JP2008026447A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードと感光体ドラムの表面との間を転写残トナー等がすり抜けることを防止し、トナー付着による帯電不良を起こさせない画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】感光体ドラム５表面の転写残トナーｔを、帯電器６の上流側で掻き取り除去するクリーニング装置１０を備えた電子写真方式の画像形成装置Ａであって、上記クリーニング装置１０は、上記感光体ドラム５に付設され、除去されたトナーｔを収容するクリーニング筐体１８と、該クリーニング筐体１８に基部を固着し、先側自由端のエッジ部１９ａを感光体ドラム５表面に当接させて上記転写残トナーｔを掻き取り除去するクリーニングブレード１９とを備え、該クリーニングブレード１９は、導電性部材からなり、感光体ドラム５表面のトナーｔと逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光体ドラム表面の転写残トナーを、帯電器の上流側で掻き取り除去するクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ或いはこれらの機能を備えた所謂複合機等の画像形成装置に多用されている。このような画像形成装置のうち、２成分（トナーとキャリア）系の現像剤を用いた画像形成装置の場合、感光体ドラムの表面をコロナ帯電方式の帯電器により一様に帯電し、現像、転写を経た後に感光体ドラム表面に残留するトナーをブレードタイプのクリーニング装置によって掻き取り除去するようになされていることが多い。このブレードタイプのクリーニング装置は、ブレードの先側エッジ部を感光体ドラム表面に押し当てて感光体ドラム表面の転写残トナーや付着する紙のタルク等を掻き取り除去する構成とされているが、掻き取られたトナー等の一部が浮遊し、感光体ドラムの回転に伴って移動し、帯電器のグリッド、放電ワイヤ或いは針電極に付着することがある。そのため、感光体ドラム表面に帯電不良が生じ、画像形成に不具合が発生すると言う問題があった。

特許文献１には、クリーニングブレードと感光体ドラムの表面との隙間をすり抜けたトナーが固まりとなって感光体ドラムの表面に再付着することを防止するため、クリーニングブレードを２層構造とし、感光体ドラムの回転方向下流側の面（層）を導電性材料で構成し、この導電性材料にトナーと逆極性の電圧を印加して、上記隙間をすり抜けたトナーをこの導電性材料に吸着・堆積させる（同特許文献の００２４欄参照）ようにしたクリーニング装置が開示されている。
特開平７−１８１８５２号公報

特許文献１に開示されたクリーニング装置は、クリーニングブレードと感光体ドラムの表面との隙間をすり抜けるトナーを、感光体ドラムの回転方向下流側の面に吸着・堆積させるものであり、この堆積したトナーは、サービスマンによってメンテナンス時等に除去されるとされている。然るに、このように感光体ドラムの回転方向下流側の面に吸着・堆積されたトナーは、サービスマンによってメンテナンス時等に除去されるとは言え、その堆積量が増すと一部が遊離し、前述のように感光体ドラムの回転に伴って移動して、帯電器のグリッド、放電ワイヤ或いは針電極等に付着すると言う懸念は、なお払拭されるものではなかった。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、クリーニングブレードと感光体ドラムの表面との間を転写残トナー等がすり抜けることを防止し、トナー付着による帯電不良を起こさせない画像形成装置を提供することを目的としている。

第１の発明に係る画像形成装置は、感光体ドラム表面の転写残トナーを、帯電器の上流側で掻き取り除去するクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置であって、上記クリーニング装置は、上記感光体ドラムに付設され、除去されたトナーを収容するクリーニング筐体と、該クリーニング筐体に基部を固着し、先側自由端のエッジ部を感光体ドラム表面に当接させて上記転写残トナーを掻き取り除去するクリーニングブレードとを備え、該クリーニングブレードは、導電性部材からなり、感光体ドラム表面のトナーと逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする。

