(57)【要約】【課題】シール部材の損傷やトナーこぼれの少ないシール方式を備えたクリーニング装置を有する画像形成装置を提供すること。【解決手段】一対の側面のそれぞれにフランジを備えた円筒状の像担持体と、当該像担持体上の残留トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、前記クリーニング装置は前記フランジのそれぞれの側面に接触する一対のシール部材を有し、前記それぞれの側面と前記一対のシール部材との接触面積がそれぞれ０．５〜１．８ｃｍ２の範囲内であるように構成したクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】　　　　図３
2004138876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の側面のそれぞれにフランジを備えた円筒状の像担持体と、当該像担持体上の残留トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置は前記フランジのそれぞれの側面に接触する一対のシール部材を有し、前記それぞれの側面と前記一対のシール部材との接触面積がそれぞれ０．５〜１．８ｃｍ２の範囲内であるように構成したクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記シール部材は樹脂製のブラシで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記シール部材の厚さをＴで表したとき、前記シール部材を保持する取付部材の取付面から前記フランジの側面までの間隔Ｄは、（Ｔ−０．０５）ｃｍ≧Ｄ≧（Ｔ−０．２）ｃｍの範囲内であるように構成した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。
【請求項４】
前記像担持体の像担持体軸方向における長さをＬ１で表したとき、前記クリーニングブレードの像担持体軸方向における長さＬ２は、Ｌ１ｃｍ≦Ｌ２≦（Ｌ１＋０．３）ｃｍの範囲内であるように構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項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、像担持体上の残留トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング装置を有する、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体の側端面にシール部材を当接するシール方式を備えたクリーニング装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式に基づき、感光体ドラムや感光体ベルト等の像担持体上に静電潜像を形成し、現像、転写の後に像担持体面上に残留するトナーを除去するクリーニング装置として、クリーニングブレードを像担持体（以下、感光体ドラムともいう。）に当接させてクリーニングするブレード方式が汎用されている。このようなクリーニング装置では、クリーニングブレード（以下、単にブレードともいう。）の先端部当接位置の感光体ドラム移動方向上流側に、シート状の案内部材を配置しているものが多い。
【０００３】
転写後、感光体ドラム上に残った残留トナーは、感光体ドラムの回転に伴い、前記案内部材が感光体ドラム表面に当接する領域を通過し、ブレードが感光体ドラム表面に当接するクリーニング領域に到達しブレードにより除去される。ブレードで除去された残留トナーは、前記シート状の案内部材の背面側、すなわち感光体ドラムに対向する側とは反対側の面を経由し、感光体ドラム面より隔離する方向に案内され回収される。
【０００４】
前記ブレードの幅は、一般に、感光体ドラムの画像形成領域より広く、感光体ドラム両側端に位置するフランジ面間の幅より狭く設定してあり、かつ、ブレードの幅方向端部から近接する感光体ドラムフランジ端面までの範囲に感光体ドラム周面を摺擦する周面シール部材が設けられ、ブレードの両端部からの残留トナーのこぼれを防ぐような構成にしている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このようなクリーニング装置では、残留トナーが感光体ドラムと当該感光体ドラムに密着する周面シール部材との間に挟み込まれて蓄積したトナーがこぼれ転写紙や画像形成装置の機内を汚染するという現象が起き易い。
