(57)【要約】【課題】大量の不要トナーが残留することによる画像形成装置の不具合の発生を防止すること。【解決手段】表面に静電潜像が形成される回転体である感光体及び前記感光体の回転軸方向の両端にそれぞれ設けられた円筒状のフランジ部を有する感光体カートリッジであって、感光体の回転軸方向の両端の外周面上にそれぞれ設けられた案内部を有し、フランジ部は、感光体側の外周面上に、径が他の部分よりも短い凹部を有し、案内部は、感光体の表面上の領域であって感光体上に形成された静電潜像が現像されて生成された顕色剤画像が記録媒体に転写される画像形成領域よりも外側の領域である画像形成領域外に残留した顕色剤を凹部へ導くことを特徴とする。【選択図】図６
2015087465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される回転体である感光体及び前記感光体の回転軸方向の両端にそれぞれ設けられた円筒状のフランジ部を有する感光体カートリッジであって、
前記感光体の回転軸方向の両端の外周面上にそれぞれ設けられた案内部を有し、
前記フランジ部は、前記感光体側の外周面上に、径が他の部分よりも短い凹部を有し、
前記案内部は、前記感光体の表面上の領域であって前記感光体上に形成された前記静電潜像が現像されて生成された顕色剤画像が記録媒体に転写される画像形成領域よりも外側の領域である画像形成領域外に残留した前記顕色剤を前記凹部へ導く
ことを特徴とする感光体カートリッジ。
【請求項２】
前記凹部は、前記感光体の内部にさらに拡張される
ことを特徴とする請求項１に記載の感光体カートリッジ。
【請求項３】
前記凹部の拡張範囲は、前記感光体の回転軸方向の両端それぞれから前記感光体における前記画像形成領域内外の境界までを示す
ことを特徴とする請求項２に記載の感光体カートリッジ。
【請求項４】
拡張された前記凹部に対応する前記感光体の周面上に、残留した前記顕色剤を拡張された前記凹部に流すための穴を有する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の感光体カートリッジ。
【請求項５】
前記顕色剤を吸収可能な吸収体が前記凹部に設けられる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の感光体カートリッジ。
【請求項６】
残留した前記顕色剤を掻き出す弾性体が前記案内部に設けられる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の感光体カートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の感光体カートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体カートリッジ及び画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置において、感光体上に形成されたトナー画像が記録媒体に転写された後に残留したトナー画像の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。
【０００３】
このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、ドラム状の感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。
【０００４】
このような画像形成装置の感光体における形成されたトナー画像が用紙に転写される画像形成領域内では、トナー画像が用紙に転写されるので、トナー画像の転写終了後、感光体の外周面に不要なトナーが残留しにくい。また、不要なトナーが残留している場合であっても、クリーニングブレードやクリーニングローラ等のクリーニング機構により、不要なトナーは除去される。
【０００５】
しかしながら、感光体における画像形成領域外（例えば、感光体の回転軸方向における両端からそれぞれ予め定められた領域）では、形成されたトナー画像が用紙に転写されないので、不要なトナーが感光体の外周面上に残留してしまう。また、上述のクリーニング機構では、画像形成領域外に残留している不要なトナーの除去が不十分な場合がある。
【０００６】
そこで、クリーニングブレード等のクリーニング機構の両端にブラシローラを設け、感光体ドラムの周面端部をクリーニングする構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、上述のような問題を解決するために、感光体の回転軸方向の両端（以下、単に「両端」とする）にそれぞれ設けられたフランジ側へ不要なトナーを掻き出すガイドを感光体の両端の外周面上に設け、画像形成領域外に残留している不要なトナーを除去する構成が考えられる。
【０００８】
しかしながら、縁無し印刷等により感光体の画像形成領域外において大量の不要トナーが残留している場合、ガイドが不要なトナーをフランジ側に掻き出しきれずガイドに滞ったり、掻き出したとしても不要なトナーが多すぎてトナーが感光体から漏れ出したりする場合がある。このような状態は、画像形成処理において画像不良を発生させたり、感光体の寿命を縮めたりする等の画像形成装置の不具合の原因となる。また、特許文献１により開示された構成においても、大量の不要トナーが残留することにより発生し得る上記問題については考慮されていない。