JP3194335B2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを用
いたレーザビームプリンタなどに組み込まれる感光体ド
ラムの周面上に残留したトナーを掻き取るためのクリー
ニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式複写機やレーザービームプリ
ンタなどのように電子写真方式による作像装置では、感
光体ドラム上のトナー像を記録紙に転写して画像を形成
しているが、転写工程が終了した後も、感光体ドラムの
周面上は、トナーが僅かながら残留した状態となってい
る。感光体ドラム上に残留したトナー（以下、「残留ト
ナー」ともいう）をそのままにして次工程に移行すると
黒点やスジなどの画像ノイズが現れて画像品位の低下を
招くことから、転写工程の後には、感光体ドラム周面上
の残留トナーを除去するクリーニング工程が設けられて
いる。

【０００３】感光体ドラムのクリーニングを行うクリー
ニング装置は種々の方式があるが、そのなかでも、ブレ
ードクリーニング装置が主流となっている。このブレー
ドクリーニング装置は、ゴムなどの弾性体からなるブレ
ードを感光体ドラム表面に圧接し、機械的に残留トナー
を掻き取るものであり、感光体ドラムに対するブレード
の押し当て方により、図４（１）（２）に示すように、
２つの方式に分けられる。

【０００４】その１つは、図４（１）に示すように、感
光体ドラム５の被クリーニング面５ａとブレード６との
なす角βが鈍角となるように感光体ドラム５周面にブレ
ード６先端を当接させる順ブレード方式であり、他の１
つは、同図（２）に示すように、感光体ドラム５の被ク
リーニング面５ａとブレード６とのなす角βが鋭角とな
るように感光体ドラム５周面にブレード６先端を当接さ
せる逆ブレード方式である。順ブレード方式はカウンタ
ー方式とも称され、逆ブレード方式はトレーリング方式
とも称される。

【０００５】クリーニング装置には、感光体ドラム上の
残留トナーを完全に除去するクリーニング性能が要求さ
れるが、このクリーニング性能の点では、トナーを阻止
する力が高い順ブレード方式によるブレードクリーニン
グ装置の方が、逆ブレード方式によるクリーニング装置
よりも、一般に優れている。

【０００６】ところで、電子写真方式の作像装置では、
感光体ドラム上のトナー像を記録紙に転写するにあた
り、略水平方向に沿って形成されている記録紙搬送路に
おいて転写を行う場合には、感光体ドラムの左右位置
に、クリーニング装置および現像装置を配置しなければ
ならず、作像装置の設置面積が大きくなってしまう。

【０００７】このため、記録紙を下から上に向けて搬送
する縦方向の記録紙搬送路を有し、当該縦方向の記録紙
搬送路において感光体ドラム上のトナー像を記録紙に転
写するようにした作像装置が種々提案されている。この
ように構成した作像装置によれば、クリーニング装置を
感光体ドラムの上部に配置し、現像装置を下部に配置す
ることができるので、作像装置の設置面積の省スペース
化を図ることができるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、感光体ドラ
ムの上部にクリーニング装置が位置しているため、当該
クリーニング装置においては、掻き取ったトナー（以
下、「除去トナー」ともいう）を、ブレードにより残留
トナーを掻き取る部位であるクリーニング部から例えば
トナー収容室まで搬送する必要が生じてくる。すなわ
ち、感光体ドラムの左右のいずれかの位置にクリーニン
グ装置を配置する場合にあっては、クリーニング部の下
方位置にトナー収容室を設けておき、除去トナーをトナ
ー収容室に落下させるだけでよいが、感光体ドラムの上
部にクリーニング装置が位置する場合にあっては、感光
体ドラムが存在するのでトナー収容室をクリーニング部
の下方位置に設けることができず、除去トナーをクリー
ニング部からトナー収容室まで搬送する必要が生じてく
る。

