JPH06180543A - クリーニング装置及び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】 高湿度の環境下にあってもクリーニング性能
が低下することのないクリーニング装置及び前記クリー
ニング装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成
装置を提供する。 【構成】 像担持体上の現像剤を除去するクリーニング
装置において、像担持体に接触するクリーニング部材を
耐水性に構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成に用いる像担持
体上の現像剤を除去するクリーニング装置及び前記クリ
ーニング装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体表面に形成したトナー像を、紙
等の記録媒体に転写させる工程を繰り返す画像形成装置
においては、転写の都度像担持体表面に残る残留トナー
を充分に除去する必要がある。このためのクリーニング
装置として、ウレタンゴム等の弾性材料からなるゴムブ
レードを像担持体表面に圧接して残留トナーを除去する
ように構成したものがある。このクリーニング装置は構
成が簡単で、小型低コストであり、トナー除去機能も優
れているために、低速機から高速機まで広く実用化され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ウ
レタン系のゴムブレードは、湿度の高い環境下において
は加水分解を起こし、使用期間（放置時間を含む）中に
徐々にゴム自体の物性の劣化、例えばゴム硬度やゴム弾
性の低下、更に塑性変形が起こり、クリーニング性能が
著しく低下することがある。

【０００４】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、高湿度の環境下にあっ
てもクリーニング性能が低下することのないクリーニン
グ装置及び前記クリーニング装置を用いたプロセスカー
トリッジ及び画像形成装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の代表的な構成は、像担持体に接触するクリー
ニング部材を耐水性に構成したことを特徴としてなる。

【０００６】

【作用】前記構成にあっては、クリーニング部材は加水
分解の影響を受け難くなり、クリーニング性能の劣化が
防止される。

【０００７】

【実施例】

〔第一実施例〕次に本発明の第一実施例に係るクリーニ
ング装置及びこれを用いたプロセスカートリッジ及び画
像形成装置について、図面を参照して具体的に説明す
る。

【０００８】先ずクリーニング装置を有するプロセスカ
ートリッジを装着した画像形成装置の全体概略構成につ
いて説明する。尚、図１は画像形成装置の一態様である
レーザープリンタの断面説明図であり、図２はプロセス
カートリッジの断面構成説明図である。

【０００９】この画像形成装置Ａは図１に示すように、
光学系１から画像情報に基づいた光像を照射して像担持
体である感光体ドラムに現像剤（以下トナー）像を形成
する。そして前記トナー像の形成と同期して記録媒体２
を搬送手段３によって搬送し、且つプロセスカートリッ
ジＢとしてカートリッジ化された画像形成部において前
記感光体ドラムに形成したトナー像を転写手段４によっ
て記録媒体２に転写し、その記録媒体２を定着手段５に
搬送し、転写トナー像を定着して排出部６へ排出する。

【００１１】前記画像形成部を構成するプロセスカート
リッジＢは、図２に示すように、感光体ドラム７を回転
してその表面を帯電手段８によって一様に帯電し、前記
光学系１からの光像を露光部９を介して感光体ドラム７
に露光して潜像を形成し、現像手段10で前記潜像に応じ
たトナー像を形成することにより可視像化する。そして
前記転写手段４でトナー像を記録媒体２に転写した後
は、クリーニング手段11によって感光体ドラム７に残留
したトナーを除去する。尚、前記感光体ドラム７等の各
部品はハウジングを構成する枠体12内に収納されてカー
トリッジ化されている。

【００１２】次に前記画像形成装置Ａ及びプロセスカー
トリッジＢの各部の構成について説明する。

【００１３】｛画像形成装置｝まず前記画像形成装置Ａ
の各部の構成について、光学系、搬送手段、転写手段、
定着手段、カートリッジ装着手段の順に説明する。

【００１４】（光学系）光学系１は外部装置等から読み
込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光
体ドラム７へ光像を照射するものであり、図１に示すよ
うに、装置本体13にの光学ユニット１ａ内にレーザーダ
イオード１ｂ、ポリゴンミラー１ｃ、スキャナーモータ
１ｄ、結像レンズ１ｅ、反射ミラー１ｆが収納してあ
る。

