(57)【要約】【課題】  像担持体を駆動する際の駆動トルクの増加、ブレードの捲れを抑え、クリーニング部材を固定部に取り付ける際に位置の調整が不要になる、生産性の向上を実現したクリーニング部材の提供。【解決手段】  クリーニング部材１１が、ブレード部１１ｃが設けられた一端部１１ａ１と、固定部１２ａに固定される被固定部１１ａ５を有する他端部１１ａ２と、一端部１１ａ１と他端部１１ａ２との間に位置し、ブレード部１１ｃが被清掃体１に当接する当接部と被固定部を結んだ線分に対して、被清掃体１の表面から外側に離れる側に位置する曲げ部１１ａ３と、曲げ部と被固定部との間に設けられた、前記曲げ部から所定の距離Ｊにある他端部が撓む際の支点となる支点部１１ａ４を有する支持部１１ａと、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に取り付けられる、被清掃体から現像剤を除去するクリーニング部材において、
被清掃体の移動方向に対してカウンター方向で前記被清掃体に当接するブレード部と、
前記ブレード部を支持し、可撓性を有する支持部であって、前記ブレード部が設けられた一端部と、前記固定部に固定される被固定部を有する他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置し、前記ブレード部が前記被清掃体に当接する当接部と前記被固定部を結んだ線分に対して、前記被清掃体の表面から外側に離れる側に位置する曲げ部と、前記曲げ部と前記被固定部との間に設けられた、前記曲げ部から所定の距離にある前記他端部が撓む際の支点となる支点部を有する支持部と、
を有するクリーニング部材。
【請求項２】
前記支点部は、第二の曲げ部であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング部材。
【請求項３】
前記支点部は、前記固定部に当接する第二の当接部であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング部材。
【請求項４】
前記支点部は、前記被固定部から折り返された前記支持部の折り返し部の端部に当接する第三の当接部であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング部材。
【請求項５】
前記支点部は、前記固定部と前記被固定部との間に設けられるスペーサの端部と当接する第四の当接部であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング部材。
【請求項６】
前記ブレード部は、前記一端部のみで支持されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニング部材。
【請求項７】
前記支持部は、金属の板ばねであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング部材。
【請求項８】
画像形成装置に用いられるクリーニング装置において、
枠体に設けられた前記固定部と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のクリーニング部材と、
前記被清掃体から除去した現像剤を収容する収容部と、
を有するクリーニング装置。
【請求項９】
前記被固定部は前記当接部に対して、前記被清掃体の移動方向の下流側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のクリーニング装置。
【請求項１０】
前記被清掃体は、静電潜像が形成される像担持体であることを特徴とする請求項８または９に記載のクリーニング装置。
【請求項１１】
前記被清掃体は、現像像が転写される転写部材であることを特徴とする請求項８または９に記載のクリーニング装置。
【請求項１２】
画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
請求項１０に記載のクリーニング装置と、
前記像担持体である感光体ドラムと、
を有するプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材、クリーニング装置、及びプロセスカートリッジである。
【０００２】
ここで、画像形成装置としては、例えば電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置等が含まれる。また、プロセスカートリッジとしては、少なくとも像担持体とクリーニング装置とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置に着脱可能とするものをいう。
【背景技術】
【０００３】
