(57)【要約】      （修正有）【課題】クリーニング効果を低下させずに構成部品を削減して省スペース化を可能としたクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】回収スクリュー８は、中空状に形成された摺擦ローラ６内に配置されており、クリーニングブレード９或いは摺擦ローラ６により感光体ドラム１表面から掻き落とされた残留トナーは、摺擦ローラ６の表面に設けられた複数の開口部を通じて摺擦ローラ６内に導かれる。そして、摺擦ローラ６内の回収スクリュー８が図中矢印Ａ方向に回転することにより、摺擦ローラ６内のトナーは矢印Ｂ方向に順次搬送され、ハウジング１６の底面に設けられたトナー排出口から装置外部に排出され、廃棄ボトル内へ貯留される。【選択図】図２
2006178124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラム表面に所定の圧力で当接し、感光体ドラム表面を研磨するとともに感光体ドラム表面に付着した残留トナーを掻き落として除去する摺擦ローラと、該摺擦ローラにより掻き落とされた残留トナーを装置外部に排出する回収スクリューと、前記摺擦ローラ及び前記回収スクリューを収納するハウジングと、を備えたクリーニング装置において、
前記回収スクリューを前記摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置するとともに、前記摺擦ローラの表面には前記中空部に連通する開口部を形成したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記開口部は、前記摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体ドラム表面に残留する未転写トナーを除去するクリーニング装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の像担持体として、ａ−Ｓｉ感光体ドラムが広く用いられている。ａ−Ｓｉ感光体ドラムは、高硬度で優れた耐久性を有しており、長期間使用後も感光体としての特性がほとんど劣化せず高画質が保持できるため、ランニングコストも低く取り扱いも容易であるとともに、環境に対する安全性も高い優れた像担持体である。
【０００３】
このようなａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことが知られている。つまり、帯電ユニットを用いて帯電を行うと、帯電ユニットの放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は水溶性であることにより、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが大気中の水分を取り込むことで感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れを生じることがある。
【０００４】
従来は、感光体ドラム内にヒータを入れることにより、イオン生成物が取り込んだ水分を離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えており、実機ではすでに一般化されている。しかしながら、かかる装置においては、ヒータを構成するための部品数が多くなり、ヒータ取付けスペースも必要となる上、消費電力も増大するため、装置の大型化、高コスト化につながる。また、感光体表面が所定の温度に加熱されるまでに時間を要し、処理時間が長くかかる上、安全性の面からも好ましいものではなかった。
【０００５】
そこで、簡易な構成で感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えて像流れを低減する方法が提案されており、特許文献１、２には、図６に示すように、研磨剤を混入させた研磨トナーと研磨手段（摺擦ローラ及びクリーニングブレード）の相互作用で感光体を研磨するリフレッシュモードを所定のタイミングで実行することにより、ヒータ等を用いることなくオゾン生成物を除去する方法が開示されている。
【０００６】
図６において、画像形成部１５には、感光体ドラム１の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、帯電ユニット２、露光ユニット３、現像ユニット４、転写ローラ５、摺擦ローラ６、クリーニングブレード９、除電装置１０が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムにａ−Ｓｉから成る感光層が積層されたものであり、帯電ユニット２により、表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。帯電ユニット２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム１の表面を帯電させるものであり、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。
【０００７】
露光ユニット３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させるものである。現像ユニット４は、感光体ドラム１に対向配置された現像スリーブ４ａを備え、内部に収容された現像剤を現像スリーブ４ａにより感光体ドラム１の静電潜像に付着させて、トナー像を形成させるものである。
【０００８】
周知の如く、除電装置１０による除電後、帯電ユニット２によって均一に帯電された感光体ドラム１上に露光ユニット３により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット４でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ５にてシート１１上に転写する。転写ローラ５で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとして摺擦ローラ６及びクリーニングブレード９により感光体ドラム１表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー８等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
【０００９】
１４はクリーニング装置であり、ハウジング１６内に感光体ドラム１を研磨する研磨システムである摺擦ローラ６、クリーニングブレード９、及び回収スクリュー８を備え、摺擦ローラ６を感光体表面に一定加圧するためのスプリング７を有している。摺擦ローラ６は、シャフトを中心として周囲を発泡ウレタンゴムで覆われた構成となっている。なお、このゴム硬度はシャフトを介した状態で５０度に調整されている。研磨トナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤として酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。
【００１０】
この技術は、ａ−Ｓｉ感光体ドラムの表面粗さをＲｚ５００オングストローム以下になるように研磨する構成を備えた画像形成装置であり、この表面粗さに研磨することで、上述したようなイオン生成物が感光体ドラム表面に付着したとしても十分除去できるようにしたものである。
【００１１】
