(57)【要約】  【課題】  いわゆるトナー漏れを防止しながら安定した画像品質を保持することが可能な画像形成装置を、低コストで提供する。  【解決手段】  感光体ドラム１をクリーニングする摺擦ローラ７と、これにより除去した感光体ドラム１上のトナーを排出する第１排出スクリュー１４ａとをクリーニング容器Ｃ内に有し、クリーニング容器Ｃの感光体ドラム１に対向する開口部下部に、その開口部下部と感光体ドラム１との間隙を封止するシールドシート１５を備えた構成において、クリーニング容器Ｃ底部の、摺擦ローラ７と感光体ドラム１とシールドシート１５とで囲まれた領域に、クリーニング容器Ｃ底部に堆積したトナーを排出する第２排出スクリュー１４ｂを設けた構成とする。【選択図】      図３
2005156707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、該クリーニング手段により除去した前記像担持体上の付着物を排出する第１の回収手段とをクリーニング容器内に有し、該クリーニング容器の前記像担持体に対向する開口部下部に、該開口部下部と前記像担持体との間隙を封止するシール部材を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング容器底部の、前記クリーニング手段と前記像担持体と前記シール部材とで囲まれた領域に、前記クリーニング容器底部に堆積した前記付着物を排出する第２の回収手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段の前記像担持体側下方に、前記クリーニング容器の底部を更に下方へと延設して成る前記付着物の堆積部を備え、該堆積部に前記第２の回収手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機，ファクシミリ，プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、特に、像担持体の表面に付着した異物を取り除くクリーニング手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、このような画像形成装置のクリーニング手段には、一般に、トナー像を転写紙に転写した後の像担持体（具体的には例えば感光体ドラム）の表面に当接して、この表面に残留するトナーなどを除去するクリーニングブレードと、感光体ドラム下方にあるクリーニング容器との間隙を封止するシール部材（シールドシート）を有し、クリーニングブレード付近に溜まったトナーを回収容器へ排出するための排出スクリューを備えている。
【０００３】
図４は、このような従来例に係る画像形成装置のクリーニング容器付近を模式的に示す断面図である。なお、画像形成装置全般の概略構造については、後述する実施形態において改めて説明する。同図の矢印Ａ方向は感光体ドラム１の回転方向であり、矢印Ｂ方向は摺擦ローラ７の回転方向である。また、矢印Ｄ方向は排出スクリュー１４の回転方向である。
【０００４】
摺擦ローラ７上の余分なトナーは、隣接する排出スクリュー１４へと導かれる。さらに、排出スクリュー１４の回転により、トナーが紙面垂直方向に搬送され、図示しない回収容器へと搬入される。一方、摺擦ローラ７の感光体ドラム１側下部には、クリーニング容器Ｃからのトナー漏れを防止するためのシールドシート１５が設けられており、その先端部分が感光体ドラム１表面に弱い力で接触している。
【０００５】
また、クリーニング容器Ｃの下側には、板金等より成るブラケット１６が設けられている。これは、断面が幅の広い逆Ｌ字状の折り曲げ形状をしており、立ち上がり部１６ａとベース部１６ｂとより成る。ベース部１６ｂはクリーニング容器Ｃ下面に固定されており、また、立ち上がり部１６ａはベース部１６ｂの一端（図中の右端）より立ち上がっている。そして、立ち上がり部１６ａの外側面に上記シールドシート１５が取り付けられている構成である。なお、図中の２は主帯電器である。
【０００６】
さて、感光体ドラム１上を搬送されてきた未転写トナーは、シールドシート１５をすり抜けた後、摺擦ローラ７側へと移行する。移行せずに感光体ドラム１上に残存する未転写トナーは、クリーニングブレード６によって掻き落とされる。そして、摺擦ローラ７上を搬送されてきた未転写トナーの一部は、図の左側に隣接する排出スクリュー１４へと導かれる。
【０００７】
残りの未転写トナーは摺擦ローラ７上に付着したまま循環し、感光体ドラム１表面の摺擦に供される。また、一部は摺擦ローラ７下側のクリーニング容器Ｃ底面に落下する。落下した未転写トナーは、再び摺擦ローラ７によって持ち上げられて循環し、これも感光体ドラム１表面の摺擦に供される。摺擦ローラ７上を循環する未転写トナーのその後の挙動は、上記感光体ドラム１上を搬送されてきた未転写トナーと同様である。
