JP3937762B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に磁性トナー及び非磁性トナーを現像剤として用い、更に像担持体上の残留トナーを除去するマグネットローラを有するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置としては、像担持体としての感光ドラム表面に静電的に形成されたトナー像を、紙などの記録材に静電的に転写する画像形成装置が一般的である。
【０００３】
このような画像形成装置においては、転写時に記録材側に転写されず、そのまま感光ドラム上に残留した残留トナーを、次の作像をするためにその都度十分にクリーニングすることが必要であり、そのためのクリーナとして、ウレタンゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードを、感光ドラム表面に圧接し、残留トナーを除去するようなものがすでに広く実用化されている。
【０００４】
ところが、感光ドラムの長寿命化という観点からａ−Ｓｉ感光ドラムを用いた画像形成装置においては、残留トナーばかりではなく、析出される有機物質や装置内の高圧部材（帯電器など）の存在に起因するコロナ生成物など、感光ドラムに付着して画質の劣化原因となりうる各種の異物をも除去する必要があるが、このような異物はクリーニングブレードのみによっては完全に除去し切れなかった。
【０００５】
このため、特にａ−Ｓｉ感光体と１成分系磁性トナーを用いる画像形成装置の場合、図８、図９に示すように、感光ドラム１００表面に残留している転写残トナーなどの異物を掻き取るクリーニングブレード１０３とともに、除去補助手段としてクリーニングブレードの近傍にマグネットローラ１０１を配設する場合がある。即ち、トナーの磁性を利用し、一旦回収したトナーでマグネットローラ１０１上に形成された一定厚のトナー層である磁気ブラシ１０２によって、上記したような各種の異物を摺擦除去する方法を用いている。この磁気ブラシ１０２は、トナーコート量規制部材１０５により均一に形成されている。
【０００６】
また、感光ドラム１００上からクリーニングブレード１０３によりトナーを掻き取る際に、掻き取られたトナーの横走り現象（クリーニングブレード１０３のエッジに沿ってクリーニングブレード１０３の端部に押し出される現象）により、掻き取られたトナーがクリーニングブレード１０３の両端から漏れてマグネットローラ１０１の両端部に付着する。このため、従来ではマグネットローラ１０１端部に付着したトナーを、マグネットローラ１０１の端部側に設けた端部スクレーパ１０４によって掻き落す構成としている。
【０００７】
そして、別部材からなるトナーコート量規制部材１０５と端部スクレーパ１０４との間にできる隙間から、トナーコート量規制部材１０５及び端部スクレーパ１０４で掻き取ったトナーを、搬送スクリュー１０６によって外部に搬送する構成をとっている。
【０００８】
このような構成では、異物の除去作用以外にも、この磁気ブラシ１０２がトナーを少量ずつクリーニングブレード１０３のエッジに供給することにより、感光ドラム１００表面にトナーがまったく存在しないような場合に発生しやすい、いわゆる「ブレードめくれ」を防止することができる。更に、感光ドラム１００表面に静電的に付着してくるトナーに機械的な力を加えることにより、トナーの感光ドラム１００への付着力を減らし、クリーニングブレード１０３によって除去しやすくするなど、種々の利点があり、白黒画像を得るために１成分系磁性トナーのみを使用する画像形成装置においては一定の効果を挙げている。
【０００９】
これに対し、２色以上の多色画像形成装置におけるカラートナーは、プリント画像の色彩を鮮明にするために、透明な樹脂に染料、顔料を混入して構成してあるのが一般的であり、非磁性トナーである場合が多い。また、黒トナーを含めてすべて非磁性トナーを使用する構成である場合には、上記したクリーニングブレード構成で感光ドラム表面の残留トナーを除去する場合が多く見られる。
【００１０】
しかしながら、１成分磁性トナーはトナー濃度の制御が必要なく、現像器が２成分に比べ簡易構成で済むことから、黒トナーとして用いられている例も見受けられ、このような構成の場合、上記したマグネットローラ１０１を有するクリーニング装置１０７を適用すると、カラートナーはマグネットローラ１０１に吸着されず、クリーニング機能に問題が生ずることを避けることができない。
【００１１】
また、クリーニング作用を非磁性トナーに合わせるべく、マグネットローラ１０１を排除してクリーニングブレード１０３のみに依存するように構成することは、上述したようなマグネットローラ１０１の有する利点からいって、また、黒色画像を得ることが頻度としては最も大きいことが十分考えられることからいって得策でない。即ち、マグネットローラ１０１が磁性トナーのクリーニングにおいて発揮する効果を損なわず、非磁性トナーのクリーニングを行うことが望まれる。
【００１２】
