JP2004177935A - クリーニング部材、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動による異音発生防止と、加工公差の積み上がりによる取り付け精度低下を防ぎ得るクリーニング部材と、及びこれを用いたプロセスカートリッジ、画像形成装置を提供する。
【解決手段】 クリーニング部材６は、像担持体１の表面に摺接させてトナーを除去するための弾性ブレード部材６１と、弾性ブレード部材６１を固定する支持板金部材６２とからなる。支持板金６２は、強度を得るために弾性ブレード部材６１と平行な曲げ部６３を有する。弾性ブレード部材６１の固定面６４に、取り付けの位置決め穴６５と取り付け穴６６を設ける。固定面６４には、支持板金部材６２の剛性を向上させるため、固定面６４の長手方向に沿って伸び、弾性ブレード部材６１の取り付け側へ突出する補強形状部６７を設ける。弾性ブレード部材６１の支持板金部材６２への固定は、接着剤、ホットメルト等で行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等の電子写真方式の画像形成装置に関し、詳細にはそれらに用いるクリーニング部材と、これを備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置においては、ケースに取り付けるクリーニング部材を弾性ブレードと支持板金で構成し、支持板金が弾性ブレードと平行な１箇所以上の曲げ部を持ち、かつ曲げ部のうち少なくとも一つの位置をケースとの取り付け部と弾性ブレード部材との間にすることで、支持板金の強度を増し、高速機、大型機等でも良好なトナー除去性能を維持することができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

またクリーニング部材が平板状の板金に絞り加工をした形状を有する構造とすることで強度を保ち、さらに高精度に加工できることから感光体ドラムに対し均一な侵入量で当接でき、良好なクリーニングができる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−１７５３９３号公報 特開２００２−２１４８８６号公報

クリーニング部材については、ブレードエッジの感光体に対する侵入量、当接の角度等がクリーニング性能を左右する重要な要素であることは周知である。また板金加工においては、曲げ等の加工回数が増えるにしたがって公差が積み上がっていき、精度が低下することも周知である。

すなわち特許文献１に開示されている技術は、取り付け位置と弾性部材（ブレード）との間に少なくとも１箇所の曲げ部を設けているため、強度剛性を増すことはできても、取り付け位置の精度が低下してしまい、良好なクリーニング性能を発揮することは難しい。また特許文献２に開示されている技術は、クリーニングブレードの感光体への侵入量、当接圧を均一に保つために平板状板金に絞り加工を施し、高強度、高精度を得るとしているが、取り付け位置の精度を保つことについては特に考慮されておらず、特許文献１の技術と同様である。なお特許文献１にも記載されているように、良好なクリーニング性能を得るために支持板金の剛性を上げることは公知であり、また板金の剛性を上げるために曲げ部を設けたり、絞り加工部を設けたりすることは公知である。

さらに、クリーニングブレードは感光体上をスティックスリップしながら摺接しつつクリーニングしており、そのスティックスリップの振動によって異音が発生することが知られている。その防止策として、感光体内部に重量物、弾性部材、振動吸収部材等を設けることも数々の提案がなされていて周知であるが、感光体、トナー、クリーニングブレード、周囲温湿度等々、様々な組み合わせでは、完全に異音を防止することは難しい。また、この防止策は、内包物の固定による感光体素管の変形等の副作用も併せ持っている。

