JP3576952B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材への転写に供されるトナー像を表面に担持しながら回転する像担持体から記録材が該トナー像の転写を受けた後の上記像担持体上を清掃するクリーニング装置及びこのクリーニング装置、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。
【0002】
【従来の技術】
電子写真式方式を採用するレーザービームプリンタや複写機等の画像形成装置にあっては、帯電手段によって一様に帯電された像担持体に選択的な露光を行い、像担持体表面に潜像を形成する。そして、現像手段から供給された現像剤(トナー)によって上記潜像を現像剤像として顕像化した後にこれを記録材に転写し、更に該現像剤像を熱や圧力等によって該記録材に定着させることで画像記録を行っている。
【0003】
又、かかる画像形成装置に備えられたクリーニング装置によって、上記現像剤像の上記記録材への転写後に像担持体上に残留した現像剤は、クリーニングブレード等のクリーニング部材で除去され、クリーニング容器内に残留現像剤(廃トナー)として収容されるので、像担持体表面に現像剤が残留しない状態で次の現像を行うことができる。
【0004】
上述の画像形成に関わる部分のうち、上記像担持体、帯電手段、現像手段、クリーニング部材等を一体的に構成し、画像形成装置本体に対して着脱自在にカートリッジ化したものがプロセスカートリッジとして実用化されており、この場合、ユーザー自身がカートリッジ交換を行う。これにより、サービスマンによるメンテナンスなしに像担持体、現像剤等の消耗部品を交換することができる。
【0005】
上述のクリーニング手段において、クリーニング容器は像担持体の寿命中あるいは現像手段に収容されていたトナーがなくなるまでに生じる廃トナーを収容し得る容量を備えている。又、廃トナーを効率良く収容するために、像担持体及びクリーニング手段近傍に回転部材等の廃トナー搬送手段を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のようなプロセスカートリッジを含めた画像形成装置においては、プロセスカートリッジを交換するまでの寿命を長くするために、プロセスカートリッジに収容されるトナーの大容量化とそれに伴う廃トナー量の増加と廃トナー収容部の大型化という動向がある。一方で、画像形成装置全体を小型化するために、プロセスカートリッジをよりコンパクト化する必要がある。
【0007】
そこで、本発明は、プロセスカートリッジの長寿命化によってクリーニング容器内に収容しなければならないトナー量が増加してもなお、コンパクトなクリーニング容器及びプロセスカートリッジを実現することができるクリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本出願によれば、上記目的は、画像形成装置に用いられるクリーニング装置において、
像担持体からトナーを除去するクリーニング部材と、
上記クリーニング部材から除去されたトナーを収納するためにクリーニング容器に形成されたトナー収容部であって、上記クリーニング装置の長手方向と交差する方向において、上記像担持体に対して上記クリーニング部材よりも遠方に設けられたトナー収容部と、
上記トナー収容部内に回転可能に上記長手方向に延びて設けられたクランク軸と、
上記クリーニング部材によって除去されたトナーを上記トナー収容部へ搬送するトナー送り部を有する搬送部材であって、上記クランク軸が回転した際に連動して移動する搬送部材と、
上記クランク軸が回転した際に、上記長手方向と交差する方向において上記トナー送り部と上記クランク軸との間に設けられた、上記搬送部材を摺動可能に支持する搬送部材支持部と、
を有することとする第一の発明によって達成される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関して、添付図面に基づき説明する。
【0018】
尚、以下の説明において、プロセスカートリッジの短手方向とはプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱する方向であり、記録材の搬送方向と一致している。又、プロセスカートリッジの長手方向とはプロセスカートリッジを上記画像形成装置本体に着脱すると交差する方向(略直交する方向)であり、記録材の搬送方向と交差(略直交)している。更に、プロセスカートリッジの上面とはプロセスカートリッジを上記画像形成装置本体に装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。