【０００６】
そこで、ブレードの幅を感光体ドラムのフランジ間隔と同等または広くし、ブレード端面と感光体ドラムの一対のフランジ端面とを一対のシール部材により当接する構成としたクリーニング装置及び画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、このようなクリーニング装置では、フェルトやブラシ等のシール部材を感光体ドラムのフランジ端面に接触させるため感光体ドラムへの回転ムラや回転動力への負荷の増大という問題や、シール部材とフランジ端面との摩擦によるシール部材の損傷、更には、損傷したシール部材の一部がブレードに回り込んでクリーニング不良や感光体ドラム表面に傷を付けるといった問題が生じる懸念がある。
【０００８】
図５は、特許文献２に記載された、感光体ドラムフランジ端面にシール部材を側面より当接する構成とした、従来のクリーニング装置の部分断面図である。
【０００９】
１Ａは感光体ドラム１の感光性を有するドラム部１Ｃの一方の端部に圧入等の方法により取り付けられるフランジであり、ドラム部１Ｃのもう一方の端部にはフランジ１Ｂ（不図示）が取り付けられる。１１は感光体ドラム１上の残留トナーを除去するブレードで、２１はブレード端面とフランジ端面とを摺擦するシール部材を示し、２２はシール部材２１の保持部材である。
【００１０】
ｔは、シール部材２１が摺擦するフランジ１Ａの外周部端面の肉厚を示す。
このような構成のクリーニング装置において、トナーこぼれ、前記感光体ドラムの回転ムラや負荷の増大、及び長時間使用後のシール部材の損傷といった問題に対しては、接触面積に係わる寸法（例えば、図５におけるフランジ１Ａ外周部の肉厚ｔ等）が大きな影響を持つが、特許文献２には接触面積、または接触面積に係わる寸法についての記載が無かった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１−２３５９８４号公報（第２頁、第４図）
【００１２】
【特許文献２】
特開２００１−５１５６６号公報（第６〜７頁、第８図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決し、ブレードクリーニング装置において、感光体ドラムの回転動作への影響を少なくし、かつ、長時間使用後の感光体ドラム表面及びシール部材表面の損傷を少なくすると共に、トナーこぼれを少なくしたシール方式を備えるという、簡単な構成で安定した品質を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は下記の構成により達成される。
【００１５】
（１）一対の側面のそれぞれにフランジを備えた円筒状の像担持体と、当該像担持体上の残留トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置は前記フランジのそれぞれの側面に接触する一対のシール部材を有し、前記それぞれの側面と前記一対のシール部材との接触面積がそれぞれ０．５〜１．８ｃｍ２の範囲内であるように構成したクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（２）前記シール部材は樹脂製のブラシで形成されていることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（３）前記シール部材の厚さをＴで表したとき、前記シール部材を保持する取付部材の取付面から前記フランジの側面までの間隔Ｄは、（Ｔ−０．０５）ｃｍ≧Ｄ≧（Ｔ−０．２）ｃｍの範囲内であるように構成したことを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（４）前記像担持体の像担持体軸方向における長さをＬ１で表したとき、前記クリーニングブレードの像担持体軸方向における長さＬ２は、Ｌ１ｃｍ≦Ｌ２≦（Ｌ１＋０．３）ｃｍの範囲内であるように構成したことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態を適用する画像形成装置の要部断面図である。