本発明は上述した従来の諸問題点にかんがみてなしたもので、振動による異音の防止と加工公差の積み上がりが無く、寸法精度を保つことができ、取り付け精度の維持が可能なクリーニング部材を提供すること、及びこれを用いたプロセスカートリッジや画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るクリーニング部材は、前記目的を達成するために、少なくとも弾性ブレード部材と、該弾性ブレード部材を固定する支持板金部材からなり、画像形成装置またはプロセスカートリッジが備える像担持体表面に前記弾性ブレード部材を摺接させ、前記像担持体表面との相対的移動に伴って前記弾性ブレード部材により前記像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材において、前記支持板金部材が、一縁側に前記弾性ブレードを取り付けるとともに前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を備える固定面部を有し、他縁側に該他縁に沿うとともに前記固定面部に対して角度をなして立ち上がる曲げ部とを有し、さらに前記両縁の間に剛性向上用の補強機能部を有することを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１のクリーニング部材において、前記曲げ部と前記補強機能部とを、前記固定面部の前記弾性ブレードを取り付ける面側に設けてなることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項２のクリーニング部材において、前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を、前記補強機能部を挟む位置に設けてなることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項２のクリーニング部材において、前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を、前記像担持体の母線方向で前記弾性ブレードを挟みかつ前記弾性ブレードの近傍位置に設けてなることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４のクリーニング部材において、前記補強機能部を、少なくとも２点の前記固定位置間の中心部分を含む位置に設けてなることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項１ないし５のいずれかのクリーニング部材において、前記補強機能部が前記像担持体母線方向に連続する突条部であることを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項１ないし５のいずれかのクリーニング部材において、前記補強機能部が前記像担持体母線方向に沿って複数連設した突状部からなることを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項１ないし７のいずれかのクリーニング部材において、前記弾性ブレードを取り付ける部位及び前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を含む前記一縁側の部位と前記補強機能部を設ける部位との間で前記支持板金部材を前記像担持体の母線方向に沿って曲折してなることを特徴とする。

同請求項９に係るものは、請求項６ないし８のいずれかのクリーニング部材において、前記突条状の補強機能部に沿って前記像担持体の母線方向に沿う溝部を少なくとも前記補強機能部の一側に設けてなることを特徴とする。

同請求項１０に係るものは、請求項１ないし９のいずれかのクリーニング部材において、支持板金部材の前記補強機能部を含む断面の断面２次モーメントが５０ｍｍ^４以上であることを特徴とする。

同請求項１１に係るものは、請求項１ないし１０のいずれかのクリーニング部材において、前記補強機能部を絞り加工で形成してなることを特徴とする。

同請求項１２に係るプロセスカートリッジは、少なくとも像担持体とクリーニング部材とを一体的に構成してなるプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニング部材に請求項１ないし１１のいずれかのクリーニング部材を用いてなることを特徴とする。

同請求項１３に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、請求項１２のプロセスカートリッジを備えてなることを特徴とする。

同請求項１４に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、請求項１ないし１１のいずれかのクリーニング部材を備えてなることを特徴とする。

本発明に係るクリーンニング部材、これを備えるプロセスカートリッジ、同画像形成装置は、振動による異音発生防止を図れ、また加工公差の積み上がりを防いで高い寸法精度、取り付け精度を保つことが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面を参照して説明する。なお以下では像担持体等をユニット化して備えるプロセスカートリッジを用いる例についてのみ説明するが、本発明はこれに限定されず、プロセスカートリッジを用いないタイプの画像形成装置にも適用可能である。

図１は、本発明に係るクリーニング部材を備える画像形成装置の第１実施例の概要を示す概略断面図（Ａ）、この画像形成装置が備えるプロセスカートリッジの構成要素を拡大して概略的に示す断面図（Ｂ）、同クリーニング部材の拡大斜視図（Ｃ）、同断面図（Ｄ）である。図中１は像担持体、２は帯電手段、３はレーザ書き込みユニット１２からの露光、４は現像装置、５は転写装置、６はクリーニング部材である。また図中１０はプロセスカートリッジ、１１は給紙部、１２はレーザ書き込みユニット、１３は定着装置、１４は排紙ローラ対、１５は排紙部、１６は給紙ローラ、１７はレジストローラ対、１８は画像形成装置本体、１９はカバーを示す。プロセスカートリッジ１０は、図示のように像担持体１、帯電手段２、現像装置４、クリーニング部材６等を一体にケース内に収納してユニット化してなるものである。

