(57)【要約】【課題】クリーニングブレードの像端持体への当接圧をブレード全長にわたって均一化し常時安定したクリーニング性能を得る。【解決手段】クリーニングブレード支持部の像担持体と対向する側の端縁を、その長手方向中央部分が両端部分に比べて像端持体に近くなるように凸形状とする。【選択図】        図１
2004317722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に当接し像担持体上の残留トナーを除去するためのクリーニング部と前記クリーニング部を支持する支持部とを有するクリーニング部材において、前記支持部の形状を長手方向中央部分が両端部に比べ像担持体に近くなるように凸形状になっていることを特徴とする画像形成装置のクリーニング部材。
【請求項２】
電子写真画像形成装置に使用するクリーニング装置であって、
少なくとも、
像担持体と、
前記像担持体を支持して像担持体外周面の一部と対向する部分に開口部を有するフレームと、
前記像担持体上の残留トナーを前記フレーム内に回収するクリーニング部材を有するクリーニング装置において、
前記クリーニング部材は、像担持体の表面に当接し像担持体上の残留トナーを除去するためのブレード材と、
ブレード材を支持するブレード支持部材と、を有し、
前記ブレード支持部材の像端持体と対向する側の前縁の面形状は長手方向中央部分が両端部に比べ像担持体に近くなるように凸形状になっていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
像担持体と、
前記像担持体上の残留トナーを回収するクリーニング装置と、を有し、前記クリーニング装置は、前記像担持体を支持して像担持体外周面の一部と対向する部分に開口部を有するフレームと、前記像担持体上の残留トナーを前記フレーム内に回収するクリーニング部材と、を有し、前記クリーニング部材は、像担持体の表面に当接し像担持体上の残留トナーを除去するためのブレード材と、ブレード材を支持するブレード支持部材と、を有し、
前記ブレード支持部材の像端持体と対向する側の前縁の面形状は長手方向中央部分が両端部に比べ像担持体に近くなるように凸形状になっていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に画像を形成するレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特にクリーニング部材及びクリーニング装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から公知の複写機などの画像形成装置では、表面感光層に静電潜像を形成した後、これにトナーを付与して顕像化（トナー像の形成）する像担持体を用い、このトナー像を紙等の転写材に転移させる工程を包含している。
【０００３】
転写に際して、像担持体上でトナー像を形成する全てのトナーを、転写の都度転写材に完全に転移させることは困難で、若干のトナーが転写後も像担持体上に残ることを免れないので、転写後も像担持体上に残る残留トナーを充分に除去することが、良質の画像を得るための必須条件となる。
【０００４】
図５は、このようなクリーニング装置の要部を示す概略側面図であって、紙面に垂直方向に軸線を有し図中矢印方向へ回転駆動される円筒状の像担持体１に近接して、これと平行方向に延設されたクリーニング装置が配置してある。
【０００５】
前記クリーニング装置は、像担持体側に開口部を形成した枠体５１を有し、前記開口部に位置し、前記枠体５１に取着したブレード支持部材５２に取付けられていてウレタンゴム、シリコーンゴムなどの弾性材からなるクリーニングブレード材５３の自由端縁が前記像担持体表面に適宜の圧力、角度をもって当接している。
【０００６】
なお、前記像担持体の周辺には帯電部位、画像信号付与部位、現像部位、転写部位などが配置してあるが、これらは省略してある。
【０００７】
このような構成となっているから、像担持体上の走行方向から見てクリーニング装置よりも上流側にある転写部位において発生した残留トナーがクリーニング装置の位置に到来すると、このトナーはクリーニングブレード材５３の先端縁によって掻き落とし除去されて枠体５１内に収容され、像担持体表面がクリーニングされる。
【０００８】
上記のようなクリーニング装置においては、クリーニングブレード材５３のクリーニング性の善し悪しは、主として図６に示すクリーニングブレード材５３の像担持体への当接圧Ｆと、図７に示すクリーニングブレード材５３の像担持体１への当接角βによって決定される。
【０００９】
以下、当接圧Ｆと当接角βについて略述する。
【００１０】