図において、１は像担持体、即ち、有機半導体（ＯＰＣ）、Ｓｅ等の光導電性層を有する感光体ドラムであり、該感光体ドラム１は矢印方向に駆動回転される。２は感光体ドラム１の表面を帯電するコロナ帯電器である。３は像露光手段で感光体ドラム１上に光像を照射し静電潜像を形成する。４は現像器で、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。５はレジストローラで、図示しない給紙手段から給送される転写材Ｐを、感光体ドラム１上のトナー像形成タイミングに同期して転写位置へ送り込む。６は転写用のコロナ放電器であり、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｐに転写する。７は分離用のコロナ放電器であり、転写後の転写材Ｐを感光体ドラム１の表面から剥離して図示しない定着装置に導く。当該定着装置で定着された転写紙Ｐは図示しない排紙トレイ上に排出される。１０はクリーニング装置であり、クリーニングブレード（ブレード）１１により転写後の感光体ドラム１上に残留しているトナーを感光体ドラム１から除去する。
【００２１】
図２は本発明に基づく実施の形態を適用したクリーニング装置の概略断面図である。図２において、ブレード１１は保持部材１２に挟持され、該保持部材１２は図示しない回転軸に固設され、該回転軸の回転に伴い揺動する構成となっている。また、前記保持部材１２は、コイルバネ（不図示）により付勢され、ブレード１１を感光体ドラム１に圧接する。案内部材１３は、シート状の弾性を有する部材で形成され、前記感光体ドラム１の移動方向に対し前記ブレード１１の上流側に設けられ、該案内部材１３の先端を感光体ドラム１表面に接触させ、前記ブレード１１によって感光体ドラム１から除去されたトナーを感光体ドラム１から隔離する方向へ導く。
【００２２】
前記ブレード１１及び前記案内部材１３等はクリーニング装置１０のハウジング１００に収容される。当該ハウジング１００の奥側の内壁１００Ａと手前側の内壁１００Ｂ（不図示）には、前記感光体ドラム１の外周の両側端面近傍からハウジング１００外へのトナーこぼれを封止するシール部材２１Ａ（奥側）、２１Ｂ（手前側、不図示）がそれぞれ固設される。該シール部材２１Ａと２１Ｂは、ほぼ対称形であり、柔軟で毛足の長い合成繊維を基材に植毛した、樹脂製のブラシ（例えばアクリルブラシ）で形成される。また、当該シール部材２１Ａ、２１Ｂは、モルトプレーン、ウレタンフォーム、フェルト等の弾性部材で形成しても良い。
【００２３】
当該シール部材２１Ａ、２１Ｂの表面は、感光体ドラム１の両側端面、前記シート状の案内部材１３の両側端面、及び前記ブレード１１の両側端面に摺接する構成としてあり、ハウジング１００内の回収トナーの案内部材１３の側端やブレード１１の側端からのこぼれを防止している。
【００２４】
図３は本発明に基づく感光体ドラムのフランジとシール部材との位置関係、及び接触面積について説明するための図で、図３（ａ）は感光体ドラム奥側におけるフランジ１Ａとシール部材２１Ａとの位置関係を示す模式的部分断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、感光体ドラム１は、フランジ１Ａ、１Ｂ（不図示、１Ａとほぼ対称）、及びドラム１Ｃで構成され、フランジ１Ａ、１Ｂはドラム１Ｃに圧入等により一体的に固設される。また、感光体ドラム１は、画像形成装置本体に保持された図示しない軸受及び軸により該画像形成装置本体に回転自在に配設されている。
【００２６】
フランジ１Ａ、１Ｂは、アルミニウム等の金属、またはポリカーボネート等の樹脂により形成される。
【００２７】
奥側のシール部材２１Ａは、クリーニング装置１０のハウジング１００の奥側の内壁１００Ａを取付部材として内側の面（取付面）に固設される。
【００２８】
該シール部材２１Ａの厚さをＴａｃｍ、該シール部材２１Ａの取付部材である前記内壁１００Ａの内側から前記フランジ１Ａの端面までの距離をＤａｃｍで表したとき、シール部材２１Ａの厚さＴａと前記距離Ｄａとの関係が、
（Ｔａ−０．０５）≧Ｄａ≧（Ｔａ−０．２）
となるように構成する。
【００２９】
同様に、手前側のシール部材２１Ｂ（不図示）は、前記内壁１００Ｂを取付部材として内側の面（取付面）に固設され、該シール部材２１Ｂの厚さをＴｂｃｍ、該シール部材２１Ｂの取付部材である前記内壁１００Ｂの内側から前記フランジ１Ｂの端面までの距離をＤｂｃｍで表したとき、シール部材２１Ｂの厚さＴｂと前記距離Ｄｂとの関係が、
（Ｔｂ−０．０５）≧Ｄｂ≧（Ｔｂ−０．２）
となるように構成する。
【００３０】