【0019】
(第一の実施形態)
先ず、本発明の第一の実施形態について説明する。
【0020】
図1は、本発明にかかる画像形成装置の一実施形態たる電子写真方式のレーザービームプリンタの構成を示す断面図である。
【0021】
先ず、記録材の搬送手段の構成について説明する。
【0022】
記録材Pは給送カセット104内に複数枚積載されており、該記録材Pの先端部は給送バネ117により付勢され、回動する積載板118により、給送ローラ141表面に押圧されている。使用者が画像形成装置に記録材Pを装填する場合には、給送カセット104を図1の右方向に引き抜くことで実現できる。このとき、給送バネ支持軸119が給送カセット104の両側壁に形成されたスライド溝103を上方に移動するため、積載板118が給送カセット104の底面まで下がり、記録材Pはスムーズに装填できる。
【0023】
上記給送ローラ141は給送駆動軸141aに固定されており、この給送駆動軸141aの軸端部にはクラッチ及びソレノイド(図示せず)が設けられており、給送ローラ141の回転駆動制御が可能な構成になっている。記録材Pの給送ローラ側先端部の左右角部には、分離爪121が設けられており、更にその先端近傍にカセット入口ガイド110があり、バネ(図示せず)で回動自在に付勢されている。又、給送カセット104の側方の装置本体ベース123には、記録材ガイド部122が形成されており、記録材Pをガイドしてレジストローラ116へ導くようになっている。給送スタート信号により、ソレノイドがオンすると、給送駆動ギア(図示せず)の駆動力がクラッチ(図示せず)を介して給送駆動軸141aに伝達され、給送ローラ141が回転し、記録材Pをカセット入口ガイド110へ導く。このとき、記録材Pは摩擦係数の関係により最上位の記録材一枚のみが導き出される。その後、記録材Pは給送ローラの回転によりレジストローラ116のニップ部に到達する。
【0024】
一方、装置本体ベース123には、レジストローラ116に給送カセット104以外からの記録材Pを導入する第二、第三の入口114,115を設けている。このような構成により、装置本体下部に複数枚デッキやカセット等を設置し、他の給送手段からの記録材導入が可能となっており、拡張性に優れた構成になっている。
【0025】
又、レジストローラ116の上流側にはセンサレバー124が設けられている。このセンサレバー124は装置本体ベース123に回動自在に軸支されており、記録材Pの先端部をフォトインタラブタ等(図示せず)で検出している。記録材Pの先端位置が検出されると、記録材Pはレジストローラ116により像担持体たる感光体ドラム6上のトナー像の先端に同期して、感光体ドラム6と転写ローラ10の間に搬送される。
【0026】
その後、後述される画像形成プロセスにより感光体ドラム6上に形成されたトナー像は、所定の圧で感光体ドラム6に押圧している転写ローラ10によって記録材Pに転写される。
【0027】
記録材Pを感光体ドラム6から分離する際の補助手段として、定着入口ガイド126上流側には除電針(図示せず)が設けられており、分離困難な種類の記録材Pもスムーズに分離でき、感光体ドラム6への巻き付きを防止することができる。又、定着入口ガイド126の対面には突入防止ガイド120が配設されていて、仮に記録材Pの分離不良が発生したとしても重大な紙詰まり(ジャム)は回避することができる。
【0028】
トナー像の転写を受けた記録材Pは、定着入口ガイド126によって定着手段105へ導かれる。定着手段105には、熱源として内部にヒータ132を有する定着ローラ133があり、この定着ローラ133には加圧ローラ134が所定の圧力で押圧されており、駆動ギア(図示せず)によって回転駆動される。定着ローラ133の温度検出は、定着ローラ133表面に当接するサーミスタ(図示せず)によって行われ、装置本体101の電源内部のコントローラにより温度制御されている。又、ヒータ132による必要以上の加熱を防止するために、定着ローラ133上方には非接触サーモスイッチ(図示せず)が配置されている。
【0029】
