JP4108010B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機など、用紙・ＯＨＰフィルム等のシート材に画像を記録する画像形成装置、そのうち特に像担持体上に形成したトナー画像を転写してシート材に画像を記録する電子写真式画像形成装置に関する。そのような画像形成装置において、少なくとも像担持体とクリーニング装置を備え、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。および、そのような画像形成装置やプロセスカートリッジにおいて、画像転写後の像担持体上の残トナーを除去するクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体を回転しながら、像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像をシート材に転写していた。そして、画像転写後のシート材は、定着装置に入れてそこで熱と圧力とを加え、シート材上の未定着トナー画像をシート材上に定着し、外部に排出して例えば排紙トレイ上にスタックしていた。
【０００３】
一方、画像転写後の像担持体は、その回転とともに、クリーニング装置のクリーニング部材で残トナーを除去して表面を清掃し、除電するなどして次の画像形成に備えていた。クリーニング装置で除去したトナーは、クリーニング装置内に備えるトナー搬送手段で搬送し、トナー排出口から外部に排出して廃トナータンク内に収納したり、現像装置に戻してリサイクル使用したりしていた。
【０００４】
ところが、クリーニング部材の交換時など、メンテナンス等を行う場合に、画像形成装置本体からそのクリーニング装置を取り出すとき、トナー排出口からトナーが零れ落ち、画像形成装置本体内を汚したり、画像形成装置まわりの床や備品を汚したり、ユーザーの手や衣服を汚したりする問題があった。
【０００５】
さて、このような画像形成装置では、クリーニング部材としてクリーニングブレードを用いるとき、クリーニングブレードの先端エッジと像担持体との間に、トナーや紙粉などの異物が溜まり、クリーニング性能を低下する問題があった。そこで、従来の画像形成装置の中には、作像動作終了時に像担持体を逆転し、その異物を除去するものがある。
【０００６】
一般に、像担持体とトナー搬送手段とは同一駆動源を用いて駆動することから、像担持体を逆転すると、この種の画像形成装置では、同時にトナー搬送手段も逆転することとなる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２-１６２８１５号公報
また、これとは別に、例えば特許文献１には、画像形成装置本体内に現像剤補給容器を着脱可能に備え、その現像剤補給容器内に螺旋状部材を正逆回転可能に設け、その正逆回転動作によってトナー補給精度を向上するものが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、像担持体を逆転してクリーニングブレードから異物を除去する画像形成装置は、あくまでもブレード先端エッジからの異物除去を目的とするものであり、像担持体の逆転量を多くすると、異物が、上流側で像担持体に押し当てるすくいシートを通過してトナー漏れを生ずるおそれがある。
【０００９】
このため、像担持体の逆転は、像担持体周面上でわずかに数〜数十mmと非常に少ない量に設定されており、トナー排出口近くのトナーをクリーニング装置内に引き戻すほど、トナー搬送手段を逆転させることができず、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すとき、やはりトナー落ちのおそれがあった。
【００１０】
また、現像剤補給容器内に螺旋状部材を正逆回転可能に設ける画像形成装置も、あくまでもその正逆回転動作によってトナー補給精度を向上することを目的とするものであり、それによって画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを防止することはできなかった。
【００１１】
そこで、この発明の第１の目的は、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを防止することにある。
【００１２】
この発明の第２の目的は、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出した後も、トナー排出口からのトナー落ちを防止することにある。
【００１３】
この発明の第３の目的は、上述の目的を達成したクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１４】
この発明の第４の目的は、上述の目的を達成したクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
この発明の第５の目的は、上述の第３の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
この発明の第６の目的は、トナー搬送手段の駆動に連動して像担持体が逆転し、像担持体まわりでトナー落ちを生ずるおそれをなくすことにある。
【００１７】
