JP2007079066A

JP2007079066A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007079066A
Application number: JP2005266115A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 健司鈴木; Takuya Terae; 卓也寺江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: US7502574B2; JP4920936B2; US20070059030A1

Abstract

【課題】シール性能を損なうことなく、フランジの削れを低減することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光ドラム１１の感光部１１１と、感光部１１１の両端に設けられ、感光部１１１よりも硬度の小さいフランジ１１２Ｒとにシール材１５６Ｒを当接させ、トナー画像転写後、感光ドラム上に残ったトナーが漏れるのを防ぐ。そして、フランジ１１２Ｒの外径を感光部１１１の外径よりも小さくすることにより、フランジ１１２Ｒに対するシール材１５６Ｒの当接圧を低減する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にトナー画像を転写した後、感光ドラム上に残るトナーが漏れるのを防ぐための構成に関する。

従来、電子写真方式を利用して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体である感光ドラム上にトナー画像を形成した後、このトナー画像を転写部においてシート、或は中間転写ベルトに転写するようにしている。なお、このように感光ドラム上のトナー画像が転写部で転写される際、トナーが感光ドラム上に残る場合があり、この場合、この残トナーはクリーニング装置により回収される。

この残トナーの回収は、例えばクリーニングブレードを感光ドラムに当接させることにより行なわれる。しかし、このようなクリーニングブレード方式の場合、残トナーがクリーニングブレード上を横走りするので、そのトナーをブロックするために、図６に示すように、シール７１がクリーニングブレード２８の両端に設置されている。

また、このシール７１の外側にはクリーニング容器の開口面をシールするシール７４が配置されており、これら２つのシール７１，７４は共に長手全域が感光ドラム表面に接するように構成されている。

ここで、このシール７４は、図７に示すように、間隔保持部材８１が当接する感光ドラム１の斜線で示す当接周面８２に常に接触するように配設されている。なお、この間隔保持部材８１は、感光ドラム１にトナーを供給する現像スリーブ４ｂと感光ドラム１との間隔を保持するためのものである。

さらに、このシール７４は、図８に示すように、感光ドラム１に当接する起毛状部材７４ａと、スポンジ等の弾性部材７４ｂでとの二層構造となっており、弾性部材７４ｂをクリーニング容器９１に両面テープ７４ｅによって貼り付け固定している。

そして、このようなシール７４を設けることにより、トナーが間隔保持部材８１に付着し、これが感光ドラム１の当接周面８２に付着したとしても、残トナーは感光ドラム１が回転するときにシール７４によって拭き取られる。

特開２０００−１３２０２７号公報

ところで、このような従来の画像形成装置においては、伸び紙要望、ふちなし画像要望等により、シート搬送方向と直交する幅方向の画像領域が広がってきており、それに伴い感光ドラムの幅方向の長さも長くなる傾向にある。

しかし、このように感光ドラムの長さが変わってしまうと、従来のドラム製造設備が使えなくなることから新たな設備が必要となり、これに伴いドラムが高額になる。この結果、画像形成装置全体の製品コストおよびプロセスカートリッジ等のサービスパーツコストが上がってしまう。

そこで、従来は、従来の長さの感光ドラムが使用できるよう、例えば図９の（ａ）に示す感光ドラム１のシリンダ１ａをそのままとし、（ｂ）に示すように樹脂製のフランジ１ｂの幅を増やし、見かけのドラム長を増やすようにしている。

ここで、このように見かけのドラム長を増やした場合、シール７４の位置を図９の（ａ）に示す位置から、図９の（ｂ）に示す位置まで移動させる必要が生じる。そして、このようにシール７４の位置を図９の（ｂ）に示す位置まで移動させた場合、シール７４はシリンダ１ａとフランジ１ｂにまたがって配置されるようになる。

