JPH11282321A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーの流動性が低下した場合であっても、
安定したクリーニング機能を確保しつつ、高いトナー搬
出能力を発揮することができるクリーニング装置を提供
すること。 【構成】 外部にトナーを搬出するトナー搬送スクリュ
ー（搬出機構）９−４を有するクリーニング装置９にお
いて、温度により可逆変形する変形部材９−１１を前記
トナー搬送スクリュー９−４の近傍に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機や
光プリンタ等の画像形成装置において静電帯電している
トナーを像担持体より除去するためのクリーニング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用する複写機や光プリ
ンタ等の画像形成装置においては、図７に示すように像
担持体（以下、感光ドラムと称する）１上の静電粒子
（以下、トナーと称する）を感光ドラム１から除去する
ためのクリーニング装置９が設けられているが、このク
リーニング装置９としては感光ドラム１にクリーニング
手段（以下、クリーニングブレードと称する）９−２を
当接させてトナーを感光ドラム１から除去するものが一
般に広く知られている。

【０００３】斯かるクリーニング装置には主としてクリ
ーニングブレードが用いられているが、他に補助的機構
としてスポンジローラ、磁気ブラシ等を用いているもの
もある。

【０００４】磁気ブラシを用いたクリーニング装置にお
いては、クリーニングブレードで感光ドラム表面より除
去したトナーが磁気ブラシに供給され、該磁気ブラシに
対して余分なトナーはクリーニング装置内部に設けられ
たトナー搬送スクリューによってクリーニング装置外へ
搬送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
ように、クリーニング装置９から余剰トナーを装置外へ
搬出する搬出機構であるトナー搬送スクリュー９−４付
近で「トナーのブリッジ」（図７において網目にて示
す）という現象が発生するが、この現象のためにクリー
ニング装置９内のトナー搬送スクリュー９−４までトナ
ーが及ばす、トナーの排出が不可能となるという問題が
あった。そして、その後にクリーニング装置９内よりト
ナーが溢れるという問題にまで発展する。

【０００６】「トナーのブリッジ」という現象はトナー
が凝集する場合に発生するものであって、例えばトナー
搬送スクリュー９−４の上部にトナーが文字通り橋を形
成し、その橋によってトナー搬送スクリュー９−４への
トナーの落下が防がれる。尚、この「トナーのブリッ
ジ」は例えばクリーニング装置９−４のクリーニング容
器９−１の内壁等を足掛かりとして発生する。

【０００７】而して、トナーの凝集度はその使用環境等
においても大きく左右され、静電的な凝集は環境の湿度
に依存する。又、トナーの粉体特性により支配的な場合
には、トナーの凝集度は環境の温度に大きく依存するこ
とが分かっている。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、トナーの流動性が低下した場
合であっても、安定したクリーニング機能を確保しつ
つ、高いトナー搬出能力を発揮することができるクリー
ニング装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、外部にトナーを搬出する搬
出機構を有するクリーニング装置において、温度により
可逆変形する変形部材を前記搬出機構の近傍に設けたこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記変形部材を熱膨張率の異なる２種類以
上の金属を組み合わせたバイメタルで構成したことを特
徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、クリーニング装置は凝集度が温度に
より変化するトナーを除去することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１３】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係るクリーニング装置を備える画像形成装置要部
の断面図である。

【００１４】図１において、１は図示矢印方向に回転す
る像担持体としての感光ドラムであり、これは公知のよ
うにアルミドラムのような内周側に設置された導電性支
持体とその上又は外周に設けられた光導電層とで構成さ
れている。

【００１５】又、帯電装置２は上記感光ドラム１を一次
帯電処理するものであって、これは図示例ではスコロト
ロンチャージャーで構成されている。この帯電装置２の
ドラム回転方向下流側には公知の不図示の露光部が設け
られており、該露光部からの露光Ｌにより感光ドラム１
に静電潜像が形成される。更に、その下流には現像器３
が設けられており、この現像器３には内部に磁界発生手
段を有する現像ローラ４が設けられている。この現像ロ
ーラ４は、現像器３の内部に貯蔵されているトナー５を
摩擦帯電するとともに、感光ドラム１表面の静電潜像に
対してトナーを供給する。尚、トナー５は一成分磁性ト
ナーであって、その体積抵抗値は１０⁶Ωｃｍ〜１０¹²
Ωｃｍである。

