JP2001154554A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットローラに磁性トナーが固着するの
を防ぎ、トナー搬送力の低下を防止し、かつマグネット
ローラの長期間の使用を可能にするクリーニング装置を
提供する。 【解決手段】 像担持体（感光体）５からトナーを掻き
取るクリーニング手段と、掻き取られた廃トナーＴを廃
トナー収容部３５へ搬送するトナー搬送手段３２とを備
えるクリーニング装置３において、トナー搬送手段３２
は、磁性トナーＴを吸着して搬送するマグネットローラ
３２であって、かつマグネットローラ３２に弾接しトナ
ーを掻き落とす弾性部材（スクレーパ）３３と、マグネ
ットローラ３２を研磨する研磨部材３４とを有するクリ
ーニング装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真方式に用いられる画像形
成装置のクリーニング装置に関する、さらに詳細には、
像担持体上から回収される廃トナーを収容するトナー搬
送手段を備えるクリーニング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、プリンタ、ファ
クシミリ等の画像形成装置では、感光体や中間転写体等
の像担持体上に、現像ローラを備える現像装置により静
電潜像を可視化してトナー像を形成し、このトナー像を
転写ローラ等の転写装置によって転写紙等の記録部材上
に転写し、その後定着装置によって記録部材上に溶融固
定することによって画像を形成している。その際に、こ
れら一連の工程を繰り返すために、クリーニング装置に
よって像担持体上に転写されずに残るトナーをクリ−ニ
ングブレードでクリーニングし、このクリーニングされ
る廃トナーをトナー搬送手段で搬送して、クリーニング
装置内部の廃トナー収容部に回収・貯蔵する。 一方、
電子写真方式に用いられる現像剤には、大きく分類する
とトナーとキャリアを用いる二成分系現像剤とトナーの
みによる一成分系現像剤がある。一成分系現像剤にうち
磁性一成分系現像剤（以下、「磁性トナー」という。）
は、スチレン−アクリル系、ポリエステル系樹脂にマグ
ネタイト、γ−ヘマタイト、フェライト等の磁性材料を
混合している。実際の使用のためには、この他に、ポリ
ポロピレン、ポリエチレン等のワックス、トナーの帯電
性を制御するための荷電制御剤、導電性又は色調を調整
するためのカーボンブラック等の着色剤、トナーの流動
性を調整するシリカ、アルミナ、酸化チタン等の酸化
物、窒化物等が添加されている。近年、画像形成装置が
小型化する傾向にあるが、キャリアを用いない磁性トナ
ーでは、攪拌機構が不必要なために現像装置の構造が簡
単になり、かつ、現像装置を小型化することができる。
そのために、磁性トナーを用いる多くの複写機やファク
シミリ等の画像形成装置が開発されている。