電子写真画像形成装置において、像担持体を繰り返し使用する為に像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写した後に、像担持体に残った現像剤を除去するクリーニング手段として、クリーニングブレード方式が知られている。
【０００４】
クリーニングブレード方式は、弾性を有するブレードを像担持体の表面に所定の圧で当接させて像担持体の表面から現像剤を除去する方法である。
【０００５】
特許文献１においてクリーニング部材は、支持部である板金の先端にブレードが成形によって取り付けられた構造になっている。そして板金を枠体にビス等で取り付けることによってクリーニング部材を固定することによって、像担持体の表面に所定圧で当接させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４１７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、プリンタ等の画像形成装置は普及にともなって、小型化、高速化、高画質化される傾向にある。画像形成装置が小型化されれば、像担持体の大きさは小さくなる。また、高速化によって、像担持体が速く回転することになる。即ち、像担持体表面に当接しているブレードは、像担持体が高速で繰り返し像担持体の表面と摺動することになる。そして、ブレード自身の温度が上昇し、ブレードの硬度が柔らかくなる。その結果、像担持体表面とブレードの摩擦力が上昇する。それによって、像担持体を駆動させる為の駆動トルクの増加、ブレードの捲れという問題が生じる場合がある。更に、最近では高画質化の為に現像剤を球形状のものを用いることがある。この場合、像担持体表面から現像剤を除去する為には、像担持体に対するブレードの当接圧を上げる必要があり、前述の問題を助長させる要因の一つになっている。
【０００８】
そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものである。その目的とするところは、像担持体を駆動する際の駆動トルクの増加、ブレードの捲れを抑えることが可能なクリーニング部材、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することを目的とする。また、クリーニング部材を固定部に取り付ける際に位置の調整が不要になる、生産性の向上を実現したクリーニング部材、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明の代表的な構成は、固定部に取り付けられる、被清掃体から現像剤を除去するクリーニング部材において、前記像担持体の移動方向に対してカウンター方向で前記被清掃体に当接するブレード部と、
前記ブレード部を支持し、可撓性を有する支持部であって、前記ブレード部が設けられた一端部と、前記固定部に固定される被固定部を有する他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置し、前記ブレード部が前記被清掃体に当接する当接部と前記被固定部を結んだ線分に対して、前記被清掃体の表面から外側に離れる側に位置する曲げ部と、前記曲げ部と前記被固定部との間に設けられた、前記曲げ部から所定の距離にある前記他端部が撓む際の支点となる支点部を有する支持部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クリーニング部材の像担持体への当接圧を安定させて、像担持体を駆動する際の駆動トルクの増加、ブレード部の捲れを抑えることが可能になった。また、クリーニング部材を固定部に取り付ける際に位置の調整が不要になり、生産性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施例のクリーニング部材の断面図
【図２】実施例の画像形成装置の断面図
【図３】比較例のクリーニング部材の断面図
【図４】第２の実施例のクリーニング部材の断面図
【図５】第３の実施例のクリーニング部材の断面図
【図６】比較例のクリーニング部材の断面図
【図７】比較例のクリーニング部材の断面図
【図８】実施例における侵入量とブレード圧の関係を示した図
【図９】実施例における動摩擦係数とブレード圧の関係を示した図
【図１０】第４の実施例のクリーニング部材の断面図
【図１１】比較例におけるクリーニング部材の先端断面図
【図１２】従来例と比較例における、動摩擦係数と当接圧（ブレード圧）の関係を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施例の画像形成装置を図２に示す。図２は電子写真方式の画像形成装置１００の縦断面図である。
【００１３】