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、大量の不要トナーが残留することによる画像形成装置の不具合の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、表面に静電潜像が形成される回転体である感光体及び前記感光体の回転軸方向の両端にそれぞれ設けられた円筒状のフランジ部を有する感光体カートリッジであって、前記感光体の回転軸方向の両端の外周面上にそれぞれ設けられた案内部を有し、前記フランジ部は、前記感光体側の外周面上に、径が他の部分よりも短い凹部を有し、前記案内部は、前記感光体の表面上の領域であって前記感光体上に形成された前記静電潜像が現像されて生成された顕色剤画像が記録媒体に転写される画像形成領域よりも外側の領域である画像形成領域外に残留した前記顕色剤を前記凹部へ導くことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、画像形成装置であって、本発明の一態様を示す上記感光体カートリッジを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大量の不要トナーが残留することによる画像形成装置の不具合の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置におけるプリントエンジンの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成部を感光体ドラムの回転軸方向と直交する方向で切断した断面からみた平面図である。
【図４】本実施形態に係るトナーを除去するための機構を備える画像形成部の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成部におけるトナーを除去するための機構周辺の拡大図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成部における特徴的な構成部分の一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る画像形成部における特徴的な構成部分の一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る画像形成部における特徴的な構成部分の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、縁無し印刷等により感光体に残留した大量の不要トナーを、画像形成装置に不具合を発生させることなく感光体から除去する構成に特徴を有する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置におけるプリントエンジン１の構成を例示する図である。図１に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン１は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４を搬送する直接転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。
【００１６】
また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５上を搬送される。
【００１７】
複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、形成するトナー画像（顕色剤画像）の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
【００１８】
搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。
【００１９】
画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５により搬送される用紙１０４に対して、最初の画像形成部１０６Ｙが、イエローのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、回転体である感光体としての感光体ドラム２０１Ｙ及びこの感光体ドラム２０１Ｙの周囲に配置された後述する各モジュールから構成されている。なお、感光体カートリッジ（画像形成部１０６）は、少なくとも感光体を備え、画像形成装置本体に着脱可能に構成されている。
【００２０】
光書き込み装置１０９は、それぞれの感光体ドラム２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム２０１」という）に対して光を照射するように構成されている。
【００２１】
図２は、画像形成部１０６Ｙ（感光体カートリッジ）の概略構成を例示する斜視図であり、図３は、図２に示した画像形成部１０６を、感光体ドラムの回転軸方向と直交する方向で切断した断面からみた平面図である。図２及び図３に示すように、画像形成部１０６Ｙは、画像形成部１０６Ｙの各モジュールを保持するケース２００（２００Ｙ）、感光体ドラム２０１（２０１Ｙ）、感光体ドラム２０１の回転軸方向の両端にそれぞれ設けられた円筒状のフランジ２０２ａ（２０２Ｙａ）、２０２ｂ（２０２Ｙｂ）、帯電ローラ２０３（２０３Ｙ）、クリーニングローラ２０４（２０４Ｙ）、現像ローラ２０５（２０５Ｙ）、供給ローラ２０６（２０６Ｙ）、除電器（図示せず）等から構成されている。なお、図２においては、感光体ドラム２０１、帯電ローラ２０３等の各構成部は異なる模様でハッチングされているが、これは、各構成部を区別しやすくするためのものであり、このような模様が施されているわけではない。以下、他の図面の各構成部についても同様である。
【００２２】
画像形成に際し、感光体ドラム２０１Ｙの外周面は、暗中にて帯電ローラ２０３により一様に帯電された後、光書き込み装置１０９からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、表面に静電潜像が形成される。現像ローラ２０５は、この静電潜像を供給ローラ２０６により供給されたイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム２０１Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。
【００２３】
このトナー画像は、感光体ドラム２０１Ｙと搬送ベルト１０５により搬送された用紙１０４とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１０Ｙの働きにより用紙１０４上に転写される。この転写により、用紙１０４上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム２０１Ｙは、外周面に残留した不要なトナーをクリーニングローラ２０４により払拭された後、除電器により除電され、次の画像形成のために待機する。
