JP2005227549A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像担持体に付着した不要トナーを確実にクリーニングし、且つ、不要トナーを飛散させることなく回収可能な構成を有するプロセスカートリッジの提供。
【解決手段】回転可能なトナー像担持体及び帯電ローラと、トナー像担持体上の未転写トナーをクリーニングするためのゴム部とそれを支持する板金から成るクリーニング部材と、トナー像担持体と帯電ローラとクリーニング部材を支持する容器と、前記ゴム部に軽当接し、クリーニング部材に略平行になるように容器に取り付けられた可撓性シート状部材と、クリーニング部材の板金部と容器の間にシール材を有することで、トナー像担持体に付着した不要トナーの確実なクリーニングと、不要トナーの飛散防止をし、回収するプロセスカートリッジを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、トナー像担持体及び前記トナー像担持体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。このため、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。

トナー像担持体の寿命が延び、プリント可能枚数が増えると、供給能力に制限の生じる現像手段を独立なユニットとし、現像ユニットと画像形成プロセスのトナー像担持体、帯電手段、クリーニング手段を一体としたプロセスカートリッジに分け、装置本体への着脱とメンテナンスを容易にし、尚且つそれぞれ主要部品の寿命に則した使い方がなされるようになってきている。

このプロセスカートリッジにおいてクリーニングによって発生した廃トナーは、トナー像担持体の寿命に見合って十分に収納し得る容積のクリーニング容器内に蓄えられ、プロセスカートリッジ交換時に取り除かれる。このようなクリーニング手段にあっては、クリーニング容器のトナー像担持体側開口部にトナー像担持体からトナーを除去するクリーニング部材を取り付け、該クリーニング部材で廃トナーを掻き取るようにしているのが一般的である。

そして、前記クリーニング容器のトナー像担持体側開口部端部から廃トナーが容器外へ漏れないようにシール部材を配設している。シール部材は、特にクリーニング部材の端部でトナー像担持体に当接させており、クリーニング部材の中央部には取り付けられてれていない（図９）（例えば特許文献１参照）。

シール部材がクリーニング部材中央に取り付けられる場合にはプロセスカートリッジ７０とクリーニング部材の板金部６３の間にシール部材３０が取り付けられている。クリーニング部材中央部の断面図を図８に示す。

図１１はクリーニング部材の取り付け面の断面図である。クリーニング部材の容器の取り付け面Ａは長手方向においてクリーニング部材の両端部となり、取り付け面Ａは中央部より一段Ｌ高くなる。

特開２０００−１３２０２７号公報

しかしながら、今日では画像形成装置が高速化且つ高寿命化しているために、廃トナーの量も多くなり、回収した廃トナーがクリーニング容器から漏れないようにシール構成をより確実に行う必要がある。

クリーニング部材の容器側取り付け面Ａは平面度±０．０５ｍｍが要求されており、容器の成型上（反り等）、取り付け面全面に対し平面度を出すことは困難である。そのため、取り付け面は長手方向で両端部となり、端部の取り付け面Ａは中央に比べ０．３〜１ｍｍ程度高くなる（図１１のＬ）。そのため、クリーニング部材と容器との間には隙間が生じ、そこから廃トナーが漏れる。クリーニング部材の長手方向中央部の断面図を図１０に示す。特に、クリーニング部材が上向きに取り付けられている場合、廃トナーは重力方向に落ちるため、クリーニング部材長手方向中央のシール部材が無い所では、クリーニングブレードと容器の隙間から廃トナーが漏れ、画像形成装置内に飛散する。

又、シール部材が長手方向中央にある場合（図８）でも、廃トナーＴがクリーニング部材のゴム部１１と容器７０の間に溜り、ゴム部１１に負荷を与え、クリーニング中のゴム部１１の振動挙動に影響し、不要トナーのすり抜けや、クリーニングブレードの欠け、めくれ等のクリーニング不良が生じる。

又、クリーニング部材の全体を覆うような袋状の容器（不図示）による廃トナーの飛散防止は、容器成型での型のコストアップにもなり、又、クリーニング部材の容器への組み立て性も困難となるため、現実的ではない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、トナー像担持体に付着した不要トナーを確実にクリーニングし、且つ、不要トナーを飛散させることなく回収可能な構成を有するプロセスカートリッジとそのプロセスカートリッジを有することで画像不良のない安定した画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

