JP2009282355A - クリーニング装置とこれを備えたドラムユニット及びプロセスユニット並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング部材によって回収したトナーから像担持体への電荷のリークを防いで高質画像を安定的に得ることができるクリーニング装置を提供すること。
【解決手段】回転する感光ドラム（像担持体）１６に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）３１を備え、トナー像転写後の前記感光ドラム１６上に残留するトナーを前記クリーニングブレード３１によって取り除くクリーニング装置２０において、前記クリーニングブレード３１の前記感光ドラム１６への接触部（先端エッジ部３１ａ）近傍且つ接触部（先端エッジ部３１ａ）よりも感光ドラム１６の回転方向上流側に導電部材３３を配置する。又、前記クリーニングブレード３１をアース取りされた板金３２を介してハウジング２７に取り付けるとともに、前記板金３２に導電部材３３を取り付ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナー像転写後の像担持体上に残留するトナーをクリーニング部材によって取り除くクリーニング装置とこれを備えたドラムユニット及びプロセスユニット並びに画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体である感光ドラム上に画像情報に応じた静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像してトナー像として顕像化し、このトナー像を転写装置によって記録材である用紙上に転写することが行われる。そして、用紙上に転写されたトナー像は定着装置によって加熱及び加圧され用紙に定着され、トナー像が定着された用紙は機外の排紙トレイへと排出される。

ところで、トナー像が用紙に転写された後の感光ドラム上には用紙に転写されないトナー（転写残トナー）が不可避的に残留するため、この転写残トナーをクリーニング装置によって除去することが行われている。

上記クリーニング装置としては、例えばウレタンゴム等の弾性体から成るクリーニングブレードを感光ドラムの表面に押し当て、感光ドラム上に残留する転写残トナーをクリーニングブレードによって掻き取るものが知られており、クリーニングブレードを金属板で補強することも行われている（特許文献１参照）。尚、クリーニング部材としては、クリーニングブレードの他、ファーブラシや磁気ブラシ等も用いられる。
特開２００４−１３８６４３号公報

例えば、クリーニング部材としてクリーニングブレードを用いたクリーニング装置においては、クリーニングブレードのエッジ部によって感光ドラム上から掻き取られて滞留するトナーが感光ドラムの回転によって継続的に摺擦されると、該トナーの帯電量が上昇し、蓄積されたトナー電荷が感光ドラムの耐圧を超えてしまった場合には電荷が感光ドラム側にリークする現象（以下、「ドラムリーク」と称する）が発生し、ドラムピッチ黒点等の画像不良等の発生原因となる。

上記問題への対応策として、例えばトナーに低抵抗の外添剤を添加してトナー帯電量の上昇を抑制する方法があるが、この方法では低抵抗の外添剤の添加によるトナー帯電量の低下のために画像濃度の低下を招く可能性がある。又、他の対策として、導電性のクリーニングブレードを使用する方法もあるが、現状は耐久性を含めて所期のクリーニング性能を満足することができる導電性クリーニングブレードは実質的には存在しない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、クリーニング部材によって回収したトナーから像担持体への電荷のリークを防いで高質画像を安定的に得ることができるクリーニング装置とこれを備えたドラムユニット及びプロセスユニット並びに画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転する像担持体に接触するクリーニング部材を備え、トナー像転写後の前記像担持体上に残留するトナーを前記クリーニング部材によって取り除くクリーニング装置において、前記クリーニング部材の前記像担持体への接触部近傍且つ接触部よりも像担持体回転方向上流側に導電部材を配置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記導電部材をアースに接続したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記クリーニング部材をアース取りされた板金を介してハウジングに取り付けるとともに、前記板金に前記導電部材を取り付けたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記導電部材を前記クリーニング部材の撓みを阻害しない位置に配置し或いは阻害しない形状に成形したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記クリーニング部材の前記像担持体との接触部と前記導電部材との最短距離を３ｍｍ以下に設定したことを特徴とする。

請求項６記載のドラムユニットは、少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。

請求項７記載のプロセスユニットは、少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。

請求項８記載の画像形成装置は、請求項６記載のドラムユニット又は請求項７記載のプロセスユニットを着脱可能に装填して成ることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、クリーニング部材によって像担持体から回収されてクリーニング部材の像担持体との接触部（エッジ部）に滞留するトナーが像担持体との摺擦によって電荷を蓄えても、クリーニング部材の近傍に配置された導電部材が避雷針として機能してトナーに蓄えられた電荷の継続的な放電を促すため、トナー帯電量が像担持体の耐圧（ドラム耐圧）を超えることがなく、トナーから像担持体への電荷のリーク（ドラムリーク）の発生が防がれ、ドラムピッチ黒点等の画像不良の発生が抑えられて高質画像が安定的に得られる。