そこで、マグネットローラ１０１を備えたクリーニング装置１０７において、非磁性トナーの回収を行うと、始めはマグネットローラ１０１上の磁性トナーに非磁性トナーが静電的吸着力、或いはファンデルワールス力のような作用によって付着して感光ドラム１００上から除去されるが、ある程度の非磁性トナーが供給されるとそれ以上は捕捉されることなく遊離して、外部に溢れ飛散したり、マグネットローラ１０１間の間隙部分に詰まってクリーニング機能を損じたり、クリーニングブレード１０３で擦りつけられて感光ドラム１００上に融着するなどの状態が発生してしまう。
【００１３】
つまり、マグネットローラ１０１表面に形成されている磁気ブラシ１０２は、ある一定量以下の非磁性トナーに対しては捕捉機能があるが、非磁性トナーをその後も供給していくと急激に、この捕捉機能が減退してゆく。
【００１４】
このため、従来では、カラー画像の形成頻度に応じてある間隔で磁性トナーをクリーング装置１０７に供給し、非磁性トナーの割合を減らすことで、クリーニング機能の低下を防ぐという対策が採られてきた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した対策を施したとしても、図８に示したマグネットローラ１０１の両端部における非磁性トナーの拘束力は弱いので、トナーコート量規制部材１０５と端部スクレーパ１０４との間のにできる隙間から、この非磁性トナーがすり抜けを起こし、外部に漏れてしまうという問題があった。
【００１６】
そこで本発明は、マグネットローラを備えたクリーニング装置を有する画像形成装置であって、磁性トナーとともに非磁性トナーに対しても、長期にわたって安定したクリーニング機能を保つことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転可能な像担持体と、磁性トナーを用いて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、非磁性トナーを用いて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、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記トナー像が転写材に転写した後に前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備え、前記クリーニング手段は、磁気拘束力により表面に磁性トナーを担持し、前記像担持体の長手方向に亘ってトナーと前記像担持体とが接触しているマグネットローラと、前記マグネットローラの長手方向に沿って配置され、前記マグネットローラ上に形成される磁性トナーコートの量を規制するブレード状のトナーコート量規制部材と、回収したトナーを搬送する搬送部と、を有し、前記マグネットローラは、前記像担持体の回転する方向と同じ方向に回転して、前記マグネットローラ上の前記磁性トナーコートによって前記残留トナーを摺擦して除去する画像形成装置において、前記トナーコート量規制部材は、中央部の規制量よりも両端部の規制量が多くなるように両端部がマグネットローラに向かって突出しており、前記トナーコート量規制部材の両端部が前記マグネットローラの長手方向両端領域に対してほとんど隙間なく略接するように形成することで、トナーコート量規制部材によりその中央領域に比べて前記磁性トナーコートの量が薄い、もしくは略ゼロとし、前記トナーコート量規制部材は、トナー量を規制する部分から前記搬送部まで延伸して、前記搬送部に向かって傾斜していると共に、マグネットローラの回転方向に対して前記トナーコート量規制部材が前記トナー量を規制する部分よりも下流側の空間を塞いでいることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２２】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、電子写真方式でフルカラーのデジタル複写機である。
【００２３】
本画像形成装置は、上部にデジタルフルカラー画像リーダ部（以下、リーダ部という）Ａ、下部にデジタルフルカラー画像プリンタ部（以下、プリンタ部という）Ｂを備えている。
【００２４】
リーダ部Ａにおいては、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３０からの反射光像をレンズ３３によりフルカラーＣＣＤセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。このカラー色分解画像信号は、増幅回路（不図示）を経てビデオ処理ユニット（不図示）にて処理を施され、プリンタ部Ｂに送出される。
【００２５】
プリンタ部Ｂにおいては、像担持体としての感光ドラム１は矢印方向（時計方向）に回転自在に支持されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、コロナ帯電器（１次帯電器）２、レーザ露光光学系（露光装置）３、４個の各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の現像器４ｙ、４ｃ、４ｍ、４Ｂｋ、転写装置５、クリーニング装置６などが配設されている。
【００２６】
