JP2000352914A - クリーニング装置とプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 端部シールを感光体に強圧することなく回収
トナーの漏出を確実に防ぐことができるクリーニング装
置を提供すること。 【構成】 クリーニング容器１１に配設されたクリーニ
ングブレード（クリーニング手段）２８によって回収し
たトナーのクリーニング容器１１側方からの漏れを防ぐ
ための端部シール２７を配設したクリーニング装置にお
いて、前記端部シール部材２７を、高電圧の静電気を利
用して毛羽を固着した静電植毛部材２７ａと弾性部材２
７ｂとを貼り合わせて２層構造として構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーニング装置
とこれを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置
に関する。

【０００２】ここで、画像形成装置には、電子写真画像
形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複
写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリン
タ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプ
ロセッサ等が含まれる。

【０００３】又、プロセスカートリッジとは、帯電手段
とクリーニング手段及び感光ドラム又はクリーニング手
段と感光ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形
成装置本体に対して着脱自在に構成されたものを言う。

【０００４】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成方式を用いた画
像形成装置においては、感光ドラムとこれに作用するプ
ロセス手段を一体的にカートリッジ化してプロセスカー
トリッジとし、このプロセスカートリッジを画像形成装
置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されて
いる。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置の
メンテナンスをサービスマンによらないでユーザー自身
で行うことができるため、格段に操作性を向上させるこ
とができる。このため、このカートリッジ方式は画像形
成装置において広く用いられている。

【０００５】ところで、電子写真感光体の寿命が延びて
プリント可能枚数が増えると、供給能力に制限が生じる
現像手段を独立な現像ユニットとし、この現像ユニット
とプロセス手段である感光ドラム、帯電手段及びクリー
ニング手段を一体化して構成されるプロセスカートリッ
ジとを分け、これらの現像ユニットとプロセスカートリ
ッジの装置本体への着脱メンテナンスを容易化するとと
もに、それぞれに対して主要部品の寿命に即した使い方
をするようになってきている。

【０００６】而して、プロセスカートリッジにおいて
は、クリーニングによって発生した廃現像剤（廃トナ
ー）は電子写真感光体の寿命に見合った十分な容積を有
するクリーニング容器内に蓄えられ、蓄えられた廃現像
剤はプロセスカートリッジ交換時に取り除かれる。

【０００７】クリーニング装置としては、ウレタンゴム
等の弾性部材から成るクリーニングブレードのエッジを
感光ドラムに圧接して該感光ドラム上の残留トナーを掻
き取る構成のものが小型でコストの面で有利であり、ト
ナー除去機能も優れているために従来から広く実用化さ
れている。このクリーニング装置は、通常方形の開口部
を備えたケーシングの前記開口部を感光ドラムに対向さ
せ、該開口部の１つの縁部にクリーニングブレードをそ
のエッジが感光ドラムに圧接されるように配設し、転写
後にクリーニング位置に到来する残留トナーを掻き落と
すよう構成されている。

【０００８】ところで、このようなクリーニング装置の
構成においては、図６〜図８（図には一方のみを図示し
ている）に示すように、クリーニングブレード２８のエ
ッジの長手方向延長部位に位置するクリーニング容器１
１の開口部２６の縁には、回収トナーの漏れ出しを防止
するための端部シール３０が配設されており、この端部
シール３０をクリーニングブレード２８の側面と感光ド
ラム表面に当接するように配設することによって、クリ
ーニングブレード２８の横からのトナーの漏れを阻止し
ている。尚、端部シール３０の材質としては、ウレタン
フォーム、不織布等が一般的に使用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光ド
ラムの寿命化が進んで長期の使用が可能となると、該感
光ドラムへの端部シール３０の当接が長期になり、端部
シール３０の当接力が低下したり、端部シール３０の表
面性が粗いために該端部シール３０への回収トナーの進
入量が多くってクリーニング装置内に溜め込んだ回収ト
ナーが図６及び図８に示す経路Ｃを通って外部に漏出す
ることがあった。

【００１０】ところで、シール機能を高めるために端部
シールを感光ドラムに強圧することも考えられるが、こ
のようにすると感光ドラムの回転トルクが上昇したり、
端部シールの感光ドラムへの当接圧劣化が進み易くな
る。特に、高湿環境下では端部シールが感光ドラム上に
トナーを押圧して該トナーの融着を発生させてしまう。

【００１１】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、端部シールを感光体に強圧す
ることなく回収トナーの漏出を確実に防ぐことができる
クリーニング装置とプロセスカートリッジ及び画像形成
装置を提供することにある。

