JP3767267B2 - クリーナ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に適用するクリーナ装置に関するものであり、特に、画像形成装置の画像担持体表面にクリーナブレードを当接させて残留トナーの除去を行うクリーナ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、画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次画像担持体）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次画像担持体）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。例えば、第１次感光体としてベルト状感光体を用いた画像形成装置が特開平６−１３０７７５号公報に記載されており、第１次感光体としてドラム状感光体を用いた画像形成装置が特開平９−２０４１０８号公報に記載されている。
【０００３】
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。
【０００４】
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、画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いて、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。
【０００５】
さて、特に感光体への帯電方式として前記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、前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おそれがある。さらに、前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。
【０００６】
そこで本出願人は、特開平１１−１６１１２５号公報において、図１３に示すように、先端を下方に向けて前記画像担持体１００表面に当接されたクリーナブレード１２９と、前記クリーナブレード１２９で前記画像担持体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１３７と、前記廃トナーを受けて前記ハウジング１３７に案内する下側シール１３０と、前記クリーナブレード１２９および前記下側シール１３０よりも前記ハウジング１３７側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード１２９先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材１３１とを有するクリーナ装置を既に提案している。
【０００７】
クリーナ装置をこのように構成することにより、画像担持体表面から除去された廃トナーが、クリーナブレード１２９、下側シール１３０、およびトナー塞き止め部材１３１により形成される領域（以下、この領域を「領域Ａ」という）に塞き止められ、前記クリーナブレード１２７の先端が廃トナーで覆われる。この廃トナーは、クリーナブレード１２７先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用し、上記問題を防止することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らは更なる研究の結果、このクリーナ装置において次のような改良すべき点を見出した。廃トナーが潤滑剤として効果的に作用するためには、領域Ａ内に流入する廃トナーの量とハウジング１２７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１２７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。一方、実際には領域Ａ内からの廃トナーの排出が様々な条件により妨げられる場合がある。
【０００９】
例えば、図１４に示すように、前記トナー塞き止め部材１３１は、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング１３７内に流入させるため、前記ハウジング１３７との固定部境界に設けられた開口１３６を有するものでもよいが、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、該開口１３６からハウジング１３７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。
【００１０】
また、前記トナー塞き止め部材１３１は、前記ハウジング１３７にその下端が固定され、上端が前記クリーナブレード１２９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するものでもよいが、初めて使用する場合等領域Ａ内に存在する廃トナーの量が少ない場合には、樹脂シートの上端がクリーナブレード１２９や下側シール１３０に吸着してしまう場合がある。このような状態ではその後領域Ａ内に廃トナーが流入してきても、樹脂シートの上端側からハウジング１３７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。
【００１１】
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、クリーナブレード１２９の先端の廃トナーの圧力が過大となり、潤滑剤としての効果が発揮されず、かえってクリーニング不良を引き起こす原因ともなり得る。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、領域Ａ内のクリーナブレード１２７先端に存在する廃トナーの量を適切な範囲内に保つことで、クリーニング不良が生じず、しかもクリーナブレード先端の微小振動（びびり）を防止することができるクリーナ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、電子写真方式画像形成装置の画像担持体上に残留したトナーを除去するクリーナ装置であり、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体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と、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールと、前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材とを有するクリーナ装置において、前記板状部材が、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング内に流入させるために設けられた複数の第一の開口部を有し、プロセス方向に直交する方向において、その第一の開口部の長さａと隣接する二つの第一の開口部間の長さｔとの関係がｔ≦ａであり、隣接する二つの第一の開口部間にそれぞれ第二の開口部を設け、隣接する二つの第一の開口部間の面積Ｓ１と、第二の開口部の面積Ｓ２との関係が、Ｓ１≦Ｓ２となるものである。
【００１４】
クリーナ装置をこのように構成して２種類の開口部を設けることで、プロセス方向に直交する方向における廃トナーの均一な排出と、廃トナーをクリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材の強度の確保とを両立することができる。そのため、その廃トナーの量を適切な範囲内に保つことで、クリーニング不良が生じず、しかもクリーナブレード先端の微小振動（びびり）を防止することができる。
【００１５】