【０００９】このように除去トナーを搬送するタイプの
クリーニング装置では、クリーニング部からトナー収容
室に至るトナー搬送路の途中において、トナーの詰まり
が生じ、これ以降、良好なクリーニングを継続すること
ができなくなるという不具合が発生することがあった。
そこで、このタイプの従来のクリーニング装置にあって
は、トナーの詰まりを防止するために、トナーを強制的
に搬送するための特別な搬送機構、例えば、回転駆動さ
れる羽根部材などをトナー搬送路中に設けていた。

【００１０】しかしながら、この特別な搬送機構が必要
となるのに伴い、クリーニング装置が複雑化するのみな
らず、コストの増加をも招いていた。

【００１１】本発明は、感光体ドラムの上部に配置され
ると共に除去トナーを搬送するようにしたタイプの従来
のクリーニング装置に伴う課題を解決するためになされ
たものであり、クリーニング性能に優れた順ブレード方
式を採用し、感光体ドラム上部に位置するクリーニング
装置であって、トナーの搬送のための特別な搬送機構を
設けることなく、トナー詰まりの発生を確実に防止し得
るクリーニング装置を提供し、もって、クリーニング装
置の構造の簡素化および低コスト化を達成することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、感光体ドラムの被クリーニング面とブレー
ドとのなす角が鈍角となるように感光体ドラム周面にブ
レード先端を当接させて感光体ドラムよりトナーを掻き
取るクリーニング装置において、ブレードと当該ブレー
ドを保持する保持部材によって形成され上方に傾いて配
置されるトナー搬送面と、当該トナー搬送面の上方に設
けられ前記トナー搬送面とともにトナー搬送路を形成す
るケーシングと、前記トナー搬送面の終端より下方に広
がる空間を有するトナー収容室とを備え、トナー搬送面
終端を含む水平面からトナーの安息角に等しい傾きを持
って形成される仮想面までのトナー搬送路が上流側から
下流側にかけて順次広がるように、前記ケーシングを配
置したことを特徴とするクリーニング装置である。

【００１３】

【作用】感光体ドラム上のトナー像を記録紙に転写した
後も、感光体ドラムの周面上には僅かながらトナーが付
着し残留した状態となっている。この残留トナーは、ブ
レードによって掻き取られるが、感光体ドラムの被クリ
ーニング面とブレードとのなす角が鈍角であるため、ブ
レードがトナーを阻止する力は高く、感光体ドラム上の
残留トナーは完全に除去される。したがって、次の転写
を行っても黒点などの画像ノイズが現れることはなく、
高品位の画像が形成される。

【００１４】ブレードによって被クリーニング面から掻
き取られたトナーは、上方に傾いているトナー搬送面上
を下流側に向けて搬送される。クリーニングの継続に伴
って順次搬送されてきたトナーは、トナー搬送路におい
て山盛りの状態で溜まってくる。そして、溜まったトナ
ーの斜面が水平面に対してなす角度がトナーの安息角以
上になると、山盛りの状態のトナーは、トナー搬送面の
終端からトナー収容室まで、自然と崩れて行く。さら
に、トナー搬送路は、少なくとも、トナーの安息角に基
づいて定まる所定の部位までは順次広がっている。した
がって、トナー搬送面の終端近傍でトナーが詰まること
がなくなり、良好なクリーニングが継続される。

【００１５】また、トナー詰まりを防止するに当たり、
トナー搬送用の特別の搬送機構をトナー搬送路に設けて
いないため、クリーニング装置は複雑なものにならず、
コストの増加を招くことがない。

【００１６】さらに、除去したトナーを詰まらせること
なくトナー収容室に案内できるため、クリーニング装置
を感光体ドラムの上部に配置し、現像装置などを感光体
ドラムの下部に配置することにより、作像装置の設置面
積が小さくなる。

【００１７】

【実施例】次に、図示する実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は、電子写真プロセスを用いた作像
装置の一例としてのレーザビームプリンタの全体構造を
示す概略図であり、プリンタ本体１１の図１における左
側がプリンタの正面となっている。このプリンタ本体１
１の底部側にはプリンタ本体１１の後方に向けて下向き
に傾斜してシート収容部１２が内蔵され、このシート収
容部１２の上に記録紙が積層して保持される。シート収
容部１２の先端部はプリンタ本体１１の外部にせり出し
得るようになっており、リーガルサイズなどの長い記録
紙を保持する場合には、シート収容部１２の先端部をせ
り出させることになる。また、記録紙の幅方向を規制す
るために、シート収容部１２には幅規制板１３が設けら
れている。記録紙のシート収容部１２に対する装填を容
易に行ない得るようにすべく、前面カバー１４がプリン
タ本体１１に対して開閉自在に取付けられている。

