JPH04220680A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等の電子写真方式の画像記録装置に用いられ
る感光体のクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像記録装置にお
いては、第５図に示すような電子写真カールソンプロセ
スを用いたプロセスユニット１０１が広く用いられてい
る。

【０００３】プロセスユニット１０１は、像担持体とし
ての感光体ドラム（以下、単にドラムと称する）２と、
ドラム２を一様に帯電させるための１次帯電器３と、画
像記録信号によって変調された図示しない光源からの光
線を、ドラム２上に走査露光し静電潜像を形成するため
露光用開口部４と、ドラム２上の静電潜像をトナーによ
り現像して可視像化するための現像装置５と、ドラム２
上のトナーを転写帯電器６により用紙Ｓに転写した後、
用紙Ｓに転写されずにドラム２上に残留したトナーを掻
き落とし回収するためのクリーニング装置１００とを主
な構成要素とする。

【０００４】クリーニング装置１００の一般的な構成と
しては、例えば特公昭５４−３４３４０号公報及び特公
昭５４−３６５０１号公報に開示されているように、ド
ラム２に当接してドラム２上の残留トナーを掻き落とす
ための弾性体ブレード１１２と、ブレード１１２により
掻き落とされた廃トナーが、こぼれないように軽い接触
圧でドラム２に当接するシール１１３と、廃トナーを収
納する廃トナー容器１１４とを備える。更に特公平１−
４９９４８号公報に開示されているように、廃トナーが
ブレード１１２近傍に堆積しないように、廃トナー容器
１１４に搬送するトナー搬送装置であるアジテータ１１
５と、収納した廃トナーが廃トナー容器１１４からブレ
ード１１２の近傍に逆戻りしないようにするための仕切
り板１１６を備える。また仕切り板１１６には、アジテ
ータ１１５により搬送されたトナーが、廃トナー容器１
１４中に入るための開口部１１７が設けられている。

【０００５】ブレード１２は、例えばゴム硬度６５乃至
７５度のポリウレタン系エラストマーを材料とし、厚さ
１．５乃至２．５ｍｍ、自由長８乃至１５ｍｍとなるよ
うに金属製の支持材に接着あるいは成形されており、ド
ラム２に対して接触圧が１５乃至４０ｇ／ｃｍとなるよ
うに当接されている。さて現像装置５に収納されている
トナーは、印字枚数に応じて消耗される。一方、転写さ
れなかった廃トナーはクリーニング装置１０内に収納さ
れる。また、ドラム２は印字プロセスを繰り返すうちに
帯電、露光特性が一般に徐々に劣化する。従来のドラム
では、例えば感光体としてＯＰＣ（有機感光体）を用い
た直径３０ｍｍのものでは、３０００枚から５０００枚
程度の寿命であった。このため、ある印字枚数ごとにこ
れらの消耗品を交換あるいは追加する必要が生じる。近
年、このための交換の手間を省いたり、交換時に廃トナ
ーがこぼれたりするのを防止するため、上記の各プロセ
ス手段を一体的に形成した、いわゆる一体型プロセスユ
ニットが多く用いられる。

【０００６】一体型プロセスユニットにおいては、ドラ
ムの寿命と、現像装置のトナー容量から決まるトナーの
寿命と、クリーニング装置の廃トナー容器の体積から決
まる寿命がほぼ一致するように設計されている。これら
の構成要素が寿命に達すると、プロセスユニット１を一
体的に新品と交換することで、交換時の便宜を図ってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような一体型のプロセスユニットでは、下記のような
問題点があった。

【０００８】第１に、近年感光体として用いられるＯＰ
Ｃ（有機感光体）の改良が進み、直径３０ｍｍのドラム
で印字枚数が１００００枚から２００００枚の長寿命の
ものが実用化されるようになった。印字枚数が１０００
０枚の場合に消費されるトナーは、現像方式によっても
異なるが、例えば一成分磁性トナー方式の場合、印字面
積率を５％とすると約６００グラムとなる。転写帯電器
によるトナーの用紙への転写効率は一般に７５％ないし
８５％であるため、約１２０グラムのトナーがクリーニ
ング装置中の廃トナー容器に収納される。廃トナーの体
積はトナーのかさ密度を０．５ｇ／ｃｃとすると約２４
０ｃｃとなる。