図１は、第一の開口部の位置及び第一の開口部間の面積について説明するものである。第一の開口部は、前記ハウジングとの固定部境界に設けられるものであってもよいし（図１（ａ）参照）、その固定部境界よりも上方に設けられるものであってもよいし（図１（ｂ）参照）、複数の第一の開口部の設けられる位置が上下にずれているものであってもよい（図１（ｃ）参照）。一般には、廃トナーを効率よく排出するためには、第一の開口部はハウジングとの固定部境界に設けることが好ましい。
【００１６】
これら図１に示した第一の開口部はいずれも長方形であり、図の上下方向で示されるプロセス方向の長さ（以下、単に「高さ」という）がｂ、図の左右方向で示されるプロセス方向に直交する長さ（以下、単に「長さ」という）がａ、隣接する二つの第一の開口部の長さがｔとしてそれぞれ表されている。
【００１７】
また図１ではいずれの場合も隣接している第一の開口部の長さａは等しいものとしているが、これが互いに異なる場合、例えば、一方の第一の開口部の長さがａ１、他方の第一の開口部の長さがａ２の場合（ａ１＜ａ２）、上述の「ｔ≦ａ」という条件は、ｔ≦Ｍａｘ（ａ１、ａ２）＝ａ２となる。
【００１８】
さらに、隣接する二つの第一の開口部間の面積Ｓ１は、図１の（ａ）〜（ｃ）のいずれ場合も、Ｓ１＝ｂ×ｔとして表すことができる。
【００１９】
図２は、第一の開口部の形状及び第一の開口部間の面積について説明するものである。図１に示した第一の開口部の形状はいずれも長方形であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状、例えば、楕円形のものでもよい（図２（ａ）参照）。また、複数の第一の開口部の形状が互いに相違するものでもよい（図２（ｂ）参照）。さらに、同じ長方形であっても、その長さ又は高さが相異なるものであってもよい（図２（ｃ）参照）。また、（図示はしないが）複数の第一の開口部のがそれぞれ異なる形状となるものでもよい。
【００２０】
ここで、第一の開口部の形状が長方形以外であっても、その長さは図２（ａ）、（ｂ）に示すように第一の開口部の長さ方向の最大な長さをいう。一方、隣接する二つの第一の開口部間の面積Ｓ１は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように規定される。すなわち、隣接する第一の開口部の高さが等しくｂである場合には（図２（ａ）（ｂ）参照）、その隣接する第一の開口部間の間隔をｔとして、Ｓ１＝ｂ×ｔする。一方、隣接する第一の開口部の高さが異なる場合には（図２（ｃ）参照）、より高いほうの高さをｂ２として、Ｓ１＝ｂ２×ｔとする。
【００２１】
図３は、第二の開口部の位置について説明するものである。第二の開口部は、その上部が第一の開口部の上部よりも上方に位置するように構成するものでもよいし（図３（ａ）参照）、その上部及び下部が第一の開口部の上部及び下部よりもそれぞれ上方、下方に位置するように構成するものでもよいし（図３（ｂ）参照）、その下部が第一の開口部の下部よりも下方に位置するように構成するものでもよい（図３（ｃ）参照）。
【００２２】
また、図３（ａ）〜（ｃ）に示す第二の開口部は、いずれのその長さがｃ、高さがｄの長方形であるため、第二の開口部間の面積Ｓ２は、Ｓ２＝ｃ×ｄとして表すことができる。
【００２３】
図４は、第二の開口部の形状について説明するものである。図３に示した第二の開口部の形状はいずれも長方形であるが（第一の開口部も同様に長方形）、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状、例えば、長方形の各角が円弧状のものでもよい（図４（ａ）参照）。また、台形のものでもよい（図４（ｂ）参照）。さらに、（図示はしないが）第二の開口部が複数設けられる場合に、各第二の開口部の形状が相異なるものであってもよい。
【００２４】
なお、第一の開口部の形状が長方形以外であってもその面積Ｓ２は、それぞれの形状に応じて求めることができる。例えば、図４（ｂ）に示すように、第二の開口部の形状が上辺の長さｃ１、下辺の長さｃ２、高さｄの台形である場合には、その面積Ｓ２は、Ｓ２＝（ｃ１＋ｃ２）×ｄ÷２として表すことができる。
【００２５】
また他の本発明として、電子写真方式画像形成装置の画像担持体上に残留したトナーを除去するクリーナ装置であり、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体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と、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールと、前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材とを有するクリーナ装置において、前記トナー塞き止め部材は、その下端が前記ハウジングに固定され、その上端が前記クリーナブレードの先端との重なり部分を有し、塞き止められた廃トナーが前記重なり部分を通過して前記ハウジング内に移動するのを許容する程度の可撓性を有する板状樹脂シートであり、前記重なり部分におけるその板状樹脂シートと前記クリーナブレードとの接触部分が線状のものである（請求項１）。
【００２６】
クリーナ装置をこのように構成することにより、従来のクリーナ装置のように板状樹脂シートとクリーナブレードとの接触部分が面状となる場合に比べて（図１３参照）、板状樹脂シートとクリーナブレードとが吸着しにくくなり、板状樹脂シートの上端側からハウジング側に廃トナーが適切に排出され、クリーナブレードの先端に存在する廃トナーの量を適切な範囲内に保つことができ、クリーニング不良が生じず、しかもクリーナブレード先端の微小振動（びびり）を防止することができる。
【００２７】
図５は、重なり部分における板状樹脂シートとクリーナブレードとの接触部分が線状となる場合の態様を説明するものである。図５（ａ）は、板状樹脂シートの上端がクリーナブレードと線状に接触する態様を示すものである（請求項２）。この図に示すように板状樹脂シートの一部に折れ曲がり部分を有するものであってもよいし、板状樹脂シートが全体的に折れ曲がり、その先端がクリーナブレードと線状に接触するものであってもよい。
【００２８】
図５（ｂ）は、板状樹脂シートの一部が折れ曲がり部分を有し、その折れ曲がり部分においてクリーナブレードと線状に接触する態様を示している。廃トナーをハウジング内に効率よく回収する観点からは図５（ａ）に示す態様が好ましい。なお、このようにその折れ曲がり部分においてクリーナブレードと線状に接触する態様では、板状樹脂シートの折れ曲がり部分から上端までを、図５（ｂ）に示すように下り勾配として構成すれば、板状樹脂シートとクリーナブレードとの接触部分から排出される廃トナーが重力の作用により直ちにハウジング内に収容される。
【００２９】
図６は、板状樹脂シートの上端とクリーナブレードとの線状接触態様を説明するものである。これらに示すように、板状樹脂シートの上端とクリーナブレードとの角度をαとして、そのαが鋭角に接触するもの（図６（ａ）参照）、略直角に接触するもの（図６（ｂ）参照）、鈍角に接触するもの（図６（ｃ）参照）のいずれでもよいが、αが鈍角となる態様では（図６（ｃ）参照）、板状樹脂シートの折れ曲がり部分に廃トナーが滞留してしまうおそれがあるため、αは鋭角又は略直角であることが好ましい。また、あまりにもαが小さすぎると廃トナーを塞き止める効果が弱くなるため、より好ましい範囲のαは、４５°＜α＜９０°である。
【００３０】