この発明の第７の目的は、作像動作終了後はいつでもトナー落ちを生ずることなく、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すことにある。
【００１８】
この発明の第８の目的は、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを一層確実に防止することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上記第１の目的を達成すべく、
画像形成装置本体に対して取り出し可能に取り付け、
像担持体表面から残トナーを除去し、その除去したトナーをトナー搬送手段で外部に排出するとともに、
トナー搬送手段が動作されることによって、トナーを外部に排出する第１の動作と内部に戻す第２の動作を行うことを可能とするクリーニング装置において、
クリーニング装置の着脱動作に連動してトナー排出口を開閉するシャッタを有し、
画像形成装置本体から取り出して取っ手を持ってぶら下げたとき、重力により傾き、トナー搬送手段の部位のうちもっともトナー排出口に近い部位が、他の部位より高くなるように、筐体に取っ手を設けることを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、上記第３の目的を達成すべく、プロセスカートリッジにあって、請求項１に記載のクリーニング装置を備える、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、上記第４の目的を達成すべく、画像形成装置にあって、請求項１に記載のクリーニング装置を備える、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、上記第６の目的を達成すべく、請求項３に記載の画像形成装置において、像担持体の駆動と切り離してトナー搬送手段を駆動する、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、上記第７の目的を達成すべく、請求項３に記載の画像形成装置において、一度の作像動作を終了するごとに第２の動作を行う、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、上記第８の目的を達成すべく、請求項５に記載の画像形成装置において、一度の作像動作を終了するごとに、第１の動作を行った後、第２の動作を行う、ことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、画像形成装置の一例であるレーザ複写機を示し、その内部機構の全体概略構成を示す。
【００２８】
図中符号１０は、複写機装置本体（画像形成装置本体）である。複写機装置本体１０内には、ドラム状の感光体（像担持体）１１を設け、そのまわりに帯電装置１２、現像装置１３、転写・搬送装置１４、クリーニング装置１５などを配置する。
【００２９】
そして、この例では、それらのうち感光体１１、帯電装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１５などを１つのカートリッジケース４１内に収納してプロセスカートリッジ４０を構成し、複写機装置本体１０に対してそれらを一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上する。そのプロセスカートリッジ４０の上には、書込み装置１６を設ける。
【００３０】
プロセスカートリッジ４０の図中左側には、それと平行に定着装置１７を配置する。定着装置１７には、熱源で加熱する定着ローラ１８と、その定着ローラ１８に下方から押し当てる加圧ローラ１９を設ける。
【００３１】
また、装置本体１０内の上部には、原稿読取装置２０を備える。原稿読取装置２０内には、光源ａ、複数のミラーｂ、結像レンズｃ、ＣＣＤ等の撮像素子ｄなどを設置する。
【００３２】
一方、装置本体１０内の下部には、両面ユニット２２と給紙カセット２３を上下二段に備える。両面ユニット２２および給紙カセット２３からは、各々排紙路を設け、各排紙路を介して感光体１１の下方へとのびる給紙路２４へと通ずるようにする。両面ユニット２２へは、定着装置１７出口からのびる排紙路２５途中から分岐して反転路２６を形成してなる。
【００３３】
そのような装置本体１０の上面には、コンタクトガラス２７を設置する。そのコンタクトガラス２７を被うように、装置本体１０上には、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）２８を開閉自在に取り付けてなる。
【００３４】
ところで、このような装置本体１０の右側面には、手差し用紙を給紙路２４に案内する手差しトレイ２９を開閉自在に設ける。他方、装置本体１０の左側面には、排紙路２５を通して排出する用紙を受けるソータ３０を取り付ける。そして、装置本体１０を給紙テーブル３１上に載置してなる。給紙テーブル３１内には、給紙カセット２３を多段に備える。
【００３５】
さていま、このレーザ複写機を用いてコピーを取るときは、自動原稿給紙装置２８に原稿をセットし、または自動原稿給紙装置２８を開いてコンタクトガラス２７上に直接原稿をセットする。そして、不図示のスタートスイッチを押し、自動原稿給紙装置２８を駆動してコンタクトガラス２７上に搬送した原稿を、またはあらかじめコンタクトガラス２７上に原稿をセットしたときは、そのセットしてある原稿を原稿読取装置２０で読み取る。
