JP4357774B2 - クリーニング装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラム表面に残留する未転写トナーを除去するクリーニング装置を、感光体の上方に備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成部とその上部の原稿読み取り装置の中間部にシートスタック空間を設けて、装置全体のコンパクト化を図ったいわゆる胴内排紙方式の複写機が増えてきている。このような複写機においては、下方の給紙部より垂直方向に搬送された用紙が、画像形成部内の感光体ドラムの側方の転写部においてトナーを転写されそのまま略垂直方向に搬送され、上方の定着部を通過した後、水平方向に搬送路が切り替わり、シートスタック空間の排紙トレイに排出されるようになっている。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留した一部トナーは、転写部に対してドラム回転方向の下流に設けられたクリーニング装置によって除去される。このように胴内排紙方式の複写機では、感光体ドラム側方を用紙が略垂直方向に搬送されるためにどうしてもクリーニング装置は感光体ドラムの上方に設けざるを得ない為に下方部が開口する構造となっている。
【０００３】
胴内排紙方式の複写機は従来低速機が主流であったが徐々に高速化されており、低温定着化トナーやアモルファスシリコン感光体や高感度ＯＰＣ感光体の使用例が増えてきている。
【０００４】
ここで、感光体上の残留トナーをクリーニングブレードで除去する際に、トナーから脱離した外添剤が感光体表面に付着しクリーニングできない場合があり、感光体上に残留した外添剤が核になって、クリーニング不良トナーが周囲に成長し、ブレードをすり抜けるたびに融着化し感光体表面に筋状のトナー付着物が散在するようになる。トナー付着物には新たにトナーが現像されるので、コピー上にトナー付着物に対応した黒点状のコピー汚れを生ずるようになる。特に、低温定着トナーはこの傾向が強く、胴内排紙複写機の高速化に伴いこの解消が望まれてきた。さらに、磁性トナーを用いた場合、第１に磁性トナーに含まれるマグネタイト等の磁性粉が上記の脱離外添剤と同様に感光体上のトナー付着物の原因物質となること、第２に複写速度の高速化を図った場合、磁性トナーで非磁性トナーと同程度の定着性能を得るために、バインダーレジンのより一層の低温定着化を図る必要があるなどの理由から、黒点上のコピー汚れが顕著に発生することがある。このように磁性トナー、非磁性トナーによる軽重の差はあるが胴内排紙方式の複写機において複写速度を速くすると、トナー付着によるコピーの黒点状汚れが一層顕著な課題となっている。
【０００５】
さらに、感光体側からの問題点として、アモルファスシリコン感光体を用いた場合、ドラム周りの主帯電、転写、除電の各チャージャから発生するNOx やSOxなどの放電生成物がドラム表面に付着した状態で高湿環境に曝されると空気中の水分を吸着しドラム表面の静電潜像が乱れることによる画像流れを生ずる。さらにチャージャー類から発生するオゾンによってドラム表面が酸化劣化すると画像流れを助長しやすい。一方、Ｓｉ感光体ドラム以外の、例えば有機感光体を用いた場合、トナー成分が感光体ドラム表面にフィルミングすると、光感度、帯電能力が低下して地肌かぶりや画像濃度低下などを生じやすい。
【０００６】
このような問題点に対処するために、感光体ドラム表面を積極的に研磨し、常に感光体ドラム表面を清浄な状態に維持する必要があり、クリーニングブレードの上流側に、ウレタンゴム等の弾性体で構成されるクリーニングローラを設けて感光体ドラムよりも速い周速で、感光体ドラム回転方向の順方向に回転させたり、従動回転させたりしてドラム表面を摺擦・研磨させている。また、クリーニングローラはそれ自体のクリーニング作用以外に、感光体表面に残留したトナーや、トナー外添剤を介して感光体表面と摺擦することによって感光体を常に清浄な状態に維持している。その結果、画像流れ現象やフィルミング現象や、トナー付着の発生を防止している。
【０００７】
このように、胴内排紙の複写機においてもクリーニングローラを設けることが望ましいのであるが、クリーニングブレードと、トナー排出用のスパイラルの取付けスペースに加えてこのようなクリーニングローラを設けると感光体外周部にかなりの割合を占めることとなり複写機全体の大型化を招いてしまう。
また、別の対策としてクリーニングブレードをスラストさせて付着トナーのすり抜けを軽減させることも考えられるが、画像流れやフィルミングへの有効性は低く、またブレードと感光体のシール性が悪化して感光体側にトナーがこぼれ落ちてコピー汚れ、機内汚れなどを生ずるなどの問題がある。またスラストさせることによってブレードエッジ面が傷つきやすく装置の長寿命化に逆行している。
【０００８】
さらに、第２の問題として通常のクリーニング装置をそのまま感光体ドラムの上方に移動させた場合、クリーニングブレードに対して排出スパイラルが感光体回転の上流側に設けられているために、感光体自身の搬送作用のため、クリーニングトナーが上流側に配置された排出スパイラルの搬送が阻害され、クリーニングブレード上方に滞留してしまう。その結果、トナー凝集、トナーブロック等が発生し、排出作用自身が不充分となり最悪の場合には排出スパイラルがロックするなどの重大な不具合を生ずる場合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の第１の目的は、感光体上方において残留トナーを除去するクリーニング装置において、クリーニングブレードとクリーニングローラとトナー排出手段をコンパクトに収納し、装置全体を小型化したクリーング装置と画像形成装置を提供することである。
【００１０】
さらに本発明の第２の目的は、感光体上方において残留トナーを除去するクリーニング装置において、除去したクリーニングトナーを外部に排出するまでの間、トナー凝集、ブロッキングを生じさせずに速やかに排出するクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１１】
さらに本発明の第３の目的はクリーニングトナーを外部にこぼすことなく速やかに外部に排出できるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１２】
さらに本発明の第４の発明は、胴内排紙方式の画像形成装置において、複写速度の高速化を図ることである。
【００１３】
さらに本発明の第５の目的は、胴内排紙方式の画像形成装置において、画像流れ、フィルミング、トナー付着などを防止し、メンテサイクルの延長等を図ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、感光体ドラムの上側において感光体側に開口部を有するハウジングと、ハウジングの開口部において感光体ドラム回転方向の下流側に設けられたクリーニングブレードと、クリーニングブレードに対して感光体ドラム回転方向の上流側に設けられた、少なくともバイアス電圧を印加されないクリーニングローラとを有したクリーニング装置であって、クリーニングブレードの上方にはクリーニングトナーを排出するためのトナー排出手段が設けられるとともに、クリーニングブレードとトナー排出手段の中間には隔壁が設けられ、隔壁の端部とクリーニングローラの間に、クリーニングブレードまたはクリーニングローラにより感光体ドラムから除去されたトナーをトナー排出手段へ移動させるための空間が形成されていることを特徴とする。 請求項１の発明によれば、クリーニング装置を大型化することなく、感光体表面を清浄な状態に維持するクリーニングローラと感光体表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードとクリーニングトナーを外部に排出するトナー排出手段とをコンパクトに収納したクリーニング装置を提供する。特に、隔壁とクリーニングローラ間の空間を通じてクリーニングトナーを隔壁上側の排出手段側に速やかに流動させるとともに、隔壁によってクリーニングトナーが自重によって沈み込むのを防止しトナー排出手段によって速やかにクリーニングトナーをクリーニング装置外に排出することが可能となる。
【００１５】
さらに請求項１の発明は、前記トナー排出手段の回転領域の垂直方向から見た前記隔壁による有効遮蔽長Ａがトナー排出手段の回転直径に対して、３０％以上であることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、トナー排出手段側に移動したトナーの沈む込みを有効に防止する。
【００１６】
さらに請求項１の発明は、記隔壁の端部が前記トナー排出手段の中心軸の略下方に設けられていることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、搬送手段側に移動したトナーの沈む込みを特に有効に防止する。
【００１７】
さらに請求項２の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記トナー移動空間を形成する前記隔壁の端部と前記クリーニングローラの最近接距離が２ｍｍ以上であることを特徴とする。
請求項２の発明によれば、トナー移動空間上方へのトナーのせり上がりが良好に行なわれる。
【００１８】
