(57)【要約】【課題】廃トナーを鉛直（上）方向にも貯留させる。廃トナー搬送性能の向上。【解決手段】ドラム側から廃トナーが入り、偏心した廃トナー送り軸の回転によりクリーニング容器方向に送られ、掻き落とし部材で掻き落とされる。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材で除去された廃トナーを収納する廃トナー収納容器、及び廃トナーを搬送する搬送手段を有するクリーニング装置において
前記搬送手段は電子写真感光体長手方向に略平行に配設され、
回転可能な柱状搬送部材であり、
搬送手段の回転中心に対して柱状搬送部材の長手方向に直行する断面の中心が偏心していることを特徴とする画像形成装置におけるクリーニング装置。
【請求項２】
前記柱状搬送部材の断面形状が角部をＲ形状で略円形状に構成す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】
前記搬送部材に付着した廃トナーを掻き落とす掻取り部材を有することを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記掻き取り部材が弾性体である事を特徴とする請求項３に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記掻き取り部材は搬送部材回転中の偏心運動に追従し、常に搬送部材長手方向に直行する断面で搬送部材と順方向当接又はカウンター当接していることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記掻き取り部材は廃トナー収納容器から電子写真感光体への廃トナーの移動を阻止する逆流防止弁であることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材で除去された廃トナーを収納する廃トナー収納容器、及び廃トナーを搬送する搬送手段を有し、前記搬送手段は電子写真感光体長手方向に略平行に配設され、
回転可能な柱状搬送部材であり、
搬送手段の回転中心に対して柱状搬送部材の長手方向に直行する断面の中心が偏心していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項２から６の何れか１つに記載のクリーニング手段を一体的に有することを特徴とするプロセスカートリッジ
【請求項９】
電子写真感光体とこれに作用するプロセス手段を有するプロセスカートリッジを本体内に着脱自在に装填して成る画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジを請求項７〜８の何れかに記載のプロセスカートリッジで構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体とこれに作用するプロセス手段を有するプロセスカートリッジとこれを備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用する画像形成装置は、電子写真プロセスを経て記録媒体に画像を形成するものであって、これには例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、電子写真ファクシミリ装置、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
ところで、斯かる画像形成装置においては、電子写真感光体及びこれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによることなくユーザー自身で行うことができるため、操作性を格段に向上させることができる。このため、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００４】
従来の廃トナー搬送手段として特許公報第２６８６５７２に示すトナー掻き出し機構においては、搬送ローラーは正多角形の断面を有することから、搬送ローラのトルク変動が急激に起こり、感光体ドラムの速度ムラなどに繋がるなどの問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プロセスカートリッジには、クリーニングブレードによって電子写真感光体から回収された廃トナーを収容する廃トナー収容枠体が設けられ、この廃トナー収容容器に収容された廃トナーは回転部材によって奥へ搬送されるが、回転部材の回転に伴って廃トナーの一部が開口部へと再度上流側へ移動してしまい。廃トナーの廃トナー収容枠体内での搬送効率が低く、このため、廃トナーを鉛直上方向に貯留することが困難であり、廃トナー収納容器形状が設計上多くの制約を受けるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、廃トナー収容枠体内での廃トナーの搬送性を高めることができる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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本出願に係る第１の発明は電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材で除去された廃トナーを収納する廃トナー収納容器、及び廃トナーを搬送する搬送手段を有するクリーニング装置において