【００１８】プリンタ本体１１の中央部にはレーザービ
ーム走査光学系ユニット１５が備えられ、プリンタ本体
１１の後端部に設けられたヒンジ部１６を中心に揺動自
在に蓋部材１７が取付けられ、プリンタ本体１１内に
は、蓋部材１７の下側に位置させて作像カートリッジ２
０が着脱自在に装着されるようになっている。この作像
カートリッジ２０がプリンタ本体１１内に装填された状
態では、作像カートリッジ２０を押し付けるために蓋部
材１７の内面には、図示しない押圧部材やばね部材を取
付けるようにしている。また、蓋部材１７には図示しな
いロック機構が備えられており、蓋部材１７が閉じられ
ると、蓋部材１７はプリンタ本体１１にロックされ、ロ
ックを解除すると蓋部材１７を開放することができる。

【００１９】シート収容部１２の上に載置された記録紙
は、給紙ローラ２１およびカム２２とこれらに接触する
ピンチローラ２３とにより１枚ずつ給紙されて、ガイド
部材に案内されながら搬送され、蓋部材１７に形成され
た開口部２４から蓋部材１７の上にプリンタの前方向に
向けて排出される。

【００２０】作像カートリッジ２０は、イメージカート
リッジあるいは作像ユニットとも指称され、樹脂製のケ
ーシングの内部に感光体ドラム２５が回転自在に組み込
まれている。また、この感光体ドラム２５に供給される
トナーも、ケーシング内に区画形成した後述するホッパ
内に収容されており、トナーがなくなった場合あるいは
トナーの残量が少なくなった場合には、新たな作像カー
トリッジ２０に交換される。このような作像カートリッ
ジ２０は、レーザビームプリンタなどの作像装置の小型
化を図るために開発されたものである。

【００２１】感光体ドラム２５に形成された潜像を記録
紙に転写するための転写ローラ２６が、プリンタ本体１
１に回転自在に取付けられている。転写画像を記録紙に
対して熱融着するために、プリンタ本体１１には定着ロ
ーラ２７、２８が取付けられている。画像が形成された
記録紙を排出口２４を経て蓋部材１７の上に排出するた
めに、蓋部材１７の内側には排紙ローラ対２９が取付け
られている。このように図示するレーザビームプリンタ
は、記録紙を下から上に向けて搬送する縦方向の記録紙
搬送路を有し、当該縦方向の記録紙搬送路において感光
体ドラム２５上のトナー像を記録紙に転写するようにな
っている。

【００２２】光学系ユニット１５は、図示しない半導体
レーザーとコリメータレンズとからなる光源からの光が
照射されるボリゴンミリー３１を有しており、さらに折
り返しミラー３２やトロイダルミラー３３などの公知の
部材を有している。この光学系ユニット１５からは、窓
部に設けられたガラス３４を透過したレーザビームが感
光体ドラム２５に照射される。

【００２３】図２は、本発明に係るクリーニング装置を
組み込んだ作像カートリッジ２０の内部構造を示す概略
断面図である。

【００２４】作像カートリッジ２０は、上ケーシング４
０と下ケーシング４１とからなるカートリッジ本体を有
している。このカートリッジ本体内には、感光体ドラム
２５などが収納される現像部材収納室４２と、この現像
部材収納室４２に供給するトナーが収容されるトナー収
容室４３とが設けられ、さらに本発明に係るクリーニン
グ装置６５が組み込まれている。

【００２５】トナー収容室４３はホッパと指称され、下
ケーシング４１と、これに一体的に形成した隔壁４４
と、上部開口を閉じる蓋状ケーシング４５とによってカ
ートリッジ本体内に区画形成されている。上ケーシング
４０の先端面には、光学系ユニット１５からのレーザビ
ームが入射する入射開口部４８が形成され、この入射開
口部４８から感光体ドラム２５に至る光路ガイド部４９
が、カートリッジ本体内に形成されている。