請求項２記載の発明によれば、クリーニング部材によって像担持体から回収されたトナーに蓄積される電荷が導電部材からアースへと流れて放電するため、トナーから像担持体への電荷のリークが確実に防がれる。

請求項３記載の発明によれば、クリーニング部材によって像担持体から回収されたトナーに蓄積される電荷が導電部材から板金を経てアースへと流れて放電するため、トナーから像担持体への電荷のリークが確実に防がれる。

請求項４記載の発明によれば、導電部材をクリーニング部材の撓みを阻害しない位置に配置し或いは阻害しない形状に成形したため、該導電部材がクリーニング部材に接触して該クリーニング部材の像担持体への押圧条件が変化することがなく、異音の発生等が防がれる。

請求項５記載の発明によれば、クリーニング部材の像担持体との接触部と導電部材との最短距離を３ｍｍ以下に設定したため、クリーニング部材の像担持体との接触部（エッジ部）に滞留するトナーに蓄積される電荷の継続的に放電が導電部材によって効果的に促進される。

請求項６〜８記載の発明によれば、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置を備えるドラムユニットとプロセスユニット及び画像形成装置において、クリーニング装置のクリーニング部材によって回収したトナーから像担持体への電荷のリークを防いで高質画像を安定的に得ることができる。

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。

図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザープリンタの側断面図であり、図示のレーザープリンタ１においては、箱状の本体（筐体）２の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ３が設けられている。そして、本体２の前面（図１の右側が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ４が設けられており、この手差しトレイ４とその奥の本体２内に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ５は手差し給紙部６を構成している。

而して、レーザープリンタ１は、本体２内に設けられた搬送路Ｌに沿って記録材である用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであって、前記搬送路Ｌは、側面視略Ｌ字状を成して前記排紙トレイ３へと延びている。

又、レーザープリンタ１は、本体２の下部に設けられたカセット給紙部７と、該カセット給紙部７上方の本体２内の略中央部に設けられた画像形成部８と、該画像形成部８の後方に配された定着装置９と、該定着装置９の上方の本体２上面に設けられた凹状の排紙部１０を備えている。

上記カセット給紙部７は、上面が開放された矩形箱状の給紙カセット１１内に複数枚の用紙を積層収容するとともに、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラ１３とリタードローラ１４を備えており、搬送路Ｌには、送り出された用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８へと供給するレジストローラ対１５が設けられている。

前記画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するものであって、本体２内の略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム１６と、その周囲に配置された帯電器１７、現像手段である現像装置１８、転写手段である転写ローラ１９及びクリーニング装置２０と、これらの上方に配置されたレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）２１、トナーホッパー２２等を備えている。尚、感光ドラム１６と帯電器１７及びクリーニング装置２０はドラムユニットとしてユニット化され、或は感光ドラム１６、帯電器１７、現像装置１８及びクリーニング装置２０はプロセスユニットとしてユニット化され、これらのドラムユニット又はプロセスユニットは装置本体２に着脱可能に装填されている。

又、前記定着装置９は、画像形成部８において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ２３と加圧ローラ２４を備えている。

更に、前記排紙部１０は、定着装置９においてトナー像が定着された用紙を本体２外へと排出するためのものであって、搬送路Ｌの末端に設けられた排紙ローラ対２５と、搬送路Ｌを搬送される用紙を前記排紙ローラ対２５へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ２６及び本体２外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３を備えている。

ここで、前記クリーニング装置２０の構成の詳細を図２及び図３に基づいて説明する。

図２は画像形成部の詳細断面図、図３はクリーニング装置のクリーニングブレード部分の拡大詳細図であり、図２に示すように、クリーニング装置２０は、樹脂製のハウジング２７を備えており、このハウジング２８内には図２の紙面垂直方向に長い摺擦ローラ２８とトナー排出スクリュー２９が回転可能に配されている。そして、摺擦ローラ２８の表面にはトナー規制板３０が当接している。

又、ハウジング２７には、クリーニング部材であるクリーニングブレード３１がアース取りされた板金３２を介して取り付けられており、板金３２には導電部材３３が取り付けられている。ここで、クリーニングブレード３１は、ウレタンゴム等の弾性体で構成されており、その先端エッジ部３１ａは感光ドラム１６の表面に所定圧によって押圧されている。