前記当接圧Ｆは、図６及び図７に示すように、ブレード支持部材５２によって一端側を固定し、他端側（自由端側）に像担持体１を押し付け強制的に変形させたクリーニングブレード材５３が元の自然状態の形状に復元しようとする反発力である。よって、図６に示すように前記当接圧Ｆは像担持体１に対して、所定の設定位置にある自然状態のクリーニングブレード材５３の自由端縁が像担持体表面１と交わる点Ｂと、クリーニングブレード材５３の像担持体側エッジ点Ａとの距離α（以下侵入量α）と、クリーニングブレード材５３の弾性率（硬度）によって決まるが、本構成においてクリーニングブレード材５３は単一の材料で構成されるので、当接圧Ｆは侵入量αの値に依存し、図１０に示すように侵入量αを大きくしていくと当接圧Ｆも高くなる比例関係にある。
【００１１】
前記当接圧Ｆは低すぎると部分的に残留トナーを掻き取れず、転写時に紙上へ移って画像上にスジが発生する等のクリーニング不良が発生し、逆に高すぎると像担持体１の感光層１ｂやクリーニングブレード材５３の磨耗量が多くなったり、クリーニングブレード材５３のエッジ点Ａが部分的に欠ける等の問題が発生したりするので、これらを考慮して当接圧を設定し、侵入量αを決定する。本構成においては、当接角は３０ｇｆ／ｃｍ〜１１０ｇｆ／ｃｍとするのが好適である。
【００１２】
また、当接角βは、図７に示すようにクリーニングブレード材５３が像担持体１に当接しているとき、クリーニングブレード先端と像担持体とが当接する点Ｄにおける像端持体１への接線Ｌと、クリーニングブレード材５３の像端持体１への当接面側の、前記点Ｄから０．５ｍｍ離れた点Ｅと前記点Ｄとを結ぶ線Ｍとのなす角度を云う。
【００１３】
前記当接角βが小さすぎるとクリーニングブレード材５３は、クリーニングブレード材のエッジ点Ａの当接圧Ｆが低くなり、極端な場合、端部のエッジ点Ａが浮き上がる状態のいわゆる腹当り状態となるおそれがあるので約５度以上に設定する必要があり、また、ブレードめくれ発生のおそれを考慮すると約３５度以下とするのが好適である。
【００１４】
ところで、上述のようなクリーニング装置では、通常、ブレード支持部材５２の両端近傍を枠体５１に支持するのが普通であって、支持部は両端をネジなどで枠体に取着してあるが、このような構成ではクリーニングブレード材５３の長手方向にみて、固定されている両端近傍と固定部から離れている中央部付近とでは当接条件、特に当接圧Ｆに差異が生じる。中央部付近での当接圧が端部に比べて極端に低くなり所望する設定値を下回ると、部分的に残留トナーが掻き取れず転写時に紙上へ移って画像上にスジが発生する等のクリーニング不良が招来する可能性がある。
【００１５】
詳述すると、図８に示すように、弾性材からなるクリーニングブレード材５３を一定圧で像担持体側へ押し付けたときにクリーニングブレード材当接圧Ｆの反力でブレード支持部材５２が略円弧状に変位量δ分だけ撓む。このため、クリーニングブレード材５３を像端持体１へ押し付けた際に、端部近傍では侵入量がαのままであるのに対して、中央部へ向かうに従って侵入量は徐々に小さくなっていき、中央部では侵入量が最小値α−δとなるので、前述した比例関係より中央部での当接圧Ｆは端部近傍よりも変位量δ分低くなり、クリーニングブレード材長手全域で均一な状態に保つことができない場合がある。
【００１６】
また、近年電子写真装置の高解像度化によりトナー粒径の小径化が進んでいること、また、重合性単量体及び着色剤（さらに必要に応じて重合開始剤、架橋剤、その他添加剤）を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物を、分散安定剤を含有する連続層（例えば水相）中に投入し、攪拌機を用いて分散し同時に重合反応を行わせる方法によって製造した重合トナーは、その形状が球形状であるため、クリーニングしにくい傾向である。従って、クリーニング性能を確保するためのクリーニングブレード材当接圧は従来よりも大きくする方向であるが、クリーニングブレード材当接圧を上げるため前記侵入量αを増すと当接角βが小さくなるのでおのずとその限界があり、結果として良好なクリーニング性能が得られる設定範囲が狭くなってきている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事態に対処すべくなされたものであって、走行する像端持体に圧接するクリーニングブレード材を具備するクリーニング装置において、前記クリーニングブレード材の像端持体への当接圧を、その長手方向全長にわたって常時設定値に維持して良好なクリーニングを遂行できるようなクリーニング部材及びクリーニング装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体の表面に当接し像担持体上の残留トナーを除去するためのクリーニング部と前記クリーニング部を支持する支持部とを有するクリーニング部材において、前記支持部の形状を長手方向中央部分が両端部に比べ像担持体に近くなるように凸形状になっていることを特徴とする画像形成装置のクリーニング部材、または、電子写真画像形成装置に使用するクリーニング装置であって、少なくとも、像担