JP2005227583A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体をあまり磨耗させることなく像担持体上の付着物を確実に除去できるとともに、クリーニング手段の潤滑剤としてトナーを安定的に供給できるクリーニング装置を提供すること。
【解決手段】像担持体１０上に形成されたトナー像を中間転写体や記録紙に転写した後の像担持体１０上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニング手段６１によって除去するクリーニング装置６０において、クリーニング手段６１の上流側にクリーニング補助手段６４を設けた。このクリーニング補助手段６４が、転写後の像担持体１０上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニング手段６１に到達する前に一時的に滞留させて残留トナー及びトナー添加物と像担持体１０とを摺擦状態にし、その後、残留トナー及びトナー添加物を一時滞留部から像担持体１０へ擦り抜けさせ下流のクリーニング手段６１へ残留トナー及びトナー添加物を供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式の画像形成装置におけるクリーニング装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムや中間転写体等の像担持体の表面にトナー像を形成した後、そのトナー像を記録用紙上に転写するが、そのときにトナーの一部が中間転写体や記録用紙に転写されないで像担持体の表面に残留トナーとして残ることがある。

このような残留トナーに代表される像担持体上の異物は、良好な画像形成を行うためにも、これを像担持体上から除去する必要がある。そのため、画像形成装置の転写位置の下流側には、像担持体に当接して像担持体上の異物を掻き取るためのクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を設けるのが一般的である。

また、電子写真プロセスにおいて像担持体を帯電させる帯電装置により帯電時に発生する放電生成物は、像担持体に付着してコピー画質を著しく悪化させたり、また、像担持体表面の摩擦係数を増大させクリーニングブレードへのダメージを大きくするといった悪影響を及ぼす。そのため、従来ではクリーニングブレードと像担持体との当接部にトナーの溜りを作成したり、潤滑剤の塗布を行ったりして潤滑効果を得るようにしている（特許文献１、２参照）。また、ブラシや研磨ロールを使用して表面の付着物を除去し、像担持体表面の摩擦係数をクリーニング手段に適正な値にコントロールする方法も知られている（特許文献３参照）。

しかしながら、電子写真プロセスにおいて生成する上述の放電生成物等の生成物は像担持体に強固に付着しているため、上述の潤滑剤を用いるクリーニングブレード方式のクリーニング手段では、像担持体上の付着物を十分に除去できない。また、潤滑剤の塗布量を一定に制御することが困難であり、潤滑剤の均一性が得られない場合、クリーニングブレードのダメージを促進させてしまう。

一方、ブラシや研磨ロールを併用したクリーニング手段では、像担持体上の付着物の除去性能は向上するが、像担持体の表面を磨耗させてしまい、像担持体が損傷あるいは劣化してしまうという問題がある。

さらに、上述の潤滑剤塗布手段やブラシ、研磨ロールの設置は、コストの上昇を招き、また、設置スペース上の問題も発生する。
特開平１１−１６１１２５号公報 特開２０００−３３０４４３号公報 特開平４−１４２５８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、像担持体をあまり磨耗させることなく像担持体上の付着物を確実に除去できるとともに、クリーニング手段の潤滑剤としてトナーを安定的に供給できるクリーニング装置を提供することにある。

本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体や記録紙に転写した後の像担持体上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニング手段によって除去するクリーニング装置において、クリーニング手段の上流側に位置するクリーニング補助手段を備え、このクリーニング補助手段が、転写後の像担持体上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニング手段に到達する前に一時的に滞留させて残留トナー及びトナー添加物と像担持体とを摺擦状態にし、その後、残留トナー及びトナー添加物を一時滞留部から像担持体へ擦り抜けさせ下流のクリーニング手段へ残留トナー及びトナー添加物を供給することを特徴とする。

本発明において、クリーニング補助手段は像担持体に当接する弾性部材とすることができる。そして、クリーニング補助手段の像担持体との当接面は、凹凸形状を有するものとすることができ、また、その当接面は繊維状の集合部材によって形成することができる。さらに、クリーニング補助手段の像担持体との当接方向は、クリーニング補助手段が像担持体の移動方向に倣う、いわゆるワイパー方向とすることが好ましい。