第２の発明に係る画像形成装置は、感光体ドラム表面の転写残トナーを、帯電器の上流側で掻き取り除去するクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置であって、上記クリーニング装置は、上記感光体ドラムに付設され、除去されたトナーを収容するクリーニング筐体と、該クリーニング筐体に基部を固着し、先側自由端のエッジ部を感光体ドラム表面に当接させて上記転写残トナーを掻き取り除去するクリーニングブレードとを備え、該クリーニングブレードは、導電性部材からなる２層のブレード構成体と、該ブレード構成体の間に介在された絶縁層とよりなり、帯電器側のブレード構成体は感光体ドラム表面のトナーと逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする

この第２の発明においては、前記クリーニング筐体内側のブレード構成体は感光体ドラム表面のトナーと同極性の電圧が印加されていることが望ましい。そしてこれら発明において、前記クリーニング筐体内に、収容トナーを廃トナーボックスへ排出させる為の排出手段を設置することができる。

第１の発明に係る画像形成装置においては、クリーニングブレードが導電性部材からなり、感光体ドラム表面のトナーと逆極性の電圧が印加されているから、感光体ドラムの表面に付着してクリーニングブレードの当接部に至った転写残トナーや紙のタルク（以下、トナー等と言う）には、クリーニングブレード側への吸引力が作用し、感光体ドラムに対する付着力が弱められる。その結果、トナー等は、感光体ドラムの表面に付着したままクリーニングブレードとの間をすり抜けるようなことがなく、クリーニングブレードのエッジ部によって掻き取られ、一部はクリーニングブレードに吸引付着するが大半はクリーニング筐体内に収容される。クリーニングブレードに吸引付着したトナー等もその量が増えると、遊離してクリーニング筐体内に収容される。従って、クリーニング装置と帯電器との間では、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間をすり抜け浮遊するようなトナー等がなく、トナー等が感光体ドラムの回転に伴い下流側に移動して帯電器のグリッド、放電ワイヤ或いは針電極に付着して帯電不良を起こすようなことがない。

第２の発明に係る画像形成装置においては、クリーニングブレードを構成する帯電器側のブレード構成体にはトナーと逆極性の電圧が印加されているから、上記同様、感光体ドラムの表面に付着してクリーニングブレードの当接部に至ったトナー等には、クリーニングブレード側への吸引力が作用し、感光体ドラムに対する付着力が弱められる。その結果、トナー等は、感光体ドラムの表面に付着したままクリーニングブレードとの間をすり抜けるようなことがなく、クリーニングブレードのエッジ部によって掻き取られ、一部は帯電器側のブレード構成体に吸引付着するが大半はクリーニング筐体内に収容される。この場合、クリーニング筐体内側には導電性部材からなる別のブレード構成体が存在するから、吸引されたトナー等がエッジ部に溜まることが抑制される。このクリーニング筐体内側のブレード構成体にトナーと同極性の電圧を印加した場合は、帯電器側のブレード構成体に付着しようとするトナー等に対して反発力が作用し、エッジ部に溜まることなくクリーニング筐体内に収容され、エッジ部におけるトナー等の詰まり防止がより効果的になされる。

上記発明において、クリーニング筐体内に、収容トナーを廃トナーボックスへ排出させる為の排出手段を設置するようにすれば、この排出手段を適宜作動させることにより、クリーニング筐体内の収容トナーを逐次排出させることができ、クリーニングブレードのエッジ部に除去トナー等が再付着するようなことも防止することができる。

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略的縦断面図、図２は同要部の拡大概念図、図３は図２におけるＸ部の拡大図、図４は他の実施形態の図３と同様図である。

図１の画像形成装置Ａは、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良いことは言うまでもない。図において、画像形成装置Ａの装置本体１は、記録紙（用紙）の給紙部２と、電子写真方式の画像記録部３と、印字後の記録紙の排出部４とが、この順序で高さ方向に層積されて構成されている。記録紙の給紙部２は、多数枚の記録紙を堆積収納し得る抜差し可能な給紙カセット２ａと、該給紙カセット２ａの給紙方向前端部に設置された分離給紙ローラ２ｂと、該分離給紙ローラ２ｂの周面に弾接する分離パッド２ｃとよりなる。