【００１６】現像器３の下流側には転写ガイド６と転写
分離装置７が配置されており、転写ガイド６によって転
写分離装置７と感光ドラム１の間に転写紙８が誘導され
る。

【００１７】上記転写分離装置７はコロナ放電を利用し
てトナー５の感光ドラム１から転写紙８への転写及びト
ナー５の載った転写紙８の感光ドラム１からの分離を補
助するものである。尚、転写に利用するコロナ放電はト
ナー５と逆極性のものであり、分離に利用するコロナ放
電はトナー５と同極性のものである。

【００１８】又、上記転写ガイド６と転写分離装置７の
ドラム回転方向最下流側には本発明に係るクリーニング
装置９が設けられており、このクリーニング装置９は転
写後に感光ドラム１上に残留するトナーを回収するもの
である。

【００１９】上記クリーニング装置９の詳細は図２に示
されるが、このクリーニング装置９はクリーニングブレ
ード９−２を有しており、このクリーニングブレード９
−２を感光ドラム１へ当接させて感光ドラム１表面の転
写残トナーを剥ぎ取り、剥ぎ取った転写残トナーをトナ
ー搬送スクリュー９−４によって画像形成装置内の不図
示の廃トナーボックスへ回収する。

【００２０】上記トナー搬送スクリュー９−４にトナー
が供給される経路について説明すると、感光ドラム１上
に載った転写残トナーはクリーニングブレード９−２に
よって掻き取られ、クリーニングローラ（マグネットロ
ーラ）９−５上に付着したトナーがクリーニングローラ
９−５の回転により図２の左側のドクターローラ９−６
側へ搬送される。ここで、トナーはトナーバッファー部
材９−８によって堰止められて一時的に滞留し、その
後、トナーバッファー部材９−８の隙間からトナー搬送
スクリュー９−４に向かって落下する。尚、ドクターロ
ーラ９−６は非磁性丸棒で構成されており、これ自体の
回転による搬送能力は低く、クリーニングローラ９−５
とドクターローラ９−６及びトナーバッファー部材９−
８により形成された窪みにトナー溜りが形成される。

【００２１】上記トナー溜りは、クリーニングローラ９
−５表面に拘束されるトナー量を安定させ、最終的には
感光ドラム１の表面に一様なトナーコートを形成する。
そして、その感光ドラム１上にコートされたトナーは、
当接しているクリーニングブレード９−２とのニップ下
流に供給され、一様なクリーニングブレード９−２の滑
り性を確保している。このため、トナー溜りはトナーコ
ートを安定させ、クリーニングブレード９−２の「めく
れ」や「ビビリ」等を防止する重要な役目を果たす。

【００２２】ここで、トナー溜りの量の適正値について
説明すると、基本的には常に略連続的にトナーがトナー
溜りに供給されている以上、クリーニングローラ９−５
の長手（３３ｃｍ）に亘って合計で３〜４ｇもあれば十
分である。これはトナーの凝集度が低く（流動性が良
く）、このようなトナーが長手方向に均一に存在してい
るからである。この場合のトナーの凝集度は１０〜２０
％である。凝集度の測定方法については後述する。

【００２３】トナーの凝集度はトナーの使用環境により
異なる場合が多く、本実施の形態では特に温度依存性が
大きく、環境温度との関係は図５に示される。ここで、
凝集度が大きい場合にはトナー溜りのトナーは長手方向
の均一性に欠け、クリーニングローラ９−５のコートは
不安定なものとなる。