言い換えると、これらの構成は、感光体ドラム１のフランジ１Ａ、１Ｂに対し、シール部材２１Ａ、２１Ｂの先端が０．０５〜０．２ｃｍだけオーバーラップする位置に来るような構成である。（以下、この０．０５〜０．２ｃｍの値をオーバーラップ量という。）
本実施の形態では、シール部材２１Ａ、２１Ｂにはアクリルブラシを用いており、繊維の太さは３〜８デニール（９０００ｍ当たりの糸の質量が１ｇであるとき、この糸の太さを１デニールという。）で、密度が１５０００〜３００００本／ｃｍ２のものを用いることが望ましい。
【００３１】
前記オーバーラップ量を含む構成と後述の接触面積を限定する構成とを組み合わせることにより、本発明の目的である、感光体ドラムの回転動作への影響を少なくすると共に、長時間使用後のシール部材（アクリルブラシ）の毛の抜けや倒れ等の損傷を少なくし、かつ、トナーこぼれを少なくしたシール方式を備えるクリーニング装置が提供できる。
【００３２】
前記オーバーラップ量が０．０５ｃｍより小さいと、シール効果が不足してトナーこぼれ増加の原因となり、０．２ｃｍより大きいと、シール部材とブレード及びフランジ端面との摩擦力の増加により、感光体ドラムの回転ムラ等の回転動作不良の原因となると共に、シール部材の先端がブレードに挟み込まれて破断し、クリーニング不良や感光体ドラム傷の発生を引き起こすことがある。
【００３３】
図３（ｂ）は、本実施の形態における、フランジ１Ａとシール部材２１Ａとの接触面積について説明するための図で、当該接触面積は、フランジ１Ａの外周部の肉厚ｔで表されるリング状の断面部とシール部材２１Ａの断面部とが重なり合った二つの領域（図のハッチング部）Ｓ１、Ｓ２の面積を合計した値となる。フランジ１Ｂとシール部材２１Ｂとの接触面積についても同様である。
【００３４】
当該接触面積は、感光体ドラムの回転ムラや負荷の増大や摩擦によるシール部材の損傷といった問題に大きな影響を有するため、シール効果が低下しない範囲で小さくする必要があり、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すフランジ外周部の肉厚ｔの値を限定することが望ましい。
【００３５】
本実施の形態において、感光体ドラムへの回転ムラや回転動力への負荷の増大という問題や、シール部材とフランジ端面との摩擦によるシール部材の損傷といった問題に対し、前記接触面積が０．５〜１．８ｃｍ２となるように構成することにより良い結果が得られた。
【００３６】
接触面積が０．５ｃｍ２より小さいと、フランジ端面とシール部材との間のトナー保持能力が低下してシール性能が落ちるため、トナーこぼれが発生し易くなる。接触面積が１．８ｃｍ２より大きいと、シール部材（アクリルブラシ）がフランジに摺擦される量も増加するため、感光体ドラムへの回転ムラや回転動力への負荷の増大という問題や、毛の抜けや倒れによるトナーこぼれ、或いは、抜け毛のブレードへの挟み込みによるクリーニング不良や感光体ドラム傷の発生といった問題が生じ易くなる。
【００３７】
図４は、本発明に係る感光体ドラムの長さとブレードの長さとの関係を説明するための概略図である。
【００３８】
Ｌ１は感光体ドラム１の軸方向における長さ（本実施の形態ではフランジ１Ａの端面からフランジ１Ｂの端面までの距離をいい、以下、単に、感光体ドラムの長さという。）を表し、Ｌ２はブレードの感光体ドラム軸方向における長さ（以下、単に、ブレードの長さという。）を表す。
【００３９】
奥側のシール部材２１Ａは、前記内壁１００Ａに固設され、フランジ１Ａの端面とブレード１１の奥側端面とを摺擦する。同様に、手前側のシール部材２１Ｂは、前記内壁１００Ｂに固設され、フランジ１Ｂの端面とブレード１１の手前側端面とを摺擦する。
【００４０】
本実施の形態において、ブレード両端部からのトナーこぼれの問題に対し、ブレードの長さＬ２を感光体ドラムの長さＬ１より０〜０．３ｃｍ長くするという構成にすることで良い結果が得られた。ブレード１１の長さＬ２を感光体ドラム１の長さＬ１より短くすると、ブレード１１端部へのシール部材２１Ａ、２１Ｂの圧接力が弱くなりシール効果が低下しトナーこぼれの原因となり易く、０．３ｃｍ以上長くすると、ブレード１１端部やフランジ１Ａ、１Ｂのシール部材２１Ａ、２１Ｂへの圧接力が強すぎて、シール部材２１Ａ、２１Ｂの毛の抜けや倒れが増え、トナーこぼれ、クリーニング不良、及び感光体ドラム傷が発生し易くなる。
【００４１】
表１に、フランジとシール部材との接触面積の違いによる、トナーこぼれとシール部材であるアクリルブラシの毛の抜けの発生状況を比較した実験結果を示す。
【００４２】
【表１】