【０００３】このような磁性トナーを用いる画像形成装
置のクリーニング装置では、トナー搬送手段として磁性
トナーを吸着して搬送するマグネットローラを備えてい
るものがある。画像形成過程の中で、転写された後の像
担持体上に残留するトナーをクリーニングした後、一端
にクリーニング装置内に堆積させ、次に堆積した廃トナ
ーをトナー搬送手段に吸着させ、クリーニング装置内の
廃トナー収容部に送り、廃トナーをマグネットローラか
ら掻き落として収容する。ここで、マグネットローラか
ら掻き取る手段とし、マグネットローラに圧設している
掻き取り部材でおこなう手段（例えば、特開平８−１６
０８２３号公報等）、樹脂フィルムで行う手段（例え
ば、特開平５−１３４４８４号公報等）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような掻き取り部材又は樹脂フィルム等の掻き取り手段
でマグネットローラから廃トナーを回収するために長時
間にわたって使用すると、マグネットローラに廃トナー
が固着し、そのため掻き取り手段がマグネットローラに
均一に弾接せず、トナーの掻き落としが不十分となり廃
トナーの搬送力が低下し、また、固着したトナーは除去
するのが容易ではないため、マグネットローラの長期の
使用が困難であるという問題点がある。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を鑑みてな
されるものであり、その目的は、マグネットローラに磁
性トナーが固着するのを防ぎ、トナー搬送力の低下を防
止し、かつマグネットローラの長期間の使用を可能にす
るクリーニング装置を提供することである。さらに、マ
グネットローラの変形を防止して、トナーの掻き取りム
ラや掻き取り手段のメクレを防止するクリーニング装置
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、 像担持体からトナー
を掻き取るクリーニング手段と、 掻き取られた廃トナ
ーを廃トナー収容部へ搬送するトナー搬送手段と を備
えるクリーニング装置において、 トナー搬送手段が、
磁性トナーを吸着して搬送するマグネットローラであっ
て、さらに マグネットローラに弾接しトナーを掻き落
とす弾性部材と、 マグネットローラを研磨する研磨部
材と を有するクリーニング装置である。請求項２に記
載の発明は、 請求項１のクリーニング装置において、
マグネットローラに弾接する研磨部材は、 マグネッ
トローラに対して、スクレーパに対向する位置に配置す
るクリーニング装置である。請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載のクリーニング装置において、研磨部
材は、マグネットローラに弾接する弾性部材を兼ねるク
リーニング装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に、本発明が適用されるプロセ
スカートリッジ及び画像形成装置の概略を示す構成図で
ある。図２は、画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
カートリッジを着脱する状態を示す構成図である。この
画像形成装置１は、図２に示すように画像形成装置１に
着脱可能なプロセスカートリッジ２を装着して使用する
ように構成されている。画像形成装置１本体は、光書き
込みユニット１８、給紙トレイ１９、給紙ローラ２０、
レジストローラ２１、転写手段２２、熱定着装置２３及
びプロセスカートリッジ２を着脱するための開口部に開
閉自在に設けられたカバー部材２４等を備える。プロセ
スカートリッジ２は、内部に像担持体（以下、「感光
体」という。）５を配置し回転可能に支持する感光体ユ
ニット３とトナーを収容し、現像ローラ６を回転可能に
支持する現像装置４と感光体５上のトナーをクリーニン
グして、そのクリーニングした廃トナーＴを収容する廃
トナー収容部３５を配設するクリーニング装置３とをプ
ロセスカートリッジ枠体内に一体に形成されている。感
光体ユニット３及び現像装置４は、結合部材により結合
され、結合部を支点として回動可能に支持されている。
なお、本発明のプロセスカートリッジは、この他に転写
手段、帯電手段を枠体内に配設するものであってもよ
い。画像形成装置１による画像形成は、次のように行わ
れる。プロセスカートリッジ２を画像形成装置１本体に
セットし、カバー部材を閉じると、画像形成装置１が動
作可能な状態となる。まず、画像形成に先立って、プロ
セスカートリッジ２内の感光体５の表面が帯電ローラ１
０により一様に帯電される。続いて、図示しない光源か
ら光照射されて得られた像光のＣＣＤセンサによる読み
取りが行われる。画像形成装置本体１に固定支持された
光書き込みユニット１８では、このＣＣＤの情報に基づ
いて、図示しないレーザー光源から画像情報に応じて発
光した光が図示しないポリゴンミラーで走査され、レン
ズ及び反射ミラーを介して画像情報に基づいた光像を感
光体５に照射し、感光体５の表面に潜像が形成される。

【０００８】感光体５の表面に形成された潜像は、感光
体５の回転に伴って現像ローラ６と対向する現像領域に
搬送される。現像装置４内では、トナーホッパ内に収容
されたトナーがトナー送り出し部材により現像ローラ６
側へ送り出され、現像ローラ６の表面に汲み上げられ
る。現像ローラ６の表面に汲み上げられたトナーは、現
像ローラ６の回転によって搬送され、現像ブレードの位
置を通過するときに所定の層厚に規制され、トナー薄層
が形成される。トナー薄層は、さらに感光体５と対向す
る現像領域に搬送され、潜像の現像が行われトナー像が
形成される。一方、画像形成装置１本体に設けられた給
紙トレイ１９からは、転写紙が給紙ローラ２０によって
一枚ずつ引き出され、レジストローラ２１を経て、現像
領域に対して感光体５の回転下流側に配設された転写手
段２２の位置に搬送され、感光体５上のトナー像が転写
紙に転写され、さらに、定着ユニット２３の位置に搬送
されて転写紙上のトナー像が定着され、画像が形成され
る。