【００２６】現像部材収納室４２には、感光体ドラム２
５が回転自在に組込まれている。感光体ドラム２５の外
周面には帯電ブラシ４７が接触しており、この帯電ブラ
シ４７により外周面は所定の電位に帯電される。この感
光体ドラム２５に隣接して設けられたスリーブ駆動ロー
ラ５０には、樹脂製の現像スリーブ５１が設けられてお
り、この現像スリーブ５１は駆動ローラ５０の外表面と
の間の摩擦力により搬送され、駆動ローラ５０の回転に
従動して回転する。現像スリーブ５１の内径は駆動ロー
ラ５０の外径よりも若干大きい寸法を有している。この
現像スリーブ５１を感光体ドラム２５に向かう方向に沿
って駆動ローラ５０の表面に対して密着させる押えテー
プ５２が、現像スリーブ５１の軸方向両端部に摺接する
ように取付けられている。この押えテープ５２により、
現像スリーブ５１は、感光体ドラム２５に当接する位置
においては、駆動ローラ５０の表面から若干離間し、た
わんだ状態で感光体ドラム２５に当接している。

【００２７】感光体ドラム２５の表面にはレーザビーム
によって静電潜像が形成され、現像スリーブ５１を介し
て供給されたトナーが静電潜像に付着して、感光体ドラ
ム２５の表面にトナー画像が形成される。そして、記録
紙にこのトナー画像が転写されるようになっている。

【００２８】また、現像部材収納室４２には、窓部６０
が形成された窓枠形状を有するシール部材５９が駆動ロ
ーラ５０の軸方向に沿って設けられている。シール部材
５９はウレタンフォームなどからなり、その下側枠部５
９ａが駆動ローラ５０の下側と下ケーシング４１との間
に位置している。この下側枠部５９ａにより、現像スリ
ーブ５１の下側部分を駆動ローラ５０に対して圧接させ
る下シールが構成されている。

【００２９】シール部材５９と隔壁４４との間に形成さ
れる空間であるバッファ５３には、ホッパ４３に収容さ
れたトナーが隔壁４４に形成されたトナー供給口５４を
通って送り込まれる。バッファ５３内のトナーを現像ス
リーブ５１に供給するため、平板形状を有する羽根部材
５６と、この羽根部材５６と所定の隙間を隔てて位置す
る供給ローラ５７がバッファ５３内に回転自在に設けら
れている。現像スリーブ５１へのトナーの付着量を規制
してトナー薄層を形成すると共にトナーを摩擦帯電する
ために、規制ブレード６１が所定の線圧の下で現像スリ
ーブ５１に接触している。

【００３０】また、ホッパ４３内には、収容されたトナ
ーを撹拌しつつトナー供給口５４に搬送するトナー搬送
部材５５が回転自在に設けられている。トナー搬送部材
５５には、可撓性を有する例えばポリエステルフィルム
より形成され、トナーを撹拌、搬送するフィルム６２が
設けられている。

【００３１】本発明に係るクリーニング装置６５は、ブ
レードクリーニング方式によるものであり、感光体ドラ
ム２５周面に当接するブレード６６を有している。この
ブレード６６は、耐摩耗性に優れ、感光体ドラム２５に
化学的に悪影響を与えないなどの観点から、例えばポリ
ウレタンゴムなどの弾性体から形成されている。また、
このクリーニング装置６５にあっては順ブレード方式を
採用しており、ブレード６６先端は、感光体ドラム２５
の被クリーニング面２５ａとブレード６６とのなす角が
鈍角となるように、感光体ドラム２５周面に当接してい
る。このブレード６６は、屈曲形状を有するブレードホ
ルダ６７（保持部材に相当する）に取り付けられ保持さ
れている。