画像記録部３は、感光体ドラム５の周囲に、コロナ帯電方式の帯電器６、ＬＥＤ等からなる露光器７、現像器８、転写ローラ（転写器）９及び転写残トナーのクリーニング装置１０をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の定着器１１とより構成される。これらプロセス部は、露光器７及び転写ローラ９を除き、感光体ドラム５、帯電器６及び残留トナー除去装置１０を一括したドラムユニット５０と、現像剤容器、攪拌器及び現像ローラ等を一括した現像器ユニット８０とよりなるプロセスユニットとされ、ドラムユニット５０及び現像器ユニット８０は、装置本体１に対してその前面側より、個々に或いは両者を何等かの結合手段で結合した状態で着脱可能に装着される。また、露光器７及び転写ローラ９を除く全てのプロセス部を一括してプロセスユニットとすることも可能である。ここで、装置本体１の前面側とは、図１における紙面手前側を言い、給紙カセット２ａも装置本体１に対して前面側より抜差し可能とされている。

図例の現像器ユニット８０は、２成分現像剤を用いる方式の現像器であって、樹脂成型された現像剤容器を兼ねる現像器ハウジング８１内にトナーとキャリアを収容し、２本の平行な攪拌・搬送スクリュー８２、８３で攪拌・搬送しながら、供給パドル８４によりバイアス印加された現像ローラ８５に現像剤を供給するよう構成されている。現像器ハウジング８１の外面には磁気センサ８６が付設され、現像器ハウジング８１内のトナー濃度（トナーとキャリアの混合比）が常時検出される。この現像器ユニット８０から離間した位置には、トナーホッパー１２が設置され、上記磁気センサ８６により現像器ハウジング８１内のトナー濃度が低下したことが検出されると、スクリューコンベア（パイプスクリュー）１３を介してトナーが現像器ハウジング８１内に補給される。トナーホッパー１２内には、アジテータ１２ａ及び給送用スクリュー１２ｂが配設されている。クリーニング装置１０については後記する。

定着器１１の下流側には、切替ゲート４ａ、排出ローラ対４ｂ及び排出トレイ４ｃが連設され、これらによって排出部４が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対１４が配設され、上記給紙カセット２ａから、分離給紙ローラ２ｂ及び分離パッド２ｃの作用により１枚ずつ分離繰出された記録紙（用紙）は、該レジストローラ対１４によりレジストされて、前記感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入される。感光体ドラム５は図２の矢示方向に回転しながら、帯電器６によりその表面が一様にマイナス帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器７によって感光体ドラム５の表面に照射され、感光体ドラム５の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム５の表面の光導電体の特性により、光の照射部分の電位が変化し、その他の部位の電位が維持されて形成されるものである。

そして、この静電潜像は、バイアス印加された現像器８で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に至る。この現像の際、光の照射により電位が変化した部位には、現像器８との電位差によりトナーが感光体ドラム５に吸引されて黒部分となり、その他の部分にはトナーは吸引されず白部分となって、全体として、画像情報に基づく白黒のトナー画像が形成されるのである。上記レジストローラ対１４は、感光体ドラム５の表面のトナー画像に同期して記録紙がこの対合部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。

転写ローラ９はバイアス印加されており、感光体ドラム５と対合され且つ矢示方向（感光体ドラム５とウイズ方向）に回転駆動されながら記録紙をニップ搬送し、この間感光体ドラム５の表面のトナー像が記録紙に転写される。感光体ドラム５の表面に残ったトナーは、クリーニング装置１０で除去・回収される。トナー像が転写された記録紙は、定着器１１に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート４ａを押し上げ、排出ローラ対４ｂを経て排出トレイ４ｃ上に排出される。この一連の記録紙の給送は、給紙カセット２ａからの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、排出ローラ対４ｂでは給紙カセット２ａからの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするような主給送パスＰに沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。