【００１５】そして例えばコンピュータやワードプロセ
ッサ等の外部機器から画像信号が与えられると、レーザ
ーダイオード１ｂが前記画像信号に応じて発光し、ポリ
ゴンミラー１ｃに画像光として照射する。このポリゴン
ミラー１ｃはスキャナーモータ１ｄによって高速回転
し、該ポリゴンミラー１ｃで反射した画像光が結像レン
ズ１ｅ及び反射ミラー１ｆを介して回転する感光体ドラ
ム７へ照射し、該ドラム７の表面を選択的に露光して画
像情報に応じた潜像を形成する。

【００１６】（記録媒体搬送手段）次に記録媒体２（例
えば記録紙、ＯＨＰシート、布或いは薄板等）を搬送す
るための搬送手段３の構成について説明すると、本実施
例にあっては記録媒体２を手差し給送と、カセット給送
の２種類が可能となっている。

【００１７】手出し給送するための構成は、図１に示す
ように、給送トレイ３ａに一枚又は複数枚の記録媒体２
をセットして画像形成を開始すると、ピックアップロー
ラ３ｂによって給送トレイ３ａ上の記録媒体２を装置内
へ送り込むと共に、複数枚の記録媒体２をセットした場
合には分離ローラ３c1，３c2によって一枚ずつ分離給送
し、記録媒体２の先端がレジストローラ対３d1，３d2に
突き当たるように搬送する。

【００１８】そして前記レジストローラ対３d1，３d2が
画像形成動作に応じて駆動回転して記録媒体２を画像形
成部へと搬送する。更に画像形成後の記録媒体２を定着
手段５へと搬送し、且つ中間排出ローラ３ｅ及び排出ロ
ーラ対３f1，３f2によって排出部６へ排出する。

【００１９】尚、前記各ローラ間には記録媒体２の搬送
をガイドするためのガイド部材３ｇが設けてある。また
給送トレイ３ａは非使用時には装置本体13の外装を構成
する。

【００２０】一方、カセット給送するための構成は、図
１に示すように、装置本体13の内底部にカセット３ｈの
装着部を有し、記録媒体２が手差しされないときは前記
装着部に装着したカセット３ｈ内の記録媒体２をピック
アップローラ３ｉ及び給送ローラ３ｊによって上部から
一枚ずつレジストローラ対３d1，３d2へ給送する。そし
てレジストローラ対３d1，３d2以降は前記手差し給送の
場合と同様の部材によって搬送する。尚、３ｋはセンサ
であってカセット３ｈ内の記録媒体２の有無を検出す
る。

【００２１】（転写手段）転写手段４は画像形成部で感
光体ドラム７に形成されたトナー像を記録媒体２に転写
するものであり、本実施例の転写手段４は図１に示すよ
うに、転写ローラ４によって構成している。即ち、装着
したプロセスカートリッジＢの感光体ドラム７に転写ロ
ーラ４によって記録媒体２を押圧し、該転写ローラ４に
感光体ドラム７に形成されたトナー像と逆極性の電圧を
印加することにより、感光体ドラム７上のトナーを記録
媒体２に転写する。

【００２２】（定着手段）定着手段５前記転写ローラ４
の電圧印加によって記録媒体２に転写したトナー像を定
着させるものである。その構成は図１に示すように、駆
動回転する駆動ローラ５ａと、内部にヒータ５ｂを有
し、前記駆動ローラ５ａと圧接して従動回転する定着ロ
ーラ５ｃとからなる。即ち、画像形成部でトナー像を転
写された記録媒体２が前記駆動ローラ５ａと定着ローラ
５ｃ間を通過する際に、両ローラ５ａ，５ｃの押圧によ
って圧力が印加され、且つ定着ローラ５ｃの発熱によっ
て熱を印加され、記録媒体２上のトナーが記録媒体２に
定着する。