画像形成装置１００の装置本体Ｍは、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器５、クリーニング装置９を有するプロセスカートリッジ１４が着脱可能な構成になっている。そして、プロセスカートリッジ１４が装置本体Ｍに装着された際には、装置本体Ｍのほぼ中央には像担持体である感光体ドラム１が位置している。感光体ドラム１は、アルミニウム等の導電性のシリンダ基体の外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成したものであり、軸線ｑを中心にして、矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）２００ｍｍ／ｓをもって回転する。
【００１４】
感光体ドラム１の周面は、後述する帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム１の周面には、露光手段としてのレーザビームスキャナ３から出力されたレーザビームが照査され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段としての現像器５に収容された現像剤によってトナー像に現像される。一方、記録材６は給紙ローラ（不図示）によって給紙され、感光ドラム１に形成されたトナー像が感光ドラム１と転写ローラ８との間の転写ニップ部に搬送されてトナー像が転写される。転写ローラ８には装置本体Ｍに設けられた電源から転写用の転写バイアスが印加される。トナー像の転写を受けた記録材６は、感光体ドラム１表面から分離されて定着手段としての定着器１０に搬送され、加熱・加圧される。そしてトナー像が記録材６に定着される。一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材６に転写されないで表面に残ったトナー７がクリーニング手段としてのクリーニング装置９に設けられたクリーニング部材１１によって除去される。
【００１５】
［クリーニング装置］
クリーニング装置９は、クリーニング部材１１、スクイシート１３、クリーニング容器１２とで構成されている。クリーニング部材１１は、被清掃体である感光体ドラム１の表面に対して、感光体ドラム１の移動方向Ｒ１に対してカウンター方向に当接している。そしてクリーニング部材１１はクリーニング容器１２に設けられた固定部１２ａに固定されている。また、クリーニング部材１１の下方には、クリーニング部材１１で除去されたトナーを掬い取るための感光体ドラム１の表面に接触したスクイシート１３が設けられている。そして、掬い取った廃トナーは枠体で構成されるトナー収容部であるクリーニング容器１２に溜められる。
【００１６】
［比較例］
次に、比較例のクリーニング部材の詳細について説明する。
【００１７】
図３は、クリーニング部材１１１の全体構成である。クリーニング部材１１１は、可撓性を有する金属薄板の支持部１１１ａと、支持部１１１ａの一端部１１１ａ１に一体成型された、感光体ドラム１０４に当接するブレード部１１１ｃを有する。そして、支持部１１１ａの一端部１１１ａ１と他端部１１１ａ２との間は曲げ部１１１ａ３を有する。また、他端部１１１ａ２に設けられた被固定部１１１ａ４は、クリーニング容器（不図示）に設けられた固定部１１２にビス１０５で固定される。それによって、クリーニング部材１１１がクリーニング容器（不図示）に固定される。また、曲げ部１１１ａ３は、ブレード部１１１ｃが感光体ドラム１０４に当接する当接部１１１ｃ１と被固定部１１１ａ２を結んだ線分Ｌ１に対して、感光体ドラム１０４の表面から外側に離れた位置にある。
【００１８】
ここで、支持部１１１ａの材料としてはＳＵＳで板厚は０．２ｍｍのものを使用した。この曲げ部１１１ａ３は感光体ドラム回転軸方向に一様に略９０°の曲げ加工されたものである。このとき被固定部１１１ａ２から曲げ部１１１ａ３までの距離Ｌ２が１２ｍｍ、曲げ部１１１ａ３からブレード部１１１ｃまでの距離Ｌ３を１２ｍｍとした。また、ブレード部１１１ｃはウレタンゴムでありＪＩＳＡ硬度７０度のものを使用した。形状は図１１に示すとおりであり、先端の変形影響を小さくするためにｋ＝３．０ｍｍ、ｌ＝２．０ｍｍ、ｍ＝１．０ｍｍ、ｎ＝１．０ｍｍ程度で評価を行った。支持部１１１ａとブレード部１１１ｃを接着する方法としては、一体成型以外に、両面テープあるいはホットメルト接着剤による方法も使用される。また、ブレード部１１１ｃの感光体ドラム１０４への当接角は約３０度で、１ｍｍ侵入させている。そのときの当接圧は感光体ドラム１０４の軸線軸方向１ｃｍあたり４０ｇｆ程度であった。また、当接角２０度で確認をおこなったところ、当接圧は１０４の軸線軸方向１ｃｍあたり３５ｇｆ程度であった。
【００１９】