また、クリーニング補助手段は、クリーニング手段の上流近傍に位置させ、クリーニング手段で掻き取られた残留トナー及びトナー添加物を回収し保持して、像担持体との当接部にトナー溜りを形成するものとすることができる。

さらに、クリーニング補助手段は、像担持体への当接圧を調節する機構と、像担持体に当接及び離反させる当接・離反機構とを備えたものとすることができる。

本発明のクリーニング装置によれば、像担持体上に残留トナー及びトナー添加物を一時的に滞留させて、その残留トナー等と像担持体とを摺擦状態にすることで、像担持体表面をあまり磨耗させることなく像担持体上の放電生成物等の異物を除去することができる。

また、一時的に滞留させた残留トナー等をその後クリーニング手段に供給するので、クリーニング手段へ潤滑用のトナーを安定的に供給できる。

さらに、本発明のクリーニング装置は、像担持体上に残留するトナーを利用するのみの簡単な構成であるので、装置の低コスト化及び省スペース化を図ることができる

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明のクリーニング装置を適用したカラー画像形成装置（プリンタ）の概略図である。この画像形成装置は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応した画像形成ユニットＵ（Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）を有し、これらの画像形成ユニットＵにより形成されたトナー像を中間転写体１００に順次重ね合わせた後、二次転写手段２００によって一括して記録紙３００へ転写するように構成されている。なお、図１中の符号３０は、画像形成ユニットＵの像担持体をレーザー露光して潜像を形成する潜像形成装置である。

図２は、画像形成ユニットの構成を示す断面図である。画像形成ユニットＵには、図２中矢印方向に回転動作する像担持体としての感光体ドラム１０の周辺に、感光体ドラム１０の表面（感光層）を帯電させる非接触式又は接触式の帯電器２０と、感光体ドラム１０の表面に画像情報に基づくレーザー光を照射露光して静電潜像を形成する潜像形成装置３０（図１参照）と、感光体ドラム１０に形成される静電潜像を現像剤としてのトナーにより現像してトナー像とする現像装置４０と、トナー像を中間転写体１００に転写する一次転写手段５０と、転写後の残留トナーに代表される感光体ドラム１０上の異物を除去するためのクリーニング装置６０が設けられている。

図３は、クリーニング装置の構成を示す拡大断面図である。クリーニング装置６０は、クリーニングブレード６１と、回収ボックス６２と、オーガー６３と、クリーニング補助手段６４と、シール部材６５とから構成されている。

クリーニングブレード６１は、例えばウレタンゴム製の板状部材からなり、感光体ドラム１０の表面から異物を取り除くためのクリーニング手段となるものである。そのために、クリーニングブレード６１は、感光体ドラム１の軸方向に沿って延びるようにその表面に圧接されている。

オーガー６３は、回収ボックス６２の容器状部分の内部に配設されたもので、回収ボックス６２内に送り込まれた除去物の回収手段として機能するものである。すなわち、オーガー６３は、クリーニングブレード６１によって感光体ドラム１０の表面から取り除かれ、回収ボックス６２内に送り込まれた除去物を、回収ボックス６２内で回収するものである。

本発明のクリーニング補助手段６４は、クリーニングブレード６１の上流側に位置しており、感光体ドラム１０と当接する当接体６４ａを備えている。当接体６４ａは、プラスチック樹脂フィルム、ゴム等の板状の弾性部材からなり、感光体ドラム１０の表面にワイパー方式で当接している。

図４はクリーニング補助手段の作用を示す概略断面図である。同図に示すように、転写後に感光体ドラム１０上に残留した残留トナー及びトナー添加物７０（以下、単に「残留トナー７０」という。）は、当接体６４ａの感光体ドラム１０との当接部に到達し、その線圧により当接部に保持され一時滞留部を形成する。そして、一時滞留部に保持された残留トナー７０は、感光体ドラム１０と当接体６４ａに挟まれ感光体ドラム１０と摺擦状態となる。

残留トナー７０は画像形成動作の毎にクリーニング補助手段６４に供給されるため、一時滞留部に保持される残留トナー７０の量が増加し、ついには当接体６４ａの当接圧力による保持能力を超え残留トナー７０の擦り抜けが始まる。

