JP3967013B2 - クリーニング装置、プロセスユニットおよび電子写真装置 - Google Patents
クリーニング装置、プロセスユニットおよび電子写真装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は感光体から記録紙にトナーを転写した後の感光体表面の残留トナーをクリ−ニングするクリ−ニング装置、このクリ−ニング装置を備えたプロセスユニットおよびこのプロセスユニットを備えた電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、レーザプリンタなどに用いられる電子写真装置は、感光体の表面に静電潜像を形成した後トナーを付与してトナー画像とし、このトナー画像を記録紙に転写した後に転写された記録紙のトナー画像を定着するもので、この電子写真装置には感光体を備えて感光体の表面にトナー画像を形成するプロセスユニットが設けられている。また、近時ではこのプロセスユニットに、感光体から記録紙にトナーを転写した後の感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置が設けられている。
【０００３】
図７は、従来のクリーニング装置を設けたプロセスユニットの一形態を示している。図７において１は感光体ドラムで、自身の軸線を中心として矢印方向へ回転される。２は感光体ドラム１の表面にトナーを付与してトナー画像を形成する現像装置である。３はクリーニング装置で、これは感光体ドラム１の表面に接触して配置されたクリーニングブレード４と、このクリーニングブレード４に対して感光体ドラム１の回転方向上流側に配置され、転写後の感光体ドラム１の表面に接触するトナー受けシート５とを備えており、これらクリーニングブレード４とトナー受けシート５は、廃トナーボックスを形成する筐体６に取り付けられている。
すなわち、感光体ドラム１の回転によりクリーニングブレード４が感光体ドラム１の表面に残存するトナーを掻き落とし、掻き落とされたトナーをトナー受けシート５が外部へこぼれないように受け取り、筐体６の内部に回収するものである。
【０００４】
ところで、近年、環境保護の観点から再生紙や一度画像形成された使用済み用紙の裏を再度記録紙として利用することが行われ始めており、このような用紙の使用にクリーニング装置として対応する必要が出てきた。
このような再生紙や裏紙などは一般的に用紙の裁断面から、いわゆる紙粉が多量に発生する特徴を有している。そして、このような用紙を記録紙として使用して前述した従来形式のクリーニング装置により感光体ドラムのクリーニングを行った場合には、用紙から発生する紙粉が感光体ドラムに付着し、その後この紙粉がクリーニングブレードの先端と感光体ドラムの表面との間に挟まり込む現象が発生する。
この結果、クリーニングブレードの先端と感光体ドラムの表面との接触部分において、感光体ドラムの表面の転写残りトナーのクリーニング不良が発生して画像上に縦の筋として発生することがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決する方法として、特開昭５９−４９５７５号公報に開示された技術があり、この技術はクリーニングブレードに対して感光体ドラムの回転方向上流側にトナーガイド板を設け、さらにその上流側に繊維の集合体からなるクリーニングバンドを配置し、この繊維集合体の先端を感光体ドラムに当接させるものである。
しかしながら、本願発明の発明者らの実験によると、紙粉の除去に対しては効果があるものの、長期の使用にあっては、感光体ドラムの表面の転写残りトナーが徐々に繊維集合体に付着していき、最終的には電子写真装置の装置本体内部にトナーがこぼれてしまう現象が発生した。
【０００６】
また、従来の形式のクリ−ニング装置では、クリ−ニングブレードおよびトナー受けシートを取り付けるプロセスユニットの筐体が通常合成樹脂で形成されている。このため、環境の変化や装置本体の内部温度上昇などの影響により合成樹脂からなる筐体にそりや熱膨張が発生し、この筐体のそりや熱膨張により筐体に取り付けられているトナー受けシートの先端が感光体表面から離れてしまいクリ−ニングプレードにより掻き落とされたトナーが、感光体ドラムとトナー受けシートの間を通り電子写真装置本体内部へ落下することがある。この対策として筐体を形成する合成樹脂材料として、比較的熱に安定した耐熱グレード品を用いたり、ガラス繊維を混入させる必要があり、このような高価な材料を用いることにより筐体のコストが比較的高価なものとなっていた。
【０００７】
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、紙粉が多く発生するような用紙を使用した場合でも良好な画像を確保することができ、しかも、トナー受けシートと感光体ドラムとを常に接触状態に保つことが可能となって、外部環境の変化に対しても経済的に対処できるクリーニング装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また、本発明はこのクリーニング装置を備えて画像形成を行え経済性が高いプロセスユニットを提供することを課題とする。
【０００９】
さらに、本発明はこのプロセスユニットを備えた電子写真装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のクリーニング装置は、電子写真装置のプロセスユニットに設けられた感光体の表面に接触して配置され、前記感光体の表面に残留するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側で前記感光体の表面に接触するとともに、前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、多数の繊維を備えるとともに、前記クリーニングブレードと前記トナー受けシートとの間に配置された捕獲ブラシと、を具備し、
前記捕獲ブラシの繊維のうち感光体回転方向上流側の一部の繊維は、前記トナー受けシートが前記感光体の表面に接触した状態を維持するように前記トナー受けシートに押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側に位置する残りの他の繊維は、前記感光体の表面に直接接触することを特徴とする。
【００１１】
この発明の構成によれば、捕獲ブラシの繊維が感光体の表面に直接接触している領域では、その捕獲ブラシの繊維が感光体の表面に付着した紙粉を捕獲する。また、捕獲ブラシの繊維の一部は、トナー受けシートを感光体へ常時押圧接触させているため、トナー受けシートは感光体の表面から離れることなく感光体の表面に安定して接触した状態を維持する。
このため、クリーニングブレードによって感光体から掻き落とされたトナーが感光体とトナー受けシートとの間から落下するのを防止できる。
【００１２】
請求項２の発明のクリーニング装置は、電子写真装置のプロセスユニットに設けられた感光体の表面に接触して配置され、前記感光体の表面に存在するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側に配置され、前記感光体の表面に接触して前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、多数の導電性繊維を備え、これら導電性繊維が前記トナー受けシートを前記感光体の表面に接触するように押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側における前記感光体の表面に直接接触する捕獲ブラシと、前記捕獲ブラシの導電性繊維に電圧を印加するバイアス印加手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、捕獲ブラシを構成する繊維が感光体表面に直接接触している領域では、捕獲ブラシにバイアス電圧を印加しているため、捕獲ブラシによる物理的な作用に加えて、さらには静電的作用により一層効率的に紙粉を除去することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置おいて、前記バイアス印加手段により前記捕獲ブラシの導電性繊維に印加する電圧は、電子写真装置に設けられた転写装置に印加される電圧の逆極性の電圧であることを特徴とする。
【００１５】
通常電子写真装置において、コロナ式転写装置を用いた場合にコロナの影響により感光体に付着する紙粉が転写バイアスの電位極性と同電位に帯電されていることが多く、この発明の構成によれば、導電性の捕獲ブラシに印加するバイアス電圧を転写時の電圧の逆極性にすることにより、感光体表面に付着した紙粉を静電的に効率良く取り除くことができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載のクリーニング装置において、前記捕獲ブラシを構成する導電性繊維は比抵抗が１０4 ないし１０8 Ω・ｃｍであることを特徴とする。
【００１７】
