(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される感光体と、この感光体の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器と、前記感光体からトナー像が用紙に転写された後の前記感光体の表面を浄化するクリーニングユニットとを備えた画像形成装置において、
前記クリーニングユニットは、
前記感光体の表面に接する位置に設けられ、前記感光体の表面から未転写トナーを回収するクリーニング部材と、
内部に前記クリーニング部材を収容するとともに、前記感光体の表面から回収された未転写トナーを受け止めるハウジングと、
前記ハウジングの外面に板金部材を介して取り付けられ、前記ハウジングの内部と前記感光体の表面との間をシールするシール部材と、
前記ハウジングの長手方向でみて両端部にそれぞれ形成され、これら両端部の２箇所にて前記板金部材を支持するとともに、少なくともこれら両端部の間の長手方向でみた中央部では前記板金部材を前記ハウジングの外面に対して非接触とする板金支持部とを有し、
前記板金部材は、
前記ハウジングの長手方向でみた断面がＬ字形状をなしており、前記ハウジングの外面に対して水平な部分が前記板金支持部のみに支持されるとともに、前記水平な部分に対して垂直な部分が前記シール部材を支持しており、前記垂直な部分と前記ハウジングの外面との間に隙間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記感光体は、アモルファスシリコンドラムからなり、
前記トナーには、前記アモルファスシリコンドラムの表面を研磨する研磨剤が外添されており、
前記ハウジングの内部には、
周面に未転写トナーを付着させた状態で回転しつつ前記アモルファスシリコンドラムの表面を研磨するクリーニングローラと、
前記クリーニングローラの表面に付着する未転写トナーの層厚を規制するトナー層規制部材と、
前記トナー層規制部材を前記クリーニングローラの表面に対して押圧した状態で支持するとともに、前記ハウジングの内部と前記板金部材との間をシールするべく前記板金部材の内面に接触する弾性部材と
がさらに設けられている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、例えば電子写真システムを用いたプリンタや複写機、ファクシミリ送受信機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置に関する先行技術として、感光体の表面に残留した未転写トナーを回収するため、クリーニングブレード等のクリーニング部材が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。クリーニングブレードは、感光体の表面に接触することで残留したトナーを掻き取り、これを未転写トナーとして回収するものである。回収された未転写トナーは、クリーニングユニットのハウジングに受け止められ、例えばトナー回収スクリューによってトナーボトルへ搬送されされる。
【０００３】
また、先行技術（特許文献１）の画像形成装置は、電子写真システムの感光体としてアモルファスシリコンドラムを採用している。この場合、アモルファスシリコンドラムの表面を研磨する目的で、クリーニングユニット内にクリーニングローラが設置されている。この場合、トナーには酸化チタン等の研磨剤が画移転されており、クリーニングローラの研磨能力は、その表面上にトナー層が形成されることによって良好に発揮される。この時、トナー層が不均一な状態であると研磨ムラが生じ、ハーフ画像などでムラが生じることがあるため、クリーニングローラにトナー層規制部材（特許文献１の「スクレーパー」に相当）を当接させ、トナー層を均一化させている。
【０００４】
また従来、クリーニングユニットで回収した未転写トナーがクリーニングユニットからこぼれるのを防止するため、クリーニングユニットのハウジングにはシール部材が取り付けられている。このシール部材は、ハウジングの開口部部分と感光体との間の空間を塞ぐようにして設置される。先行技術のシステムで言えば、クリーニングローラやトナー回収スクリューを収容するハウジングの開口部分と感光体の表面との間をシールする目的でシール部材が取り付けられることになる。
【０００５】