加熱された定着ローラ133と加圧ローラ134のニップ部を記録材Pが通過することにより、トナー像は記録材P上に定着される。定着後の記録材Pは、分離爪(図示せず)により定着ローラ133の表面から分離された後、定着ローラ133上方に配置された引張りローラ135によって上方に搬送される。この際、引張りローラ135は定着ローラ133より数パーセント速い相対速度で回転駆動されている。そのため、記録材Pは強制的に引張られながら搬送されることになり、カールや皺の発生を未然に防ぐことができる。その後、記録材Pは排出ローラ127により装置外に排出され、排出口128に設けられて排出トレイ111上に積載される。上述の転写ローラ、定着手段、引張りローラ等は前カバー112に一体的に固定されている。この前カバー112は装置本体ベース123の軸Aによって回転可能に支持され、装置本体101に対して開閉可能な構成になっている。
【0030】
次に、画像形成部のレーザー光学系の構成について説明する。
【0031】
高速回転するポリゴンモータ136の回転軸上には、回転多面鏡のポリゴンミラー129が固定されている。そしてレーザーユニット109より射出されたレーザー光Lはコリメータレンズ137、シリンドリカルレンズ138を通過した後、上記ポリゴンミラー129面で反射され、球面レンズ130、Fθレンズ131を介して感光体ドラム6上にレーザー光を集光する。
【0032】
レーザー光Lは、ポリゴンミラー129の回転駆動によって感光体ドラム6の母線方向を走査するとともに、レーザーユニット109のオン−オフドライブにより感光体ドラム6上の照射ポイントを所定の電位に変化させる。これにより、感光体ドラム6上には静電潜像が形成される。このとき、ポリゴンミラー129による感光体ドラム6の母線方向のレーザー走査(主走査)の基準を得るために、主走査方向の始まりの画像領域外の位置にBDミラー139を設けている。レーザー光LはBDミラー139で反射させられた後、感光体ドラム6と略等価な位置に設けられたレーザー受光面142に導入される。その後、レーザー光Lはレーザー受光面142内の光ファイバー143でDCコントローラ(図示せず)上のレーザー受光素子(図示せず)へ導かれる。このような構成でビームディテクトすることで、レーザー走査の基準タイミングを画像出力タイミングより得る。そして、クロックによってこの基準タイミングから画像信号をレーザーユニットヘ出力することで、主走査方向のスキャンが行われる。
【0033】
以上のポリゴンモータ、ミラー頼、レンズ等の光学機器を有するスキャナーユニット102は、装置本体ベース123上に高精度に位置決め固定されている。
【0034】
次に、画像形成部であるプロセスカートリッジ1の構成について、図2を参照して説明する。
【0035】
本実施形態のプロセスカートリッジ1は、電子写真感光体である感光体ドラム6、一次帯電を行う帯電ローラ12、現像手段を構成するトナーtを収容するトナー容器4、現像を行う現像部3、更には感光体ドラム6の表面に転写後に残ったトナーを回収するクリーニング装置2に分けられるが、これらの作像プロセス機器はユニットとして一体化されている。
【0036】
又、画像形成方法は周知の電子写真プロセスが用いられているが、このプロセスに従ってプロセスカートリッジの構成について説明する。
【0037】
一次帯電部は、レーザー光Lの露光位置より、感光体ドラム6の回転方向に対して上流側に配置される。本実施形態においては、感光体ドラム6に対して従動回転可能な半導電性弾性体である帯電ローラ12が、感光体ドラム6に対して所定の圧力で当接して帯電手段を構成している。この帯電ローラ12にバイアス印加することにより、感光体ドラム6の表面を均一帯電することができる。
【0038】
次に、一次帯電と同極性のトナーtは、トナー容器4から撹拌部材5によって汲み上げられ、開口11より現像部3内に送り込まれる。そして現像ローラ7の表面は、現像ブレード8との摺擦により、摩擦帯電されたトナーtが薄層コーティングされる。更に、現像ローラ7にはバイアスが印加され、トナーtが感光体ドラム6表面の静電潜像に応じ、トナー像として顕像化される。
【0039】
感光体ドラム6上に顕像化されたトナー像は、上述のように転写ローラ10のバイアスにより記録材Pに転写される。
【0040】
一方、感光体ドラム6の表面には、転写後にも転写残りトナーとして廃トナーtが付着している。
【0041】