【００３２】ブレードホルダ６７は、図示するように、
第１と第２の屈曲部６８，６９を有し、これら屈曲部６
８，６９を境界にして、第１、第２および第３の傾斜面
７１，７２，７３が設けられている。第１の傾斜面７１
は、ブレードホルダ６７の図中右端に位置する一端部６
７ａから第１屈曲部６８にかけて上方に傾いて形成され
た傾斜面であり、第２の傾斜面７２は、第１屈曲部６８
から第２屈曲部６９にかけて下方に傾いて形成された傾
斜面であり、第３の傾斜面７３は、第２屈曲部６９から
図中左端に位置する他端部６７ｂにかけて上方に傾いて
形成された傾斜面である。前記ブレード６６は、ブレー
ドホルダ６７の前記一端部６７ａから突出して延びるよ
うに、第１傾斜面７１の下面側に保持されている。第１
傾斜面７１は、水平面に対して角度θの傾きを持って上
方に傾斜しているが、この角度θは、ブレード６６によ
るクリーニング機能を好適に発揮し得る所定の角度に設
定されている。

【００３３】クリーニング装置６５は感光体ドラム２５
の上部に位置しているため、ブレード６６で掻き取った
除去トナーをクリーニング部７４から搬送する必要があ
る。このため、ブレード６６とブレードホルダ６７の第
１傾斜面７１とによって、上方に傾いて配置されるトナ
ー搬送面７５が形成されている。また、このトナー搬送
面７５の上方に設けられている上ケーシング４０は、ト
ナー搬送面７５とともに、除去トナーを搬送するための
トナー搬送路７６を形成している。さらに、上ケーシン
グ４０は、第２、第３傾斜面７２，７３とともに、除去
トナーを収容するトナー収容室７７をも形成している。
このトナー収容室７７は、トナー搬送面７５の終端であ
る第１屈曲部６８から下方に広がる空間であるため、ト
ナー収容室７７の内容積が大きくなり、より多量の除去
トナーを収容することが可能となっている。

【００３４】また、上ケーシング４０には、感光体ドラ
ム２５の表面に接触する薄板部材７８が取り付けられて
いる。薄板部材７８は、残留トナーを通過させる一方、
除去トナーを受けとって下方側の空間にこぼさないよう
にするシール部材として機能する。トナー搬送路７６お
よびトナー収容室７７は、薄板部材７８、ブレード６６
およびブレードホルダ６７によって、掻き取った除去ト
ナーが作像カートリッジ２０内に飛散しないようにシー
ルされている。

【００３５】本実施例のクリーニング装置６５にあって
は、特に、上ケーシング４０は、トナー搬送面７５に対
して直交する間隔が、クリーニング部７４からトナー搬
送面７５の終端６８にかけて順次大きくなるように、配
置されている。具体的に数値を例示すれば、上ケーシン
グ４０とトナー搬送面７５との間の間隔は、クリーニン
グ部７４近傍ではＬ１＝１０．４ｍｍであるのに対し
て、トナー搬送面７５の終端である第１屈曲部６８近傍
ではＬ２＝１６．０ｍｍであり、クリーニング部７４か
ら第１屈曲部６８にかけて、前記間隔が順次大きくなっ
ている。換言すれば、上ケーシング４０は、トナー搬送
路７６が上流側から下流側にかけて順次広がるように、
配置されている。

【００３６】ここで、トナー搬送路７６を順次広げなけ
ればならない最下流側の位置は、少なくとも次ぎの位置
までである。すなわち、最下流側の位置は、トナー搬送
面７５の終端である第１屈曲部６８を含む水平面Ｈから
トナーの安息角αに等しい傾きを持って形成される仮想
面Ｎの位置までである。なお、トナーの安息角αとは、
トナーを水平板上に山盛りした場合に、トナーが自然に
崩れだすときの斜面の水平板に対する角度をいう。

【００３７】次ぎに、本実施例の作用を説明する。

【００３８】感光体ドラム２５上のトナー像を記録紙に
転写する転写工程が終了した後も、感光体ドラム２５の
周面上は、僅かながら残留トナーが付着した状態となっ
ている。この残留トナーは、クリーニング装置６５のブ
レード６６によって機械的に掻き取られるが、当該クリ
ーニング装置６５は順ブレード方式を採用しているた
め、ブレード６６がトナーを阻止する力は高く、感光体
ドラム２５上の残留トナーは完全に除去される。したが
って、次の転写工程を行っても黒点などの画像ノイズが
現れることはなく、高品位の画像を形成することができ
る。