持体と、前記像担持体を支持して像担持体外周面の一部と対向する部分に開口部を有するフレームと、前記像担持体上の残留トナーを前記フレーム内に回収するクリーニング部材を有するクリーニング装置において、前記クリーニング部材は、像担持体の表面に当接し像担持体上の残留トナーを除去するためのブレード材と、ブレード材を支持するブレード支持部材と、を有し、前記ブレード支持部材の像端持体と対向する側の前縁の面形状は長手方向中央部分が両端部に比べ像担持体に近くなるように凸形状になっていることを特徴とするクリーニング装置、または、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、像担持体と、前記像担持体上の残留トナーを回収するクリーニング装置と、を有し、前記クリーニング装置は、前記像担持体を支持して像担持体外周面の一部と対向する部分に開口部を有するフレームと、前記像担持体上の残留トナーを前記フレーム内に回収するクリーニング部材と、を有し、前記クリーニング部材は、像担持体の表面に当接し像担持体上の残留トナーを除去するためのブレード材と、ブレード材を支持するブレード支持部材と、を有し、前記ブレード支持部材の像端持体と対向する側の前縁の面形状は長手方向中央部分が両端部に比べ像担持体に近くなるように凸形状になっていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１９】
このように構成することによって、クリーニングブレード材の像端持体への当接圧を特に作業中常時均一にして良好なクリーニングを行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のブレード支持部材は、耐熱性・防錆性を有するジンコート鋼板・ジンクライト鋼板・シルバーアロイ鋼板の他にステンレス鋼板、リン青銅板、アルミニウム板、耐熱樹脂などで構成されるが、剛性と耐熱性の点で特に金属支持部材が好適である。また、厚みは０．１〜５ｍｍくらいの間で通常１．２〜２．０ｍｍのものが多く用いられる。本発明の弾性体として用いられるゴム材料としては、液状シリコーンゴム、ミラブル製シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、これらの変性品、ブレンド品等のゴム弾性体が挙げられる。
【００２１】
また、このようなゴム弾性体と金属支持層を成型する際、シリコーンゴム等の接着しにくいゴムの接着力を高めるために、シリコーンゴム用熱接着プライマーを用いても良い。
【００２２】
図１は本発明によるクリーニング装置を具備した画像形成装置の要部の概略断面図である。同図は画像形成装置本体（不図示）に着脱自在の第１及び第２のプロセスカートリッジ１３、１４を示し、その内部に紙面に垂直方向に延設され、アースされたアルミニウムなどの導電性材からなる円筒状基体１ａの表面に有機半導体からなる感光層１ｂを形成した像担持体１が図示矢印方向に所定のプロセススピード、例えば９４ｍｍ／ｓｅｃで回転走行する。
【００２３】
符号２は帯電部材たる帯電ローラで芯金３によって像担持体１に所定圧で圧接され、電源４によって負の直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスが印加されて、像担持体１の感光層１ｂが負帯電される。次いで画像変調された画像信号たるレーザ光５が像担持体表面に照射されて、像担持体表面の当該部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
【００２４】
次いで、この潜像が、現像装置６が位置する現像部位に達すると、現像装置６内にあり、現像スリーブ７に付着したトナーが現像ブレード８によって負帯電されて前記潜像に近傍する位置に至って該潜像に転移して前記潜像は可視化されてトナー像が形成される。その後、このトナー像は像担持体１の回転走行につれて、転写ローラ９が配置された転写部位に到来する。
【００２５】
一方、不図示の給紙部位から取り出された転写材Ｐがガイド１０を経て前記転写部位に到達し、前記トナー像がタイミングに合わせて転写部位に進行する。これと共に前記転写ローラ９にはトナーの帯電特性とは逆特性の転写バイアスが印加され、よって形成される電界の作用で像担持体側のトナー像は転写材側に転移（転写）する。
【００２６】
転写終了後、転写材Ｐは像担持体１から分離されて不図示の定着部位に至り、ここでトナー像が転写材に定着固定され、機外に排出されるものとする。
【００２７】
表面に若干の残留トナーを残した像担持体１はそのまま回転し、クリーニング装置５０の位置においてこれに配置したクリーニングブレードなどのクリーニング手段によって除去されて、次の画像形成工程に入り得る状態となる。
【００２８】
前記第２のプロセスカートリッジ１４には現像装置６が内装してあり、これらプロセスカートリッジ１３、１４は画像形成装置本体に対して着脱自在となっている。