【０００９】ところが従来のクリーニング装置では、廃
トナー容器１４中に完全に廃トナーを満たすことはでき
ず、収納できる廃トナーは廃トナー容器１４の体積の４
０％乃至５０％が限界であった。

【００１０】そのため、現像装置のトナー容量や、クリ
ーニング装置の廃トナー容器の容量を長寿命化したドラ
ム寿命に合わせるには、従来の数倍の容積とする必要が
ある。従って、プロセスユニット１の容積が大型化し、
画像記録装置本体の小型化を困難にしていた。

【００１１】第２に、現像装置を交換せずに、トナーの
みをカートリッジ方式で追加できる構成のものは各種提
案されているが（例えば、特公昭６０−３５０６２号公
報）、廃トナーについては、カートリッジ方式で簡便に
廃棄できるものはこれまでに実用化されたものが少ない
。これは廃トナー容器開口部からの廃トナーのこぼれを
防止することが困難であることが主な理由となっている
。

【００１２】また、これらを改良したものとして、クリ
ーニング装置で回収した廃トナーをトナー搬送装置を用
いて、現像器側へ搬送し、トナーを再使用する、いわゆ
るトナーリサイクル方式のクリーニング装置もいくつか
提案されている。

【００１３】しかしながら、これらのトナーリサイクル
方式には、次のような問題点があった。

【００１４】まず、現像、転写工程を経て、クリーニン
グ装置に回収される廃トナーは、前記の工程中で粒子径
分布に変化を生じたり、トナーに外添される帯電制御剤
や流動性付与剤がトナー粒子から解離することがある。 このため、廃トナーは未使用のトナーと比べ、現像装置
における帯電特性が異なったものとなり、結果として、
現像特性や転写特性が異なり、画像品質を損なうことが
あった。

【００１５】更に、クリーニング装置から現像装置に廃
トナーを搬送する搬送装置や、現像装置中で新トナーと
廃トナーを攪拌混合するための機構が複雑な機構となり
、信頼性の低下やコスト的に高くなるという問題点があ
った。

【００１６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、クリーニング装置に収納される
廃トナーの体積を増加することにより、プロセスユニッ
トの長寿命化と小型化を実現することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のクリーニング装置は、像担持体上に残留した
現像剤（トナー）を掻き取る掻き取り部材と、前記掻き
取られた現像剤を収納するための開口部を有する収納容
器と、前記収納容器の一部あるいは内部に設けられ、前
記開口部を通して前記収納容器に収納された前記現像剤
を磁気力で保持する磁気的手段とよりなる。

【００１８】

【作用】上記の構成を有する本発明のクリーニング装置
においては、像担持体上に残留した現像剤は掻き取り部
材により掻き取られ、開口部から収納容器の中に収納さ
れる。収納された現像剤は磁気的手段により保持され、
再び外部に漏れることはない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。

【００２０】第１図は本発明を具体化したクリーニング
装置１０を用いた画像記録装置の概略構成図である。 尚、本実施例の画像記録装置においては、クリーニング
装置１０以外の部分については従来例と同一のため、同
一の符号を付し、その説明を省略する。

【００２１】クリーニング装置１０は、ドラム２に当接
してドラム２上の残留トナーを掻き落とすための弾性体
のブレード１２と、ブレード１２により掻き落とされた
廃トナーがこぼれないように軽い接触圧でドラム２に当
接するシール１３と、廃トナーを収納する廃トナー容器
１４と、廃トナーがブレード１２近傍に堆積しないよう
に、廃トナー容器１４に搬送するアジテータ１５と、炭
素鋼板等の磁性体からなり、収納した廃トナーが廃トナ
ー容器１４からブレード１２の近傍に逆戻りしないよう
にするための磁性仕切り板２５と、磁性仕切り板２５と
若干の隙間を開けて対向する位置に設けられた、四三酸
化鉄とＮｉ、Ｃｏ等の金属を焼成し着磁された、いわゆ
るフェライト系の永久磁石からなる磁石板２６とを備え
る。

