(57)【要約】【課題】簡易な構成で騒音の発生を抑制することができるクリーニング装置を提供する。【解決手段】クリーニング装置２０において、感光体ドラム１に当接して画像形成に用いられるトナーを掻き取るブレード部材２１と、ブレード部材２１を回転可能に支持する回転軸２３であって、長手方向にかけて外径が徐変した徐変部２３ｘにおいてブレード部材２１が有する軸穴２１ｃに嵌合してブレード部材２１を支持する回転軸２３と、を有する。【選択図】図４
2017122811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被清掃体に当接して画像形成に用いられる現像剤を掻き取るブレード部材と、
前記ブレード部材を回転可能に支持する回転軸であって、長手方向にかけて外径が徐変した徐変部において前記ブレード部材が有する軸穴に嵌合して前記ブレード部材を支持する回転軸と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記ブレード部材を前記回転軸の長手方向に付勢する付勢手段を有す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】
前記回転軸は、前記ブレード部材の回転方向に直交する方向の両端部に設けられ、
前記付勢手段は、一方の端部に設けられた前記回転軸を付勢して前記ブレード部材を他方の端部に設けられた前記回転軸の方向に付勢することを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
他方の端部に設けられた前記回転軸は、突当面に突き当たって前記ブレード部材における前記回転軸の長手方向の位置を規制する規制面を有することを特徴とする請求項３に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
画像形成装置に着脱可能な感光体カートリッジにおいて、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のクリーニング装置と、
前記クリーニング装置によって現像剤が掻き取られる被清掃体である感光体と、
を有することを特徴とする感光体カートリッジ。
【請求項６】
現像剤により形成された現像剤像を中間転写ベルトに一次転写した後に被画像形成媒体に前記現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置に対して着脱可能な中間転写ユニットにおいて、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のクリーニング装置と、
前記クリーニング装置に当接して設けられた被清掃体である中間転写ベルトと、
を有することを特徴とする中間転写ユニット。
【請求項７】
画像を形成する画像形成部と、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のクリーニング装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記クリーニング装置に当接して設けられる被清掃体である感光体を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記クリーニング装置に当接して設けられる被清掃体である中間転写ベルトを有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザプリンタや複写機、ファクシミリ装置などの電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置、画像形成装置に着脱可能な感光体カートリッジ、中間転写ユニットに好適なクリーニング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に用いられるクリーニング装置としては、ゴム製などからなるブレード部材を感光体や中間転写ベルトなどの被清掃体に所定の圧力で押し当ててトナー（現像剤）を掻き取る構成がある。
【０００３】
このようなクリーニング装置では、ブレード部材の先端にトナーが存在するときはトナーが潤滑剤となってブレード部材と被清掃体との間の摩擦係数を下げるため、ブレード部材と被清掃体との圧接部分が変形と回復を繰り返すスティックスリップが起きにくい。
【０００４】
一方、ブレード部材の先端部に存在するトナーが少なくなると、スティックスリップが発生してブレード部が振動する。このような振動は、ブレード部材の掻取部を支持する板金やブレード部材を保持する容器などに伝達されて騒音の原因となる。
【０００５】
また軸穴に回転軸を嵌合させ、回転軸を中心にブレード部材を回転させて被清掃体に圧接させるタイプのクリーニング装置では、図９に示す様に、回転軸と軸穴との間に嵌合ガタと呼ばれる数十μｍの隙間ができる。
【０００６】
