(57)【要約】【課題】像担持体１１に付着している転写残留トナーのクリーニング作用を長期にわたって良好に維持することを可能とする。【解決手段】像担持体１１の回転移動方向においてクリーニング部材１８ａの上流側に、転写残留トナー内に混在している紙粉等の異物を除去する異物分別手段１８ｆを配置し、その異物分別手段１８ｆにより転写残留トナー内の異物を排除するとによってクリーニング部材１８ａの先端エッジ部に対する紙粉等の異物の噛み込みをなくし、クリーニング部材１８ａによる転写残留トナーの掻き落とし作用を良好に行わせるように構成したもの。【選択図】図３
2008185910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転移動する像担持体に形成されたトナー像の転写後の領域に配置され、転写後に前記像担持体上に残存する転写残留トナーを除去するクリーニング部材を備えたクリーニング装置において、
前記像担持体の回転移動方向における前記クリーニング部材の上流側に、前記転写残留トナー内に混在する異物を除去する異物分別手段が配置されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記異物分別手段は、クリーニング装置から前記転写残留トナーが漏れることを防止するシート部材に対して前記像担持体の回転移動方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記異物分別手段が、多数の微小空隙を有するメッシュ状部材からなることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記異物分別手段を構成するメッシュ状部材の微小空隙が、トナー粒径よりも大きく、かつ記録媒体から発生する紙紛の大きさよりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニング装置と、少なくとも前記像担持体を含むプロセス手段とを一体的な構成としたことを特徴とするカートリッジ。
【請求項６】
請求項５記載のカートリッジを装置本体に対して着脱自在に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニング装置を備えた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、トナー像の転写後に像担持体上に残存する転写残留トナーを除去するクリーニング部材を備えたクリーニング装置並びにそれを備えたカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を採用したレーザプリンタなどの各種画像形成装置では、回転移動される像担持体（感光ドラム）の表面上に形成された静電潜像が、現像手段を通して供給されるトナーにより現像されてトナー像として可視像化された後に、上記像担持体上のトナー像が転写手段によって記録媒体側に転写され、それによって記録媒体に対する画像形成が行われるようになっている。
【０００３】
上述したように像担持体（感光ドラム）上に形成されたトナー像を記録媒体へ転写させるにあたっては、全てのトナーが記録媒体側に完全に移行されることはなく、未転写のトナーが像担持体上に残留することになる。従って、上述したような画像形成動作を連続的に実行するためには、転写後における転写残留トナーを全て除去して像担持体の表面を清掃して初期化しておく必要がある。そのため従来から、転写後の領域にはクリーニング装置が配置されており（下記の特許文献１参照）、例えば図５に示されているように、クリーニング装置１に設けられた弾性板状部材からなるクリーニングブレード２の先端エッジ部を像担持体としての感光ドラム３の外周表面に当接させておき、前記クリーニングブレード２の先端エッジ部における摺擦作用によって上述した転写残留トナーを感光ドラム３の外周表面から剥離するようにして掻き落とすことが行われている。
【０００４】
一方、上述した転写後の感光ドラム（像担持体）３上から除去した転写残留トナーには、通常、用紙等の記録媒体から発生する紙紛などの微小な異物が混入している。このような紙紛等からなる異物がトナーとともにクリーニング装置１内に運ばれてくると、粒子径が小さく重量の軽いトナーは、矢印ａのようにクリーニングブレード２の上面に沿って上方側に押し上げられていくが、粒子径が大きくトナーより重い紙紛等からなる異物は、矢印ｂのようにクリーニングブレード２とスクイシート４との間の開口部付近に次第に滞留していく。
【０００５】
