(57)【要約】【課題】捲れないクリーニングブレードを持つクリーニング装置と画像形成装置の提供。【解決手段】像担持体のトナー像を転写物に転写後に前記像担持体に残留した残留トナーを除去して回収部に回収するクリーニング装置であって、前記像担持体に対して、カウンタ方式でエッジ部を加圧当接し、該像担持体の幅方向の長さよりも長い弾性体で形成されるクリーニングブレードと、該クリーニングブレードを保持するクリーニングブレードホルダと、前記クリーニングブレードにおける、前記像担持体に当接しない両端部の、前記像担持体の像担持面の延長面に向き合う面に対して接触して設けた背当て部材と、を有することを特徴とするクリーニング装置及びそれを装着した画像形成装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体のトナー像を転写物に転写後に前記像担持体に残留した残留トナーを除去して回収部に回収するクリーニング装置であって、
前記像担持体に対して、カウンタ方式でエッジ部を加圧当接し、該像担持体の幅方向の長さよりも長い弾性体で形成されるクリーニングブレードと、
該クリーニングブレードを保持するクリーニングブレードホルダと、
前記クリーニングブレードにおける、前記像担持体に当接しない両端部の、前記像担持体の像担持面の延長面に向き合う面に対して接触して設けた背当て部材と、を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記回収部は、前記クリーニング装置が収容される筐体の一部であり、前記回収部には除去される前記残留物を外部へ排出する搬送スクリューが設けられてい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】
前記背当て部材は、前記クリーニングブレードの前記両端部が前記延長面に向き合う面の一部又は全面を接触可能範囲にしていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記像担持体は感光体又は中間転写体であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４の何れか１項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】
本発明は像担持体上の残留トナー等残留物の除去を行うクリーニングブレードの捲れ防止をしたクリーニング装置とそれを装着した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クリーニングブレードと感光体ドラムの両端部にあるフランジ部との当接部における高摩擦力によるクリーニングブレードの捲れが生じないようにするために、フランジ部に摩擦係数を減ずる材料を用いている記載がある。更にクリーニングブレードにはウレタンゴムに低摩擦材のナイロン樹脂をコートして摩擦力を減らしている。また、一般的には、感光体ドラムの両端部の非画像部にフッ化ビニリデン等のセッティングパウダーを塗布したり、線画像やベタ画像のトナー像を作像してクリーニングブレードとの間の摩擦力を軽減する操作も行われている。
【０００３】
また、特許文献２には、像担持体に摺接するクリーニングブレードが像担持体の非画像形成領域に当接する両端部分そのものを突出部としてカウンタ方向（ここでは上流側）に延在させて、クリーニングブレードの圧接力を増大させてもエッジ端末をきっかけとして捲れや損傷を起こさせにくくしたものについての記載がある。
【特許文献１】特開２００３−４３８６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように特許文献１では、クリーニングブレードにナイロン樹脂をコートしたり、り像担持体のフランジ部の材質を低摩擦係数のものを選択してクリーニングブレードの捲れを防いでいるが、かなり工数も掛かり捲れは必ずしも完全には防げていない。そして一般的には、感光体ドラムの両端部の非画像部にフッ化ビニリデン等のセッティングパウダーを塗布したり、線画像やベタ画像のトナー像を作像してクリーニングブレードとの間の摩擦力を軽減する手段が採られている。
【０００５】
一方、特許文献２では、像担持体のエッジ部から捲れが起こってくることは無くなるが、両端部の非画像部の当接状態と中央部の画像形成部に対する当接状態が異なり画像形成部でクリーニングブレードのエッジが均一に像担持体面と接触することが困難になる。これを避けて均一なエッジの接触と延在部の加圧が一様になるようにするには、延在部を含めた複雑な形状のクリーニングブレードの加工を精度良く行わねばならないという困難さとそれに伴う不安定さや高い製作費用が憂慮される。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の欠点を除去して、捲れを起こすことのないクリーニングブレードを有するクリーニング装置及びそれを装着した画像形成装置を提供することを課題にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は次の技術手段１〜５の何れかによって達成される。
１．像担持体のトナー像を転写物に転写後に前記像担持体に残留した残留トナーを除去して回収部に回収するクリーニング装置であって、
前記像担持体に対して、カウンタ方式でエッジ部を加圧当接し、該像担持体の幅方向の長さよりも長い弾性体で形成されるクリーニングブレードと、
該クリーニングブレードを保持するクリーニングブレードホルダと、
前記クリーニングブレードにおける、前記像担持体に当接しない両端部の、前記像担持体の像担持面の延長面に向き合う面に対して接触して設けた背当て部材と、を有することを特徴とするクリーニング装置。