なお、これらのクリーナ装置において、前記板状部材が、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング内に流入させるため、その下端および前記ハウジング底部の間に間隙を有して配設されものであってもよい。また、前記クリーナブレードの、クリーニング方向と直交する方向両端に廃トナーの漏れを防止するための側方シールを具備し、前記板状部材および前記側方シールの間に間隙を設けるものであってもよい。さらに、クリーニングの対象となる画像形成装置の画像担持体が、画像形成のためにその表面が接触帯電方式により帯電される感光体であってもよい。また、前記クリーナブレードが、前記画像担持体の表面に対して、ドクター方向に当接されているものであってもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
◎実施例
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２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要部構成図である。同図において、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で矢印７の方向に回転できるように設けられている。感光体１の周囲には、帯電装置つまり帯電ロール（ＢＣＲ）８、露光装置（ＲＯＳ）９、現像アセンブリ１０、第１次転写器つまり第１次ＢＴＲ２、クリーナ装置１１が配置されている。前記現像アセンブリ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（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（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。
【００３２】
感光体１上に現像された各色のトナー像は、第１次ＢＴＲ２によって中間転写ベルト（以下、単に「ベルト」という）３に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。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次転写器つまり第２次ＢＴＲ４のバックアップロールとして機能する。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、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。
【００３３】
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、つまり第２次ＢＴＲ４とベルト３との当接部に給送される。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。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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、現像ロールへ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。
【００３６】
上記構成による画像形成装置では、次のようにして画像が形成される。まず、ＢＣＲ８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。
【００３７】
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、前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ＢＴＲ２でベルト３に転写され、さらに第２次ＢＴＲ４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１１で除去されて回収される。
【００３８】
次に、前記クリーナ装置１１を詳細に説明する。図８は、クリーナ装置１１の斜視図であり、図９は同正面図である。両図面において、クリーナ装置１１の本体は、感光体１と対向する側が開放されたハウジング２７からなる。ハウジング２７の開口の上縁２８にはクリーナブレード２９が固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。該クリーナブレード２９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、一例として厚さ２ｍｍのウレタンゴムを使用することができる。
【００３９】
一方、開口の下縁３７には前記クリーナブレード２９で除去した廃トナーを受ける下側シール３０およびトナー塞き止めシート３１が固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。下側シール３０およびトナーの塞き止めシート３１はいずれも樹脂材料からなる膜部材である。下側シール３０は感光体１に押圧された状態でクリーナブレード２９の下端との間に間隙が残る幅に設定される。塞き止めシート３１はクリーナブレード２９の下端と重なり合うように幅が設定されている。一例として、下側シール３０は厚さ２０μｍのポリウレタン樹脂で形成され、塞き止めシート３１は厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で形成される。
【００４０】
クリーナブレード２９の両側には側方シール３２，３３が配置されている。この側方シール３２，３３はハウジング２７の側板から張り出したプレート３４，３５に固定されていて、クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーが横方向から漏れるのを防止するために設けられている。この側方シール３２，３３には、羊毛の基材にフッ素樹脂のフェルトで表面層を形成したものが好適である。なお、前記塞き止めシート３１は該側方シール３２，３３との間にわずかな間隙Ｇ１を（１〜２ｍｍ）有するように長さが設定されている。
【００４１】
前記ハウジング２７内の下部にはクリーナブレード２９等の長さ方向、つまり該クリーナブレード２９が当接する感光体１の幅方向に伸びるオーガ（図示せず）が設けられている。このオーガにより、クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーはハウジング２７の一側方に押しやられ、図示しない排出口から排出される。排出された廃トナーは別途設けた廃トナー回収装置に搬送される。
【００４２】
次に、下側シール３０および塞き止めシート３１の作用を説明する。図１０（ａ）は、クリーナ装置１１の要部拡大図である。同図において、クリーナブレード２９および下側シール３０の先端は感光体１の表面に押圧されて前記ハウジング２７側に変形し、その弾力によって感光体１との密着が維持されている。塞き止めシート３１は初期状態ではクリーナブレード２９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Ｔが塞き止められることにより、その押圧力Ｐｔで後方に変形して間隙Ｇ２が形成される。また、初期状態において塞き止めシート３１の上端がクリーナブレード２９に線状に接触しているため、塞き止めシート３１がクリーナブレード２９に吸着してしまうことがなく、押圧力Ｐｔが加われば塞き止めシート３１は後方に変形して適切な間隙Ｇ２が形成される。
【００４３】
塞き止めシート３１で塞き止められた廃トナーＴは、その滞積量が増すと、前記間隙Ｇ２を通過し、塞き止めシート３１の上端を乗り越えてハウジング２７の内側に流入する。クリーナブレード２９の先端が、塞き止められた廃トナーＴで常時覆われた状態に維持されるように塞き止めシート３１とクリーナブレード２９との重なり部ＬＡＰの寸法を決定する必要があり、本実施形態では約１．５ｍｍとした。
【００４４】
なお、塞き止めシート３１の材質や厚みおよび重なり部ＬＡＰの寸法等は上述の例に限らず、要は、少なくともクリーナブレード２９の先端を覆うように廃トナーＴが適度に滞積し、かつその滞積量が増えたときに間隙Ｇ２が形成されて廃トナーＴが徐々にこの間隙Ｇ２を通じてハウジング２７内に移動できるように決定されていればよい。これらの数値等は実験的に決定することができるが、本発明者等は一例として上述の条件の下でクリーナブレード２９の微小な振動を除去でき、異常音も低減できることを確認した。