2004138876.tif 000003
【００４３】
この実験に共通する条件を下記に示す。
▲１▼画像形成装置：コニカデジタルコピアＳｉｔｉｏｓ７０８５
▲２▼シール部材：アクリルブラシ（繊維の太さ：３デニール、密度：１５０００本／ｃｍ２）
▲３▼温湿度条件：１０℃／２０％ＲＨ、２０℃／５０％ＲＨ、及び３０℃／８０％ＲＨ
▲４▼コピー枚数：上記３種の温湿度条件下において、各１０万コピーの実写テストを行った。
【００４４】
▲５▼感光体ドラム長さに対するブレード長さ：ブレード長さを０．１ｃｍ長くした。
【００４５】
▲６▼オーバーラップ量：シール部材のフランジに対する前記オーバーラップ量は０．１ｃｍ
実験の内容及び結果は下記の通りである。
【００４６】
（１）実施例１
フランジ（材質：アルミニウム）１Ａ、１Ｂとシール部材（以下、アクリルブラシともいう。）との接触面積が０．５ｃｍ２となるようにフランジ１Ａ、１Ｂの外周部の肉厚ｔ、及びアクリルブラシの面積を構成したクリーニング装置を用いて実験を行った結果、各温湿度条件下での１０万コピー後において、ブレードの端部近傍からのトナーこぼれ、及びアクリルブラシの毛の抜けの問題は発生しなかった。
【００４７】
（２）実施例２
感光体ドラムのフランジ材質にポリカーボネートを用い、前記接触面積が１．８ｃｍ２となるように構成したクリーニング装置を用いて実験を行った結果、各温湿度条件下での１０万コピー後において、感光体ドラム端部近傍からのトナーこぼれ、及びアクリルブラシの毛の抜けの問題は発生しなかった。
【００４８】
（３）比較例１
感光体ドラムのフランジ材質にポリカーボネートを用い、前記接触面積が０．３ｃｍ２となるように構成したクリーニング装置を用いて実験を行った結果、温湿度条件が、１０℃／２０％ＲＨ及び２０℃／５０％ＲＨのとき２５０００コピー付近で、３０℃／８０％ＲＨのとき１７０００コピー付近で、それぞれ感光体ドラム端部からのトナーこぼれが発生した。
【００４９】
（４）比較例２
感光体ドラムのフランジ材質にアルミニウムを用い、前記接触面積が２．１ｃｍ２となるように構成したクリーニング装置を用いて実験を行った結果、温湿度条件が１０℃／２０％ＲＨのとき、７２０００コピー付近でブレード１１によるシール部材２１Ａ、２１Ｂの毛の挟み込みが生じ、感光体ドラム表面に傷、及びクリーニング不良が発生した。
【００５０】
２０℃／５０％ＲＨ、及び３０℃／８０％ＲＨのとき、１０万コピーまで画像不良は発生しなかったが、ブレード１１の表面に抜けたアクリルブラシの毛が付着していた。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係るシール方式を採用したクリーニング装置を有する画像形成装置の使用により、感光体ドラムの回転動作への影響と、長時間使用後の感光体ドラム表面及びシール部材表面の損傷とが少なく、かつ、トナーこぼれの少ない、簡単な構成で安定した品質を有する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を適用する画像形成装置の要部断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態を適用したクリーニング装置の概略断面図である。
【図３】本発明に基づく感光体ドラムのフランジとシール部材との位置関係、及び接触面積について説明するための図である。
【図４】本発明に係る感光体ドラムの長さとクリーニングブレードの長さとの関係を説明するための概略図である。
【図５】感光体ドラムフランジ端面にシール部材を側面より当接する構成とした、従来のクリーニング装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１　像担持体（感光体ドラム）
１Ａ，１Ｂ　フランジ
１０　クリーニング装置
１１　クリーニングブレード（ブレード）
１３　案内部材
２１Ａ，２１Ｂ　シール部材
Ｄ、Ｄａ、Ｄｂ　シール部材の取付部材からフランジの側面までの間隔
Ｌ１　感光体ドラムの軸方向における長さ（感光体ドラムの長さ）
Ｌ２　クリーニングブレードの軸方向における長さ（ブレードの長さ）
Ｔ、Ｔａ、Ｔｂ　シール部材の厚さ
ｔ　フランジ外周部の肉厚
【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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