２．前記回収部は、前記クリーニング装置が収容される筐体の一部であり、前記回収部には除去される前記残留物を外部へ排出する搬送スクリューが設けられていることを特徴とする１項に記載のクリーニング装置。
３．前記背当て部材は、前記クリーニングブレードの前記両端部が前記延長面に向き合う面の一部又は全面を接触可能範囲にしていることを特徴とする１又は２項に記載のクリーニング装置。
４．前記像担持体は感光体又は中間転写体であることを特徴とする１〜３項の何れか１項に記載のクリーニング装置。
５．前記１〜４項の何れか１項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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により捲れを起こすことのない、耐久性の良い、簡単な構造で安定した高性能の防護処置を施した、クリーニングブレードを有するクリーニング装置及びそれを装着した画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を説明するが、以下の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
先ず、像担持体としての感光体ドラム２１の表面を清掃する本発明のクリーニング装置１９０と、更に、このクリーニング装置が装着されている本発明の画像形成装置１について、図１を用いてその概略を説明する。
【００１１】
図１に示す画像形成装置１は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、記録紙としてのシートを搬送するシート搬送手段であるシート搬送部Ｄから構成されている。
【００１２】
画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。
【００１３】
一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。
【００１４】
読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。
【００１５】
画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段２２０、現像手段２３、転写分離手段である転写極２４及び分離極２５、前記感光体２１のクリーニング装置１９０及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。また、現像手段２３の下流側には感光体２１上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段２２２が設けられている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００１６】
回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い潜像を形成する。
【００１７】
感光体２１上の潜像は現像手段２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。転写材搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの記録紙としての記録媒体Ｐが収納された記録媒体収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）と搬送ローラ４３Ｄが設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択された記録媒体Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される記録媒体Ｐの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によって記録媒体Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５によって記録媒体Ｐ上に転写され、搬送ベルト装置４５の搬送ベルト４５４に載置搬送されながら前記記録媒体Ｐは感光体２１面より分離し、前記搬送ベルト装置４５により定着手段としての例えば誘導加熱型の定着装置５０に搬送される。
【００１８】
定着装置５０は加熱源を持つ、回転体加熱部材としての定着ローラ５１と加圧部材としての加圧ローラ５９とを有しており、記録媒体Ｐを定着ローラ５１と加圧ローラ５９との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終えた記録媒体Ｐは記録媒体積載手段８０の排紙トレイ８１上に排出される。
【００１９】
以上は記録媒体Ｐの片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は排紙切換部材１７０が切り替わり、記録媒体案内部１７７が開放され、転写材又は記録紙と呼ばれる記録媒体Ｐは破線矢印の方向に搬送される。
【００２０】
更に、搬送機構１７８により記録媒体Ｐは下方に搬送され、記録媒体反転部１７９によりスイッチバックさせられ、今までの記録媒体Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。
【００２１】
記録媒体Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ガイド１３１を給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で記録媒体Ｐを再給紙し、記録媒体Ｐを搬送路４０に案内する。
【００２２】