【００１２】

【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、クリーニング容器に配設さ
れたクリーニング手段によって回収したトナーのクリー
ニング容器側方からの漏れを防ぐための端部シールを配
設したクリーニング装置において、前記端部シール部材
を、高電圧の静電気を利用して毛羽を固着した静電植毛
部材と弾性部材とを貼り合わせて２層構造として構成し
たことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記静電植毛部材の毛羽の毛長を０．３ｍ
ｍ〜３ｍｍとしたことを特徴とする。

【００１４】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、前記静電植毛部材の毛羽を化学合成
繊維で構成したことを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記静電植毛部材の表面にシリ
コーン系処理を施したことを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の発明は、クリーニング容器
に配設されたクリーニング手段によって回収したトナー
のクリーニング容器側方からの漏れを防ぐための端部シ
ールを配設し、該端部シール部材を、高電圧の静電気を
利用して毛羽を固着した静電植毛部材と弾性部材とを貼
り合わせて２層構造として構成して成るクリーニング装
置を含んでプロセスカートリッジを構成したことを特徴
とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、クリーニング容器
に配設されたクリーニング手段によって回収したトナー
のクリーニング容器側方からの漏れを防ぐための端部シ
ールを配設し、該端部シール部材を、高電圧の静電気を
利用して毛羽を固着した静電植毛部材と弾性部材とを貼
り合わせて２層構造として構成して成るクリーニング装
置を有するプロセスカートリッジを、装置本体に着脱可
能に装填して画像形成装置を構成したことを特徴とす
る。

【００１８】

【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。

【００１９】先ず、画像形成装置Ａの全体構成を図１に
基づいて説明する。尚、図１は本発明に係る画像形成装
置Ａの概略構成を示す縦断面図である。

【００２０】本実施の形態に係る画像形成装置Ａは４色
フルカラーのレーザービームプリンタであり、第１の像
担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ド
ラムと称する）１を備えている。この感光ドラム１は不
図示の駆動手段によって図１の矢印方向（反時計方向）
に回転駆動される。そして、この感光ドラム１の周囲に
は、その回転方向に従って順に、感光ドラム１表面を均
一に帯電する帯電装置２、画像情報に基づいてレーザー
ビームを照射することによって感光ドラム１上に静電潜
像を形成する露光装置３、静電潜像にトナーを付着させ
て該静電潜像をトナー像として現像する現像装置４、感
光ドラム１上のトナー像が１次転写される第２の像担持
体としての転写装置５、一次転写後の感光ドラム１表面
に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６等
が配設されている。

【００２１】ここで、感光ドラム１と帯電装置２及びク
リーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセ
スカートリッジＢを構成しており、このプロセスカート
リッジＢは画像形成装置Ａの本体に対して着脱可能に構
成されている。

【００２２】又、画像形成装置Ａには、第３の像担持体
としての記録媒体Ｓを転写装置５に向けて給送するとと
もに搬送する給搬送装置７、２次転写後の記録媒体Ｓに
トナー像を定着させる定着装置８が配設されている。

【００２３】次に、感光ドラム１、帯電装置２、露光装
置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、
給搬送装置７及び定着装置８についてそれぞれ以下に詳
しく説明する。

【００２４】感光ドラム１は、直径約４７ｍｍのアルミ
ニウムシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光
体）を塗布して構成され、その両端部は不図示の支持部
材によって回転自在に支持されている。そして、この感
光ドラム１は、その一端部に不図示の駆動モータからの
駆動力の伝達を受けることによって図示矢印方向に回転
駆動される。

【００２５】帯電装置２としては、例えば特開昭６３−
１４９６６９号公報に示すような所謂接触帯電方式のも
のを使用することができる。この帯電装置２はローラ状
に形成された導電性ローラで構成されており、この導電
性ローラ２を感光ドラム１表面に当接させるとともに、
該導電性ローラ２に不図示の電源によって帯電バイアス
電圧を印加することによって感光ドラム１の表面が一様
に帯電される。

【００２６】露光装置３は、ポリゴンミラー３ａを有
し、このポリゴンミラー３ａには不図示のレーザーダイ
オードによって画像信号に対応する画像光が照射され
る。ポリゴンミラー３ａは不図示のスキャナーモータに
よって高速で回転駆動され、反射した画像光を結像レン
ズ３ｂ、反射ミラー３ｃ等を介して帯電済の感光ドラム
１表面を選択的に露光して該感光ドラム１上に静電潜像
を形成する。