この発明の構成によれば、捕獲ブラシにバイアス電圧を印加する場合に適した繊維材料を用いて捕獲ブラシを構成することができる。
【００１８】
請求項５の発明よれば、請求項２または３に記載のクリーニング装置において、前記捕獲ブラシを構成する導電性繊維の比抵抗が１０4 Ω・ｃｍ未満で、且つ前記導電性捕獲ブラシと前記バイアス印加手段との間に抵抗値が１ないし１０ＭΩである抵抗を介在していることを特徴とする。
【００１９】
この発明の構成によれば、捕獲ブラシを構成する導電性を有する繊維の比抵抗が小さい場合に適したバイアス電圧印加手段を提供できる。
【００２０】
請求項６の発明のプロセスユニットは、感光体を回転自在に支持する合成樹脂製の筐体と、前記筐体の内部に収容され、感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、と、を具備している。
前記クリーニング装置は、 (1) 前記感光体の表面に接触するように前記筐体に取り付けられ、前記感光体の表面に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、 (2) 前記筐体に取り付けられ、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側で前記感光体の表面に接触するとともに、前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、 (3) 前記クリーニングブレードと前記トナー受けシートとの間に位置するように前記筐体に取り付けられた多数の繊維を有する捕獲ブラシと、を備え、
前記捕獲ブラシの繊維のうち感光体回転方向上流側の一部の繊維は、前記トナー受けシートが前記感光体の表面に接触した状態を維持するように前記トナー受けシートに押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側に位置する残りの他の繊維は、前記感光体の表面に直接接触することを特徴とする。
さらに、請求項７の発明のプロセスユニットは、感光体を回転自在に支持する合成樹脂製の筐体と、前記筐体の内部に収容され、感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、と、を具備している。
前記クリーニング装置は、 (1) 前記感光体の表面に接触して配置され、この感光体の表面に存在するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、 (2) このクリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側に配置され、前記感光体の表面に接触して前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、 (3) 多数の導電性繊維を備え、これら導電性繊維が前記トナー受けシートを前記感光体の表面に接触するように押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側における前記感光体の表面に直接接触する捕獲ブラシと、 (4) この捕獲ブラシの導電性繊維に電圧を印加するバイアス印加手段と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明の電子写真装置は、請求項６又は請求項７に記載のプロセスユニットと、前記プロセスユニットの感光体の表面に対向して配置された転写装置と、前記感光体と前記転写装置との間に記録紙を繰出す記録紙供給装置と、前記転写装置に対して記録紙搬送方向下流側に配置され、前記転写装置で前記感光体から前記記録紙に転写されたトナー画像を前記記録紙に定着させる熱定着装置と、を具備することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図３を参照して説明する。
この実施の形態にかかわる電子写真装置について図１を参照して説明する。図１は電子写真装置を示す断面図であり、この電子写真装置は、プリンタ、ファクシミリ装置などに用いられる。
【００２３】
図１において、１１はプロセスユニット、１２は露光装置、１３は転写装置、１４は熱定着装置、１５は記録紙供給装置で、これら各装置１１ないし１５は、電子写真装置の装置本体Ａの内部に配設されている。プロセスユニット１１は、後述するように感光体ドラム３１にトナー画像を形成するものである。露光装置１２は、例えばレーザ方式が用いられている。転写装置１３は、プロセスユニット１１の感光体ドラム３１においてトナー画像が形成された後の表面に対向して配置され、コロナ帯電式のものが用いられている。熱定着装置１４は、転写装置１３に対して記録紙搬送方向下流側に配置され、加熱ローラ１６と加圧ローラ１７を有している。記録紙供給装置１５は、記録紙Ｐを積層収容するカセット１８、繰出しローラ１９、搬送ローラ２０および搬送路２１を有している。
【００２４】
すなわち、電子写真装置では、露光装置１２が画像信号に基づいてプロセスユニット１１の感光体ドラム３１に対して露光して静電画像を形成する。プロセスユニット１１では、後述するように感光体ドラム３１の表面に静電画像からトナー画像を形成する。
一方、記録紙供給装置１５では、繰出しローラ１９の回転によりカセット１８に積層収容した記録紙Ｐを順次繰出し、繰り出した記録紙Ｐを順次回転する搬送ローラ２０により搬送路２１に沿って搬出して感光体ドラム３１と転写装置１３との間を通過させる。
コロナ帯電方式の転写装置１３は、記録紙Ｐに対して感光体ドラム３１に形成されたトナー画像のトナー電荷とは逆極性の電荷を与えて、感光体ドラム３１のトナー画像を記録紙Ｐに転写する。さらに、記録紙Ｐは熱定着装置１４に搬送されて回転する加熱ローラ１６と加圧ローラ１７との間を通過して転写された画像を加熱加圧により定着する。
【００２５】
次にプロセスユニット１１について図２を参照して説明する。図２はプロセスユニット１１を拡大して示す断面図である。
図２において３１は感光体ドラム、３２は現像装置、３３は感光体ドラム３１に対して記録紙搬送方向下流側に配置された後述するクリーニング装置を含めた筐体である。
感光体ドラム３１は、筐体３３に回転自在に支持され、図示しない回転駆動機構により図示矢印方向へ回転される。現像装置３２は、トナーＴを溜める筐体４１、トナーＴを攪拌する攪拌機４２、供給ローラ４３、この供給ローラ４３から供給されたトナーＴを搬送して感光体ドラム３１に付与する現像ローラ４４および現像ローラ４４により搬送されるトナーＴを摩擦帯電させる現像ブレード４５を有している。
【００２６】
筐体３３は合成樹脂により形成されたもので、廃トナーボックス３３ａと、この廃トナーボックス３３ａに連通して感光体ドラム３１の上部を上側から囲むフレーム３３ｂとを有している。この筐体３３のフレーム３３ｂには、現像装置３２に対して感光体ドラム回転方向上流側に帯電部材の一例である帯電ブラシ３４が感光体ドラム３１の表面に接触して配置されている。帯電ブラシ３４は、感光体ドラム３１の長さに対応する長さを有するもので、感光体ドラム３１の軸方向に沿って配置されて取り付け部材３５によりフレーム３３ｂに取り付けられている。
【００２７】
また、筐体３３のフレーム３３ｂには、転写装置１３と帯電ブラシ３４との間においてクリーニング装置３６が設けられている。このクリーニング装置３６について図３を参照して説明する。図３はクリーニング装置３６を拡大して示している。
【００２８】
クリーニング装置３６は、トナー受けシート５１と、このトナー受けシート５１に対して感光体ドラム回転方向に対して上流側に位置するクリーニングブレード５２とを有し、さらにトナー受けシート５１とクリーニングブレード５２との間に位置して捕獲ブラシ５３が配置されている。
クリーニングブレード５２は、例えばポリウレタンにより形成されたもので、取り付け部材５４によりフレーム３３ｂに取り付けられている。このクリーニングブレード５２は感光体ドラム３１の表面に付着するトナー（転写残留トナー）を掻き取るものである。
トナー受けシート５１は、例えばポリエステルやウレタンからなる弾性を有する厚さ０．１ｍｍ程度のシートからなるもので、感光体ドラム３１の長さに対応する長さを有し、感光体ドラム３１の軸方向に沿って配置されている。そして、トナー受けシート５１は筐体３３の廃トナーボックス３３ａの下面部を感光体ドラム側に突出して形成した取り付け部５５の先端に両面接着テープなどの手段により取り付けられている。
トナー受けシート５１は、転写装置１３により転写が行われた後に残留したトナーが通過するとともに、クリーニングブレード５２が感光体ドラム３１の表面から掻き落としたトナー（転写残留トナー）を受けて筐体３３の廃トナーボックス３３ａの入口へ向けて案内するもので、先端部が感光体ドラム回転方向下流側へ向けて弾性でしなるようにして感光体ドラム３１の表面に接触している。
【００２９】
捕獲ブラシ５３は、均一な長さを有する多数の繊維（毛）６１を並べて生地６２に所定密度で植設したもので、感光体ドラム３１の長さに対応する長さと、後述するようにトナー受けシート５１と感光体ドラム３１の表面の両方にわたる幅を有するものである。