【００２４】一方、トナー搬送スクリュー９−４周りの
トナーのブリッジに関しては、トナーの凝集度が高い場
合にはブリッジが発生し易くなる。これは１つには、ト
ナーの凝集体がトナー搬送スクリュー９−４の回転に連
れ回るようになり長手方向搬送時にクリーニング容器９
−１の内壁に頻繁に衝突するようになること、もう１つ
には、トナーがクリーニング容器９−１の内壁に付着し
易くなるためである。これら２点のために「トナーのブ
リッジ」の発生が促進され、「トナーのブリッジ」が発
生し易くなる。これを防止するのに最も直接的な手段を
本発明は選択することとした。その手段とは、トナーの
凝集度が高い場合には、搬送スクリュー９−４へトナー
を供給しないこととすることである。

【００２５】上記２つの条件、即ちクリーニングローラ
９−５のトナーコート安定化及び「トナーのブリッジ」
の発生防止を満足させるために、トナーの凝集度変化が
温度特性を有することを加味し、図３及び図４に示す構
成を採用することとした。尚、図３はトナーバッファー
部材９−８周りの斜視図、図４はトナーバッファー部材
９−８の支持部の拡大断面図である。

【００２６】図４に示すように、トナーバッファー部材
９−８は温度によって可逆変形する変形部材９−１１を
介して支柱９−７に傾動自在に支持されている。ここ
で、変形部材９−１１はアンバーと青銅のバイメタルで
構成されており、雰囲気温度が４０℃未満のときはトナ
ーバッファー部材９−８のなす角θが１５°となる（ト
ナーバッファー材９−８が下ガイド９−１０で固定され
ているため）が、雰囲気温度が４０℃を超えるとトナー
バッファー部材９−８は垂直方向にその角度を変え、雰
囲気温度が５０℃以上の場合にはトナーバッファー部材
９−８が上ガイド９−９に当接して角θが７０°とな
る。

【００２７】以上の結果、雰囲気温度が４０℃を超えた
場合にはトナー溜りが多くなり、クリーニングローラ９
−５のトナーコート安定性が図られるとともに、「トナ
ーのブリッジ」の発生が防がれる。これに対して、雰囲
気温度が４０℃未満の場合にはトナー溜りは少なくな
り、仮にその前にトナー溜りが多かった場合には余剰ト
ナーをトナー搬送スクリュー９−６に落下させることが
できる。そして、このときに落ちるトナーの凝集度は低
く、「トナーのブリッジ」は発生しない。

【００２８】尚、クリーニング装置９の雰囲気温度は主
に両面に画像形成をしている場合等に著しく上昇して５
２℃まで上昇するが、それ以外のときは３５℃前後であ
る５２℃まで上昇することは一時的なもので、通常の使
用状態においては、この温度が続くのはせいぜい３０分
間が限度である。そして、角θ＝７０°の場合に溜めら
れるトナーの量は１５ｇ程度であり、３０分間連続して
画像形成された場合においてもトナー溜りに供給される
トナーは１０ｇ程度であることから、この間トナー搬送
スクリュー９−４にトナーが供給されることは殆どな
い。

【００２９】以上のように、本実施の形態によれば、
「トナーのブリッジ」をクリーニングブレード９−２の
「ビビリ」や「めくれ」を発生させないで防ぐことがで
きる。

【００３０】ここで、トナーの凝集度測定方法を以下に
示す。

【００３１】先ず、直径１００ｍｍの円形の篩を３つ重
ね、上からＪＩＳ規格で６０メッシュ、１００メッシ
ュ、２００メッシュでメッシュからメッシュまでの間隔
が２０ｍｍであるように設定し、篩の束を振動発生機の
上に置き、５０Ｈｚの振動数、０．７ｍｍの振幅で上下
方向に振動させる。この設定の下、篩の束の上に被検ト
ナーを５．０ｇ置き、１５秒間振動を加える。１番上の
篩に残ったトナーの重量をＭ１、２番目の篩に残ったト
ナーの重量をＭ２、１番下の篩に残ったトナーの重量を
Ｍ３として、それぞれＭ１，Ｍ２，Ｍ３各々の値を以下
の演算式に代入して凝集度を百分率で表す。

