JP2005173125A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｃブレードめくれ防止。
【解決手段】 Ｃブレード端部の当接圧を初期に対して、補助端部シールの座面を変位させる等により途中から切り替えて大きくする。切り替えるタイミングとしてカートリッジメモリを用いても良い。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子写真方式のプリンター、複写機などの画像形成装置に関する。また、着脱自在のプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、トナー像担持体および前記トナー像担持体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに依らずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでプロセスカートリッジ方式は広く用いられている。

トナー像担持体の寿命が延び、プリント可能枚数が増えると、供給能力に制限の生じる現像手段を独立なユニットとし、現像ユニットと画像形成プロセスのトナー像担持体、帯電手段、クリーニング手段を一体としたプロセスカートリッジに分け、装置本体への着脱とメンテナンスを容易にし、なおかつそれぞれ主要部品の寿命に則した使い方がなされるようになってきている。このプロセスカートリッジにおいてクリーニングによって発生した廃トナーは、トナー像担持体の寿命に見合って十分に収納しうる容積のクリーニング容器内に蓄えられ、プロセスカートリッジ交換時に取り除かれる。さらにクリーニング容器内には、クリーニング容器をトナー像担持体側と容器後方側とに二分する仕切壁と、前記仕切壁に設けられた開口部と、トナー像担持体側クリーニング容器内で回転する送り部材で構成されるトナー搬送手段とを有している。

プロセスカートリッジに設けられたトナー像担持体のクリーニング手段として、クリーニング容器のトナー像短持体側開口部のうち、トナー像担持体回転方向下流側にクリーニング部材を配置し、上流側にはトナー像担持体上の残留トナーをクリーニング容器内に収納する一方、クリーニング部材でクリーニングされた廃トナーを容器外に出さないために開口部全域にわたって可撓性シート部材がトナー像担持体に当接している。また、クリーニング容器のトナー像担持体側開口部端部のトナー像担持体円周方向全域には廃トナーの容器外への排出防止のため、シール部材を配置し、これをトナー像担持体に当接させている。

前記可撓性シート部材は、クリーニング容器開口部のトナー像担持体回転方向上流側エッジ部に薄板金などを配置して貼り付け座面を形成し、そこに両面テープなどを用いて貼り付けられている。

そして、従来、アルコール等の液体にフッ化カーボン等を成分とする潤滑剤粉末を分散させた潤滑剤塗布液を用いて、クリーニングブレードの当接エッジ部に潤滑剤を塗布することが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開平２−８２２８３号公報 特開平１１−４７６５８号公報

しかしながら、高画質化のためにトナー粒子が小粒径化したことや、トナー像担持体の長寿命化に伴って収納しなければならない残留トナーが増加した事などから、クリーニング容器のトナー像担持体側開口部近傍に廃トナーが可撓性シートとクリーニング装置端部のシール部材の微小な隙間から漏れる可能性が高まる。また、非磁性の球形トナーを用いる場合は、トナー同士の静電気的反発力や流動性のために、より隙間から漏れやすくなると考えられる。

加えて、トナー像担持体の長寿命化を図るために、材料の分子量を大きくするなどにより表層を硬くしたトナー像担持体を用いる方法があるが、この方法だと滑り性が低くなりクリーニング部材がめくれる恐れが大きい。

クリーニングされた廃トナーはクリーニング部材とトナー像担持体表層の摩擦力を小さくする潤滑材として働くが、プロセスカートリッジの寿命の初期においてはクリーニング容器に収納されているクリーニングされた廃トナー量が少ないためさらにクリーニング部材がめくれる可能性が高まる。

そこで、本発明の目的は、初期のクリーニング部材のめくれを防止することができて、かつ、クリーニング容器内に廃トナーを確実に保持するためのシール構成を実現するものである。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、
（１）像担持体と、像担持体をクリーニングする弾性清掃部材と、を少なくとも含む画像形成装置において、前記像担持体の表面に対する前記弾性清掃部材の長手方向端部の当接圧が可変であり、前記弾性清掃手段の使用の初期段階に対して途中から、前記当接圧を切り替えて大きくすることを特徴とする。
（２）像担持体と、像担持体をクリーニングする弾性清掃部材と、を少なくとも含む着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、前記像担持体の表面に対する前記弾性清掃部材の長手方向端部の当接圧が可変であり、前記プロセスカートリッジの使用の初期段階に対して途中から、前記当接圧を切り替えて大きくすることを特徴とする。
（３）上記（１）に記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは寿命情報を記憶する記憶手段を備え、前記記憶手段に記憶された寿命情報を利用して、前記弾性部材の端部の当接圧を切り替える時期を決定することを特徴とする。
（４）上記（１）〜（３）に記載の画像形成装置において、前記弾性部材端部の裏側に当接するシール部材を備え、前記シール部材の当接する圧力を変える事により、像担持体表面に対する前記弾性清掃部材の端部の当接圧を可変とする事を特徴とする。
（５）上記（１）〜（４）に記載の画像形成装置において、前記シール部材を取り付ける取り付け座面を変位させる事により、前記弾性部材に対する圧力を変化させる事を特徴とする。
（６）上記（１）〜（６）に記載の画像形成装置において、少なくとも前記像担持体の寿命情報を記憶するための記憶手段を有し、記憶されたプロセスカートリッジの寿命情報に応じて、当接圧を変える事を特徴とする。

以上、説明したように、清掃手段の寿命の初期段階の圧力に比べて、使用途中から前記像担持体表面に対する前記弾性部材の端部の圧力を大きくすることで、初期のブレードめくれを防止することができるとともに、使用途中からのトナー漏れも防止することが可能となった。