そして、捕獲ブラシ５３は、筐体３３の廃トナーボックス３３ａに形成した取り付け部５５の先端前側において繊維６１が感光体ドラム側を向くようにして感光体ドラム軸方向に沿って配置され、生地６２が例えば両面テープを用いて取り付け部５５の先端に接着されている。
また、捕獲ブラシ５３は、その繊維６１の植毛幅のうちの一部（例えば半分）が、感光体ドラム３１の表面に接触しているトナー受けシート５１の部分に外側から押圧接触して、この部分が感光体ドラム３１の表面に接触する状態を確実に保持している。また、繊維６１の植毛幅のうちの残りの部分は、トナー受けシート５１に対して感光体ドラム回転方向下流側における感光体ドラム３１の表面に直接接触している。
【００３０】
捕獲ブラシ５３は、例えばレーヨンからなる繊維６１を生地６２上に約５万フィラメント／ｉｎｃｈ2 で植毛し、繊維６１の長さ３．５ｍｍ、感光体ドラム３１との最長接触深さ１ｍｍ、植毛幅５ｍｍと設定し、この繊維植毛幅の内約２．５ｍｍの幅の部分の繊維６１をトナー受けシート５１に押圧接触させ、残りの部分を感光体ドラム３１の表面に接触させている。
【００３１】
なお、捕獲ブラシ５３を構成する繊維６１を形成する材料にレーヨンを主成分とする材料を用いることにより、この実施の形態に用いる捕獲ブラシ５３を適切な材料により形成することができる。
ただし、捕獲ブラシ５３を構成する繊維６１はレーヨンに限定されず、その他にナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの化学繊維、絹や木綿などにより形成しても同様の効果を得ることができる。
【００３２】
なお、筐体３３は現像装置３２と連結されてプロセスユニット１１を構成している。そして、このプロセスユニット１１は電子写真装置の装置本体Ａに着脱可能に装着されており、感光体ドラム３１の交換など必要な時に取り外し、または交換を行うことができるようになっている。
このように構成したプロセスユニット１１の動作を説明する。
【００３３】
感光体ドラム３１は矢印方向へ回転される。帯電ブラシ３４は図示しない電源により直流のバイアス電圧−１．１ｋＶが印加されており、この帯電ブラシ３４により感光体ドラム３１の表面が均一に帯電される。次いで、感光体ドラム３１の表面は、露光装置１２により画像信号に基づいて露光され、静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像が現像装置３２により現像されてトナーの可視画像が形成される。次いで、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像は、転写装置１３により記録紙Ｐに転写される。そして、記録紙Ｐに転写されなかったトナー（転写残留トナー）は、感光体ドラム３１の表面に付着したまま転写位置から移動される。
さらに、感光体ドラム３１の表面に付着したトナーは、トナー受けシート５１の接触面をすり抜けてクリーニングブレード５２により掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、トナー受けシート５１に案内されて筐体３３の廃トナーボックス３３ａの入口へ向けて案内され、さらに廃トナーボックス３３ａの入口に設けられた回収ローラ５６により廃トナーボックス３３ａの内部に送り込まれて回収される。
【００３４】
ここで、転写位置で記録紙Ｐから離脱して生じた紙粉は感光体ドラム３１の表面に付着する。そして、付着した紙粉は感光体ドラム３１の回転とともに移動してトナー受けシート５１の接触面をすり抜ける。
しかし、トナー受けシート５１に対して感光体ドラム回転方向下流側に捕獲ブラシ５３の繊維６１の一部、例えば植毛幅の半分の繊維６１が感光体ドラム３１の表面に接触している。このため、トナー受けシート５１の接触面をすり抜けてきた紙粉が感光体ドラム３１の表面に接触している捕獲ブラシ５３の繊維６１に引っ掛かり捕獲される。特に繊維状の紙粉は捕獲ブラシ５３の繊維６１に効果的に引っ掛かる。
このことにより、感光体ドラム３１の表面に付着した紙粉がトナー受けシート５１をすり抜けて移動して感光体ドラム３１の表面に接触しているクリーニングブレード５２の先端に到達して引っ掛かることを抑制できる。
なお、紙粉が捕獲ブラシ５３に引っ掛からないことが生じる場合もあるが、この場合には紙粉がクリーニングブレード５２により感光体ドラム３１の表面から剥離される。従って、再生紙や印字済み用紙からなる記録紙から生じる紙粉の影響を受けて、クリーニングブレード５２の先端と感光体ドラム３１との接触部分において、感光体ドラム３１の表面の転写残りトナーのクリーニング不良が発生し、画像上に縦の筋が生じるという事態の発生を防止できる。
【００３５】
また、捕獲ブラシ５３の繊維６１の他の部分は、トナー受けシート５１に押圧接触してトナー受けシート５１を感光体ドラム３１の表面へ常時直接接触させている。このため、環境の変化や装置本体の内部温度上昇などの影響を受けて合成樹脂からなる筐体３３にそりや熱膨張が発生して、筐体３３に形成された取り付け部５５が変形した場合でも、この取り付け部５５に取り付けられたトナー受けシート５１が感光体ドラム３１の表面から離れることなく接触した状態を安定して維持できる。
従って、トナー受けシート５１の先端が感光体ドラム３１の表面から離れてしまい、クリーニングブレード５２により掻き落とされた転写残りトナーが、感光体ドラム３１とトナー受けシート５１の間を通り電子写真装置の装置本体Ａの内部へ落下するという事態の発生を防止できる。また、筐体３３を形成する合成樹脂として、熱的に安定した耐熱グレード品や、ガラス繊維入り品という高価な材料を使用する必要がなく、材料コストが安価で経済性が高い。
【００３６】
さらに、捕獲プラシ５３の繊維６１がトナー受けシート５１を感光体ドラム３１の表面に押圧接触することは、捕獲プラシ５３の繊維６１がトナー受けシート５１を感光体ドラム３１の外側に位置して押圧することである。このため、捕獲プラシ５３の繊維６１が捕獲した紙粉、およびクリ−ニングプレード５２により掻き落とされた転写残りトナーは、トナー受けシート５１と感光体ドラム３１との接触部から電子写真装置本体Ａの内部へ落下することがなく、筐体３３の廃トナーボックス３３ａへ案内される。従って、クリーニング装置３６の長期の使用において捕獲プラシ５３が捕獲した紙粉およびクリ−ニングプレード５２が掻き落としたトナーが捕獲ブラシ５３から電子写真装置本体Ａの内部へ落下することを阻止される。
【００３７】
そして、この実施の形態におけるクリーニング装置３６は前述のように優れた画質を得ることができ経済性に優れたものであり、この実施の形態では、この優れたクリーニング装置３６を備えたプロセスユニット１１と、このプロセスユニット１１を備えた電子写真装置を得ることができる。
【００３８】
具体的な例について説明する。
捕獲ブラシを設けない従来例の電子写真装置と捕獲ブラシを設けた本実施例の電子写真装置とを用いて、再生紙および印字済み用紙の裏に印字を行う通紙試験を１００００枚まで実施した。その結果、従来例装置では、約５０００枚程度でクリ−ニングプレードと感光体の間に繊維状の紙粉が挟まり込み画像上の白地部に黒の筋が発生したのに対し、本実施例の装置では、通紙試験を通しクリ−ニングプレード５２と感光体ドラム３１との間への紙粉の詰まりもなく良好な画像を維持することができた。
【００３９】
また、筐体３３を通常のＡＢＳ樹脂で形成した電子写真装置では、本発明の捕獲ブラシ５３を設けない状態で低温環境の下で印字を行った場合、印字開始１０枚程度から５０枚程度までの間においてクリーニングブレード５２で掻き落とされたトナーが電子写真装置の装置本体Ａの内部に落下することがあった。
この現象は、低温環境などの条件により電子写真装置が冷えている状態で印字した場合、電子写真装置に設けた熱定着器により筐体３３が急激に熱せられるため、筐体３３の熱収縮によりトナー受けシート５１と感光体ドラム３１との間に隙間が形成されるため発生するものである。
これに対して、前述した本実施の形態の電子写真装置を用いて同様の試験を行ったところ、トナー漏れは全く発生しなかった。
【００４０】
次に第２の実施の形態について図４および図５を参照して説明する。
この実施の形態では、前述した第１の実施の形態において捕獲ブラシ５３に導電性をもたせて、バイアス電圧を印加するようにしたものである。すなわち、この実施の形態が対象にするプロセスユニットおよび電子写真装置は、前述した第１の実施の形態において説明した図２および図１に示すものである。
【００４１】
この実施の形態において用いる捕獲ブラシ５３について図５を参照して説明する。この捕獲ブラシ５３は、第１の実施の形態と同様に多数の導電性繊維７１を並べて配置して生地７２に植設したものである。多数の導電性繊維７１は、例えばレーヨンを主成分とし、その内部に導電性のカーボンを分散させてその比抵抗を１０６Ωｃｍに調整したものである。そして、多数の導電性繊維７１は、生地７２に植毛密度５万フィラメント／ｉｎｃｈ２で縫い込むように植毛されており、その生地７２の裏面から導電性ペースト７３が接着されている。