さらに請求項３の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記クリーニングローラは前記感光体ドラムとの当接点において感光体ドラムと同方向に回転しており、その当接点よりもクリーニングローラ回転の下流側において、クリーニングローラの回転方向に対してカウンター方向でクリーニングローラと圧接するスクレーパを備えたことを特徴とする。
請求項３の発明によれば、クリーニングローラが感光体表面を摺擦してクリーニングローラ表面に移行し付着したトナーや、クリーニングブレードで除去されたクリーニングトナーの一部でクリーニングローラ表面に付着したトナーなどが、カウンタ当たりのスクレーパで有効にクリーニングローラから分離される。
【００１９】
さらに請求項４の発明は、請求項３に記載のクリーニング装置において前記スクレーパは前記クリーニングローラ表面のトナーをクリーニングローラと前記トナー排出手段の中間、若しくは搬送手段の回転領域への少なくとも１方向に掻き落とすことのできる方向に設けられていることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、スクレーパによってクリーニングローラから掻き落とされたトナーを、速やかにトナー排出手段の回転領域に送り込みクリーニング装置外部への排出を促進する。またクリーニングローラとトナー排出手段の中間に掻き落とされたトナーも、下方からせりあがってくるクリーニングトナーに遮られてそのままトナー搬送手段側に移動させられ、クリーニング装置外に排出される。
【００２０】
さらに請求項５の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において前記クリーニングローラと前記トナー排出手段の回転領域の最近接距離が３ｍｍ以下である事を特徴とする。
請求項５の発明によれば、スクレーパでクリーニングローラから掻き落とされたトナーを効率よくトナー排出手段側に移動させて、クリーニング装置外に排出する。
【００２３】
さらに請求項６の発明は請求項１に記載のクリーニング装置において
前記クリーニングローラがトナーを介在して感光体ドラムと当接し研磨ローラ若しくは摺擦ローラとして機能していることを特徴とする。
請求項６の発明によれば、感光体の表面を常に清浄な状態に維持することが
できる。
【００２４】
さらに請求項７の発明は請求項１乃至６のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
請求項７の発明によれば、感光体上方にクリーニング装置を設けた画像形成装置であっても、クリーニング装置の小型化が可能であるから、画像形成装置、感光体ドラムの小型化が容易になり、また感光体ドラム周りの現像、帯電、転写等の各手段の設置スペースの裕度が増し装置設計し易い。
【００２５】
さらに請求項８の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、原稿読取り部と、画像形成部を含む本体ハウジングと、原稿読取り部と、本体ハウジングとの中間部に設けられたシートスタック空間部と、画像形成部内の感光体側方部において用紙を略上方に搬送する用紙搬送路とを有することを特徴とする。
請求項８の発明によれば、画像形成装置、感光体ドラムの小型化が容易になり、また感光体ドラム周りの現像、帯電、転写等の各手段の設置スペースの裕度が増し装置設計し易い胴内排紙方式の画像形成装置が提供される。
【００２６】
さらに請求項９の発明は、請求項７又は８に記載の画像形成装置において前記感光体ドラムがアモルファスシリコン感光体であり、前記クリーニングローラの周速度は感光体ドラムの周速度よりも大きいことを特徴とする。
請求項９の発明によれば画像流れを生じやすいアモルファスシリコン感光体を用いた場合であっても、クリーニングローラとその表面に付着したクリーニングトナーによって感光体表面を研磨使用することが可能であり、さらにはクリーニングローラの周速度を感光体ドラムの周速度よりも大きくすることによって研磨作用がさらに増進される。
【００２７】
さらに請求項１０の発明は請求項７乃至９に記載の画像形成装置において前記トナーが磁性トナーであることを特徴とする。
請求項１０の発明によれば、先述した理由で非磁性トナーに比較して感光体表面のトナー付着による黒点状のコピー汚れを発生しやすい磁性トナーを用いた場合であっても感光体表面のトナー付着を効果的に除去することが可能であり、さらにコピー速度の高速化が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された装置本体の好適実施形態を添付図面を参照して更に説明する。図１はこの発明の第一の実施形態にかかる複写機１００の外観構成を示す斜視図である。図２は複写機１００の内部構成を示す正面図である。図３は原稿搬送部を不図示として、複写機１００の右側面から見た原稿カバーの開閉状態を示す模式図である。
図４、図５は複写機１００に使用されるクリーニング装置の内部構成、寸法を示す正面図である。
複写機１００は本体ハウジング１１とその上方の上ハウジング１１Ｕと、上ハウジングの上部に開平自在に載置された原稿搬送部１４で区画されている。本体ハウジング１１と上ハウジング１１Ｕの中間部には右側側面から略水平方向に内側に入り込んだシート材スタック空間部１２が形成されている。シート材スタック空間部１２には本体ハウジングから横方向に排出されるシート材を受け取り、積載する為の上シートトレイ１、下シートトレイ２が設けられている。
【００２９】
上ハウジング１１Ｕは画像読取り位置において原稿を露光して画像を読取るための露光部１５を内蔵しておりその上面には操作パネル１３や透明なガラス板からなる原稿載置板２１が配設されている。上ハウジング１１Ｕの上方には原稿画像を読み取るために原稿を画像読取り位置Ｒに搬送するための原稿搬送部１４が載置されている。原稿カバー１４ｄは図３に示すように機械奥側のヒンジ部９によ
って上ハウジング上に開平自在に支持されている。実線で示す閉位置において通常載置されており、破線で示す開位置まで開放することが可能である。複写機１００はシートスルー方式と原稿固定方式の２方式の原稿画像読取りを行なうことが可能である。まずシートスルー方式は閉状態の原稿搬送部１４によって画像読取り位置Ｒを通過している原稿を、画像読取り位置に対向して固定配置された露光部１５で画像読取りする方式である。さらに原稿固定型方式は、原稿搬送部１４を開状態とし、原稿載置板２１上面に原稿を載置し、露光部１５を移動させつつ画像読取りする方式である。本実施形態は、シートスルー方式に基づいた実施例として説明を行なう。
【００３０】
本体ハウジング１１は、下ハウジング１１Ｄとその上方の連結ハウジング１１Ｃに区画できる。下ハウジング１１Ｄは用紙の給紙部と、用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、用紙上のトナー画像を定着するための定着部を内蔵している。連結ハウジング１１Ｃは定着後の用紙を搬送してシート材スタック空間のシートトレイに向けて排出するための用紙搬送路を内蔵している。
【００３１】
上ハウジング１１Ｕの構成を図１、図２を元に説明する。
上ハウジング１１Ｕの手前側には操作パネル１３が備えられている。原稿搬送部１４は原稿給紙トレイ１４ａと原稿搬送部本体１４ｂと原稿排紙トレイ１４ｃと原稿カバー１４ｄを備えている。原稿排紙トレイ１４ｃは原稿カバー１４ｄ上面の一部に直付けで形成している。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙トレイ１４ａが配設され、原稿搬送路ｄの延長上の下流端には原稿排出トレイ１４ｃが配設されている。原稿読取り部本体１４ｂには原稿搬送路ｄに沿って原稿搬送方向の上流側から下流側にかけてピックアップローラ２２、搬送ローラ対２３とレジストローラ対２４、排出ローラ対２５が設けられている。搬送ローラ対２３は駆動ローラ２３ａと分離ローラ２３ｂから構成されている。分離ローラ２３ｂは回転負荷が所定トルクを下回る場合のみ駆動ローラ２３ａと逆方向に回転し、回転負荷が所定トルクを上回る場合には駆動ローラ２３ａと従動回転するようになっている。
【００３２】
レジストローラ対２４と排出ローラ対２５の間には画像読取り部Ｒが設けられている。画像読取り位置Ｒには原稿載置板２１への対向する向きにシェーディング補正用の白基準板２６と、白基準板２６の上方にあって白基準板２６を原稿載置板２１に押圧するための原稿押圧部２６ａとが設けられている。原稿搬送路ｄは搬送ローラ対２３から画像読取り位置Ｒに至る間において反転するように湾曲している。
【００３３】
原稿搬送路ｄの上流側から下流側に向けて各センサが設けられている。つまり、原稿給紙トレイ１４ａ中央部に原稿検知センサＳ１が設けられ、搬送ローラ対２３の下流側に給紙センサＳ２が設けられ、排出ローラ対２５の下流側に排出センサＳ３が設けらている。
【００３４】