【００２３】（プロセスカートリッジ装着手段）前記画
像形成装置Ａ内にはプロセスカートリッジＢを装着する
ためのカートリッジ装着手段が設けてある。プロセスカ
ートリッジＢの装置本体に13に対する着脱は、開閉カバ
ー14を開くことによって行う。即ち、装置本体13の上部
にはヒンジ14ａによって開閉可能な開閉カバー14が取り
付けてある。そして前記開閉カバー14を開くと装置本体
13内にはカートリッジ装着スペースが設けてあり、本体
内側左右壁面には図示しない左右ガイド部材が取り付け
てある。この左右ガイド部材にはプロセスカートリッジ
Ｂを挿入するためのガイドが設けてあり、プロセスカー
トリッジＢを前記ガイドに沿って挿入し、開閉カバー14
を閉じることによってプロセスカートリッジＢを画像形
成装置Ａに装着するようにしている。

【００２４】｛プロセスカートリッジ｝次に前記画像形
成装置Ａに装着されるプロセスカートリッジＢの各部の
構成について説明する。

【００２５】このプロセスカートリッジＢは像担持体
と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであ
る。ここでプロセス手段としては、例えば像担持体の表
面を帯電させる帯電手段、像担持体にトナー像を形成す
る現像手段、像担持体表面に残留したトナーをクリーニ
ングするためのクリーニング手段等がある。本実施例の
プロセスカートリッジＢは図２に示すように、像担持体
である電子写真感光体ドラム７の周囲に帯電手段８、露
光部９、現像手段10、クリーニング手段11を配置し、こ
れらを第一枠体12ａ及び第二枠体12ｂからなる枠体12か
らなるハウジングで覆って一体化し、装置本体13に着脱
可能に構成してる。

【００２６】次にプロセスカートリッジＢの各部の構成
を、感光体ドラム７、帯電手段８、露光部９、現像手段
10、クリーニング手段11の順に説明する。

【００２７】（感光体ドラム）本実施例に係る感光体ド
ラム７は円筒状のアルミニウムからなるドラム基体の外
周面に有機感光層を塗布して構成している。この感光体
ドラム７を枠体12に回動可能に取り付け、該ドラム７の
長手方向一方端に固着したギヤ（不図示）に装置本体側
に設けた駆動モータの駆動力を伝達することにより、感
光体ドラム７を画像形成動作に応じて図１の矢印方向へ
回転させる。

【００２８】（帯電手段）帯電手段は前記感光体ドラム
７の表面を一様に帯電させるためのものであり、本実施
例では枠体12に帯電ローラ８を回動自在に取り付けた、
所謂接触帯電方法を用いている。帯電ローラ８は金属製
のローラ軸８ａに導電性の弾性層を設け、更にその上に
高抵抗の弾性層を設け、更にその表面に保護膜を設けて
なる。導電性の弾性層はＥＰＤＭやＮＢＲ等の弾性ゴム
層にカーボンを分散したもので構成し、ローラ軸８ａに
供給されるバイアス電圧を導く作用をなす。また高抵抗
の弾性層はウレタンゴム等で構成し、微量の導電性微粉
末を含有するものが一例としてあげられ、感光体ドラム
７のピンホール等導電度の高い帯電ローラが相対した場
合でも、感光体ドラム７へのリーク電流を制限してバイ
アス電圧の急降下を防ぐ作用をなす。また保護層はＮ−
メチルメトキシ化ナイロンで構成し、導電性弾性層や高
抵抗の弾性層の塑性物質が、感光体ドラム７に触れて感
光体ドラム７の表面を変質させることがないように作用
する。

【００２９】そして前記帯電ローラ８を感光体ドラム７
に接触させ、画像形成に際しては帯電ローラ８が感光体
ドラム７の回転に従動して回転し、このとき帯電ローラ
８に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加することによ
り感光体ドラム７の表面を均一に帯電させる。

【００３０】（露光部）露光部９は前記帯電ローラ８に
よって均一に帯電した感光体ドラム７の表面に、光学系
１から照射される光像を露光して該ドラム７表面に静電
潜像を形成するためのものであり、カートリッジ枠体12
の上面に前記光像を導くための開口９を設けることによ
って露光部を構成している。

