JP3823618B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、そのトナー像を担持する像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレード（以下、単にブレードともいう）を用いたクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体（像担持体の一例）と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段と、感光体の表面に接触して、転写後に感光体の外周面に残存しているトナー（残留トナー）を掻き取って除去するクリーニングブレードを用いたクリーニング装置とを有している。
【０００３】
また、転写手段としては、感光体上のトナー像を用紙等の記録媒体に転写するために、感光体上に形成されたトナー像が転写（一次転写）されてこれを担持し、このトナー像をさらに記録媒体に転写（二次転写）する中間転写体（像担持体の一例）を備えたものが知られている。この中間転写体にも、トナー像転写後にその表面に残存しているトナー（残留トナー）を掻き取って除去するクリーニングブレードが設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、クリーニングブレードで掻き取られたトナーは霧状（パウダークラウド）になって飛散する。このため、従来の装置では、この霧状のトナーによって機内が汚染されてしまうという問題があった。クリーニングブレード等をクリーニング装置のケース内に設けた構成のものであっても、ケースと像担持体との間の隙間から霧状のトナーが漏れ出して、やはり機内が汚染されてしまうという問題があった。
本発明の目的は、以上のような問題を解決し、トナーによる機内の汚染を極力少なくすることのできる画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置は、トナー像を担持する回転体である像担持体と、この像担持体の表面に接触して、像担持体上のトナー像が転写された後に像担持体上に残留しているトナーを掻き取るクリーニングブレードと，前記像担持体とクリーニングブレードとの接触部よりも下方において像担持体に接触し、前記クリーニングブレードで掻き取られたトナーをすくうすくいシートと，このすくいシートが固定されるケースとを備え、クリーニングブレードの先端面の上縁が前記像担持体の表面に接触する画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードで掻き取られたトナーを、少なくともその上面が前記クリーニングブレードの前記先端面の下縁と接する位置まで堆積させる略「く」の字型に屈曲形成された板状の堆積用部材が設けられているとともに，この堆積用部材は、その下部が、前記すくいシートの下部に対して接着層で一体的に設けられており、これらすくいシートおよび堆積用部材が、前記像担持体の回転方向に関して前記接着層よりも短い接着層で前記ケースに固着されていることを特徴とする。
【０００６】
【作用効果】
請求項１記載の画像形成装置によれば、トナー像を担持する回転体である像担持体上のトナー像が転写された後に像担持体上に残留しているトナーが、像担持体の表面に接触するクリーニングブレードによって掻き取られて除去される。
クリーニングブレードは、その先端面の上縁が像担持体の表面に接触するので、残留トナーは、前記上縁によって掻き取られることとなる。
そして、この請求項１記載の画像形成装置によれば、前記クリーニングブレードで掻き取られたトナーを、少なくともその上面が前記クリーニングブレードの前記先端面の下縁と接する位置まで堆積させる堆積用部材が設けられているので、この堆積用部材でクリーニングブレードの先端面の下縁と接する位置まで堆積されたトナーのその上面と、クリーニングブレードの先端面と、像担持体の表面とで略閉鎖された、クリーニングブレード先端面の上縁に沿った微少空間が形成されることとなる。
このため、クリーニングブレードの先端面の上縁で掻き取られたトナーは、上記微少空間内においてのみ飛散し、基本的にはこの微少空間外へ流出することなく、この微少空間内において前記トナーの上面上にさらに堆積されることとなる。
なお、上記微少空間における両端部（ブレード先端面の上縁に沿う方向における両端部）は開口部となることもあり得るが、その場合でもこの開口は非常に小さな開口であるのでこの開口を通じて流出し得る霧状トナーの量は極めて少量となる。
したがって、この請求項１記載の画像形成装置によれば、トナーによる機内の汚染を極力少なくすることができる。
【０００７】