導電性ペースト７３は、導電性繊維７１を接着するとともに繊維との導通を取るためのものである。ここで用いた導電性ペースト７３は、いわゆるポリウレタン樹脂を主成分としカーボンを分散させたもので、比抵抗が１０２Ωｃｍ以下となるように設定されている。また、捕獲ブラシ５３をプロセスユニット１１に形成した取り付け部５５に接着するために、導電性両面テープ７４を導電性ペースト７３の背面に取り付けている。
【００４２】
この実施の形態では、前述した適切な構成の導電性繊維７１を使用しているが、これに限定されずに導電性繊維としては、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンなどの化学繊維にカーボンを分散し、あるいはその他の手段により導電化処理を施したものも使用できる。また、導電性ペーストについてもエポキシ樹脂、シリコーンなどを用いることができる。
【００４３】
そして、図４に示すように捕獲ブラシ５３は、第１の実施の形態と同様にトナー受けシート５１と感光体ドラム３１の表面にわたって配置して、プロセスユニット１１の筐体３３に形成した取り付け部５５に取り付ける。また、捕獲ブラシ５３の導電性繊維７１には、図示しない端子により電子写真装置の装置本体Ａに配置された電源Ｅからバイアス電圧をバイアス電圧印加手段によって印加するようにしている。
ここで、捕獲ブラシ５３の導電性繊維７１に印加する電圧は、コロナ転写方式の転写装置１３が転写時に記録紙Ｐに印加する電圧とは逆極性の電圧である。印加するバイアス電圧は、例えば直流−５００Ｖである。
電子写真装置の装置本体Ａに設けた転写装置１３はコロナ転写方式を使用し、この転写装置１３においてワイヤーへの印加電圧を＋４．５ｋＶに設定してプラスコロナイオンにより転写を行うようにしている。すなわち、通常コロナ転写方式の転写装置１３を用いた場合には、転写時に転写コロナの影響により感光体ドラム３１に付着する紙粉は、転写バイアスの電位極性と同電位に帯電されている場合が多い。そこで、導電性繊維７１に印加するバイアス電圧を転写装置１３において転写時に印加する電圧とは逆極性にすることにより、感光体ドラム３１の表面に付着した紙粉を静電的に効率良く取り除くことができる。
【００４４】
このような捕獲ブラシ５３を設けると、前述した第１の実施の形態における捕獲ブラシ５３の物理的な作用に加えて、バイアス電圧を印加していることから静電的な作用により感光体ドラム３１の表面から紙粉を効率良く取り除くことができる。
【００４５】
捕獲ブラシ５３に設ける導電性繊維７１の比抵抗について検討した結果、導電性繊維７１の比抵抗は１０４ないし１０ ８ Ωｃｍの範囲とする。すなわち、導電性繊維７１の抵抗値は１０８Ωｃｍ以下で良好な紙粉除去効果が確認された。これ以上の抵抗値についてはバイアス電圧印加の効果が見られず、単に物理的な紙粉捕獲効果にとどまった。
【００４６】
また、１０ ４ Ωｃｍ未満の抵抗値では感光体ドラム３１に対し異常放電などを引き起こし易くなることが確認された。この場合には、図６に示すように電源Ｅと捕獲ブラシ５３の導電性繊維７１との間に１Ｍないし１０ＭΩの抵抗値Ｒを選択的に介在させることで、異常放電を防止できるとともに十分な紙粉除去効果を得ることができる。
【００４７】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えばプロセスユニットは、前述した実施の形態に限定されず、少なくとも感光体とクリーニング装置を組み合わせたものであれば良い。電子写真装置は、少なくとも転写装置と、熱定着装置と、記録紙供給装置とを具備するものであれば良い。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、捕獲ブラシの繊維によって感光体の表面に付着した紙粉を捕獲できるとともに、トナー受けシートは感光体の表面から離れることなく感光体の表面に安定して接触した状態を維持できる。
従って、再生紙や裏紙からなる記録紙に印字を行った場合にも、紙粉による影響がなく、長期にわたり安定した画像を得ることができる。しかも、クリーニングブレードによって感光体から掻き落とされたトナーが感光体とトナー受けシートとの間から落下するのを防止することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、捕獲ブラシを構成する繊維が感光体表面に直接接触している領域では、捕獲ブラシにバイアス電圧を印加しているため、導電性捕獲ブラシによる物理的な作用に加えて、さらには静電的作用により、より一層効率的に紙粉を除去することができる。
【００５３】
請求項６および請求項７の発明によれば、紙粉による影響がなく、長期にわたり安定した画像を得ることができ、しかも、感光体から掻き落とされたトナーが感光体とトナー受けシートとの間から落下するのを防止できるとともに、筐体を構成する合成樹脂として熱的に安定した高価な耐熱材料を使用する必要がなく、その分、材料コストが安価で経済的なクリーニング装置を備えたプロセスユニットを得ることができる。
【００５４】
請求項８の発明によれば、請求項６又は請求項７に記載されたプロセスユニットを備えた電子写真装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかわる電子写真装置の概略的構成を示す断面図。
【図２】同実施の形態にかかわるプロセスユニットを示す断面図。
【図３】同実施の形態にかかわるクリーニング装置を示す断面図。
【図４】第２の実施の形態にかかわるクリーニング装置を示す断面図。
【図５】同実施の形態のクリーニング装置に設ける捕獲ブラシを示す断面図。
【図６】同実施の形態のクリーニング装置において捕獲ブラシに電圧を印加する手段が異なる形態を示す図。
【図７】従来の形態のプロセスユニットを示す断面図。
【符号の説明】
１１…プロセスユニット、
１２…露光装置、
１３…転写装置、
１４…熱定着装置、
１５…紙供給装置、
３１…感光体ドラム、
３２…現像装置、
３３…筐体、
３４…帯電ブラシ、
３６…クリーニング装置、
５１…トナー受けシート、
５２…クリーニングブレード、
５３…捕獲ブラシ、
６１…繊維、
６２…生地、
７１…導電性繊維、
７２…生地、
Ａ…電子写真装置本体。
【発明の属する技術分野】
本発明は感光体から記録紙にトナーを転写した後の感光体表面の残留トナーをクリ−ニングするクリ−ニング装置、このクリ−ニング装置を備えたプロセスユニットおよびこのプロセスユニットを備えた電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、レーザプリンタなどに用いられる電子写真装置は、感光体の表面に静電潜像を形成した後トナーを付与してトナー画像とし、このトナー画像を記録紙に転写した後に転写された記録紙のトナー画像を定着するもので、この電子写真装置には感光体を備えて感光体の表面にトナー画像を形成するプロセスユニットが設けられている。また、近時ではこのプロセスユニットに、感光体から記録紙にトナーを転写した後の感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置が設けられている。
【０００３】
図７は、従来のクリーニング装置を設けたプロセスユニットの一形態を示している。図７において１は感光体ドラムで、自身の軸線を中心として矢印方向へ回転される。２は感光体ドラム１の表面にトナーを付与してトナー画像を形成する現像装置である。３はクリーニング装置で、これは感光体ドラム１の表面に接触して配置されたクリーニングブレード４と、このクリーニングブレード４に対して感光体ドラム１の回転方向上流側に配置され、転写後の感光体ドラム１の表面に接触するトナー受けシート５とを備えており、これらクリーニングブレード４とトナー受けシート５は、廃トナーボックスを形成する筐体６に取り付けられている。
すなわち、感光体ドラム１の回転によりクリーニングブレード４が感光体ドラム１の表面に残存するトナーを掻き落とし、掻き落とされたトナーをトナー受けシート５が外部へこぼれないように受け取り、筐体６の内部に回収するものである。
【０００４】
ところで、近年、環境保護の観点から再生紙や一度画像形成された使用済み用紙の裏を再度記録紙として利用することが行われ始めており、このような用紙の使用にクリーニング装置として対応する必要が出てきた。
このような再生紙や裏紙などは一般的に用紙の裁断面から、いわゆる紙粉が多量に発生する特徴を有している。そして、このような用紙を記録紙として使用して前述した従来形式のクリーニング装置により感光体ドラムのクリーニングを行った場合には、用紙から発生する紙粉が感光体ドラムに付着し、その後この紙粉がクリーニングブレードの先端と感光体ドラムの表面との間に挟まり込む現象が発生する。