クリーニング装置2に備えられたクリーニング容器20には、感光体ドラム6に対向する部分に開口部21が設けられている。開口部21の、感光体ドラム6の回転方向(反時計周り)に対して上流側には、スクイシート15(厚さ30μm〜100μmのポリエチレンテレフタレートシート)が両面テープ等を用いて取り付けられていて、感光体ドラム6に対して順方向に当接している。又、感光体ドラム6の回転方向(反時計周り)に対して下流側には、クリーニング部材たるクリーニングブレード9が設けられていて、感光体ドラム6に対してカウンタ方向に当接している。これにより、上述の廃トナーtはスクイシート15を潜り抜け、クリーニングブレード9で掻き落とされてクリーニング容器20内に蓄えられる。そして、感光体ドラム6表面は再びトナーtが付着していない状態になり、次の画像形成プロセスが可能になる。
【0042】
図2及び図3に示すように、感光体ドラム6のクリーニングに係る各部の配置は次のようになっている。
【0043】
感光体ドラム6の上方にクリーニングブレード9が当接していて、掻き落とされた廃トナーはクリーニングブレード9の上部に回収されていく。又、クリーニングブレード9とほぼ水平な位置で、かつトナー容器4の上方に廃トナー収容部25が設けられていて、クリーニングブレード9の上部に回収された廃トナーが順次収容されていく。
【0044】
クリーニング容器20内には、クリーニングブレード9上部から廃トナー収容部25に廃トナーを搬送するための現像剤搬送部材たる廃トナー送り部材22が設けられている。
【0045】
又、廃トナー収容部25には、ドラム軸と平行なクランク軸23が回動可能に設けられている。
【0046】
廃トナー送り部材22は、トナー送り部22aと支持部22bとからなり、略同一平面上にある。トナー送り部22aは、ドラム軸と平行にクリーニング容器20内に間隔をおいて複数個配置された棒状部材で、クリーニングブレード9の上部に回収されたトナーtを廃トナー収容部25側へ掻き出す。
【0047】
支持部22bは、トナー送り部22aの両端に配置された二本の棒状部材で、短手方向一端側は感光体ドラム6に最も近い側のトナー送り部22alに固定され、短手方向他端側はクランク軸23のクランク部23aに回動自在に支持されている。
【0048】
又、支持部22bは、クリーニング容器20と一体的に設けられた廃トナー送り部材支持部20aに摺動自在に支持されている。これにより、クランク軸23が駆動手段(図示せず)により図2の反時計周りに回転すると、廃トナー送り部材22は往復運動を行う。
【0049】
このとき、廃トナー送り部材22の廃トナー送り部材支持部20aより感光体ドラム6側に設けられたトナー送り部22aは、図2に示すように、時計周りの回転に近い往復運動を行う。これにより、トナーtをクリーニングブレード9上部から廃トナー収容部25へ掻き出すときには、トナー送り部22aは下面側を通過し、廃トナー収容部25側からクリーニングブレード9上部側へ移動するときには、トナー送り部22aは上面側を通過する。複数個設けられたトナー送り部22aが同様の動作を行うことにより、トナーtは順次、クリーニングブレード9上部側から掻き出され、廃トナー収容部25に収容される。
【0050】
(第二の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0051】
本実施形態では、廃トナーをクリーニングブレード9上部から廃トナー収容部25へ搬送する現像剤搬送部材として第一の実施形態の他の実施形態について図4を用いて説明する。
【0052】
上述の第一の実施形態と同様、廃トナー収容部25には感光体ドラム6の軸線と平行なクランク軸23が回動可能に設けられている。クリーニング容器20内にはクリーニングブレード9上部から廃トナー収容部25に廃トナーを搬送するための廃トナー送り部材24が複数個配置されている。
【0053】
廃トナー送り部材24は、トナー送り部24aと支持部24bとからなり、略同一平面上にある。支持部24bは短手方向に延伸する棒状部材で、クリーニング容器20内の長手方向両端部にあり、一端側はクランク軸23に回動自在に支持されており、他端側はドラム軸と水平な棒状部材であるトナー送り部24aと一体に構成されている。
【0054】
又、支持部24bは、クリーニング容器20と一体的に設けられた廃トナー送り部材支持部20aに摺動自在に支持されている。
【0055】
クランク軸23が駆動手段(図示せず)により、図4に図示するように時計周りに回転すると、それぞれの廃トナー送り部材24−1,24−2,24−3…は連動して往復運動する。