なお、従来のクリーニング装置として、図５（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、矢印Ａ方向へ回転する像担持体１とクリーニングブレード３との接触部Ｃの下方に、接触部Ｃと間隔を隔てて設けたスペースＳにトナーを堆積させ、この堆積したトナーによって、紙から析出した各種異物を除去しようとしたものが知られているが（特開平１−１６１２８８号公報）、この従来のクリーニング装置では、像担持体１とクリーニングブレード３との接触部Ｃの下方に接触部Ｃと間隔を隔てて設けたスペースＳにトナーが堆積され、上記請求項１記載の発明のようにトナーの上面がクリーニングブレードの先端面の下縁と接する位置までトナーを堆積させるわけではないので、請求項１記載の発明による上記作用効果は得られない。
【０００８】
請求項２記載の画像形成装置によれば、請求項１記載の画像形成装置において、前記像担持体とクリーニングブレードとの接触部よりも下方において像担持体に接触し、前記クリーニングブレードで掻き取られたトナーをすくうすくいシートを備えているので、ブレードで掻き取られたトナーがすくいシートですくわれることとなる。
そして、堆積用部材は前記すくいシートに対して一体的に設けられているので、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、すくいシートは像担持体に接触しているので、像担持体の回転に応じて微振動する。この微振動は、すくいシートに一体的に設けられている堆積用部材にも伝達され、堆積用部材も微振動することとなる。このため、堆積用部材の作用で堆積されたトナーは、堆積用部材の微振動および像担持体の微振動によってその上面が略平滑に均されることとなる。
したがって、この請求項２記載の画像形成装置によれば、上述した微少空間がより良好に形成され、結果として、トナーによる機内の汚染をより一層少なくすることができることとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略正断面図、図２はその要部の部分省略拡大図、図３は作用説明図である。
この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーによる現像器を用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【００１０】
図１において、１０は像担持体としての感光体であり、図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
感光体１０の周りには、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ１２、現像手段としての現像ローラ１３（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）、中間転写装置３０、およびクリーニング装置２０が配置されている。
【００１１】
帯電ローラ１２は、感光体１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体１０の外周面には、図示しない露光ユニットによって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、この露光Ｌによって感光体１０上に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像ローラ１３でトナーが付与されて現像される。
この実施の形態では、現像ローラとして、イエロー用の現像ローラ１３Ｙ、シアン用の現像ローラ１３Ｃ、マゼンタ用の現像ローラ１３Ｍ、およびブラック用の現像ローラ１３Ｋが設けられている。これら現像ローラ１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋは、選択的に感光体１０に当接し得るようになっており、当接したとき、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを感光体１０の表面に付与して感光体１０上の静電潜像を現像する。
現像されたトナー像は、後述する中間転写体としての中間転写ベルト３６上に転写（一次転写部Ｔｒ１参照）される。
【００１２】
クリーニング装置２０は、上記転写後に、感光体１０の外周面に残留し付着しているトナー（残留トナー）を掻き取る感光体用ブレード（クリーニングブレード）２１と、このブレード２１によって掻き取られ、落下するトナーをすくうすくいシート２２と、落下するトナーを堆積させる堆積部２３と、この堆積部２３から溢れ出したトナーを受ける受け部２４と、この受け部２４内のトナーを図示しない廃トナーボトルに搬送するスクリュー２５と、ケース２６とを備えている。
ブレード２１は、その上部がブレードホルダ２７に固定されている。ブレードホルダ２７は、その両端（紙面と直交する方向における両端）が軸２７ａ，２７ａ（一方のみ図示）によってケース２６の側部２６ａ，２６ａ（一方のみ図示）に対して揺動可能に取り付けられている。ケース２６とブレードホルダ２７との間には、ブレード付勢バネ（圧縮コイルバネ）２８が設けられており、このブレード付勢バネ２８の付勢力およびブレード２１自身の弾性力によって、図３に明示するように、ブレード２１の先端面２１ｃの上縁２１ａが感光体１０の表面に接触するようになっている。
