説明

画像形成装置

【課題】残存トナーが筐体の内壁や搬送スクリュー面に付着堆積するのを満遍なく抑制し、ブラシローラの斜毛を確実に回復させてブラシローラの長寿命化を図り、回収トナーを機外へ送り出すことのできるクリーニング装置を装着した画像形成装置の提供。
【解決手段】像担持体に当接して該像担持体の残存トナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接位置よりも前記像担持体の上流側で当接するブラシローラと、前記クリーニングブレードで回収された回収トナーを集める回収部を底部に設けた前記クリーニング装置を収容する筐体と、前記回収部に集められた回収トナーを、現像器又は廃トナーボックスに送り出すために前記回収部に設けた搬送スクリューとを有し、前記搬送スクリューのスクリュー面に接触又は近接して前記ブラシローラの毛先部が入り込む位置に搬送スクリューとブラシローラを配置した画像形成装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、像担持体をクリーニングするクリーニング装置を装着した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
像担持体上の残存トナーは、クリーニング装置のクリーニングブレード又はクリーニングブラシローラによって掻き落とされ、クリーニング装置の筐体の下部の回収部に集められ、そこに設けられている搬送スクリューによって機外へ搬送される。
【0003】
しかし、回収部に集まる回収トナーは搬送スクリューや回収部の内壁に付着堆積して搬送されにくくなる。これを解決するために、特許文献1に示すように、搬送スクリューの軸に平行に設置して、該搬送スクリューに対して付勢させて揺動しながら接触する掻き落とし部材によって、付着堆積物を崩そうとする方法がある。その揺動しながら接触する掻き落とし部材は凹凸のある切れ込みや窓の開けられた長い板状に加工された部材であり、スクリュー面と接触して積極的に付着堆積トナーを崩して搬送性を挙げようとするものである。しかしそのような部材は加工がかなり難しく耐久性も良くなく、そのうえ、スクリュー面全体に接触することができないので、特に高温高湿の環境下では、部分的にトナーの付着堆積現象が起こりやすくなる。これにより、搬送スクリューの負荷が増大し、次第に回収トナーの搬送が悪くなると考えられる。
【0004】
また、特許文献2に示すように搬送スクリューに平行して接触するゴムシートの弾性部材を用いて付着堆積物を崩すようにしたものがあるが、特許文献1と同様に部分的な接触によりトナーの掻き落としができにくいため、搬送効果は十分といえない。
【特許文献1】特開2002−278402号公報
【特許文献2】特開平10−186988号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、そのような従来技術の欠点を排して、簡潔な構造で残存トナーが筐体の内壁や搬送スクリュー面に付着したり、堆積したりするのを満遍なく抑制すると共に、更に、ブラシローラの斜毛を起毛して確実に回復させてブラシローラの長寿命化を図り、回収トナーをリサイクルトナーとして現像器へ送り込んだり、或いは廃トナーボックスへ送り込むことのできる安定確実で低コストのクリーニング装置を装着した画像形成装置を提供することを、課題目的にする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的は次の技術手段1又は2によって達成される。
1.像担持体の残存トナーを清掃して回収するクリーニング装置を有する画像形成装置において、該クリーニング装置は、
前記像担持体に当接して該像担持体の残存トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接位置よりも前記像担持体の回転方向に対し上流側で当接するブラシローラと、
前記クリーニングブレードで除去されたトナーを集める回収部を底部に設けた前記クリーニング装置を収容する筐体と、
前記回収部に集められたトナーを、現像器又は廃トナーボックスに送り出すために前記回収部に設けた搬送スクリューと、
を有し、
前記搬送スクリューの山から谷にかけてのスクリュー面に接触又は近接して、前記ブラシローラの毛先部が入り込んだ状態の位置に前記搬送スクリュー及び前記ブラシローラが配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2.前記毛先部の入り込む長さは、前記スクリュー面の山から谷に達する高さ以内であることを特徴とする1項に記載の画像形成装置。
3.前記搬送スクリュー及び前記ブラシローラの接触部の周速度の方向は同方向であり、前記搬送スクリューの周速度が前記ブラシローラの周速度よりも大きくしてあることを特徴とする1項又は2項に記載の画像形成装置。
【0007】