レーザ露光光学系３は、リーダ部Ａからの画像信号が入力され、この画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号に変換した後、光信号に変換されたレーザ光を高速回転するポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを介して感光ドラム１表面を画像露光する。
【００２７】
そして、プリンタ部Ｂは、画像形成時には感光ドラム１を矢印方向（時計方向）に回転させ、感光ドラム１表面を前露光ランプ（不図示）で除電した後、コロナ帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電する。そして、レーザ露光光学系３から各分解色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）毎に原稿３０の画像情報に応じた画像露光Ｅを行い、感光ドラム１表面に静電潜像を形成する。
【００２８】
そして、各分解色毎に順次各現像器４ｙ、４ｃ、４ｍ、４Ｂｋを動作させて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂と顔料を基体とした各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナーの画像を形成する。本実施の形態における現像器４ｙ、４ｃ、４ｍは非磁性トナーを用い、現像器４Ｂｋは磁性トナーを用いている。各現像器４ｙ、４ｃ、４ｍ、４Ｂｋは、偏心カム２４ｙ、２４ｃ、２４ｍ、２４Ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近するようになっている。
【００２９】
そして、上記の画像形成のタイミングに合わせて記録材カセット４８ａ又は４８ｂから用紙などの記録材Ｐを給紙ローラ４６ａ、４７ａ、４７ｂ又は４６ｂ、４７ｃ、４７ｄによって給紙し、搬送ローラ４４、４２、４０、５４、５５により記録材搬送パス２７を通して、転写装置５と感光ドラム１との対向位置（画像転写位置）に搬送された記録材Ｐに、感光ドラム１上のトナー画像を転写する。
【００３０】
転写装置５は、転写ドラム５ａ、転写帯電器５ｂ、記録材Ｐを静電吸着させるための吸着帯電器５ｃ、これに対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支持された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。記録材担持シート５ｆとして、本実施の形態ではポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。
【００３１】
ドラム状の転写ドラム５ａを回転させることによって、感光ドラム１上のトナー像は、転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持（静電吸着）された記録材Ｐ上に転写される。このようにして、記録材担持シート５ｆに静電吸着し搬送された記録材Ｐには、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー画像が順次重畳転写され、フルカラー画像を形成する。
【００３２】
このようにして４色のトナー画像の転写を終了すると、記録材Ｐを転写ドラム５ａから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５ｈの作用によって分離する。分離された記録材Ｐは定着器９に搬送され、定着器９の定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂ間の定着ニップで加熱、加圧されて表面にフルカラー画像が定着される。フルカラー画像が定着された記録材Ｐは、搬送パス切替えガイド１９を介して排紙トレイ２６に排出される。
【００３３】
一方、上記のトナー画像転写後に感光ドラム１表面に残留している転写残トナーなどは、クリーニング装置６によって除去され、次の画像形成に供される（本実施の形態におけるクリーニング装置６の構成及び動作については後述する）。
【００３４】
また、記録材Ｐの両面に画像を形成する場合には、記録材Ｐが定着器９を通過後、すぐに搬送パス切換ガイド１９を駆動し、上記のように一方の面に画像が定着された記録材Ｐを、搬送縦パス２０を介して反転パス２１ａに一旦導いた後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させて表裏反転された状態で両面搬送パス２１ｃに搬送される。そして、再給紙ローラ５６より、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成した後、排紙トレイ２６に排出される。
【００３５】
また、転写ドラム５ａの記録材担持シート５ｆ表面は、トナーなどの粉体の飛散及び付着、記録材Ｐ上のオイルの付着などにより汚染されるが、ファーブラシ５ｍと、これに記録材担持シート５ｆを介して対向するバックファーブラシ５ｊとの作用、また、オイル除去ローラ５ｎと、これに記録材担持シート５ｆを介して対向するバックアップブラシ５ｋの作用により清掃される。このような清掃は、画像形成前もしくはジャム（紙つまり）発生時に随時行う。