請求項１及び２記載の発明は、回転可能なトナー像担持体及び帯電ローラと、トナー像担持体上の未転写トナーをクリーニングするためのゴム部とそれを支持する板金から成るクリーニング部材と、トナー像担持体と帯電ローラとクリーニング部材を支持する容器と、前記ゴム部に軽当接し、クリーニング部材に略平行になるように容器に取り付けられた可撓性シート状部材と、クリーニング部材の板金部と容器の間にシール材を有することで、トナー像担持体に付着した不要トナーの確実なクリーニングと、不要トナーの飛散防止をし、回収するプロセスカートリッジを提供する。

請求項３及び４記載の発明は、前記可撓性シート状部材の長手方向の取り付け位置を前記ゴム部の長手方向ほぼ全域とし、クリーニング部材の板金部と容器の間のシール材の長手方向の取り付け位置を前記板金部の長手方向ほぼ全域とすることによって、クリーニングによる長手方向の不要トナーの飛散防止と回収を確実に行うプロセスカートリッジを提供する。

請求項５記載の発明は、可撓性シート状部材のバリ方向はクリーニング部材のゴム部側にし、バリのエッジをゴム部に突き当てることによって、可撓性シート状部材とゴム部の接触を確実に行い、不要トナーの飛散防止と回収を確実に行うプロセスカートリッジを提供する。

請求項６記載の発明は、前記可撓性シート状部材の前記容器への取り付けを両面テープで行うことによって、組み立ての簡略化を実現する。

請求項７記載の発明は、前記プロセスカートリッジを有することで、画像不良の無い安定し画像を形成することができる画像形成装置を提供する。

本発明によれば、可撓性シート状部材を飛散上流位置に取り付けることで、ドラムカートリッジからの廃トナー飛散を効率的に防止し、廃トナーを確実に回収するとともに、廃トナーによるブレードのゴム部への負荷を軽減し、確実なクリーニングを可能とする。

又、弾性シール部材を飛散防止可撓性シート状部材より下流に取り付けることで、廃トナーが飛散防止可撓性シート状部材をすり抜けたとして、弾性シール部材による飛散防止により、廃トナー飛散を確実に防止する。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の漏れ防止可撓性シート状部材を有するプロセスカートリッジ（後述ではドラムカートリッジと呼ぶ）を使用した画像形成装置の概略図である。

先ず、画像形成装置の構成を説明する。

図１において、５０は給送台、５１はレジローラ、５２は現像器ユニット、５３はレーザースキャナ、５４は搬送ガイド、５５は定着器、５６は排出口、５７は胴内排出口、５８は両面ユニット、５９はリーダスキャナユニット、６０は外ローラ、６１は２次転写ローラ、６２は１次帯電ローラ、６３はドラムクリーニングブレード、６４は現像スリーブ、６５は感光ドラム、６６は中間転写帯、６７はロータリーユニット、６８は中間転写帯クリーニングブレード、６９は１次転写ローラ、７０は本発明である飛散防止マイラーを組み込んだドラムカートリッジである。ドラムカートリッジ７０は、画像形成装置本体に対し着脱可能に構成されている。

次に、画像形成装置の動作を説明する。

図１において、一様に帯電された感光体ドラム６５の表面にレーザースキャナ５３から画像情報に対応するレーザー光が走査され、感光体ドラム６５の表面には潜像が形成され、更にこの潜像を現像器ユニット５２の現像スリーブ６４によって現像され、ロータリーユニット６７の回転により各色の現像器ユニット切り換わり、各色のトナー画像が感光体ドラム６５表面に形成されるようになっている。感光体ドラム６５表面に形成されたトナー画像は、感光体ドラム６５と１次転写ローラ６９とのニップに搬送され、中間転写体６６に転写される。更に、転写された画像は、外ローラ６０と２次転写ローラ６１とのニップ部に搬送され、中間転写体６６に形成されたトナー画像は、給紙台５０から搬送された紙等のシートに転写され、定着器５５を通過し、過熱及び加圧されることでトナー画像が紙表面に定着され、その後、排出口５６を通過し、胴内排出口５７に排出される。

図２は画像形成装置本体に取り付けられた時のドラムカートリッジ７０の概略図である。

１５はカートリッジ容器である。本体内では１次帯電ローラ６２は感光体６５に対して重力方向の位置に存在し、その上流にはクリーニングブレード６３が存在する。感光体６５が回転し、クリーニングブレード６３によって掻き取られた廃トナーは、重力方向に落下し、ドラムカートリッジ７０の底部２０に溜まる。