原稿搬送部で原稿を搬送移動させつつ固定した露光ランプで原稿露光させるいわゆるシートスルー原稿読取り方式に基づいて以下の説明を進める。原稿給送トレイ１４ａに画像面を上向きにセットされたＭ枚の原稿は、ばね部材６ａによって上向きに付勢されたセット原稿押さえ部材６ｂによって所定の圧力でピックアップローラ２２に押しつけられる。操作パネル１３のコピー開始ボタンがオンされると図示しない１次給紙駆動手段によりピックアップローラ２２と搬送ローラ２３が回転駆動される。原稿給紙トレイ１４ａにセットされた原稿はピックアップローラ２２によって上面側から通常複数枚が搬送ローラ対２３に送られる。搬送ローラ対２３に送られた複数枚の原稿は分離ローラ２３ｂにより最上部の１枚のみが分離されてレジストローラ対２４に向けて搬送される。原稿先端が給紙センサＳ２によって検出されてから所定の距離だけ搬送された後、給紙駆動手段の作動停止により搬送ローラ対２３の駆動ローラ２３ａとピックアップローラ２２の回転駆動が停止され一次給紙が終了する。原稿はその先端がレジストローラ対２４のニップ部に押圧されかつその先端にたわみが形成された状態で停止させられる。
【００３５】
一次給紙が終了してから所定時間経過後、２次給紙が開始される。つまり図示しない２次給紙駆動手段の作動によりレジストローラ対２４が回転駆動される。原稿はレジストローラ対２４により画像読取り位置Ｒ及び排出ローラ対２５に向けて搬送させられた後、最終的には排出ローラ対２５によって原稿排出トレイ１４ｃ上に排出される。排出ローラ対の下流側に設けられた排紙センサＳ３により原稿の後端通過を検知したことによって原稿１枚の画像読取りの完了を検出するようになっている。排紙センサＳ３は原稿の給紙搬送完了毎に原稿枚数を計数するカウント機能を有しており、原稿セット検知センサＳ１が後続の原稿を検知していれば、２枚目以降の原稿搬送が続行される。原稿は画像読取り位置Ｒを通過する際に白基準板２６と原稿押圧部２６ａによって原稿載置板２１の表面を軽く押圧されながら搬送され、原稿画像面が原稿載置板を挟んで対抗する露光ランプ２７によって光走査されるようになっている。
【００３６】
次に、露光部１５について説明する。図２において、露光ランプ２７及び反射板２８と第１ミラー２９と第２ミラー３０と第３ミラー３１と集光レンズ３２とイメージセンサ、例えばライン型のＣＣＤ３３を備えている。露光ランプ２７と第１ミラー２９は第一キャリッジ（図示せず）上に搭載され、第２ミラー３０、第３ミラー３１は第二キャリッジ（図示せず）上に搭載されている。原稿読み取り時には、第一キャリッジが前記画像読み取り位置Ｒの直下に移動し、露光ランプ２７からの光照射光が原稿を露光する。照射光は第１ミラー２９、第２ミラー３０、第３ミラー３１、集光レンズ３２を通じてＣＣＤ３３に到達する。
ここに、原稿載置板２１上の原稿画像は露光部１５による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３３上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００３７】
引き続き２図を参照して、本体ハウジング１１を形成する下ハウジング１１Ｄと連結ハウジング１１Ｃの内、下ハウジングの構造について説明する。下ハウジング１１Ｄの下方の給紙部にはシートカセット３４と、画像形成部３６と、定着装置３７とが内蔵さている。シートカセット３４に収容されたシート材Ｐは繰り出しコロ３４ａにより１枚ずつ送り出される。下ハウジング１１Ｄの左側下方部には開閉可能な手差し給紙トレイ３５が備えられていて、この手差し給紙トレイ３５にセットされたシート材Ｐも繰り出しコロ３５ａにより１枚ずつ送り出される。
【００３８】
次に画像形成部について説明する。画像形成部３６において、感光体ドラム３８は正帯電性のアモルファスシリコン感光体ドラムであって、駆動時には図示した方向に２００ｍｍ／秒の速度で回転する。感光体ドラム３８の表面は５ＫＶの高電圧が印可されたメインチャージャー３９から発生したコロナ放電によって＋２５０Ｖに一様帯電した後、レーザースキャニングユニット４０からのビーム光の照射によって明電位＋１０Ｖと暗電位＋２５０Ｖの部分からなる静電潜像が形成される。更に感光体の回転によって静電潜像は現像位置にまで回転移動する。現像装置４１内部の現像ローラ４１ａの現像スリーブはステンレス製で内部に固定磁石を配している。ステンレス製の現像スリーブは感光体ドラムと３００μｍの間隙をもって、回転自在に支持されており、駆動時には感光体ドラムと同一方向に３６０ｍｍ／秒の速度で回転する。現像部４１内は、体積平均粒径９μｍ（コールターカウンターによるメジアン径）の正帯電の磁性トナーが充填されており、図示しない磁性ブレードで現像スリーブ表面にトナー薄層が形成される。現像ローラには＋１００Ｖの直流電圧と、周波数２ＫＨＺ、ピークツーピーク電圧２ＫＶの交流電界とが重畳した現像バイアス電圧が印可されている。現像領域まで搬送されたトナーはこの現像バイアスによってスリーブ表面から飛翔し感光体表面の露光部を現像する。
【００３９】
シートカセット３４或いは手差し給紙トレイ３５から１枚ずつ繰り出され搬送路３を通じて上方に搬送されてきた用紙は、感光体上のトナー画像がローラ転写部４２に接近するのに同期して、レジストローラ４で搬送タイミングが調整され、感光体ドラム３８と転写ローラ４２との間を搬送される。これによって、用紙先端とトナー画像部先端が一致してローラ転写部を通過することによってトナー画像中のトナーの大部分が用紙上に転移する。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留した一部トナーは、最下流に設けられたクリーニング装置５０によって除去される。トナー像が転写された用紙は定着装置３７へ送られる。定着装置３７は熱ローラ３８ａ及び加圧ローラ３８ｂを有し、これらローラ対によってトナー像を用紙上に定着してコピー物が得られる。
【００４０】
定着ニップを通過した用紙はそのまま垂直方向の垂直搬送路４２に沿って上方に搬送される。垂直搬送路４２は連結ハウジング１１Ｃに入り搬送ローラ対４３を通過すると、右方向の水平搬送路４４と斜め上方の搬送路４５に分岐しており、その分岐箇所において用紙の搬送方向を振り分ける分岐爪４６が設けられている。２図においては用紙は水平搬送路４４へと進行方向を振り分けられ、下シートトレイ２上へと排出される。
【００４１】
次に、図４、図５によってクリーニング装置５０の内部構造を詳述する。
図４、図５はクリーニング装置５０の内部を機械正面側から眺めた正面図である。クリーニング装置５０は、感光体３８に向かって開口部を有した外装を形成するハウジング５１と、感光体表面を摺擦して清浄にする為のクリーニングローラ５２と、トナー排出手段としてのスパイラル５３と、感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード５４と、トナー移動空間５５を除いてスパイラル５３とクリーニングブレード５４の間を封鎖する為の隔壁５６と、ローラ表面のトナーを掻き落とす為のスクレーパ５７と、ハウジング内部のクリーニングトナーを外部に漏らさないためのシールブレード５８とを基本的な構成としている。
【００４２】
クリーニングローラ５２は、ハウジング５１の図示しない前後側板に回転自在に軸支されている。感光体ドラム３８に当接しており、図示しない回転駆動手段により、感光体との当接面において感光体と同一方向に回転駆動されるが、その周速度は感光体周速度の１．２倍に制御されている。また、クリーニングローラ５２はＥＰＤＭゴムの発泡体でアスカＣ硬度５５°のものを使用し、直径１０ｍｍの金属シャフトの周囲に２．５ｍｍのスポンジ厚を有した構造となっている。クリーニングローラ５２はこれに限定するものではなくて、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良くアスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。
【００４３】
クリーニングローラ５２は感光体ドラム３８との当接面において同一方向に回転しており、その当接面よりもクリーニングローラ５２回転の下流側において、スクレーパ５７がクリーニングローラ５２の回転方向に対してカウンター方向でクリーニングローラに圧接している。スクレーパ５７は厚さ０．０５ｍｍのＳＵＳ３０４製の弾性プレートであって、その固定端はハウジング５１の図示しない前後側板に取り付けられた取り付けステー６０の曲げ部６０ａに貼り付けられている。さらに、感光体ドラム３８に圧接したスパイラル５７の自由端が固定端よりも下方に位置しており、スクレーパ５７がクリーニングローラ５２から掻き落としたトナーはスパイラル５３側に落下するようになっている。一部トナーはトナー移動空間５５付近にも落下するが、新たなクリーニングトナーがさらに下方のトナー移動空間からせり上がっているので、行き場を失ってスパイラル５３側へと移動し、さらに落ちこむことがなく隔壁５６上に支持されつつスパイラル５３でクリーニング装置の外部に排出される。
【００４４】
クリーニングローラ５２の感光体ドラム３８の回転方向の下流側には、ＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製であって、厚み２ｍｍのクリーニングブレード５４が感光体ドラム３８に当接した状態で、取りつけ金具５９を介してハウジング５１に固定保持されている。クリーニングブレードの自由端長は１０ｍｍであって、当接部における感光体への食い込み量は１．５ｍｍであり、その当接点において感光体接線方向に対して２２度の角度で取りつけられる。クリーニングブレード５４の感光体側への当接力は５ｇ／ｍｍに設定されている。クリーニングブレードで感光体から除去されたクリーニングトナーは、トナー移動空間５５の下方で滞留、成長するが、クリーニングローラ５２表面の回転搬送作用も手伝ってトナー移動空間５５を通じてさらに上方に流出し、スパイラル５３の回転に伴って隔壁５６によって下支えされつつクリーニング装置の外部に排出される。