【００３９】ブレードによって掻き取られた除去トナー
は、その後に掻き取られる除去トナーで押されるように
して、クリーニング部７４からトナー搬送面７５に案内
され、トナー搬送路７６を通って下流側に向けて搬送さ
れる。

【００４０】クリーニングを継続することにより、図３
に示すように、除去したトナーは、トナー搬送路７６の
トナー搬送面７５上に山盛りの状態で溜まってくる。そ
して、溜まったトナーの斜面が水平面Ｈに対してなす角
度がトナーの安息角α以上になると、山盛り状態のトナ
ーは、第２傾斜面７２を経てトナー収容室７７まで、自
然と崩れて行く。さらに、トナー搬送路７６は、クリー
ニング部７４から、少なくとも、トナーの安息角αに基
づいて定まる所定の部位までは順次広がっている。した
がって、第１屈曲部６８の近傍でトナーが詰まることが
なくなる。

【００４１】しかも、トナー詰まりを防止するに当た
り、トナー搬送用の特別の搬送機構をクリーニング装置
６５に設ける構成でもないため、クリーニング装置６５
は複雑なものにならず、コストの増加を招くこともな
い。

【００４２】また、本実施例のレーザビームプリンタ
は、縦方向の記録紙搬送路を有するため、クリーニング
装置６５を感光体ドラム２５の上部に配置し、現像装置
を下部に配置することができ、レーザビームプリンタの
設置面積の省スペース化を図ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クリーニング性能に優れた順ブレード方式を採用し、感
光体ドラム上部に位置するクリーニング装置であって、
トナーの搬送のための特別な搬送機構を設けることな
く、トナー詰まりの発生を確実に防止し得るクリーニン
グ装置を提供でき、もって、クリーニング装置の構造の
簡素化および低コスト化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、電子写真プロセスを用いた作像装置
の一例としてのレーザビームプリンタの全体構造を示す
概略図である。

【図２】 図２は、本発明に係るクリーニング装置を組
み込んだ作像カートリッジの内部構造を示す概略断面図
である。

【図３】 図３は、本発明に係るクリーニング装置の要
部を示す概略断面図である。

【図４】 図４（１）（２）は、ブレードクリーニング
装置の２つの方式の説明に供する図である。

【符号の説明】

２５…感光体ドラム ２５ａ…被クリーニング面 ４０…上ケーシング（ケーシング） ６５…クリーニング装置 ６６…ブレード ６７…ブレードホルダ（保持部材） ６８…第１屈曲部（トナー搬送面の終端） ６９…第２屈曲部 ７１…第１傾斜面 ７２…第２傾斜面 ７３…第３傾斜面 ７４…クリーニング部 ７５…トナー搬送面 ７６…トナー搬送路 ７７…トナー収容室 Ｈ…トナー搬送面終端を含む水平面 Ｎ…仮想面 α…トナーの安息角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 秀幸 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大 阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−372982（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297715（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11600（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/10 - 21/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラムの被クリーニング面とブレ
   ードとのなす角が鈍角となるように感光体ドラム周面に
   ブレード先端を当接させて感光体ドラムよりトナーを掻
   き取るクリーニング装置において、 ブレードと当該ブレードを保持する保持部材によって形
   成され上方に傾いて配置されるトナー搬送面と、 当該トナー搬送面の上方に設けられ前記トナー搬送面と
   ともにトナー搬送路を形成するケーシングと、 前記トナー搬送面の終端より下方に広がる空間を有する
   トナー収容室とを備え、トナー搬送面終端を含む水平面からトナーの安息角に等
   しい傾きを持って形成される仮想面までのトナー搬送路
   が上流側から下流側 にかけて順次広がるように、前記ケ
   ーシングを配置したことを特徴とするクリーニング装
   置。