【００１３】
図３に明示するように、この実施の形態の特徴は、ブレード２１で掻き取られたトナーＴを、少なくともその上面Ｔ１がブレード２１の先端面２１ｃの下縁２１ｂと接する位置まで堆積させる堆積用部材２３ｂが設けられている点にある。
すなわち、この実施の形態における堆積部２３は、感光体１０の表面１１と、前記すくいシート２２と、このすくいシート２２に対してスペーサ２３ａを介して取り付けられた板状の堆積用部材２３ｂとで形成されている。スペーサ２３ａおよび堆積用部材２３ｂは紙面と直交する方向に伸びており、堆積部２３はブレード２１先端面２１ｃの下方全長に亘って設けられている。
堆積用部材２３ｂの上端２３ｃとブレード２１との間には間隔２３ｄが形成されており、この間隔２３ｄを通じて、前記堆積部２３に堆積されたトナーＴのうち余分なトナーが矢印Ｔ２で示すように前記受け部２４へと溢れ出すようになっている。堆積用部材２３ｂの上端２３ｃの高さは、ブレード２１先端面２１ｃの下縁２１ｂと略同一高さまたは高くなるように構成されている。
【００１４】
図１、図２に示すように、すくいシート２２は、ケース２６に固定されており、スペーサ２３ａの底部はケース２６で支持されている。なお、スペーサ２３ａは、初期時にスペーサ２３ａ上に落下してくるトナーの飛散を抑制することができるように、多孔質材料（例えばスポンジ）で構成することが望ましい。
【００１５】
以上のようなクリーニング装置は、ケース２６によってユニットとして構成されており、画像形成装置本体の図示しないフレームに着脱可能に取り付けられている。
【００１６】
中間転写装置３０は、駆動ローラ３１と、４本の従動ローラ３２，３３，３４，３５と、これら各ローラに張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト３６と、二次転写ローラ３７と、クリーニング手段３８とを有している。
【００１７】
駆動ローラ３１は、その端部に固定された図示しない歯車が、感光体１０の駆動用歯車（図示せず）と噛み合うことによって、感光体１０と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３６が感光体１０と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動される。
従動ローラ３５は、一次転写ローラであり、中間転写ベルト３６を介して感光体１０に圧接されていて、この圧接部において感光体１０と中間転写ベルト３６との間に一次転写部Ｔｒ１を形成している。
駆動ローラ３１には、中間転写ベルト３６を介して図示しない電極ローラが配置され、その電極ローラを介して、中間転写ベルト３６に一次転写電圧が印加されるようになっている。
従動ローラ３２はテンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト３６をその張り方向に付勢している。
従動ローラ３３は、二次転写部Ｔｒ２を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ３３には、中間転写ベルト３６を介して二次転写ローラ３７が対向配置される。二次転写ローラ３７は、図示しない接離機構により中間転写ベルト３６に対して接離可能である。二次転写ローラ３７には、二次転写電圧が印加される。
従動ローラ３４は、クリーニング手段３８のためのバックアップローラである。
クリーニング手段３８は、中間転写ベルト３６と接触してその外周面に残留し付着しているトナー（二次転写残留トナー）を掻き取る中間転写体用ブレードで構成されている。この中間転写体用ブレードは図示しない接離機構によって中間転写ベルト３６に対して接離可能となっている。なお、中間転写体用ブレード３８によって掻き落とされたトナーは、図示しない受け部によって受けられ、図示しないスクリューで廃トナーボトルへと搬送される。
【００１８】
中間転写ベルト３６が循環駆動される過程で、一次転写部Ｔｒ１において、感光体１０上のトナー像が中間転写ベルト３６上に転写され、中間転写ベルト３６上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔｒ２において、二次転写ローラ３７との間に供給される転写対象である用紙等の記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、図示しない給紙装置から給送され、所定のタイミングで二次転写部Ｔｒ２に供給される。
【００１９】
以上のような画像形成装置全体の作動は次の通りである。
（ｉ）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が画像形成装置の制御部に入力されると、テンションローラ３２の作動で中間転写ベルト３６が張架状態となり、図示しない駆動手段によって感光体１０、現像ローラ１３、および中間転写ベルト３６が回転駆動される。