上記技術を実現するためには、前述の摺擦ローラ６、クリーニングブレード９、及び感光体ドラム１表面から掻き落としたトナーを廃棄ボトルへ導く回収スクリュー８が必要となるが、近年の画像形成装置の省スペース化、コンパクト化の要望に伴い、画像形成部も更なる小型化が要求されている。そのため、クリーニング装置においても、できる限り部品の小型化或いは部品点数の削減を行うことが必須となっていた。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３０１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３３４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み、クリーニング効果を低下させずに構成部品を削減して省スペース化を可能としたクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、感光体ドラム表面に所定の圧力で当接し、感光体ドラム表面を研磨するとともに感光体ドラム表面に付着した残留トナーを掻き落として除去する摺擦ローラと、該摺擦ローラにより掻き落とされた残留トナーを装置外部に排出する回収スクリューと、前記摺擦ローラ及び前記回収スクリューを収納するハウジングと、を備えたクリーニング装置において、前記回収スクリューを前記摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置するとともに、前記摺擦ローラの表面には前記中空部に連通する開口部を形成したことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記開口部は、前記摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように形成されることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成のクリーニング装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の構成によれば、回収スクリューを摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置し、摺擦ローラの表面には中空部に連通する開口部を形成したので、回収スクリューを配置するためのスペースが不要となり、クリーニング装置の小型化、コンパクト化を図ることができる。また、感光体ドラム表面から掻き落とされたトナーは開口部を介して摺擦ローラ内の回収スクリューにより装置外部に排出されるため、装置内部のトナーの排出も円滑に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のクリーニング装置において、摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように開口部を形成することにより、摺擦ローラの表面積のばらつきをなくして感光体ドラム表面を均一に研磨することができる。
【００１９】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成のクリーニング装置を搭載することにより、画像形成装置の省スペース化、コンパクト化に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明のクリーニング装置が搭載された画像形成装置の構成を示す概略断面図である。従来例の図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置２０内には画像形成部１５が、搬送ベルト２１の上方に配設されている。この画像形成部１５は、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。
【００２１】
画像形成部１５には、可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１が配設されており、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が、画像形成部に隣接して移動する搬送ベルト２１によって担持・搬送されるシート（記録媒体）１１上に転写され、さらに、定着部２２においてシート１１上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。画像形成プロセスについては従来例と同様であるため説明は省略する。
【００２２】
トナー像が転写されるシート１１は、用紙を収納する複数の給紙カセット２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）２３ｄに収容されており、給紙ローラ２４、レジストローラ２５を介して搬送ベルト２１上へ供給され、感光体ドラム１の位置へと搬送される。搬送ベルト２１には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【００２３】
搬送ベルト２１は、下流側の駆動ローラ２６と、上流側の従動ローラ２７とに掛け渡されており、搬送ベルト２１が反時計回りに回転を開始すると、シート１１がレジストローラ２５から搬送ベルト２１上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、所定のタイミングにより感光体ドラム１上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム１の下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ５で電界付与することにより、感光体ドラム１上のトナー像がシート１１上に転写される。このシート１１は、搬送ベルト２１上に静電吸着力で保持されている。
【００２４】
トナー像が転写されたシート１１は、搬送ベルト２１から離脱し、定着部２２へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム１は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーがクリーニング装置１４により除去される。搬送ベルト２１から定着部２２に搬送されたシート１１は、定着ローラ２２ａにより加熱及び加圧されてトナー像がシート１１の表面に定着され、所定の画像が形成される。画像が形成されたシート１１は、その後排出ローラ２８によって排出トレイ２９に排出される。
【００２５】
図２は、本発明のクリーニング装置の構成を示す側面断面図である。従来例の図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本発明においては、摺擦ローラ６を中空状に形成し、回収スクリュー８を摺擦ローラ６内に配置したことを特徴としている。本発明の構成とすることにより、従来必要であった回収スクリュー８の配置スペースが不要となるため、クリーニング装置１４の小型化が可能となり、ひいては画像形成装置の小型化、コンパクト化に貢献することができる。
【００２６】
図３は、本発明のクリーニング装置の縦断面図（図２のＡ−Ａ′断面）である。回収スクリュー８は、支軸８ａを中心とし、そのまわりに螺旋羽８ｂを設けた構成になっており、摺擦ローラ６内に回転可能に支持されている。摺擦ローラ６は、ギヤ３３、３４を介して摺擦ローラ駆動モータ３５に連結され、回収スクリュー８の支軸８ａには回収スクリュー駆動モータ３６が直結されており、それぞれ同一の回転軸上において所定の速度で別個に回転駆動される。