尚、本発明において、2成分トナーの場合はトナーの他にキャリアや紙粉が、1成分トナーの場合は紙粉が混じっていることもあるが、これらを包含したものを残存トナーと称する。また、回収される途次の残存トナーを単にトナー又は回収トナーと言うことがある。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、クリーニングブレードで像担持体から掻き取られた残存トナーは、上流側で像担持体に当接し且つ搬送スクリューのスクリュー面に接触するサブのブラシローラによって、該搬送スクリューに運びこまれて、満遍なくはたき落とされて行く。それと共に、該搬送スクリュー周辺の付着堆積物が成長しないように、それが崩されながら、トナーが該搬送スクリューによって機外へ安定確実に送り出される。また、像担持体に当接して斜毛したブラシローラは搬送スクリューによって起毛されるので必然的に長寿命化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の実施の形態を説明するが、以下の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【0010】
先ず、クリーニング装置190、190Aが装着されている本発明の画像形成装置としてカラー電子写真用の画像形成装置GSについて、図1を用いてその概略を説明する。
【0011】
この画像形成装置GSは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像担持体上に形成したカラートナー像を中間転写体上に多重転写して重ね合わせた後、記録媒体上に一括転写するものである。
【0012】
図において、画像形成装置GSの上部を占める位置に配設される画像読取装置SC上に載置された原稿画像が光学系により走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれ、ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書込手段としての露光光学系3に画像データ信号を送る。
【0013】
中間転写体としてはドラム式のものや無端ベルト式のものがあり、何れも同じような機能を有するものであるが、以下の説明においては中間転写体としては無端ベルト状式中間転写体6を指すことにする。
【0014】
また図において、無端ベルト状中間転写体6の周縁部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒色(K)の各色毎の画像形成用として4組のプロセスユニット100がカラートナー像の形成手段として、図の矢印で示す鉛直方向の中間転写ベルト6の回転方向に対して、中間転写ベルト6に沿って垂直方向に縦列配置され、Y、M、C、Kの順に配置されている。
【0015】
4組のプロセスユニット100は何れも共通した構造であり、それぞれ、像担持体である感光体ドラム1と、帯電手段としての帯電器2と、画像書込手段としての露光光学系3と、現像装置4と、像担持体クリーニング手段としての感光体のクリーニング装置190とからなっている。
【0016】
像担持体である感光体ドラム1は、例えば外径が40〜100mm程度のアルミニウム等の金属性の部材によって形成される円筒状の基体の外周に、感光体層厚として層厚(膜厚)20〜40μm程度の有機感光体層(OPC)の光導電層を形成したものである。感光体ドラム1は、図示しない駆動源からの動力により、導電層を接地された状態で矢印で示す方向に、例えば80〜280mm/s程度で、好ましくは220mm/sの線速度で回転される。
【0017】
感光体ドラム1の周りには、帯電手段としての帯電器2、画像書込手段としての露光光学系3、現像装置4を1組とした画像形成部が、図の矢印にて示す感光体ドラム1の回転方向に対して配置される。
【0018】
帯電手段としての帯電器2は、感光体ドラム1の回転軸に平行な方向で感光体ドラム1と対峙し近接して取り付けられる。帯電器2は、感光体ドラム1の有機感光体層に対し所定の電位を与えるコロナ放電電極としての放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用(本実施形態においてはマイナス帯電)を行い、感光体ドラム1に対し一様な電位を与える。
【0019】
画像書込手段である露光光学系3は、不図示の半導体レーザ(LD)光源から発光されるレーザ光を、回転多面鏡(符号なし)により主走査方向に回転走査し、fθレンズ(符号なし)、反射ミラー(符号なし)等を経て感光体ドラム1上を画像信号に対応する電気信号による露光(画像書込)を行い、感光体ドラム1の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【0020】