【００３１】（現像手段）現像手段10は図２に示すよう
に、トナーを収納するトナー溜め10ａを有し、且つトナ
ー溜め10ａ内にはトナーを送り出すために矢印方向へ回
転するトナー送り部材10ｂが設けてある。更に内部に磁
石10ｃを有し、回転することによって表面に薄いトナー
層を形成する現像スリーブ10ｄが感光体ドラム７と微小
間隔を隔てて設けてある。

【００３２】現像スリーブ10ｄの表面にトナー層が形成
されるとき、トナーと現像スリーブ10ｄとの摩擦によっ
て感光体ドラム７上の静電潜像を現像するのに充分な摩
擦帯電電荷を得る。またトナーの層厚を規制するために
現像ブレード10ｅが設けてある。

【００３３】（クリーニング手段）クリーニング手段11
の構成は、図２に示すように、感光体ドラム７の表面に
接触し、該ドラム７に残留したトナーを掻き落とすため
のクリーニング部材であるクリーニングブレード11ａ
と、前記掻き落としたトナーを掬い取るために前記ブレ
ード11ａの下方に位置し、且つ感光体ドラム７の表面に
弱く接触したスクイシート11ｂと、前記掬い取った廃ト
ナーを溜めるための廃トナー溜め11ｃとで構成してい
る。

【００３４】前記クリーニングブレード11ａはウレタン
系ゴムブレードであり、これが支持板金11ｄに接着固定
されており、感光体ドラム７に対して所定の圧で当接し
ている。このクリーニングブレード11ａは、図３に示す
ように、感光体ドラム７と当接する部分を除き、その表
面を厚さ25μｍ程度のポリエチレンフィルム11ｅによっ
て被覆して防水層を設けている。また前記エチレンフィ
ルム11ｅで覆っていない当接部にあっては、図３に示す
ように、トナーｔが覆うように付着するために、結果的
にはクリーニングブレード11ａはウレタン系ゴムが露出
することはなく、密閉状態を維持するようになる。

【００３５】従って、高湿度の環境下にあっても、ウレ
タン系ゴムブレードが加水分解することがなくなり、ク
リーニングブレード11ａの劣化が防止される。

【００３６】〔他の実施例〕前述した実施例ではクリー
ニングブレード11ａの表面をポリエチレンフィルム11ｅ
で被覆した例を示したが、前記フィルム11ｅの代わり
に、図４に示すように、クリーニングブレード11ａの表
面に撥水剤（例えば、ジョンソン社製の商品名スーパー
レインＸ等のウレタン系コート剤）11ｆを塗り、クリー
ニングブレード11ａの表面に水分に対する防水層を形成
するようにしても良い。

【００３７】また前記ウレタン系コート剤に限らなくて
も、例えばナイロン系コート剤を５〜10μｍ程度に薄く
塗布して防水層を構成しても良い。

【００３８】更には図５に示すようにクリーニングブレ
ード11ａ内にニクロム線のような発熱体11ｇを適当なパ
ターンで埋め込み、適宜通電することによって除湿する
ようにしても良い。

【００３９】更には図６（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれ
ぞれ示すように、感光体ドラム７と当接する耐磨耗性が
要求される部分には、耐磨耗性の高い例えばウレタン系
ゴム部材15を用い、その他の部分には耐磨耗性は低いが
加水分解の影響を受け難い異種のウレタン系ゴム部材1
6、或いはバネ性の金属17を貼り合わせ、これらの複合
体としてクリーニングブレードを構成しても良い。

【００４０】本発明に係るプロセスカートリッジＢは前
述のように単色の画像を形成する場合のみならず、現像
手段を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色
画像或いはフルカラー等）を形成するカートリッジにも
好適に適用することが出来る。

【００４１】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。

【００４２】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以外に
も、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロック
型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【００４３】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。

【００４４】また前述したプロセスカートリッジとは、
像担持体としての例えば電子写真感光体等とクリーニン
グ手段とを備えたものである。従って、そのプロセスカ
ートリッジの態様としては、前述した実施例のもの以外
にも、例えば像担持体とクリーニング手段と、帯電手段
とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能に
するもの。像担持体とクリーニング手段と、現像手段と
を一体化的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能に
するもの。像担持体とクリーニング手段とを一体的にカ
ートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更に
は像担持体と、前記プロセス手段の２つ以上のものを組
み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱
可能にするもの等がある。

