JP2007139927A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間安定したクリーニングを行うことのできるクリーナ装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 電子写真方式の画像形成装置において、感光体１表面に残留する廃トナーを除去するクリーナ装置５０を備え、該クリーナ装置５０が、下端をドクター方向に当接させて感光体１上の廃トナーを掻き落とすクリーナブレード５１と、感光体１表面に接し掻き落とされた廃トナーをガイドするガイドフイルム５２と、ガイドフイルム５１に重なるように上方に広がり上端部がクリーナブレード５１に重なるとともに廃トナー回収用の第１の通路５６を有する、可撓性の第１の堰き止め部材５４と、廃トナー回収用の第２の通路５８を有し、下端が第１の堰き止め部材５４の上端よりも下方に位置し第１の堰き止め部材５４との間に離間して配備された第２の堰き止め部材５７とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置における感光体をクリーニングするクリーナ装置を備えた画像形成装置に関する。

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、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次像担持体）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次像担持体）上で重ね合わせた後、これを記録紙やＯＨＰシート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。

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。

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、像担持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おり、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。

感光体への帯電方式として上記の接触帯電方式を採用した場合、クリーナ装置において次のような問題点が生じやすい。すなわち、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、上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悪化を招く恐れがある。さらに、上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。

そこで、図４に示すように、先端を下方に向けて感光体１００表面に当接されたクリーナブレード１５１と、上記クリーナブレード１５１で上記感光体１００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１５３と、廃トナーを受けてハウジング１５３に案内するガイドフイルム１５２と、クリーナブレード１５１およびガイドフイルム１５２よりもハウジング１５３側に配置され、廃トナーをクリーナブレード１５１先端に一時的に堰き止めるためのトナー堰き止め部材１５４と、ハウジング１５３内に貯留された廃トナーを、図示しない排出口から排出するためのオーガ１５９を有するクリーナ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

このクリーナ装置では、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１５１、ガイドフイルム１５２、およびトナー堰き止め部材１５４により形成される領域Ａに堰き止められ、クリーナブレード１５１の先端が廃トナーで覆われる。この廃トナーが、クリーナブレード１５１先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用することにより上記問題を防止するようになっている。
特開平１１−１６１１２５号公報（第２−４頁、図１）

しかし、上記特許文献１に開示されたクリーナ装置では、トナー堰き止め部材１５４により形成される領域Ａに堰き止められた廃トナーが、クリーナブレード１５１先端を滑らかに摺動させる潤滑剤として効果的に作用するためには、領域Ａ内に貯留する廃トナーの量とトナー堰き止め部材１５４の上端部を越えてハウジング１５３側へと排出される廃トナーの量とがバランスし、領域Ａ内のクリーナブレード１５１先端に存在する廃トナーの量が適切な範囲内にあることが必要である。そこで、トナー堰き止め部材１５４には、ハウジング１５３との固定部境界に、堰き止められた廃トナーの一部をハウジング１５３内に流入させるための開口１５６が設けられているが、長期間保管後や長期間の休止後の稼動の場合等、領域Ａ内に存在していた廃トナーが凝集し、開口１５６からハウジング１５３側に廃トナーが適切に排出されにくくなるおそれがある。

また、トナー堰き止め部材１５４は、ハウジング１５３にその下端が固定され、上端がクリーナブレード１５１の先端との重なり部分を有する可撓性の樹脂シートで構成されているが、開口１５６からの排出能力を超えた廃トナーが領域Ａ内に流入してきたとき、極端な場合には、トナー堰き止め部材１５４が破線で示したように矢印方向に曲げられて折損してしまうこともある。

このように領域Ａから廃トナーが適切に排出されないと、領域Ａ内の廃トナーの圧力の変動に伴うトナー堰き止め部材１５４の変形量増大による廃トナーの不均一性を招き、潤滑剤としての効果が発揮されず、クリーニング不良を引き起こす原因となる。