このようなシール部材は、ある程度の柔軟性を有しているため、これを樹脂成型のハウジングに対して直に取り付けると、しばしば成型後のハウジングの反りの影響によってシール部材にたわみが生じることがある。シール部材にたわみが生じると、それによってシール部材の取付部分に隙間が生じ、この隙間から未転写トナーがこぼれるという問題が発生することがある。この対策として、ある程度の剛性を有した板金部材にシール部材を貼り付け、この板金部材をハウジングに固定する方法がよく用いられている。この方法は、板金部材の剛性によってハウジングの反りを押さえ込もう（あるいは吸収しよう）とするものである。
【特許文献１】特開平１１−２９９６号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、たとえシール部材の取り付けに板金部材を用いたとしても、ハウジングの反りがある程度まで大きくなると、それによって板金部材にも変形が生じ、結果的にシール部材がたわんでしまうことになる。
【０００７】
特に、先行技術のようなクリーニングローラを搭載したシステムにおいては、感光体の表面にクリーニングローラを接触させるための空間を確保する必要があるため、この空間にまでシール部材を伸ばすことができない。したがって先行技術のシステムでは、感光体に対して充分にシール部材を当接させることができないという制約がある。このような制約下では、シール部材の変形によって感光体の表面との間に隙間が生じやすくなるため、ハウジング成型時の反りはある程度のレベルまでに押さえ込む必要があり、それだけハウジング成型用の金型に関する条件出し（設計条件等）には多大な手間がかかることになる。
【０００８】
加えて、板金部材とハウジングの間に隙間が生じると、この隙間からのトナーこぼれを抑えるため、スポンジ等で隙間を埋める必要がある。この場合、隙間を埋めるためのスポンジが別部品として必要となる上、スポンジを貼り付ける工数が製造コストに加算されることになる。
【０００９】
一方、先行技術のようにクリーニングローラを搭載したシステムでは、そのトナー層規制部材としてＰＥＴなどのシート状部材が用いられており、このシート状部材は、例えばスポンジ（特許文献１の図２「弾性部材」に相当する。）上に貼り付けられた状態でハウジング内で支持されていることが多い。この場合、長期間の使用に伴うクリーニングローラの回転によってスポンジに剪断力が作用すると、それによって徐々にスポンジが変形してしまい、クリーニングローラに対してシート状部材を押し付けるための押圧力が発揮できなくなることがある。
【００１０】
このように、従来のクリーニングユニットの構造では、ハウジングの反りによる影響（シール不良）を充分に抑えることができない上、トナーこぼれを防止するために余計なコストがかかるという問題がある。また、先行技術のようにクリーニングローラを用いたシステムの場合、シール不良の問題に加えて、トナー層規制部材の押圧力を長期間にわたって保持することができず、クリーニング性能（研磨能力）が劣化するという問題も生じている。
【００１１】
そこで本発明は、ハウジングの反りによる影響を排除することでシール性能を高め、さらには、クリーニングローラを用いた電子写真システムへの適用性に優れたクリーニングユニットの構造を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、この感光体の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器と、感光体からトナー像が用紙に転写された後の感光体の表面を浄化するクリーニングユニットとを備えた画像形成装置である。
【００１３】
特に本発明の画像形成装置におけるクリーニングユニットは、ハウジングに対して板金部材を介してシール部材を取り付ける構造を基本としつつ、その上で、ハウジングの長手方向でみた両端部だけで板金部材を支持し、両端部の間の長手方向でみた中央部では板金部材をハウジングの外面に対して非接触とすることで上記の課題を解決する。
【００１４】