【００４５】
ハウジング５１の各側板の内、感光体回転の下流方向側に位置し感光体に対向した側板５１ａがその先端部付近でハウジング内側に屈曲し、スパイラル５３の感光体対向面の一部を包み込むように延びることによって隔壁５６が形成されている。
本実施例では、隔壁５６の端部をスパイラル５３の中心軸の略下方にまで伸ばすことによって、スパイラル５３の回転領域外周部５３ａの垂直方向から見た有効遮蔽長Ａをスパイラル５３の回転径Ｂに対して５０％としている。この比率は３０％以上であることが望ましい。３０％以上であればトナー移動空間５５からせりあがってきたトナーをトナー移動空間下方にこぼすことなく速やかにスパイラル５３で装置外に搬送、排出することができる。
３０％未満で有れば、トナー移動空間下方へのトナーの沈み込みがやや多くなり、トナーが滞留気味となる。
【００４６】
トナー移動空間の水平長Ｃは本実施例では７ｍｍとしている。この水平長Ｃは２ｍｍ以上確保することが望ましい。２ｍｍ以上とすることで、トナーが滞留することなく、トナー移動空間上方へのトナーのせり上がりが良好に行なわれる。２ｍｍ未満で有れば、トナー移動空間上方へのトナーのせり上がりがやや不良となりトナーが滞留気味となることがある。
【００４７】
次に、クリーニングローラ５２とスパイラル５３の回転領域外周部５３ａの最近接距離Ｄは本実施例では１．５ｍｍとしている。この距離Ｄは３ｍｍ以内であることが望ましい。３ｍｍ以内とすることで、スクレーパ５７がクリーニングローラ５２から掻き落としたトナーの内、スパイラル５３側に直接落下する比率が増加しスパイラル５３によって速やかにトナーをクリーニング装置の外部に排出することができる。
【００４８】
スクレーパ５７は厚さ０．０５ｍｍのＳＵＳ３０４製の弾性プレートであって、その固定端はハウジング５１の図示しない前後側板に取り付けられた取り付けステー６０の曲げ部６０ａに貼り付けられている。本実施例では、スクレーパ５７の取り付け方向をクリーニングローラ５２表面の圧接点において接線方向としたが、これに限るものではなく、当接点において接線に対する角度を有していても良い。スクレーパ５７には０．０５ｍｍ厚以外に、０．０２〜２．０ｍｍ厚のものが使用できる。材質も弱磁性のＳＵＳ３０４に限定するものではなく非磁性のＳＵＳ板や、各種の樹脂製、金属製のブレード板、ゴムブレード板などが使用できる。
【００４９】
さらにハウジング５１の感光体回転の上流方向側に位置し感光体に対向した側板５１ｃにはシールブレード５８が感光体３８との当接点での接線に対して鋭角になるように取付けられている。
【００５０】
【発明の効果】
クリーニングローラ５２は感光体表面の残留トナーを一部はぎ取り除去したり、除去しないまでも機械的に攪乱することによって感光体から脱離しやすい、つまりクリーニング容易な状態とするとともにトナーから離脱した表面処理等を核としてトナー融着物が発生成長するのを、防止する効果を有する。さらには、感光体表面の残留トナーを介在して感光体表面を摺擦する状態において研磨作用を及ぼす事によって、感光体表面のトナーフィルミング層を除去したり、アモルファスシリコン感光体の場合には、オゾンによる表面劣化層を除去したりなどして感光体表面を常に清浄に維持することができる。さらに、クリーニングローラ下流側のスクレーパ５７によって、その表面の付着トナーが掻き落とされたクリーニングローラは清浄表面を回復するので、長期間その性能を維持することができる。
また、スクレーパ５７で掻き落とされたトナーは排出手段としてのスパイラル５３によって速やかにクリーニング装置の外部に排出される。クリーニングローラ５３でもクリーニングできなかった残留トナーはクリーニングブレード５４で完全に除去される。
【００５１】
クリーニングされたトナーはトナー移動空間５５の上方へせりあがり、スパイラル５３の回転領域内に進入し、隔壁５６で下方に沈み込まないように支えられスパイラル５３で速やかにクリーニング装置外に排出される。
【００５２】
本実施例では、クリーニングローラの周速度を感光体ドラムの周速度の１．２倍としたがこれに限定するものではなく１．０５乃至２．５の範囲のものが好適に用いられる。１．０５倍未満であればクリーニングローラによる感光体上のトナー付着物のクリーニング効果が低下することによる黒点状のコピー汚れや、トナーフィルミングや、アモルファスシリコン感光体での画像流れを生じやすい傾向となる。２．５倍を越えると、感光体の円滑な回転に対して支障を与え、回転ムラによるジッタを生じやすい。
【００５３】
感光体の上方に設けられたクリーニング装置において、クリーニングブレードとその上方のトナー排出のためのスパイラルの間の一部を隔壁で封鎖したことにより、発生したクリーニングトナーをブレード上部に滞留させることなく速やかに装置外に排出できる。また、スクレーパを、互いに近接したクリーニングローラとスパイラルの中間を向くような方向でカウンター当たりとさせることによって、クリーニングローラから掻き落としたトナーをスパイラルが受け取りやすくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００の外観構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００の内部構成を示す正面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００の右側面から見た原稿搬送部の開閉状態を示す模式図である。
【図４】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００に使用されるクリーニング装置の内部構成を示す正面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００に使用されるクリーニング装置の内部を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 上シートトレイ
２ 下シートトレイ
６ａ ばね部材
６ｂ 原稿押さえ部材
９ ヒンジ部
１１ 本体ハウジング
１１Ｕ 上ハウジング
１１Ｃ 連結ハウジング
１１Ｄ 下ハウジング
１２ シート材スタック空間部
１３ 走査パネル
１４ 原稿搬送部
１４ａ 原稿給紙トレイ
１４ｂ 原稿搬送部本体
１４ｃ 原稿排紙トレイ
１４ｄ 原稿カバー
２１ 原稿載置板
２２ ピックアップローラ
２３ 搬送ローラ対
２３ａ 駆動ローラ
２３ｂ 分離ローラ
２４ レジストローラ対
２５ 排出ローラ対
２６ 白基準板
２６ａ 原稿押圧部
Ｒ 原稿読取り位置
Ｓ１ 原稿検知センサ
Ｓ２ 給紙センサ
Ｓ３ 排出センサ
２７ 露光ランプ
２８ 反射板
２９ 第一ミラー
３０ 第二ミラー
３１ 第三ミラー
３２ 集光レンズ
３３ ＣＣＤ
３４ シートカセット
３４ａ 繰り出しコロ
３６ 画像形成部
３７ 定着装置
３７ａ 熱ローラ
３８ｂ 加圧ローラ
３８ 感光体ドラム
３９ メインチャージャー
４０ レーザースキャニングユニット
４１ 現像装置
４１ａ 現像ローラ
４２ 垂直搬送路
４３ 搬送ローラ対
４４ 水平搬送路
４５ 搬送路
４６ 分岐爪
５０ クリーニング装置
５１ ハウジング
５１ａ 側板
５１ｂ 上側板
５１ｃ 側板
５２ クリーニングローラ
５３ スパイラル
５３ａ 回転領域外周部
５４ クリーニングブレード
５５ トナー移動空間
５６ 隔壁
５７ スクレーパ
５８ シールブレード
６０ 取り付けステー
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラム表面に残留する未転写トナーを除去するクリーニング装置を、感光体の上方に備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成部とその上部の原稿読み取り装置の中間部にシートスタック空間を設けて、装置全体のコンパクト化を図ったいわゆる胴内排紙方式の複写機が増えてきている。このような複写機においては、下方の給紙部より垂直方向に搬送された用紙が、画像形成部内の感光体ドラムの側方の転写部においてトナーを転写されそのまま略垂直方向に搬送され、上方の定着部を通過した後、水平方向に搬送路が切り替わり、シートスタック空間の排紙トレイに排出されるようになっている。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留した一部トナーは、転写部に対してドラム回転方向の下流に設けられたクリーニング装置によって除去される。このように胴内排紙方式の複写機では、感光体ドラム側方を用紙が略垂直方向に搬送されるためにどうしてもクリーニング装置は感光体ドラムの上方に設けざるを得ない為に下方部が開口する構造となっている。
【０００３】
胴内排紙方式の複写機は従来低速機が主流であったが徐々に高速化されており、低温定着化トナーやアモルファスシリコン感光体や高感度ＯＰＣ感光体の使用例が増えてきている。
【０００４】