この結果、クリーニングブレードの先端と感光体ドラムの表面との接触部分において、感光体ドラムの表面の転写残りトナーのクリーニング不良が発生して画像上に縦の筋として発生することがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決する方法として、特開昭５９−４９５７５号公報に開示された技術があり、この技術はクリーニングブレードに対して感光体ドラムの回転方向上流側にトナーガイド板を設け、さらにその上流側に繊維の集合体からなるクリーニングバンドを配置し、この繊維集合体の先端を感光体ドラムに当接させるものである。
しかしながら、本願発明の発明者らの実験によると、紙粉の除去に対しては効果があるものの、長期の使用にあっては、感光体ドラムの表面の転写残りトナーが徐々に繊維集合体に付着していき、最終的には電子写真装置の装置本体内部にトナーがこぼれてしまう現象が発生した。
【０００６】
また、従来の形式のクリ−ニング装置では、クリ−ニングブレードおよびトナー受けシートを取り付けるプロセスユニットの筐体が通常合成樹脂で形成されている。このため、環境の変化や装置本体の内部温度上昇などの影響により合成樹脂からなる筐体にそりや熱膨張が発生し、この筐体のそりや熱膨張により筐体に取り付けられているトナー受けシートの先端が感光体表面から離れてしまいクリ−ニングプレードにより掻き落とされたトナーが、感光体ドラムとトナー受けシートの間を通り電子写真装置本体内部へ落下することがある。この対策として筐体を形成する合成樹脂材料として、比較的熱に安定した耐熱グレード品を用いたり、ガラス繊維を混入させる必要があり、このような高価な材料を用いることにより筐体のコストが比較的高価なものとなっていた。
【０００７】
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、紙粉が多く発生するような用紙を使用した場合でも良好な画像を確保することができ、しかも、トナー受けシートと感光体ドラムとを常に接触状態に保つことが可能となって、外部環境の変化に対しても経済的に対処できるクリーニング装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また、本発明はこのクリーニング装置を備えて画像形成を行え経済性が高いプロセスユニットを提供することを課題とする。
【０００９】
さらに、本発明はこのプロセスユニットを備えた電子写真装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のクリーニング装置は、電子写真装置のプロセスユニットに設けられた感光体の表面に接触して配置され、前記感光体の表面に残留するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側で前記感光体の表面に接触するとともに、前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、多数の繊維を備えるとともに、前記クリーニングブレードと前記トナー受けシートとの間に配置された捕獲ブラシと、を具備し、
前記捕獲ブラシの繊維のうち感光体回転方向上流側の一部の繊維は、前記トナー受けシートが前記感光体の表面に接触した状態を維持するように前記トナー受けシートに押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側に位置する残りの他の繊維は、前記感光体の表面に直接接触することを特徴とする。
【００１１】
この発明の構成によれば、捕獲ブラシの繊維が感光体の表面に直接接触している領域では、その捕獲ブラシの繊維が感光体の表面に付着した紙粉を捕獲する。また、捕獲ブラシの繊維の一部は、トナー受けシートを感光体へ常時押圧接触させているため、トナー受けシートは感光体の表面から離れることなく感光体の表面に安定して接触した状態を維持する。
このため、クリーニングブレードによって感光体から掻き落とされたトナーが感光体とトナー受けシートとの間から落下するのを防止できる。
【００１２】
請求項２の発明のクリーニング装置は、電子写真装置のプロセスユニットに設けられた感光体の表面に接触して配置され、前記感光体の表面に存在するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側に配置され、前記感光体の表面に接触して前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、多数の導電性繊維を備え、これら導電性繊維が前記トナー受けシートを前記感光体の表面に接触するように押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側における前記感光体の表面に直接接触する捕獲ブラシと、前記捕獲ブラシの導電性繊維に電圧を印加するバイアス印加手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、捕獲ブラシを構成する繊維が感光体表面に直接接触している領域では、捕獲ブラシにバイアス電圧を印加しているため、捕獲ブラシによる物理的な作用に加えて、さらには静電的作用により一層効率的に紙粉を除去することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置おいて、前記バイアス印加手段により前記捕獲ブラシの導電性繊維に印加する電圧は、電子写真装置に設けられた転写装置に印加される電圧の逆極性の電圧であることを特徴とする。
【００１５】
通常電子写真装置において、コロナ式転写装置を用いた場合にコロナの影響により感光体に付着する紙粉が転写バイアスの電位極性と同電位に帯電されていることが多く、この発明の構成によれば、導電性の捕獲ブラシに印加するバイアス電圧を転写時の電圧の逆極性にすることにより、感光体表面に付着した紙粉を静電的に効率良く取り除くことができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載のクリーニング装置において、前記捕獲ブラシを構成する導電性繊維は比抵抗が１０4 ないし１０8 Ω・ｃｍであることを特徴とする。
【００１７】
この発明の構成によれば、捕獲ブラシにバイアス電圧を印加する場合に適した繊維材料を用いて捕獲ブラシを構成することができる。
【００１８】
請求項５の発明よれば、請求項２または３に記載のクリーニング装置において、前記捕獲ブラシを構成する導電性繊維の比抵抗が１０4 Ω・ｃｍ未満で、且つ前記導電性捕獲ブラシと前記バイアス印加手段との間に抵抗値が１ないし１０ＭΩである抵抗を介在していることを特徴とする。
【００１９】
この発明の構成によれば、捕獲ブラシを構成する導電性を有する繊維の比抵抗が小さい場合に適したバイアス電圧印加手段を提供できる。
【００２０】
請求項６の発明のプロセスユニットは、感光体を回転自在に支持する合成樹脂製の筐体と、前記筐体の内部に収容され、感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、と、を具備している。
前記クリーニング装置は、 (1) 前記感光体の表面に接触するように前記筐体に取り付けられ、前記感光体の表面に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、 (2) 前記筐体に取り付けられ、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側で前記感光体の表面に接触するとともに、前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、 (3) 前記クリーニングブレードと前記トナー受けシートとの間に位置するように前記筐体に取り付けられた多数の繊維を有する捕獲ブラシと、を備え、
前記捕獲ブラシの繊維のうち感光体回転方向上流側の一部の繊維は、前記トナー受けシートが前記感光体の表面に接触した状態を維持するように前記トナー受けシートに押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側に位置する残りの他の繊維は、前記感光体の表面に直接接触することを特徴とする。
さらに、請求項７の発明のプロセスユニットは、感光体を回転自在に支持する合成樹脂製の筐体と、前記筐体の内部に収容され、感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、と、を具備している。