擦り抜けた残留トナー７０は、クリーニングブレード６１の感光体ドラム１０との当接面に供給されクリーニングブレード６１の当接面の潤滑剤として作用する。この状態を保つことにより、当接体６４ａの当接部、すなわち残留トナー７０の一時滞留部での残留トナー７０による感光体ドラム１０表面への摺擦と、クリーニングブレード６１への安定した潤滑剤としてのトナー供給が可能となる。

この残留トナー７０の摺擦は、感光体ドラム１０表面に付着した放電生成物等の異物の吸着効果や掻き取り効果を奏する。また、擦り抜けてクリーニングブレード６１へ供給された残留トナー７０はクリーニングブレード６１の先端挙動を安定させる効果を奏する。

また、クリーニング補助手段６４はクリーニングブレード６１の上流にセットされているが、その当接体６４ａの当接部は、図５に示すようにクリーニングブレード６１の当接部の近傍にあり、クリーニング補助手段６４から擦り抜けてクリーニングブレード６１で掻き取られた残留トナー７０は、クリーニング補助手段６４の当接体６４ａの先端部と背面で受け止められ、クリーニングブレード６１当接部と当接体６４ａ先端との間でトナー溜りが形成される。

このトナー溜りは、クリーニングブレード６１の先端挙動を安定させるトナー潤滑剤滞留部となって、画像形成条件によってクリーニングブレード６１への供給トナー量が少ない時でも安定して先端部の潤滑性を提供でき、クリーニングブレード６１のダメージ抑制の補助となる。

本実施例では、クリーニング補助手段６４の当接部体６４ａは、上述のとおり、プラスチック樹脂フィルム、ゴム等の板状の弾性部材で構成したが、残留トナーを一時的に当接部に滞留させ、所定の当接圧を印加し、この当接圧によって残留トナーを一時的保持できるような部材であれば如何なる部材であってもよい。また、上記の作用を得るにはクリーニング補助手段６４の当接体６４ａは、感光体ドラム１０の表面にワイパー方式で当接するのが好ましい。さらに、当接体６４ａのパラメータは、線圧≦１ｇ／ｍｍ、感光体ドラム１０に対してのワーキングアングル≦３０°、自由長≦１０ｍｍ、厚さ≦２ｍｍが好ましい。

実施例１では当接体６４ａの感光体ドラム１０との当接面はフラット形状としたが、本実施例は、その当接面に凹凸をつけることによって、残留トナーの保持能力を向上させたものである。

凹凸形状の一実施例としては、図６に示すように当接体６４ａの当接面にメッシュ状の溝６４ｂを設ける。メッシュ状の溝６４ｂではなく、当接面の長手方向（感光体ドラムの進行方向と直交する方向）と平行に数本の溝を設けてもよい。溝６４ｂの形状は、深さ１０μｍ以上、 幅５０μｍ以下、本数は当接幅内で長手方向に対し２本／ｍｍ が望ましい。また、溝６４ｂにはテーパ状の段差を設けても良い（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

この当接面の凹凸形状により残留トナーの一時的保持能力が向上し、残留トナーが保持される時に凹凸形状の作用により一時滞留部において拡散されるため、保持限界を超えたトナーが擦り抜けていく時に分散されて長手方向に密度が均一化した擦り抜け残留トナーが得られやすい。

なお、クリーニング補助手段６４のトナー保持能力向上のためには、図７（ｃ）に示すように、当接体６４ａの先端（当接面）にブラシ状にした繊維６４ｃを配置してもよい。

図８は、本発明の第３の実施例に係るクリーニング装置の要部を示す断面図である。本実施例は、クリーニング手段６４の感光体ドラム１０への当接圧を調節する機構と、クリーニング補助手段６４を感光体ドラム１０に当接及び離反させる当接・離反機構を備えたものである。

具体的には、クリーニング補助手段６４を支持シャフト６４ｄを中心として回転可能とし、所定のインターバルやある条件に合致したタイミングにてクリーニング補助手段６４を当接方向又は離反方向に回転させるようにしている。この回転量の制御によって、当接・離反のみならず、当接圧の調節も可能としている。

当接・離反機構は経時にて当接体６４ａの当接部がへたって、所望の当接状態が得られなくなった時、保持残留トナーのリフレッシュ化、画像形成装置の使用条件や使用環境などによってクリーニングブレード６１がより強いストレス状態となった時などに作動させる。すなわち、上記のような場合に当接体６４ａを一時的に感光体ドラム１０から離反させ、その後再度当接させる。これによって、感光体ドラム１０表面上の異物除去効果が維持され、また、一時的にクリーニングブレード６１への残留トナーの供給量が増加するので、潤滑性が向上してクリーニングブレード６１へのストレスを低減することができる。