ここで、感光体上の残留トナーをクリーニングブレードで除去する際に、トナーから脱離した外添剤が感光体表面に付着しクリーニングできない場合があり、感光体上に残留した外添剤が核になって、クリーニング不良トナーが周囲に成長し、ブレードをすり抜けるたびに融着化し感光体表面に筋状のトナー付着物が散在するようになる。トナー付着物には新たにトナーが現像されるので、コピー上にトナー付着物に対応した黒点状のコピー汚れを生ずるようになる。特に、低温定着トナーはこの傾向が強く、胴内排紙複写機の高速化に伴いこの解消が望まれてきた。さらに、磁性トナーを用いた場合、第１に磁性トナーに含まれるマグネタイト等の磁性粉が上記の脱離外添剤と同様に感光体上のトナー付着物の原因物質となること、第２に複写速度の高速化を図った場合、磁性トナーで非磁性トナーと同程度の定着性能を得るために、バインダーレジンのより一層の低温定着化を図る必要があるなどの理由から、黒点上のコピー汚れが顕著に発生することがある。このように磁性トナー、非磁性トナーによる軽重の差はあるが胴内排紙方式の複写機において複写速度を速くすると、トナー付着によるコピーの黒点状汚れが一層顕著な課題となっている。
【０００５】
さらに、感光体側からの問題点として、アモルファスシリコン感光体を用いた場合、ドラム周りの主帯電、転写、除電の各チャージャから発生するNOx やSOxなどの放電生成物がドラム表面に付着した状態で高湿環境に曝されると空気中の水分を吸着しドラム表面の静電潜像が乱れることによる画像流れを生ずる。さらにチャージャー類から発生するオゾンによってドラム表面が酸化劣化すると画像流れを助長しやすい。一方、Ｓｉ感光体ドラム以外の、例えば有機感光体を用いた場合、トナー成分が感光体ドラム表面にフィルミングすると、光感度、帯電能力が低下して地肌かぶりや画像濃度低下などを生じやすい。
【０００６】
このような問題点に対処するために、感光体ドラム表面を積極的に研磨し、常に感光体ドラム表面を清浄な状態に維持する必要があり、クリーニングブレードの上流側に、ウレタンゴム等の弾性体で構成されるクリーニングローラを設けて感光体ドラムよりも速い周速で、感光体ドラム回転方向の順方向に回転させたり、従動回転させたりしてドラム表面を摺擦・研磨させている。また、クリーニングローラはそれ自体のクリーニング作用以外に、感光体表面に残留したトナーや、トナー外添剤を介して感光体表面と摺擦することによって感光体を常に清浄な状態に維持している。その結果、画像流れ現象やフィルミング現象や、トナー付着の発生を防止している。
【０００７】
このように、胴内排紙の複写機においてもクリーニングローラを設けることが望ましいのであるが、クリーニングブレードと、トナー排出用のスパイラルの取付けスペースに加えてこのようなクリーニングローラを設けると感光体外周部にかなりの割合を占めることとなり複写機全体の大型化を招いてしまう。
また、別の対策としてクリーニングブレードをスラストさせて付着トナーのすり抜けを軽減させることも考えられるが、画像流れやフィルミングへの有効性は低く、またブレードと感光体のシール性が悪化して感光体側にトナーがこぼれ落ちてコピー汚れ、機内汚れなどを生ずるなどの問題がある。またスラストさせることによってブレードエッジ面が傷つきやすく装置の長寿命化に逆行している。
【０００８】
さらに、第２の問題として通常のクリーニング装置をそのまま感光体ドラムの上方に移動させた場合、クリーニングブレードに対して排出スパイラルが感光体回転の上流側に設けられているために、感光体自身の搬送作用のため、クリーニングトナーが上流側に配置された排出スパイラルの搬送が阻害され、クリーニングブレード上方に滞留してしまう。その結果、トナー凝集、トナーブロック等が発生し、排出作用自身が不充分となり最悪の場合には排出スパイラルがロックするなどの重大な不具合を生ずる場合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の第１の目的は、感光体上方において残留トナーを除去するクリーニング装置において、クリーニングブレードとクリーニングローラとトナー排出手段をコンパクトに収納し、装置全体を小型化したクリーング装置と画像形成装置を提供することである。
【００１０】
さらに本発明の第２の目的は、感光体上方において残留トナーを除去するクリーニング装置において、除去したクリーニングトナーを外部に排出するまでの間、トナー凝集、ブロッキングを生じさせずに速やかに排出するクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１１】
さらに本発明の第３の目的はクリーニングトナーを外部にこぼすことなく速やかに外部に排出できるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１２】
さらに本発明の第４の発明は、胴内排紙方式の画像形成装置において、複写速度の高速化を図ることである。
【００１３】
さらに本発明の第５の目的は、胴内排紙方式の画像形成装置において、画像流れ、フィルミング、トナー付着などを防止し、メンテサイクルの延長等を図ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、感光体ドラムの上側において感光体側に開口部を有するハウジングと、ハウジングの開口部において感光体ドラム回転方向の下流側に設けられたクリーニングブレードと、クリーニングブレードに対して感光体ドラム回転方向の上流側に設けられた、少なくともバイアス電圧を印加されないクリーニングローラとを有したクリーニング装置であって、クリーニングブレードの上方にはクリーニングトナーを排出するためのトナー排出手段が設けられるとともに、クリーニングブレードとトナー排出手段の中間には隔壁が設けられ、隔壁の端部とクリーニングローラの間に、クリーニングブレードまたはクリーニングローラにより感光体ドラムから除去されたトナーをトナー排出手段へ移動させるための空間が形成されていることを特徴とする。 請求項１の発明によれば、クリーニング装置を大型化することなく、感光体表面を清浄な状態に維持するクリーニングローラと感光体表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードとクリーニングトナーを外部に排出するトナー排出手段とをコンパクトに収納したクリーニング装置を提供する。特に、隔壁とクリーニングローラ間の空間を通じてクリーニングトナーを隔壁上側の排出手段側に速やかに流動させるとともに、隔壁によってクリーニングトナーが自重によって沈み込むのを防止しトナー排出手段によって速やかにクリーニングトナーをクリーニング装置外に排出することが可能となる。
【００１５】
さらに請求項１の発明は、前記トナー排出手段の回転領域の垂直方向から見た前記隔壁による有効遮蔽長Ａがトナー排出手段の回転直径に対して、３０％以上であることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、トナー排出手段側に移動したトナーの沈む込みを有効に防止する。
【００１６】
さらに請求項１の発明は、記隔壁の端部が前記トナー排出手段の中心軸の略下方に設けられていることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、搬送手段側に移動したトナーの沈む込みを特に有効に防止する。
【００１７】
さらに請求項２の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記トナー移動空間を形成する前記隔壁の端部と前記クリーニングローラの最近接距離が２ｍｍ以上であることを特徴とする。
請求項２の発明によれば、トナー移動空間上方へのトナーのせり上がりが良好に行なわれる。
【００１８】
さらに請求項３の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記クリーニングローラは前記感光体ドラムとの当接点において感光体ドラムと同方向に回転しており、その当接点よりもクリーニングローラ回転の下流側において、クリーニングローラの回転方向に対してカウンター方向でクリーニングローラと圧接するスクレーパを備えたことを特徴とする。
請求項３の発明によれば、クリーニングローラが感光体表面を摺擦してクリーニングローラ表面に移行し付着したトナーや、クリーニングブレードで除去されたクリーニングトナーの一部でクリーニングローラ表面に付着したトナーなどが、カウンタ当たりのスクレーパで有効にクリーニングローラから分離される。
【００１９】
さらに請求項４の発明は、請求項３に記載のクリーニング装置において前記スクレーパは前記クリーニングローラ表面のトナーをクリーニングローラと前記トナー排出手段の中間、若しくは搬送手段の回転領域への少なくとも１方向に掻き落とすことのできる方向に設けられていることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、スクレーパによってクリーニングローラから掻き落とされたトナーを、速やかにトナー排出手段の回転領域に送り込みクリーニング装置外部への排出を促進する。またクリーニングローラとトナー排出手段の中間に掻き落とされたトナーも、下方からせりあがってくるクリーニングトナーに遮られてそのままトナー搬送手段側に移動させられ、クリーニング装置外に排出される。
【００２０】
さらに請求項５の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において前記クリーニングローラと前記トナー排出手段の回転領域の最近接距離が３ｍｍ以下である事を特徴とする。