前記弾性部材３３は、本実施の形態では、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ板で構成されており、クリーニングブレード３１の感光ドラム１６への接触部である先端エッジ部３１ａ近傍であって、且つ、接触部（先端エッジ部３１ａ）よりも感光ドラム１６の回転方向（図２の時計方向）上流側に配置されており、その先端部３３ａはクリーニングブレード３１側に向かってＬ字状に折り曲げられている。

ところで、クリーニングブレード３１は、前述のように感光ドラム１６の表面に押圧されることによって、図３に示すように、その先端エッジ部３１ａが撓むが、導電部材３３は、クリーニングブレード３１の撓みを阻害しない位置に配置されるとともに、クリーニングブレード３１の撓みを阻害しない形状に成形されている。そして、クリーニングブレード３１の感光ドラム１６との接触部である先端エッジ部３１ａと導電部材３３の先端部３３ａとの最短距離ｄ（図３参照）は３ｍｍ以下に設定されている。

他方、摺擦ローラ２８は、図２に示すように、感光ドラム１６の回転方向（図２の時計方向）上流側において感光ドラム１６の表面に接触しており、感光ドラム１６の表面を摺擦することによって感光ドラム１６の表面に残留する転写残トナーを除去する。

次に、以上の構成を有するレーザープリンタ１の画像形成動作について説明する。

例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザープリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部８においては、感光ドラム１６が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１７によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザー光がレーザースキャナユニット２１から出力されて感光ドラム１６上に照射されると、該感光ドラム１６上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像装置１８によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

ところで、カセット給紙を行う場合、カセット給紙部７の給紙カセット１１内に収容された用紙は、ピックローラ１２によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ１３とリタードローラ１４によって１枚ずつ分離されてレジストローラ対１５へと搬送される。

レジストローラ対１５においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム１６上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部８へと供給される。

画像形成部８においては、感光ドラム１６と転写ローラ１９との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ１９によって感光ドラム１６に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム１６上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置９へと搬送され、この定着装置９において定着ローラ２３と加圧ローラ２４によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。

而して、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム１６の表面に残留するトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置２０において先ず摺擦ローラ２８によって除去されるが、摺擦ローラ２８と感光ドラム１６のニップを摺り抜けた転写残トナーは、その下流に配置されたクリーニングブレード３１によって掻き取られ、このようにして転写残トナーが除去されてその表面がクリーニングされた感光ドラム１６は次の画像形成に備えられる。

そして、クリーニング装置２０においては、摺擦ローラ２８によって感光ドラム１６の表面から取り除かれた転写残トナーは、摺擦ローラ２８の表面に担持されて該摺擦ローラ２８と共に図２の矢印方向（反時計方向）に回転するが、摺擦ローラ２８の表面に接触するトナー規制板３０によって掻き取られ、この掻き取られた転写残トナーは、回転するトナー排出スクリュー２９によって図２の紙面垂直方向に搬送されてハウジング２７外へと排出されて回収される。

而して、定着装置９にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送路Ｌを上方へと搬送され、搬送ガイドリブ２６に沿って排紙ローラ対２５へと導かれ、排紙ローラ対２５によって本体２上部の排紙トレイ３に排出されて積載され、一連の画像形成動作が完了する。
尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し給紙部６の手差しトレイ４上にセットされた用紙が給紙ローラ５によってレジストローラ対１５へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙に画像が形成される。

ところで、クリーニング装置２０においてクリーニングブレード３１によって感光ドラム１６の表面から掻き取られた転写残トナーは、クリーニングブレード３１の先端エッジ部３１ａに滞留し、感光ドラム１６との摺擦によって電荷が蓄積されるが、本実施の形態では、クリーニングブレード３１の近傍に配置された導電部材３３が避雷針として機能してトナーに蓄えられた電荷の継続的な放電を促すため、トナー帯電量が感光ドラム１６の耐圧（ドラム耐圧）を超えることがなく、トナーから感光ドラム１６への電荷のリーク（ドラムリーク）の発生が防がれ、ドラムピッチ黒点等の画像不良の発生が抑えられて高質画像が安定的に得られる。

特に、本実施の形態では、導電部材３３をアースされた板金３２を介してハウジング２７に取り付けたため、クリーニングプレード３１によって感光ドラム１６から回収されたトナーに蓄積される電荷が導電部材３３からアースへと流れて放電し、トナーから感光ドラム１６への電荷のリークが確実に防がれる。