図例の画像形成装置Ａは、両面記録機能を備えており、上記主給送パスＰの切替ゲート４ａの取付け位置から、前記レジストローラ対１４の上流側で上記主給送パスＰに循環合流する反転給送パスＰ１が形成されている。前記排出ローラ対４ｂは、正逆転可能とされ、また、反転給送パスＰ１には搬送ローラ対１５、１６が配設されており、両面記録する場合は、上記のように片面記録がされた記録紙が主給送パスＰに沿って搬送され、記録紙の後端が排出ローラ対４ｂに至ると、該排出ローラ対４ｂは一旦停止して記録紙の後端をニップする。次いで、排出ローラ対４ｂが逆転し、記録紙はその後端より搬送ローラ対１５、１６によって反転給送パスＰ１を搬送され、主給送パスＰに合流し、レジストローラ対１４に至る。該レジストローラ対１４によってレジストされて、再度感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されてその裏面の記録がなされる。両面記録された記録紙は、その後、上記同様主給送パスＰに沿って排出トレイ４ｃ上に排出される。

図例の画像形成装置Ａは、記録紙の手差機能を更に備えており、装置本体１の側部には上下に開閉可能な手差トレイ１７が付設されている。該手差トレイ１７は、使用しない時は、図２の２点鎖線のように閉止され、把手１７ａをして開閉が可能とされている。該手差トレイ１７の前端部には分離給紙ローラ１７ｂと分離パッド１７ｃとが弾接状態で配設され、その更に下流側には主給送パスＰに合流する手差給送パスＰ２が連設されている。

上記手差トレイ１７を用いて画像記録をする場合、上記把手１７ａをして手差トレイ１７を開け、その上に記録紙をセットし、適宜スタート操作により、手差給紙ローラ１７ｂを作動させる。手差トレイ１７上の記録紙は、分離給紙ローラ１７ｂと分離パッド１７ｃとの作用により１枚ずつ分離されて繰出され、手差給送パスＰ２を搬送され、主給送パスＰに合流する。その後、レジストローラ対１４によってレジストされて、感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されて記録がなされる。手差記録紙に両面記録する場合、記録紙は排出ローラ対４ｂの逆転により、反転給送パスＰ１を搬送され、上記の通りその裏面記録がなされる。記録が完了した記録紙は、排出ローラ対４ｂによって排出トレイ４ｃ上に排出される。

次に、上記画像形成装置Ａに組み込まれるクリーニング装置１０について図２及び図３をも参照して説明する。図例のクリーニング装置１０は、ドラムユニット５０のユニット筐体の一部を構成するクリーニング筐体１８と、このクリーニング筐体１８に基部を固着し、先側自由端のエッジ部１９ａを感光体ドラム５表面に当接させてトナー等を掻き取り除去するクリーニングブレード１９と、クリーニング筐体１８内に設置された収容トナー等の排出手段２０とよりなる。クリーニング筐体１８は、除去トナー等の収容容器を兼ね、その一側部に形成された開口部１８ａが感光体ドラム５の表面に沿うよう配置されている。この開口部１８ａの帯電器６側の縁部にクリーニングブレード１９がその基部をして固着されている。また、開口部１８ａの転写器９側の縁部には収容トナー等の漏出を防止するための掬いシート２１が貼着されている。クリーニング筐体１８内には、羽根車２０ａと排出スクリュー２０ｂとより構成される排出手段２０が設置されている。この排出スクリュー２０ｂは、前記トナーホッパー１２の装置手前側に付設された廃トナーボックス２２に通じる廃トナー搬送スクリュー２３（いずれも図１参照）に連接され、クリーニング筐体１８内の収容トナー等は、この羽根車２０ａ，排出スクリュー２０ｂ及び廃トナー搬送スクリュー２３を作動させることにより、随時廃トナーボックス２２に排出されるようになされている。