【００２２】磁石板２６の表面での磁束密度は、１００
０乃至１３００ガウスに着磁されている。また磁性仕切
り板２５と磁石板２６との間の開口部１７には、磁石板
２６から磁性仕切り板２５に向けて磁力線による磁気シ
ールドＧが形成されている。本実施例においてはトナー
は磁性トナーを用いており、この磁性トナーの組成につ
いて、その一例を以下に述べる。

【００２３】トナーの主成分としてのバインダ樹脂には
、スチレンアクリル系共重合体を用い、バインダ樹脂４
０乃至６０重量比に対し、平均粒径が約１μｍ程度の四
三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４；マグネタイト）あるいはＭｎ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒなどの金属酸化物と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ
３）からなる、いわゆるフェライトの微粉末を３５乃至
６０重量比を混合し、さらに着色剤として黒トナーであ
ればカーボンブラック微粉末、カラートナーであれば、
各色用の顔、染料を微量混合する。さらに帯電制御剤と
して、負帯電性トナーであれば、モノアゾ染料の金属錯
体、アルキルサリチル酸の金属錯体、芳香族ジカルボン
酸の金属錯体、ホウ素含有アニオン化合物などを１乃至
４重量比添加して、加熱混練した後平均粒径約１０μｍ
に粉砕して粉体としてのトナーを得る。また、さらに粉
砕後のトナーに流動性付与剤として疎水性シリカをごく
微量外添する場合が多い。このようにして製造したトナ
ーの特性としては、かさ密度として、０．４乃至０．６
、磁気特性は磁束強度１０００エルステッドでの飽和磁
化が３０乃至６０ｅｍｕ／ｇ、保磁力は５０乃至３００
エルステッド程度である。

【００２４】次に作用を説明する。

【００２５】ドラム２上に残留した廃トナーは、シール
１３との当接部を通過した後、ブレード１２によりドラ
ム２上から除去される。除去された廃トナーは、矢印方
向に回転するアジテータ１５により開口部１７まで搬送
され、この開口部１７から廃トナー容器１４内に収納さ
れる。前述のように磁性仕切り板２５と磁石板２６との
間には磁気シールドＧが形成されており、磁石板２６の
表面磁束密度は１０００乃至１３００ガウスあるので、
磁気特性を持つ廃トナーは磁気シールドＧに沿って開口
部１７を覆う高さの穂立ちを形成する。このため、廃ト
ナー容器１４内の廃トナーは磁気シールドＧ部分のトナ
ーの穂立ちに遮られて、アジテータ１５側にあふれてく
ることがない。一方、ドラム２上から次々と除去される
廃トナーは、アジテータ１５により開口部１７の磁気シ
ールドＧ部分のトナー穂立ちを越えて廃トナー容器１４
内に搬送される。

【００２６】尚、廃トナー容器１４中での廃トナーの収
納は、図示しないが、画像記録装置本体で紙詰まり等の
トラブルが生じたときなどに外装置本体の筐体を開閉す
ることにより、プロセスユニットがクリーニング装置１
０を下方にして９０度傾けるように構成することで、外
開閉動作毎に廃トナー容器１４の内部に自重によって廃
トナーが溜るようにしてもよい。

【００２７】次に第２の実施例について第２図を参照し
て説明する。

【００２８】廃トナー容器４４の上部外壁には、永久磁
石からなる磁石板２８が設けられており、この磁石板２
８の表面磁束密度は、１０００乃至１３００ガウスに着
磁されている。一方、廃トナー容器４４の下部外壁には
、磁石板２８に垂直に対向した針状の磁性針２７が複数
本設けられており、磁性針２７の先端と磁石板２８の間
には磁気シールドＧが形成される。

【００２９】次に作用を説明する。

【００３０】廃トナーは、アジテータ１５により仕切り
板４６の開口部４７を通り、磁性針２７間をすり抜け廃
トナー容器４４の内部にまで搬送される。磁性針２７と
磁石板２８との間には磁気シールドＧが形成されている
ので、廃トナーは磁気シールドＧに捕捉される。開口部
４７からは、アジテータ１５により次々と廃トナーが廃
トナー容器４４中に入ってくるが、廃トナーは磁気シー
ルドＧによって補足されるので開口部４７から漏れるこ
とはなく、廃トナー容器４４の上部外壁近くまで収納す
ることができる。