図３はクリーニングブレード６３部の詳細図である。

１０は本発明の飛散防止可撓性シート状部材、１１はブレードゴム部、１４は両面テープ、１５はカートリッジ容器である。飛散防止可撓性シート状部材１０は、クリーニングブレード６３先端のゴム部１１に軽く当接し、クリーニングブレード６３とカートリッジ容器１５との隙間に廃トナーが進入し、ドラムカートリッジ７０の外に飛散するのを防止している。クリーニング中はクリーニングブレード６３のゴム部１１が振動して動くが、飛散防止可撓性シート状部材１０の弾性によりゴム部１１の動きに追従する。飛散防止可撓性シート状部材１０により上流側でトナー飛散を防止することで効率的に飛散防止を行う。更に、飛散防止可撓性シート部材１０のバリ方向はクリーニングブレード６３のブレードゴム部１１側にすることで、可撓性部材１０とゴム部１１の接触を確実に行い、不要トナーの飛散防止と回収を行う。

又、飛散防止可撓性シート状部材１０は、両面テープ１４により、カートリッジ容器１５に固定されており、カートリッジの組み立て時の組み立て性を向上させている。

図４はクリーニングブレード６３の裏のシール部材の詳細図である。

３１ａ，３１ｂはブレード端部シール、３２ａ，３２ｂはドラム端部シール、１０は飛散防止可撓性シート状部材である。ブレード端部シール３１ａ，３１ｂは、クリーニングブレード６３のゴム部１１の端部からのトナー漏れを防止し、ドラム端部シール３２ａ，３２ｂは、ドラム端部からのトナー漏れを防止している。長手方向では飛散防止可撓性シート状部材１０は、ブレード端部シール３１ａ，３１ｂの間にあり、ブレードのゴム部の長手方向ほぼ全域に貼られており、クリーニングブレード６３の長手方向領域のトナー漏れを防止している。

＜実施の形態２＞
図５はクリーニングブレード６３部の詳細図である。

１０は飛散防止可撓性シート状部材、１１はブレードゴム部、１４は両面テープ、１５はカートリッジ容器、１２は弾性シール部材である。飛散防止可撓性シート状部材１０は、クリーニングブレード６３先端のゴム部１１に軽く当接し、クリーニングブレード６３とカートリッジ容器１５との隙間に廃トナーが進入し、ドラムカートリッジ７０の外に飛散するのを防止している。クリーニング中はクリーニングブレード６３のゴム部１１が振動して動くが、飛散防止可撓性シート状部材１０の弾性によりゴム部１１の動きに追従する。飛散防止可撓性シート状部材１０により上流側でトナー飛散を防止することで効率的に飛散防止を行う。更に、飛散防止可撓性シート部材１０のバリ方向はクリーニングブレード６３のブレードゴム部１１側にすることで、可撓性部材１０とゴム部１１の接触を確実に行い、不要トナーの飛散防止と回収を行う。

又、飛散防止可撓性シート状部材１０は、両面テープ14によりカートリッジ容器１５に固定されており、カートリッジの組み立て時の組み立て性を向上させている。

廃トナーはその大部分を飛散防止可撓性シート状部材１０により防ぎ、ドラムカートリッジ７０の長手方向のリブとクリーニングブレード６３の間に弾性シール部材１２を挟むことで飛散防止可撓性シート状部材１０をすり抜けてきた僅かな廃トナーを弾性シール部材１２で確実に堰き止める。飛散防止可撓性シート状部材１０により飛散トナーの大部分を防止し、飛散防止可撓性シート状部材１０をすり抜けた少量のトナーを弾性シール部材１２により２重防止している。

図６はクリーニングブレード６３の裏のシール部材の詳細図である。

３１ａ，３１ｂはブレード端部シール、３２ａ，３２ｂはドラム端部シール、１０は飛散防止可撓性シート状部材、１２は弾性シール部材である。ブレード端部シール３１ａ，３１ｂはクリーニングブレードのゴム部１１の端部からのトナー漏れを防止し、ドラム端部シール３２ａ，３２ｂはドラム端部からのトナー漏れを防止している。長手方向では飛散防止可撓性シート状部材１０は同じくブレードのゴム部長手方向の全域に貼られており、クリーニングブレード６３の中央部の長手方向領域のトナー漏れを防止している。更に、飛散防止可撓性シート状部材１０をすり抜けてきた廃トナーをブレード６３の板金部１３の長手方向ほぼ全域に弾性シール部材１２を貼り付けることで確実にトナー漏れを防ぐ。

