(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性材料からなるクリーニングブレードを、表面にトナー像が担持されるトナー像担持体に圧接し、該トナー像担持体の周回移動する表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であって、
前記クリーニングブレードは、固定支持された板状の支持部材の縁に沿って、前記トナー像担持体に圧接される先端を突き出すように固定され、前記支持部材との取り付け部付近に、曲げ変形を生じ易くした剛性低減部を有するものであり、
前記剛性低減部は、該クリーニングブレードの厚さを低減する切り欠きによって形成されており、
該クリーニングブレードは、前記トナー像担持体の表面が周回移動するときの、表面上の任意の一点が描く周回軌跡を含む面と平行な断面において、該クリーニングブレードの厚さの中心線が、前記板状の支持部材の厚さの中心線と一致するように取り付けられ、
前記切り欠きは、断面の形状が該クリーニングブレードの前記中心線に関して対称となるように両面に形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記切り欠き部分の断面形状は、連続する曲線となってい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願に係る発明は、電子写真方式等、乾式トナーを用いる画像形成装置で用いられ、トナー像を転写した後の面に残留するトナーを除去するクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静電記録装置又は電子写真装置等、粉状のトナーを用いる画像形成装置は、像担持体上に潜像を形成し、これにトナーを選択的に転移させて可視像（トナー像）を形成する。そして、このトナー像を記録媒体に転写し、又は中間転写体に一旦転写した後記録媒体に転写し、加熱溶融等の手段により定着画像とする。
【０００３】
このような画像形成工程において、トナー像を記録媒体又は中間転写体に転写するときに、すべてのトナーを完全に転移させることは難しく、若干のトナーが転写後の像担持体又は中間転写体に残る。このような残留トナーがあると、連続して画像を形成するときに、ゴーストが発生したり、画像の汚れを引き起こすことになり、残留トナーを充分に除去することが必要となる。
【０００４】
このような残留トナーを除去するためのクリーニング装置としては、ウレタンゴム等の弾性材料からなるブレードを像担持体又は中間転写体の表面に当接するもの、ブラシを当接するもの等が提案されている。そして、これらのうち、弾性材料からなるブレードの先端を、被清掃面の進行方向上流側に向けて当接させる、いわゆるドクターブレードが、簡単な構造で高いクリーニング性能が得られることから、広く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような先端を上流側に向けて当接させるクリーニングブレードを用いる装置では、次のような問題点がある。
クリーニングブレードを、像担持体等の被清掃面に押し当ててクリーニングを長期間行っていると、図５（ａ）に示すように、クリーニングブレード１０１の先端が被清掃面１０２の移動方向に引っ張られ、めくれるように変形してしまうことがある。
クリーニングブレード１０１がこのように変形してしまうと、クリーニング性能は失われ、交換が必要となる。
【０００６】
このような変形は、弾性材料からなるクリーニングブレードの厚さを増大し、剛性を大きくすれば回避できることが知られている。しかし、クリーニングブレードの剛性が大きくなると、図５（ｂ）に示すように、被清掃面に押し当てたときの当接圧による変形ｄが小さくなる。この変形量が小さくなると、クリーニングブレード１０１の支持位置の精度によって当接圧が大きく変動することになり、当接圧が安定しなくなる。また、クリーニング部材の精度等が悪いと当接圧にむらが生じ、均等なクリーニングができなくなる。一方、当接圧を増大してクリーニングブレードをトナー像担持体等の被清掃面に強く押し当てると、クリーニングブレードの変形量は大きくなり、当接圧の大きさは安定するが、当接圧が大きくなることによって被清掃面が削れるという問題点が生じる。特に、被清掃面が感光体層を有し、一様帯電及び像光の照射によって潜像が形成されるものであるときには、感光体層が削れ、早期に交換が必要になってしまう。
【０００７】