現像手段としての現像装置4は、感光体ドラム1の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)若しくは黒色(K)の各色の2成分現像剤をそれぞれ収容し、例えば厚み0.5〜1mm、外径15〜25mmの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ4aを備えている。現像ローラ4aは、突き当てコロ(不図示)により感光体ドラム1と所定の間隙、例えば100〜1000μmをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム1の回転方向と同方向に回転するようになっており、現像時、現像ローラ4aに対してトナーと同極性(本実施形態においてはマイナス極性)の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1上の露光部に対して反転現像が行われる。当該反転現像に使用される現像剤(トナー)としてはスチレンアクリル重合トナーが用いられる。
【0021】
無端ベルト状中間転写体6は、体積抵抗率が1.0×107〜1.0×109Ω・cm程度で、表面抵抗率が1.0×1010〜1.0×1012Ω/□程度の半導電性の無端状(シームレス)の樹脂ベルト部材が用いられ、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した厚さ0.05〜0.5mmの半導電性の樹脂フィルム基体である。無端ベルト状中間転写体6の基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ0.5〜2.0mmの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。無端ベルト状中間転写体6はガイドローラ6A、テンションローラ6a及び二次転写ローラ7Aに対峙するバックアップローラ6Bを含む複数のローラ部材により巻回され、鉛直方向に回動可能に支持されている。中間転写体としてはドラム状のものを用いることも可能である。
【0022】
各色毎の一次転写手段としての一次転写ローラ7は、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いたローラ状の導電性部材からなり、無端ベルト状中間転写6を挟んで各色毎の感光体ドラム1に対向して設けられ、無端ベルト状中間転写6の背面を押圧して感光体ドラム1との間に転写域を形成する。一次転写ローラ7には定電流制御によりトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流定電流が印加され、転写域に形成される転写電界によって、感光体ドラム1上のトナー像が無端ベルト状中間転写体6上に転写される。
【0023】
画像形成工程(画像形成プロセス)について以下に説明する。
【0024】
画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動によりYの感光体ドラム1が図の矢印で示す方向へ回転され、Yの帯電器2によってYの感光体ドラム1に電位が付与される。Yの感光体ドラム1は電位を付与された後、Yの露光光学系3によって第1の色信号すなわちYの画像データに対応する電気信号による露光(画像書込)が行われ、Yの感光体ドラム1上にイエロー(Y)の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はYの現像装置4により反転現像され、Yの感光体ドラム1上にイエロー(Y)のトナーからなるトナー像が形成される。Yの感光体ドラム1上に形成されたYのトナー像は一次転写手段としての一次転写ローラ7により無端ベルト状中間転写体6上に転写される。
【0025】
次いで、Mの帯電器2によってMの感光体ドラム1に電位が付与される。Mの感光体ドラム1は電位を付与された後、Mの露光光学系3によって第1の色信号すなわちMの画像データに対応する電気信号による露光(画像書込)が行われ、Mの感光体ドラム1上にマゼンタ(M)の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はMの現像装置4により反転現像され、Mの感光体ドラム1上にマゼンタ(M)のトナーからなるトナー像が形成される。Mの感光体ドラム1上に形成されたMのトナー像は、一次転写手段としての一次転写ローラ7によりYのトナー像に重ね合わせて無端ベルト状上中間転写体6上に転写される。
【0026】
同様のプロセスにより、Cの感光体ドラム1上に形成されたシアン(C)のトナーからなるトナー像と、Kの感光体ドラム1上に形成された黒色(K)のトナーからなるトナー像が順次無端ベルト状中間転写体6上に重ね合わせて形成され、無端ベルト状中間転写体6の周面上に、Y、M、C及びKのトナーからなる重ね合わせのカラートナー像が形成される。
【0027】
転写後のそれぞれの感光体ドラム1の周面上に残ったトナーは感光体のクリーニング装置190によりクリーニングされる。
【0028】
一方、給紙カセット20A、20B、20C内に収容された記録紙としての記録媒体Pは、給紙カセット20A、20B、20Cにそれぞれ設けられる送り出しローラ21および給紙ローラ22Aにより給紙され、搬送路22上を搬送ローラ22B、22C、22Dによって搬送され、レジストローラ23を経て、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の電圧が印加される二次転写手段としての二次転写ローラ7Aに搬送され、二次転写ローラ7Aの転写域において、無端ベルト状中間転写体6上に形成された重ね合わせのカラートナー像(カラー画像)が記録媒体P上に一括して転写される。