そして、特に高温・高湿の環境下においては、熱と水分の影響によって紙紛等の異物とトナーとが混ざり合って塊状態となっていき、その塊がクリーニングブレード２の先端エッジ部に噛み込まれることによってクリーニングブレード２が感光ドラム３と密着しなくなってしまい、その結果、転写残留トナーの除去が不十分になって感光ドラム３のクリーニング不良を起こすことがある。
【０００６】
このようなクリーニング不良への対策として、従来から、像担持体（感光ドラム）の回転方向において転写領域よりも下流側の位置に、像担持体の表面上に付着している紙紛等の異物を除去するための紙紛除去ブラシを像担持体に接触させて配置することが行われている（下記の特許文献２参照）。しかしながら、その紙紛除去ブラシは、回転軸の周りに放射状に設けられたブラシ片を常時回転させながら像担持体に接触する構造のものであることから、像担持体の表面を傷付けやすく、そのために像担持体の寿命を短くする要因になる場合もある。また、紙紛除去ブラシを回転させるための駆動機構が必要となることから装置構成を複雑化させてしまうおそれがある。
【０００７】
これに対して、紙紛除去ブラシを回転させることなく固定状態にて配置することによって、像担持体の表面を傷付き難くするとともに、装置構成を簡易化したものも考えられているが、その場合には、装置の長期使用による耐久が進むにつれて、ブラシ片どうしの間の隙間が次第に拡大していき、その隙間から紙紛等の異物がすり抜けることによって、同様なクリーニング不良を発生させるおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３４１７０１号公報
【特許文献２】特開２００７−００３７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とするところは、転写後に像担持体に付着している転写残留トナー中の紙紛等の異物を原因とするクリーニング不良の発生を長期にわたって安定的に防止することができるようにしたクリーニング装置並びにそれを備えたカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明にかかるクリーニング装置では、回転移動する像担持体に形成されたトナー像の転写後の領域に配置され、転写後に前記像担持体上に残存する転写残留トナーを除去するクリーニング部材を備えたクリーニング装置において、前記像担持体の回転移動方向における前記クリーニング部材の上流側に、前記転写残留トナー内に混在する異物を除去する異物分別手段が配置されている。
【００１１】
このような構成を有する本願発明にかかるクリーニング装置によれば、転写後における像担持体上の転写残留トナー内に混入している紙粉等の異物が異物分別手段によって転写残留トナーからトナーと分離されつつ取り除かれて排除されるため、その後のクリーニング部材の先端エッジ部に対する紙粉等の異物の噛み込みがなくなり、当該クリーニング部材による転写残留トナーの掻き落とし作用が良好に維持されるようになっている。
【００１２】
また、本発明にかかるクリーニング装置においては、前記異物分別手段が、クリーニング装置から前記転写残留トナーが漏れることを防止するシート部材に対して前記像担持体の回転移動方向の下流側に配置された構成とすることができる。
【００１３】
このような構成を有する本願発明にかかるクリーニング装置によれば、クリーニング部材による転写残留トナーの掻き落とし作用が行われる直前に異物分別手段により紙粉等の異物が転写残留トナーから排除されることとなるため、像担持体のクリーニング動作がより確実に行われる。
【００１４】
さらに、本発明にかかるクリーニング装置においては、前記異物分別手段が多数の微小空隙を有するメッシュ状部材を備えた構成とすることができる。
【００１５】
このような構成を有する本願発明にかかるクリーニング装置によれば、良好な機能を有する異物分別手段が簡易に製造される。
【００１６】
さらにまた、本発明にかかるクリーニング装置においては、前記異物分別手段を構成するメッシュ状部材の微小空隙が、トナー粒径よりも大きく、かつ記録媒体から発生する紙紛の大きさよりも小さくなるように形成された構成とすることができる。
【００１７】
このような構成を有する本願発明にかかるクリーニング装置によれば、異物のうちの特に紙粉が異物分別手段により確実に除去される。
【００１８】
また、本発明にかかるカートリッジにおいては、上述した各クリーニング装置と、少なくとも像担持体を含むプロセス手段とを一体的な構成とした構成とすることができるとともに、本発明にかかる画像形成装置においては、上述したカートリッジを装置本体に対して着脱自在に備えた構成、又は上述した各クリーニング装置を備えた構成とすることができる。