【００２４】
以上のようにして、画像形成部１０６Ｙによりイエローのトナー画像が転写された用紙１０４は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム２０１Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。
【００２５】
イエロー、マゼンタのトナー画像が転写された用紙１０４は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム２０１Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム２０１Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、用紙１０４の紙面上にフルカラーの画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１１にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。
【００２６】
上述したように、クリーニングローラ２０４等のクリーニング機構により、感光体ドラム２０１Ｙの外周面に残留した不要なトナーが払拭される。しかしながら、感光体ドラム２０１Ｙにおいて形成されたイエローのトナー画像が用紙に転写される画像形成領域よりも外の領域である画像形成領域外（例えば、感光体ドラム２０１の回転軸方向における両端からそれぞれ予め定められた領域）では、形成されたトナー画像が用紙に転写されないので、残留する不要なトナーの量が画像形成領域よりも多く、クリーニングローラ２０４では不要なトナーの除去が不十分な場合がある。
【００２７】
図４は、感光体ドラム２０１の画像形成領域外において残留している不要なトナーを除去するための機構をさらに備える画像形成部１０６の概略構成を示す斜視図である。図４に示すように、画像形成部１０６は、図２に示した構成に加えて、感光体ドラム２０１の回転軸方向における両端それぞれに設けられた非導電性のガイド２０７ａ、２０７ｂを含む。
【００２８】
図５（ａ）は、図４におけるガイド２０７ａ周辺の拡大図であり、図５（ｂ）は、図４におけるガイド２０７ｂ周辺の拡大図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ガイド２０７ａ、２０７ｂは、図４に示す矢印方向に感光体ドラム２０１が回転する摩擦により画像形成領域外に残留している不要なトナーを掻き出して、掻き出した不要なトナーをそれぞれフランジ２０２ａ、２０２ｂ側へ導く案内部である。すなわち、ガイド２０７ａ、２０７ｂは、不要なトナーがそれぞれ図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した矢印の方向に流れるよう傾斜した形状を有する。
【００２９】
しかしながら、このような構成では、縁無し印刷等により感光体ドラム２０１の画像形成領域外において大量の不要トナーが残留している場合、ガイドが不要なトナーをフランジ２０２ａ、２０２ｂ側に掻き出しきれず、ガイドに滞ったり、掻き出したとしても不要なトナーが多すぎてトナーが感光体から漏れ出したりして、画像形成装置に不具合が発生する場合がある。
【００３０】
このように画像形成領域外において大量の不要トナーが残留している場合にも、画像形成装置に不具合を発生させることなく不要なトナーを画像形成領域外から除去する態様が、本実施形態に係る要旨である。以下、本実施形態に係るプリントエンジン１の画像形成部１０６の構成を説明する。
【００３１】
図６は、本実施形態に係る画像形成部１０６における特徴的な構成部分の一例を示す図である。図６に示すように、円筒状のフランジ２０２ｂの感光体ドラム２０１側の端から予め定められた範囲の外周面に、径が他の部分よりも短い凹部（図６においてはドットでハッチングされた部分）が設けられている。また、図６に示すように、ガイド２０７ｂは、感光体ドラム２０１からフランジ２０２ｂの凹部へはみ出すように設けられている。なお、フランジ２０２ｂは導電性物質である。
【００３２】
このような構成において、感光体ドラム２０１が、図６に示したブロック矢印の方向、すなわち時計回りに回転すると、ガイド２０７ｂにより、感光体ドラム２０１の回転による摩擦で画像形成領域外に残留している不要なトナーが掻き出される。そして、掻き出されたトナーはガイド２０７ｂによりさらにフランジ２０２ｂの凹部へと導かれる。また、フランジ２０２ｂの凹部へと導かれたトナーは、フランジ２０２ｂが導電性物質であることから、落下することなくフランジ２０２ｂの凹部へ貯留される。
【００３３】
すなわち、感光体ドラム２０１の画像形成領域外に残留している不要なトナーは、感光体ドラム２０１が回転することによるガイド２０７ｂとの摩擦により、矢印で示した方向に導かれて、フランジ２０２ｂの凹部に貯留されることになる。なお、ここでは、フランジ２０２ｂ及びガイド２０７ｂの構成を図６に示して説明したが、もう一方のフランジ２０２ａ及びガイド２０７ａについても同様な構成である。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成部１０６においては、フランジ２０２ａ、２０２ｂそれぞれの感光体ドラム２０１側の外周面に凹部が設けられ、感光体ドラム２０１の画像形成領域外に残留している不要なトナーが、ガイド２０７ａによりフランジ２０２ａの凹部に導かれ、ガイド２０７ｂによりフランジ２０２ｂの凹部に導かれ、それぞれの凹部に貯留される。このように、フランジ２０２ｂに不要トナーを貯留する場所が設けられことにより、大量の不要トナーが残留している場合であっても、その場所に留めることができ、不要トナーが掻き出し切れずガイド２０７ａ、２０７ｂに滞ったり、感光体ドラム２０１から漏れ出したりすることを防ぐことができるので、大量の不要トナーが残留することによる画像形成装置の不具合の発生を防止することが可能になる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る画像形成部１０６における特徴的な構成部分の別の一例を、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る画像形成部１０６における特徴的な構成部分の別の一例を示す図である。また、図７は、感光体ドラム２０１の一部を切り欠いて感光体ドラム２０１の内部を表している。