【００３６】
同時に、適宜のタイミングで給紙ローラ３３を回転し、装置本体１０および給紙テーブル３１内に多段に備える複数の給紙カセット２３中の対応する給紙カセット２３内から、用紙を繰り出し、給紙路２４に入れて搬送ローラ３４で搬送し、レジストローラ３５に突き当てて止める。そして、感光体１１上の画像にタイミングを合わせて該レジストローラ３５を回転し、感光体１１の下方へと送り込む。
【００３７】
または、手差し給紙部にある給紙ローラ３６を回転して、開いた手差しトレイ２９上にセットした手差し用紙を給紙路２４へと入れ、同じくレジストローラ３５で感光体１１上の画像にタイミングを合わせて該感光体１１の下方へと送り込む。
【００３８】
他方、不図示のスタートスイッチを押したとき、同時に適宜のタイミングで感光体１１を図中時計方向に回転する。そして、その感光体１１の回転とともに、まず帯電装置１２で表面を一様に帯電し、次いで上述した原稿読取装置２０で読み取った読取り内容に応じ、レーザ光Ｌを照射して書込み装置１６で書込みを行い、感光体１１の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１３でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
【００３９】
それから、上述したごとく感光体１１の下方へと送り込んだ用紙に、転写・搬送装置１４で感光体１１上の画像を転写する。画像転写後の感光体１１は、クリーニング装置１５で残トナーを除去して表面を清掃し、次の同様な画像形成に備える。
【００４０】
一方、画像転写後の用紙は、転写・搬送装置１４で搬送して定着装置１７に入れ、定着ローラ１８と加圧ローラ１９とで熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。その後、排紙路２５を通してソータ３０に仕分けして排出する。
【００４１】
用紙の表裏両面に画像を記録するときには、排紙路２５から反転路２６に入れ、両面ユニット２２で反転して再び給紙路２４に入れ、転写・搬送装置１４で用紙の裏面にも、別途感光体１１上に形成した画像を転写して後、その転写画像を定着装置１７で定着してソータ３０に排出する。
【００４２】
図２には、プロセスカートリッジ４０内の構成を示す。
【００４３】
図示レーザ複写機では、帯電装置１２に帯電ローラ４２を用いる。現像装置１３には、現像ローラ４３を設ける。
【００４４】
クリーニング装置１５には、筐体４４に取り付けるクリーニングホルダ４５で支持して、クリーニング部材であるクリーニングブレード４６を設ける。クリーニングブレード４６は、先端を感光体１１の周面に押し当てる。感光体１１の回転方向において、クリーニングブレード４６の押し当て位置の上流には、すくいシート４７の先端を押し当てる。すくいシート４７は、マイラ製等で、基端を筐体４４に取り付ける。クリーニング装置１５には、また、筐体４４の下部にトナー搬送手段４８を設ける。
【００４５】
トナー搬送手段４８は、筐体４４の下部に、スクリュ状やコイル状などのトナー搬送部材５０を通し、一端をトナー漏れのないようにシールして筐体４４の一側面から外部に突出し、そこに取り付ける不図示のギヤに駆動源からの駆動力を伝達して正逆回転可能とする。
【００４６】
図３には、クリーニング装置１５の外観を示す。
この図３から判るとおり、筐体４４は、細長な箱型形状をなし、その他側面４４ｂの下部から連結管５１を突出する。連結管５１は、先端寄りにトナー排出口５２を下向きに設ける。そして、その連結管５１に、トナー搬送部材５０の他端を入れてトナー排出口５２までのばす。
【００４７】
筐体４４には、また、上面に取っ手５４を設ける。そして、その取っ手５４を持ってぶら下げたとき、重力により傾き、一側面４４ａ側が下方に、他側面４４ｂ側が上方になるようにし、トナー搬送手段４８のトナー搬送部材５０の部位のうちもっともトナー排出口５２に近い部位が、他の部位よりも高くなるように設ける。
【００４８】
図４には、複写機装置本体１０にプロセスカートリッジ４０をセットしてクリーニング装置１５を取り付けたときの状態を示す。
このときは、連結管５１を介してクリーニング装置１５を廃トナータンク５５に連結し、トナー排出口５２を廃トナータンク５５の入口５６に合わす。
【００４９】
そして、作像中は、感光体１１の回転とともに、クリーニングブレード４６で掻き落として感光体１１上の残トナーを除去する。除去したトナーは、すくいシート４７で外部に漏れることを阻止しながら筐体４４内に収納する。筐体４４内のトナーは、トナー搬送部材５０の正転により連結管５１内を通してトナー排出口５２へと搬送し、トナー排出口５２から外部に排出して入口５６から廃トナータンク５５内に回収する。
【００５０】
さて、この発明では、トナー搬送手段４８が、このようにトナー搬送部材５０を正転してトナーを外部に排出する第１の動作を行うとともに、トナー搬送部材５０を逆転してトナーを内部に戻す第２の動作を行うことを可能とする。そして、一度の作像動作を終了するごとに第２の動作を行う。
【００５１】