【００３１】次に第３の実施例について第３図及び第４
図を用いて説明する。

【００３２】廃トナー容器５４の上部及び、下部外壁の
内側には、図示のように隣合う磁極の極性が異なる磁石
板２９、３０が設けられている。一方、磁石板２９、３
０の間には、ブレード１２の長手方向に、複数の互いに
離間した薄い磁石板３１が設けれられている。磁石板３
１の磁石板２９、３０に対向する部分は、磁石板２９、
３０の磁極の極性と異なる極性に着磁されており、両者
間は磁力線による磁気シールドＧが形成されている。

【００３３】第４図は、第３図におけるＡ−Ａ線断面図
である。

【００３４】磁石板３１は厚さが１乃至３ｍｍ程度で、
磁石板３１間の間隔は５乃至１５ｍｍ程度にされている
。磁石板２９、３０と磁石板３１の各々の対口部は、ブ
レード１２の長手方向にも互いに異なる極性に着磁され
て、磁気シールドＧを形成している。

【００３５】次に作用を説明する。

【００３６】廃トナーは、アジテータ１５により仕切り
板５６の開口部５７を経て廃トナー容器５４へ搬送され
、磁石板３１間をすり抜け廃トナー容器５４の内部にま
で搬送される。磁石板３１は、廃トナー容器の上下に配
置された磁石板２９、及び３０との間で磁気シールドＧ
を形成しているので、廃トナーは磁気シールドＧに捕捉
される。開口部５７からは、アジテータ１５により次々
と廃トナーが廃トナー容器中に入ってくるが、磁気シー
ルドによって、廃トナー容器５４の上部外壁近くまで収
納することができる。

【００３７】尚、第２，第３の実施例においても、第１
の実施例と同様に、廃トナー容器の上部にまで廃トナー
を収容するために、プロセスユニットが画像記録装置本
体の開放動作に応じて傾くことを利用してもよい。この
場合、画像記録装置本体が開放動作を終了し、通常通り
プロセスユニットがセットされた後も、廃トナー容器内
の廃トナーは、前記の磁気シールドによって廃トナー容
器中に捕捉されたままである。従って、従来例と比べて
、廃トナー容器の廃トナー収容量を大幅に拡大できる。

【００３８】以上、詳述したことから明らかなように本
実施例のクリーニング装置においては、収納された廃ト
ナーは磁気的に保持され、再び外部に漏れることはない
。よって廃トナー容器の内部を有効利用でき、廃トナー
容器の容積を増加させることなくプロセスユニットの長
寿命化と小型化に対応できる。

【００３９】尚、本発明は以上詳述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲の変更は
可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳述したことから明らかなように
本発明のクリーニング装置においては、収納された現像
剤は磁気的手段により保持され、再び外部に漏れること
はない。よって収納容器の内部を有効利用でき、収納容
器の容積を増加させることなくプロセスユニットの長寿
命化と小型化に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のクリーニング装置を適用した画
像記録装置の概略構成図である。

【図２】第２の実施例のクリーニング装置を適用した画
像記録装置の概略構成図である。

【図３】第３の実施例のクリーニング装置を適用した画
像記録装置の概略構成図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図５】従来のクリーニング装置を適用した画像記録装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

２　　感光体ドラム １０　　クリーニング装置 １２　　ブレード １４　　廃トナー容器 １７　　開口部 ２５　　磁性仕切板 ２６　　磁石板 ２７　　磁石針 ２８　　磁石板 ２９　　磁石板 ３０　　磁石板 ３１　　磁石板 ４０　　クリーニング装置 ４４　　廃トナー容器 ４７　　開口部 ５０　　クリーニング装置 ５４　　廃トナー容器 ５７　　開口部 １００　　クリーニング装置 １１２　　ブレード １１４　　廃トナー容器 １１７　　開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　像担持体上に残留した現像剤を回収す
   るためのクリーニング装置であって、像担持体上に残留
   した現像剤を掻き取る掻き取り部材と、前記掻き取られ
   た現像剤を収納するための開口部を有する収納容器と、
   前記収納容器の一部あるいは内部に設けられ、前記開口
   部を通して前記収納容器に収納された前記現像剤を磁気
   力で保持する磁気的手段とよりなることを特徴とするク
   リーニング装置。