【００４５】
また、塞き止めシート３１を厚くして可撓性をなくするか低減することもできる。その場合は、廃トナーＴが滞積しているか否かにかかわらず、前記間隙Ｇ２があらかじめ確保されるように形状や下縁３７への取り付けの向き等を考慮することはもちろんである。
【００４６】
塞き止めシート３１は、ハウジング２７との接合部近傍に長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃを有している。廃トナーＴ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、この長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃを通じてこれら混入物を下方からハウジング２７内側に誘導する。こうすることによって、混入物が滞積してクリーナブレード２９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。
【００４７】
塞き止めシート３１を乗り越えたり、長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃから侵入してハウジング２７内に移動した廃トナーＴは搬送用オーガ４０により、図示しない排出口側に搬送される。なお、クリーナブレード２９は、図示のように、その下端部が感光体１の回転方向Ｒ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いる。また、感光体１との当接角度θは２２°である。
【００４８】
前記塞き止めシート３１の面積に対して長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃの面積が大きすぎると、廃トナーが滞積されないので適当にこれらの数、形状や寸法等を決定しなければならない。図１０（ｂ）は、塞き止めシート３１の正面図である。同図では、長孔及び短孔はいずれも長方形であり、長孔３６ａ〜ｄは４箇所に、短孔３８ａ〜ｃは各長孔間の３か所に設けてある。各長孔３６ａ〜ｄの寸法は２×６８ｍｍ、各長孔３６相互の間隔は１０ｍｍ、各短孔３８ａ〜ｃの寸法は４×４ｍｍである。
【００４９】
なお、各長孔３６及び短孔３８の合計開口面積が大きくなりすぎると廃トナーＴがハウジング２７側に移動する量が多くなり、クリーナブレード２９の先端を覆うまでには至らない。したがって、そのような不具合がなくならないように長孔３６及び短孔３８の寸法や個数を決定することが必要である。
【００５０】
なお、塞き止めシート３１と前記側方シール３２，３３との間隙Ｇ１が小さい場合には、塞き止められた廃トナーＴの圧力によって該側方シール３２，３３が押圧されてシール性が損なわれるので、適度な寸法にすることが好ましい。既述のＧ１の寸法（１〜２ｍｍ）はこの観点から決定している。
【００５１】
感光体１表面の残留トナーを効果的に除去するため、クリーナブレード２９は感光体１の回転方向７に逆らう方向に向き合う、いわゆるドクターブレードまたはドクターナイフ方式で構成してある。この構成では、感光体１の表面の荒れによる摺動性の劣化傾向は顕著であるため、特に、本実施形態に示した潤滑作用による効果は大きい。
【００５２】
◎実験結果
本出願人らは本発明を完成するために様々な実験を行ったが、その一部の実験とその結果とを紹介する。
【００５３】
図１１は、この実験で使用するサンプルを説明するものである。ここでは塞き止め部材に設けられる第一の開口部の長さａと隣接する二つの第一の開口部間の長さｔとの関係がｔ≦ａであるようなサンプルを４種類用意した。なお、第一の開口部間の面積Ｓ１は、Ｓ１＝ｂ×ｔ＝２×１０＝２０ｍｍ2 である。
【００５４】
図１１（ａ）は、従来の塞き止め部材（図１４参照）であり、第一の開口部間に第二の開口部は設けられていない（Ｓ２a＝０、以下Ａタイプという）。図１１（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ第一の開口部間に第二の開口部が設けられているが、それぞれ第二の開口部の面積Ｓ２が異なる。図１１（ｂ）では、第二の開口部の面積Ｓ２b＝２×４＝８ｍｍ2 ＜Ｓ１である（以下、Ｂタイプという）。図１１（ｃ）では、第二の開口部の面積Ｓ２c＝４×５＝２０ｍｍ2 ＝Ｓ１である（以下、Ｃタイプという）。図１１（ｄ）では、第二の開口部の面積Ｓ２d＝５×５＝２５ｍｍ2 ＞Ｓ１である（以下、Ｄタイプという）。
【００５５】
このような４種類のサンプルをそれぞれ塞き止め部材として実施例に示す画像形成装置（クリーナ装置）に用い、クリーニング不良の有無をＧ１：クリーニング不良は発生しない、Ｇ２：クリーニング不良が僅かに発生するが問題ないレベルである、Ｇ３：クリーニング不良が発生し好ましくない、の３段階に分けて評価を行った。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１は、長期間保管後（長期間休止後）の使用開始後におけるクリーニング不良の発生率をそれぞれのタイプ別にまとめたものである。また、図１２はこの表１をグラフに表したものである。このように、ＡタイプからＤタイプにかけて徐々に評価は高まることが分かる。また、第二の開口部の面積がＳ２c以上であれば、十分に満足できる評価となることが分かる。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、常に安定した量の塞き止められた廃トナーが、感光体表面に当接するクリーナブレード先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用する。したがって、前記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を防止できる。その結果、感光体表面を良好にクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第一の開口部の位置及び第一の開口部間の面積の態様を説明するものである。
【図２】図２は、第一の開口部の形状及び第一の開口部間の面積の態様を説明するものである。
【図３】図３は、第ニの開口部の位置の態様を説明するものである。
【図４】図４は、第二の開口部の形状を説明するものである。
【図５】図５は、線状接触の態様を説明するものである。
【図６】図６は、トナー塞き止め部材の上端がクリーナブレードに接触する角度の態様を説明するものである。
【図７】図７は、実施例に係る画像形成装置の全体を説明するものである。
【図８】図８は、実施例に係るクリーナ装置の斜視図である。
【図９】図９は、実施例に係るクリーナ装置の正面図である。
【図１０】図１０は、実施例に係るクリーナ装置を詳細に説明するものである。
【図１１】図１１は、実験時に使用したトナー塞き止め部材のサンプルを説明するものである。
【図１２】図１２は、実験結果を表すグラフである。
【図１３】図１３は、従来のクリーナ装置を説明するものである。
【図１４】図１４は、従来のクリーナ装置を説明するものである。
【符号の説明】