このような隙間があると、スティップスリップが発生してブレード部材が振動することでブレード部材が回転軸を中心に回転するとともに、ブレード部材が隙間を不規則に動いてしまう。そして、この不規則な動きが更に振動を加速させて騒音が増大する。
【０００７】
一方、回転軸と軸穴との隙間を完全になくすと軽圧入状態となって摺動抵抗が増してしまう。このため、ブレード部材の回転が渋くなって被清掃体へのブレード部材の圧力が不十分となり、クリーニング不良に陥るおそれがある。
【０００８】
そこで、このような騒音に対する対策が従来から提案されている。例えば特許文献１に記載のクリーニング装置は、ブレード部材と、ブレード部材を振動源とする振動レベルを検知する振動検知手段と、ブレード部材を保持するブレードホルダの剛性を変化させる剛性変化手段を備える。そして振動検知手段の検知結果に応じてブレードホルダの剛性を変化させて振動を抑制して騒音を抑制する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−１５５２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、振動検知手段や剛性変化手段を設ける必要がある。また振動検知手段はトナーで汚れやすい部位に配置されるためにトナーを封止する部材が必要となる。従って、クリーニング装置として構成が複雑化し、また部品点数が増加して製造コストが上昇する。
【００１１】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で騒音の発生を抑制することができるクリーニング装置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】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係るクリーニング装置の代表的な構成は、被清掃体に当接して画像形成に用いられる現像剤を掻き取るブレード部材と、前記ブレード部材を回転可能に支持する回転軸であって、長手方向にかけて外径が徐変した徐変部において前記ブレード部材が有する軸穴に嵌合して前記ブレード部材を支持する回転軸と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ブレード部材の軸穴と回転軸とが徐変部において嵌合することで、ブレード部材の軸穴と回転軸とが線接触で嵌合する。従って、ブレード部材と回転軸との摺動性を保ちつつ、これらの間の隙間をなくすことができ、簡易な構成で騒音の発生を抑制することができる
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】感光体カートリッジの正面図である。
【図３】感光体カートリッジの断面図である。
【図４】ブレード部材の軸穴と回転軸との嵌合部の断面図である。
【図５】押圧側回転軸の構成を示す断面図である。
【図６】被押圧側回転軸の構成を示す断面図である。
【図７】加圧ばねの付勢力を説明するための斜視図である。
【図８】回転軸の徐変部の断面角度を説明するための断面図である。
【図９】従来の課題を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明に係る画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。
【００１６】
画像形成装置Ａは、現像剤であるイエローｙ、マゼンダｍ、シアンｃ、ブラックｋの４色のトナーにより被画像形成媒体であるシートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。図１に示す様に、画像形成装置Ａはシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備えている。
【００１７】
画像形成部は、感光体カートリッジ７（７ｙ、７ｍ、７ｃ、７ｋ）と現像カートリッジ４（４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋ）とから構成される画像形成装置Ａに着脱可能なプロセスカートリッジＰ（Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋ）を備える。また中間転写ユニット、レーザスキャナユニット３を備えている。
【００１８】
感光体カートリッジ７は、回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム１（１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ）、感光体ドラム１に接触して帯電させる帯電ローラ２（２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋ）を有する。また被清掃体である感光体ドラム１表面に付着したトナーを除去するクリーニング装置２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ）を有する。
