(57)【要約】【課題】電子写真方式を用いる画像形成装置において、感光体ドラム表面を簡易な手段で、効率よくクリーニングする手段を提供する。【解決手段】像担持体である感光体ドラム１からトナー像を記録媒体２に転写した後、当該感光体ドラム表面に残留する研磨剤含有トナーを除去するためのクリーニングブレード４を具備する画像形成装置において、前記クリーニングブレード４よりもドラム回転方向の上流に、感光体ドラム表面との間に区間部Ｓを形成するための可撓性シートよりなるトナー滞留部材５を、当該トナー滞留部材の先端部が感光体ドラム表面に当接するように配置し、当該区間部Ｓに落下してくる研磨剤含有トナー３を回転ドラム表面に接触させながら一時滞留させる機能と、一時滞留したトナーを前記トナー滞留部材に設けた開口部７よりトナー搬送部８に排出する機能と、を備えることを特徴とする画像形成装置【選択図】図２
2004348005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体である感光体ドラムからトナー像を記録媒体に転写した後、当該感光体ドラム表面に残留する研磨剤含有トナーを除去するためのクリーニングブレードを具備する画像形成装置において、前記クリーニングブレードよりもドラム回転方向の上流に、感光体ドラム表面との間に区間部を形成するための可撓性シートよりなるトナー滞留部材を、当該トナー滞留部材の先端部が感光体ドラム表面に当接するように配置し、当該区間部に落下してくる研磨剤含有トナーを回転ドラム表面に接触させながら一時滞留させる機能と、一時滞留したトナーを前記トナー滞留部材に設けた開口部よりトナー搬送部に排出する機能と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー滞留部材がその先端部が曲げ形状であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーが研磨剤として酸化チタンを含有していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは電子写真方式を利用した静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置の感光体ドラムにおけるクリーニング手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子写真方式による画像形成は、像担持体である感光体ドラムを帯電させ、露光することによって潜像を形成し、この潜像にトナーを現像し、このトナーを印刷用紙などの記録媒体に転写することによって行なわれている。転写工程が終了すると、感光体ドラムはクリーニングおよび除電され、トナーが記録媒体に定着される。
【０００３】
例えばアモルファスシリコンを用いる感光体ドラムの場合、特に高湿下では感光体ドラム表面の抵抗が低下し、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、形成画像に像流れ現象が発生する。このクリーニング工程は、一般的には感光体ドラム表面に残留したトナーを除去する工程であるが、像流れ現象の発生を防止する工程を含む場合がある。従来は、例えば図４に示すように、感光体ドラム１の表面からクリーニングブレード４により不要トナーを掻き取った後に、感光体の表面から掻き取った不用トナーである研磨剤を混入したトナーを含ませた感光体ドラム１の表面に当接した一定の周速度で回転させる弾性ローラ１０により感光体ドラム１の表面を研磨する方法が主に用いられてきた。この種のクリーニングブレードは、ポリウレタンなどの弾性体を用いて長方形状に形成されており、感光体ドラムの画像形成領域の全幅にわたって接触するようになされている。
【０００４】
また、有機感光体（ＯＰＣ）ドラムについては、記録用紙に含まれるタルク、紙粉が感光体ドラム表面へ付着することにより、表面電位帯電不良を引き起こし、画像かぶり現象を引き起こす。このために、従来、ファーブラシローラを感光体ドラム表面に当接してタルクや紙粉などの剥ぎ取りを行っていた。
更に、トナーにあらかじめ研磨剤を添加し、ブレードクリーニング時にトナーを除去するだけでなく、研磨剤によって感光体ドラムの表面を磨いて清浄にすることも提案されている。研磨剤を別個に供給することも提案されており、特許文献１には、感光体ドラムの上方に研磨剤供給部を設け、そこから研磨剤を自由落下させて供給し、感光体ドラムの表面とクリーニングブレードとの接触部近辺に研磨剤を溜めながら、感光体ドラムの表面を清浄化する旨開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、感光体ドラム表面に接触する当接部材と感光体ドラム表面とにより区画された溜め部に保持されたゼオライトなどの極性吸着剤をドラム表面に接触させて付着した放電生成物を除去することが開示されている。前記溜め部は、基端側がクリーニングブレードに固定され、かつ自由端側がドラム表面に接触した網状の遮蔽部材により区画され、転写後に除去されたトナーを網の目を通して溜め部外に押し出される。前記遮蔽部材は弾性材料により構成され、その自由端側を感光体ドラム表面にその弾性によって密着させて極性吸着剤を確実に保持するというものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１９４４１９号公報（要約、図２など）
【特許文献２】
特開２００３−５６０１号公報（請求項１〜５、［００４４］、図４など）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