（ｉｉ）感光体１０の外周面が帯電ローラ１２によって一様に帯電される。
（ｉｉｉ）一様に帯電した感光体１０の外周面に、図示しない露光ユニットによって第１色目（例えばマゼンタ（Ｍ））の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、マゼンタ用の静電潜像が形成される。
（ｉｖ）感光体１０には、第１色目（例えばマゼンタ）用の現像ローラ１３Ｍのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目（例えばマゼンタ）のトナー像が感光体１０上に形成される。
（ｖ）中間転写ベルト３６には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像が、一次転写部Ｔｒ１すなわち、感光体１０と中間転写ベルト３６との圧接部Ｔｒ１において中間転写ベルト３６上に転写される。このとき、二次転写ローラ３７およびクリーニング手段３８は、中間転写ベルト３６から離間している。
（ｖｉ）感光体１０上に残留しているトナー（一次残留トナー）が感光体用ブレード２１によって除去された後、図示しない除電手段からの除電光によって感光体１０が除電される。
（ｖｉｉ）上記（ｉｉ）〜（ｖｉ）の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト３６上において重ね合わされて中間転写ベルト３６上に形成される。
（ｖｉｉｉ）所定のタイミングで記録媒体Ｐが供給され、記録媒体Ｐの先端が二次転写部Ｔｒ２に達する直前にあるいは達した後に（要するに記録媒体Ｐ上の所望の位置に、中間転写ベルト３６上のトナー像が転写されるタイミングで）二次転写ローラ３７が中間転写ベルト３６に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト３６上のトナー像（基本的にはフルカラー画像）が記録媒体Ｐ上に転写される。また、中間転写体用ブレード３８が中間転写ベルト３６に当接し、二次転写後に中間転写ベルト３６上に残留しているトナー（二次残留トナー）が除去される。
（ｉｘ）記録媒体Ｐが図示しない定着装置を通過することによって記録媒体Ｐ上にトナー像が定着し、その後、記録媒体Ｐが装置外に排出される。
（ｘ）上記（ｉ）〜（ｉｘ）の作動がなれた後、上記画像形成信号が所定時間入力されないかあるいは装置の電源が切られると、テンションローラの作動により中間転写ベルト３６の張架状態が解除される。
【００２０】
以上のような画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
トナー像を担持する回転体である像担持体１０上のトナー像が転写された後に像担持体１０上に残留しているトナーが、像担持体１０の表面に接触するクリーニングブレード２１によって掻き取られて除去される。ブレード２１は、その先端面２１ｃの上縁２１ａが像担持体１０の表面に接触するので、残留トナーは、前記上縁２１ａによって掻き取られることとなる。
そして、この実施の形態の画像形成装置によれば、クリーニングブレード２１で掻き取られたトナーＴを、少なくともその上面Ｔ１がクリーニングブレード２１の先端面２１ｃの下縁２１ｂと接する位置まで堆積させる堆積用部材２３ｂが設けられているので、図３に示すように、この堆積用部材２３ｂでクリーニングブレード２１の先端面２１ｃの下縁２１ｂと接する位置まで堆積されたトナーＴのその上面Ｔ１と、クリーニングブレード２１の先端面２１ｃと、像担持体１０の表面１１とで略閉鎖された、ブレード２１先端面２１ｃの上縁２１ａに沿った微少空間Ａが形成されることとなる。
このため、クリーニングブレード２１の先端面２１ｃの上縁２１ａで掻き取られたトナーは、上記微少空間Ａ内においてのみ飛散し、基本的にはこの微少空間Ａ外へ流出することなく、この微少空間Ａ内において、堆積されたトナーＴの上面Ｔ１上にさらに堆積されることとなる。
なお、この実施の形態においては、上記微少空間Ａにおける両端部（ブレード先端面の上縁２１ａに沿う方向（紙面と直交する方向）における両端部）Ａ１は、図示しないサイドシール（例えば像担持体１０の側面方向へのトナーの漏れを防止するための部材）で閉塞されているが、例えばこのようなサイドシールが設けられていない場合には、開口部となることもあり得る。しかしながら、その場合でもこの開口Ａ１は非常に小さな開口であるのでこの開口Ａ１を通じて流出し得る霧状トナーの量は極めて少量となる。
いずれにしても、このような画像形成装置によれば、トナーによる機内の汚染を極力少なくすることができる。
【００２１】
＜第２の実施の形態＞
図４は本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態の要部を示す部分省略拡大図である。同図において、上記第１の実施の形態と同一部分ないし相当する部分には同一の符号を付してある。