【００１９】
現像カートリッジ４は、感光体ドラム１に供給されるトナーを担持する現像ローラ６（６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｋ）などを有する。
【００２０】
中間転写ユニットは、一次転写ローラ５（５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｋ）、中間転写ベルト１４、中間転写ベルト１４に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置１５、二次転写ローラ１１ａ、二次転写対向ローラ１１ｂなどを備えている。
【００２１】
画像形成に際しては、まず制御部（不図示）が画像形成信号を発することにより、ピックアップローラ９及び搬送ローラ１０によってシート積載部８に積載収納されたシートＳが画像形成部に送り出される。
【００２２】
一方、画像形成部においては、感光体ドラム１が帯電ローラ２によって表面を帯電させられる。そしてレーザスキャナユニット３が、内部に備える不図示の光源からレーザ光を出射し、画像情報に応じてレーザ光を感光体ドラム１上に照射する。これにより感光体ドラム１の表面上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その後、現像ローラ６に現像バイアスが印加されることにより、現像ローラ６から感光体ドラム１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像（現像剤像）が形成される。
【００２３】
各感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト１４にそれぞれ一次転写される。一方、感光体ドラム１に残った転写残トナーはクリーニング装置２０によって除去される。
【００２４】
その後、中間転写ベルト１４が不図示の駆動源から駆動力を受けて回転することにより、一次転写されたトナー像が中間転写ベルト１４の回転方向下流にある二次転写ローラ１１ａと二次転写対向ローラ１１ｂとで形成される二次転写部に到達し、ここでトナー像がシートに転写される。
【００２５】
トナー像が転写されたシートは、定着装置１２に送られ、加熱、加圧されてトナー像がシートに定着された後、排出ローラ１３によって排出部に排出される。
【００２６】
＜クリーニング装置＞
次に、感光体ドラム１に付着したトナーを除去するクリーニング装置２０の構成について詳しく説明する。図２は感光体カートリッジ７の正面図であり、図３は断面図である。なお説明の便宜上、図２、図３において帯電ローラ２を省略した。
【００２７】
クリーニング装置２０は、図２、図３に示す様に、感光体ドラム１にカウンターで当接してトナーを掻き取るブレード部材２１、クリーナばね２２、ブレード部材２１の回転方向に直交する方向の両端部に設けられた回転軸２３（２３Ａ、２３Ｂ）、加圧ばね２４などを有する。またブレード部材２１により掻き取られたトナーをクリーニング容器２６外の不図示のトナー回収部に搬送する搬送スクリュー２５を有する。なお、これらの部材はクリーニング容器２６により一体となってユニット化されている。
【００２８】
ブレード部材２１は、ウレタンゴム等からなる掻取部２１ａと、掻取部２１ａを支持する板金２１ｂとの結合部材である。そして図３に示す様にクリーナばね２２が板金２１ｂを付勢することで板金２１ｂが回転して掻取部２１ａの先端が感光体ドラム１に所定の圧力で圧接するように設けられている。
【００２９】
ここで、板金２１ｂはブレード部材２１の回転中心となる軸穴２１ｃを有する。また回転軸２３（２３Ａ、２３Ｂ）は、図４に示す様に、長手方向にかけて外径が徐変した徐変部２３ｘを有し、この徐変部２３ｘにおいて軸穴２１ｃと嵌合してブレード部材２１を回転可能に支持する。
【００３０】
なお、徐変部２３ｘは長手方向の先端にかけてテーパー状となっており、回転軸２３を断面で見た場合に台形形状になっている。しかし例えば、円錐形状として断面で見た場合に三角形状となる形状などでも構わない。また本実施形態では、回転軸２３と軸穴２１ｃとは約４０μｍ程度のガタを持つ一般的な嵌合公差とした。
【００３１】
このような構成とすることで、回転軸２３と軸穴２１ｃとが線接触で嵌合する。従って、これらの間の隙間を理論上０ｍｍとして振動の発生を抑制し、騒音の発生を抑制することができる。隙間がない状態であってもブレード部材２１の摺動抵抗を低くして摺動性を保つことができ、感光体ドラム１に対するブレード部材２１の圧力を十分にすることができる。
【００３２】