像担持体である感光体ドラムのクリーニング方式には、前述のような技術が知られているが、この中で弾性ローラおよびファーブラシロ−ラを用いる方法は、それぞれ像流れ、画像かぶりに対する防止効果は見られるものの、これらの部材は高価なものであり、また部品点数増加によって工数も増えることなどから、大幅なコスト高になるのが問題である。これらに比較してクリーニングブレード方式は簡易であり、コスト的にもそれほど高くないという長所があるものの、その反面、性能的にまだ改良すべき点が残されている。
【０００８】
例えば、クリーニングブレードに固定され網目状遮蔽部材により設けた区画に極性吸着剤を保持する装置の場合、この網目はトナーを通過するが、極性吸着剤は通過しないような穴径に設定することになっている。しかし、ブレードより除去されてくるものの中には、紙粉、タルクなども混入しており、またトナーの凝集物も発生することから、例えば印刷時間の経過とともに目詰まりを起こすことが懸念され、網目を通過させて除去することが次第に困難になってくる恐れがある。従って、網目上に残った滞留物をかなりの頻度で除去する手間を要する。また、タルクは粘着性があり、極性吸着剤の表面に膜状に付着して機能を低下させ、極性吸着剤をしばしば交換する手間を要するものと懸念される。
【０００９】
本発明の目的は、研磨剤を含有するトナーを用い、クリーニングブレードにより転写後の感光体ドラム表面から不要のトナーを除去し、その除去されたトナーをドラム表面と接触させながら滞留させて、感光体ドラムの表面を磨いて清浄化し、紙粉やタルクを含むことのある不要トナーであっても容易に排出することができる画像形成装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、種々検討を重ねて本発明の画像形成装置を完成したものである。すなわち、本発明は以下の画像形成装置に関する。
１）像担持体である感光体ドラムからトナー像を記録媒体に転写した後、当該感光体ドラム表面に残留する研磨剤含有トナーを除去するためのクリーニングブレードを具備する画像形成装置において、前記クリーニングブレードよりもドラム回転方向の上流に、感光体ドラム表面との間に区間部を形成するための可撓性シートよりなるトナー滞留部材を、当該トナー滞留部材の先端部と感光体ドラム表面とが当接するように配置し、当該区間部に落下してくる研磨剤含有トナーを回転ドラム表面に接触させながら一時滞留させる機能と、一時滞留したトナーをトナー滞留部材に設けた開口部よりトナー搬送部に排出する機能と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
２）前記トナー滞留部材の先端部が曲げ形状であることを特徴とする上記１）項１記載の画像形成装置。
３）前記トナーが研磨剤として酸化チタンを含有していることを特徴とする上記１）または２）項のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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手段について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明装置の一つの実施例を示す部分断面図である。感光体ドラム１から記録用紙などの記録媒体２にトナー像を転写した後、感光体ドラム１の表面上に残留する不要なトナーは、クリーニングブレード４により掻き落とされる。この掻き落とされた不要トナー３は、ドラムの回転方向上流において、ドラムフレーム６に貼り付けられて配置されたトナー滞留部材５上の区間部Ｓに徐々に溜められる。トナー滞留部材５は可撓性シートで構成されており、トナーが堆積するに従って、トナーを挟み込みながらたわみ押し広げられるのでその反力により、感光体ドラム表面にトナー粒子が流動しながら接触するようになる。従って、感光体ドラム１の表面に付着しているイオン生成物、タルクなどがトナー中に含まれる研磨剤により剥ぎ取られ、清浄化される。
【００１３】
ここで、トナー滞留部材５の先端部は感光体ドラム１の表面に当接することにより底部が密閉された状態で区間Ｓを形成し、掻き落されてきた不要トナーがこの箇所に滞留するが、一定量に達するとトナー滞留部材５に設けた開口部７から徐々に排出しトナー搬送部８に送られて、最終的に廃棄される。同時に、感光体ドラム１の表面から研磨剤により剥ぎ取られた付着物も、押し出されて排出される。
【００１４】
図２は、図１におけるトナー滞留部材５を中心とする拡大斜視図であり、この例に示すように開口部７はトナー滞留部材５に横方向に、通常、複数個設けられている。当該開口部７は、掻き落とされてくる不要トナーが一時滞留し、ドラム表面を研磨するための区間部Ｓを形成し、かつ一定量に達した後に排出されるような位置関係で、トナー滞留部材５のシート上に設けられる。特にそのシート上における底部からの高さと、さらにはトナー滞留部材５の配置角度、開口部の数、開口部の一個当たりの開口面積（穴の大きさ）などが決定される。要は、掻き落とされてくる不要トナー量と開口部７から排出するトナー量が平衡関係を保つよう設定すればよい。このように、本発明の装置によると、滞留部材５に設けた開口部７から不要トナーが排出されるので、部材のほぼ全面にわたって網目状に構成しそこからトナー粒子を選択的に排出しようとする手段に比べると、不要トナーに紙粉、タルク、トナー凝集物などが含まれていても、目詰まりを起こすことなく、長時間の印刷中も安定に排出することが可能になる。
【００１５】