【００２２】
この実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、すくいシート２２に対して略「く」の字型に屈曲形成された板状の堆積用部材２３ｂが一体的に設けられている点にあり、その他の点に変わりはない。
この実施の形態における堆積用部材２３ｂは、その下部２３ｂ１が、すくいシート２２の下部２２ａに対して接着層（例えば接着剤）２９ａで一体的に設けられており、これらすくいシート２２および堆積用部材２３ｂが、前記接着層２９ａよりも短い（図４の上下方向（像担持体１０の回転方向）において短い）接着層２９ｂでケース２６の取付面２６ｂに固着されている。ケース２６に対する接着層２９ｂが、すくいシート２２と堆積用部材２３ｂとを固着している接着層２９ａよりも短く構成されていることで、すくいシート２２と堆積用部材２３ｂとの固着部のうちの一部Ｈ３部分は、ケース２６によってはバックアップされていない部分となる。このＨ３部分は、すくいシート２２が感光体１０と接触して感光体１０の回転に応じて微振動した際、その振動を堆積用部材２３ｂに伝達する振動伝達部を形成する。すなわち、すくいシート２２の微振動は、振動伝達部Ｈ３を通じて堆積用部材２３ｂにも伝達され、堆積用部材２３ｂも微振動することとなる。
したがって、この実施の形態によれば、上記第１の実施の形態による作用効果に加えてさらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、堆積用部材２３ｂがすくいシート２２とともに微振動することとなるため、堆積用部材２３ｂの作用で堆積されたトナーＴは、堆積用部材２３ｂの微振動および像担持体１０の微振動によってその上面Ｔ１が略平滑に均されることとなる。
したがって、上述した微少空間Ａがより良好に形成され、結果として、トナーによる機内の汚染をより一層少なくすることができることとなる。
なお、ブレード２１も像担持体１０と接触していることによって微振動し、また前述した第１の実施の形態における堆積用部材２３ｂもある程度は微振動するので、上記第１の実施の形態のものにおいても、堆積されたトナーＴの上面Ｔ１のある程度の平滑作用は得られる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
例えば、上記実施の形態では、像担持体が感光体である場合について説明したが、像担持体が中間転写体である場合にも本発明は適用可能である。また、上記実施の形態では像担持体（感光体）が円筒状である場合について説明したが、像担持体がベルト状である場合にも本発明は適用可能である。
なお、図１〜図３の各図において、部材の形状が多少異なっているが、いずれの形状も採用し得る。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１，２記載のいずれの画像形成装置によっても、トナーによる機内の汚染を極力少なくすることができる。
さらに、請求項２記載の画像形成装置によれば、トナーによる機内の汚染をより一層少なくすることができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略正断面図。
【図２】同じく要部の部分省略拡大図。
【図３】作用説明図。
【図４】本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態の要部を示す部分省略拡大図。
【図５】（ａ）（ｂ）は従来技術の説明図。
【符号の説明】
Ｔ トナー
Ｔ１ 上面
１０ 感光体（像担持体）
１１ 表面
２１ クリーニングブレード
２１ａ 上縁
２１ｂ 下縁
２１ｃ 先端面
２２ すくいシート
２３ｂ 堆積用部材

Claims (1)

1. トナー像を担持する回転体である像担持体と、この像担持体の表面に接触して、像担持体上のトナー像が転写された後に像担持体上に残留しているトナーを掻き取るクリーニングブレードと，前記像担持体とクリーニングブレードとの接触部よりも下方において像担持体に接触し、前記クリーニングブレードで掻き取られたトナーをすくうすくいシートと，このすくいシートが固定されるケースとを備え、クリーニングブレードの先端面の上縁が前記像担持体の表面に接触する画像形成装置であって、
   前記クリーニングブレードで掻き取られたトナーを、少なくともその上面が前記クリーニングブレードの前記先端面の下縁と接する位置まで堆積させる略「く」の字型に屈曲形成された板状の堆積用部材が設けられているとともに，この堆積用部材は、その下部が、前記すくいシートの下部に対して接着層で一体的に設けられており、これらすくいシートおよび堆積用部材が、前記像担持体の回転方向に関して前記接着層よりも短い接着層で前記ケースに固着されていることを特徴とする画像形成装置。

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