すなわち、クリーニングユニットは、感光体の表面に接する位置に設けられて感光体の表面から未転写トナーを回収するクリーニング部材を有しており、上記のハウジングは、その内部にクリーニング部材を収容するとともに、感光体の表面から回収された未転写トナーを受け止める。またシール部材は、ハウジングの外面に板金部材を介して取り付けられており、このシール部材は、ハウジングの内部と感光体の表面との間をシールする。そして、ハウジングの長手方向でみて両端部にそれぞれ板金支持部が形成されており、これら板金支持部は、ハウジングの両端部の２箇所にて板金部材を支持するとともに、少なくともこれら両端部の間の長手方向でみた中央部では板金部材をハウジングの外面に対して非接触とする構造である。また板金部材は、ハウジングの長手方向でみた断面がＬ字形状をなしており、ハウジングの外面に対して水平な部分が板金支持部のみに支持されるとともに、水平な部分に対して垂直な部分がシール部材を支持しており、垂直な部分とハウジングの外面との間に隙間が形成されている。
【００１５】
本発明の構造では、ハウジングに生じる反りが板金部材に対して大きく作用しない。一般的に樹脂成型されたハウジングには、その長手方向が全体的に湾曲する反りを生じることが多いが、板金部材はハウジングの両端部だけで接触・支持されており、両者が非接触となる中央部には「逃げ」となる空間が確保されている。本発明の構造では、この空間内にハウジングの反りを逃がし、それによって板金部材に対してハウジングの反りの影響が及ぶのを抑えることができる。
【００１６】
また本発明では、トナー像を形成する感光体をアモルファスシリコンドラムで構成することができる。この場合、静電潜像を現像するトナーにはアモルファスシリコンドラムの表面を研磨する研磨剤が外添されており、ハウジングの内部には、周面に未転写トナーを付着させた状態で回転しつつアモルファスシリコンドラムの表面を研磨するクリーニングローラと、クリーニングローラの表面に付着する未転写トナーの層厚を規制するトナー層規制部材と、トナー層規制部材をクリーニングローラの表面に対して押圧した状態で支持するとともに、ハウジングの内部と板金部材との間をシールするべく板金部材の内面に接触する弾性部材とがさらに設けられている。
【００１７】
上記の構成であれば、ハウジングと板金部材との隙間を埋めるために別部材を必要とせず、これをトナー層規制部材を支持する弾性部材と兼用することができる。また、クリーニングローラの回転によって弾性部材に剪断力が作用しても、板金部材との接触面で剪断力を受け止めることができる。これにより、長期間にわたって弾性部材の変形を抑えることができ、製品寿命までトナー層規制部材をクリーニングローラに対して良好に押し付けた状態で支持し続けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ハウジングにある程度の大きな反りが発生しても、シール部材のたわみを抑えてシール性を良好に保持することができる。また本発明は、クリーニングローラを用いて感光体を研磨するシステムへの適用性に優れ、その製造コストを抑えつつ耐久性の向上に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置における画像形成部の構成例を概略的に示す図である。本実施形態の画像形成装置としては、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ送受信機、あるいはネットワークタイプのプリンタ、多機能周辺機器（ＭＦＰ）等を挙げることができ、特に本発明の実施に際して画像形成装置の形式には制約がない。
【００２０】
図１に示される画像形成部は、例えば感光体ドラム１０を中心として、その周囲に配置された帯電ローラ１２、図示しないレーザスキャニングユニット、現像ローラ１４、転写ローラ１６及びクリーニングユニット１８から構成されている。
【００２１】
感光体ドラム１０は、その表面に例えばアモルファスシリコンの感光層が形成されている。感光体ドラム１０は、その回転に伴い表面の感光層が帯電ローラ１２によって帯電される。この後、帯電された感光層はレーザスキャニングユニットからの走査光Ｌによって露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像が次に現像ローラ１４の周囲に担持されたトナーで現像されると、感光体ドラム１０の表面にトナー像が形成される。
【００２２】