【００１９】
このような構成を有する本願発明にかかるカートリッジ及び画像形成装置によれば、それらに含まれる各クリーニング装置が上述した作用と同様な作用を奏する。
【発明の効果】
【００２０】
以上述べたように本発明にかかるクリーニング装置並びにそれを備えたカートリッジ及び画像形成装置は、像担持体の回転移動方向においてクリーニング部材の上流側に、転写残留トナー内に混在している紙粉等の異物を除去する異物分別手段を配置し、その異物分別手段により転写残留トナー内の異物を排除することによってクリーニング部材の先端エッジ部に対する紙粉等の異物の噛み込みをなくし、クリーニング部材による転写残留トナーの掻き落とし作用を良好に行わせるように構成したものであるから、像担持体に付着している転写残留トナーのクリーニング作用を長期にわたって良好に維持することができ、簡易な構成によってクリーニング装置並びにそれを備えたカートリッジ及び画像形成装置の信頼性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、画像形成装置としてのプリンタに本発明を適用した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１に示されているようにプリンタの全体構造を画像形成プロセスとともに概説すると、像担持体としての感光ドラム１１は、図において時計回りに回転移動する構成になされており、その感光ドラム１１の外周表面に接触配置された帯電ローラ１２によって上記感光ドラム１１の外周表面が所定の一定電圧に帯電させられると、露光装置１３を通して出射される画像変調ビームにより上記感光ドラム１１の外周表面の適宜のポイントが露光され、その露光ポイントの電位が低下させられることにより静電潜像が形成される。本実施形態においては、上記帯電ローラ１２への印加電圧が−６７０Ｖに設定されているとともに、それによって感光ドラム１１の外周表面が−６５０Ｖに帯電させられるようになっている。
【００２３】
また、上記感光ドラム１１の回転方向において上述した露光領域の下流側には、現像装置１４の現像スリーブ１４ａが感光ドラム１１の外周表面に接触するように配置されており、その現像スリーブ１４ａに印加された電位と、上述した感光ドラム１１上の電位との差に基づく電界作用を利用して現像が行われ、前記現像スリーブ１４ａ上のトナーが感光ドラム１１側の静電潜像に付着されることによりトナー像として顕像化される。その感光ドラム１１上のトナー像は、転写ローラ１５が対向配置された転写領域に搬送され、上記転写ローラ１５に対して定電圧制御で印加された転写バイアスの電界作用によって、給紙手段１６から搬送されてきた用紙等の記録媒体Ｐに対して感光ドラム１１側のトナー像の転写が行われる。本実施形態における定電圧制御による転写バイアスは、前回転中に定電流３．７μＡにて印加され、出力電圧に応じて１．７ｋＶから４．５ｋＶの範囲で可変されるようになっている。
【００２４】
上述したようにして記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１７において定着された後に機外に排出されるが、トナー像を転写した後における上記感光ドラム１１の外周表面には、記録媒体Ｐに転写されずに残存する転写残留トナーが付着している。そのため、感光ドラム１１の回転移動方向において前記転写領域の下流側に、上述した転写残留トナーを感光ドラム１１の外周表面から除去するためのクリーニング装置１８が配置されている。
【００２５】
そのクリーニング装置１８は、前記感光ドラム１１の最上位置において不動状態となるように装置本体フレームに固定されており、図２及び図３にも示されているように、上記感光ドラム１１の軸方向に沿った長手方向に延在する周知のクリーニングブレード（クリーニング部材）１８ａが設けられている。このクリーニングブレード１８ａは、中空箱状をなすように形成された回収トナー収容部１８ｂの開口縁部から前記感光ドラム１１の回転移動方向の上流側（図示左方側）に向かって斜め下方に突出するように取り付けられている。そして、前記感光ドラム１１の外周表面に対してカウンター方向に当接された当該クリーニングブレード１８ａの先端エッジ部の摺擦作用によって、上述した転写後の転写残留トナーが感光ドラム１１の外周表面から剥離されるようにして掻き落とされ、感光ドラム１１の外周表面の清掃が行われるようになっている。
【００２６】
このようにしてクリーニングブレード１８ａの摺擦作用により感光ドラム１１の外周表面から掻き落とされた転写残留トナーは、前記回収トナー収容部１８ｂの中空内部に収容された後に、図示を省略した搬送機構によって外部に排出されて回収される構成になされている。