＜実施の形態３＞
図７は観覧車タイプのロータリー系画像形成装置における実施例である。

５０は給送台、５１はレジローラ、５２は現像器ユニット、５３はレーザースキャナ、５４は搬送ガイド、５５は定着器、５６は排出口、５７は胴内排出口、５８は両面ユニット、５９はリーダスキャナユニット、６０は外ローラ、６１は２次転写ローラ、６２は１次帯電器、６３はドラムクリーニングブレード、６４は現像スリーブ、６５は感光ドラム、６６は中間転写帯、６７はロータリーユニット、６８は中間転写帯クリーニングブレード、６９は１次転写ローラ、７０は本発明の飛散防止可撓性シート状部材を組み込んだドラムカートリッジである。ドラムカートリッジ７０は、画像形成装置本体に対し着脱可能に構成されている。

図７において、一様に帯電された感光体ドラム６５の表面にレーザースキャナ５３から画像情報に対応するレーザー光が走査され、感光体ドラム６５表面には潜像が形成され、更にこの潜像は現像器ユニット５２の現像スリーブ６４によって現像され、ロータリーユニット６７の回転により各色の現像器ユニット切り換わり、各色のトナー画像が感光体ドラム６５表面に形成されるようになっている。ロータリーユニット６７の回転時は各現像器ユニット５２の姿勢は常に同じ姿勢になるように回転する。

感光体ドラム６５表面に形成されたトナー画像は、感光体ドラム６５と１次転写ローラ６９とのニップに搬送され、中間転写体６６に転写される。更に、転写された画像は、外ローラ６０と２次転写ローラ６１とにニップ部に搬送され、中間転写体６６に形成されたトナー画像は、給紙台５０から搬送された紙等のシートに転写され、定着器５５を通過し、加熱及び加圧されることでトナー画像が紙表面に定着され、その後、排出口５６を通過して胴内排出口５７に排出される。

本発明は、電子写真画像形成プロセスを用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置及び画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジに対して適用可能である。

本発明に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の断面図である。 プロセスカートリッジ概略図である。 クリーニング部詳細図である。 シール部詳細図である。 クリーニング部詳細図である。 シール部詳細図である。 本発明に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の断面図である。 シール部の従来例を示す図である。 シール部の従来例を示す図である。 シール部の従来例を示す図である。 クリーニング部材の容器側取り付け面の従来例を示す図である。

符号の説明

５０ 給送台
５１ レジローラ
５２ 現像器ユニット
５３ レーザースキャナ
５４ 搬送ガイド
５５ 定着器
５６ 排出口
５７ 胴内排出口
５８ 両面ユニット
５９ リーダスキャナユニット
６０ 外ローラ
６１ ２次転写ローラ
６２ １次帯電ローラ
６３ ドラムクリーニングブレード
６４ 現像スリーブ
６５ 感光ドラム
６６ 中間転写体
６７ ロータリーユニット
６８ 中間転写体クリーニングブレード
６９ １次転写ローラ
７０ ドラムカートリッジ
１０ 飛散防止可撓性シート状部材
１１ ゴム部
１２ 弾性シール部材
１３ 板金部
１４ 両面テープ
１５ カートリッジ容器
２０ ドラムカートリッジ底部
３１ａ ブレード端部シール
３１ｂ ブレード端部シール
３２ａ ドラム端部シール
３２ｂ ドラム端部シール
Ｔ 廃トナー
Ｌ 段差
Ａ ブレード取り付け面

Claims (7)

1. 回転可能なトナー像担持体及び帯電ローラ、トナー像担持体上の未転写トナーをクリーニングするためのゴム部とそれを支持する板金から成るクリーニング部材と、トナー像担持体と帯電ローラとクリーニング部材を支持する容器と、前記ゴム部に軽当接し、クリーニング部材に略平行になるように容器に取り付けられた可撓性シート状部材を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記可撓性シート状部材とクリーニング部材の板金部と容器の間にシール材を有することを特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
3. 可撓性シート状部材の長手方向の取り付け位置は、クリーニング部材のゴム部の長手方向ほぼ全域であることを特徴とする請求項１又は２記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記クリーニング部材の板金部と容器の間取り付けられるシール部材の長手取り付け位置は、板金部の長手方向ほぼ全域であることを特徴とする請求項２記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記可撓性シート状部材のバリ方向は、クリーニング部材のゴム部側であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記可撓性シート状部材は、両面テープで容器に固定されていることを特徴とする都請求項１〜５の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
7. 請求項１〜６の何れかに記載されたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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