しかし、このようにシール７４を配置した場合、シリンダ１ａとフランジ１ｂの材質の違いや表面性の違いにより、樹脂製のフランジ１ｂが削れて磨耗しまう場合がある。なお、フランジ１ｂが削れないようにシール７４の接触圧を小さくしてしまうと、シール性が満足できなくなる。つまり、シール７４をシリンダ１ａとフランジ１ｂにまたがって配置した場合、耐久性とシール性能を両立することが難しくなる。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、シール性能を損なうことなく、フランジの削れを低減することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、トナー画像が形成され、感光部を有するドラム部と、ドラム部の端部に樹脂基材と、を備える感光ドラムと、感光ドラム上のトナー画像を転写材に転写する転写手段と、転写後の残留トナーをクリーニングし、クリーニングしたトナーを収容する収容部と収容部の端部からのトナーの漏れ出しを防止するためのシール材を備えたクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、前記シール材は、前記感光部の端部と前記樹脂基材の両方に当接すると共に、前記樹脂基材に対する前記シール材の当接圧を低減するよう該樹脂基材の外形を前記感光部の外形よりも小さくしたことを特徴とするものである。

本発明のように、樹脂基材の外径を感光部の外径よりも小さくすることにより、樹脂基材に対するシール材の当接圧を低減することにより、シール性能を損なうことなく、樹脂基材の削れを低減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの構成を示す図である。なお、このカラープリンタは、原稿画像をマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックによる４色のトナー像でカラープリントするものである。

図１において、１００はカラープリンタ、１０１はカラープリンタ本体（以下、プリンタ本体という）であり、このプリンタ本体１０１には画像形成部１０及び中間転写部３０が設けられている。

また、プリンタ本体１０１の下部にはカセット２１（２１ａ，２１ｂ）を備えたカセット給紙部２０が、またプリンタ本体１０１の一側部には手差し給紙部２７が設けられている。そして、各給紙部２０，２７に収納されたシートＰは、選択的に、ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６により最上位のものから順に繰り出される。

この後、シートＰは回転停止しているレジストローラ対２５（２５ａ，２５ｂ）へ送られ、このレジストローラ対２５により斜行状態が矯正される。なお、レジストローラ対２５までの距離が長いカセット２１から給紙されたシートＰは複数の搬送ローラ対２３によりシート搬送路２４を経てレジストローラ対２５へ送られる。

また、３１は中間転写部３０に設けられた二次転写体である長尺の中間転写ベルト（無端ベルト）であり、この中間転写ベルト３１は駆動ローラ３２、従動ローラ３３及びテンションローラ３４により張設されると共に矢印Ｂで示す時計回りに回転する。

ここで、この中間転写ベルト３１の水平部上面には、画像形成部１０を構成する、異なる色のカラートナー像を形成、担持する複数の像担持体である回転自在な感光ドラム１１（１１ａ〜１１ｄ）が中間転写ベルト３１の回転方向に沿って順次配置されている。なお、本実施の形態において、中間転写ベルト回転方向における最上流の感光ドラム１１ｄはマゼンタ色のトナー像を担持する。また、次の感光ドラム１１ｃはシアン色のトナー像を、次の感光ドラム１１ｂはイエロー色のトナー像を、最下流の感光ドラム１１ａはブラック色のトナー像をそれぞれ担持する。また、この中間転写ベルト３１には、中間転写ベルト３１と共に２次転写部Ｔｅを構成する２次転写ローラ対３６が当接している。

なお、感光ドラム１１の周りには、各感光ドラム１１を均一に帯電させるための一次帯電器１２（１２ａ〜１２ｄ）、後述するように感光ドラム１１上に形成された静電潜像を現像する現像手段である現像器１４（１４ａ〜１４ｄ）が設けられている。さらに、感光ドラム１１上にレーザ光の投影を行い、感光ドラム１１上に静電潜像を形成する露光手段であるレーザ露光光学系１３（１３ａ〜１３ｄ）及び後述する感光体クリーナ１５（１５ａ〜１５ｄ）が設けられている。

また、図１において、１Ｒは不図示の原稿台（プラテンガラス）上にセットされた原稿を読み取る、原稿読み取り装置である。

次に、このような構成のカラープリンタ１００の画像形成動作について説明する。

まず、不図示の原稿台上にセットされた原稿の画像（ここではカラー画像）を原稿読み取り装置１Ｒによって読み取り、この後、読み取ったカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色成分に分解し、不図示の画像メモリ内に一時的に蓄える。