この間、図示しない給紙ユニットにより搬送されてきた用紙Ｐは、例えば図示しないレジストローラに保持されて待機している。レジストローラは、感光体ドラム１０の回転に伴い、その表面に形成されたトナー像との同期をとりつつ用紙Ｐを送り出す。送り出された用紙Ｐは、感光体ドラム１０と転写ローラ１６との間を通じて搬送され、この過程で用紙Ｐの転写面にトナー像が転写される。この後、用紙Ｐは図示しない定着ユニットによって加熱及び加圧され、こにより用紙Ｐにトナー像が定着される。なお、定着ユニットを通った用紙Ｐは、図示しない排紙トレイに排出されるか、もしくは両面トレイに搬送されて、今度は反対側の面にトナー像を転写されることになる。
【００２３】
次に、本実施形態におけるクリーニングユニット１８について説明する。クリーニングユニット１８はクリーニングブレード２０を備えており、このクリーニングブレード２０は、感光体ドラム１０の表面に接触（当接）する位置に設けられている。クリーニングブレード２０は、帯電ローラ１２の上流位置で感光体ドラム１０の表面に残留した未転写トナーを掻き取り、その表面を清浄にする。
【００２４】
またクリーニングユニット１８はクリーニングローラ２２を備えており、このクリーニングローラ２２は、例えば感光体ドラム１０の回転に従動して回転する位置に設けられている。クリーニングローラ２２は、その外面に付着させた未転写トナー層によって感光体ドラム１０の表面を研磨し、この表面に水分が付着するのを防止する。より詳しくは、本実施形態で使用されるトナーには研磨剤として例えば酸化チタンが外添されており、この研磨剤によって表面研磨を行う。クリーニングローラ２２には、例えばＥＰＤＭ、ウレタンゴム等の素材が使用されている。
【００２５】
クリーニングユニット１８は、その外殻としてクリーニングハウジング２４を備えている。クリーニングハウジング２４は、その内部に上記のクリーニングブレード２０やクリーニングローラ２２をはじめ、各種の構成部品を収容している。またクリーニングハウジング２４は、上記のクリーニングブレード２０によって掻き取られた未転写トナーを受け止め、クリーニングローラ２２に付着させる未転写トナーを一時的に滞留させておく容器としても機能する。なおクリーニングハウジング２４内には、例えばトナー回収スクリュー２６が設置されており、クリーニングハウジング２４内に回収された未転写トナーは、トナー回収スクリュー２６の回転に伴い、図示しないトナーボトルへ搬送される。
【００２６】
またクリーニングハウジング２４の内部には、例えばスポンジ（弾性部材）３４を介してトナー層規制部材３２が取り付けられており、このトナー層規制部材３２は、クリーニングローラ２２の外面に接触（当接）している。スポンジ３４には、例えば発泡ウレタン等の素材が用いられており、このスポンジ３４は、弾性力によってトナー層規制部材３２をクリーニングローラ２２に対して適度な押圧力で押し付けている。トナー層規制部材３２は、クリーニングローラ２２の外面に形成されるトナーの層厚を均一化する。このようにしてトナー層を均一化することにより、クリーニングローラ２２による研磨能力が長手方向で均一化され、感光体ドラム１０による画像の形成状態を良好に維持することができる。
【００２７】
またクリーニングハウジング２４の外面には、板金部材２８を介してクリーニングシール３０が取り付けられている。このクリーニングシール３０は、例えば柔軟な板状部材であり、その基端部が板金部材２８に貼り付けられた状態で支持されている。またクリーニングシール３０は、板金部材２８から上方向に延び、その先端部を感光体ドラム１０の表面に接触（当接）させている。クリーニングシール３０は、クリーニングハウジング２４の開口部と感光体ドラム１０の表面との間をシールし、クリーニングハウジング２４からのトナーこぼれを防止している。
【００２８】
ここで板金部材２８は、その長手方向の断面がＬ字形状をなしている。また板金部材２８は、そのＬ字形断面の垂直部分にてクリーニングシール３０を支持している。ただしこの状態で、板金部材２８のＬ字形断面の垂直部分はクリーニングハウジング２４の外面には直に接触しておらず、板金部材２８の内面とクリーニングハウジング２４の外面との間には隙間が確保されている。一方、板金部材２８は、そのＬ字形断面の水平部分がクリーニングハウジング２４の下面に取り付けられている。以下、板金部材２８のクリーニングハウジング２４への取り付けについて説明する。
【００２９】