【０００８】
また、その他の構成として、回収トナーをエアーで吸引するブレードクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。これは、電子写真感光体の表面にブレード部材を圧接して、感光体表面のトナーをかき集め、感光体上に溜まったトナーを回収管内にエアーで吸引して回収する構成において、回収管の一側端面をブレード部材に密着して回収管及びブレード部材の間を封止し、回収管の他側端面と感光体との隙間を、回収管の両側端間に位置するトナー吸引口に通じる空気通路としたものである。このようにして、エアーの入口を１方向にすることにより、吸込エアーがブレードエッジ部まで回りやすくするとともに、吸込口を近づけて、トナーの回収効率を向上させている。
【０００９】
さらに、トナーの回収が完全に成されずシール部材よりこぼれたトナーが、転写紙搬送部材及び転写紙上へ落下するのを防止するために、種々の方法が案出されたトナー落下防止装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。具体的には、シール部材の下方に別途カバーを設けてエアーで吸引する方法や、トナー受溝を加熱してこれにトナーを固着させる方法、更には導電部材にトナーと逆の極性の電位を印加してこれにトナーを静電吸着させる方法等が提案されている。
【特許文献１】特開昭６０−１６４７８３号公報
【特許文献２】特開平７−２７１２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記各特許文献に示したような従来の構成において、トナーを確実に回収するために、例えばエアーによる吸引を行おうとすると、吸引ダクト及びバキュウム部等を設けなくてはならず、装置内部に占めるスペースが大きくなり、またコストアップとなる。また、その他の方法においても同様の不具合点が生じる。
【００１１】
さらに、感光体ドラムとして高耐久性を有するアモルファスシリコンを用いた場合、いわゆる像流れ対策で公知となっている摺擦ローラを設けると、これが感光体ドラムと接触する際にトナーが落ちるので、これにより堆積したトナーも確実に回収して、残留トナーのクリーニング容器からの漏れ（トナー漏れ）を防止しなくてはならない。なお像流れは、感光体ドラムがアモルファスシリコンにより成る場合に、水分に加えてオゾンやＮＯｘがその表面に吸着すると、トナーが感光体ドラム上に確実には載り難くなることにより生じる現象である。
【００１２】
トナー漏れとして具体的には、上記図４の構成において、摺擦ローラ７と感光体ドラム１との接触部等よりクリーニング容器Ｃ底面に落下した未転写トナーが次第に堆積していくと、これがシールドシート１５を内側より圧迫するため、未転写トナーがシールドシート１５を乗り越えて、感光体ドラム１との間からクリーニング容器Ｃ外へ漏れ落ちたり、或いは、感光体ドラム１上を搬送されてきた未転写トナーが、シールドシート１５をすり抜けられずに落下したりする（これらを総称してトナー漏れと呼ぶ。）。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に鑑み、いわゆるトナー漏れを防止しながら安定した画像品質を保持することが可能な画像形成装置を、低コストで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、本発明では、像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、そのクリーニング手段により除去した前記像担持体上の付着物を排出する第１の回収手段とをクリーニング容器内に有し、そのクリーニング容器の前記像担持体に対向する開口部下部に、その開口部下部と前記像担持体との間隙を封止するシール部材を備えた画像形成装置において、前記クリーニング容器底部の、前記クリーニング手段と前記像担持体と前記シール部材とで囲まれた領域に、前記クリーニング容器底部に堆積した前記付着物を排出する第２の回収手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記クリーニング手段の前記像担持体側下方に、前記クリーニング容器の底部を更に下方へと延設して成る前記付着物の堆積部を備え、その堆積部に前記第２の回収手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、いわゆるトナー漏れを防止しながら安定した画像品質を保持することが可能な画像形成装置を、低コストで提供することができる。
【００１７】