このようにすると、通常使用している状態ではトナーはトナー排出経路に充満しているが、第２の動作を行うことによってトナー排出経路のトナーをクリーニング装置１５内に戻し、特にトナー排出口５２付近のトナーをクリーニング装置１５側に戻すことにより、廃トナータンク５５から連結管５１を離して複写機装置本体１０からクリーニング装置１５を取り出すときのトナー落ちを防止することができる。一度の作像動作を終了するごとに第２の動作を行うから、作像動作終了後はいつでもトナー落ちを生ずることなく、複写機装置本体１０からクリーニング装置１５を取り出すことができる。
【００５２】
このとき、一度の作像動作を終了するごとに、第１の動作を行って後、第２の動作を行うようにすると、第１の動作を行ってクリーニング装置１５内のトナーをできる限りトナー排出口５２から排出してクリーニング装置１５内のトナーを少なくしてから、第２の動作を行ってトナー排出口５２まわりのトナーをクリーニング装置１５側に戻し、複写機装置本体１０からクリーニング装置１５を取り出すときのトナー落ちを一層確実に防止することができる。
【００５３】
なお、トナー搬送手段４８を、感光体１１の駆動と切り離して駆動し得るようにすると、感光体１１を停止したままの状態で、トナー搬送手段４８が第２の動作を行うことを可能とし、トナー搬送手段４８の第２の動作に連動して感光体１１が逆転し、例えばクリーニングブレード４６の先端エッジに溜まったトナーや紙粉などの異物が、すくいシート４７を通過してトナー落ちを生ずるおそれをなくすことができる。
【００５４】
図５には、上述したクリーニング装置１５のトナー排出口５２をシャッタ６０で塞ぐ場合を示す。
【００５５】
この図５に示す例では、シャッタ６０をＵ字管状につくり、その両側上部には上端縁に沿って直線溝６２を対向して設けるとともに、一端縁から下向きに突起６３を突出する。一方、連結管５１の外周には、コイルスプリング等の付勢部材６４を巻き付けるとともに、両側にガイド突部６５を設ける。
【００５６】
図６には、連結管５１へのシャッタ６０の取り付け状態を示す。
【００５７】
シャッタ６０の両側を押し開き、図６に示すとおり、両側の直線溝６２にガイド突部６５を入れ、連結管５１にスライド自在にシャッタ６０を取り付け、付勢部材６４で付勢して不図示のストッパに突き当てて止め、シャッタ６０でトナー排出口５２を塞ぐ。
【００５８】
図７には、複写機装置本体１０にクリーニング装置１５を取り付けたときのシャッタ６０の状態を示す。
【００５９】
複写機装置本体１０にクリーニング装置１５を取り付けるときは、図示するごとく、突起６３が廃トナータンク５５の段差部壁面６６に突き当たり、付勢部材６４に抗して壁面６６でシャッタ６０をスライドして押し開き、トナー排出口５２を廃トナータンク５５の入口５６に合わす。
【００６０】
このようなシャッタ６０を設けると、複写機装置本体１０からクリーニング装置１５を取り出したとき、付勢部材６４の付勢力でシャッタ６０をスライドしてそのシャッタ６０でトナー排出口５２を塞ぎ、トナー排出口５２からのトナー落ちをより一層確実に防止することができる。
【００６１】
ところで、上述した図示例では、ドラム状の感光体１１の表面から残トナーを除去し、その除去したトナーをトナー搬送手段４８で外部に排出して廃トナータンク５５に回収する場合について説明した。しかし、ドラム状の感光体に限らず、ベルト状の感光体の表面を清掃するクリーニング装置にも、当然同様に適用することができるし、感光体に限らず、感光体のトナー画像をいったん転写する中間転写体の表面を清掃するクリーニング装置にも、同様に適用することができる。また、除去したトナーをトナー搬送手段４８で外部に排出して廃棄のため廃トナータンク５５に回収する場合に限らず、リサイクルのため現像装置に戻す場合にも、もちろん同様に適用することができる。
【００６２】
さらに、上述した図示例では、クリーニング装置１５を備えてプロセスカートリッジ４０を構成し、複写機装置本体１０に対してそのプロセスカートリッジ４０を着脱自在としたが、プロセスカートリッジを構成せず、複写機装置本体１０に対してクリーニング装置を直接着脱自在とする場合にも、同じように適用することができる。
【００６３】
クリーニング装置やプロセスカートリッジは、図示例のように１つの場合に限らず、カラー画像形成装置のように複数備える場合にも、同様に適用することができる。このような場合には、個々のクリーニング装置やプロセスカートリッジを取り出すときのトナー落ちを防止することができ、画像形成装置全体でメンテナンス性を大幅に改善することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、像担持体表面から残トナーを除去し、その除去したトナーをトナー搬送手段で外部に排出するクリーニング装置において、トナー搬送手段が、トナーを外部に排出する第１の動作と内部に戻す第２の動作を行うことを可能とするので、通常使用している状態では第１の動作を行い、トナーはトナー排出経路に充満しているが、第２の動作を行うことによってトナーをクリーニング装置内に戻し、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを防止することができる。
【００６５】