【0056】
このとき、廃トナー送り部材24の支持部24bより感光体ドラム6側に設けられたトナー送り部24aは、図4に示すように、反時計周りの回転に近い往復運動を行う。
【0057】
これにより、トナーtをクリーニングブレード9上部から廃トナー収容部25へ掻き出すときには、トナー送り部24aは下面側を通過し、廃トナー収容部25側からクリーニングブレード9上部側へ移動するときには、トナー送り部24aは上面側を通過する。
【0058】
図5に示すように、廃トナー送り部材24−1,24−2,24−3…の各支持部の長さをそれぞれl1、l2、l3…、トナー搬送部の長さをそれぞれm1、m2、m3…とすると、l1>l2>l3…、m1>m2>m3となる。廃トナー送り部材24−1によってクリーニングブレード9上部から掻き出された廃トナーは、廃トナー収容部25側にトナー送り部を有する廃トナー送り部材24−2、24−3の往復運動する範囲に送られることにより、廃トナー収容部25に向かって搬送されていく。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願にかかる第一の発明によれば、クリーニング装置の長手方向と交差する方向において、像担持体に対してクリーニング部材よりも遠方に設けられたトナー収容部内に設けられたクランク軸が回転することで、搬送部材が搬送部材支持部と摺動しながら移動して、上記搬送部材に設けられたトナー送り部によって、クリーニング部材によって除去されたトナーをトナー収容部に搬送するものである。すなわち、クランク軸をトナー収容部内の空間を利用して設けることができて、トナー送り部は上記クランク軸の回転にともなって移動させることができる。よって、クリーニング容器の形状の設計の自由度が高まり、プロセスカートリッジの長寿命化によってクリーニング容器内に収容しなければならないトナー量が増加してもなお、コンパクトなクリーニング容器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図2】図1の画像形成装置に備えられたプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。
【図3】図2のプロセスカートリッジの一部破断斜視図である。
【図4】本発明の第二の実施形態におけるプロセスカートリッジの一部破断斜視図である。
【図5】図4のプロセスカートリッジ実施形態を示す断面図
【符号の説明】
1 プロセスカートリッジ
2 クリーニング装置
6 感光体ドラム(像担持体)
9 クリーニングブレード(クリーニング部材)
20 クリーニング容器
20a 廃トナー送り部材支持部(摺動支点)
21 開口部
22 廃トナー送り部材(現像剤搬送部材)
22a トナー送り部
22b 支持部
23 クランク軸
24 廃トナー送り部材(現像剤搬送部材)
24a トナー送り部
24b 支持部
25 廃トナー収容部
P 記録材
t トナー(現像剤)
Claims (8)
- 画像形成装置に用いられるクリーニング装置において、
像担持体からトナーを除去するクリーニング部材と、
上記クリーニング部材から除去されたトナーを収納するためにクリーニング容器に形成されたトナー収容部であって、上記クリーニング装置の長手方向と交差する方向において、上記像担持体に対して上記クリーニング部材よりも遠方に設けられたトナー収容部と、
上記トナー収容部内に回転可能に上記長手方向に延びて設けられたクランク軸と、
上記クリーニング部材によって除去されたトナーを上記トナー収容部へ搬送するトナー送り部を有する搬送部材であって、上記クランク軸が回転した際に連動して移動する搬送部材と、
上記クランク軸が回転した際に、上記長手方向と交差する方向において上記トナー送り部と上記クランク軸との間に設けられた、上記搬送部材を摺動可能に支持する搬送部材支持部と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。 - 上記クリーニング容器は、上記像担持体に対向して配設された上記長手方向に延びて形成される開口部を有し、上記開口部を経て上記像担持体からのトナーがクリーニング容器の内部に取り込まれることとする請求項1に記載のクリーニング装置。
- 上記トナー送り部は、上記クランク軸が回転した際に連動して往復運動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のクリーニング装置。