再び、上述したように感光体２１方向に記録媒体Ｐを搬送し、記録媒体Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着装置５０で定着した後、シート積載手段８０の排紙トレイ８１上に排紙する。
【００２３】
以上はモノクロ画像を得る画像形成装置１について述べたもので、像担持体としては感光体ドラムであったが、本発明はこのようなモノクロ画像ばかりでなくカラー画像形成装置にも適用可能である。
【００２４】
このカラー画像形成装置は、図示はしないが、例えばタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像担持体としての各感光体ドラム上に形成したカラートナー像をこれも像担持体としての中間転写体上に一次転写として多重転写して重ね合わせた後、記録媒体Ｐ上に二次転写として一括転写するものである。
【００２５】
因みに、中間転写対としての無端ベルト状中間転写体に対するクリーニング装置の構成も像担持体が異なるだけでクリーニング装置の構成は全く同様にすることができる。従って以下の本発明のクリーニング装置については感光体ドラム２１に対するクリーニング装置１９０について説明する。
【００２６】
電子写真方式の画像形成装置１における感光体ドラム２１の像担持体の残存トナーを清掃するためにクリーニングブレード１９１が用いられる。しかし、前述のように、クリーニングブレード１９１は簡単な構造のため広く用いられているが、時々捲れ現象を伴い、クリーニング性能を阻害することがあり安定度が良くなかった。本発明はこの点を改善したものである。
【００２７】
まずクリーニングブレード１９１の捲れ現象について考察するに当たり、画像形成装置１を定常に作動させて得られた、感光体ドラム２１のトルク変化を示す図２のグラフを用いて説明する。
【００２８】
使用したクリーニングブレードの材料はウレタンゴムであり、その物性は表１に示す通りである。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
このグラフを見ると明らかなように、スタート前の感光体ドラム２１の起動トルクは３０Ｎ・ｃｍであったが５０００プリントに達した時点で７０Ｎ・ｃｍまで上昇する。この現象はクリーニングブレード１９１の素材がまだ新しくてクリーニングブレード１９１のエッジがまだ安定した一様な状態に摩耗していない為であって、感光体ドラム２１の表面に不安定に引きずられて、駆動トルクが上昇し、捲れが起こるものと思われる。特に、線圧が高く、且つ、潤滑剤としてのトナーがないと捲れやすい。このように、前記感光体ドラム２１の幅方向端部で前記クリーニングブレード１９１の両端部に近いところで捲れが起こるきっかけが発生する。以後は徐々にトルクは減少して２９Ｎ・ｃｍの安定域に収斂する傾向にある。このときのクリーニングブレード１９１のエッジ１９１Ｅは摩耗して行く。この状態になるとクリーニングブレード１９１は捲れにくくなる。
【００３１】
このような挙動をたどるが、トルクが７０Ｎ・ｃｍに達したときをピークに、しかも感光体ドラム２１の幅方向端部より前記クリーニングブレード１９１から捲れが発生するので、このきっかけを背面から押さえてやれば、このような状態でも捲れは起こらなくなることが掴めた。
【００３２】
本発明は上記のような結果に基づき、クリーニングブレードの欠点を解消するためなされたもので、以下に図３〜図１０を用いて更に具体的に説明する。
【００３３】
感光体ドラムに対する本発明のクリーニング装置の配置を示す正面図である図３、クリーニング装置のクリーニングブレードの感光体ドラムに対する接触状態を示す正面図である図４の（ａ）、その側面図である図４（ｂ）に示すように、クリーニング装置１９０は筐体１９８の中に、クリーニングブレード１９１がそのクリーニングブレードホルダ１９２と背当て部材１９４に保持され、クリーニングブレードホルダ１９２には回動支軸１９３が設けられ、筐体１９８の内壁面に軸支され、付勢手段としてのバネ１９２Ｓの付勢によって感光体ドラム２１の感光面にクリーニングブレード１９１のエッジ１９１Ｅが当接するように設けられている。そして、掻き落とされて除去される残留物は筐体１９８の底部にある回収部１９５に必ず回収されるようにシールシート１９７及び後述するサイドシール２１１が設けられている。更にこの回収された残留物は搬送スクリュー１９６によって装置外へ排出される。
【００３４】
また、図５の斜視図にも示すように、クリーニングブレード１９１はクリーニングブレードホルダ１９２に装着されていると共に、捲れ防止用の背当て部材１９４に保護されている。図６の斜視図には、図５に示したものとは異なる別の形のクリーニングブレードホルダ１９２や背当て部材１９４を装着した状態が示されている。何れもクリーニングブレードホルダ１９２と捲れ防止用の背当て部材１９４は一体に構成されている。しかし別々に設けていても良い。
【００３５】
図７の（ａ）はクリーニングブレードが感光体ドラムに接触する前の状態を示す正面図であるが、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はクリーニングブレードが感光体ドラムに接触した状態を示している。そして（ｂ）はクリーニングブレードの中央部も両端部のはみ出し部も共に一様な状態に保たれて両端部が背当て部材１９４に接触していない状態を示し、（ｃ）はエッジ１９１Ｅが、例えば図のｔで示す範囲で潰れる状態になり、両端部のはみ出し部が捲れ防止用の背当て部材１９４に当接しかかる状態を示し、（ｄ）は両端部のはみ出し部が捲れ防止用の背当て部材１９４に完全に当接している状態を示している。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は何れにしても、捲れが始まりかけて、背当て部材１９４が無ければ、点線で示すように捲れる現象が、背当て部材１９４によって防止される状態を模式的に示している。