本発明は、上記事情に鑑み、長期間安定したクリーニングを行うことのできるクリーナ装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
所定の方向に回転する感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体に転写し該記録媒体上のトナー像を定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体表面の、該感光体からトナー像を転写した後の部分に残留する廃トナーを除去するクリーナ装置を備え、
上記クリーナ装置が、
上記感光体表面の、該感光体からトナー像を転写した後の上向きに移動する部分に下端をドクター方向に当接させて該感光体表面に残留する廃トナーを掻き落とすクリーナブレードと、
上端部が、上記クリーナブレードの下端との間に間隔を置いて上記感光体表面に接し該クリーナブレードにより掻き落とされた廃トナーをガイドするガイドフイルムと、
下端部が固定され上記ガイドフイルムに重なるように上方に広がり上端部が上記クリーナブレードに重なるとともに、廃トナー回収用の第１の通路を有する、可撓性の第１の堰き止め部材と、
上端部が固定されて下方に広がり途中に廃トナー回収用の第２の通路を有し下端が上記第１の堰き止め部材の上端よりも下方に位置し、該第１の堰き止め部材との間に離間して配備された第２の堰き止め部材とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、第１の堰き止め部材によって堰き止められた廃トナーは通常、第１の通路を通過してハウジング内に移動し、開口１５６からの排出量より領域Ａ内に流入する廃トナー量が多い場合には、第１の堰き止め部材の上端を乗り越え移動し、さらには第２の通路を通過してハウジング内に移動するようになっているので、クリーナブレードの先端は適量の廃トナーによって覆われる。従って、感光体の表面の荒れが生じた場合でも、クリーナブレードの先端付近に存在する廃トナーが潤滑剤として作用するので、クリーナブレードの先端が感光体の表面にひっ掛かって微小な振動を起こして異常音を発生したりクリーナブレードを損傷させたりすることが防止される。

ここで、上記第２の通路が、上記第２の堰き止め部材に形成された開口であるか、又は、上記第２の通路が、上記第２の堰き止め部材下端部に形成された凹部であってもよい。

また、上記第２の通路が、上記第１の通路の開口面積よりも大きい開口面積を有するものであることが好ましい。

また、上記第２の堰き止め部材が、上記第１の堰き止め部材のバネ定数よりも大きいバネ定数を有するものであることも好ましい態様である。

以上説明したように、本発明によれば、クリーナブレード先端に滞留した適量の廃トナーが、クリーナブレード先端が感光体表面を滑らかに摺動するための潤滑剤として作用するので、クリーナブレード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が防止される。その結果、長期間安定したクリーニングを行うことのできるクリーナ装置を備えた画像形成装置を実現することができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１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概略構成図である。

図１に示すように、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により矢印７の方向に回転する。感光体１の周囲には、帯電装置すなわち帯電ロール８、露光装置９、現像アセンブリ１０、第１次転写器２、クリーナ装置５０が配置されている。

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ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（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。

感光体１上に現像された各色のトナー像は、第１次転写器２によって中間転写ベルト３に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。中間転写ベルト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中間転写ベルト３を駆動する駆動ロールとして機能し、ロール１３は中間転写ベルト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４のバックアップロールとして機能する。

中間転写ベルト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、中間転写ベルト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。

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、すなわち第２次転写器４と中間転写ベルト３との当接部に給送される。

中間転写ベルト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。

中間転写ベルト３には反射型光センサ６が対向して配置されていて、中間転写ベルト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。

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、現像用ロールヘ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。

次に、上記構成の画像形成装置により画像が形成される過程について説明する。

まず、帯電ロール８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。

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、上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次転写器２で中間転写ベルト３に転写され、さらに第２次転写器４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５０で除去されて回収される。

次に、上記クリーナ装置５０について詳細に説明する。

図２は、本実施形態におけるクリーナ装置の断面図である。

図２に示すように、このクリーナ装置５０は、感光体１表面の、感光体１からトナー像を転写した後の上向きに移動する部分に下端５１ｂをドクター方向に当接させて感光体１表面に残留する廃トナーを掻き落とすクリーナブレード５１と、上端部５２ａが、クリーナブレード５１の下端５１ｂとの間に間隔Ｇ１を置いて感光体１表面に接しクリーナブレード５１により掻き落とされた廃トナーをガイドするガイドフイルム５２と、下端部５４ｂが固定されガイドフイルム５２に重なるように上方に広がり上端部５４ａがクリーナブレード５１に重なるとともに、ガイドフイルム５２に重なる部分に廃トナー回収用の第１の通路５６（破線の円で囲まれた部分）を有する、可撓性の第１の堰き止め部材５４と、上端部５７ａが固定され下方に広がり途中に廃トナー回収用の第２の通路５８（一点鎖線の円で囲まれた部分）を有し、下端５７ｂが第１の堰き止め部材５４の上端５４ａよりも下方に位置し第１の堰き止め部材５４との間に離間して配備された第２の堰き止め部材５７とを備えている。

また、このクリーナ装置５０は、クリーナ装置全体を囲む、内部に廃トナーが貯留されるハウジング５３、およびハウジング５３内に貯留された廃トナーを、図示しない排出口から排出するためのオーガ５９を有している。このオーガ５９により、廃トナーはハウジング５３の一側方に押しやられた後、別途設けた廃トナー回収装置に搬出される。