像担持体１は、図示しない駆動手段により図中矢印方向に回転駆動し、帯電手段２によりその表面を一様に帯電させ、ついで露光３により表面に潜像を形成する。この潜像は、現像装置４によって可視像化し、給紙部１１から給紙ローラ１６やレジストローラ１７等を介して供給する紙等の転写体に転写装置５によって転写する。転写後に像担持体１表面上に残留するトナーは、像担持体１表面にクリーニング部材６を摺接させつつ像担持体１を回転させ、両者を相対的に移動させつつ除去する。

クリーニング部材６は、先端部を像担持体１表面に摺接させてトナーを除去するための弾性ブレード部材６１と、弾性ブレード部材６１を固定するための支持板金部材６２とで構成してある。弾性ブレード部材６１の支持板金部材６２への固定は、接着剤、ホットメルト等で行う。クリーニング部材６の支持板金部材６２は、板金の剛性を上げて強度を得るために、弾性ブレード部材６１を取り付ける縁とは反対の縁側を折り曲げて、弾性ブレード部材６１と像担持体１の母線方向（図１（Ａ）、（Ｂ）の紙面垂直方向）に平行な曲げ部６３を形成してある。

また支持板金部材６２には、図１（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、弾性ブレード部材６１の固定面部６４に、プロセスカートリッジ１０側の取り付け部への位置決め穴６５と取り付け穴６６とが設けてある。さらに、固定面部６４には、支持板金部材６２の剛性を向上させるため、固定面部６４の像担持体１の母線方向（図１（Ａ）、（Ｂ）の紙面垂直方向：図の例では固定面部６４の長手方向）に沿って伸び、弾性ブレード部材６１の取り付け側へ突出する略半円形の断面形状を有する突条状の補強機能部６７が設けてある。すなわち補強機能部６７、曲げ部６３及び弾性ブレード部材６１は、固定面部６４の同一面側に取り付けてあり、また補強機能部６７は位置決め穴６５と取り付け穴６６との間で両穴６５、６６の近傍位置に設けてある。詳細には、穴６５、６６間の中心部分を含む位置とすることが好ましい。なお図中６８は弾性ブレード部材６１の像担持体１との摺接点あるいは摺接縁（以下、単に摺接点という）を示す。

支持板金部材６２に薄い安価な板材を用いると、剛性が低くて異音発生防止が図れないため、厚い板材を用いて剛性を向上させることが考えられるが、そのような構成にすると、板材によるコスト増加だけでなく、プロセスカートリッジ１０の重量増加をも招くのであまり望ましくないだけでなく、厚い板材を支持固定するのに適する剛性の高いプロセスカートリッジの内部構造が必要になったりすることも考えられるが、本実施形態のように弾性ブレード部材６１を固定する面と同一面上に強度を増すための補強機能部６７を設けると、薄い安価な板材を用いても後述のように異音防止に非常に効果が得られる。

すなわち、比較例を示す図２の例の支持板金部材６２ａのように、取り付け部への取り付け穴を弾性ブレード部材６１ａと同一面を構成しない面に設けると、各部の加工寸法ａ、ｂ、ｃが公差を含んだものであるため、複数の加工公差が積み上がり、弾性ブレード部材６１ａの像担持体１との摺接点６８ａの取り付け位置からの寸法精度を高精度に保ち難くなる。一方、本発明のように弾性ブレード部材６１、取り付け部への位置決め穴６５及び取り付け穴６６を同一平面、すなわち固定面部６４に設けることで、加工公差の積み上がりを防ぎ、摺接点６８の寸法精度を高精度に保つことができ、これが異音発生防止に有効となる。

もちろん補強機能部６７の断面形状は図示の例には限定されず、種々の断面形状を採用可能である。例えば先に記載した特許文献２のような断面が矩形溝状のものであってもよい。また、補強機能部６７は絞り加工等によって形成可能であるが、その他の加工手法を用いてもよいことはもちろんである。