なお、具体的な振動抑制効果としては、従来構成と比較して例えば１００Ｈｚの振動が加速度８０ｍｍ／ｓｅｃ２と大きな振動であっても４０ｍｍ／ｓｅｃ２と振動を約半分にすることができる。また加速度が低い振動、例えば４０ｍｍ／ｓｅｃ２の振動であれば、加速度を０ｍｍ／ｓｅｃ２にすることができる。
【００３３】
また騒音の聴感としては、振動の加速度を８０ｍｍ／ｓｅｃ２から４０ｍｍ／ｓｅｃ２と半減させると騒音発生の頻度が低くなって騒音の抑制効果は大きいものである。無論、加速度を０ｍｍ／ｓｅｃ２とすれば騒音の発生を皆無とすることができる。
【００３４】
また、回転軸２３の徐変部２３ｘの形成も一般的な工作機で加工が行えるレベルのものであり、表面粗さについてもＲａ１．６といった一般的な粗さでも上記効果を奏することができる。従って、回転軸２３の製造に際して大幅なコストアップを引き起こすものではない。
【００３５】
次に回転軸２３の構成についてさらに説明する。前述の通り、回転軸２３は板金２１ｂの両端を支持している。このうち、一方が付勢手段としての加圧ばね２４から付勢力を受けてブレード部材２１を回転軸２３の長手方向に付勢する押圧側回転軸２３Ａであり、他方に設けられた回転軸２３は付勢された力を受ける被押圧側回転軸２３Ｂとなっている。
【００３６】
押圧側回転軸２３Ａは、図５に示す様に、クリーニング容器２６に対してブレード部材２１の回転方向に直交する方向を移動自在に支持されている。そして加圧ばね２４が押圧側回転軸２３Ａを矢印Ｆ１方向に付勢することで、ブレード部材２１が矢印Ｆ１方向に加圧される。なお、加圧ばね２４はばね座面２７にて受けている。
【００３７】
また被押圧側回転軸２３Ｂも、図６に示す様に、クリーニング容器２６に対してブレード部材２１の回転方向に直交する方向を移動自在に支持されている。また被押圧側回転軸２３Ｂは、加圧ばね２４による矢印Ｆ１方向の付勢力を受けて規制面２３ｙがクリーニング容器２６に結合されたストッパ２９（突当面）と突き当たることでブレード部材２１の位置を規制する。
【００３８】
このようにブレード部材２１を回転軸２３の長手方向に付勢する構成とすることで、安定的に軸穴２１ｃと回転軸２３の線接触を保証することができる。
【００３９】
なお、加圧ばね２４による矢印Ｆ１方向の付勢力は、ブレード部材２１などの構成部品のサイズ、重量により最適化する必要がある。この付勢力が最適化されていない場合には、以下の弊害が生じるおそれがある。
【００４０】
例えば図７に示す様に、付勢力が大きすぎる場合、ブレード部材２１への負荷が大きすぎて板金２１ｂを矢印Ｚ方向に変形させてしまうおそれがある。この場合、掻取部２１ａ先端の真直度が悪化してブレード部材２１と感光体ドラム１の母線ズレが発生し、掻取部２１ａ先端のクリーニング圧力分布のうち長手方向中央部付近の圧力が低くなってクリーニング不良が発生する。
【００４１】
一方、付勢力が小さすぎる場合、回転軸２３が軸穴２１ｃに嵌合する力が弱まって画像形成中にブレード部材２１が動いてしまい、適切なクリーニングを行えないおそれがある。
【００４２】
なお、一般的なＡ３サイズまでのシートを使用する画像形成装置Ａのクリーニング装置においては、この付勢力は１ｋｇｆ〜３ｋｇｆが適当である。
【００４３】
また図８に示す様に、回転軸２３の徐変部２３ｘの断面角度θは４５°以下に設定することが好ましい。これにより回転軸２３の長手方向に直交する方向の矢印Ｆ２方向の分力が大きくなるため、軸穴２１ｃと回転軸２３との接触を強くすることができ、ブレード部材２１をより固定しやすくなる。なお、本実施形態では回転軸２３の徐変部の断面角度θを３０°に設定した。
【００４４】
なお、本実施形態においては、クリーニング装置２０がトナーを除去する被清掃体を感光体ドラム１として説明した。しかし本発明はこれに限られず、例えば中間転写ベルト１４に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置１５を同様の構成とすることで、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…感光体ドラム
７…感光体カートリッジ
１５…ベルトクリーニング装置
２０…クリーニング装置
２１…ブレード部材
２１ａ…掻取部
２１ｂ…板金
２１ｃ…軸穴
２３Ａ…押圧側回転軸
２３Ｂ…被押圧側回転軸
２３ｘ…徐変部
２３ｙ…規制面
２４…加圧ばね
２９…ストッパ
Ａ…画像形成装置
Ｐ…プロセスカートリッジ
Ｓ…シート
【図１】
2017122811.tif 000003
【図２】
2017122811.tif 000004
【図３】
2017122811.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017122811.tif 000007
【図６】
2017122811.tif 000008
【図７】
2017122811.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017122811.tif 000011