本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被清掃面にクリーニングブレードが適切な当接圧で押し当てられて、均等な清掃を行うことができるとともに、クリーニングブレードが被清掃面の進行方向へめくれるような変形を生じないクリーニング装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、    弾性材料からなるクリーニングブレードを、表面にトナー像が担持されるトナー像担持体に圧接し、該トナー像担持体の周回移動する表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であって、  前記クリーニングブレードは、固定支持された板状の支持部材の縁に沿って、前記トナー像担持体に圧接される先端を突き出すように固定され、前記支持部材との取り付け部付近に、曲げ変形を生じ易くした剛性低減部を有するものであり、  前記剛性低減部は、該クリーニングブレードの厚さを低減する切り欠きによって形成されており、  該クリーニングブレードは、前記トナー像担持体の表面が周回移動するときの、表面上の任意の一点が描く周回軌跡を含む面と平行な断面において、該クリーニングブレードの厚さの中心線が、前記板状の支持部材の厚さの中心線と一致するように取り付けられ、  前記切り欠きは、断面の形状が該クリーニングブレードの前記中心線に関して対称となるように両面に形成されているクリーニング装置を提供する。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、  前記切り欠き部分の断面形状は、連続する曲線となっているものとする。
【００１０】
上記構成において、トナー像担持体は、表面に潜像が形成され、トナーの転移による現像が行われる部材であってもよいし、形成されたトナー像が一旦転写される中間転写体であってもよい。
【００１１】
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の先端部がトナー像担持体の被清掃面に当接されると、先端部に作用する力によって剛性低減部が容易に変形する。このため、当接圧は清掃面を削るほどに大きくなくても先端部は大きな変位を生じた状態で当接される。したがって、当接圧を所定の大きさに設定するのが容易となり、安定した状態でクリーニングを行うことが可能となる。また、当接圧は過大とならないように適切に設定され、被清掃面に感光体層があっても寿命を大きく短縮することはなくなる。
また、剛性低減部で充分な変形が確保されるので、クリーニングブレードの先端付近は厚さを大きくして剛性を大きくすることができ、先端付近が被清掃面の移動方向にめくれてしまうような変形が生じるのを防止することができる。
【００１２】
上記剛性低減部は、クリーニングブレードに切り欠きが設けられることによって断面が小さくなり、曲げ剛性が低減している。したがってこの部分で容易に曲げ変形が生じ、クリーニングブレードの先端部における当接圧を適切に設定したときに、クリーニングブレードの先端は大きな変位を生じた状態で当接される。これにより、適切な当接圧に設定することができ、安定したクリーニングが可能となる。また、剛性低減部がクリーニングブレードに切り欠きを設けることによって形成されており、簡単な加工でクリーニングブレードを製作することができる。
【００１３】
さらに、このようなクリーニング装置では、先端部が被清掃面に当接され、変位が生じたときに、切り欠き部分に大きなひずみを生じる。しかし、切り欠き部分が連続する曲線で形成されていることによって応力の集中が緩和され、クリーニングブレードの耐力及び耐久性が向上する。
【００１４】
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が被清掃面に所定の角度で当接され、被清掃面の移動にともなって摺擦されることにより、クリーニングブレードの先端は片側の面に沿った位置が摩耗する。摩耗が進行すると、クリーニング性能が低下し、交換が必要となるが、クリーニングブレードの断面が対称になっているので、反転して取り付け、先端の反対側の面に沿った位置が被清掃面に当接するように取り付けて再利用することができる。したがって、クリーニングブレードの交換までの時期を長くすることができ、一つのクリーニングブレードを有効に使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の一実施形態であるクリーニング装置を用いることができる電子写真式のプリンタを示す概略構成図である。
【００１６】
このプリンタは、一様に帯電した後、像光を照射することにより表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する帯電装置２と、画像データに基づいて感光体ドラム１に像光を照射し静電電位の差による潜像を形成する像書き込み装置３と、前記潜像にトナーを選択的に転移して可視化する現像装置４と、用紙搬送路１１に沿って供給される記録用紙に感光体ドラム表面のトナー像を転写する転写装置５と、記録用紙上のトナー像を加熱・加圧して融着させる定着装置６と、トナー像が転写された後の感光体ドラム１に残留するトナーを清掃するクリーニング装置７すなわち本願発明の一実施形態であるクリーニング装置とを有している。