次に、感光ドラム１１を時計周り方向に回転させて不図示の前露光ランプで除電し、この後、感光ドラム表面を一次帯電器１２により一様に帯電させる。この後、画像メモリ内に蓄えられた画像情報に基づきレーザ露光光学系１３よりレーザ光を発生させ、このレーザ光を反射ミラー１６（１６ａ〜１６ｄ）を経て各色成分ごとに、順次回転している感光ドラム１１表面に投影する。

即ち、まず最上流の感光ドラム１１ｄ上にマゼンタ成分の画像に基づくレーザ光の投影を行い、感光ドラム１１ｄ上にマゼンタ成分の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像器１４ｄから供給される樹脂と顔料を基体としたマゼンタ色のトナーによって可視化する。なお、現像器内のトナーはトナー収納部から現像器内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。

次に、感光ドラム１１ｃ上にシアン成分の画像に基づくレーザ光の投影を行い、感光ドラム１１ｃ上にシアン成分の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像器１４ｃから供給されるシアン色のトナーによって可視化する。次に、感光ドラム１１ｂ上にイエロー成分の画像に基づくレーザ光の投影を行い、感光ドラム１１ｂ上にイエロー成分の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像器１４ｂから供給されるイエロー色のトナーによって可視化する。

次に、感光ドラム１１ａ上にブラック成分の画像に基づくレーザ光の投影を行い、感光ドラム１１ａ上にブラック成分の静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像器１４ａから供給されるブラック色のトナーによって可視化する。

次に、中間転写ベルト３１を、感光ドラム１１と一次転写ブレード３５（３５ａ〜３５ｄ）とにより形成される転写部Ｔａ（Ｔａ〜Ｔｄ）の間を順次通過させることにより、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナー像を中間転写ベルト３１上に重ねる。

一方、中間転写ベルト３１上に重ねられたトナー像とシート先端との位置を合わせるタイミングをとってレジストローラ対２５を駆動し、これにより斜行状態が矯正されたシートＰを２次転写部Ｔｅへ送る。そして、このように２次転写部Ｔｅへ送られたシートＰに、２次転写部Ｔｅにおいて、中間転写ベルト３０上に重ねられたマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナー像を一括転写する。

次に、２次転写部Ｔｅを通過したシートＰを中間転写ベルト３０によって定着装置４０へ送り、この後、シートＰを定着装置４０内の定着ローラ４６により加熱し、加圧ローラ４７により加圧して転写トナー像をシート面に定着させる。そして、この後、定着装置４０を通過した定着処理済みシートＰを機外の排出トレイ４８上へ排出する。

次に、本実施の形態に係る感光体クリーナ１５の構成について説明する。

図２は、感光ドラム上の残トナーを回収するトナー回収部である感光体クリーナ部１５の詳細断面図である。なお、本カラープリンタ１００は、同一のドラムユニットが４つにて構成される４連タンデム方式の画像形成装置であるので、ある１ユニットについて説明する。

図２に示すように、感光体クリーナ部１５には感光ドラム１１に当接するクリーニングブレード１５１及びファーブラシ１５２が設けられており、一次転写部３５にて未転写の残トナーは、このファーブラシ１５２及びクリーニングブレード１５１により回収される。なお、図２において、１５３はファーブラシ１５２に付着した残トナーを取り除くスクレーパ、１５４はファーブラシ１５２及びクリーニングブレード１５１により回収された残トナーをトナー収納部に送り出す搬送スクリューである。

ところで、既述したようにファーブラシ１５２及びクリーニングブレード１５１と、感光ドラム１１のニップ上では、回収した残トナーが一部、感光ドラム１１の回転に伴い前後に横走りしてしまう。そして、このトナーをブロックするため、感光体クリーナ部１５には、図３に示すように、シール材であるサイドシール前１５６Ｆ、サイドシール後１５６Ｒが設けられている。

ここで、感光ドラム１１は、図４に示すように感光層が設けられた感光部であるドラムシリンダ１１１と、ドラムシリンダ１１１の両端に設けられたドラムフランジ１１２（１１２Ｆ，１１２Ｒ）とにより構成されている。ドラムフランジ１１２（１１２Ｆ，１１２Ｒ）は、感光ドラム１１を回転させる駆動力を伝達し、この感光ドラムを両側から軸支する樹脂基材である。