【００３６】
図３において示した、筐体１９８に設けたシールシート１９７と共に、図８の（ａ）の正面図、（ｂ）の側面図、（ｂ）の一部拡大図である（ｃ）及び図９のサイドシール部材の斜視図に示すように、クリーニングブレード１９１にサイドシール部材２１１を装着することが必要である。即ち、サイドシール部材２１１の外側面２１１Ａを前記筐体２１８の内壁面に貼り付け、内側面２１１Ｂを感光体ドラム２１の側面と接触させるようにして、クリーニングブレード１９１の両端部１９１Ｂがサイドシール部材２１１の凹み部２１１Ｃで覆われるようにしてある。このサイドシール部材２１１の材質は押圧弾性を持たせたモルトプレーンであり、感光体ドラム２１の側面との接触部２１１Ｂには摺擦性の良いベスロン材を設けてある。このようにして、サイドシール部材２１１を前述のシールシート１９７と共に用いて、掻き落とされた残留物は筐体１９８の中に確実に回収される。
【００３７】
図１０の正面図には捲れの起こらない処置が施された本発明のクリーニング装置であっても、捲れそうになったときに検知をする仕組みを設けてある。即ち、クリーニングブレード１９１が捲れてしまったときにはクリーニングブレード１９１の先端部が折り込まれて該先端部と回動支軸１９３との間の距離が短くなり、クリーニングブレードホルダ１９２の他端に設けた接触子１９２Ｔが検知センサ２１８に当たり、検出がなされ機械停止信号が流れて停止可能にしてある。
【００３８】
以上説明したように、本発明の実施の形態におけるクリーニング装置１９０は、上記図３〜図１０に示すように、像担持体としての感光体ドラム１のトナー像を転写物に転写後に前記感光体ドラム１に残留した残留トナーを除去して回収部に回収するクリーニング装置１９０であって、
前記像担持体としての感光体ドラム２１に対して、カウンタ方式でエッジ部を加圧当接し、該像担持体としての感光体ドラム２１の幅方向の長さよりも長い弾性体で形成されるクリーニングブレード１９１と、該クリーニングブレード１９１を保持するクリーニングブレードホルダ１９２と、前記クリーニングブレード１９１における、前記像担持体としての感光体ドラム２１に当接しない両端部の、前記像担持体としての感光体ドラム２１の像担持面の延長面に向き合う面に接触して設けた背当て部材１９４と、を有するクリーニング装置１９０を構成している。
【００３９】
また、前記回収部は、前記クリーニング装置１９０が収容される筐体１９８の一部であり、該回収部１９５には除去される前記残留物を外部へ排出する搬送スクリュー１９６が設けられている。
【００４０】
更に、前記背当て部材１９４は前記クリーニングブレード１９１が前記延長面に向き合う面の一部又は全面を接触可能範囲にしている。
【００４１】
上記実施の形態例に用いた前記像担持体は感光体ドラム２１であるが、二次転写装置を有するカラー画像形成装置の中間転写体特に無端ベルト状中間転写体であってもよい。
【００４２】
また、このような本発明のクリーニング装置１９０を装着した画像形成装置１も本発明を構成している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のクリーニング装置が装着される一例である電子写真用の画像形成装置の概略説明図である。
【図２】通常のクリーニングブレードが感光体ドラムから残留物の除去を行うときのコピー枚数毎のトルク変動を示す曲線である。
【図３】感光体ドラムに対する本発明のクリーニング装置の配置を示す正面図である。
【図４】（ａ）はクリーニング装置のクリーニングブレードの感光体ドラムに対する接触状態を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図５】クリーニングブレードにクリーニングブレードホルダと捲れ防止用の背当て部材を装着した状態を示す斜視図である。
【図６】図５とは異なる別の形の捲れ防止の背当て部材を装着した状態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）はクリーニングブレードが感光体ドラムに接触する前の状態を示す正面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はクリーニングブレードが感光体ドラムに接触して捲れが始まりかけるが防止される状態を示す正面図である。
【図８】（ａ）はクリーニングブレードにサイドシールを装着した状態を示す正面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大図である。
【図９】サイドシール部材の斜視図である。
【図１０】万一クリーニングブレードに捲れが起きたときに検知をする仕組みを示す正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像形成装置
２１  感光体ドラム
２２  帯電器
２４  現像器
１９０  クリーニング装置
１９１  クリーニングブレード
１９１Ｅ  エッジ部
１９１Ｆ  根本部
１９２  クリーニングブレードホルダ
１９３  回動支軸
１９４  背当て部材
１９５  回収部
１９６  搬送スクリュー
１９７  シールシート
１９８  筐体
２１１  サイドシール
２１１Ａ  外側面
２１１Ｂ  内側面
２１１Ｃ  凹み部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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