１１…クリーナ装置、２７…ハウジング、２８…上縁、２９…クリーナブレード、３０…下側シール、３１…トナー塞き止めシート、３６…第一の開口部、３７…下縁、３８…第二の開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に適用するクリーナ装置に関するものであり、特に、画像形成装置の画像担持体表面にクリーナブレードを当接させて残留トナーの除去を行うクリーナ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、画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次画像担持体）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次画像担持体）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。例えば、第１次感光体としてベルト状感光体を用いた画像形成装置が特開平６−１３０７７５号公報に記載されており、第１次感光体としてドラム状感光体を用いた画像形成装置が特開平９−２０４１０８号公報に記載されている。
【０００３】
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。
【０００４】
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、画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いて、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。
【０００５】
さて、特に感光体への帯電方式として前記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、前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おそれがある。さらに、前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。
【０００６】
そこで本出願人は、特開平１１−１６１１２５号公報において、図１３に示すように、先端を下方に向けて前記画像担持体１００表面に当接されたクリーナブレード１２９と、前記クリーナブレード１２９で前記画像担持体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１３７と、前記廃トナーを受けて前記ハウジング１３７に案内する下側シール１３０と、前記クリーナブレード１２９および前記下側シール１３０よりも前記ハウジング１３７側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード１２９先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材１３１とを有するクリーナ装置を既に提案している。
【０００７】
クリーナ装置をこのように構成することにより、画像担持体表面から除去された廃トナーが、クリーナブレード１２９、下側シール１３０、およびトナー塞き止め部材１３１により形成される領域（以下、この領域を「領域Ａ」という）に塞き止められ、前記クリーナブレード１２７の先端が廃トナーで覆われる。この廃トナーは、クリーナブレード１２７先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用し、上記問題を防止することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らは更なる研究の結果、このクリーナ装置において次のような改良すべき点を見出した。廃トナーが潤滑剤として効果的に作用するためには、領域Ａ内に流入する廃トナーの量とハウジング１２７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１２７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。一方、実際には領域Ａ内からの廃トナーの排出が様々な条件により妨げられる場合がある。
【０００９】
例えば、図１４に示すように、前記トナー塞き止め部材１３１は、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング１３７内に流入させるため、前記ハウジング１３７との固定部境界に設けられた開口１３６を有するものでもよいが、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、該開口１３６からハウジング１３７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。
【００１０】
また、前記トナー塞き止め部材１３１は、前記ハウジング１３７にその下端が固定され、上端が前記クリーナブレード１２９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するものでもよいが、初めて使用する場合等領域Ａ内に存在する廃トナーの量が少ない場合には、樹脂シートの上端がクリーナブレード１２９や下側シール１３０に吸着してしまう場合がある。このような状態ではその後領域Ａ内に廃トナーが流入してきても、樹脂シートの上端側からハウジング１３７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。
【００１１】
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、クリーナブレード１２９の先端の廃トナーの圧力が過大となり、潤滑剤としての効果が発揮されず、かえってクリーニング不良を引き起こす原因ともなり得る。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、領域Ａ内のクリーナブレード１２７先端に存在する廃トナーの量を適切な範囲内に保つことで、クリーニング不良が生じず、しかもクリーナブレード先端の微小振動（びびり）を防止することができるクリーナ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、電子写真方式画像形成装置の画像担持体上に残留したトナーを除去するクリーナ装置であり、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体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と、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールと、前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材とを有するクリーナ装置において、前記板状部材が、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング内に流入させるために設けられた複数の第一の開口部を有し、プロセス方向に直交する方向において、その第一の開口部の長さａと隣接する二つの第一の開口部間の長さｔとの関係がｔ≦ａであり、隣接する二つの第一の開口部間にそれぞれ第二の開口部を設け、隣接する二つの第一の開口部間の面積Ｓ１と、第二の開口部の面積Ｓ２との関係が、Ｓ１≦Ｓ２となるものである。
【００１４】
クリーナ装置をこのように構成して２種類の開口部を設けることで、プロセス方向に直交する方向における廃トナーの均一な排出と、廃トナーをクリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材の強度の確保とを両立することができる。そのため、その廃トナーの量を適切な範囲内に保つことで、クリーニング不良が生じず、しかもクリーナブレード先端の微小振動（びびり）を防止することができる。
【００１５】
図１は、第一の開口部の位置及び第一の開口部間の面積について説明するものである。第一の開口部は、前記ハウジングとの固定部境界に設けられるものであってもよいし（図１（ａ）参照）、その固定部境界よりも上方に設けられるものであってもよいし（図１（ｂ）参照）、複数の第一の開口部の設けられる位置が上下にずれているものであってもよい（図１（ｃ）参照）。一般には、廃トナーを効率よく排出するためには、第一の開口部はハウジングとの固定部境界に設けることが好ましい。