従来例として曲げ部を持たないクリーニング部材に対しても確認した。支持部の可撓性部材として比較例と同じＳＵＳで０．２ｍｍ厚のものを使用した。固定部からブレード部までの長さは２１．５ｍｍとした。更に、ブレード部の材料としては、ＪＩＳＡ硬度７０度のウレタンゴムを使用し、寸法も上記実施形態と同じとした。このクリーニング部材も当接角３０度で感光体に１ｍｍ侵入させたところ、当接圧は感光体ドラム回転軸方向１ｃｍあたり４０ｇｆ程度であった。
【００２０】
ここで、比較例と従来例のクリーニング部材に対して変形計算を行った。計算方法としては、摩擦を想定しブレード先端が感光体ドラム回転下流方向に押し込まれたときの変形形状とかかる力との関係を計算し、得られた力から感光体面に垂直な成分を当接圧、平行な成分を摩擦力とし、さらにその比を摩擦係数として求めた。
【００２１】
このときの変形計算としてはブレード支持体，ブレードの中立軸を考慮することにより、単純な２次元の片持ちの梁でモデル化し計算を行った。
（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ−Ｅｕｌｅｒ  の仮定）
なお、計算に用いたパラメータとして、
ＳＵＳ板の曲げ剛性Ｄ＝Ｅ／（１−ν）＝１５０ＭＰａ
ウレタンゴムの縦弾性率Ｅ＝６ＭＰａ
を用いた。
【００２２】
図１２にその結果を示す。横軸は動摩擦係数、縦軸は当接圧を示す。このように従来の単純な直線構造のクリーニングブレードと比較すると、比較例でも垂直方向成分の力が動摩擦係数の増加に対して当接圧が大幅に安定していることが分かる。したがって、比較例においても、感光体ドラム１０４を駆動する際の駆動トルクの増加、ブレード部１１１ｃの捲れを抑えることが十分に可能である。
【００２３】
しかし、比較例においてはクリーニング部材１１１の寸法Ｌ２，Ｌ３を精度良く管理したとしても、クリーニング部材１１１の取り付け位置のバラツキによって、他端部１１１ａ２の変形可能な部分の長さＪが変化する可能性がある。即ち、Ｊの長さが短い場合は、図６のように支持部１１１ａの他端部１１１ａ２の可撓性が下がることで、ブレード部１１１ｃの感光体ドラム１０４への当接圧が上昇する。また逆に、Ｊの長さが長い場合は、図７のように支持部１１１ａの他端部１１１ａ２の可撓性が上がることで、ブレード部１１１ｃの感光体ドラム１０４への当接圧が小さくなる。
【００２４】
［クリーニング部材］
そこで、本実施例においては、クリーニング部材の感光体ドラムへの当接圧の安定化を更に向上させる構成について説明する。
【実施例１】
【００２５】
次に、実施例１のクリーニング部材について説明する。
【００２６】
実施例１のクリーニング部材１１において比較例のクリーニング部材１１１と異なるのは、先端にブレード部１１ｃを有する一端部１１ａ１と他端部１１ａ２の間の曲げ部１１ａ３の他に、曲げ部を有するところである。その他の構成に関しては比較例と同様である。即ち、他端部１１ａ２の先端側に、第二の曲げ部１１ａ４、第三の曲げ部１１ａ６を介して、被固定部１１ａ５が設けられている。クリーニング部材１１は、感光体ドラム１の移動方向Ｒ１に対してブレード部１１ｃより下流側に設けられた被固定部１１ａ５が、クリーニング容器９に設けられた固定部１２ａにビス１５にて固定される。それによって、クリーニング部材１１はクリーニング容器９（図２参照）に取り付けられる。
【００２７】
そして、本実施例のクリーニング部材１１は、感光体ドラム１とブレード部１１ｃが当接した際に、主に他端部１１ａ２が上方に撓むことで当接圧が確保されることになる。他端部１１ａ２が上方に撓む際は、支点部である第二の曲げ部１１ａ４が支点となる。この構成においては、曲げ部１１ａ３から第二の曲げ部１１ａ４までの距離Ｊを精度良く一定に管理することによって、図９に示すように比較例と比較してブレード部１１ｃの感光体ドラム１への当接圧をさらに安定させることが可能になる。図９では、ブレード部１１ｃの感光体ドラム１との動摩擦係数が変化した際の、ブレード部１１ｃの感光体ドラム１への当接圧のバラツキを示した。比較例のバラツキの範囲ｂ１〜ｂ２に対し、本実施例の構成でのバラツキの範囲はａ１〜ａ２の範囲に入り、当接圧を安定させることができた。また、図８には、ブレード部１１ｃの感光体ドラム１への侵入量と、ブレード１１ｃの当接圧の関係を表した。このグラフからも分かるように、侵入量に対するブレード１１ｃの当接圧の傾きが小さくなっており、比較例と比べて本実施例では、侵入量に対して当接圧のバラツキを抑えられることがわかった。
【実施例２】
【００２８】
次に、実施例２のクリーニング部材について図４を用いて説明する。
【００２９】