【００３２】 凝集度（％）＝Ｍ１＊２０＋Ｍ２＊１２＋Ｍ３＊４ ＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形態２を図６に
基づいて説明する。尚、図６は本発明の実施の形態２に
係るクリーニング装置の断面図であり、本図においては
図２に示したと同一要素には同一符号を付しており、以
下、それらについての説明は省略する。

【００３３】前記実施の形態１はクリーニングローラ９
−５におけるトナーのコート性を特に重視した場合に適
用可能である。

【００３４】これに対し、以下に示す本実施の形態２は
実施の形態１に記載した装置の使用環境において特にク
リーニング装置９に係る熱量が多くなる時間が装置の使
用延べ時間に対して極めて短い場合について示す。

【００３５】本実施の形態においては、図６に示すよう
に、トナーバッファー部材９−８の非変形部はクリーニ
ング容器９−１の内壁に固定されており、ドクターロー
ラ９−６への当接部材９−１２のみが変形し、温度が４
０℃を超えた場合にドクターローラ９−６へのスクレー
パは図示のスクレーパ９−１３のみとなる。尚、スクレ
ーパ９−１３は温度等の変化によらず常に当接してい
る。温度により可逆変形する変形部材としての当接部材
９−１２は実施の形態１と同様にバイメタルで構成され
ており、４０℃未満の温度においてはドクターローラ９
−６に当接しているが、９０℃以上の温度の場合にはド
クターローラ９−６と離れて隙間ができ、この隙間から
トナーが摺り抜け、この摺り抜けたトナーはスクレーパ
９−１３で掻き取られ、トナー搬送スクリュー９−４の
左側（搬送スクリュー９−４の回転方向上流側）に落下
する。

【００３６】クリーニング装置９の環境温度が４０℃未
満の場合はドクターローラ９−６上のトナーは当接部材
９−１２によりスクレープされ、その後、当接部材９−
１２に形成された孔を通ってトナー搬送スクリュー９−
４の左側へ落下する。

【００３７】以上において、クリーニング装置９内の環
境温度によりトナー搬送スクリュー９−４に対する落下
位置が異なり、これにより図７に示したトナーのブリッ
ジの発生の可能性を実施の形態１に比して簡易に低く抑
えることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、外部にトナーを搬出する搬出機構を有するクリ
ーニング装置において、温度により可逆変形する変形部
材を前記搬出機構の近傍に設けたため、トナーの流動性
が低下した場合であっても、クリーニング装置は安定し
たクリーニング機能を確保しつつ、高いトナー搬出能力
を発揮することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るクリーニング装置
を備える画像形成装置要部の断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係るクリーニング装置
の断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係るクリーニング装置
のトナーバッファー部材の周りの斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係るクリーニング装置
のトナーバッファー部材の支持部の拡大断面図である。

【図５】環境温度とトナーの凝集度都の関係を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態２に係るクリーニング装置
の断面図である。

【図７】従来のクリーニング装置の断面図である。

【符号の説明】

９ クリーニング装置 ９−２ クリーニングブレード ９−４ トナー搬送スクリュー（搬出機構） ９−５ クリーニングローラ ９−６ ドクターローラ ９−７ 支柱 ９−８ トナーバッファー部材 ９−９ 上ガイド ９−１０ 下ガイド ９−１１ 変形部材 ９−１２ 当接部材（変形部材） ９−１３ スクレーパ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部にトナーを搬出する搬出機構を有す
   るクリーニング装置において、 温度により可逆変形する変形部材を前記搬出機構の近傍
   に設けたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 前記変形部材は熱膨張率の異なる２種類
   以上の金属を組み合わせたバイメタルで構成されること
   を特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 【請求項３】 凝集度が温度により変化するトナーを除
   去することを特徴とする請求項１又２記載のクリーニン
   グ装置。