なお、突条状の補強機能部６７を一連のものとして形成すれば、絞り加工等の加工時における支持板金部材６２の面精度低下を抑え得るが、本発明では上述のように加工公差の積み上がりを防ぎ、摺接点６８の寸法精度を高精度に保つことができるので、補強機能部を分断して像担持体１の母線方向に沿って複数連設した構成とすることもできる。
＜実験例＞
本願発明者等は、帯電手段２に帯電ローラ（ＤＣバイアス１５００Ｖ印加）、像担持体１にＯＰＣドラム（径６０ｍｍ、周速２５０ｍｍ／秒）、現像装置４に乾式２成分現像装置、画像形成装置には株式会社リコー製の画像形成装置（製品名：ｉｍａｇｉｏ ＮＥＯ ３５０）を用いて実験を行った。クリーニング部材６は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す形状、構造のものを用いた。図３（Ｄ）が、図１に示す本願発明の実施形態に係るクリーニング部材であり、他は比較例である。図３（Ｃ）は図３（Ｄ）の補強機能部６７のないもの、図３（Ａ）は図３（Ｄ）の補強機能部６７と曲げ部６３とがないもの、図３（Ｂ）は図３（Ｃ）の曲げ部６３を大きくしたものである。なお、図３（Ｂ）のクリーニング部材６が上述の株式会社リコー製の画像形成装置（製品名：ｉｍａｇｉｏ ＮＥＯ ３５０）に採用されている。

図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すクリーニング部材は、いずれも弾性ブレード部材６１として、硬度７０°、厚み２ｍｍのウレタンゴムブレードを用い、支持板金部材６２には、厚み１．６ｍｍの亜鉛処理鋼鈑を用い、弾性ブレード部材６１の支持板金部材６２への接着にはホットメルトを用いた。またプロセスカートリッジ１０の取り付け部へのクリーニング部材６の取り付け位置は全て同一とした。

さらに実験結果の評価は、１枚印字して５秒間停止後、再び１枚印字という動作を繰り返しさせ、各条件で２０００枚の印字を行ったときの異音の発生状況を聴感にて行った。その結果を図４に示す。

図示のように、図３（Ａ）〜（Ｃ）のホルダ形状では、いずれもキーキーという異音が発生しているのに対し、図３（Ｄ）の本願発明の実施形態に係るホルダ形状では異音は発生しなかった。ホルダの強度を比較するため、各ホルダの断面２次モーメントを求めたところ、図４中に記載した値となった。これを見れば明らかなように、実機に採用した図３（Ｃ）のホルダ形状から単純に強度を増すことでは異音を防止することができないことがわかるとともに、弾性ブレード部材６１の接着面と同一面上に強度を増すための補強機能部６７を設けることが、異音防止に非常に効果があることがわかる。さらに、断面２次モーメントの値を５０ｍｍ^４以上とすることで、異音防止に大きな効果を得られることも判明した。

図５に示すように、補強機能部６７を像担持体１との摺接点６８から位置決め穴６５や取り付け穴６６よりも像担持体１の母線方向（図１の紙面垂直方向）に垂直方向で離して設けてもよいが、この場合は、異音防止効果が小さくなることもわかった。また図６に示す本発明の変形例のように、補強機能部６７を像担持体１の母線方向に沿って複数個設けてもよいが、この場合は各々部材の加工によるひずみが大きくなり、弾性ブレード部材６１を接着する支持板金部材６２の固定面部６４の平面度精度が低下したり、補強機能部６７のある箇所とない箇所との強度差によって、強度の低いところに変形が集中したりする。したがって、補強機能部６７は一連の形状とすることが好ましいが、何らかの理由で複数個設ける必要が有る場合は、補強機能部６７間に取り付け部位（取り付け穴６６等）を設けると変形を抑止できる。その場合、２つの取り付け部位（ネジ止め穴等）の中間点を跨ぐように補強部を設けることで、最も振動しやすい前記中間点の振動を防止できる。