【００２７】現像装置４は、軸４ｄを中心として割出回
転可能な回転体４ａと、該回転体４ａに搭載された４個
の現像器、即ちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
の各色トナーをそれぞれ収納した現像器４Ｙ，４Ｍ，４
Ｃ，４Ｂｋを備えている。感光ドラム１上の静電潜像の
現像時には、その静電潜像に付着すべき色の所定の現像
器（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ）が現像位置に配置され
る。即ち、所定の現像器（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ）
が回転体４ａの割出回転によって感光ドラム１に対向し
た現像位置に静止した後、その現像器（４Ｙ，４Ｍ，４
Ｃ，４Ｂｋ）の現像スリーブ４ｂが感光ドラム１に対し
て微少間隙（３００μｍ程度）をもって対向するように
位置決めされて感光ドラム１上の静電潜像が現像され
る。この現像は次のようにして行われる。

【００２８】即ち、現像する色に対応する現像器（４
Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ）の容器内のトナーを送り機構
によって塗布ローラ４ａへ送り込み、回転する塗布ロー
ラ４ａ及びトナー規制ブレード４ｃによって、回転する
現像スリーブ４ｂの外周にトナーを薄層塗布して該トナ
ーに電荷を付与（摩擦帯電）する。この現像スリーブ４
ｂと静電潜像が形成された感光ドラム１との間に現像バ
イアスを印加することによって、静電潜像にトナーを付
着させて該静電潜像をトナー像として現像する。又、各
現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋの現像スリーブ４ｂ
は、各現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋが現像位置に配
置されたときに画像形成装置Ａに設けられた不図示の各
色現像用高圧電源に接続され、各色の現像毎に選択的に
電圧が印加される。尚、各現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４
Ｂｋは回転体４ａに対してそれぞれ個別に着脱可能に構
成されている。

【００２９】第２の像担持体としての転写装置５は、感
光ドラム１から１次転写されて順次重ねられた複数のト
ナー像を一括して記録媒体Ｓに２次転写するものであ
り、これは矢印Ｒ５方向に走行する中間転写ベルト５ａ
を備えている。本実施の形態では、中間転写ベルト５ａ
は周長約４４０ｍｍのベルトであり、駆動ローラ５ｂと
２次転写対向ローラ５ｃ及び従動ローラ５ｄの３本のロ
ーラに掛け渡されている。そして、この中間転写ベルト
５ａは、駆動ローラ５ｂの回転によって矢印Ｒ５方向に
走行する。

【００３０】又、従動ローラ５ｄに近接して中間転写ベ
ルト５ａを感光ドラム１に押圧する位置と中間転写ベル
ト５ａが感光ドラム１から離れる位置に移動可能な押え
ローラ５ｊが設けられている。

【００３１】更に、中間転写ベルト５ａの外側の所定位
置には、中間転写ベルト５ａの表面に接離可能なクリー
ニングユニット５ｅが設けられており、このクリーニン
グユニット５ｅは、一括して２次転写後に記録媒体Ｓに
残った転写残トナーを除去する。このクリーニングユニ
ット５ｅは、帯電ローラ５ｆを中間転写ベルト５ａに当
接させてトナーに転写時とは逆の電荷を与える。する
と、逆の電荷を付与されたトナーは感光ドラム１に静電
的に付着され、転写後に感光ドラム１上に残留するトナ
ーはクリーニング装置６によって回収される。尚、中間
転写ベルト５ａのクリーニング方法としては、静電クリ
ーニングに限らず、ブレードやファーブラシ等を用いる
機械的な方法やこれらを併用した方法が用いられる。

【００３２】クリーニング装置６は、現像装置４によっ
て感光ドラム１上に現像されたトナーが中間転写ベルト
５ａに１次転写された後、１次転写されないで感光ドラ
ム１表面に残留する所謂転写残トナーを除去するもので
ある。尚、クリーニング装置６では転写残トナーはクリ
ーニング容器１１（図２参照）の中に蓄積されていく。

【００３３】給搬送装置７は記録媒体Ｓを画像形成部へ
給送するものであって、これは複数枚の記録媒体Ｓが収
納されて画像形成装置Ａの下部に装填される給紙カセッ
ト７ａを備えている。画像形成時にはピックアップ部材
７ｅと搬送ローラ７ｂが画像形成動作に応じて駆動回転
し、給紙カセット７ａ内の記録媒体Ｓが１枚ずつ分離搬
送され、この記録媒体Ｓはガイド板７ｃによってガイド
されてレジストローラローラ７ｄを通って中間転写ベル
ト５ａへと給送される。