【００１７】
また、この画像形成装置の下部には、記録用紙を貯蔵する用紙トレイ８と、用紙トレイ８から記録用紙Ｐを１枚ずつ送り出す給紙ロール９と、給紙ロール９から送り出された用紙を所定のタイミングでトナー像の転写位置へ搬送するレジストロール１０とが備えられている。
【００１８】
上記感光体ドラム１は、円筒状の導電性基体の表面に感光体層を有するものであり、上記導電性基体が電気的に接地されている。そして、一様に帯電した後に像光を照射することによって露光部の電位が減衰するようになっている。
【００１９】
上記帯電装置２は、感光体ドラム１に当接されるロール状の部材であり、これらの間に電圧が印加されることによって、当接部付近の微少間隙内で放電が生じ、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電するものである。
帯電装置としては、上記のものの他、電極ワイヤに高電圧を印加し、コロナ放電によって帯電するものを用いることもできる。
【００２０】
上記像書き込み装置３は、点滅するレーザーを感光体ドラム１の周面に走査させ、画像データに基づいた露光を行うことにより、静電潜像を感光体ドラム１の周面状に形成するものである。なお、像書き込み装置としては、ＬＥＤ等の発光素子を配列し、これらを画像データに基づいて点滅させるものでもよい。
【００２１】
上記現像装置４は、感光体ドラム１と近接して対向するように配置された円筒状の現像ロール４ａを有し、この現像ロールの周面上に均一なトナー層を形成して感光体ドラム１との対向部へ搬送する。そして、この現像ロール４ａと感光体ドラム１との間には現像バイアス電圧が印加される。これにより、現像ロール４ａと感光体ドラム１との間には現像バイアス電界が形成され、電荷を有するトナーが現像ロールの周面上から感光体ドラム１上の露光部に転移し、可視像を形成するものである。
【００２２】
上記転写装置５は、感光体ドラム１と対向するように設けられたロール状の部材であり、感光体ドラム１との間に転写電界を形成することによって、通過する記録用紙上にトナー像を転移させるものである。
【００２３】
上記定着装置６は、加熱ロールと加圧ロールとが平行に圧接され、これらの間にトナー像が転写された記録用紙を通過させるものである。これらのロールの圧接部を通過するときに、記録用紙上のトナーを加熱溶融し、記録用紙に圧着する。
【００２４】
上記クリーニング装置７は、図２（ａ）に示すように、先端を感光体ドラム１の回転方向上流側に向けて該感光体ドラム１に圧接されるクリーニングブレード２１と、このクリーニングブレード２１の圧接位置よりも上流側で感光体ドラム１と接触するクリーニングブラシ２２とを有し、感光体ドラム１表面から除去されたトナーをハウジング２３内に回収するものである。
本願発明のクリーニング装置は、クリーニングブレードとして上記のものに代えて、例えば図４に示すクリーニングブレードを用いるものであるが、以下に説明するように上記クリーニングブレード２１を用いるものであっても剛性低減部を備えることによって同様の当接圧の調整機能を有するものである。
なお、本願発明に係るクリーニング装置で用いられるクリーニングブレードについては後述する。
【００２５】
上記クリーニングブレード２１はウレタンゴム等の弾性材料で構成されており、図２（ｂ）に示されるように、その一端が感光体ドラム１に圧接されるとともに、他端が金属からなる板状の支持部材２４に接合され、この支持部材２４がハウジング２３に固定されている。
【００２６】
このクリーニングブレード２１の厚さは３ｍｍで、感光体ドラム１と圧接される先端から支持部材２４と接合される後端までの長さは１５ｍｍ程度であり、このうち支持部材との接合部の長さは５ｍｍとなっている。そして、このクリーニングブレード２１は、支持部材２４との接合部付近に切り欠き２５が設けられ、部材厚を小さくした剛性低減部となっている。したがって、このクリーニングブレード２１の先端部を感光体ドラム１に当接したときに、上記剛性低減部の変形で先端部の変位が大きくなり、当接圧が過大とならないように適切に調整することが容易となっている。
【００２７】
また、このクリーニングブレード２１のゴム硬度（ＪＩＳ  Ｋ６３０１）は７３度であり、従来から用いられている同じ材料のクリーニングブレードでは、厚さが２ｍｍ程度であるのに対し、本実施形態のクリーニングブレードは、厚さが３ｍｍ程度となっており、感光体ドラム１との摺擦によってめくれるような変形は、ほとんど生じないものとなる。
【００２８】