前記クリーニング装置は、 (1) 前記感光体の表面に接触して配置され、この感光体の表面に存在するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、 (2) このクリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側に配置され、前記感光体の表面に接触して前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、 (3) 多数の導電性繊維を備え、これら導電性繊維が前記トナー受けシートを前記感光体の表面に接触するように押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側における前記感光体の表面に直接接触する捕獲ブラシと、 (4) この捕獲ブラシの導電性繊維に電圧を印加するバイアス印加手段と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明の電子写真装置は、請求項６又は請求項７に記載のプロセスユニットと、前記プロセスユニットの感光体の表面に対向して配置された転写装置と、前記感光体と前記転写装置との間に記録紙を繰出す記録紙供給装置と、前記転写装置に対して記録紙搬送方向下流側に配置され、前記転写装置で前記感光体から前記記録紙に転写されたトナー画像を前記記録紙に定着させる熱定着装置と、を具備することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図３を参照して説明する。
この実施の形態にかかわる電子写真装置について図１を参照して説明する。図１は電子写真装置を示す断面図であり、この電子写真装置は、プリンタ、ファクシミリ装置などに用いられる。
【００２３】
図１において、１１はプロセスユニット、１２は露光装置、１３は転写装置、１４は熱定着装置、１５は記録紙供給装置で、これら各装置１１ないし１５は、電子写真装置の装置本体Ａの内部に配設されている。プロセスユニット１１は、後述するように感光体ドラム３１にトナー画像を形成するものである。露光装置１２は、例えばレーザ方式が用いられている。転写装置１３は、プロセスユニット１１の感光体ドラム３１においてトナー画像が形成された後の表面に対向して配置され、コロナ帯電式のものが用いられている。熱定着装置１４は、転写装置１３に対して記録紙搬送方向下流側に配置され、加熱ローラ１６と加圧ローラ１７を有している。記録紙供給装置１５は、記録紙Ｐを積層収容するカセット１８、繰出しローラ１９、搬送ローラ２０および搬送路２１を有している。
【００２４】
すなわち、電子写真装置では、露光装置１２が画像信号に基づいてプロセスユニット１１の感光体ドラム３１に対して露光して静電画像を形成する。プロセスユニット１１では、後述するように感光体ドラム３１の表面に静電画像からトナー画像を形成する。
一方、記録紙供給装置１５では、繰出しローラ１９の回転によりカセット１８に積層収容した記録紙Ｐを順次繰出し、繰り出した記録紙Ｐを順次回転する搬送ローラ２０により搬送路２１に沿って搬出して感光体ドラム３１と転写装置１３との間を通過させる。
コロナ帯電方式の転写装置１３は、記録紙Ｐに対して感光体ドラム３１に形成されたトナー画像のトナー電荷とは逆極性の電荷を与えて、感光体ドラム３１のトナー画像を記録紙Ｐに転写する。さらに、記録紙Ｐは熱定着装置１４に搬送されて回転する加熱ローラ１６と加圧ローラ１７との間を通過して転写された画像を加熱加圧により定着する。
【００２５】
次にプロセスユニット１１について図２を参照して説明する。図２はプロセスユニット１１を拡大して示す断面図である。
図２において３１は感光体ドラム、３２は現像装置、３３は感光体ドラム３１に対して記録紙搬送方向下流側に配置された後述するクリーニング装置を含めた筐体である。
感光体ドラム３１は、筐体３３に回転自在に支持され、図示しない回転駆動機構により図示矢印方向へ回転される。現像装置３２は、トナーＴを溜める筐体４１、トナーＴを攪拌する攪拌機４２、供給ローラ４３、この供給ローラ４３から供給されたトナーＴを搬送して感光体ドラム３１に付与する現像ローラ４４および現像ローラ４４により搬送されるトナーＴを摩擦帯電させる現像ブレード４５を有している。
【００２６】
筐体３３は合成樹脂により形成されたもので、廃トナーボックス３３ａと、この廃トナーボックス３３ａに連通して感光体ドラム３１の上部を上側から囲むフレーム３３ｂとを有している。この筐体３３のフレーム３３ｂには、現像装置３２に対して感光体ドラム回転方向上流側に帯電部材の一例である帯電ブラシ３４が感光体ドラム３１の表面に接触して配置されている。帯電ブラシ３４は、感光体ドラム３１の長さに対応する長さを有するもので、感光体ドラム３１の軸方向に沿って配置されて取り付け部材３５によりフレーム３３ｂに取り付けられている。
【００２７】
また、筐体３３のフレーム３３ｂには、転写装置１３と帯電ブラシ３４との間においてクリーニング装置３６が設けられている。このクリーニング装置３６について図３を参照して説明する。図３はクリーニング装置３６を拡大して示している。
【００２８】
クリーニング装置３６は、トナー受けシート５１と、このトナー受けシート５１に対して感光体ドラム回転方向に対して上流側に位置するクリーニングブレード５２とを有し、さらにトナー受けシート５１とクリーニングブレード５２との間に位置して捕獲ブラシ５３が配置されている。
クリーニングブレード５２は、例えばポリウレタンにより形成されたもので、取り付け部材５４によりフレーム３３ｂに取り付けられている。このクリーニングブレード５２は感光体ドラム３１の表面に付着するトナー（転写残留トナー）を掻き取るものである。
トナー受けシート５１は、例えばポリエステルやウレタンからなる弾性を有する厚さ０．１ｍｍ程度のシートからなるもので、感光体ドラム３１の長さに対応する長さを有し、感光体ドラム３１の軸方向に沿って配置されている。そして、トナー受けシート５１は筐体３３の廃トナーボックス３３ａの下面部を感光体ドラム側に突出して形成した取り付け部５５の先端に両面接着テープなどの手段により取り付けられている。
トナー受けシート５１は、転写装置１３により転写が行われた後に残留したトナーが通過するとともに、クリーニングブレード５２が感光体ドラム３１の表面から掻き落としたトナー（転写残留トナー）を受けて筐体３３の廃トナーボックス３３ａの入口へ向けて案内するもので、先端部が感光体ドラム回転方向下流側へ向けて弾性でしなるようにして感光体ドラム３１の表面に接触している。
【００２９】
捕獲ブラシ５３は、均一な長さを有する多数の繊維（毛）６１を並べて生地６２に所定密度で植設したもので、感光体ドラム３１の長さに対応する長さと、後述するようにトナー受けシート５１と感光体ドラム３１の表面の両方にわたる幅を有するものである。
そして、捕獲ブラシ５３は、筐体３３の廃トナーボックス３３ａに形成した取り付け部５５の先端前側において繊維６１が感光体ドラム側を向くようにして感光体ドラム軸方向に沿って配置され、生地６２が例えば両面テープを用いて取り付け部５５の先端に接着されている。
また、捕獲ブラシ５３は、その繊維６１の植毛幅のうちの一部（例えば半分）が、感光体ドラム３１の表面に接触しているトナー受けシート５１の部分に外側から押圧接触して、この部分が感光体ドラム３１の表面に接触する状態を確実に保持している。また、繊維６１の植毛幅のうちの残りの部分は、トナー受けシート５１に対して感光体ドラム回転方向下流側における感光体ドラム３１の表面に直接接触している。
【００３０】
捕獲ブラシ５３は、例えばレーヨンからなる繊維６１を生地６２上に約５万フィラメント／ｉｎｃｈ2 で植毛し、繊維６１の長さ３．５ｍｍ、感光体ドラム３１との最長接触深さ１ｍｍ、植毛幅５ｍｍと設定し、この繊維植毛幅の内約２．５ｍｍの幅の部分の繊維６１をトナー受けシート５１に押圧接触させ、残りの部分を感光体ドラム３１の表面に接触させている。
【００３１】
なお、捕獲ブラシ５３を構成する繊維６１を形成する材料にレーヨンを主成分とする材料を用いることにより、この実施の形態に用いる捕獲ブラシ５３を適切な材料により形成することができる。
ただし、捕獲ブラシ５３を構成する繊維６１はレーヨンに限定されず、その他にナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの化学繊維、絹や木綿などにより形成しても同様の効果を得ることができる。
【００３２】
なお、筐体３３は現像装置３２と連結されてプロセスユニット１１を構成している。そして、このプロセスユニット１１は電子写真装置の装置本体Ａに着脱可能に装着されており、感光体ドラム３１の交換など必要な時に取り外し、または交換を行うことができるようになっている。
このように構成したプロセスユニット１１の動作を説明する。
【００３３】
感光体ドラム３１は矢印方向へ回転される。帯電ブラシ３４は図示しない電源により直流のバイアス電圧−１．１ｋＶが印加されており、この帯電ブラシ３４により感光体ドラム３１の表面が均一に帯電される。次いで、感光体ドラム３１の表面は、露光装置１２により画像信号に基づいて露光され、静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像が現像装置３２により現像されてトナーの可視画像が形成される。次いで、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像は、転写装置１３により記録紙Ｐに転写される。そして、記録紙Ｐに転写されなかったトナー（転写残留トナー）は、感光体ドラム３１の表面に付着したまま転写位置から移動される。