図２は、図１中のII−II線に沿う断面を含むクリーニングユニット１８の詳細図である。なお、図２中に示される１点鎖線の右側には、クリーニングユニット１８内部の断面が示されており、また１点鎖線の左側には、クリーニングシール３０及び板金部材２８の外面が示されている。
【００３０】
クリーニングハウジング２４には、その長手方向でみた両端部にそれぞれ板金支持部２４ａが形成されている。これら板金支持部２４ａは、クリーニングハウジング２４の下面から一段下方に突出しており、その下面にて上記のように板金部材２８の水平部分を固定、つまり支持している。一方、２つの板金支持部２４ａの間では、板金部材２８とクリーニングハウジング２４の外面とが接触しておらず、その長手方向の中央部には空間部２４ｂが確保されている。
【００３１】
これにより、例えば図２中の矢印Ｖで示される上下方向への反り（又は矢印Ｈで示される水平方向への反り）がクリーニングハウジング２４に発生しても、空間部２４ｂが「逃げ」となり、反りの影響によって板金部材２８が変形することはない。また上記のように、板金部材２８のＬ字形断面の垂直部分はクリーニングハウジング２４の外面には直に接触しておらず、隙間が確保されている。このため、特に水平方向（矢印Ｈ）への反りがクリーニングハウジング２４に発生しても、同じく隙間が「逃げ」となり、反りの影響によって板金部材２８が変形することはない。このため、本実施形態ではクリーニングシール３０にたわみが生じるのを有効に防止することができ、クリーニングシール３０によるシール性能を良好に維持してトナーこぼれを防止することができる。
【００３２】
一方、この状態ではクリーニングシール３０のたわみによるトナーこぼれは回避できるが、クリーニングシール３０や板金部材２８の内面とクリーニングハウジング２４との隙間を通ってトナーが落下することがある。そこで本実施形態では、上記のスポンジ３４をクリーニングハウジング２４内部の底面に沿って延長し、スポンジ３４の一側端面を板金部材２８の内面に接触させている。これにより、新たにトナーこぼれ防止用のスポンジを別部品として設置することなく、スポンジ３４と兼用して効果的にトナーこぼれを抑制することができる。
【００３３】
さらに本実施形態では、同時にスポンジ３４の一側端面を板金部材２８の内面に接触させることにより、クリーニングローラ２２の回転によるスポンジ３４の経時的な変形を抑制することができる。すなわち、クリーニングローラ２２が感光体ドラム１０の回転に従動して回転すると、スポンジ３４に対して剪断力が作用するが、スポンジ３４の一側端面が板金部材２８の内面に接触しているので、ここでの反力によって剪断力を打ち消し、スポンジ３４の全体的な変形を防止することができる。これにより、製品寿命を通じてスポンジ３４によるトナー層規制部材３２の押圧力を保つことができる。
【００３４】
本発明は上述した一実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。一実施形態では感光体ドラム１０をアモルファスシリコンドラムとし、クリーニングユニット１８内にクリーニングローラ２２を設置した例を挙げているが、感光体ドラム１０はアモルファスシリコンドラムでなくてもよい。この場合、クリーニングローラ２２はブラシローラのようにクリーニングブレード２０による浄化作用を補助するものであればよいので、特にトナー層規制部材３２を設置する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施形態の画像形成装置における画像形成部の構成例を概略的に示す図である。
【図２】図１中のII−II線に沿う断面を含むクリーニングユニットの詳細図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    感光体ドラム
１２    帯電ローラ
１４    現像ローラ（現像器）
１６    転写ローラ
１８    クリーニングユニット
２０    クリーニングブレード
２２    クリーニングローラ
２４    クリーニングハウジング
２４ａ  板金支持部
２４ｂ  空間部
２８    板金部材
３０    クリーニングシール
３２    トナー層規制部材
３４    スポンジ
【図１】
0005114134.tif 000002
【図２】
0005114134.tif 000003