クリーナブレード５１は、図示のように、その下端部が感光体１の回転方向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おり、ハウジング５３の感光体１に向き合う開口部の上端５３ａに固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。クリーナブレード５１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、一例としてウレタンゴムなどを用いることができる。

ガイドフイルム５２は感光体１に接した状態において、クリーナブレード５１の下端５１ｂとの間に間隔Ｇ１を隔てた位置に設置されており樹脂シートからなる。

第１の堰き止め部材５４は、可撓性の樹脂シートからなる部材であり、上端部５４ａがクリーナブレード保持部材６０に固定されている。固定方法は接着またはネジ止めなど適宜選択することができる。

第２の堰き止め部材５７は、可撓性の樹脂シートからなる部材であり、上端部５４ａがクリーナブレード５１の下端５１ｂと重なり合うようにハウジング５３の開口部の下縁５３ｂに固定されている。固定方法は接着またはネジ止めなど適宜選択することができる。

次に、ガイドフイルム５２の作用について説明する。

図２において、ガイドフイルム５２の上端５２ａは感光体１の表面に押圧されてハウジング５３側に屈曲し、自身の有する弾力によって感光体１との密着が維持されており、これによりクリーナブレード５１で感光体１の表面から掻き落とされた廃トナーはハウジング５３側にガイドされる。

次に、第１の堰き止め部材５４の作用について説明する。

第１の堰き止め部材５４は、クリーナ装置の初期状態においては、クリーナブレード５１の先端裏側に接触しているが、感光体１の表面から掻き落とされた廃トナーが、感光体１と第１の堰き止め部材５４との間に次第に貯留されてくるに従い、廃トナーの押圧力により第１の堰き止め部材５４の上端５４ａは図示の位置５４ａから位置５４ａ’に変位し、第１の堰き止め部材５４とクリーナブレード５１との間に間隙Ｇ２が形成される。

間隙Ｇ２に貯留された廃トナーは、その貯留量が増すと、間隙Ｇ２を通過し、第１の堰き止め部材５４の上端５４ａを乗り越えてハウジング５３内の、クリーナブレード５１と第２の堰き止め部材５７との間の空間Ｇ３に流入する。

また、第１の堰き止め部材５４には、ハウジング５３との接合部近傍に第１の通路５６（破線の円で囲まれた部分）が形成されている。廃トナー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、この第１の通路５６を通じてこれら混入物をハウジング５３内に誘導することによって、混入物が滞積してクリーナブレード５１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。

次に、本発明の特徴の一つである第２の堰き止め部材５７、および第２の堰き止め部材５７に形成された第２の通路５８（一点鎖線の円で囲まれた部分）について説明する。

第２の堰き止め部材５７は、上端部５７ａがクリーナブレード保持部材６０に固定され、下方に広がり、下端５７ｂが第１の堰き止め部材５４の上端５４ａよりも下方に位置し第１の堰き止め部材５４との間に離間して配備されている。

感光体表面から掻き落とされた廃トナーは、第１の堰き止め部材５４の上端５４ａを乗り越えてハウジング５３内に移動しようとして、この第２の堰き止め部材５７により堰き止められ、クリーナブレード５１と第２の堰き止め部材５７との間の空間Ｇ３に貯留される。空間Ｇ３に貯留された廃トナーは、第２の堰き止め部材５７の途中に形成された第２の通路５８からハウジング５３内に排出される。

こうして第１の通路５６および第２の通路５８からハウジング５３内に移動した廃トナーは搬送用オーガ５９により、図示しない排出口側に搬送される。

図３は、第２の堰き止め部材に形成された第２の通路を形成する開口の形状を示す図である。

図３（ａ）に示すように、第２の堰き止め部材５７には、図示のような楕円形の開口５８（第２の通路）が形成されている。この開口５８の合計開口面積が大きくなり過ぎると廃トナーが開口５８を通過してハウジング５３側に移動する量が多くなり過ぎ、クリーナブレード５１の先端を覆う廃トナー量が不足する。従って、そのような不具合が起きないように開口５８の寸法や個数を決定することが必要であり、この観点から、開口５８の数は図示の６か所に限定されず、例えば、単一の長孔としてもよい。

また、第２の通路５８の形状は、図３（ａ）に示すような楕円形のもの以外に、円形や多角形のものでもよく、さらに、図３（ｂ）に示すように、第２の堰き止め部材５７下端部に凹部５８を形成したものであってもよい。