【０００９】また、図３（ａ）は、プロセスカートリッ
ジの構成を示す概略図であり、図３（ｂ）は、及び感光
体と現像ローラの駆動側端部の構成を示す概略平面図で
ある。このプロセスカートリッジ２は、図３（ａ）に示
すように、感光体５、帯電ローラ１０及びクリ−ニング
ブレード３１を含む感光体ユニット３と、現像ローラ
６、現像ブレード及びトナーを収容するトナーホッパ１
１を有する現像装置４から成り、結合部材により支点結
合されている。このプロセスカートリッジ２の感光体５
と現像ローラ６の当接は、次のような方法で行われる。
現像装置４は、加圧スプリング１３により感光体ユニッ
ト３側に押圧され、現像ローラ６の長手方向端部に設け
られた突き当てコロ７が感光体５に接触するように付勢
されている。感光体５及び現像ローラ６の長手方向端部
には、それぞれドラムギア１４及びスリーブギア１５が
設けられており、ドラムギア１４は、画像形成装置１本
体側の駆動部２５及びスリーブギア１５に接続される。
これにより、現像ローラ６は直接駆動され、現像装置４
は、駆動時に、ドラムギア１４とスリーブギア１５の噛
み合い圧力角方向に力を受ける。

【００１０】（第１の実施形態）図４は、請求項１に記
載の発明の一実施形態であるクリーニング装置を示す概
略構成図である。このクリーニング装置の廃トナーを収
容するのは以下のように行われる。クリ−ニングブレー
ド３１で感光体から掻き落とされた廃トナーは、廃トナ
ー堆積部３６で受け取り、多量の廃トナーが次第にここ
に堆積する。さらに、感光体と同期して回転するマグネ
ットローラ３２が廃トナー堆積部３６近傍に配置されて
おり、堆積した廃トナーはマグネットローラ３２に吸着
され、その回転によって移動し、下流にはマグネットロ
ーラ３２に弾接した弾性部材（以下、「スクレーパ」と
いう。）１７が配置され、搬送されたトナーを掻き取
り、廃トナーは廃トナー収容部に収容してゆく。ここで
は、図４に示すように、スクレーパ３３は、廃トナー収
納部に近い部分のマグネットローラ３２に略垂直に配置
されており、研磨部材３４は、スクレーパ３３に近い部
分のマグローラ１６に弾接させて配置している。そこ
で、本発明のようにマグネットローラ３２からトナーを
掻き落とすため、弾性変形可能な部材をスクレーパ３３
としてマグネットローラ３２に弾接させる。このときス
クレーパ３３として、ポリエステル、ポリエチレン、ポ
リカーボネイト、ウレタンゴム等を用いる。とくに、ポ
リエステル製フィルムが好ましい。さらに、ポリエステ
ル製フィルムとしては、厚さが０．１〜０．２ｍｍがよ
い。０．１ｍｍ未満の厚さでは、すぐに変形し長期間の
使用に耐えないからである。０．２ｍｍを越える厚さで
は、マグネットローラ３２に対する圧力が大きくなり、
マグネットローラ３２が撓んでしまうからである。フィ
ルム単独で、長期間マグネットローラ３２上の吸着した
トナーを掻き取る場合に、一時的にでも一部が掻き取ら
れずに残ってしまうと、マグネットローラ３２上のトナ
ーがスクレーパ３３の圧力によって、又はマグネットロ
ーラ３２とスクレーパ３３との摩擦による熱によってス
ジ状の固着物が生成される。このようなスジ状の固着物
がある部分ではスクレーパ３３がマグネットローラ３２
に弾接しないので、次第に掻き落とし不十分となり搬送
力が低下する。さらに、マグネットローラ３２上に部分
的に固着物が生成されると、その部分に他のトナーが付
着して、徐々に大きく成長していく。したがって、固着
したトナーは除去するのが容易ではないため、マグネッ
トローラ３２の長期間の使用が困難である。