前記搬送手段は電子写真感光体長手方向に略平行に配設され、回転可能な柱状搬送部材であり、搬送手段の回転中心に対して柱状搬送部材の長手方向に直行する断面の中心が偏心していることを特徴とする画像形成装置におけるクリーニング装置である。
【０００８】
本出願に係る第７の発明は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて
電子写真感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材で除去された廃トナーを収納する廃トナー収納容器、及び廃トナーを搬送する搬送手段を有し、前記搬送手段は電子写真感光体長手方向に略平行に配設され、
回転可能な柱状搬送部材であり、搬送手段の回転中心に対して柱状搬送部材の長手方向に直行する断面の中心が偏心していることを特徴とするプロセスカートリッジ本出願に係る第９の発明は電子写真感光体とこれに作用するプロセス手段を有するプロセスカートリッジを本体内に着脱自在に装填して成る画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジを請求項７〜８の何れかに記載のプロセスカートリッジで構成したことを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔画像形成装置の全体の説明〕
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００１０】
図１はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンターの全体構成説明図である。
【００１１】
カラーレーザープリンターは、一定速度で回転する感光体ドラム１と、複数の現像手段Ｄとからなる画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給紙部から搬送手段５によって給送された転写材Ｐに更に転写する中間転写体４とを有し、中間転写体４からカラー画像を転写された転写材Ｐを、次いで定着部７へ搬送してカラー画像を転写材Ｐに定着し、排出ローラー５ｆによって装置上面の排出部８へ排出するものである。
【００１２】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００１３】
〔帯電手段〕
帯電手段２は、接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラを感光体ドラム１に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加することによって感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。
【００１４】
〔露光手段〕
上記感光体ドラム１への露光は、スキャナー部３から行われる。即ち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３ａへ照射する。
【００１５】
このポリゴンミラー３ａはスキャナーモーター３ｂによって高速回転し、ポリゴンミラー３ａで反射した画像光が結像レンズ及び反射ミラー３ｄを介して一定速度で回転する感光体ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００１６】
〔現像装置〕
現像装置は、図１に示すような軸芯１０を中心に割出回転可能な現像ロータリー１１と、これに搭載され、かつ現像ローラ１２、及びトナー供給ローラ１９を備えた４個の現像手段を備えている。感光体ドラム１上の静電潜像の現像時には、その静電潜像に付着すべき色の所定の現像手段Ｄｙ，Ｄｃ，Ｄｍ，Ｄｋの何れか１つが現像位置に配置される。すなわち、現像ロータリー１１の外周のギア（不図示）とステッピングモータ（不図示）の出力軸端に設けたモータギア（不図示）が噛み合っており、ステッピングモータＭ０が回転することによる所定の現像カートリッジが現像ロータリー１１の割出回転によって感光体ドラム１に対向した現像位置に止まり、さらにその現像手段の現像ロ−ラ１２が感光体ドラム１に対して微小間隙（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する。
【００１７】
〔中間転写体〕
中間転写体４は、無端の誘電体のベルトをプーリに巻掛けたベルト装置であって、カラー画像形成動作時には各現像手段により可視化された感光体ドラム１上のトナー画像を４回（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色の各画像）にわたり多重転写を受けるため、感光体ドラム１の外周速度と同期して図１に矢印で示すように時計回りに回転し、また多重転写を受けた中間転写体４は電圧を印加された転写ローラ６とによって転写材Ｐを挟み込み搬送することにより、転写材Ｐに中間転写体４上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００１８】