【００３６】
図７に示すように、フランジ２０２ｂの感光体ドラム２０１側の端から予め定められた範囲の外周面に加えて、さらに感光体ドラム２０１の内部の予め定められた範囲にも拡張して凹部が設けられている。すなわち、感光体ドラム２０１の端から予め定められた拡張範囲には、感光体ドラム２０１とフランジ２０２ｂとの間に空間部が設けられることになる。なお、感光体ドラム２０１の端から予め定められた拡張範囲は、例えば、感光体ドラム２０１の端から図７において点線で示した画像形成領域内外の境界までとする。
【００３７】
これにより、感光体ドラム２０１とフランジ２０２ｂとの間に設けられた空間部にもガイド２０７ｂにより掻き出された不要なトナーを貯留することができるので、図６に示した構成よりもより多くの不要なトナーを貯留することができ、不要トナーが残留することによる画像形成装置の不具合の発生をより防止することが可能になる。また、感光体ドラム２０１の内部において空間を設ける範囲を、上述のように感光体ドラム２０１の端から画像形成領域内外の境界までとすることにより、画像形成領域内の感光体ドラム２０１の内部に空間が発生することによるトナー画像の用紙への転写の不具合等の発生を回避しつつ、不要なトナーの貯留場所を確保することができる。
【００３８】
なお、ここでは、フランジ２０２ｂ及びガイド２０７ｂの構成を図７に示して説明したが、もう一方のフランジ２０２ａ及びガイド２０７ａについても同様な構成である。
【００３９】
次に、本実施形態に係る画像形成部１０６における特徴的な構成部分のさらに別の一例を、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る画像形成部１０６における特徴的な構成部分の別の一例を示す図である。なお、図８に示す構成においては、図７において示したように感光体ドラム２０１の内部に空間が設けられているものとする。
【００４０】
図８に示すように、感光体ドラム２０１の内部において空間が設けられている範囲に対応する外周面に穴が開けられ、ガイド２０７ｂにより掻き出された不要なトナーが、開けられた穴から感光体ドラム２０１の内部の空間に流れて貯留される。これにより、画像形成領域外に残留している不要なトナーが、図６及び図７に示した構成と同様に、ガイド２０７ｂにより掻き出されてフランジ２０２ｂの凹部に導かれるだけでなく、感光体ドラム２０１の内部の空間にも直接流されるので、トナーがガイド２０７ｂに留まる時間がさらに短縮されて効率よく不要なトナーを除去することができる。
【００４１】
また、感光体ドラム２０１の外周面に開けられる穴は、例えば、図８に示すように千鳥配列とする。これにより、掻き出されたトナーを感光体ドラム２０１の内部の空間に均一に流すことができ、効率よくトナーを除去することができる。その他、感光体ドラム２０１の外周面に開けられる穴は、一列で等間隔に配列されてもよい。
【００４２】
なお、ここでは、フランジ２０２ｂ及びガイド２０７ｂの構成を説明したが、もう一方のフランジ２０２ａ及びガイド２０７ａについても同様な構成である。
【００４３】
また、図６〜図８に示した構成において、フランジ２０２ａ、２０２ｂの凹部に、トナーを吸収可能なスポンジ製、紙製及び布製等の吸収体が設けられてもよい。これにより、凹部に導かれた不要なトナーは、吸収体により吸収されるので、より多くのトナーを貯留することが可能になる。また、吸収体に吸収されたトナーがいっぱいになれば、吸収体を新しい吸収体に取り換えればよいので、フランジ２０２ａ、２０２ｂの凹部に貯留されたトナーを取り除きやすくなる。
【００４４】
また、図６〜図８に示した構成において、ガイド２０７ａ、２０７ｂのトナーを掻き出す縁部分に、ゴムやスポンジ等の弾性体が設けられてもよい。これにより、感光体ドラム２０１の回転によるガイド２０７ａ、２０７ｂとの摩擦力がより大きくなり、より確実に不要なトナーを掻き出すことが可能になる。すなわち、この弾性体は、トナーを掻き出すワイパーのような構成となる。
【符号の説明】
【００４５】
１  プリントエンジン
１０１  給紙トレイ
１０２  給紙ローラ
１０３  レジストローラ
１０４  用紙
１０５  搬送ベルト
１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ  画像形成部
１０７  駆動ローラ
１０８  従動ローラ
１０９  光書き込み装置
１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ  転写器
１１１  定着器
２００  ケース
２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ，２０１Ｋ  感光体ドラム
２０２ａ、２０２ｂ  フランジ
２０３  帯電ローラ
２０４  クリーニングローラ
２０５  現像ローラ
２０６  供給ローラ
２０７ａ、２０７ｂ  ガイド
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開２００５−３００８０１号公報
【図１】
2015087465.tif 000003
【図２】
2015087465.tif 000004
【図３】
2015087465.tif 000005
【図４】
2015087465.tif 000006
【図５】
2015087465.tif 000007
【図６】
2015087465.tif 000008
【図７】
2015087465.tif 000009
【図８】
2015087465.tif 000010