また前記のようなクリーニング部材６を、画像形成装置に取り付けたり、あるいは像担持体１や現像装置４等を一体化して備えるプロセスカートリッジに用いたりすることで、それぞれの信頼性が向上する。

図７は、本発明に係るクリーンニング部材の第２実施例のクリーニング部材の拡大斜視図（Ａ）と同断面図（Ｂ）である。本例のクリーニング部材６は、支持板金部材６２の一縁側、すなわち弾性ブレード部材６１を固定するための部位及び位置決め穴６５と取り付け穴６６を設けた固定部位を含む縁側を、補強機能部６７を設けた部位との間で像担持体の母線方向に沿って折り曲げ、両部位の間に角度を付けて構成してある。突条状の補強機能部６７は、先の実施例とは異なって位置決め穴６５と取り付け穴６６の間ではなく、折り曲げた部分と曲げ部６３との間に、支持板金部材６２の全幅にわたって像担持体１の母線方向に沿って設けてある。さらに、折り曲げた縁の弾性ブレード部材６１の自由端側（像担持体１に摺接する縁側）を切り欠いて切り欠き部６９を形成してある。これによって弾性ブレード部材６１の摺接点６８を支持板金部材６２の縁からあまり突出させずに、あるいは摺接点６８が切り欠き部６９内に引っ込んでいても、像担持体１と所望の摺接ができるようにしてある。そしてこのような構成にすると、先の実施例と同様の作用効果を奏し得るのみならず、図７（Ｂ）からわかるように、先の実施例よりも設置に要するスペースを小さくできる。その他の構成、作用については先の実施例と同様であるので説明を省略する。

図８は、本発明に係るクリーンニング部材の第３実施例のクリーニング部材の拡大斜視図である。本例のクリーニング部材６は、上述した第１実施例、第２実施例のいずれについても適用可能であるので要部のみ示してあるが、突条状の補強機能部６７に沿って像担持体１の母線方向に沿う溝部７０、７０を補強機能部６７の横に設けてある。

この例は、支持板金部材６２に補強機能部６７を突条状に設けると、支持板金部材６２の材料が引っ張られる現象が生じるので、それに伴う不都合を解決するためのものである。すなわち、特に第１実施例のように、像担持体１の母線方向に沿う方向で支持板金部材６２の全幅にわたって補強機能部６７を設けていない場合には、補強機能部６７が設けてある部分と無い部分とで支持板金部材６２が引っ張られる程度が異なる。すると、弾性ブレード部材６１の摺接点６８から支持板金部材６２の端縁部までの長さが、補強機能部６７の有無によって違いが生じる。このような違い、すなわち長さの変化は弾性ブレード部材６１による適切なクリーニングの妨げになる。本例は、溝部７０を設けることによってこれを解決している。なお、溝部７０は補強機能部６７の両側に設けることが好ましいが、一側でも良い。

本発明に係るクリーニング部材を備える画像形成装置の第１実施例の概要を示す概略断面図（Ａ）、この画像形成装置が備えるプロセスカートリッジの構成要素を拡大して概略的に示す断面図（Ｂ）、同クリーニング部材の拡大斜視図（Ｃ）、同断面図（Ｄ）である。 本発明に係るクリーニング部材の実施例との比較例を示す断面図である。 実験に用いた本発明に係るクリーニング部材の実施例と複数の比較例を示す断面図である。 本発明に係るクリーニング部材の実施例と、複数の比較例を用いた実験結果を示す図である。 本発明に係るクリーニング部材の実施例との比較例を示す斜視図である。 本発明に係るクリーニング部材の変形例を示す斜視図である。 本発明に係るクリーンニング部材の第２実施例のクリーニング部材の拡大斜視図（Ａ）と同断面図（Ｂ）である。 本発明に係るクリーンニング部材の第３実施例のクリーニング部材の拡大斜視図である。