請求項５の発明によれば、スクレーパでクリーニングローラから掻き落とされたトナーを効率よくトナー排出手段側に移動させて、クリーニング装置外に排出する。
【００２３】
さらに請求項６の発明は請求項１に記載のクリーニング装置において
前記クリーニングローラがトナーを介在して感光体ドラムと当接し研磨ローラ若しくは摺擦ローラとして機能していることを特徴とする。
請求項６の発明によれば、感光体の表面を常に清浄な状態に維持することが
できる。
【００２４】
さらに請求項７の発明は請求項１乃至６のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
請求項７の発明によれば、感光体上方にクリーニング装置を設けた画像形成装置であっても、クリーニング装置の小型化が可能であるから、画像形成装置、感光体ドラムの小型化が容易になり、また感光体ドラム周りの現像、帯電、転写等の各手段の設置スペースの裕度が増し装置設計し易い。
【００２５】
さらに請求項８の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、原稿読取り部と、画像形成部を含む本体ハウジングと、原稿読取り部と、本体ハウジングとの中間部に設けられたシートスタック空間部と、画像形成部内の感光体側方部において用紙を略上方に搬送する用紙搬送路とを有することを特徴とする。
請求項８の発明によれば、画像形成装置、感光体ドラムの小型化が容易になり、また感光体ドラム周りの現像、帯電、転写等の各手段の設置スペースの裕度が増し装置設計し易い胴内排紙方式の画像形成装置が提供される。
【００２６】
さらに請求項９の発明は、請求項７又は８に記載の画像形成装置において前記感光体ドラムがアモルファスシリコン感光体であり、前記クリーニングローラの周速度は感光体ドラムの周速度よりも大きいことを特徴とする。
請求項９の発明によれば画像流れを生じやすいアモルファスシリコン感光体を用いた場合であっても、クリーニングローラとその表面に付着したクリーニングトナーによって感光体表面を研磨使用することが可能であり、さらにはクリーニングローラの周速度を感光体ドラムの周速度よりも大きくすることによって研磨作用がさらに増進される。
【００２７】
さらに請求項１０の発明は請求項７乃至９に記載の画像形成装置において前記トナーが磁性トナーであることを特徴とする。
請求項１０の発明によれば、先述した理由で非磁性トナーに比較して感光体表面のトナー付着による黒点状のコピー汚れを発生しやすい磁性トナーを用いた場合であっても感光体表面のトナー付着を効果的に除去することが可能であり、さらにコピー速度の高速化が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された装置本体の好適実施形態を添付図面を参照して更に説明する。図１はこの発明の第一の実施形態にかかる複写機１００の外観構成を示す斜視図である。図２は複写機１００の内部構成を示す正面図である。図３は原稿搬送部を不図示として、複写機１００の右側面から見た原稿カバーの開閉状態を示す模式図である。
図４、図５は複写機１００に使用されるクリーニング装置の内部構成、寸法を示す正面図である。
複写機１００は本体ハウジング１１とその上方の上ハウジング１１Ｕと、上ハウジングの上部に開平自在に載置された原稿搬送部１４で区画されている。本体ハウジング１１と上ハウジング１１Ｕの中間部には右側側面から略水平方向に内側に入り込んだシート材スタック空間部１２が形成されている。シート材スタック空間部１２には本体ハウジングから横方向に排出されるシート材を受け取り、積載する為の上シートトレイ１、下シートトレイ２が設けられている。
【００２９】
上ハウジング１１Ｕは画像読取り位置において原稿を露光して画像を読取るための露光部１５を内蔵しておりその上面には操作パネル１３や透明なガラス板からなる原稿載置板２１が配設されている。上ハウジング１１Ｕの上方には原稿画像を読み取るために原稿を画像読取り位置Ｒに搬送するための原稿搬送部１４が載置されている。原稿カバー１４ｄは図３に示すように機械奥側のヒンジ部９によ
って上ハウジング上に開平自在に支持されている。実線で示す閉位置において通常載置されており、破線で示す開位置まで開放することが可能である。複写機１００はシートスルー方式と原稿固定方式の２方式の原稿画像読取りを行なうことが可能である。まずシートスルー方式は閉状態の原稿搬送部１４によって画像読取り位置Ｒを通過している原稿を、画像読取り位置に対向して固定配置された露光部１５で画像読取りする方式である。さらに原稿固定型方式は、原稿搬送部１４を開状態とし、原稿載置板２１上面に原稿を載置し、露光部１５を移動させつつ画像読取りする方式である。本実施形態は、シートスルー方式に基づいた実施例として説明を行なう。
【００３０】
本体ハウジング１１は、下ハウジング１１Ｄとその上方の連結ハウジング１１Ｃに区画できる。下ハウジング１１Ｄは用紙の給紙部と、用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、用紙上のトナー画像を定着するための定着部を内蔵している。連結ハウジング１１Ｃは定着後の用紙を搬送してシート材スタック空間のシートトレイに向けて排出するための用紙搬送路を内蔵している。
【００３１】
上ハウジング１１Ｕの構成を図１、図２を元に説明する。
上ハウジング１１Ｕの手前側には操作パネル１３が備えられている。原稿搬送部１４は原稿給紙トレイ１４ａと原稿搬送部本体１４ｂと原稿排紙トレイ１４ｃと原稿カバー１４ｄを備えている。原稿排紙トレイ１４ｃは原稿カバー１４ｄ上面の一部に直付けで形成している。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙トレイ１４ａが配設され、原稿搬送路ｄの延長上の下流端には原稿排出トレイ１４ｃが配設されている。原稿読取り部本体１４ｂには原稿搬送路ｄに沿って原稿搬送方向の上流側から下流側にかけてピックアップローラ２２、搬送ローラ対２３とレジストローラ対２４、排出ローラ対２５が設けられている。搬送ローラ対２３は駆動ローラ２３ａと分離ローラ２３ｂから構成されている。分離ローラ２３ｂは回転負荷が所定トルクを下回る場合のみ駆動ローラ２３ａと逆方向に回転し、回転負荷が所定トルクを上回る場合には駆動ローラ２３ａと従動回転するようになっている。
【００３２】
レジストローラ対２４と排出ローラ対２５の間には画像読取り部Ｒが設けられている。画像読取り位置Ｒには原稿載置板２１への対向する向きにシェーディング補正用の白基準板２６と、白基準板２６の上方にあって白基準板２６を原稿載置板２１に押圧するための原稿押圧部２６ａとが設けられている。原稿搬送路ｄは搬送ローラ対２３から画像読取り位置Ｒに至る間において反転するように湾曲している。
【００３３】
原稿搬送路ｄの上流側から下流側に向けて各センサが設けられている。つまり、原稿給紙トレイ１４ａ中央部に原稿検知センサＳ１が設けられ、搬送ローラ対２３の下流側に給紙センサＳ２が設けられ、排出ローラ対２５の下流側に排出センサＳ３が設けらている。
【００３４】
原稿搬送部で原稿を搬送移動させつつ固定した露光ランプで原稿露光させるいわゆるシートスルー原稿読取り方式に基づいて以下の説明を進める。原稿給送トレイ１４ａに画像面を上向きにセットされたＭ枚の原稿は、ばね部材６ａによって上向きに付勢されたセット原稿押さえ部材６ｂによって所定の圧力でピックアップローラ２２に押しつけられる。操作パネル１３のコピー開始ボタンがオンされると図示しない１次給紙駆動手段によりピックアップローラ２２と搬送ローラ２３が回転駆動される。原稿給紙トレイ１４ａにセットされた原稿はピックアップローラ２２によって上面側から通常複数枚が搬送ローラ対２３に送られる。搬送ローラ対２３に送られた複数枚の原稿は分離ローラ２３ｂにより最上部の１枚のみが分離されてレジストローラ対２４に向けて搬送される。原稿先端が給紙センサＳ２によって検出されてから所定の距離だけ搬送された後、給紙駆動手段の作動停止により搬送ローラ対２３の駆動ローラ２３ａとピックアップローラ２２の回転駆動が停止され一次給紙が終了する。原稿はその先端がレジストローラ対２４のニップ部に押圧されかつその先端にたわみが形成された状態で停止させられる。
【００３５】
一次給紙が終了してから所定時間経過後、２次給紙が開始される。つまり図示しない２次給紙駆動手段の作動によりレジストローラ対２４が回転駆動される。原稿はレジストローラ対２４により画像読取り位置Ｒ及び排出ローラ対２５に向けて搬送させられた後、最終的には排出ローラ対２５によって原稿排出トレイ１４ｃ上に排出される。排出ローラ対の下流側に設けられた排紙センサＳ３により原稿の後端通過を検知したことによって原稿１枚の画像読取りの完了を検出するようになっている。排紙センサＳ３は原稿の給紙搬送完了毎に原稿枚数を計数するカウント機能を有しており、原稿セット検知センサＳ１が後続の原稿を検知していれば、２枚目以降の原稿搬送が続行される。原稿は画像読取り位置Ｒを通過する際に白基準板２６と原稿押圧部２６ａによって原稿載置板２１の表面を軽く押圧されながら搬送され、原稿画像面が原稿載置板を挟んで対抗する露光ランプ２７によって光走査されるようになっている。
【００３６】