【００１１】そこで、本発明のように、さらに、マグネ
ットローラ３２に研磨部材３４を備える。この研磨部材
３４は、マグネットローラ３２表面に接触させること
で、マグネットローラ３２上に最初にできる固着物を研
磨して除去する。したがって、大きい固着物に成長する
ことがなく、固着部の生成を防止することで、マグネッ
トローラ３２の搬送力を経時にわたって正常に保ち、マ
グネットローラ３２の長期間の使用を可能にする。研磨
部材３４として研磨剤粒子の塗膜を形成したポリエステ
ルフィルムを用いているが、ポリウレタンやポリエステ
ルの発泡材でもよい。研磨剤粒子としては、シリカ、ア
ルミナ、酸化チタン等の酸化物、炭化チタン等の炭化
物、窒化チタン等の窒化物、その他カーボンブラック等
を用いることができる。研磨剤粒子としては、とくに、
シリカが好ましい。研磨部材３４の厚さは、スクレーパ
３３と同様の理由で、同等の厚さの０．１〜０．２ｍｍ
が好ましい。

【００１２】（実施例）次に、上記クリーニング装置を
用いて、３０℃の高温で８０ＲＨ％の湿度環境で、下記
の条件で長期間のプリント実験を行った。 感光体 ：負帯電性有機感光体 磁性トナー 樹脂 ：スチレン−アクリル樹脂 磁性体 ：マグネタイト クリーニングブレード：ウレタンゴム製 マグネットローラ 直径 ：１５ｍｍ 磁力 ：６５０×１０^−４Ｔ（テスラ） ローラ材質 ：非磁性ステンレス スクレーパ 材質 ：ポリエステル製 厚さ ：０．２ｍｍ 研磨部材 材質 ：ポリエステル製 厚さ ：０．２ｍｍ 研磨剤粒子 ：シリカ 上記条件でプリント実験の結果、従来問題となるマグネ
ットローラ３２の固着物の生成がなく、長期間安定した
トナーのクリーニングを行うことができた。

【００１３】（第２の実施形態）図５は、請求項２に記
載のクリーニング装置の一実施形態を示す概略構成図で
ある。ここでは、図５に示すように、スクレーパ３３は
マグネットローラ３２に略垂直に配置されており、研磨
部材３４はマグローラ１６に対してスクレーパ３３と略
対向する位置に、マグネットローラ３２に同様に略垂直
に弾接している。マグネットローラ３２が比較的小径の
場合、スクレーパ３３の弾接する圧によりマグネットロ
ーラ３２に撓みが生じる。例えば、マグネットローラ３
２の両端を軸受で保持した場合には、中央部が最も大き
く変形する。すると中央と両端部でスクレーパ３３の弾
接条件が変化し、トナーの掻き取りムラやスクレーパ３
３のメクレの原因となる。そこで、スクレーパ３３の略
対向する位置に研磨部材３４を弾接させることでマグネ
ットローラ３２に加わる圧を相殺でき、マグネットロー
ラ３２の変形をふせぐことによりトナーの掻き取りムラ
やスクレーパ３３のメクレを防止することができる。

【００１４】次に、３０℃の高温で８０ＲＨ％の湿度環
境で、長期間のプリント実験を行った。プリント条件
は、マグネットローラ３２の直径を９ｍｍにし、さら
に、スクレーパ３３と研磨部材３４を、マグネットロー
ラ３２に対向させて略垂直に配置した以外は、上記実施
例と同じ条件である。プリント実験の結果、さらに長期
間安定したトナーのクリーニングを行うことができた。

【００１５】（第３の実施形態）図６は、請求項３に記
載のクリーニング装置の一実施形態を示す概略構成図で
ある。ここでは、図５に示すように、研磨部材３４を兼
ねるスクレーパ３３が、マグネットローラ３２に略垂直
に配置されている。マグネットローラ３２上のトナーを
書き落とすのは、スクレーパ３３のエッジ部又はスクレ
ーパ３３とマグネットローラ３２との間の空間で行われ
る。マグネットローラ３２の研磨は、マグネットローラ
３２が接している部分で行われ。このために、作用する
部分が異なるために研磨剤粒子をスクレーパ３３に含有
させて、一つの部材で掻き落とすことと研磨することの
両方を行うことができる。