クリーニングブレード１９は、例えば、ウレタンスポンジ（ウレタンゴム）にカーボンブラックを分散させた導電性部材からなり、その先側自由端のエッジ部１９ａは、感光体ドラム５の表面に対して、その回転方向に対向する状態（カウンター状態）で弾性当接している。クリーニングブレード１９には、電圧印加手段２４によってプラス極の電圧が印加されている。トナー等は、前述の通り帯電器６によって感光体ドラム５の表面がマイナス帯電されていることから、マイナスの極性を帯びており、これにより、クリーニングブレード１９はトナー等と逆の極性となる。因みに、プラス帯電方式の場合は、クリーニングブレード１９の電圧印加はマイナス極性となる。

斯くして、感光体ドラム５と転写器９との対合部に用紙を給送して、感光体ドラム５表面のトナー像を用紙に転写した後の感光体ドラム５表面には、若干の転写残トナーと用紙の成分であるタルク等が付着している。これらの付着トナー等ｔは、感光体ドラム５の回転に伴いクリーニング装置１０に至ると、クリーニングブレード１９のエッジ部１９ａが感光体ドラム５の表面に対して相対摺接しているから、この作用により感光体ドラム５の表面から掻き取られ除去される。クリーニングブレード１９には、トナー等ｔと逆極性の電圧が印加されているから、トナー等ｔは、感光体ドラム５の表面に対する付着力が弱められて感光体ドラム５の表面から遊離し易くなり、上記掻き取り除去が確実になされ、クリーニングブレード１９と感光体ドラム５の表面との間をトナー等ｔがすり抜けることがない。掻き取り除去されたトナー等ｔは、一部が吸引作用によってクリーニングブレード１９に付着するが、大半はクリーニング筐体１８内に収容される。クリーニングブレード１９に付着したトナー等ｔも、その量が増えるとクリーニングブレード１９から遊離し、クリーニング筐体１８内に収容される。収容されたトナー等ｔは、前記排出手段２０等の作動によって、随時廃トナーボックス２２に排出され、適宜処理される。

上記のように、クリーニングブレード１９と感光体ドラム５の表面との間をトナー等ｔがすり抜けることがないから、その下流側の帯電器６付近では、感光体ドラム５の回転に伴うトナー等の浮遊がなく、従って、帯電器６のグリッド６ａや、放電用電極（図例では針電極）６ｂ等にトナー等が付着することがなく、帯電不良を起こすことがない。

図４は、他の実施形態のクリーニング装置１０を示し、クリーニングブレード１９が、導電性部材からなる２層のブレード構成体１９Ａ，１９Ｂと、該ブレード構成体１９Ａ，１９Ｂの間に積層一体に介在された絶縁層１９Ｃとよりなり、ブレード構成体１９Ａ，１９Ｂは、上記同様ウレタンスポンジ（ウレタンゴム）にカーボンブラックを分散させた導電性部材からなる。絶縁層１９Ｃは、カーボンブラックを含まないウレタンスポンジ、その他の絶縁性弾性材からなる。帯電器６側のブレード構成体１９Ａには、電圧印加手段２４によってプラス極の電圧が印加され、クリーニング筐体１８内側のブレード構成体１９Ｂには、電圧印加手段２５によってマイナス極の電圧が印加されている。