尚、クリーニングブレード３１の先端エッジ部３１ａと導電部材３３の先端部との最短距離ｄ（図３参照）を３ｍｍ以下に設定すれば、クリーニングブレード３１の先端エッジ部３１ａに滞留するトナーに蓄積される電荷の継続的に放電が導電部材３３によって効果的に促進されることが実験的に確かめられた。

又、本実施の形態では、導電部材３３をクリーニングブレード３１の撓みを阻害しない位置に配置し或いは阻害しない形状に成形したため、該導電部材３３がクリーニングブレード３１に接触して該クリーニングブレード３１の感光ドラム１６への押圧条件が変化することがなく、異音の発生等が防がれるという効果も得られる。

従って、クリーニング装置２０を備えるドラムユニットとプロセスユニット及び画像形成装置１において、クリーニング装置２０のクリーニングブレード３１によって回収した転写残トナーから感光ドラム１６への電荷のリーク（ドラムリーク）が防がれて高質画像が安定的に得られる。

而して、本発明に係るクリーニング装置２０を備えた画像形成装置１と比較例として従来のクリーニング装置（導電部材３３が設けられていない点以外は本発明に係るクリーニング装置２０と同一構造）を備えた画像形成装置において３００ｋ枚の画出しを行うランニング試験を試行した結果、本発明に係る画像形成装置１においては全枚数についてドラムリークによるドラムピッチ黒点等の画像不良が発生しなかったが、従来のクリーニング装置を備えた画像形成装置においては、１０ｋ枚からドラムリークによるドラムピッチ黒点等の画像不良の発生が確認された。

尚、以上の実施の形態においては、クリーニング装置のクリーニング部材としてクリーニングブレードを使用したが、クリーニング部材としてはファーブラシや磁気ブラシ等を使用しても良い。

又、以上は本発明を特にレーザープリンタとこれに備えられたドラムユニットやプロセスユニット及びこれらに備えられたクリーニング装置に適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ装置、これらの複合機等、他の任意の画像形成装置とこれに備えられたドラムユニットやプロセスユニット及びこれらに備えられたクリーニング装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置（レーザープリンタ）の側断面図である。 本発明に係る画像形成装置の画像形成部の詳細断面図である。 本発明に係るクリーニング装置のクリーニングブレード部分の拡大詳細図である。

符号の説明

１ レーザープリンタ（画像形成装置）
２ プリンタ本体
３ 排紙トレイ
４ 手差しトレイ
５ 給紙ローラ
６ 手差し給紙部
７ カセット給紙部
８ 画像形成部
９ 定着装置
１０ 排紙部
１１ 給紙カセット
１２ ピックローラ
１３ フィードローラ
１４ リタードローラ
１５ レジストローラ対
１６ 感光ドラム（像担持体）
１７ 帯電器
１８ 現像装置
１９ 転写ローラ
２０ クリーニング装置
２１ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
２２ トナーホッパー
２３ 定着ローラ
２４ 加圧ローラ
２５ 排紙ローラ対
２６ 搬送ガイドリブ
２７ クリーニング装置のハウジング
２８ 摺擦ローラ
２９ トナー排出スクリュー
３０ トナー規制板
３１ クリーニングブレード（クリーニング部材）
３１ａ クリーニングブレードの先端エッジ部
３２ 板金
３３ 導電部材
３３ａ 導電部材の先端部
ｄ 導電部材の先端エッジ部とクリーニングブレードの先端部との最短距離
Ｌ 搬送路

Claims (8)

1. 回転する像担持体に接触するクリーニング部材を備え、トナー像転写後の前記像担持体上に残留するトナーを前記クリーニング部材によって取り除くクリーニング装置において、
   前記クリーニング部材の前記像担持体への接触部近傍且つ接触部よりも像担持体回転方向上流側に導電部材を配置したことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記導電部材をアースに接続したことを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記クリーニング部材をアース取りされた板金を介してハウジングに取り付けるとともに、前記板金に前記導電部材を取り付けたことを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置。
4. 前記導電部材を前記クリーニング部材の撓みを阻害しない位置に配置し或いは阻害しない形状に成形したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のクリーニング装置。
5. 前記クリーニング部材の前記像担持体との接触部と前記導電部材との最短距離を３ｍｍ以下に設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のクリーニング装置。
6. 少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とするドラムユニット。
7. 少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、請求項１〜５の何れかに記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
8. 請求項６記載のドラムユニット又は請求項７記載のプロセスユニットを着脱可能に装填して成ることを特徴とする画像形成装置。
   

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