【００３４】定着装置８は、記録媒体Ｓに２次転写され
た複数のトナー画像を定着させるものであり、図１に示
すように、回転する駆動ローラ８ａと、該駆動ローラ８
ａに圧接されて記録媒体Ｓに熱と圧力を印加する定着ロ
ーラ８ｂとで構成されている。即ち、中間転写ベルト５
ａ上のトナーを一括転写させる２次転写ローラ５ｎを通
過した記録媒体Ｓは、定着装置８を通過する際に駆動ロ
ーラ８ａで搬送されるとともに、定着ローラ８ｂによっ
て熱と圧力を印加され、これによって複数色のトナー像
が記録媒体Ｓ表面に定着される。そして、トナー像の定
着を受けた記録媒体Ｓは排紙装置によって外部に排出さ
れる。

【００３５】画像形成装置Ａの本体へのプロセスカート
リッジＢの装着は、該プロセスカートリッジＢを画像形
成装置Ａの本体内部へ導くための可動体５０が画像形成
装置Ａの本体内で移動可能に設けられている。そして、
引き出された可動体５０にプロセスカートリッジＢを装
填した後、可動体５０を画像形成装置Ａの本体内部方向
に移動させることによってプロセスカートリッジＢが位
置決めされて装置本体内に装着され、画像形成が可能な
状態となる。

【００３６】次に、プロセスカートリッジＢの構成を図
２及び図３に基づいて説明する。尚、図２はプロセスカ
ートリッジＢの縦断面図、図３は同プロセスカートリッ
ジＢの感光ドラム１を取り外した状態の正面図である。

【００３７】図２に示すように、プロセスカートリッジ
Ｂは、感光ドラム１の周りに帯電装置（帯電性ローラ）
２とクリーニング装置６を配設し、これらを枠体で一体
化して構成されている。このプロセスカートリッジＢの
枠体は、感光ドラム１及び帯電装置２を支持するクリー
ニング容器１１と、該クリーニング容器１１の後端部に
超音波により接合される後部容器１２とで構成されてい
る。

【００３８】図３に示すように、感光ドラム１に対向す
るクリーニング容器開口２６にはクリーニングブレード
２８が取り付けられており、該クリーニングブレード２
８によって掻き落とされたトナーはスクイシート２９に
よってクリーニング容器１１の内部に案内される。

【００３９】而して、クリーニングブレード２８の両端
部であって、クリーニング容器１１の開口２６の縁部に
は、回収トナーの漏れ出しを防ぐための端部シール２７
がクリーニングブレード２８の形状に合わせて配設され
ており、この端部シール２７をクリーニングブレード２
８の側面と感光ドラム１の表面に当接するように配設す
ることによってクリーニングブレード２８の横からのト
ナーの漏れが防がれる。

【００４０】上記端部シール２７は、図４及び図５に示
すように、高電圧の静電気を利用して毛羽を固着した静
電植毛部材２７ａと弾性部材２７ｂとを貼り合わせて２
層構造として構成されている。尚、静電植毛部材２７ａ
の毛長は０．３〜３ｍｍである。

【００４１】上述のように端部シール２７を静電植毛部
材２７ａと弾性部材２７ｂとを貼り合わせて２層構造と
して構成することによって、先ず、感光ドラム１に対す
る端部シール２７の当接圧は、弾性部材２７ｂの圧潰量
に依存する弾性圧によって主に決まる。端部シール２７
の当接圧を決定する他の要因として静電植毛部材２７ａ
の毛長０．３ｍｍ〜３ｍｍがあるが、これの寄与率は低
く、主に静電植毛部材２７ａの毛長はクリーニング容器
１１の開口２６からの回収トナーの漏れを阻止する機能
を果たす。

【００４２】静電植毛部材２７ａの毛長は、クリーニン
グブレード２８の先端ゴム部の厚みや形状、感光ドラム
１への当接圧を決定する弾性部材２７ｂの厚み等を考慮
して０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲で選択すれば良い。これ
以上長い毛長を選択すると高電圧の静電気で毛羽を飛ば
して固着する際に毛が自重で倒れてしまい、高密度の静
電植毛を得ることが難しくなる。又、短過ぎるとシール
性が劣るのは言うまでもない。