具体的には、クリーニング容器底部の、クリーニング手段と像担持体とシール部材とで囲まれた領域に、クリーニング容器底部に堆積した付着物を排出する第２の回収手段を設けることにより、特にクリーニング手段と像担持体との接触部から落下して堆積した前記付着物（主にトナー）を直ちに回収することができ、いわゆるトナー漏れを防止することが可能となる。
【００１８】
また、クリーニング容器の底部を更に下方へと延設して成る堆積部を備え、これに第２の回収手段を設けたことにより、前記付着物（主にトナー）を効率よく集めて回収することができ、いわゆるトナー漏れを確実に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明では、トナーを現像手段により現像し転写した後に、転写後の感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニング手段と、クリーニングにより除去したトナーや紙粉を回収容器へ排出する第１の回収手段をクリーニング容器内に有し、クリーニング容器の感光体ドラムに対向する開口部下部に、この開口部下部と感光体ドラムとを封止するシール部材を備えた構成において、クリーニング容器底部でクリーニング手段と感光体ドラムとシール部材とで囲まれた領域に、堆積したトナーや紙粉を回収容器へ排出する第２の回収手段を設けている。
【００２０】
図１は、本発明の画像形成装置の概略構造を模式的に示す図である。同図において、１は例えばアモルファスシリコンより成る感光体ドラムである。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、主帯電器２，露光器３，現像器４，転写ローラ５，摺擦ローラ７，クリーニングブレード６，及び除電器８が設けられている。摺擦ローラ７及びクリーニングブレード６は、クリーニング手段としてクリーニング容器Ｃに収納されている。なお、感光体ドラムの材質としては、アモルファスシリコンに限らずＯＰＣ(Organic Photo Conductor；有機感光体)を用いても良い。
【００２１】
本発明において、アモルファスシリコンより成る感光体ドラム１としては、図２に示すように、導電性基体１２上にアモルファスシリコンの感光層２０を有する構造となっているが、この感光層２０は、キャリヤ阻止層１１と、アモルファスシリコン系の光導電層１０、及び表面保護層９からなっていることが好ましい。
【００２２】
上記感光層２０の内、光導電層１０を形成する材料は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）であれば特に限定されるものではなく、好ましい材料として、ａ−Ｓｉ，ａ−ＳｉＣ，ａ−ＳｉＯ，ａ−ＳｉＯＮ等を例示することができる。これらの材料中、ａ−ＳｉＣ（アモルファスシリコンカーバイド）が特に高抵抗であり、より優れた帯電能力，耐磨耗性，耐環境性が得られることより、感光層材料として好適である。
【００２３】
上述したアモルファスシリコン系の感光体ドラム１は、主帯電器２によって、正極性に均一に帯電される。主帯電器２としては、コロトロン，スコロトロン等のコロナ帯電器や、導体ローラなどが使用される。スコロトロンを用いた場合には、グリッドと感光体ドラム１表面との間隔は、０．４〜０．８ｍｍの範囲とするのが好適である。この間隔があまり小さいと、火花放電の恐れがあり、あまり大きいと、帯電を有効に行うことが困難となってしまう。
【００２４】
上記の主帯電後に、露光器３により、所定の画像情報に基づいて、レーザ光等の光を照射することにより画像露光が行われる。この光照射により、光が照射された部分の電位が低下し、静電潜像が形成される。感光体ドラム１表面に形成された静電潜像は、現像器４によって現像され、感光体表面にトナー像が形成される。現像器４による現像は、正規現像方式で行っても良いし、反転現像方式で行っても良い。反転現像方式で現像を行う場合には、前記画像露光による光照射部が画像部となり、光が照射されない部分が画像のバックグラウンド部となる。また正規現像では、この逆のパターンとなる。
【００２５】
現像に使用される現像剤としては、非磁性トナー或いは磁性粉が樹脂中に分散された磁性トナーから成る一成分系現像剤や、非磁性或いは磁性のトナーと磁性キャリヤ（例えば鉄粉やフェライト）とから成る二成分系現像剤が使用され、公知の現像器４によって現像剤を感光体表面に供給することにより、反転現像ではプラス帯電したトナーが、また正規現像ではマイナス帯電したトナーが、静電潜像形成部に付着することにより現像が行われ、トナー像が形成される。
【００２６】
また、本発明においては、現像剤として一成分系現像剤を用いるか、二成分系現像剤を用いるかにかかわらず、トナーには研磨剤が外添されていることが好ましい。即ち、研磨剤が外添されているトナーを使用することにより、後述する摺擦ローラ７による研磨作用が高められ、感光体ドラム１表面に付着した水分の除去を有効に行うことができる。
