されるように形状や下縁３７への取り付けの向き等を考慮することはもちろんである。
【００２６】
塞き止めシート３１は、ハウジング２７との接合部近傍に長孔３６を有している。廃トナーＴにはトナーだけでなくキャリアや異物が混入していることが多い。しかもこれら混入物はトナーよりも密度が大きいものがほとんどである。そこで、この長孔３６を通じてこれら混入物を下方からハウジング２７内側に誘導する。こうすることによって、混入物が滞積してクリーナブレード２９と感光体１との間に侵入するのを防止でき、感光体１の表面に傷がつくのを回避することができる。
【００２７】
塞き止めシート３１を乗り越えたり、長孔３６から侵入してハウジング２７内に移動した廃トナーＴは搬送用オーガ４０により、図示しない排出口側に搬送される。なお、クリーナブレード２９は、図示のように、その下端部が感光体１の回転方向Ｒに対向するドクター方向で感光体１の表面に当接していて、いわゆるドクターブレードまたはドクターナイフ式の当接状態に構成されている。また、感光体１との当接角度θは２２°である。
【００２８】
前記塞き止めシート３１の面積に対して長孔３６が大きすぎると、廃トナーが滞積されないので適当に形状や寸法等を決定しなければならない。図５は、塞き止めシート３１の正面図である。同図では、長孔３６は４か所に設けてあり、各長孔３６の寸法は２×６８ｍｍ、各長孔３６相互の間隔は１０ｍｍとした。なお、各長孔３６の合計開口面積が大きくなりすぎると廃トナーＴがハウジング２７側に移動する量が多くなり、クリーナブレード２９の先端を覆うまでには至らない。したがって、そのような不具合がなくならないように長孔３６の寸法や個数を決定することが必要であり、この観点に基づけば、長孔３６の数は４か所に限定されず、例えば、単一の長孔としてもよい。
【００２９】
なお、塞き止めシート３１と前記側方シール３２，３３との間隙Ｇ１が小さい場合には、塞き止められた廃トナーＴの圧力によって該側方シール３２，３３が押圧されてシール性が損なわれるので、適度な寸法にすることが好ましい。既述のＧ１の寸法（１〜２ｍｍ）はこの観点から決定している。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態に係るクリーナ装置１１の要部断面拡大図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。同図において、ハウジング２７の上縁２８の表側にはクリーナブレード２９が接着またはネジ止め等の接合手段により固定されており、裏側には塞き止めプレート３８が接着されている。塞き止めプレート３８とハウジング２７の底部との間には間隙Ｇ３が設けられている。塞き止めプレート３８は樹脂製であり、一例として厚さ３ｍｍのＰＥＴで構成することができる。また、塞き止めプレート３８の、前記上縁２８との接合部近傍には長孔３９が設けられている。
【００３１】
クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーＴはこの塞き止めプレート３８の長孔３９と間隙Ｇ３とからハウジング２７の内側に移動する。したがって、長孔３９の寸法・形状・個数や間隙Ｇ３の寸法は、第１実施形態と同様、クリーナブレード２９の先端を覆うのに十分な量だけ廃トナーＴを塞き止めるという観点から決定する。上記観点が維持されれば、長孔３９は前記長孔３６と同様、複数形成してあってもよいし、長さ（感光体１の軸方向に沿った長さ）を長くした単一の孔であってもよい。
【００３２】
上述の二つの実施形態によれば、クリーナブレード２９の先端は塞き止めシート３１または塞き止めプレート３８で塞き止められた廃トナーＴによって覆われる。したがって、感光体１の表面の荒れが生じた場合でも、クリーナブレード２９の先端付近に存在する廃トナーＴが潤滑剤として作用し、クリーナブレード２９の先端が感光体１の表面にひっ掛かって振動を起こし、異常音を発生したりクリーナブレード２９を損傷させたりするということがなくなる。
【００３３】
感光体１表面の残留トナーを効果的に除去するため、クリーナブレード２９は感光体１の回転方向７に逆らう方向に向き合う、いわゆるドクターブレードまたはドクターナイフ方式で構成してある。この構成では、感光体１の表面の荒れによる摺動性の劣化傾向は顕著であるため、特に、本実施形態に示した潤滑作用による効果は大きい。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、塞き止められた廃トナーが、感光体表面に当接するクリーナブレード先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用する。したがって、前記先端が感光体表面にひっかかって生じる微小振動が低減し、異常音の発生やクリーニングブード先端の損傷を防止できる。その結果、感光体表面を良好にクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るクリーナ装置の要部拡大図である。
【図２】 本発明の実施形態に係るクリーナ装置を適用した画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の実施形態に係るクリーナ装置の斜視図である。
【図４】 本発明の実施形態に係るクリーナ装置の正面図である。
【図５】 塞き止めシートの正面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態に係るクリーナ装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
１…感光体、 ２…１次ＢＴＲ、 ３…中間転写ベルト、 ４…２次ＢＴＲ、５…反射部、 ６…反射型光センサ、 ８…帯電ロール、 ９…露光装置、 １０…現像アセンブリ、 １１…感光体クリーナ装置、 １６…ベルトクリーナ、２７…ハウジング、 ２９…クリーナブレード、 ３０…下方シール、 ３２，３３…側方シール、 ３１…塞き止めシート、 ３６…長孔

Claims (4)

1. 感光体上に残留したトナーを除去するため、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体表面から掻き落とされた廃トナーを貯溜するハウジングと、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールとを有する電子写真方式画像形成装置の感光体クリーナ装置において、
   前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置されたトナー塞き止め部材を備え、
   該トナー塞き止め部材が、
   前記クリーナブレードよりも下方で前記ハウジングに固定されており、かつその上端が前記クリーナブレードの下端より上方に位置して、前記クリーナブレードとの重なり部を形成しているとともに、
   該トナー塞き止め部材で塞き止められた廃トナーが前記クリーナブレードの下端よりも上方を乗り越えて前記ハウジング内に移動可能に構成されていることを特徴とする感光体クリーナ装置。
2. 前記トナー塞き止め部材が、板状部材であって、前記重なり部において前記クリーナブレードとの間に前記廃トナーを通過させるための間隙を有して配置されていることを特徴とする請求項１記載の感光体クリーナ装置。
3. 前記トナー塞き止め部材が、可撓性の樹脂シートであることを特徴とする請求項１記載の感光体クリーナ装置。
4. 前記トナー塞き止め部材が、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング内に流入させるため、前記ハウジングとの固定部境界に設けられた開口を有することを特徴とする請求項１記載の感光体クリーナ装置。

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