【００２９】
本発明のクリーニング装置を使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、あるいは、電子写真製版システムなどの電子写真応用装置が挙げられる。
【００３０】
（実施例）
次に、本発明の第１の実施例について図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて説明する。
【００３１】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施例を示すクリーニング装置のクリーニングブレードのみを示す斜視図であり、図２（ｂ）は、同上一部破断の上面図である。
【００３２】
上記のような装置におけるクリーニング装置５０に取着されたクリーニングブレードは図２（ａ）に示すように、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレード材５３を支持部材たるブレード支持部材５２に一体に取付け構成してあり、該ブレード支持部材５２をクリーニング装置５０の枠体５１に取着して、反対側の自由端縁一方のエッジＡが像担持体１に圧接するようになっている。
【００３３】
また、前記クリーニングブレードの取付けはブレード支持部５２の両端近傍を枠体５１へねじ等によって取付けて行う。
【００３４】
本実施の形態においては、前記ブレード支持部材５２は図２（ｂ）に示すように、幅方向において像端持体１と対向する側の前縁５２ａの全長に対して幅Ｗの部分に屈曲点Ｋを設けて、両端部でのクリーニングブレード材５３の自由長（可撓部の長さ）Ｌ２を中央部でのクリーニングブレード材５３の自由長（可撓部の長さ）Ｌ１よりも長く（Ｌ２＞Ｌ１）形成する斜面部がある。この形状により、ブレード支持部材５２がクリーニングブレード５３と重なっている幅が両端部分に比べて中央部分の方が広くなる。
【００３５】
その結果、図３に示すように弾性材からなるクリーニングブレード材５３を一定圧で像担持体側へ押し付けたときに、クリーニングブレード材５３当接圧の反力でブレード支持部材５２が円弧状に変位量δ分撓んで、中央部付近の侵入量α’＝α−δとなりδ分小さくなることによって、中央部付近での当接圧が両端部に比べて小さくなった場合においても、ブレード支持部材５２の前縁５２ａが侵入量の減少に伴う当接圧の減少する分をクリーニングブレード材５３の自由長をＬ’分短くすることで補うので、クリーニングブレード材５３中央部付近における当接圧の低下を防ぐことができる。
【００３６】
図４（ａ）は本発明の第２の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードのみを示す一部破断上面図である。このクリーニングブレードにおいては、幅方向において像端持体と対向する側の前縁５２ａが適宜の曲率で湾曲した曲面で形成してある。図示の場合、上方に凸状に湾曲しており、その量は前述したように前記クリーニングブレードを像担持体１に所定の侵入量で押し付けた際に発生する当接圧の反力によってブレード支持部材５２が撓んだ状態にあっても、クリーニングブレード材５２のエッジ点Ａでの当接圧が長手方向全域でほぼ均一となるようクリーニングブレード材５３が撓む自由長を変化させるのに必要な湾曲量とする。
【００３７】
この結果、本発明の第１の実施例と同様にクリーニングブレード材５３中央部付近における当接圧の低下を防ぐことができる。
【００３８】
図４（ｂ）は本発明の第３の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードのみを示す一部破断上面図である。このクリーニングブレードにおいては本発明の第１の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードと同様に、幅方向において像担持体１と対向する側の前縁５２ａの全長に対して幅Ｗの部分に屈曲点を設けて、両端部でのクリーニングブレード材５３の自由長（可撓部の長さ）Ｌ２を中央部でのクリーニングブレード材５３の自由長（可撓部の長さ）Ｌ１よりも長く形成する斜面部があるが、本発明の第１の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードとは異なり斜面部を直線ではなく適宜の曲率で湾曲した曲面で形成する。
【００３９】
この結果、本発明の第１の実施例と同様にクリーニングブレード材５３中央部付近における当接圧の低下を防ぐことができる。
【００４０】