【００１６】
これら図１に示した第一の開口部はいずれも長方形であり、図の上下方向で示されるプロセス方向の長さ（以下、単に「高さ」という）がｂ、図の左右方向で示されるプロセス方向に直交する長さ（以下、単に「長さ」という）がａ、隣接する二つの第一の開口部の長さがｔとしてそれぞれ表されている。
【００１７】
また図１ではいずれの場合も隣接している第一の開口部の長さａは等しいものとしているが、これが互いに異なる場合、例えば、一方の第一の開口部の長さがａ１、他方の第一の開口部の長さがａ２の場合（ａ１＜ａ２）、上述の「ｔ≦ａ」という条件は、ｔ≦Ｍａｘ（ａ１、ａ２）＝ａ２となる。
【００１８】
さらに、隣接する二つの第一の開口部間の面積Ｓ１は、図１の（ａ）〜（ｃ）のいずれ場合も、Ｓ１＝ｂ×ｔとして表すことができる。
【００１９】
図２は、第一の開口部の形状及び第一の開口部間の面積について説明するものである。図１に示した第一の開口部の形状はいずれも長方形であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状、例えば、楕円形のものでもよい（図２（ａ）参照）。また、複数の第一の開口部の形状が互いに相違するものでもよい（図２（ｂ）参照）。さらに、同じ長方形であっても、その長さ又は高さが相異なるものであってもよい（図２（ｃ）参照）。また、（図示はしないが）複数の第一の開口部のがそれぞれ異なる形状となるものでもよい。
【００２０】
ここで、第一の開口部の形状が長方形以外であっても、その長さは図２（ａ）、（ｂ）に示すように第一の開口部の長さ方向の最大な長さをいう。一方、隣接する二つの第一の開口部間の面積Ｓ１は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように規定される。すなわち、隣接する第一の開口部の高さが等しくｂである場合には（図２（ａ）（ｂ）参照）、その隣接する第一の開口部間の間隔をｔとして、Ｓ１＝ｂ×ｔする。一方、隣接する第一の開口部の高さが異なる場合には（図２（ｃ）参照）、より高いほうの高さをｂ２として、Ｓ１＝ｂ２×ｔとする。
【００２１】
図３は、第二の開口部の位置について説明するものである。第二の開口部は、その上部が第一の開口部の上部よりも上方に位置するように構成するものでもよいし（図３（ａ）参照）、その上部及び下部が第一の開口部の上部及び下部よりもそれぞれ上方、下方に位置するように構成するものでもよいし（図３（ｂ）参照）、その下部が第一の開口部の下部よりも下方に位置するように構成するものでもよい（図３（ｃ）参照）。
【００２２】
また、図３（ａ）〜（ｃ）に示す第二の開口部は、いずれのその長さがｃ、高さがｄの長方形であるため、第二の開口部間の面積Ｓ２は、Ｓ２＝ｃ×ｄとして表すことができる。
【００２３】
図４は、第二の開口部の形状について説明するものである。図３に示した第二の開口部の形状はいずれも長方形であるが（第一の開口部も同様に長方形）、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状、例えば、長方形の各角が円弧状のものでもよい（図４（ａ）参照）。また、台形のものでもよい（図４（ｂ）参照）。さらに、（図示はしないが）第二の開口部が複数設けられる場合に、各第二の開口部の形状が相異なるものであってもよい。
【００２４】
なお、第一の開口部の形状が長方形以外であってもその面積Ｓ２は、それぞれの形状に応じて求めることができる。例えば、図４（ｂ）に示すように、第二の開口部の形状が上辺の長さｃ１、下辺の長さｃ２、高さｄの台形である場合には、その面積Ｓ２は、Ｓ２＝（ｃ１＋ｃ２）×ｄ÷２として表すことができる。
【００２５】
また他の本発明として、電子写真方式画像形成装置の画像担持体上に残留したトナーを除去するクリーナ装置であり、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体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と、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールと、前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材とを有するクリーナ装置において、前記トナー塞き止め部材は、その下端が前記ハウジングに固定され、その上端が前記クリーナブレードの先端との重なり部分を有し、塞き止められた廃トナーが前記重なり部分を通過して前記ハウジング内に移動するのを許容する程度の可撓性を有する板状樹脂シートであり、前記重なり部分におけるその板状樹脂シートと前記クリーナブレードとの接触部分が線状のものである（請求項１）。
【００２６】
クリーナ装置をこのように構成することにより、従来のクリーナ装置のように板状樹脂シートとクリーナブレードとの接触部分が面状となる場合に比べて（図１３参照）、板状樹脂シートとクリーナブレードとが吸着しにくくなり、板状樹脂シートの上端側からハウジング側に廃トナーが適切に排出され、クリーナブレードの先端に存在する廃トナーの量を適切な範囲内に保つことができ、クリーニング不良が生じず、しかもクリーナブレード先端の微小振動（びびり）を防止することができる。
【００２７】
図５は、重なり部分における板状樹脂シートとクリーナブレードとの接触部分が線状となる場合の態様を説明するものである。図５（ａ）は、板状樹脂シートの上端がクリーナブレードと線状に接触する態様を示すものである（請求項２）。この図に示すように板状樹脂シートの一部に折れ曲がり部分を有するものであってもよいし、板状樹脂シートが全体的に折れ曲がり、その先端がクリーナブレードと線状に接触するものであってもよい。
【００２８】
図５（ｂ）は、板状樹脂シートの一部が折れ曲がり部分を有し、その折れ曲がり部分においてクリーナブレードと線状に接触する態様を示している。廃トナーをハウジング内に効率よく回収する観点からは図５（ａ）に示す態様が好ましい。なお、このようにその折れ曲がり部分においてクリーナブレードと線状に接触する態様では、板状樹脂シートの折れ曲がり部分から上端までを、図５（ｂ）に示すように下り勾配として構成すれば、板状樹脂シートとクリーナブレードとの接触部分から排出される廃トナーが重力の作用により直ちにハウジング内に収容される。
【００２９】
図６は、板状樹脂シートの上端とクリーナブレードとの線状接触態様を説明するものである。これらに示すように、板状樹脂シートの上端とクリーナブレードとの角度をαとして、そのαが鋭角に接触するもの（図６（ａ）参照）、略直角に接触するもの（図６（ｂ）参照）、鈍角に接触するもの（図６（ｃ）参照）のいずれでもよいが、αが鈍角となる態様では（図６（ｃ）参照）、板状樹脂シートの折れ曲がり部分に廃トナーが滞留してしまうおそれがあるため、αは鋭角又は略直角であることが好ましい。また、あまりにもαが小さすぎると廃トナーを塞き止める効果が弱くなるため、より好ましい範囲のαは、４５°＜α＜９０°である。
【００３０】
なお、これらのクリーナ装置において、前記板状部材が、前記塞き止められた廃トナーの一部を前記ハウジング内に流入させるため、その下端および前記ハウジング底部の間に間隙を有して配設されものであってもよい。また、前記クリーナブレードの、クリーニング方向と直交する方向両端に廃トナーの漏れを防止するための側方シールを具備し、前記板状部材および前記側方シールの間に間隙を設けるものであってもよい。さらに、クリーニングの対象となる画像形成装置の画像担持体が、画像形成のためにその表面が接触帯電方式により帯電される感光体であってもよい。また、前記クリーナブレードが、前記画像担持体の表面に対して、ドクター方向に当接されているものであってもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