そして、この感光ドラム１１は、見かけのドラム長を延長するようドラムフランジ１１２の幅を増やすと共に、サイドシール１５６（１５６Ｆ，１５６Ｒ）がドラムフランジ１１２と、ドラムシリンダ１１１の両端部とに当接するように配置されている。

なお、ドラムシリンダ１１１には母材にアルミ、表層に感光層が塗工されている。また、ドラムフランジ１１２には、ポリカーボネイト等の樹脂が使われており、これによりドラムフランジ１１２は、ドラムシリンダ１１１よりも硬度が小さくなっている。ここで、ドラムフランジ１１２は、ドラムシリンダ１１１の表面性（摩擦係数）と異なり、表面性が悪く、また硬度が小さい。このため、シール性を満足するようドラムフランジ１１２の外径をドラムシリンダ１１１と同一外径としてサイドシール１５６の当接圧を与えると、ドラムフランジ１１１の外径が削れてしまう恐れがある。

そこで、本実施の形態においては、図５に示すようにドラムフランジ１１２Ｒの外径をドラムシリンダ１１１の外径に対して若干小さくしている。これにより、サイドシール後１５６Ｒの、ドラムフランジ１１２Ｒとの当接圧を下げ、ドラムフランジ１１２Ｒの削れを防止することができる。

なお、図５においては、ドラムシリンダ１１１の一方の側端部の構成を示しているが、ドラムシリンダ１１１の他方の側端部も同様の構成、即ちドラムフランジ１１２Ｆの外径をドラムシリンダ１１１の外径に対して若干小さくしている。

ところで、このようにサイドシール後１５６Ｒをドラムフランジ１１２Ｒと、ドラムシリンダ１１１の側端部とに当接するように配置した場合、サイドシール後１５６Ｒのドラムシリンダ１１１への当接幅が少なくなる。

このため、ドラムフランジ１１２Ｒとドラムシリンダ１１１との外径差による、ドラムフランジ１１２Ｒとドラムシリンダ１１１の段差が大きくなると、シール性能が損なわれることがある。つまり、ドラムフランジ１１２Ｒの外径をドラムシリンダ１１１の外径に対して小さくするとフランジ削れ防止をすることができるが、小さくし過ぎるとシール性能が損なわれる。

したがって、シール性を損ねることなく、またフランジ削れが発生しないようなドラムシリンダ１１１の外径φＤと、ドラムフランジ１１２Ｒの外径φｄを求める必要がある。

下記の表１は、実験的にて求められたシリンダ／フランジ外径差とシール性、フランジ削れとの相関を示すものである。

この表１から明らかなように、外径差が小さい場合には、シール性は良いが、フランジにかかる当接圧が大きくなり、フランジ削れが発生する。一方、外径差を大きくしていくとフランジへの当接圧は減る方向なので、フランジ削れは発生しないがシール性能が落ちていく。

そして、この表１から、ドラムシリンダ１１１の外径φＤと、ドラムフランジ１１２Ｒの外径φｄとの差Ｄ−ｄは、０．１０〜０．５０ｍｍであることが望ましいことがわかる。

なお、このような外径差とした場合、ドラムフランジ１１２Ｒでのサイドシール後１５６Ｒの平均当接圧は０．０１〜０．０２ＭＰａになり、その状態がシール性能とフランジ磨耗性能を両立できる条件となる。なお、当接圧の測定には、シート状の面圧測定装置であるニッタ株式会社製タクタイルセンサ（品名）Ｉ−ＳＣＡＮ（型番）を使用した。

フランジ部１１２（端部）に対するシール部材の当接圧は０.０１〜０.０２ＭＰaであり、シリンダ部（中央部）１１１に対するシール部材の当接圧は０.０１５〜０.０５ＭＰａとなっている。このため、シリンダ部からフランジ部へトナーが漏れることなく、フランジ部の当接圧をシリンダ部よりも小さくできるので、トナー漏れとフランジ削れの両立を図ることができる。