上記同様、転写後の感光体ドラム５の表面に付着したトナー等ｔは、感光体ドラム５の回転に伴いクリーニング装置１０に至ると、クリーニングブレード１９のエッジ部１９ａが感光体ドラム５の表面に対して相対摺接しているから、この作用により感光体ドラム５の表面から掻き取られ除去される。帯電器６側のブレード構成体１９Ａには、トナー等ｔと逆極性の電圧が印加されているから、トナー等ｔの感光体ドラム５の表面に対する付着力が弱められて感光体ドラム５の表面から遊離し易くなり、上記掻き取り除去が確実になされ、クリーニングブレード１９と感光体ドラム５の表面との間をトナー等ｔがすり抜けることがない。このとき、掻き取り除去されたトナー等ｔは、クリーニング筐体１８内に収容されるが、トナー等ｔには、ブレード構成体１９Ａへの吸引力が働く。しかし、絶縁層１９Ｃを介してクリーニング筐体１８の内側に位置するブレード構成体１９Ｂには、トナー等ｔと同極性の電圧が印加されているから、掻き取り除去されたトナー等ｔは反発してエッジ部１９ａに溜まることなくクリーニング筐体１８内に収容される。

この実施形態の場合も、クリーニングブレード１９と感光体ドラム５の表面との間をトナー等ｔがすり抜けることがないから、その下流側の帯電器６の付近では、感光体ドラム５の回転に伴うトナー等の浮遊がなく、従って、帯電器６のグリッド６ａや、放電用電極６ｂ等にトナー等が付着することがなく、帯電不良を起こすことがない。そして、エッジ部１９ａにトナー等ｔが溜まらないから、トナー詰まりが生じず、感光体ドラム５の円滑な回転が維持される。クリーニング筐体１８の内側に位置するブレード構成体１９Ｂに上記電圧を印加させない場合でも、絶縁層１９Ｃを介してこの導電性のブレード構成体１９Ｂと帯電器６側のブレード構成体１９Ａとが積層一体とされていることにより、エッジ部１９ａにおけるトナー等ｔの溜りが防止される。その他の構成は上記実施形態と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、ここではその説明を割愛する。

尚、帯電器がコロナ帯電方式である例について述べたが、他の帯電方式の帯電器でも、浮遊トナーによる帯電不良が生じる懸念がある場合には、本発明を適用することによりこのような帯電不良の問題を解消することができる。また、現像器として、２成分現像剤を用いる方式を例示したが、これに限らず１成分現像方式の場合にも本発明を適用することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略的縦断面図である。 同要部の拡大概念図である。 図２におけるＸ部の拡大図である。 他の実施形態の図３と同様図である。

符号の説明

５ 感光体ドラム
６ 帯電器
１０ クリーニング装置
１８ クリーニング筐体
１９ クリーニングブレード
１９Ａ ブレード構成体
１９Ｂ ブレード構成体
１９Ｃ 絶縁層
２０ 排出手段
２２ 廃トナーボックス
Ａ 画像形成装置
ｔ トナー等

Claims (4)

1. 感光体ドラム表面の転写残トナーを、帯電器の上流側で掻き取り除去するクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置であって、
   上記クリーニング装置は、上記感光体ドラムに付設され、除去されたトナーを収容するクリーニング筐体と、該クリーニング筐体に基部を固着し、先側自由端のエッジ部を感光体ドラム表面に当接させて上記転写残トナーを掻き取り除去するクリーニングブレードとを備え、該クリーニングブレードは、導電性部材からなり、感光体ドラム表面のトナーと逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体ドラム表面の転写残トナーを、帯電器の上流側で掻き取り除去するクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置であって、
   上記クリーニング装置は、上記感光体ドラムに付設され、除去されたトナーを収容するクリーニング筐体と、該クリーニング筐体に基部を固着し、先側自由端のエッジ部を感光体ドラム表面に当接させて上記転写残トナーを掻き取り除去するクリーニングブレードとを備え、該クリーニングブレードは、導電性部材からなる２層のブレード構成体と、該ブレード構成体の間に介在された絶縁層とよりなり、帯電器側のブレード構成体は感光体ドラム表面のトナーと逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記クリーニング筐体内側のブレード構成体は感光体ドラム表面のトナーと同極性の電圧が印加されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記クリーニング筐体内に、収容トナーを廃トナーボックスへ排出させる為の排出手段が設置されていることを特徴とする画像形成装置。
   

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