【００３６】
また、本実施の形態では、転写ドラム５ａの外側に偏心カム５ｐとカムフォロワ５ｉを有しており、偏心カム５ｐを回転動作させ、転写ドラム５ａと一体化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、転写ドラム５ａ表面の記録材担持シート５ｆと感光ドラム１とのギャップを任意に設定可能な構成としており、画像形成時以外においては、転写ドラム５ａを感光ドラム１から離している。
【００３７】
次に、本実施の形態におけるクリーニング装置６について説明する。
【００３８】
図２は、本実施の形態におけるクリーニング装置６の上面図、図３は、本実施の形態におけるクリーニング装置６の側断面図である。
【００３９】
クリーニング装置６は、感光ドラム１の回転方向に対してコロナ帯電器（１次帯電器）２の上流側に設けられており、感光ドラム１に先端のエッジを当接して感光ドラム１表面に残留している転写残トナーなどの異物を掻き取るクリーニングブレード１２と、感光ドラム１の回転方向に対してクリーニングブレード１２の上流側に感光ドラム１に近接して配置したマグネットローラ１０とを備えている。マグネットローラ１０の周面には、その長手方向に沿って非磁性材で形成されたブレード状のトナーコート量規制部材１３が近接して設けられている。
【００４０】
マグネットローラ１０は、感光ドラム１との対向位置で感光ドラム１と同方向に回転するように回転駆動される。そして、上記した画像形成動作において現像器４ｙ、４ｃ、４ｍの非磁性トナーによる現像、及び現像器４Ｂｋの磁性トナーによる現像後、転写されずに感光ドラム１表面に残留しているこれらの磁性トナーの一部はマグネットローラ１０の表面に、トナーコート量規制部材１３による層厚規制によって定まる、一定厚のトナー層である磁気ブラシ１１を形成する。
【００４１】
マグネットローラ１０表面に形成された磁気ブラシ１１の厚みが、感光ドラム１とマグネットローラ１０との間の最小間隔よりも適宜大きくなるように、トナーコート量規制部材１３が配置されている。マグネットローラ１０表面の長手方向両端側でのトナーコート量はその中央領域に比べて薄く、ほとんどゼロである。これにより、磁気ブラシ１１はマグネットローラ１０の回転に伴って、感光ドラム１に対向する位置に到達して、感光ドラム１表面の摺擦を確実に行うことができる。
【００４２】
また、磁気ブラシ１１を形成しないトナー（回収トナー）はクリーニング装置６の内部に落下して貯溜され、更に必要に応じて搬送スクリュー１４によって外部に排出される。
【００４３】
ところで、図８、図９に示した従来例のクリーニング装置のように、トナーコート量規制部材１０５と端部スクレーパ１０４を有する構成では、トナーコート量規制部材１０５と端部スクレーパ１０４との間の隙間から拘束力の弱い非磁性トナーがすり抜けを起こし、漏れ出ることがあったが、本実施の形態では、図２に示したように、マグネットローラ１０の両端側と対向するブレード状のトナーコート量規制部材１３の両端部１３ａ、１３ｂを突起状に形成し、図８、図９の従来例における端部スクレーパ１０４の機能を持たせる構成とした。トナーコート量規制部材１３の突起状の両端部１３ａ、１３ｂは、マグネットローラ１０の両端側の表面に略接している。
【００４４】
このような構成により、マグネットローラ１０の両端側とトナーコート量規制部材１３の両端部１３ａ、１３ｂとの間の隙間をほとんど無くすことができるので、この隙間から拘束力の弱い非磁性トナーがすり抜けて外部に漏れるのを最小限に抑制することができ、長期にわたって安定したクリーニング機能を保つことができる。
【００４５】
〈実施の形態２〉
実施の形態１では、ブレード状のトナーコート量規制部材の両端部を突起状に形成にして、マグネットローラの両端側とトナーコート量規制部材の両端部との間の隙間をほとんど無くすようにしたが、本実施の形態では、図４、図５に示すように、非磁性材で形成されたローラ状のトナーコート量規制部材１５の両端部１５ａ、１５ｂを中央部の径よりもやや大きい径に形成にして、マグネットローラ１０の両端側とトナーコート量規制部材１５の両端部１５ａ、１５ｂとの間の隙間をほとんど無くす構成にした。他の構成及び動作は実施の形態１と同様であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００４６】
このように本実施の形態においても、マグネットローラ１０の両端側とトナーコート量規制部材１５の両端部１５ａ、１５ｂとの間の隙間をほとんど無くすことができるので、この隙間から拘束力の弱い非磁性トナーがすり抜けて外部に漏れるのを最小限に抑制することができ、長期にわたって安定したクリーニング機能を保つことができる。
【００４７】
〈実施の形態３〉