ところで、サイドシール１５６Ｒは、図５に示すように、弾性部材からなる根元部１５６ｂと、この根元部１５６ｂ上に設けられたフッ素繊維のブラシ１５６ｄとからなっており、取り付け座面に両面テープ１５６ａで接着固定されている。なお、１５６ｃはブラシの基材である。ブラシ仕様の一例としては、太さ０．５〜３．０テックス、密度１ＫＦ〜１００ＫＦ／平方インチ、長さ１〜３ｍｍ程度のものを使用している。

ここで、根元部１５６ｂは、その弾性力によりサイドシール後１５６Ｒの当接力を生み出すものである。そして、この根元部１５６ｂにより、サイドシール後１５６Ｒとドラムフランジ１１２Ｒ及びドラムシリンダ１１１との当接圧を、シール性を損ねることなく、またフランジ削れが発生しないような当接圧に設定することが可能となる。

また、表面のフッ素繊維はドラムフランジ１１２Ｒやドラムシリンダ１１１に対する滑り性を向上させ、より耐磨耗性を向上させている。さらに、本実施の形態においては、ブラシ１５６ｄの毛１５６ｅをドラムシリンダ１１１の長手方向中心に向かって倒れるようにしている。これにより、ファーブラシやクリーニングブレードのニップ部を横走りしてくるトナーをブロックしやすくしている。

このように、ドラムフランジ１１２の外径をドラムシリンダ１１１の外径よりも小さくしてドラムフランジ１１２に対するサイドシール１５６の当接圧を低減することにより、シール性能を損なうことなく、フランジ削れを低減することができる。また、これにより、従来長さの感光ドラム１１を使用した場合でも、幅広な画像に対応した画像形成装置を実現することが可能となり、画像形成装置のコストを上げることなく性能ＵＰが可能となる。

なお、これまでは感光体クリーナ部１４のサイドシール１５６を例にとって説明したが、本発明はこれに限られたものではなく、現像器等感光ドラム表面に当接するシール材全般に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの構成を示す図。上記カラープリンタに設けられた感光体クリーナ部の詳細断面図。上記感光体クリーナ部の斜視図。上記感光体クリーナ部の両端部の要部上視図。上記感光体クリーナ部に設けられたサイドシールが感光ドラムに当接している状態を示す図。従来のクリーニング装置の構成を示す図。上記従来のクリーニング装置に設けられたシールの配置を説明する図。上記従来のクリーニング装置に設けられたシールの構成を説明する図。従来の感光ドラムの構成を示す図。

符号の説明

１０画像形成部
１１感光ドラム
１２一次帯電器
１３レーザ露光光学系
１４現像器
１５感光体クリーナ
３０中間転写部
３１中間転写ベルト
１００カラープリンタ
１１１ドラムシリンダ
１１２ドラムフランジ
１５１クリーニングブレード
１５２ファーブラシ
１５６サイドシール
１５６ｂ根元部
１５６ｄブラシ
Ｄドラムシリンダの外径
ｄドラムフランジの外径
Ｐシート

Claims

トナー画像が形成され、感光部を有するドラム部と、ドラム部の端部に樹脂基材と、を備える感光ドラムと、感光ドラム上のトナー画像を転写材に転写する転写手段と、転写後の残留トナーをクリーニングし、クリーニングしたトナーを収容する収容部と収容部の端部からのトナーの漏れ出しを防止するためのシール材を備えたクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、
前記シール材は、前記感光部の端部と前記樹脂基材の両方に当接すると共に、前記樹脂基材に対する前記シール材の当接圧を低減するよう該樹脂基材の外形を前記感光部の外形よりも小さくしたことを特徴とする画像形成装置。
前記感光部の外径と前記樹脂基材の外径との差を０．１０〜０．５０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記シール材は、弾性部材により構成される根元部と、ブラシの表層とを有し、前記ブラシの毛は前記ドラム本体の長手方向中心に向かって倒れていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記感光ドラム上に潜像を形成する露光手段と、
前記潜像をトナーにより現像し、端部からのトナーの漏れ出しを防止するためのシール材を備えた現像手段と、
前記シール材は、前記感光部の端部と前記樹脂基材の両方に当接すると共に、前記樹脂基材に対する前記シール材の当接圧を低減するよう該樹脂基材の外形を前記感光部の外形よりも小さくしたことを特徴とする画像形成装置。