さらに、感光体ドラム３１の表面に付着したトナーは、トナー受けシート５１の接触面をすり抜けてクリーニングブレード５２により掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、トナー受けシート５１に案内されて筐体３３の廃トナーボックス３３ａの入口へ向けて案内され、さらに廃トナーボックス３３ａの入口に設けられた回収ローラ５６により廃トナーボックス３３ａの内部に送り込まれて回収される。
【００３４】
ここで、転写位置で記録紙Ｐから離脱して生じた紙粉は感光体ドラム３１の表面に付着する。そして、付着した紙粉は感光体ドラム３１の回転とともに移動してトナー受けシート５１の接触面をすり抜ける。
しかし、トナー受けシート５１に対して感光体ドラム回転方向下流側に捕獲ブラシ５３の繊維６１の一部、例えば植毛幅の半分の繊維６１が感光体ドラム３１の表面に接触している。このため、トナー受けシート５１の接触面をすり抜けてきた紙粉が感光体ドラム３１の表面に接触している捕獲ブラシ５３の繊維６１に引っ掛かり捕獲される。特に繊維状の紙粉は捕獲ブラシ５３の繊維６１に効果的に引っ掛かる。
このことにより、感光体ドラム３１の表面に付着した紙粉がトナー受けシート５１をすり抜けて移動して感光体ドラム３１の表面に接触しているクリーニングブレード５２の先端に到達して引っ掛かることを抑制できる。
なお、紙粉が捕獲ブラシ５３に引っ掛からないことが生じる場合もあるが、この場合には紙粉がクリーニングブレード５２により感光体ドラム３１の表面から剥離される。従って、再生紙や印字済み用紙からなる記録紙から生じる紙粉の影響を受けて、クリーニングブレード５２の先端と感光体ドラム３１との接触部分において、感光体ドラム３１の表面の転写残りトナーのクリーニング不良が発生し、画像上に縦の筋が生じるという事態の発生を防止できる。
【００３５】
また、捕獲ブラシ５３の繊維６１の他の部分は、トナー受けシート５１に押圧接触してトナー受けシート５１を感光体ドラム３１の表面へ常時直接接触させている。このため、環境の変化や装置本体の内部温度上昇などの影響を受けて合成樹脂からなる筐体３３にそりや熱膨張が発生して、筐体３３に形成された取り付け部５５が変形した場合でも、この取り付け部５５に取り付けられたトナー受けシート５１が感光体ドラム３１の表面から離れることなく接触した状態を安定して維持できる。
従って、トナー受けシート５１の先端が感光体ドラム３１の表面から離れてしまい、クリーニングブレード５２により掻き落とされた転写残りトナーが、感光体ドラム３１とトナー受けシート５１の間を通り電子写真装置の装置本体Ａの内部へ落下するという事態の発生を防止できる。また、筐体３３を形成する合成樹脂として、熱的に安定した耐熱グレード品や、ガラス繊維入り品という高価な材料を使用する必要がなく、材料コストが安価で経済性が高い。
【００３６】
さらに、捕獲プラシ５３の繊維６１がトナー受けシート５１を感光体ドラム３１の表面に押圧接触することは、捕獲プラシ５３の繊維６１がトナー受けシート５１を感光体ドラム３１の外側に位置して押圧することである。このため、捕獲プラシ５３の繊維６１が捕獲した紙粉、およびクリ−ニングプレード５２により掻き落とされた転写残りトナーは、トナー受けシート５１と感光体ドラム３１との接触部から電子写真装置本体Ａの内部へ落下することがなく、筐体３３の廃トナーボックス３３ａへ案内される。従って、クリーニング装置３６の長期の使用において捕獲プラシ５３が捕獲した紙粉およびクリ−ニングプレード５２が掻き落としたトナーが捕獲ブラシ５３から電子写真装置本体Ａの内部へ落下することを阻止される。
【００３７】
そして、この実施の形態におけるクリーニング装置３６は前述のように優れた画質を得ることができ経済性に優れたものであり、この実施の形態では、この優れたクリーニング装置３６を備えたプロセスユニット１１と、このプロセスユニット１１を備えた電子写真装置を得ることができる。
【００３８】
具体的な例について説明する。
捕獲ブラシを設けない従来例の電子写真装置と捕獲ブラシを設けた本実施例の電子写真装置とを用いて、再生紙および印字済み用紙の裏に印字を行う通紙試験を１００００枚まで実施した。その結果、従来例装置では、約５０００枚程度でクリ−ニングプレードと感光体の間に繊維状の紙粉が挟まり込み画像上の白地部に黒の筋が発生したのに対し、本実施例の装置では、通紙試験を通しクリ−ニングプレード５２と感光体ドラム３１との間への紙粉の詰まりもなく良好な画像を維持することができた。
【００３９】
また、筐体３３を通常のＡＢＳ樹脂で形成した電子写真装置では、本発明の捕獲ブラシ５３を設けない状態で低温環境の下で印字を行った場合、印字開始１０枚程度から５０枚程度までの間においてクリーニングブレード５２で掻き落とされたトナーが電子写真装置の装置本体Ａの内部に落下することがあった。
この現象は、低温環境などの条件により電子写真装置が冷えている状態で印字した場合、電子写真装置に設けた熱定着器により筐体３３が急激に熱せられるため、筐体３３の熱収縮によりトナー受けシート５１と感光体ドラム３１との間に隙間が形成されるため発生するものである。
これに対して、前述した本実施の形態の電子写真装置を用いて同様の試験を行ったところ、トナー漏れは全く発生しなかった。
【００４０】
次に第２の実施の形態について図４および図５を参照して説明する。
この実施の形態では、前述した第１の実施の形態において捕獲ブラシ５３に導電性をもたせて、バイアス電圧を印加するようにしたものである。すなわち、この実施の形態が対象にするプロセスユニットおよび電子写真装置は、前述した第１の実施の形態において説明した図２および図１に示すものである。
【００４１】
この実施の形態において用いる捕獲ブラシ５３について図５を参照して説明する。この捕獲ブラシ５３は、第１の実施の形態と同様に多数の導電性繊維７１を並べて配置して生地７２に植設したものである。多数の導電性繊維７１は、例えばレーヨンを主成分とし、その内部に導電性のカーボンを分散させてその比抵抗を１０６Ωｃｍに調整したものである。そして、多数の導電性繊維７１は、生地７２に植毛密度５万フィラメント／ｉｎｃｈ２で縫い込むように植毛されており、その生地７２の裏面から導電性ペースト７３が接着されている。
導電性ペースト７３は、導電性繊維７１を接着するとともに繊維との導通を取るためのものである。ここで用いた導電性ペースト７３は、いわゆるポリウレタン樹脂を主成分としカーボンを分散させたもので、比抵抗が１０２Ωｃｍ以下となるように設定されている。また、捕獲ブラシ５３をプロセスユニット１１に形成した取り付け部５５に接着するために、導電性両面テープ７４を導電性ペースト７３の背面に取り付けている。
【００４２】
この実施の形態では、前述した適切な構成の導電性繊維７１を使用しているが、これに限定されずに導電性繊維としては、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンなどの化学繊維にカーボンを分散し、あるいはその他の手段により導電化処理を施したものも使用できる。また、導電性ペーストについてもエポキシ樹脂、シリコーンなどを用いることができる。
【００４３】
そして、図４に示すように捕獲ブラシ５３は、第１の実施の形態と同様にトナー受けシート５１と感光体ドラム３１の表面にわたって配置して、プロセスユニット１１の筐体３３に形成した取り付け部５５に取り付ける。また、捕獲ブラシ５３の導電性繊維７１には、図示しない端子により電子写真装置の装置本体Ａに配置された電源Ｅからバイアス電圧をバイアス電圧印加手段によって印加するようにしている。
ここで、捕獲ブラシ５３の導電性繊維７１に印加する電圧は、コロナ転写方式の転写装置１３が転写時に記録紙Ｐに印加する電圧とは逆極性の電圧である。印加するバイアス電圧は、例えば直流−５００Ｖである。
電子写真装置の装置本体Ａに設けた転写装置１３はコロナ転写方式を使用し、この転写装置１３においてワイヤーへの印加電圧を＋４．５ｋＶに設定してプラスコロナイオンにより転写を行うようにしている。すなわち、通常コロナ転写方式の転写装置１３を用いた場合には、転写時に転写コロナの影響により感光体ドラム３１に付着する紙粉は、転写バイアスの電位極性と同電位に帯電されている場合が多い。そこで、導電性繊維７１に印加するバイアス電圧を転写装置１３において転写時に印加する電圧とは逆極性にすることにより、感光体ドラム３１の表面に付着した紙粉を静電的に効率良く取り除くことができる。
【００４４】
このような捕獲ブラシ５３を設けると、前述した第１の実施の形態における捕獲ブラシ５３の物理的な作用に加えて、バイアス電圧を印加していることから静電的な作用により感光体ドラム３１の表面から紙粉を効率良く取り除くことができる。
【００４５】
捕獲ブラシ５３に設ける導電性繊維７１の比抵抗について検討した結果、導電性繊維７１の比抵抗は１０４ないし１０ ８ Ωｃｍの範囲とする。すなわち、導電性繊維７１の抵抗値は１０８Ωｃｍ以下で良好な紙粉除去効果が確認された。これ以上の抵抗値についてはバイアス電圧印加の効果が見られず、単に物理的な紙粉捕獲効果にとどまった。
【００４６】