◎実施例
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２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要部構成図である。同図において、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で矢印７の方向に回転できるように設けられている。感光体１の周囲には、帯電装置つまり帯電ロール（ＢＣＲ）８、露光装置（ＲＯＳ）９、現像アセンブリ１０、第１次転写器つまり第１次ＢＴＲ２、クリーナ装置１１が配置されている。前記現像アセンブリ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（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（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。
【００３２】
感光体１上に現像された各色のトナー像は、第１次ＢＴＲ２によって中間転写ベルト（以下、単に「ベルト」という）３に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。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次転写器つまり第２次ＢＴＲ４のバックアップロールとして機能する。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、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。
【００３３】
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、つまり第２次ＢＴＲ４とベルト３との当接部に給送される。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。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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、現像ロールへ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。
【００３６】
上記構成による画像形成装置では、次のようにして画像が形成される。まず、ＢＣＲ８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。
【００３７】
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、前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ＢＴＲ２でベルト３に転写され、さらに第２次ＢＴＲ４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１１で除去されて回収される。
【００３８】
次に、前記クリーナ装置１１を詳細に説明する。図８は、クリーナ装置１１の斜視図であり、図９は同正面図である。両図面において、クリーナ装置１１の本体は、感光体１と対向する側が開放されたハウジング２７からなる。ハウジング２７の開口の上縁２８にはクリーナブレード２９が固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。該クリーナブレード２９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、一例として厚さ２ｍｍのウレタンゴムを使用することができる。
【００３９】
一方、開口の下縁３７には前記クリーナブレード２９で除去した廃トナーを受ける下側シール３０およびトナー塞き止めシート３１が固定されている。固定方法は接着またはネジ止め等適宜選択できる。下側シール３０およびトナーの塞き止めシート３１はいずれも樹脂材料からなる膜部材である。下側シール３０は感光体１に押圧された状態でクリーナブレード２９の下端との間に間隙が残る幅に設定される。塞き止めシート３１はクリーナブレード２９の下端と重なり合うように幅が設定されている。一例として、下側シール３０は厚さ２０μｍのポリウレタン樹脂で形成され、塞き止めシート３１は厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で形成される。
【００４０】
クリーナブレード２９の両側には側方シール３２，３３が配置されている。この側方シール３２，３３はハウジング２７の側板から張り出したプレート３４，３５に固定されていて、クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーが横方向から漏れるのを防止するために設けられている。この側方シール３２，３３には、羊毛の基材にフッ素樹脂のフェルトで表面層を形成したものが好適である。なお、前記塞き止めシート３１は該側方シール３２，３３との間にわずかな間隙Ｇ１を（１〜２ｍｍ）有するように長さが設定されている。
【００４１】
前記ハウジング２７内の下部にはクリーナブレード２９等の長さ方向、つまり該クリーナブレード２９が当接する感光体１の幅方向に伸びるオーガ（図示せず）が設けられている。このオーガにより、クリーナブレード２９で掻き落とされた廃トナーはハウジング２７の一側方に押しやられ、図示しない排出口から排出される。排出された廃トナーは別途設けた廃トナー回収装置に搬送される。
【００４２】
次に、下側シール３０および塞き止めシート３１の作用を説明する。図１０（ａ）は、クリーナ装置１１の要部拡大図である。同図において、クリーナブレード２９および下側シール３０の先端は感光体１の表面に押圧されて前記ハウジング２７側に変形し、その弾力によって感光体１との密着が維持されている。塞き止めシート３１は初期状態ではクリーナブレード２９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Ｔが塞き止められることにより、その押圧力Ｐｔで後方に変形して間隙Ｇ２が形成される。また、初期状態において塞き止めシート３１の上端がクリーナブレード２９に線状に接触しているため、塞き止めシート３１がクリーナブレード２９に吸着してしまうことがなく、押圧力Ｐｔが加われば塞き止めシート３１は後方に変形して適切な間隙Ｇ２が形成される。
【００４３】
塞き止めシート３１で塞き止められた廃トナーＴは、その滞積量が増すと、前記間隙Ｇ２を通過し、塞き止めシート３１の上端を乗り越えてハウジング２７の内側に流入する。クリーナブレード２９の先端が、塞き止められた廃トナーＴで常時覆われた状態に維持されるように塞き止めシート３１とクリーナブレード２９との重なり部ＬＡＰの寸法を決定する必要があり、本実施形態では約１．５ｍｍとした。
【００４４】
なお、塞き止めシート３１の材質や厚みおよび重なり部ＬＡＰの寸法等は上述の例に限らず、要は、少なくともクリーナブレード２９の先端を覆うように廃トナーＴが適度に滞積し、かつその滞積量が増えたときに間隙Ｇ２が形成されて廃トナーＴが徐々にこの間隙Ｇ２を通じてハウジング２７内に移動できるように決定されていればよい。これらの数値等は実験的に決定することができるが、本発明者等は一例として上述の条件の下でクリーナブレード２９の微小な振動を除去でき、異常音も低減できることを確認した。
【００４５】
また、塞き止めシート３１を厚くして可撓性をなくするか低減することもできる。その場合は、廃トナーＴが滞積しているか否かにかかわらず、前記間隙Ｇ２があらかじめ確保されるように形状や下縁３７への取り付けの向き等を考慮することはもちろんである。
【００４６】