図９は、当接・離反機構の制御機構を示すブロックである。当接・離反機構は、感光体ドラムのサイクル数やコピー枚数等のドラムカートリッジ情報、クリーニングブレードへのストレス等を検知する環境センサーからの情報、画像情報、画像形成装置のコントロールパネル上から任意に入力設定されるコントロールパネル情報等によって制御可能である。具体的には、これらの情報を本体ＣＰＵにて処理し、当接・離反機構の駆動源を制御する。例えば、環境センサーによってクリーニングブレードに所定値以上のストレスがかかっていることが検知された時に、当接・離反機構を作動させるようにする。これらの条件はコントロールパネル上から任意に設定し、また変更可能とすることができる。

なお、当接・離反機構を制御するための情報としては、上記のほか、画像形成装置の通電時間を用いて、所定通電時間ごと当接・離反機構を作動させるようにしてもよい。また、その他の使用条件情報や使用環境情報を当接・離反機構を制御するための情報として用いることもできる。

本発明は、像担持体上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニングブレード等によって掻き落とす形式のクリーニング手段を有するクリーニング装置のクリーニング補助手段として好適に利用できる。

本発明のクリーニング装置を適用したカラー画像形成装置（プリンタ）の概略図である。 図１おける画像形成ユニットの構成を示す断面図である。 本発明に係るクリーニング装置の構成を示す拡大断面図である。 図３におけるクリーニング補助手段の作用を示す概略断面図である。 クリーニング補助手段に形成されるトナー溜りを示す概略断面図である。 クリーニング補助手段の当接体の実施例を示す図である。 クリーニング補助手段の当接体の別実施例を示す図である。 本発明の第３の実施例に係るクリーニング装置の要部を示す断面図である 図８のクリーニング装置における当接・離反機構の制御機構を示すブロックである。

符号の説明

１０ 感光体ドラム
２０ 帯電器
３０ 潜像形成装置
４０ 現像装置
５０ 一次転写手段
６０ クリーニング装置
６１ クリーニングブレード
６２ 回収ボックス
６３ オーガー
６４ クリーニング補助手段
６４ａ 当接体
６４ｂ 溝
６４ｃ ブラシ状にした繊維
６４ｄ 支持シャフト
６５ シール部材
７０ 残留トナー
１００ 中間転写体
２００ 二次転写手段
３００ 記録紙
Ｕ 画像形成ユニット

Claims (7)

1. 像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体や記録紙に転写した後の像担持体上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニング手段によって除去するクリーニング装置において、
   クリーニング手段の上流側に位置するクリーニング補助手段を備え、このクリーニング補助手段が、転写後の像担持体上の残留トナー及びトナー添加物をクリーニング手段に到達する前に一時的に滞留させて残留トナー及びトナー添加物と像担持体とを摺擦状態にし、その後、残留トナー及びトナー添加物を一時滞留部から像担持体へ擦り抜けさせ下流のクリーニング手段へ残留トナー及びトナー添加物を供給することを特徴とするクリーニング装置。
2. クリーニング補助手段が像担持体に当接する弾性部材である請求項１に記載のクリーニング装置。
3. クリーニング補助手段が像担持体に当接するものであり、その当接面が凹凸形状を有している請求項１に記載のクリーニング装置。
4. クリーニング補助手段が像担持体に当接するものであり、その当接面が繊維状の集合部材によって形成されている請求項１に記載のクリーニング装置。
5. クリーニング補助手段が像担持体に当接するものであり、その当接方向がワイパー方向である請求項１に記載のクリーニング装置。
6. クリーニング補助手段がクリーニング手段の上流近傍に位置しており、クリーニング手段で掻き取られた残留トナー及びトナー添加物を回収し保持して、像担持体との当接部にトナー溜りを形成するものである請求項１に記載のクリーニング装置。
7. クリーニング補助手段が像担持体に当接するものであり、像担持体への当接圧を調節する機構と、像担持体に当接及び離反させる当接・離反機構を有している請求項１に記載のクリーニング装置。

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