図４（ｃ）は本発明の第４の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードのみを示す一部破断上面図である。このクリーニングブレードにおいては本発明の第１の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードと同様に、幅方向において像担持体１と対向する側の前縁５２ａの全長に対して幅Ｗの部分に屈曲点を設けて、両端部でのクリーニングブレード材５３の自由長（可撓部の長さ）Ｌ２を中央部でのクリーニングブレード材５３の自由長（可撓部の長さ）Ｌ１よりも長く形成する斜面部があるが、本発明の第１の実施例たるクリーニング装置のクリーニングブレードとは異なり斜面部の両端を適宜の曲率で湾曲した曲面で形成する。
【００４１】
この結果、本発明の第１の実施例と同様にクリーニングブレード材５３中央部付近における当接圧の低下を防ぐことができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。例えば、上記実施の形態では、像担持体が中間転写体である場合にも本発明は適用可能である。また、上記実施の形態では像端持体が円筒状である場合について説明したが、像端持体がベルト状である場合にも本発明は適用可能である。さらに、上記実施の形態では、クリーニングブレード材とブレード支持部材を注形型によって成型する場合について説明したが、クリーニングブレード材とブレード支持部材をホットメルトや粘着剤等の接着したユニット部品である場合にも本発明は適用可能である。さらには、上記実施の形態ではブレード支持部材は幅方向において像端持体１と対向する側の前縁５２ａの全長に対して幅Ｗの部分に屈曲点Ｋを設ける、あるいは、前縁５２ａが適宜の曲率で湾曲した曲面で形成する、または、幅方向において像担持体１と対向する側の前縁５２ａの全長に対して幅Ｗの部分に屈曲点を設け、その屈曲点よりも外側を適宜の曲率で湾曲した曲面で形成する、さらには、幅方向において像担持体１と対向する側の前縁５２ａの全長に対して幅Ｗの部分に屈曲点を設け、その屈曲点よりも外側の斜面部の両端を適宜の曲率で湾曲した曲面で形成する構成としたが、これらを適宜組み合わせた形状としても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置の像端持体に当接して残留トナーなどを除去するクリーニングブレードを具備するクリーニング装置において、クリーニング部材が残留トナーを除去するクリーニングブレード材とこれを支持するブレード支持部材からなり、ブレード支持部材の形状を長手方向中央部分が両端部分に比べ像担持体に近くなるように凸形状に構成することによってクリーニングブレード材全長にわたって均一な当接圧が得られるので、常時安定して良好なクリーニング機能が得られるとともに、クリーニング部材または、像担持体表面感光層を局部的に磨耗するような事態を回避してその長寿命化を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクリーニング装置を用いた画像形成装置の構成を略示する概略側断面図
【図２】本発明の第１の実施例を示すクリーニング装置のクリーニングブレードを示す（ａ）斜視図及び一部破断の（ｂ）上面図
【図３】同上クリーニング装置のみを示す側断面図
【図４】（ａ）本発明の第２の実施例を示すクリーニング装置のクリーニングブレードを示す一部破断の上面図
（ｂ）本発明の第３の実施例を示すクリーニング装置のクリーニングブレードを示す一部破断の上面図
（ｃ）本発明の第４の実施例を示すクリーニング装置のクリーニングブレードを示す一部破断の上面図
【図５】従来のクリーニングブレードの構成を示す側断面図
【図６】同上クリーニング装置のみを示す側断面図
【図７】同上クリーニングブレード材と像担持体との当接状態を示す説明図
【図８】同上クリーニングブレード材を像端持体へ当接させたときの枠体とブレード支持部材の変位を示す説明図
【図９】同上クリーニングブレードの構成を示す（ａ）斜視図及び（ｂ）上面図
【図１０】侵入量αと当接圧Ｆの関係を示すグラフ
【符号の説明】
α  侵入量
β  当接角
δ  撓み量
Ｆ  当接圧
Ｋ  屈曲点
Ｌ１  中央部自由長
Ｌ２  端部自由長
Ｐ  転写材
１  像担持体
１ａ  円筒状基体
１ｂ  感光層
２  帯電ローラ
３  芯金
４  電源
５  レーザ（画像信号）
６  現像装置
７  現像スリーブ
８  現像ブレード
９  転写ローラ
１０  ガイド
１３  第１プロセスカートリッジ
１４  第２プロセスカートリッジ
５０  クリーニング装置
５１  枠体
５２  ブレード支持部材
５２ａ  前縁
５３  クリーニングブレード材
５３ａ  自由端縁
【図１】
2004317722.tif 000003
【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】
2004317722.tif 000009
【図８】
2004317722.tif 000010
【図９】
2004317722.tif 000011
【図１０】
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