塞き止めシート３１は、ハウジング２７との接合部近傍に長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃを有している。廃トナーＴ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、この長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃを通じてこれら混入物を下方からハウジング２７内側に誘導する。こうすることによって、混入物が滞積してクリーナブレード２９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。
【００４７】
塞き止めシート３１を乗り越えたり、長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃから侵入してハウジング２７内に移動した廃トナーＴは搬送用オーガ４０により、図示しない排出口側に搬送される。なお、クリーナブレード２９は、図示のように、その下端部が感光体１の回転方向Ｒ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いる。また、感光体１との当接角度θは２２°である。
【００４８】
前記塞き止めシート３１の面積に対して長孔３６ａ〜ｄ及び短孔３８ａ〜ｃの面積が大きすぎると、廃トナーが滞積されないので適当にこれらの数、形状や寸法等を決定しなければならない。図１０（ｂ）は、塞き止めシート３１の正面図である。同図では、長孔及び短孔はいずれも長方形であり、長孔３６ａ〜ｄは４箇所に、短孔３８ａ〜ｃは各長孔間の３か所に設けてある。各長孔３６ａ〜ｄの寸法は２×６８ｍｍ、各長孔３６相互の間隔は１０ｍｍ、各短孔３８ａ〜ｃの寸法は４×４ｍｍである。
【００４９】
なお、各長孔３６及び短孔３８の合計開口面積が大きくなりすぎると廃トナーＴがハウジング２７側に移動する量が多くなり、クリーナブレード２９の先端を覆うまでには至らない。したがって、そのような不具合がなくならないように長孔３６及び短孔３８の寸法や個数を決定することが必要である。
【００５０】
なお、塞き止めシート３１と前記側方シール３２，３３との間隙Ｇ１が小さい場合には、塞き止められた廃トナーＴの圧力によって該側方シール３２，３３が押圧されてシール性が損なわれるので、適度な寸法にすることが好ましい。既述のＧ１の寸法（１〜２ｍｍ）はこの観点から決定している。
【００５１】
感光体１表面の残留トナーを効果的に除去するため、クリーナブレード２９は感光体１の回転方向７に逆らう方向に向き合う、いわゆるドクターブレードまたはドクターナイフ方式で構成してある。この構成では、感光体１の表面の荒れによる摺動性の劣化傾向は顕著であるため、特に、本実施形態に示した潤滑作用による効果は大きい。
【００５２】
◎実験結果
本出願人らは本発明を完成するために様々な実験を行ったが、その一部の実験とその結果とを紹介する。
【００５３】
図１１は、この実験で使用するサンプルを説明するものである。ここでは塞き止め部材に設けられる第一の開口部の長さａと隣接する二つの第一の開口部間の長さｔとの関係がｔ≦ａであるようなサンプルを４種類用意した。なお、第一の開口部間の面積Ｓ１は、Ｓ１＝ｂ×ｔ＝２×１０＝２０ｍｍ2 である。
【００５４】
図１１（ａ）は、従来の塞き止め部材（図１４参照）であり、第一の開口部間に第二の開口部は設けられていない（Ｓ２a＝０、以下Ａタイプという）。図１１（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ第一の開口部間に第二の開口部が設けられているが、それぞれ第二の開口部の面積Ｓ２が異なる。図１１（ｂ）では、第二の開口部の面積Ｓ２b＝２×４＝８ｍｍ2 ＜Ｓ１である（以下、Ｂタイプという）。図１１（ｃ）では、第二の開口部の面積Ｓ２c＝４×５＝２０ｍｍ2 ＝Ｓ１である（以下、Ｃタイプという）。図１１（ｄ）では、第二の開口部の面積Ｓ２d＝５×５＝２５ｍｍ2 ＞Ｓ１である（以下、Ｄタイプという）。
【００５５】
このような４種類のサンプルをそれぞれ塞き止め部材として実施例に示す画像形成装置（クリーナ装置）に用い、クリーニング不良の有無をＧ１：クリーニング不良は発生しない、Ｇ２：クリーニング不良が僅かに発生するが問題ないレベルである、Ｇ３：クリーニング不良が発生し好ましくない、の３段階に分けて評価を行った。
【００５６】
【表１】
表１は、長期間保管後（長期間休止後）の使用開始後におけるクリーニング不良の発生率をそれぞれのタイプ別にまとめたものである。また、図１２はこの表１をグラフに表したものである。このように、ＡタイプからＤタイプにかけて徐々に評価は高まることが分かる。また、第二の開口部の面積がＳ２c以上であれば、十分に満足できる評価となることが分かる。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、常に安定した量の塞き止められた廃トナーが、感光体表面に当接するクリーナブレード先端が滑らかに摺動するための潤滑剤として作用する。したがって、前記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を防止できる。その結果、感光体表面を良好にクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第一の開口部の位置及び第一の開口部間の面積の態様を説明するものである。
【図２】図２は、第一の開口部の形状及び第一の開口部間の面積の態様を説明するものである。
【図３】図３は、第ニの開口部の位置の態様を説明するものである。
【図４】図４は、第二の開口部の形状を説明するものである。
【図５】図５は、線状接触の態様を説明するものである。
【図６】図６は、トナー塞き止め部材の上端がクリーナブレードに接触する角度の態様を説明するものである。
【図７】図７は、実施例に係る画像形成装置の全体を説明するものである。
【図８】図８は、実施例に係るクリーナ装置の斜視図である。
【図９】図９は、実施例に係るクリーナ装置の正面図である。
【図１０】図１０は、実施例に係るクリーナ装置を詳細に説明するものである。
【図１１】図１１は、実験時に使用したトナー塞き止め部材のサンプルを説明するものである。
【図１２】図１２は、実験結果を表すグラフである。
【図１３】図１３は、従来のクリーナ装置を説明するものである。
【図１４】図１４は、従来のクリーナ装置を説明するものである。
【符号の説明】
１１…クリーナ装置、２７…ハウジング、２８…上縁、２９…クリーナブレード、３０…下側シール、３１…トナー塞き止めシート、３６…第一の開口部、３７…下縁、３８…第二の開口部
Claims (2)
- 電子写真方式画像形成装置の画像担持体上に残留したトナーを除去するクリーナ装置であり、先端を下方に向けて前記感光体表面に当接されたクリーナブレードと、前記クリーナブレードで前記感光体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と、前記廃トナーを受けて前記ハウジングに案内する下側シールと、前記クリーナブレードおよび前記下側シールよりも前記ハウジング側に配置され、前記廃トナーを前記クリーナブレード先端に一時的に塞き止めるためのトナー塞き止め部材とを有するクリーナ装置において、
前記トナー塞き止め部材は、その下端が前記ハウジングに固定され、その上端が前記クリーナブレードの先端との重なり部分を有し、塞き止められた廃トナーが前記重なり部分を通過して前記ハウジング内に移動するのを許容する程度の可撓性を有する板状樹脂シートであり、前記重なり部分におけるその板状樹脂シートと前記クリーナブレードとの接触部分が線状であることを特徴とするクリーナ装置。 - 前記板状樹脂シートの上端が前記クリーナブレードと接触する請求項１に記載のクリーナ装置。
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