なお、第２の堰き止め部材５７の開口寸法およびバネ定数は、前述の第１の堰き止め部材５４の開口寸法およびバネ定数との関連のもとに設定する必要があるが、本発明者らの実験に徴するに、第１の堰き止め部材５４のバネ定数よりも第２の堰き止め部材５７のバネ定数の方を大きく設定した方が良好な結果が得られることが確かめられている。

また、第１の通路５６の開口面積よりも第２の通路５８の開口面積を大きくする方が良好な結果が得られることも確かめられている。

要は、第１の堰き止め部材５４によって堰き止められ、クリーナブレード５１の下端５１ｂとガイドフイルム５２の上端部５２ａとの間隔Ｇ１に相当する部分に貯留された廃トナーの一部が第１の通路５６（破線の円で囲まれた部分）を通過してハウジング５３内に移動し、残りの一部が第１の堰き止め部材５４の上端を乗り越えて空間Ｇ３に移動し、空間Ｇ３に移動した廃トナーが第２の通路５８（一点鎖線の円で囲まれた部分）を通過してハウジング５３内に移動するすることによって、クリーナブレード５１の先端が適量の廃トナーによって覆われるように各部材の寸法やバネ定数などのパラメータを適切に設定すればよい。

上記のように構成した本実施形態によれば、感光体１から掻き落とされ第１の堰き止め部材５４で堰き止められた廃トナーは、一部が第１の通路５６（破線の円で囲まれた部分）を通過してハウジング５３内に移動し、残りの一部が空間Ｇ３に移動した後、第２の通路５８（一点鎖線の円で囲まれた部分）を通過してハウジング５３内に移動し、その結果、クリーナブレード５１の先端は適量の廃トナーによって常時覆われ、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５１の先端付近に存在する廃トナーが潤滑剤として作用するので、クリーナブレード５１の先端が感光体１の表面にひっ掛かって微小な振動を起こして異常音を発生したりクリーナブレード５１を損傷させたりすることが防止される。

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概略構成図である。 本実施形態におけるクリーナ装置の断面図である。 第２の堰き止め部材に形成された第２の通路の形状を示す図である。 従来のクリーナ装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 第１次転写器
３ 中間転写ベルト
４ 第２次転写器
５ 反射箔
６ 反射型光センサ
７ 矢印（感光体回転方向）
８ 帯電ロール
９ ＲＯＳ（露光装置）
１０ 現像アセンブリ
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 現像装置
１２，１３，１４，１５ ロール
１６ ベルトクリーナ
１７，１８ 記録紙カセット
１９，２０ 引き出しロール
２１，２２，２３ ロール対
２４ 定着装置
２５，２６ トレイ
５０ クリーナ装置
５１ クリーナブレード
５１ｂ 下端
５２ ガイドフイルム
５２ａ 上端部
５２ｂ 下端部
５３ ハウジング
５４ 第１の堰き止め部材
５４ａ 上端部、位置
５４ａ’ 位置
５４ｂ 下端部
５６ 第１の通路
５７ 第２の堰き止め部材
５７ａ 上端部
５７ｂ 下端部
５８ 第２の通路
５９ オーガ
６０ クリーナブレード保持部材
１００ 感光体
１５１ クリーナブレード
１５２ ガイドフイルム
１５３ ハウジング
１５４ トナー堰き止め部材
１５６ 開口
１５９ オーガ

Claims (5)

1. 所定の方向に回転する感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体に転写し該記録媒体上のトナー像を定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記感光体表面の、該感光体からトナー像を転写した後の部分に残留する廃トナーを除去するクリーナ装置を備え、
   前記クリーナ装置が、
   前記感光体表面の、該感光体からトナー像を転写した後の上向きに移動する部分に下端をドクター方向に当接させて該感光体表面に残留する廃トナーを掻き落とすクリーナブレードと、
   上端部が、前記クリーナブレードの下端との間に間隔を置いて前記感光体表面に接し該クリーナブレードにより掻き落とされた廃トナーをガイドするガイドフイルムと、
   下端部が固定され前記ガイドフイルムに重なるように上方に広がり上端部が前記クリーナブレードに重なるとともに、廃トナー回収用の第１の通路を有する、可撓性の第１の堰き止め部材と、
   上端部が固定されて下方に広がり途中に廃トナー回収用の第２の通路を有し下端が前記第１の堰き止め部材の上端よりも下方に位置し、該第１の堰き止め部材との間に離間して配備された第２の堰き止め部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の通路が、前記第２の堰き止め部材に形成された開口であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２の通路が、前記第２の堰き止め部材下端部に形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第２の通路が、前記第１の通路の開口面積よりも大きい開口面積を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記第２の堰き止め部材が、前記第１の堰き止め部材のバネ定数よりも大きいバネ定数を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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