【００２７】
クリーニングブレード９或いは摺擦ローラ６により感光体ドラム１（図２参照）表面から掻き落とされた残留トナーは、摺擦ローラ６の表面に設けられた複数の開口部３０を通じて摺擦ローラ６内に導かれる。そして、摺擦ローラ６内の回収スクリュー８が図中矢印Ａ方向に回転することにより、摺擦ローラ６内のトナーは矢印Ｂ方向に順次搬送され、ハウジング１６の底面に設けられたトナー排出口３１から装置外部に排出され、廃棄ボトル３２内へ貯留される。
【００２８】
なお、ここでは摺擦ローラ６はハウジング１６の底部に設けられているため、感光体ドラム１から掻き落とされたトナーは重力により落下し、摺擦ローラ６内に効率良く導かれるが、摺擦ローラ６の配置はハウジング１６の底部に限られるものではない。例えばハウジング１６の中央部に配置した場合は、トナーがハウジング１６内に徐々に堆積して摺擦ローラ６の位置まで到達したときに、開口部３０から摺擦ローラ６内に導かれる。従って、本発明のクリーニング装置は、図２のようにクリーニング装置１４が感光体ドラム１の側方に配置される画像形成装置のみでなく、感光体ドラム１の上方に配置される縦搬送方式の画像形成装置にも搭載可能である。
【００２９】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明のクリーニング装置に用いられる摺擦ローラの一構成例を示す平面図及び断面図である。図４に示すように、現像ローラ６は、内部に中空部３７が形成されたパイプ状のシャフト６ａと、シャフト６ａの表面を覆う発泡ウレタンゴムから成るゴム層６ｂで構成されており、中空部３７には装置内部のトナーを外部に搬送する回収スクリュー８が配置されている。
【００３０】
摺擦ローラ６の表面には、ゴム層６ｂ及びシャフト６ａを貫通して中空部３７と連通する多数の開口部３０が形成されており、クリーニングブレード９（図２参照）或いは摺擦ローラ６により感光体ドラム１（図２参照）表面から除去されたトナーは、開口部３０を通じて中空部３７に導かれる。
【００３１】
開口部３０を設けると、その分だけ摺擦ローラ６の表面積が小さくなるため、開口部３０の設けられた部分と開口部３０の存在しない部分とで感光体ドラム１の研磨効果が変化するおそれがある。そこで、本発明においては、図４（ａ）のように同一面積の開口部３０を格子状に配置している。
【００３２】
なお、開口部３０の配置パターンは図４（ａ）のような格子状に限られるものではなく、例えば図５に示すように、多数のスリットを斜めに配置するパターンでも良い。即ち、回転方向（図４（ｂ）の矢印Ａ方向）における摺擦ローラ６の表面積が摺擦ローラ６の幅方向全域において等しくなるように開口部３０の形状及び配置パターンを設定することにより、感光体ドラム１の研磨むらの発生を防止することができる。
【００３３】
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、摺擦ローラ６と回収スクリュー８を別個のモータ３５、３６を用いて回転させているが、１つのモータを用いて摺擦ローラ６と回収スクリュー８の両方を回転させる構成とすることもできる。その場合、摺擦ローラ６と回収スクリュー８を同一速度で回転させても良いが、ギヤ列等の減速機構を用いてそれぞれを最適な回転速度で回転させることが好ましい。
【００３４】
また、上記実施形態では、クリーニング装置の研磨システムとして、摺擦ローラ６及びクリーニングブレード９を備えた構成についてのみ説明しているが、本発明の構成は、例えば摺擦ローラ６のみを備えた構成や、クリーニングブレード９に代えてファーブラシを備えた構成等、摺擦ローラ６及び回収スクリュー８を有する種々の構成のクリーニング装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、感光体ドラム表面に所定の圧力で当接し、感光体ドラム表面を研磨するとともに感光体ドラム表面に付着した残留トナーを掻き落として除去する摺擦ローラと、該摺擦ローラにより掻き落とされた残留トナーを装置外部に排出する回収スクリューと、摺擦ローラ及び回収スクリューを収納するハウジングと、を備えたクリーニング装置において、回収スクリューを摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置するとともに、摺擦ローラの表面には中空部に連通する開口部を形成したこととする。
【００３６】
これにより、回収スクリューを配置するためのスペースが不要となり、感光体ドラム表面から掻き落とされたトナーは開口部を介して摺擦ローラ内の回収スクリューにより装置外部に排出されるため、クリーニング効果を低下させることなくクリーニング装置の小型化、コンパクト化を図ることができる。
【００３７】
また、摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように開口部を形成したので、摺擦ローラの幅方向の表面積を均等にして感光体ドラム表面の研磨むらを防止することができる。
【００３８】
また、本発明のクリーニング装置を搭載することにより、クリーニング効果を低下させることなく、画像形成装置の省スペース化、コンパクト化を簡便且つ低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】は、本発明のクリーニング装置の構成を示す側面断面図である。
【図３】は、本発明のクリーニング装置の構成を示す縦断面図である。
【図４】は、本発明のクリーニング装置に用いられる摺擦ローラの一構成例を示す平面図及び断面図である。
【図５】は、開口部の配置パターンの他の例を示す平面図である。
【図６】は、従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１              感光体ドラム
３              露光ユニット
４              現像ユニット
４ａ            現像スリーブ
５              転写ローラ
６              摺擦ローラ
６ａ            シャフト
６ｂ            ゴム層
７              スプリング
８              回収スクリュー
８ａ            支軸
８ｂ            螺旋羽
９              クリーニングブレード
１４            クリーニング装置
１５            画像形成部
１６            ハウジング
２０            画像形成装置
３０            開口部
３１            トナー排出口
３２            廃棄ボトル
３５            摺擦ローラ駆動モータ
３６            回収スクリュー駆動モータ
３７            中空部
【図１】
2006178124.tif 000003
【図２】
2006178124.tif 000004
【図３】
2006178124.tif 000005
【図４】
2006178124.tif 000006
【図５】
2006178124.tif 000007
【図６】
2006178124.tif 000008