〔クリーニング手段〕
クリーニング手段は、現像手段によって感光体ドラム１に可視像化されたトナーが中間転写体４に転写された後、感光体ドラム１上に残ったトナーをクリーニングブレード９ｂでクリーニングするものであり、クリーニングされた廃トナーＴ′はクリーニング容器Ｗ４に蓄えられる。クリーニング容器Ｗ４に蓄えられる廃トナーの量は、感光体ドラム１の寿命より早くクリーニング容器９ｃを満たすことはなく、従ってクリーニングユニットＣは感光体ドラム１の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。
【００１９】
〔給紙部〕
給紙部で始まる搬送手段５は画像形成部へ転写材Ｐを給送するものであり、複数枚の転写材Ｐを収納したカセット５ａと給紙ローラ５ｂ、給送ローラ５ｃ１、重送防止のリタードローラ５ｃ２、給紙ガイド５ｇ、レジストローラ５ｅから主に構成される。
【００２０】
画像形成動作中には給紙ローラ５ｂが画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット５ａ内の転写材Ｐを一枚ずつ分離給送すると共に、給紙ガイド５ｇによってガイドし、給送ローラ５ｃ１を経由してレジストローラ５ｅに至る。
画像形成動作中にレジストローラ５ｅは、転写材Ｐを静止待機させる非回転の動作と転写材Ｐを中間転写体４に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材との位置合わせを行う。
【００２１】
〔転写部〕
転写部は揺動可能な転写ローラ６からなっており、転写ローラ６は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能で且つ駆動されるようになっている。
【００２２】
上記中間転写体４上に４色のトナー像を形成している間、即ち中間転写体４が複数回転する間はその画像を乱さぬよう、図示実線で示すよう転写ローラ６は下方に位置し中間転写体４とは離れている。
【００２３】
そして上記中間転写体４上に４色のトナー像を形成し終わった後、転写材Ｐにカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ６は図示しないカム部材により図示細線で示す上方の位置、即ち転写材Ｐを介して中間転写体４に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラ６にはバイアスが印加され中間転写体４上のトナー画像は転写材Ｐに転写される。
【００２４】
ここで中間転写体４と転写ローラ６とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材Ｐは転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着部７に向けて送られる。
【００２５】
〔定着部〕
定着部７は、上記現像手段により形成されたトナー画像を中間転写体４を介して転写材Ｐ上に転写させ、その転写したトナー画像を定着させるものである。定着部７は、転写材Ｐに熱を加えるための定着ローラ７ａと転写材Ｐを定着ローラ７ａに圧接させるための加圧ローラ７ｂとからなり、各ローラ７ａ，７ｂは中空ローラであり内部に夫々ヒータを有し回転駆動され、同時に転写材Ｐを搬送するよう構成されている。
【００２６】
即ちトナー像を保持した転写材Ｐは、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材Ｐに定着される。
【００２７】
〔廃トナー搬送部の説明〕
廃トナー搬送部材１５ａは回転可能な柱状搬送部材であり、クリーニング容器に感光ドラム軸心に対して、略平行に回転可能で配設されている。
【００２８】
搬送部材の回転中心１５ｂは廃トナー搬送部材１５ａの図心とは一致していない。従って、搬送部材は偏心して回転運動する。そのため、廃トナーは図３に示すように図３−１〜４の順で廃トナー搬送部材の偏心により廃トナーを圧縮（破線矢印方向）、そして、回転によって搬送（実線矢印方向）を連続的に繰り返し、クリーニング容器９ｃに効率よく搬送することが出来る。本実施例では、前記搬送部材３１ａの材質にＡＢＳ樹脂を用いたが、他の例としてＰＳ樹脂等のプラスチック材、又は金属部材でも同様の効果が得られる。
【００２９】
搬送部材の断面形状は円形状であるが、これに限定せず、略円形状である楕円形状でも良く、更には、辺を持つ断面形状でも良いが、この場合の角部はＲ形状を充分に取った方が、搬送部材上に付着した廃トナーを円滑に掻き落とす。
更には角部にＲ形状を施すことで、角部を有する場合に比べ、耐久後半で搬送部材の回転負荷が上昇した場合、急激な回転負荷変動が抑えられる。
【００３０】
掻き落とし部材３０は弾性部材で構成され、偏心運動に追従し、常に搬送部材と順方向当接又はカウンター方向に当接状態にある。
【００３１】