また、不要トナーが研磨に用いられた後に、順次、確実に排出、廃棄されるので、トナー滞留部材５に滞留したトナーが押し上げられて、クリーニングブレード４との間からあふれ出して、用紙搬送部に落下することも防止される。従って、不要トナーなどの排出物が、印刷媒体２などを汚染する恐れが全く生じない。加えてこの装置によると、印字する毎に常に研磨剤を含むトナーが供給されることになり、研磨剤劣化による研磨効果の低下も防止される。
【００１６】
図３は、本発明の別の実施例であって、トナー滞留部材５の先端部に曲げ形状１０を設けた例であり、これによって落下してくる不要トナーをより確実に滞留させることができる。
前記トナーは、基本的に電子写真感光層上の静電像の現像を行う機能を有するものであればよいが、本発明においてはトナーに研磨剤を含有させておくことを要する。研磨剤は、従来から使用されているものであればよく、例えば酸化チタンやＳｉＣなどがあげられる。さらに具体的には、粒径０．３５μｍ程度の導電性ＴｉＯ２（体積固有抵抗１０３Ω−ｃｍ）を約２重量％、粒径０．２０μｍ程度の絶縁性ＴｉＯ２（体積固有抵抗１０１２Ω−ｃｍ）を約３重量％、粒径０．７μｍ程度のＳｉＣ（体積固有抵抗１０５Ω−ｃｍ）を約１重量％添加することなどの例をあげることができる。
【００１７】
本発明において、クリーニングブレード４は、その先端エッジ部が感光体ドラム表面に圧接した弾性体（例、ウレタンゴム）よりなり、これによってトナー像の転写が行なわれる転写位置を通過したドラム表面に付着している不要トナーが掻き取られる。
次に、トナー滞留部材５は、クリーニングブレード４に対して感光体ドラム回転方向の上流において独立して位置し、掻き落とされて自由落下してくるトナーを受け止めやすい位置関係に配置される。トナー滞留部材はトナーを滞留できるように、斜め下向きに配置されるが、その配置角度は、一般に鉛直線に対して０〜６０度の範囲から選択され、好ましくは２０〜４０度の範囲である。
【００１８】
トナー滞留部材は、可撓性材料より構成されるが、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの表面が平滑な樹脂材料が好ましく、厚みが０．０５〜０．５ｍｍ、幅がクリーニングブレード幅とほぼ同じであるシート状部材を、前記の上向き角度となるようにドラムフレームに貼り付けて固定する。
本発明装置の具体置を図５および６により説明する。図５および５において、例えば、ａ（感光体ドラムとの当接点からシート部材先端までの長さ）＝２ｍｍ、ｂ（シート部材の設置角度）＝３０度、ｃ（シート当接点から開口までの長さ）＝５ｍｍ、ｄ（開口部の長さ）＝３０ｍｍ、ｅ（開口部の幅）、開口部個数：８個、感光体の現像域の軸方向長さ：３２０ｍｍ、クリーニングブレードとシートの幅３３０ｍｍ、のものがあげられる。滞留したトナーは、開口部７を通ってトナー排出受け入れ部１１（図５参照）を中継して、トナー搬送部に送られる。
【００１９】
次に、本発明における滞留物の排出は、前記の開口部を通して、図１あるいは３のように、トナー搬送部に排出され除外される。すなわち、トナー排出機構８付近に落下したトナーは、トナー排出機構である排出スクリューによって感光体ドラム１の軸方向に搬送され、さらにトナー廃棄パイプ（図示せず）の中を落下して廃棄トナー蓄積ボトル（図示せず）に集められる。この廃棄トナー蓄積ボトルは満杯になれば交換される。
【００２０】
上述のように、本発明の画像形成装置は感光体ドラムのクリーニング手段に特徴を有するものであって、他の帯電、露光、現像、転写、定着、除電や、感光体ドラム自体は、例えば従来公知の手段によって構成されたものでよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によると、アモルファスシリコン感光ドラムまたはＯＰＣドラム表面の付着物を簡易な装置で効率よく除去し、表面を清浄化することができる。このために、従来のように弾性ローラあるいはファーブラシローラを使用することなく、像流れおよび画像かぶりを防止することができるので、コストダウンとともに画像品質の向上が達成される。また、従来の網目を有する遮蔽部材を設けたクリーニング方式に比較すると、削り取られたトナー中にトナーの凝集物や印刷紙に由来する紙粉が存在していても目詰まりを起こすことのない機構であることから、長時間印刷を行っても安定に排出され、その間、感光体ドラム表面の清浄化を続行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一つの実施例を示す部分断面図である。
【図２】図１におけるトナー滞留部材の部分拡大斜視図である。
【図３】本発明装置の他の実施例であって、トナー滞留部材の先端部が曲げ形状である例を示す。
【図４】従来の感光体ドラムの研磨方法の一例を示す。
【図５】本発明装置における開口部の配置例を示す。
【図６】本発明装置における開口部の配置例を示す。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  記録用紙
３  トナー
４  クリーニングブレード
５  トナ−滞留部材
６  ドラムフレーム
７  開口部
８  トナー搬送部
９  弾性ローラ
１０  曲げ形状
１１  開口部から排出したトナー受け入れ部
Ｓ  区間部
【図１】
2004348005.tif 000003
【図２】
2004348005.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004348005.tif 000006
【図５】
2004348005.tif 000007
【図６】
2004348005.tif 000008