【0029】
カラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置17の加熱ローラ17aと加圧ローラ17bとにより形成される定着ニップ部NAにおいて加熱加圧されて定着され、排紙ローラ24に挟持されて機外の排紙トレイ25上に載置される。
【0030】
以上は記録媒体Pの片側である第1面への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は、排紙切換部材26が切り替わり、シート案内部26Aが開放され、記録媒体Pは破線矢印の方向に搬送される。
【0031】
更に、搬送機構27Aにより記録媒体Pは下方の搬送路27Bに搬送され、シート反転部27Cによりスイッチバックさせられ、分岐部27Dで搬送路を切り換え、今までの記録媒体Pの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット130内に搬送される。
【0032】
記録媒体Pは両面複写用給紙ユニット130に設けられた搬送ガイド131を給紙方向に移動し、給紙ローラ132で記録媒体Pは再給紙され、前記搬送路22に案内される。
【0033】
そして再び、上述したように二次転写ローラ7Aの方向に記録媒体Pが搬送され、記録媒体Pの裏面である第2面にトナー画像を転写し、定着装置17で定着した後、排紙トレイ25上に排紙する。
【0034】
また、二次転写手段としての二次転写ローラ7Aにより記録媒体P上にカラー画像が転写された後、記録媒体Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体6は、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体のクリーニング装置190Aにより残留トナーが除去される。
【0035】
このように像担持体として感光体及び中間転写体があり、本実施の形態では感光体として感光体ドラム1を、中間転写材体として無端ベルト状中間転写体6を用いている。クリーニング装置に関する以下の説明では、主として感光体ドラム1に対するクリーニング装置190について行う。無端ベルト状中間転写体6に対するクリーニング装置190Aの構成も像担持体が異なるだけでクリーニング装置の構成は全く同様にすることができる。
【0036】
電子写真方式の画像形成装置GSにおける感光体ドラム1や無端ベルト状中間転写体6等の像担持体の残存トナーを清掃するためにブラシローラ192が用いられる。このブラシローラ192は単独で残存トナーTを清掃することもできる。しかしブラシローラをメインのクリーニングブレード191のサブとして用いることができる。本発明はこの方式を用いている。即ち、図2の正面図及び図3の側面図に示すように配置されている。そして図4の正面図に示すように、ブラシローラ192は前記クリーニングブレード191で掻き取られた感光体ドラム1上の残存トナーTを該感光体ドラム1に再度逆に戻されたりしないように該感光体ドラム1に当接してサブ的なクリーニングをする。それと共に、メインのクリーニングブレード191で掻き落とされた残存トナーTを、ブラシ毛先部の表面及び内部に受けたブラシローラ192は、その残存トナーTを感光体ドラム1の表面に近付けないような方向に接触回転することによって、筐体193の底部に設けた回収部193Aの搬送スクリュー196に効率よく運んで落下させるようにしてある。
【0037】
また、このブラシローラ192は、感光体ドラム1に接触して、上記トナーTの搬送とサブ的なクリーニングを続けると斜毛が起こり外径が小さくなる。そのままだと、初期設定時の当接ニップ状態が得られなくなり、回収トナーの感光体ドラム1へのすり抜けによる再付着も起こり、ブラシローラ192における感光体ドラム1のクリーニング性やトナー回収性や耐久性が低下して、記録媒体Pに形成される画像も影響されて劣化してしまう。
【0038】
しかし、図5の部分側面図に示すように、メインのクリーニングブレード191で除去される残存トナーTが、サブのブラシローラ192の表面や毛の内部に入り込んだ状態で搬送スクリュー196に運ばれる。ここで、該ブラシローラ192の毛先部192Aは回収部193Aの搬送スクリュー196の山から谷にかけてのスクリュー面196Aに接触又は近接して毛先部が入り込む状態になっており、スクリュー面が回転で移動することによって、毛先部192Aとスクリュー面196Aは、順次満遍なく接触と離間を繰り返して、残存トナーTは確実に搬送スクリュー196で払い落とされる。即ち、図6の部分側面図に示すように、ブラシの毛先部192Aがスクリュー面196Aに密着と離間を繰り返しながら揺すられて、ブラシローラ192のブラシ上に載せられたりブラシ中に入り込んだ回収中の残存トナーTは、払い落とされたり、こすり落とされて、効率よく搬送スクリュー196内に送り込まれる。