実施の形態１では、ブレード状のトナーコート量規制部材の両端部を突起状に形成にして、マグネットローラの両端側とトナーコート量規制部材の両端部との間の隙間をほとんど無くすようにしたが、本実施の形態では、図６、図７に示すように、非磁性材で形成されたブロック状のトナーコート量規制部材１６の両端部１６ａ、１６ｂを突起片状に形成にして、マグネットローラ１０の両端側とトナーコート量規制部材１６の両端部１６ａ、１６ｂとの間の隙間をほとんど無くす構成にした。他の構成及び動作は実施の形態１と同様であり、本実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【００４８】
このように本実施の形態においても、マグネットローラ１０の両端側とトナーコート量規制部材１６の両端部１６ａ、１６ｂとの間の隙間をほとんど無くすことができるので、この隙間から拘束力の弱い非磁性トナーがすり抜けて外部に漏れるのを最小限に抑制することができ、長期にわたって安定したクリーニング機能を保つことができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マグネットローラの長手方向両端領域とトナーコート量規制部材の長手方向両端領域との間の隙間をほとんどなくすことができるので、この隙間から拘束力の弱い非磁性トナーがすり抜けて外部に漏れるのを最小限に抑制することができ、磁性トナーとともに非磁性トナーに対しても、長期にわたって安定したクリーニング機能を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置のクリーニング装置の上面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置のクリーニング装置の側断面図。
【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置のクリーニング装置の上面図。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置のクリーニング装置の側断面図。
【図６】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置のクリーニング装置の上面図。
【図７】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置のクリーニング装置の側断面図。
【図８】従来例における画像形成装置のクリーニング装置の上面図。
【図９】従来例における画像形成装置のクリーニング装置の側断面図。
【符号の説明】
１、１００ 感光ドラム（像担持体）
２ コロナ帯電器
３ レーザ露光光学系
４ｙ、４ｃ、４ｍ、４Ｂｋ 現像器（現像手段）
５ 転写装置（転写手段）
５ａ 転写ドラム
５ｆ 記録材担持シート
６、１０７ クリーニング装置（クリーニング手段）
９ 定着器
９ａ 定着ローラ
９ｂ 加圧ローラ
１０、１０１ マグネットローラ
１１、１０２ 磁気ブラシ（磁性トナーコート）
１２、１０３ クリーニングブレード
１３、１５、１６、１０５ トナーコート量規制部材
１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ 端部
１４、１０６ 搬送スクリュー
１０４ 端部スクレーパ
Ａ リーダ部
Ｂ プリンタ部

Claims (1)

1. 回転可能な像担持体と、磁性トナーを用いて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、非磁性トナーを用いて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、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記トナー像が転写材に転写した後に前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を備え、
   前記クリーニング手段は、磁気拘束力により表面に磁性トナーを担持し、前記像担持体の長手方向に亘ってトナーと前記像担持体とが接触しているマグネットローラと、前記マグネットローラの長手方向に沿って配置され、前記マグネットローラ上に形成される磁性トナーコートの量を規制するブレード状のトナーコート量規制部材と、回収したトナーを搬送する搬送部と、を有し、
   前記マグネットローラは、前記像担持体の回転する方向と同じ方向に回転して、前記マグネットローラ上の前記磁性トナーコートによって前記残留トナーを摺擦して除去する画像形成装置において、
   前記トナーコート量規制部材は、中央部の規制量よりも両端部の規制量が多くなるように両端部がマグネットローラに向かって突出しており、前記トナーコート量規制部材の両端部が前記マグネットローラの長手方向両端領域に対してほとんど隙間なく略接するように形成することで、トナーコート量規制部材によりその中央領域に比べて前記磁性トナーコートの量が薄い、もしくは略ゼロとし、
   前記トナーコート量規制部材は、トナー量を規制する部分から前記搬送部まで延伸して、前記搬送部に向かって傾斜していると共に、マグネットローラの回転方向に対して前記トナーコート量規制部材が前記トナー量を規制する部分よりも下流側の空間を塞いでいることを特徴とする画像形成装置。

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