実施例２のクリーニング部材２１においても、実施例１と同様に一端部２１ａ１と他端部２１ａ２の間の曲げ部２１ａ３の他に、曲げ部を有する。即ち、他端部２１ａ２の先端側に、Ｖ字形状の第二の曲げ部２１ａ４を介して、固定部２２ａにビス２５で固定される被固定部２１ａ５が設けられている。第二の曲げ部２１ａ４は、固定部２２ａ側に向かって突出している。そして、曲げ部２１ａ４は、固定部２２ａに設けられた、被固定部２１ａ５が取り付けられた面２２ａ１より凹んだ当接部２２ａ２に当接する。
【００３０】
そして、実施例２においてもクリーニング部材２１は、感光体ドラム１とブレード部２１ｃが当接した際に、主に他端部２１ａ２が上方に撓むことで当接圧が確保されることになる。他端部２１ａ２が上方に撓む際は、当接部２２ａ１に当接した支点部である第二の曲げ部２１ａ４が支点となる。この構成においても、曲げ部２１ａ３から第二の曲げ部２１ａ４までの距離Ｊを精度良く一定に管理することによって、図８、図９に示すように比較例と比較してブレード部２１ｃの感光体ドラム１への当接圧のバラツキをさらに安定させることが可能になる。その他の構成については、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００３１】
次に、実施例３のクリーニング部材について図５を用いて説明する。
【００３２】
実施例３のクリーニング部材３１では、固定部３２ａにビス３５で固定され被固定部３１ａ５を、他端部３１ａ２を固定部３２ａの方向に１８０度折り曲げて形成する。そして、折り返し部である被固定部３１ａ５の端部３１ａ５ａが、他端部３１ａ２の途中の第三の当接部３１ａ２ａに当接する。そして、実施例３においてもクリーニング部材３１は、感光体ドラム１とブレード部３１ｃが当接した際に、主に他端部３１ａ２が上方に撓むことで当接圧が確保されることになる。他端部３１ａ２が上方に撓む際は、第三の当接部３１ａ２ａが支点となる。この構成においても、曲げ部３１ａ３から第三の当接部３１ａ２ａまでの距離Ｊを精度良く一定に管理することによって、図８、図９に示すように比較例と比較してブレード部３１ｃの感光体ドラム１への当接圧のバラツキをさらに安定させることが可能になる。
【実施例４】
【００３３】
実施例３のクリーニング部材３１では、折り返し部である被固定部３１ａ５の端部を利用して支点部を形成した。
【００３４】
実施例４のクリーニング部材４１では、他端部４１ａ２を折り返すのではなく、他端部３１ａ２と固定部４２ａとの間に間隔保持部材であるスペーサ４２ｅを取り付ける。スペーサ４２にはビス４５が貫通する貫通孔４２ａが設けられている。貫通孔４５ａは、ビス４５のネジ部４５ａよりも大きい径の穴である。したがって、スペーサ４２は、曲げ部３１ａ３から第四の当接部４１ａ２ａまでの距離を調整できるように移動可能に構成である。そして、ビス４５のネジ部４５ａは、固定部４３ａに設けられたネジ穴と係合することで、クリーニング部材４１を固定部４３ａに取り付けられる。
【００３５】
そして、スペーサ４２の角部４２ｂが、曲げ部４１ａ３から距離Ｊの位置にくるようにする。そうすることで、角部４２ｂが当接する他端部４１ａ２の当接部４１ａ２ａが支点部となって他端部４１ａ２が上方に撓む。この構成においても、曲げ部４１ａ３から第四の当接部４１ａ２ａまでの距離Ｊを精度良く一定に管理することによって、図８、図９に示すように比較例と比較してブレード部４１ｃの感光体ドラム１への当接圧のバラツキをさらに安定させることが可能になる。
【００３６】
以上、本実施例においては、被清掃体として感光体ドラムからトナーを除去するクリーニング部材について説明した。しかし、被清掃体は、感光体ドラムから現像像が転写される転写部材としての転写ベルトであっても良い。
【００３７】
以上説明したように、本実施例に説明したようにクリーニング部材の像担持体への当接圧を安定させることができた。よって、像担持体を駆動する際の駆動トルクの増加、ブレード部の捲れを抑えることが可能になった。また、クリーニング部材を固定部に取り付ける際に位置の調整が不要になり、生産性の向上を実現できる。
【符号の説明】
【００３８】
１１  クリーニング部材
１１ａ  支持部
１１ａ１  一端部
１１ａ２  他端部
１１ａ３  曲げ部
１１ａ４  支点部
１１ａ５  被固定部
【図１】
2013218209.tif 000003
【図２】
2013218209.tif 000004
【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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【図１１】
2013218209.tif 000013
【図１２】
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