【００２７】
上記のようにして形成されたトナー像は、転写バイアスが印加された転写ローラ５により、感光体ドラム１と転写ローラ５との間を通過する用紙に転写される。即ち、転写バイアスにより感光体ドラム１と転写ローラ５との間に形成される電界によって、トナー像が感光体ドラム１表面から用紙の表面に移行する。従って、トナー像の帯電極性がプラスの場合（反転現像の場合）には、転写ローラ５にはマイナスの転写バイアスが印加され、トナー像の帯電極性がマイナスの場合（正規現像の場合）には、プラスの転写バイアスが転写ローラ５に印加される。
【００２８】
上記の転写ローラ５による、トナー像の用紙への転写が行われた後、転写トナー像を有する用紙は、図示されていない定着装置に導入され、熱及び圧力によってトナー像が用紙表面に定着された後に、装置外に排出される。一方、転写ローラ５による転写終了後において、感光体ドラム１は摺擦ローラ７と摩擦接触する。既に述べたように、この摺擦ローラ７は、感光体ドラム１に対して摺擦回転することで、その摩擦接触によって感光体ドラム１表面に付着した水分を除去可能である。従って、かかる摺擦ローラ７としては、感光体ドラム１との間に十分なニップ幅（接触幅）を確保するために、ＥＰＤＭ等のゴムローラを用いることが好ましい。
【００２９】
また、この摺擦ローラは、感光体ドラム１表面の研磨を有効に行うために、例えば前述した転写ローラ５よりも高硬度であることが好ましく、一般に、５５〜６５°の硬度（アスカＣ）を有していることが好適である。即ち、このような硬度を有していることにより、トナーが摺擦ローラ７と感光体ドラム１との間を通過する際に、トナー（特にトナーに外添されている研磨剤）によって感光体ドラム１表面を研磨し、付着した水分を除去可能とする。硬度が上記範囲よりも小さいと、このような研磨を有効に行うことが困難となり、また、硬度が上記範囲よりも大きいと、研磨に必要な十分なニップ幅を確保することが困難となり、やはり研磨を有効に行うことが困難となる。
【００３０】
さらに、上記ゴムは発泡ゴムであることが好ましい。即ち、発泡体の使用により、研磨剤として機能するトナーをローラ表面に保持せしめ、均一且つ安定な研磨を行うことが可能となる。この場合、トナー保持性の見地から、発泡セルの大きさは、１００〜３００μｍ程度であることが好ましい。また、トナーとして磁性トナーが使用されている場合には、摺擦ローラ７の内部にマグネットを設けることもトナー保持性の点で有効である。即ち、磁力によって摺擦ローラ７表面に磁性トナーを吸着保持できるため、摩耗により感光体ドラム１表面に付着した水分を有効に除去できる。
【００３１】
感光体ドラム１が上記摺擦ローラ７と接触した後には、クリーニングブレード６によって感光体ドラム１表面に残存するトナーが除去され、さらに除電器８によって残存電荷が除去される。クリーニングブレード６としては、通常、ポリウレタン等から成るゴムブレードが感光体ドラム１表面に圧接して使用されるが、必要に応じて、ファーブラシ等が使用されることもある。また、除電器８としてはＬＥＤ等が使用され、光照射により除電が行われるが、帯電ローラやコロナ帯電器等が使用されることもある。
【実施例１】
【００３２】
図３は、本発明の実施例１に係る画像形成装置のクリーニング容器Ｃ付近を模式的に示す断面図である。なお、前記従来例と共通する部分には同一の符号を付している。本実施例では、同図に示すように、板金或いはＰＥＴフィルム等より成るシート状部材１３を、摺擦ローラ７の下側における表面に押し付け、摺擦ローラ７上の余分なトナーが感光体ドラム１まで搬送されないようにしている。
【００３３】
シート状部材１３により擦り落とされた摺擦ローラ７上の余分なトナーは、隣接する第１排出スクリュー１４ａへと導かれる。さらに、第１排出スクリュー１４ａの回転により、トナーが紙面垂直方向に搬送され、図示しない回収容器へと搬入される。一方、摺擦ローラ７の感光体ドラム１側下方には、クリーニング容器Ｃの底部が更に下方へと延設されることにより生じるトナー堆積部Ｃａが設けられている。
【００３４】
さらに、クリーニング容器Ｃの感光体ドラム１に対向する開口部下部に、その開口部下部と感光体ドラム１との間隙を封止してクリーニング容器Ｃからのトナー漏れを防止するためのシールドシート１５が設けられており、その先端部分が感光体ドラム１表面に弱い力で接触している。加えて、トナー堆積部Ｃａには、第２排出スクリュー１４ｂが設けられており、これが例えば矢印Ｅ方向に回転することにより、トナー堆積部Ｃａに堆積したトナーが紙面垂直方向に搬送され、図示しない回収容器へと搬入される。
【００３５】