【００２７】
このとき、上述したクリーニングブレード１８ａは、前記回収トナー収容部１８ｂにおける下端側の開口縁部のうち、前記感光ドラム１１の回転移動方向における最下流側（図２の右端側）の端縁部に沿うようにして取り付けられているが、そのクリーニングブレード１８ａとは反対側の端縁部、すなわち感光ドラム１１の回転方向における最上流側（図２の右端側）の端縁部には、周知のスクイシート１８ｃが、長手方向（感光ドラム１１の軸方向）に延在するように取り付けられている。このスクイシート１８ｃは、前記回収トナー収容部１８ｂの開口縁部から下流側（図示右方側）に向かって斜め下方に突出しており、当該スクイシート１８ｃによって回収トナー収容部１８ｂの中空内部に収容された転写残留トナーの外部流出（トナー漏れ）が防止されるようになっている。
【００２８】
なお、このような構成を有するクリーニング装置１８は、少なくとも上述した感光ドラム（像担持体）１１を含むプロセス手段（帯電ローラ１２、現像装置１４等）と一体的なカートリッジ構成とすることができ、そして、そのように構成したカートリッジが装置本体に対して着脱自在となるように構成することが可能である。
【００２９】
また、上述した回収トナー収容部１８ｂの中空内部には、長手方向（感光ドラム１１の軸方向）に沿って複数（７個）の補強リブ１８ｄが略等間隔をなして並列するように取り付けられている。それらの各補強リブ１８ｄの外周端縁部は、一端縁部を除いて前記回収トナー収容部１８ｂの内壁面に沿うようにして固定されているとともに、前記回収トナー収容部１８ｂの内壁面に固定されていない自由端縁部を構成している一端縁部は、前記回収トナー収容部１８ｂの下端側開口部に臨むように延在している。
【００３０】
そして、それらの各補強リブ１８ｄの自由端縁部には、前記感光ドラム１１の回転移動方向の上流側、すなわち上述したスクイシート１８ｃ側に向かって斜め下方に突出する略三角板状のメッシュ体支持部材１８ｅがそれぞれ設けられている。それらの各メッシュ体支持部材１８ｅは、上述した補強リブ１８ｄと同様に長手方向（感光ドラム１１の軸方向）に沿って略等間隔をなして並列する配置関係になされているが、当該メッシュ体支持部材１８ｅの一端縁部（図２の右端縁部）に沿って設けられた傾斜取付縁部１８ｅ１が前記感光ドラム１１の外周表面における法線に対して略４５度の傾斜角度をなすように延在している。それらの各メッシュ体支持部材１８ｅの傾斜取付縁部１８ｅ１における延出側先端部分（図２の下端部分）は、上述したクリーニングブレード１８ａとスクイシート１８ｃとの略中間位置において前記感光ドラム１１の外周表面に近接するように配設されている。
【００３１】
そして、上述したように並列状に配置された複数のメッシュ体支持部材１８ｅにおける各傾斜取付縁部１８ｅ１どうしを長手方向（感光ドラム１１の軸方向）に掛け渡すようにして、異物分別手段を構成するメッシュ状分別部材１８ｆが接着剤等による貼着などの適宜の固定手段より取り付けられている。このメッシュ状分別部材１８ｆは、多数の微小空隙を有する網目帯状部材から構成されており、長手方向である前記感光ドラム１１の軸方向のほぼ全幅にわたって延在しているとともに、当該メッシュ状分別部材１８ｆの下端縁部は、前記感光ドラム１１の外周表面に近接した非接触状態で対面する配置関係になされている。
【００３２】
このような異物分別手段を構成している本実施形態にかかるメッシュ状分別部材１８ｆとしては、例えばアクリル系の繊維材が採用されており、そのときの繊維材における毛密度が約８０本／ｍｍ２、網目の隙間が約２５０メッシュ（約９２．５μｍ）のものが用いられている。すなわち、本実施形態で使用するトナーの粒径が約７μｍであり、一方、記録媒体から発生する紙紛等の異物の粒径が２００μｍ以上であることから、上述したような網目の隙間が設定されたメッシュ状分別部材１８ｆに対してトナー粒子は通過するが、紙紛等の異物は通過することなく捕獲されることとなる。これによって、記録媒体から発生する紙紛等の異物は、感光ドラム１１の回転移動方向において上記メッシュ状分別部材１８ｆの上流側領域に保持されることとなり、そのメッシュ状分別部材１８ｆよりも下流側に配置されたクリーニングブレード１８ａに対して異物が達することがないようにしている。
【００３３】
すなわち、転写後に感光ドラム１１の外周表面に付着している転写残留トナーは、記録媒体から発生する紙紛等の異物と混在状態又は塊状態となって、前記感光ドラム１１の回転移動に伴って上述したクリーニング装置１８の内部側に送り込まれていくが、そのクリーニング装置１８の内部において例えば図４に示されているような挙動を示す。