また、１０ ４ Ωｃｍ未満の抵抗値では感光体ドラム３１に対し異常放電などを引き起こし易くなることが確認された。この場合には、図６に示すように電源Ｅと捕獲ブラシ５３の導電性繊維７１との間に１Ｍないし１０ＭΩの抵抗値Ｒを選択的に介在させることで、異常放電を防止できるとともに十分な紙粉除去効果を得ることができる。
【００４７】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えばプロセスユニットは、前述した実施の形態に限定されず、少なくとも感光体とクリーニング装置を組み合わせたものであれば良い。電子写真装置は、少なくとも転写装置と、熱定着装置と、記録紙供給装置とを具備するものであれば良い。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、捕獲ブラシの繊維によって感光体の表面に付着した紙粉を捕獲できるとともに、トナー受けシートは感光体の表面から離れることなく感光体の表面に安定して接触した状態を維持できる。
従って、再生紙や裏紙からなる記録紙に印字を行った場合にも、紙粉による影響がなく、長期にわたり安定した画像を得ることができる。しかも、クリーニングブレードによって感光体から掻き落とされたトナーが感光体とトナー受けシートとの間から落下するのを防止することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、捕獲ブラシを構成する繊維が感光体表面に直接接触している領域では、捕獲ブラシにバイアス電圧を印加しているため、導電性捕獲ブラシによる物理的な作用に加えて、さらには静電的作用により、より一層効率的に紙粉を除去することができる。
【００５３】
請求項６および請求項７の発明によれば、紙粉による影響がなく、長期にわたり安定した画像を得ることができ、しかも、感光体から掻き落とされたトナーが感光体とトナー受けシートとの間から落下するのを防止できるとともに、筐体を構成する合成樹脂として熱的に安定した高価な耐熱材料を使用する必要がなく、その分、材料コストが安価で経済的なクリーニング装置を備えたプロセスユニットを得ることができる。
【００５４】
請求項８の発明によれば、請求項６又は請求項７に記載されたプロセスユニットを備えた電子写真装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかわる電子写真装置の概略的構成を示す断面図。
【図２】同実施の形態にかかわるプロセスユニットを示す断面図。
【図３】同実施の形態にかかわるクリーニング装置を示す断面図。
【図４】第２の実施の形態にかかわるクリーニング装置を示す断面図。
【図５】同実施の形態のクリーニング装置に設ける捕獲ブラシを示す断面図。
【図６】同実施の形態のクリーニング装置において捕獲ブラシに電圧を印加する手段が異なる形態を示す図。
【図７】従来の形態のプロセスユニットを示す断面図。
【符号の説明】
１１…プロセスユニット、
１２…露光装置、
１３…転写装置、
１４…熱定着装置、
１５…紙供給装置、
３１…感光体ドラム、
３２…現像装置、
３３…筐体、
３４…帯電ブラシ、
３６…クリーニング装置、
５１…トナー受けシート、
５２…クリーニングブレード、
５３…捕獲ブラシ、
６１…繊維、
６２…生地、
７１…導電性繊維、
７２…生地、
Ａ…電子写真装置本体。
Claims (8)
- 電子写真装置のプロセスユニットに設けられた感光体の表面に接触して配置され、前記感光体の表面に残留するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側で前記感光体の表面に接触するとともに、前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、
多数の繊維を備えるとともに、前記クリーニングブレードと前記トナー受けシートとの間に配置された捕獲ブラシと、を具備し、
前記捕獲ブラシの繊維のうち感光体回転方向上流側の一部の繊維は、前記トナー受けシートが前記感光体の表面に接触した状態を維持するように前記トナー受けシートに押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側に位置する残りの他の繊維は、前記感光体の表面に直接接触することを特徴とするクリーニング装置。 - 電子写真装置のプロセスユニットに設けられた感光体の表面に接触して配置され、前記感光体の表面に存在するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側に配置され、前記感光体の表面に接触して前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、
多数の導電性繊維を備え、これら導電性繊維が前記トナー受けシートを前記感光体の表面に接触するように押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側における前記感光体の表面に直接接触する捕獲ブラシと、
前記捕獲ブラシの導電性繊維に電圧を印加するバイアス印加手段と、を具備することを特徴とするクリーニング装置。 - 前記バイアス印加手段により前記捕獲ブラシの導電性繊維に印加する電圧は、電子写真装置に設けられた転写装置に印加される電圧の逆極性の電圧であることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
- 前記捕獲ブラシを構成する導電性繊維は、比抵抗が１０4ないし１０8Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項２又は３に記載のクリーニング装置。
- 前記捕獲ブラシを構成する導電性繊維の比抵抗が１０4Ω・ｃｍ未満で、且つ前記導電性捕獲ブラシと前記バイアス印加手段との間に抵抗値１ないし１０ＭΩである抵抗を介在していることを特徴とする請求項２又は３に記載のクリーニング装置。
- 感光体を回転自在に支持する合成樹脂製の筐体と、
前記筐体の内部に収容され、感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、と、を具備するプロセスユニットであって、
前記クリーニング装置は、
(1) 前記感光体の表面に接触するように前記筐体に取り付けられ、前記感光体の表面に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、
(2) 前記筐体に取り付けられ、前記クリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側で前記感光体の表面に接触するとともに、前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、
(3) 前記クリーニングブレードと前記トナー受けシートとの間に位置するように前記筐体に取り付けられた多数の繊維を有する捕獲ブラシと、を備え、
前記捕獲ブラシの繊維のうち感光体回転方向上流側の一部の繊維は、前記トナー受けシートが前記感光体の表面に接触した状態を維持するように前記トナー受けシートに押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側に位置する残りの他の繊維は、前記感光体の表面に直接接触することを特徴とするプロセスユニット。 - 感光体を回転自在に支持する合成樹脂製の筐体と、
前記筐体の内部に収容され、感光体表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、と、を具備するプロセスユニットであって、
前記クリーニング装置は、
(1) 前記感光体の表面に接触して配置され、この感光体の表面に存在するトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、
(2) このクリーニングブレードに対して感光体回転方向上流側に配置され、前記感光体の表面に接触して前記クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーを受けるトナー受けシートと、
(3) 多数の導電性繊維を備え、これら導電性繊維が前記トナー受けシートを前記感光体の表面に接触するように押圧接触するとともに、前記トナー受けシートに対して感光体回転方向下流側における前記感光体の表面に直接接触する捕獲ブラシと、
(4) この捕獲ブラシの導電性繊維に電圧を印加するバイアス印加手段と、を備えていることを特徴とするプロセスユニット。 - 請求項６又は請求項７に記載のプロセスユニットと、
前記プロセスユニットの感光体の表面に対向して配置された転写装置と、
前記感光体と前記転写装置との間に記録紙を繰出す記録紙供給装置と、
前記転写装置に対して記録紙搬送方向下流側に配置され、前記転写装置で前記感光体から前記記録紙に転写されたトナー画像を前記記録紙に定着させる熱定着装置と、を具備することを特徴とする電子写真装置。
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