【００４３】従来は感光ドラムへの端部シールの当接圧
減がそのままシール性減に繋がる中で機能を満足させて
きたが、本実施の形態のように端部シール２７を静電植
毛部材２７ａと弾性部材２７ｂとを貼り合わせて２層構
造として構成することによって、当接圧を加える機能と
トナーの漏れを阻止する機能を分離することができ、弾
性部材２７ｂの圧潰量で、長期保管等での端部シール２
７の当接圧の減少を最小限に抑える当接圧の設定がで
き、シール機能を持った静電植毛部材２７ａを設けるこ
とによって長期の保管や使用に伴うシール性劣化を抑え
ることができる。

【００４４】ところで、静電植毛部材２７ａの材質とし
てナイロン等の合成繊維若しくはレーヨン等の再生繊維
等の化学繊維を使用すると、静電植毛する際の植毛密度
が安定して得られ、トナー漏れに対するシール性が安定
化する。

【００４５】又、従来のものと同様に端部シール２７は
感光ドラム１に対して当接するため、感光ドラム１の回
転抵抗になってしまうが、静電植毛部材２７ａの繊維表
面にシリコーン系の潤滑処理を施すことによって該静電
植毛部材２７ａが感光ドラム１と摺擦する際の回転トル
クを低減することができ、感光ドラム１の回転抵抗を小
さく抑えることができるとともに、トナー漏れを確実に
防ぐことができる。

【００４６】

【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、クリーニング容器に配設されたクリーニング手
段によって回収したトナーのクリーニング容器側方から
の漏れを防ぐための端部シールを、高電圧の静電気を利
用して毛羽を固着した静電植毛部材と弾性部材とを貼り
合わせて２層構造として構成したため、該端部シールを
感光体に強圧することなく回収トナーの漏出を確実に防
ぐ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】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦
断面図である。

【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの縦断面図
である。

【図３】本発明に係るプロセスカートリッジの感光ドラ
ムを取り外した状態の正面図である。

【図４】本発明に係るプロセスカートリッジの端部シー
ル部の部分斜視図である。

【図５】本発明に係るプロセスカートリッジの端部シー
ルの斜視図である。

【図６】従来のプロセスカートリッジの端部シール部の
部分斜視図である。

【図７】従来のプロセスカートリッジの端部シールの斜
視図である。

【図８】従来のプロセスカートリッジの端部シール部の
部分正面図である。

【符号の説明】

Ａ 画像形成装置 Ｂ プロセスカートリッジ １ 感光ドラム ６ クリーニング装置 １１ クリーニング容器 ２７ 端部シール ２７ａ 静電植毛部材 ２７ｂ 弾性部材 ２８ クリーニングブレード（クリーニング手段） ２９ スクイシート（クリーニング手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮部 滋夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 鈴木 達也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H034 AA00 BF00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーニング容器に配設されたクリーニ
   ング手段によって回収したトナーのクリーニング容器側
   方からの漏れを防ぐための端部シールを配設したクリー
   ニング装置において、 前記端部シール部材を、高電圧の静電気を利用して毛羽
   を固着した静電植毛部材と弾性部材とを貼り合わせて２
   層構造として構成したことを特徴とするクリーニング装
   置。
2. 【請求項２】 前記静電植毛部材の毛羽の毛長を０．３
   ｍｍ〜３ｍｍとした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】 前記静電植毛部材の毛羽を化学合成繊維
   で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のクリ
   ーニング装置。
4. 【請求項４】 前記静電植毛部材の表面にシリコーン系
   処理を施したことを特徴とする請求項１，２又は３記載
   のクリーニング装置。
5. 【請求項５】 クリーニング容器に配設されたクリーニ
   ング手段によって回収したトナーのクリーニング容器側
   方からの漏れを防ぐための端部シールを配設し、該端部
   シール部材を、高電圧の静電気を利用して毛羽を固着し
   た静電植毛部材と弾性部材とを貼り合わせて２層構造と
   して構成して成るクリーニング装置を有することを特徴
   とするプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 クリーニング容器に配設されたクリーニ
   ング手段によって回収したトナーのクリーニング容器側
   方からの漏れを防ぐための端部シールを配設し、該端部
   シール部材を、高電圧の静電気を利用して毛羽を固着し
   た静電植毛部材と弾性部材とを貼り合わせて２層構造と
   して構成して成るクリーニング装置を有するプロセスカ
   ートリッジを、装置本体に着脱可能に装填して成ること
   を特徴とする画像形成装置。