そして該残存トナーTは搬送スクリュー196によって機外への円滑な搬送がなされる。これは回収部193Aの内壁やスクリュー面196Aにトナーが付着堆積して搬送不良を起こしたりする不都合を伴うことなく行われる。因みにブラシローラ192を設けた場合は図7の部分側面図(a)や部分正面図(b)に示すように回収部193Aの内壁面やスクリュー面196AへのトナーTの付着や堆積は確実に抑制されるが、ブラシローラ192を設けない場合は、図8の部分側面図(a)や部分正面図(b)に示すように、回収部193Aの内壁面やスクリュー面196AへのトナーTの付着や堆積が所謂こびりつきや塊状(カマクラ)になって発生し、回収トナーTの機外への搬送が著しく阻害される。
【0039】
さて、お互いに平行に軸が配置された前記搬送スクリュー196及び前記ブラシローラ192の接触部における周速度の方向は同じ方向であり、前記搬送スクリュー196の周速度は前記ブラシローラ192の周速度よりも大きくしてある
これによって、ブラシローラ192の斜毛は反対方向へ曲げられるように起毛される。
【0040】
スクリューの巻方向は排出方向によって決めれば良い。このようにして、起毛がなされて、確実に斜毛は回復させられる。そしてコンパクトで確実な低コストで長寿命のクリーニング装置を備えた画像形成装置GSが得られる。
【0041】
尚、図1に示した無端ベルト状中間転写体のクリーニング装置190Aは、像担持体の違いを除いては、前述のように感光体ドラムのクリーニング装置190と同様に構成して作動できるので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明に係る像担持体のクリーニング装置を備えた画像形成装置の要部断面構成図である。
【図2】本発明の画像形成装置における感光体ドラムのクリーニング装置の正面図である。
【図3】本発明の画像形成装置における感光体ドラムのクリーニング装置の側面図である。
【図4】感光体ドラムから掻き取られる残存トナーが筐体内で運ばれる状態を示す概略正面図である。
【図5】ブラシローラの毛先部と搬送スクリューのスクリュー面との重なり深さを示す部分側面図である。
【図6】図5におけるブラシローラの毛先部からトナーが搬送スクリューのスクリュー面にこぼれ落ちながら搬送される状況を示す図である。
【図7】ブラシローラを設けた場合における回収部の搬送スクリューが円滑にトナーを搬送する様子を示す図で(a)は部分側面図で、(b)は部分正面図である。
【図8】ブラシローラを設けない場合における回収部の搬送スクリューが付着や堆積の障害を受けて搬送不能になる様子を示す図であり、(a)は部分側面図で、(b)は部分正面図である。
【符号の説明】
【0043】
1 感光体ドラム
2 帯電器
3 露光光学系
4 現像装置
6 無端ベルト状中間転写体
190,190A クリーニング装置
191 クリーニングブレード
192 ブラシローラ
193 筐体
193A 回収部
196 搬送スクリュー
196A スクリュー面
GS 画像形成装置
P 記録媒体
T 残存トナー(回収トナー)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体の残存トナーを清掃して回収するクリーニング装置を有する画像形成装置において、該クリーニング装置は、
前記像担持体に当接して該像担持体の残存トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接位置よりも前記像担持体の回転方向に対し上流側で当接するブラシローラと、
前記クリーニングブレードで除去されたトナーを集める回収部を底部に設けた前記クリーニング装置を収容する筐体と、
前記回収部に集められたトナーを、現像器又は廃トナーボックスに送り出すために前記回収部に設けた搬送スクリューと、
を有し、
前記搬送スクリューの山から谷にかけてのスクリュー面に接触又は近接して、前記ブラシローラの毛先部が入り込んだ状態の位置に前記搬送スクリュー及び前記ブラシローラが配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記毛先部が入り込む長さは、前記スクリュー面の山から谷に達する高さ以内であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記搬送スクリュー及び前記ブラシローラの接触部の周速度の方向は同方向であり、前記搬送スクリューの周速度が前記ブラシローラの周速度よりも大きくしてあることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2008−76471(P2008−76471A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−252415(P2006−252415)
【出願日】平成18年9月19日(2006.9.19)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】