【００３４】
すなわち、同図に示されているように、クリーニング装置１８の上流側に配置されたスクイシート１８ｃを通して内部側に送り込まれた転写残留トナー及び異物（紙紛等）のうち、重量の大きい異物（紙紛等）は、上述したスクイシート１８ｃと異物分別手段としてのメッシュ状分別部材１８ｆとの間の領域において、矢印ｃのように従来と同様な滞留状態となる。一方、重量の小さい転写残留トナーは、矢印ｄのように、感光ドラム１１の回転移動に伴って前記メッシュ状分別部材１８ｆの上面に沿って上方側に押し出されていくが、そのときに前記メッシュ状分別部材１８ｆの網目の隙間を転写残留トナーが通過して感光ドラム１１の外周表面上にこぼれ落ちていく。そして、その感光ドラム１１の外周表面上こぼれ落ちた転写残留トナーは、感光ドラム１１の回転移動に伴ってクリーニングブレード１８ａの当接部位に至り、そこでの摺擦作用によって掻き取られる。
【００３５】
また、紙紛等の異物と混ざり合って塊状態となっている転写残留トナーは、上述した異物分別手段としてのメッシュ状分別部材１８ｆの先端エッジ部における異物の堰き止め作用により擦り取られるようにして紙紛等の異物から分離されることとなる。そして、その後に前記メッシュ状分別部材１８ｆの網目の隙間から感光ドラム１１の外周表面上にこぼれ落ちた転写残留トナーがクリーニングブレード１８ａの摺擦作用により掻き取られるようになっている。
【００３６】
このように本実施形態によれば、転写後における感光ドラム１１上の転写残留トナーに混入している紙粉等の異物が、異物分別手段としてのメッシュ状分別部材１８ｆにより転写残留トナーと分離されつつ捕獲されて排除されることとなり、その結果、特に高温高湿環境でできる転写残留トナーと紙粉等の異物との塊によるクリーニングブレード１８ａの噛み込み現象の発生が防止され、当該クリーニングブレード１８ａによる転写残留トナーの掻き落とし作用が良好に維持されることによって感光ドラム１１の外周表面が長期にわたって良好にクリーニングされるようになっている。
【００３７】
このとき、特に本実施形態では、前記異物分別手段が、多数の微小空隙を有するメッシュ状分別部材１８ｆにより構成されていることから、異物分別手段の製造が容易かつ低廉に行われることとなる。
【００３８】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【００３９】
例えば、上述した実施形態では、異物分別手段がメッシュ状分別部材により構成されているが、紙粉等の異物をトナーから排除することができるような部材であれば、他の多種多様な部材を採用することができる。
【００４０】
また、上述した実施形態は、プリンタに対して本発明を適用したものであるが、複写機等の他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上述べたように本発明にかかる画像形成装置は、プリンタや複写機などの多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の一例としてのプリンタの全体構造を表した縦断面説明図である。
【図２】図１に表されたプリンタに用いられている本発明の一実施形態におけるクリーニング装置の構造を拡大して示した部分縦断面説明図である。
【図３】図２に表されたクリーニング装置からクリーニングブレードを取り外した状態の構造を下方側から表した外観斜視説明図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるクリーニング装置内部のトナー等の挙動を模式的に表した側面説明図である。
【図５】従来におけるクリーニング装置内部のトナー等の挙動を模式的に表した側面説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  感光ドラム（像担持体）
１２  帯電ローラ
１３  露光装置
１４  現像装置
１４ａ  現像スリーブ
１５  転写ローラ
１６  給紙手段
１７  定着装置
１８  クリーニング装置
１８ａ  クリーニングブレード（クリーニング部材）
１８ｂ  回収トナー収容部
１８ｃ  スクイシート
１８ｄ  補強リブ
１８ｅ  メッシュ体支持部材
１８ｅ１  傾斜取付縁部
１８ｆ  メッシュ状分別部材（異物分別手段）
【図１】
2008185910.tif 000003
【図２】
2008185910.tif 000004
【図３】
2008185910.tif 000005
【図４】
2008185910.tif 000006
【図５】
2008185910.tif 000007