加えて、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出して取っ手を持ってぶら下げたとき、クリーニング装置が重力により傾き、トナー搬送手段の部位のうちもっともトナー排出口に近い部位が、他の部位より高くなるように、クリーニング装置の筐体に取っ手を設けるので、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出した後も、トナー排出口からのトナー落ちを防止することができる。
【００６６】
請求項２に記載の発明によれば、プロセスカートリッジにあって、請求項１に記載のクリーニング装置を備えるので、上述した各効果を有するクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００６７】
請求項３に記載の発明によれば、画像形成装置にあって、請求項１に記載のクリーニング装置を備えるので、上述した各効果を有するクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【００６９】
請求項４に記載の発明によれば、像担持体の駆動と切り離してトナー搬送手段を駆動するので、同様に画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを防止することができるとともに、像担持体を停止したままの状態で、トナー搬送手段が第２の動作を行うことを可能とし、トナー搬送手段の第２の動作に連動して像担持体が逆転し、例えばクリーニングブレードの先端エッジに溜まったトナーや紙粉などの異物が、すくいシートを通過して像担持体まわりでトナー落ちを生ずるおそれをなくすことができる。
【００７０】
請求項５に記載の発明によれば、一度の作像動作を終了するごとに第２の動作を行うので、同様に画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを防止することができるとともに、作像動作終了後はいつでもトナー落ちを生ずることなく、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すことができる。
【００７１】
請求項６に記載の発明によれば、一度の作像動作を終了するごとに、第１の動作を行った後、第２の動作を行うので、請求項５に記載の発明の効果に加えて、第１の動作を行ってクリーニング装置内のトナーをできる限りトナー排出口から排出してクリーニング装置内のトナーを少なくしてから、第２の動作を行ってトナー排出口まわりのトナーをクリーニング装置内に戻すことにより、画像形成装置本体からクリーニング装置を取り出すときのトナー落ちを一層確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例であるレーザ複写機で、その内部機構の全体概略構成図である。
【図２】そのレーザ複写機に備えるプロセスカートリッジ内の部分拡大構成図である。
【図３】そのプロセスカートリッジに備えるクリーニング装置の外観斜視図である。
【図４】複写機装置本体にプロセスカートリッジをセットしてクリーニング装置を取り付けたときの状態説明斜視図である。
【図５】クリーニング装置のトナー排出口をシャッタで塞ぐ場合の分解斜視図である。
【図６】クリーニング装置の連結管に対するシャッタの取り付け状態を示す側面図である。
【図７】複写機装置本体にクリーニング装置を取り付けたときのシャッタの状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１１ 感光体（像担持体）
１５ クリーニング装置
４０ プロセスカートリッジ
４８ トナー搬送手段
５０ トナー搬送部材
５２ トナー排出口
５４ 取っ手

Claims (6)

1. 画像形成装置本体に対して取り出し可能に取り付け、
   像担持体表面から残トナーを除去し、その除去したトナーをトナー搬送手段で外部に排出するとともに、
   前記トナー搬送手段が動作されることによって、トナーを外部に排出する第１の動作と内部に戻す第２の動作を行うことを可能とするクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置の着脱動作に連動してトナー排出口を開閉するシャッタを有し、
   画像形成装置本体から取り出して取っ手を持ってぶら下げたとき、重力により傾き、前記トナー搬送手段の部位のうちもっとも前記トナー排出口に近い部位が、他の部位より高くなるように、筐体に前記取っ手を設けることを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
3. 請求項１に記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
4. 前記像担持体の駆動と切り離して前記トナー搬送手段を駆動することを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 一度の作像動作を終了するごとに前記第２の動作を行うことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
6. 一度の作像動作を終了するごとに、前記第１の動作を行った後、前記第２の動作を行うことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。

Images