【００１６】次に、３０℃の高温で８０ＲＨ％の湿度環
境で、長期間のプリント実験を行った。プリント条件
は、０．１ｍｍの厚さで、研磨剤粒子シリカを含有させ
たポリエステル製フィルムのスクレーパ３３を用い、さ
らに、マグネットローラ３２の直径を９ｍｍにした以外
は、上記実施例と同じ条件である。プリント実験の結
果、実施例と略同等の長期間安定したトナーのクリーニ
ングを行うことができた。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
クリーニング装置では、研磨部材を設けることにより、
廃トナーがマグネットローラ上に固着することを防止す
ることを可能にして、マグネットローラの搬送力を経時
にわたって正常に保ち、マグネットローラを長期間安定
して使用することができる。さらに、マグネットローラ
による搬送が安定しているために、クリーニング装置の
廃トナー堆積部に堆積するトナーがあふれ出すことがな
いために、プリント画像上に黒い点などの汚れ等のない
高品位の画質を得ることができる。請求項２に記載の画
像形成装置では、マグネットローラの両側にスクレーパ
と研磨部材を対向して配置するために、直径の小さいマ
グネットローラであっても、マグネットローラの撓み又
は変形が生ずるのを防止することを可能にして、トナー
の掻き取りムラやスクレーパのメクレを防止することが
できる。請求項３に記載のクリーニング装置では、研磨
部材を兼ねるスクレーパを用いることで、簡単な構造に
より低コストにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プロセスカートリッジ及び画像形成装置の概略
を示す構成図である。

【図２】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカート
リッジを着脱する状態を示す構成図である。

【図３】（ａ）は、プロセスカートリッジの構成を示す
概略図であり、（ｂ）は、及び感光体と現像ローラの駆
動側端部の構成を示す概略平面図である。

【図４】請求項１に記載の発明の一実施形態であるクリ
ーニング装置を示す概略構成図である。

【図５】請求項２に記載の発明の一実施形態であるクリ
ーニング装置を示す概略構成図である。

【図６】請求項３に記載の発明の一実施形態であるクリ
ーニング装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ プロセスカートリッジ ３ クリーニング装置 ３１ クリ−ニングブレード ３２ マグネットローラ ３３ スクレーパ ３４ 研磨部材 ３５ 廃トナー収容部 ３６ 廃トナー堆積部 ４ 現像装置 ５ 感光体 ６ 現像ローラ ７ 突き当てコロ ８ 従動側支点 １０ 帯電ローラ １１ トナーホッパ １３ 加圧スプリング １４ ドラム駆動ギア １５ スリーブ駆動ギア １６ 現像装置側板 １７ 感光体ユニット側板 １８ 光書き込みユニット １９ 給紙トレイ ２０ 給紙ローラ ２１ レジストローラ ２２ 転写手段 ２３ 熱定着装置 ２４ カバー部材 ２５ レーザープリンタ本体側駆動部 Ｔ トナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体からトナーを掻き取るクリーニ
   ング手段と、 掻き取られた廃トナーを廃トナー収容部へ搬送するトナ
   ー搬送手段と を備えるクリーニング装置において、 トナー搬送手段が、磁性トナーを吸着して搬送するマグ
   ネットローラであって、さらに、 マグネットローラに弾接しトナーを掻き落とす弾性部材
   と、 マグネットローラを研磨する研磨部材と を有すること
   を特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 請求項１のクリーニング装置において、 マグネットローラに弾接する研磨部材は、 マグネットローラに対して、スクレーパに対向する位置
   に配置することを特徴とするクリーニング装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のクリーニング装置にお
   いて、 研磨部材は、マグネットローラに弾接する弾性部材を兼
   ねることを特徴とするクリーニング装置。