【００４５】また前述した実施例では画像形成装置とし
てレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファク
シミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成
装置に使用することも当然可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明は前述したように、クリーニング
部材に防水層を設け、或いは発熱体を設けることによ
り、クリーニング部材が加水分解により劣化し難くする
ことが出来る。そのため、クリーニング性能の劣化を最
小限に抑えることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であ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着した画像形成装置の構
成説明図である。

【図２】クリーニング装置を有するプロセスカートリッ
ジの構成説明図である。

【図３】クリーニングブレードの表面に防水層を設けた
実施例の説明図である。

【図４】クリーニングブレードの表面に防水層を設けた
他の実施例の説明図である。

【図５】クリーニングブレードに発熱体を設けた実施例
の説明図である。

【図６】クリーニングブレードを耐磨耗性材質と、耐水
性部材とで構成した実施例の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…画像形成装置、Ｂ…プロセスカートリッジ、１…光
学系、１ａ…光学ユニット、１ｂ…レーザーダイオー
ド、１ｃ…ポリゴンミラー、１ｄ…スキャナーモータ、
１ｅ…結像レンズ、１ｆ…反射ミラー、２…記録媒体、
３…搬送手段、３ａ…給送トレイ、３ｂ…ピックアップ
ローラ、３c1，３c2…分離ローラ、３d1，３d2…レジス
トローラ、３ｅ…中間ローラ、３f1，３f2…排出ロー
ラ、３ｇ…ガイド部材、３ｈ…カセット、３ｉ…ピック
アップローラ、３ｋ…センサ、４…転写手段、５…定着
手段、５ａ…駆動ローラ、５ｂ…ヒータ、５ｃ…定着ロ
ーラ、６…排出部、７…感光体ドラム、８…帯電ロー
ラ、８ａ…ローラ軸、９…露光部、10…現像手段、10ａ
…トナー溜め、10ｂ…トナー送り部材、10ｃ…磁石、10
ｄ…現像スリーブ、10ｅ…現像ブレード、11…クリーニ
ング手段、11ａ…クリーニングブレード、11ｂ…スクイ
シート、11ｃ…廃トナー溜め、11ｄ…板金、11ｅ…フィ
ルム、11ｆ…撥水剤、11ｇ…発熱体、12…枠体、12ａ…
第一枠体、12ｂ…第二枠体、13…装置本体、14…開閉カ
バー、14ａ…ヒンジ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上の現像剤を除去するクリーニ
   ング装置において、 像担持体に接触するクリーニング部材を耐水性に構成し
   たことを特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 前記クリーニング部材の表面に防水層を
   設けた請求項１記載のクリーニング装置。
3. 【請求項３】 前記クリーニング部材に発熱体を設けた
   請求項１記載のクリーニング装置。
4. 【請求項４】 前記クリーニング部材を耐磨耗性及び耐
   水性の材質で構成した請求項１記載のクリーニング装
   置。
5. 【請求項５】 画像形成装置本体に装着可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 像担持体と、前記像担持体に作用するプロセス手段とし
   て少なくとも像担持体上の現像剤を除去するクリーニン
   グ手段と、を有し、 前記クリーニング手段における像担持体に接触するクリ
   ーニング部材を耐水性に構成したことを特徴とするプロ
   セスカートリッジ。
6. 【請求項６】 プロセスカートリッジを装着可能であっ
   て、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 像担持体と、前記像担持体に作用するプロセス手段とし
   て少なくとも像担持体上の現像剤を除去するクリーニン
   グ手段とを有し、前記クリーニング手段における像担持
   体に接触するクリーニング部材を耐水性に構成したプロ
   セスカートリッジを装着するための装着手段と、 記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 像担持体と、 前記像担持体に形成した潜像を現像するための現像手段
   と、 前記現像手段で現像した像を記録媒体に転写するための
   転写手段と、 前記像を転写した像担持体上の現像剤を除去するクリー
   ニング手段と、 を有し、 前記クリーニング手段における像担持体に接触するクリ
   ーニング部材を耐水性に構成したことを特徴とする画像
   形成装置。