なお、上記剛性低減部における切り欠き２５の断面形状は、円弧状、放物線状又は楕円の一部である曲線状となっており、切り欠き２５の内面がなめらかな連続した曲線となっている。このため、切り欠き付近に大きなひずみが生じても極部的な応力の集中は緩和され、疲労破壊等が発生しにくいものとなっている。
【００２９】
図３は、図２に示すクリーニング装置で用いることができるクリーニングブレードの他の例を示す断面図である。
このクリーニングブレード３１は、図２（ｂ）に示すクリーニングブレードと同じ材料で形成され、厚さも同じ３ｍｍであるが、このクリーニングブレードは、金属板からなる支持部材３２の片面に接着剤で固定されている。そして、支持部材３２の先端より、やや感光体ドラム１との接触部分側に切り欠き３３を設けている。
このようなクリーニングブレード３１を用いても、同様に安定した当接圧が得られるとともに、クリーニングブレード３１がめくれるように変形するのを防止することができる。
【００３０】
図４は、本願発明に係るクリーニング装置で用いられるクリーニングブレードの一例を示す概略断面図である。
このクリーニングブレード４１は金属の平板からなる支持部材４２の一方の端縁に沿って、この支持部材４２を挟み込むように接着されている。そして、支持部材４２の先端よりさらにクリーニングブレードの先端側に両面から同じ寸法の切り欠き４３ａ、４３ｂが設けられ、断面が縮小された剛性低減部が形成されている。そして、支持部材４２はハウジング４４に当接され、ボルト４５によって固定されている。
【００３１】
上記クリーニングブレード４１及びこれが固定された支持部材４２は、断面の中心線に関して対称となっている。したがって、感光体ドラム１と摺擦される先端の一方の面に沿った縁４１ａが摩耗したときに、支持部材４２をハウジング４４から取りはずし、表裏を反転して取り付けることによって、クリーニングブレード４１の反対側の面に沿った縁４１ｂが感光体ドラムに当接される。したがって、先端部の両方の縁が摩耗するまで使用することができ、一つのクリーニングブレードを有効に利用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係るクリーニング装置では、被清掃面に当接される先端部付近の厚さを大きくし、剛性を大きくしてクリーニングブレードにめくれるような変形が生じるのを防止することができる。
一方、クリーニングブレードの支持部材との取り付け部付近に剛性低減部が設けられているので、先端部付近の剛性が大きくなっていても、先端は容易に変位を生じ、被清掃面との当接圧を均等で適切なものに設定することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の一実施形態であるクリーニング装置を用いることができる電子写真式のプリンタを示す概略構成図である。
【図２】  図１に示すプリンタで用いられるクリーニング装置であって、クリーニングブレード以外については本願発明に相当する構成を備えたクリーニング装置の概略断面図、及びこのクリーニング装置で用いられるクリーニングブレードの断面図である。
【図３】  図２に示すクリーニング装置で用いることができるクリーニングブレードの他の例を示す断面図である。
【図４】  本願発明に係るクリーニング装置で用いることができるクリーニングブレードの例を示す断面図である。
【図５】  従来のクリーニング装置またはクリーニングブレードの問題点を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１                  感光体ドラム（トナー像担持体）
２                  帯電装置
３                  像書き込み装置
４                  現像装置
５                  転写装置
６                  定着装置
７                  クリーニング装置
８                  用紙トレイ
９                  給紙ロール
１０                  レジストロール
１１                  用紙搬送路
２１、３１、４１      クリーニングブレード
２２                  クリーニングブラシ
２３                  クリーニング装置のハウジング
２４、３２、４２      支持部材
２５、３３、４３      切り欠き
４４                  ハウジング
４５                  ボルト
【図１】
0003736311.tif 000002
【図２】
0003736311.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003736311.tif 000006