符号の説明

１：像担持体
２：帯電手段
３：光学装置からの露光
４：現像装置
５：転写装置
６：クリーニング部材
１０：プロセスカートリッジ
１１：給紙部
１２：レーザ書き込みユニット
１３：定着装置
１４：排紙ローラ対
１５：排紙部
１６：給紙ローラ
１７：レジストローラ対
１８：画像形成装置本体
１９：カバー
６１：弾性ブレード部材
６２：支持板金部材
６３：曲げ部
６４：固定面
６５：位置決め穴
６６：取り付け穴
６７：補強機能部
６８：弾性ブレード部材の像担持体との摺接点
６９：切り欠き部
７０：溝部

Claims (14)

1. 少なくとも弾性ブレード部材と、該弾性ブレード部材を固定する支持板金部材からなり、画像形成装置またはプロセスカートリッジが備える像担持体表面に前記弾性ブレード部材を摺接させ、前記像担持体表面との相対的移動に伴って前記弾性ブレード部材により前記像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材において、前記支持板金部材が、一縁側に前記弾性ブレードを取り付けるとともに前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を備える固定面部を有し、他縁側に該他縁に沿うとともに前記固定面部に対して角度をなして立ち上がる曲げ部とを有し、さらに前記両縁の間に剛性向上用の補強機能部を有することを特徴とするクリーニング部材。
2. 請求項１のクリーニング部材において、前記曲げ部と前記補強機能部とを、前記固定面部の前記弾性ブレードを取り付ける面側に設けてなることを特徴とするクリーニング部材。
3. 請求項２のクリーニング部材において、前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を、前記補強機能部を挟む位置に設けてなることを特徴とするクリーニング部材。
4. 請求項２のクリーニング部材において、前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を、前記像担持体の母線方向で前記弾性ブレードを挟みかつ前記弾性ブレードの近傍位置に設けてなることを特徴とするクリーニング部材。
5. 請求項４のクリーニング部材において、前記補強機能部を、少なくとも２点の前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位間の中心部分を含む位置に設けてなることを特徴とするクリーニング部材。
6. 請求項１ないし５のいずれかのクリーニング部材において、前記補強機能部が前記像担持体母線方向に連続する突条部であることを特徴とするクリーニング部材。
7. 請求項１ないし５のいずれかのクリーニング部材において、前記補強機能部が前記像担持体母線方向に沿って複数連設した突状部からなることを特徴とするクリーニング部材。
8. 請求項１ないし７のいずれかのクリーニング部材において、前記弾性ブレードを取り付ける部位及び前記画像形成装置またはプロセスカートリッジへ固定する部位を含む前記一縁側の部位と前記補強機能部を設ける部位との間で前記支持板金部材を前記像担持体の母線方向に沿って曲折してなることを特徴とするクリーニング部材。
9. 請求項６ないし８のいずれかのクリーニング部材において、前記突条状の補強機能部に沿って前記像担持体の母線方向に沿う溝部を少なくとも前記補強機能部の一側に設けてなることを特徴とするクリーニング部材。
10. 請求項１ないし９のいずれかのクリーニング部材において、支持板金部材の前記補強機能部を含む断面の断面２次モーメントが５０ｍｍ^４以上であることを特徴とするクリーニング部材。
11. 請求項１ないし１０のいずれかのクリーニング部材において、前記補強機能部を絞り加工で形成してなることを特徴とするクリーニング部材。
12. 少なくとも像担持体とクリーニング部材とを一体的に構成してなるプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニング部材に請求項１ないし１１のいずれかのクリーニング部材を用いてなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
13. 請求項１２のプロセスカートリッジを備えてなることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１ないし１１のいずれかのクリーニング部材を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
    

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