- 上記搬送部材は、上記トナー送り部を複数有し、上記複数のトナー送り部は、上記クランク軸に設けられたクランク部の上記長手方向の両端部に回転自在に支持される、上記長手方向と交差する方向に延びた一対の棒状部材によって支持されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
- 上記搬送部材は、上記トナー送り部を複数有し、上記複数のトナ
ー送り部は、上記クランク軸に設けられたクランク部の上記長手方向の両端部に回転自在に支持される、上記長手方向と交差する方向に延びた複数の一対の棒状部材によってそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のクリーニング装置。 - 画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
感光体ドラムと、
上記感光体ドラムからトナーを除去するクリーニング部材と、
上記クリーニング部材から除去されたトナーを収納するトナー収容部であって、上記プロセスカートリッジの長手方向と交差する方向において、上記感光体ドラムに対して上記クリーニング部材よりも遠方に設けられたトナー収容部と、
上記トナー収容部内に回転可能に上記長手方向に延びて設けられたクランク軸と、
上記クリーニング部材によって除去されたトナーを上記トナー収容部へ搬送するトナー送り部を有する搬送部材であって、上記クランク軸が回転した際に連動して移動する搬送部材と、
上記クランク軸が回転した際に、上記長手方向と交差する方向において上記トナー送り部と上記クランク軸との間に設けられた、上記搬送部材を摺動可能に支持する搬送部材支持部と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
(i)像担持体からトナーを除去するクリーニング部材と、上記クリーニング部材から除去されたトナーを収納するトナー収容部であって、上記クリーニング装置の長手方向と交差する方向において、上記像担持体に対して上記クリーニング部材よりも遠方に設けられたトナー収容部と、上記トナー収容部内に回転可能に上記長手方向に延びて設けられたクランク軸と、上記クリーニング部材によって除去されたトナーを上記トナー収容部へ搬送するトナー送り部を有する搬送部材であって、上記クランク軸が回転した際に連動して 移動する搬送部材と、上記クランク軸が回転した際に、上記長手方向と交差する方向において上記トナー送り部と上記クランク軸との間に設けられた、上記搬送部材を摺動可能に支持する搬送部材支持部と、を有するクリーニング装置と、
( ii )記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有する画像形成装置。 - プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
(i)感光体ドラムと、上記感光体ドラムからトナーを除去するクリーニング部材と、上記クリーニング部材から除去されたトナーを収納するトナー収容部であって、上記プロセスカートリッジの長手方向と交差する方向において、上記感光体ドラムに対して上記クリーニング部材よりも遠方に設けられたトナー収容部と、上記トナー収容部内に回転可能に上記長手方向に延びて設けられたクランク軸と、上記クリーニング部材によって除去されたトナーを上記トナー収容部へ搬送するトナー送り部を有する搬送部材であって、上記クランク軸が回転した際に連動して移動する搬送部材と、上記クランク軸が回転した際に、上記長手方向と交差する方向において上記トナー送り部と上記クランク軸との間に設けられた、上記搬送部材を摺動可能に支持する搬送部材支持部と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
( ii )記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有する画像形成装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2000317030A JP3576952B2 (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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