次に、露光部１５について説明する。図２において、露光ランプ２７及び反射板２８と第１ミラー２９と第２ミラー３０と第３ミラー３１と集光レンズ３２とイメージセンサ、例えばライン型のＣＣＤ３３を備えている。露光ランプ２７と第１ミラー２９は第一キャリッジ（図示せず）上に搭載され、第２ミラー３０、第３ミラー３１は第二キャリッジ（図示せず）上に搭載されている。原稿読み取り時には、第一キャリッジが前記画像読み取り位置Ｒの直下に移動し、露光ランプ２７からの光照射光が原稿を露光する。照射光は第１ミラー２９、第２ミラー３０、第３ミラー３１、集光レンズ３２を通じてＣＣＤ３３に到達する。
ここに、原稿載置板２１上の原稿画像は露光部１５による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３３上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００３７】
引き続き２図を参照して、本体ハウジング１１を形成する下ハウジング１１Ｄと連結ハウジング１１Ｃの内、下ハウジングの構造について説明する。下ハウジング１１Ｄの下方の給紙部にはシートカセット３４と、画像形成部３６と、定着装置３７とが内蔵さている。シートカセット３４に収容されたシート材Ｐは繰り出しコロ３４ａにより１枚ずつ送り出される。下ハウジング１１Ｄの左側下方部には開閉可能な手差し給紙トレイ３５が備えられていて、この手差し給紙トレイ３５にセットされたシート材Ｐも繰り出しコロ３５ａにより１枚ずつ送り出される。
【００３８】
次に画像形成部について説明する。画像形成部３６において、感光体ドラム３８は正帯電性のアモルファスシリコン感光体ドラムであって、駆動時には図示した方向に２００ｍｍ／秒の速度で回転する。感光体ドラム３８の表面は５ＫＶの高電圧が印可されたメインチャージャー３９から発生したコロナ放電によって＋２５０Ｖに一様帯電した後、レーザースキャニングユニット４０からのビーム光の照射によって明電位＋１０Ｖと暗電位＋２５０Ｖの部分からなる静電潜像が形成される。更に感光体の回転によって静電潜像は現像位置にまで回転移動する。現像装置４１内部の現像ローラ４１ａの現像スリーブはステンレス製で内部に固定磁石を配している。ステンレス製の現像スリーブは感光体ドラムと３００μｍの間隙をもって、回転自在に支持されており、駆動時には感光体ドラムと同一方向に３６０ｍｍ／秒の速度で回転する。現像部４１内は、体積平均粒径９μｍ（コールターカウンターによるメジアン径）の正帯電の磁性トナーが充填されており、図示しない磁性ブレードで現像スリーブ表面にトナー薄層が形成される。現像ローラには＋１００Ｖの直流電圧と、周波数２ＫＨＺ、ピークツーピーク電圧２ＫＶの交流電界とが重畳した現像バイアス電圧が印可されている。現像領域まで搬送されたトナーはこの現像バイアスによってスリーブ表面から飛翔し感光体表面の露光部を現像する。
【００３９】
シートカセット３４或いは手差し給紙トレイ３５から１枚ずつ繰り出され搬送路３を通じて上方に搬送されてきた用紙は、感光体上のトナー画像がローラ転写部４２に接近するのに同期して、レジストローラ４で搬送タイミングが調整され、感光体ドラム３８と転写ローラ４２との間を搬送される。これによって、用紙先端とトナー画像部先端が一致してローラ転写部を通過することによってトナー画像中のトナーの大部分が用紙上に転移する。用紙上に転移せず感光体ドラム表面に残留した一部トナーは、最下流に設けられたクリーニング装置５０によって除去される。トナー像が転写された用紙は定着装置３７へ送られる。定着装置３７は熱ローラ３８ａ及び加圧ローラ３８ｂを有し、これらローラ対によってトナー像を用紙上に定着してコピー物が得られる。
【００４０】
定着ニップを通過した用紙はそのまま垂直方向の垂直搬送路４２に沿って上方に搬送される。垂直搬送路４２は連結ハウジング１１Ｃに入り搬送ローラ対４３を通過すると、右方向の水平搬送路４４と斜め上方の搬送路４５に分岐しており、その分岐箇所において用紙の搬送方向を振り分ける分岐爪４６が設けられている。２図においては用紙は水平搬送路４４へと進行方向を振り分けられ、下シートトレイ２上へと排出される。
【００４１】
次に、図４、図５によってクリーニング装置５０の内部構造を詳述する。
図４、図５はクリーニング装置５０の内部を機械正面側から眺めた正面図である。クリーニング装置５０は、感光体３８に向かって開口部を有した外装を形成するハウジング５１と、感光体表面を摺擦して清浄にする為のクリーニングローラ５２と、トナー排出手段としてのスパイラル５３と、感光体表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード５４と、トナー移動空間５５を除いてスパイラル５３とクリーニングブレード５４の間を封鎖する為の隔壁５６と、ローラ表面のトナーを掻き落とす為のスクレーパ５７と、ハウジング内部のクリーニングトナーを外部に漏らさないためのシールブレード５８とを基本的な構成としている。
【００４２】
クリーニングローラ５２は、ハウジング５１の図示しない前後側板に回転自在に軸支されている。感光体ドラム３８に当接しており、図示しない回転駆動手段により、感光体との当接面において感光体と同一方向に回転駆動されるが、その周速度は感光体周速度の１．２倍に制御されている。また、クリーニングローラ５２はＥＰＤＭゴムの発泡体でアスカＣ硬度５５°のものを使用し、直径１０ｍｍの金属シャフトの周囲に２．５ｍｍのスポンジ厚を有した構造となっている。クリーニングローラ５２はこれに限定するものではなくて、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良くアスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。
【００４３】
クリーニングローラ５２は感光体ドラム３８との当接面において同一方向に回転しており、その当接面よりもクリーニングローラ５２回転の下流側において、スクレーパ５７がクリーニングローラ５２の回転方向に対してカウンター方向でクリーニングローラに圧接している。スクレーパ５７は厚さ０．０５ｍｍのＳＵＳ３０４製の弾性プレートであって、その固定端はハウジング５１の図示しない前後側板に取り付けられた取り付けステー６０の曲げ部６０ａに貼り付けられている。さらに、感光体ドラム３８に圧接したスパイラル５７の自由端が固定端よりも下方に位置しており、スクレーパ５７がクリーニングローラ５２から掻き落としたトナーはスパイラル５３側に落下するようになっている。一部トナーはトナー移動空間５５付近にも落下するが、新たなクリーニングトナーがさらに下方のトナー移動空間からせり上がっているので、行き場を失ってスパイラル５３側へと移動し、さらに落ちこむことがなく隔壁５６上に支持されつつスパイラル５３でクリーニング装置の外部に排出される。
【００４４】
クリーニングローラ５２の感光体ドラム３８の回転方向の下流側には、ＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製であって、厚み２ｍｍのクリーニングブレード５４が感光体ドラム３８に当接した状態で、取りつけ金具５９を介してハウジング５１に固定保持されている。クリーニングブレードの自由端長は１０ｍｍであって、当接部における感光体への食い込み量は１．５ｍｍであり、その当接点において感光体接線方向に対して２２度の角度で取りつけられる。クリーニングブレード５４の感光体側への当接力は５ｇ／ｍｍに設定されている。クリーニングブレードで感光体から除去されたクリーニングトナーは、トナー移動空間５５の下方で滞留、成長するが、クリーニングローラ５２表面の回転搬送作用も手伝ってトナー移動空間５５を通じてさらに上方に流出し、スパイラル５３の回転に伴って隔壁５６によって下支えされつつクリーニング装置の外部に排出される。
【００４５】
ハウジング５１の各側板の内、感光体回転の下流方向側に位置し感光体に対向した側板５１ａがその先端部付近でハウジング内側に屈曲し、スパイラル５３の感光体対向面の一部を包み込むように延びることによって隔壁５６が形成されている。
本実施例では、隔壁５６の端部をスパイラル５３の中心軸の略下方にまで伸ばすことによって、スパイラル５３の回転領域外周部５３ａの垂直方向から見た有効遮蔽長Ａをスパイラル５３の回転径Ｂに対して５０％としている。この比率は３０％以上であることが望ましい。３０％以上であればトナー移動空間５５からせりあがってきたトナーをトナー移動空間下方にこぼすことなく速やかにスパイラル５３で装置外に搬送、排出することができる。
３０％未満で有れば、トナー移動空間下方へのトナーの沈み込みがやや多くなり、トナーが滞留気味となる。
【００４６】
トナー移動空間の水平長Ｃは本実施例では７ｍｍとしている。この水平長Ｃは２ｍｍ以上確保することが望ましい。２ｍｍ以上とすることで、トナーが滞留することなく、トナー移動空間上方へのトナーのせり上がりが良好に行なわれる。２ｍｍ未満で有れば、トナー移動空間上方へのトナーのせり上がりがやや不良となりトナーが滞留気味となることがある。
【００４７】
次に、クリーニングローラ５２とスパイラル５３の回転領域外周部５３ａの最近接距離Ｄは本実施例では１．５ｍｍとしている。この距離Ｄは３ｍｍ以内であることが望ましい。３ｍｍ以内とすることで、スクレーパ５７がクリーニングローラ５２から掻き落としたトナーの内、スパイラル５３側に直接落下する比率が増加しスパイラル５３によって速やかにトナーをクリーニング装置の外部に排出することができる。