こうすることで、搬送部材上の廃トナーを除去する一方で、廃トナー室のトナーがクリーニングブレード９ｂ側へ逆流することを防ぐ逆流防止弁となっている。更に偏心運動により掻き取り部材が往復運動を繰り返し、廃トナーの搬送も同時に担うことが出来る。
【００３２】
本実施例では掻き取り部材３０はＰＥＴ樹脂で厚さ２５〜１００μｍを用いた。他の材料としてＰＰＳ、エラストマー、ゴム、バネ材等の弾性体でも良い。
【００３３】
掻き取り部材は、ある程度の搬送力で充分な場合、例として廃トナー貯留室が廃トナー搬送部材より鉛直方向下側に配設する場合や、クリーニング容器の容積に余裕がある場合は省略可能である。但し掻き取り部材がある場合に比べて搬送能力及び、廃トナー貯留高さは低下する。
【００３４】
また、掻き取り部材３０を図４（ｔｙｐｅ２）に示すように組立て性が安易である等の理由で順方向に当接してもよいが、この場合も搬送能力はカウンター方向に当接する場合に比べて低下する。これらを考慮して適宜掻き取り部材の形態を選択するとよい。
【００３５】
また、図３−１に示す搬送ローラーと容器底面との最下点における間隔ｆは廃トナーを圧縮しつつ搬送する値を選択する必要があり、ｆが大きいと搬送能力が低下してしまう。本実施例ではｆ＝０．６とした。
【００３６】
本発明を検証するために以下の実験を行なった。
【００３７】
実験に用いたトナーは重合トナーを用い、廃トナー搬送部材はＡＢＳ、掻き取り部材はＰＥＴ（３８μｍ）を用いた。
【００３８】
以下表１にその結果を、図４に貯留高さの比較図を示す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
以上の様に、偏心させた丸棒に掻き落とし部材を当接させることで、従来のＴｙｐｅ１　に比べて廃トナーの貯留高さを飛躍的に向上させることができた。これにより、廃トナー貯留室Ｗ１，Ｗ２を簡素な形状Ｗ４に置き換えられることが可能となり、より省スペース化を実現させることが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本出願に係る発明によると，以下のような効果がある。
【００４２】
請求項１に記載の発明によれば廃トナー搬送手段を柱状搬送部材とし、その回転中心と、断面中心を偏心させることで廃トナーを圧縮、搬送可能とし、廃トナーの搬送能力が大幅に改善され、鉛直方向に廃トナーを押し上げることができる。即ち廃トナー容器の設計上の制約を受けることが少なくなり、より小型な画像形成装置を提供することが可能となる。
【００４３】
請求項２に記載の発明によれば柱状搬送部材の断面形状搬送部材の断面形状が角部をＲ形状で略円形状にすることで、急激なトルク変動が発生することなく廃トナーを搬送でき、より画質を向上させることが可能となる。
【００４４】
請求項３に記載の発明によれば前記搬送部材に付着した廃トナーを掻き落とす掻取り部材を有することで搬送部材に付着した廃トナーを確実に掻き落とし、廃トナー搬送性の向上が狙える。
【００４５】
請求項４に記載の発明によれば前記掻き取り部材を弾性体とすることで、搬送部材と掻き取り部材は常に密着し、廃トナー搬送中の廃トナーの逆流を防止することが出来る。
【００４６】
請求項５に記載の発明によれば前記掻き取り部材は搬送部材回転中の偏心運動に追従し、常に搬送部材長手方向に直行する断面で搬送部材と順方向当接又はカウンター当接していることで、偏心した搬送部材の動きに追従し、廃トナーを効率よく圧縮、搬送することが出来る。即ち従来のクリーニング容器よりも小型化することが出来る。
【００４７】
請求項６に記載の発明によれば前記掻き取り部材は廃トナー収納容器から電子写真感光体への廃トナーの移動を阻止する逆流防止弁とすることでクリーニング装置の着脱時におけるトナー飛散を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための本体の主要部正面断面図である。
【図２】本発明を実施するための搬送部材の斜視図である。
【図３】本発明を実施するための搬送部材の図である。
【図４】検証実験に用いた搬送部材の概略図である。
【図５】従来例。
【符号の説明】
Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋ…現像手段
Ｐ…転写材
１…感光体ドラム
２…帯電手段
３…スキャナー部　　３ａ…ポリゴンミラー　　３ｂ…スキャナーモーター
３ｃ…結像レンズ　　３ｄ…反射ミラー
４…中間転写体
５…搬送手段　　５ａ…カセット　　５ｂ…給紙ローラ　　５ｃ１…給送ローラ
５ｃ２…リタードローラ　　５ｅ…レジストローラ　　５ｆ…排出ローラ
５ｇ…給紙ガイド
６…転写ローラ
７…定着部　　７ａ…定着ローラ　　７ｂ…加圧ローラ
８…排出部
９ａ…クリーニング装置の容器　　９ｂ…クリーニングブレード　　９ｃ…クリーニング容器
９ｃ‘…クリーニング容器
１０…軸芯、
１２…現像ローラ
１５ａ…搬送部材、１５ｂ…回転軸
１９…トナー供給ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004133263.tif 000007
【図５】
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