クリーニング容器Ｃの下側には、板金等より成るブラケット１６が設けられている。これは、断面が幅の広い逆Ｌ字状の折り曲げ形状をしており、立ち上がり部１６ａとベース部１６ｂとより成る。ベース部１６ｂはトナー堆積部Ｃａ下面に固定されており、また、立ち上がり部１６ａはベース部１６ｂの一端（図中の右端）より立ち上がっている。そして、立ち上がり部１６ａの外側面に上記シールドシート１５が取り付けられている構成である。
【００３６】
さて、感光体ドラム１上を搬送されてきた未転写トナーは、シールドシート１５をすり抜けた後、摺擦ローラ７側へと移行する。移行せずに感光体ドラム１上に残存する未転写トナーは、クリーニングブレード６によって掻き落とされる。そして、摺擦ローラ７上を搬送されてきた未転写トナーは、一定量の層を残すように制御されつつシート状部材１３により擦り落とされ、図の左側に隣接する第１排出スクリュー１４ａへと導かれる。
【００３７】
シート状部材１３により擦り落とされなかった未転写トナーは、これをすり抜けて摺擦ローラ７上に付着したまま循環し、感光体ドラム１表面の摺擦に供される。また、一部は摺擦ローラ７下側のクリーニング容器Ｃ底面に落下する。落下した未転写トナーは、再び摺擦ローラ７によって持ち上げられて循環し、これも感光体ドラム１表面の摺擦に供される。摺擦ローラ７上を循環する未転写トナーのその後の挙動は、上記感光体ドラム１上を搬送されてきた未転写トナーと同様である。
【００３８】
或いは、摺擦ローラ７より落下した未転写トナーの一部、特に摺擦ローラ７が感光体ドラム１と接触する際に落下したトナーは、トナー堆積部Ｃａに堆積する。トナー堆積部Ｃａに堆積したトナーは、上述したように、第２排出スクリュー１４ｂにより紙面垂直方向に搬送され、図示しない回収容器へと搬入される。
【００３９】
以上のように、クリーニング容器Ｃ底部で摺擦ローラ７と感光体ドラム１とシールドシート１５とで囲まれた領域に、第２排出スクリュー１４ｂを設けた構成により、クリーニング容器Ｃ底面に落下した未転写トナーが次第に堆積していくことが防止される。従って、未転写トナーがシールドシート１５を内側より圧迫し、シールドシート１５を乗り越えて、感光体ドラム１との間からクリーニング容器Ｃ外へ漏れ落ちたり、或いは、感光体ドラム１上を搬送されてきた未転写トナーが、シールドシート１５をすり抜けられずに落下したりすることがなくなる。このようにして、いわゆるトナー漏れを防止することができる。
【００４０】
なお、本実施例ではクリーニング手段の一つとして摺擦ローラを設けているが、これに限定されるものではなく、クリーニング手段として例えばクリーニングブレードのみとしたり、その他のクリーニング手段を用いても良い。但し、摺擦ローラを設けた構成において、摺擦ローラと感光体ドラムとの接触部から落下したトナーは第１排出スクリュー側に搬送されないので、これを回収するために第２排出スクリューを設けることが特に効果的となる。
【００４１】
また、第２排出スクリューは常に回転するようにしても良いし、現像器内のトナーをリフレッシュさせるいわゆるリフレッシュモードを行う場合に回転するようにしても良い。リフレッシュモードとは、例えば、低濃度印字時に、紙間、即ち用紙に転写されない位置にて、現像器内のトナーをリフレッシュするために、ベタ黒画像をいわゆる捨て焼きするものである。
【００４２】
なお、特許請求の範囲で言う像担持体は、実施形態における感光体ドラムに対応している。また、第１の回収手段は第１排出スクリューに、第２の回収手段は第２排出スクリューに、シール部材はシールドシートにそれぞれ対応している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の画像形成装置の概略構造を模式的に示す図。
【図２】感光体ドラムの層断面構造を模式的に示す図。
【図３】実施例１に係る画像形成装置のクリーニング容器付近を模式的に示す断面図。
【図４】従来例に係る画像形成装置のクリーニング容器付近を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１    感光体ドラム
２    主帯電器
３    露光器
４    現像器
５    転写ローラ
６    クリーニングブレード
７    摺擦ローラ
８    除電器
１３    シート状部材
１４ａ    第１排出スクリュー
１４ｂ    第２排出スクリュー
１５    シールドシート
１６    ブラケット
Ｃ    クリーニング容器
【図１】
2005156707.tif 000003
【図２】
2005156707.tif 000004
【図３】
2005156707.tif 000005
【図４】
2005156707.tif 000006