【００４８】
スクレーパ５７は厚さ０．０５ｍｍのＳＵＳ３０４製の弾性プレートであって、その固定端はハウジング５１の図示しない前後側板に取り付けられた取り付けステー６０の曲げ部６０ａに貼り付けられている。本実施例では、スクレーパ５７の取り付け方向をクリーニングローラ５２表面の圧接点において接線方向としたが、これに限るものではなく、当接点において接線に対する角度を有していても良い。スクレーパ５７には０．０５ｍｍ厚以外に、０．０２〜２．０ｍｍ厚のものが使用できる。材質も弱磁性のＳＵＳ３０４に限定するものではなく非磁性のＳＵＳ板や、各種の樹脂製、金属製のブレード板、ゴムブレード板などが使用できる。
【００４９】
さらにハウジング５１の感光体回転の上流方向側に位置し感光体に対向した側板５１ｃにはシールブレード５８が感光体３８との当接点での接線に対して鋭角になるように取付けられている。
【００５０】
【発明の効果】
クリーニングローラ５２は感光体表面の残留トナーを一部はぎ取り除去したり、除去しないまでも機械的に攪乱することによって感光体から脱離しやすい、つまりクリーニング容易な状態とするとともにトナーから離脱した表面処理等を核としてトナー融着物が発生成長するのを、防止する効果を有する。さらには、感光体表面の残留トナーを介在して感光体表面を摺擦する状態において研磨作用を及ぼす事によって、感光体表面のトナーフィルミング層を除去したり、アモルファスシリコン感光体の場合には、オゾンによる表面劣化層を除去したりなどして感光体表面を常に清浄に維持することができる。さらに、クリーニングローラ下流側のスクレーパ５７によって、その表面の付着トナーが掻き落とされたクリーニングローラは清浄表面を回復するので、長期間その性能を維持することができる。
また、スクレーパ５７で掻き落とされたトナーは排出手段としてのスパイラル５３によって速やかにクリーニング装置の外部に排出される。クリーニングローラ５３でもクリーニングできなかった残留トナーはクリーニングブレード５４で完全に除去される。
【００５１】
クリーニングされたトナーはトナー移動空間５５の上方へせりあがり、スパイラル５３の回転領域内に進入し、隔壁５６で下方に沈み込まないように支えられスパイラル５３で速やかにクリーニング装置外に排出される。
【００５２】
本実施例では、クリーニングローラの周速度を感光体ドラムの周速度の１．２倍としたがこれに限定するものではなく１．０５乃至２．５の範囲のものが好適に用いられる。１．０５倍未満であればクリーニングローラによる感光体上のトナー付着物のクリーニング効果が低下することによる黒点状のコピー汚れや、トナーフィルミングや、アモルファスシリコン感光体での画像流れを生じやすい傾向となる。２．５倍を越えると、感光体の円滑な回転に対して支障を与え、回転ムラによるジッタを生じやすい。
【００５３】
感光体の上方に設けられたクリーニング装置において、クリーニングブレードとその上方のトナー排出のためのスパイラルの間の一部を隔壁で封鎖したことにより、発生したクリーニングトナーをブレード上部に滞留させることなく速やかに装置外に排出できる。また、スクレーパを、互いに近接したクリーニングローラとスパイラルの中間を向くような方向でカウンター当たりとさせることによって、クリーニングローラから掻き落としたトナーをスパイラルが受け取りやすくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００の外観構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００の内部構成を示す正面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００の右側面から見た原稿搬送部の開閉状態を示す模式図である。
【図４】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００に使用されるクリーニング装置の内部構成を示す正面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態にかかる複写機１００に使用されるクリーニング装置の内部を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 上シートトレイ
２ 下シートトレイ
６ａ ばね部材
６ｂ 原稿押さえ部材
９ ヒンジ部
１１ 本体ハウジング
１１Ｕ 上ハウジング
１１Ｃ 連結ハウジング
１１Ｄ 下ハウジング
１２ シート材スタック空間部
１３ 走査パネル
１４ 原稿搬送部
１４ａ 原稿給紙トレイ
１４ｂ 原稿搬送部本体
１４ｃ 原稿排紙トレイ
１４ｄ 原稿カバー
２１ 原稿載置板
２２ ピックアップローラ
２３ 搬送ローラ対
２３ａ 駆動ローラ
２３ｂ 分離ローラ
２４ レジストローラ対
２５ 排出ローラ対
２６ 白基準板
２６ａ 原稿押圧部
Ｒ 原稿読取り位置
Ｓ１ 原稿検知センサ
Ｓ２ 給紙センサ
Ｓ３ 排出センサ
２７ 露光ランプ
２８ 反射板
２９ 第一ミラー
３０ 第二ミラー
３１ 第三ミラー
３２ 集光レンズ
３３ ＣＣＤ
３４ シートカセット
３４ａ 繰り出しコロ
３６ 画像形成部
３７ 定着装置
３７ａ 熱ローラ
３８ｂ 加圧ローラ
３８ 感光体ドラム
３９ メインチャージャー
４０ レーザースキャニングユニット
４１ 現像装置
４１ａ 現像ローラ
４２ 垂直搬送路
４３ 搬送ローラ対
４４ 水平搬送路
４５ 搬送路
４６ 分岐爪
５０ クリーニング装置
５１ ハウジング
５１ａ 側板
５１ｂ 上側板
５１ｃ 側板
５２ クリーニングローラ
５３ スパイラル
５３ａ 回転領域外周部
５４ クリーニングブレード
５５ トナー移動空間
５６ 隔壁
５７ スクレーパ
５８ シールブレード
６０ 取り付けステー
Claims (10)
- 感光体ドラムの上側において感光体側に開口部を有するハウジングと、
ハウジングの開口部において感光体ドラム回転方向の下流側に設けられたクリーニングブレードと、
クリーニングブレードに対して感光体ドラム回転方向の上流側に設けられた、少なくともバイアス電圧を印加されないクリーニングローラとを有したクリーニング装置であって、クリーニングブレードの上方にはクリーニングトナーを排出するためのトナー排出手段が設けられるとともに、クリーニングブレードとトナー排出手段の中間には隔壁が設けられ、隔壁の端部とクリーニングローラの間に、クリーニングブレードまたはクリーニングローラにより感光体ドラムから除去されたトナーをトナー排出手段へ移動させるための空間が形成されており、
前記トナー排出手段の回転領域の垂直方向から見た前記隔壁による有効遮蔽長Ａがトナー排出手段の回転直径に対して、３０％以上であり、
前記隔壁の端部が前記トナー排出手段の中心軸の略下方に設けられていることを特徴とするクリーニング装置。 - 前記トナー移動空間を形成する前記隔壁の端部と前記クリーニングローラの最近接距離が２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニングローラは前記感光体ドラムとの当接点において感光体ドラムと同方向に回転しており、その当接点よりもクリーニングローラ回転の下流側において、クリーニングローラの回転方向に対してカウンター方向でクリーニングローラと圧接するスクレーパを備えたことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
- 前記スクレーパは前記クリーニングローラ表面のトナーをクリーニングローラと前記トナー排出手段の中間、若しくはトナー排出手段の回転領域への少なくとも１方向に掻き落とすことのできる方向に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニングローラと前記トナー排出手段の回転領域の最近接距離が３ｍｍ以下である事を特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニングローラがトナーを介在して感光体ドラムと当接し研磨ローラ若しくは摺擦ローラとして機能していることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
- 請求項１乃至６のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
- 原稿読取り部と、
画像形成部を含む本体ハウジングと、
原稿読取り部と本体ハウジングとの中間部に設けられたシートスタック空間部と、
画像形成部内の感光体側方部において用紙を略上方に搬送する用紙搬送路とを有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 - 前記感光体ドラムがアモルファスシリコン感光体であり、前記クリーニングローラの周速度は感光体ドラムの周速度よりも大きいことを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
- 前記トナーが磁性トナーであることを特徴とする請求項７乃至９に記載の画像形成装置。
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