図１は、電子写真方式を利用した従来の画像形成装置の概略構成を示す模式図である。画像形成装置２０は、矢印Ａ方向に回転される感光ドラム１を備えている。この感光ドラム１に当接して帯電ローラ２が配置されており、この帯電ローラ２にバイアスを印加することで当接ニップ近傍で一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム１に、画像の情報に応じた露光１３が照射されて、感光ドラム１に静電潜像が形成される。感光ドラム１の回転方向下流側には現像器３が配置されている。この現像器３には矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ３ａを有しており、この現像ローラ３ａから感光ドラム１にトナーが供給される。感光ドラム１に形成された静電潜像が現像ローラ３ａに対向する位置にくると、この静電潜像に現像ローラ３ａからトナーが供給され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。

感光ドラム１に形成されたトナー像の移動速度に同期したタイミングでレジストローラ９、９‘が矢印Ｃ、Ｃ’方向に回転し、被写材が転写領域２１に向けて搬送される。レジストローラ９，９‘から送り出された被転写材は、転写上ガイド板１１と転写下ガイド板１０との間を通過して感光ドラム１に到達する。感光ドラム１に到達した被転写材は転写領域２１に搬送される。転写領域２１では、転写ローラ４によって感光ドラム１上のトナー像が被転写材に転写される。その後、感光ドラム１の曲率と転写材の腰の強さによって、転写材は感光ドラム１から分離（曲率分離）され、除電器５によって転写材裏の電荷が適正化される。
転写領域２１よりも感光ドラム１の回転方向下流側には、ブレード７を備えたクリーナー６が配置されている。このブレード７によって転写後に感光ドラム１に残留したトナーが掻き落とされる。

感光ドラム１から掻き落とした残トナーはすくいシート１６により収納部１７に送り込まれる。

クリーナー６よりも感光ドラム１の回転方向下流側には除電装置８が配置されており、この除電装置８により感光体ドラム１の残電位が除電される。一方、トナー像が転写された被転写材は、被転写材を矢印Ｄ方向に搬送する搬送手段１２によって定着器に搬送される。この定着器によって被転写材にトナー像が定着され、その後、非転写材が機外に排出され、画像形成が行われる。

次にブレードを用いるクリーナー装置について説明する。

感光ドラム１に残留したトナーを除去するクリーナー装置としては、ブレードを用いるクリーナー装置は、装置の小型化や駆動源が不要といった点から広く利用されている。

ブレード７は感光ドラム１の回転軸方向に延びるゴムからなるものであり、感光ドラム１側の表面７ａの先端部７ｂが感光ドラム１を押圧することにより、感光ドラム１上に残存する現像剤が掻き落とされる。また、図１のブレード７は保持部材１４と一体で成形されており接着強度を上げている。ブレード先端の厚みを薄くすることで適正な当接圧および当接角を得ることができるようにしている。ブレード７の材質としては、感光ドラム１に傷などをつけないようにするため、主にウレタンなどが用いられている。

次に、図２、図３を用いてブレード７の端部の漏れ防止について説明する。図１と同一符号は同一部材を表す。両端のシール材としては、Ｌ字型のシール部材１５、１５‘を用いている。図３は、図２のクリーナー６から、ブレード７と端部シール１５、１５’、およびすくいシート１６を取り除いたものである。端部補助シール１８、１８‘は感光ドラム１と反対側の面を押すように配置されている。

図４はこの端部補助シール１８、１８‘とブレード７、感光ドラム１の位置関係の概略図である。端部補助シール１８，１８’としては、スポンジ部材を用いており、その潰し量により圧力を管理している。

端部のトナー漏れ防止のために端部シール部材１５を設けているが、さらに補助的に端部補助シール１８を設けている。端部補助シール部材１８は座面部材２８に両面テープで接着されてクリーニングブレードの裏面に配置され、一旦回収した廃トナーが漏れないようにつぶし量を設定している。

座面部材２８は矢印Ｆの方向にスライドして変位可能であり、本実施例では、図４(ａ)および図４（ｂ）の２通りの位置に移動することが可能である。駆動の方法としては、カム形状の部材をクリーナー６の枠体の中に備えて、これを画像形成装置内のギア等で回転駆動させることでスライドさせて変位させている。スライド量はカム形状により決めている。

感光ドラム１は、外径３０ｍｍ、肉厚0.5ｍｍのアルミシリンダーに感光層を形成したものを使用し、６０ｒｐｍで回転（周速は94.2ｍｍ/ｓｅｃ）させている。トナーは非磁性の球形トナーを使用した。

図１（ａ）の位置にあるときニップ圧は0.4Ｎ／ｃｍ、図１（ｂ）の位置にあるときニップ圧は0.7Ｎ／ｃｍとなるように設定した。

まず、画像形成装置が初期状態にあるときは、図１（ａ）の位置に移動させる。この時クリーニングブレード７のエッジ７ａの当接圧が0.5Ｎ／ｃｍとなるように座面部材２８の位置を調整した。

実験によると、0.6Ｎ／ｃｍ以下であればトナー無しの状態で感光ドラム１を回転させた場合にめくれが発生せず、0.6Ｎ／ｃｍ以上であったときに、めくれの発生が見受けられた。また、実際の絵出しを行った結果、初期はクリーナー６に回収されている廃トナーが少ないために、端部からの漏れは全くない事を確認した。
次に、画像形成装置が初期状態から１００枚プリントした後に、図１（ｂ）の位置に移動させる。クリーニングブレード７のエッジ７ａの当接圧が0.8Ｎ／ｃｍとなるように座面部材２８の位置を調整した。実験によると、0.7Ｎ／ｃｍ以上の当接圧であれば、端部からのトナー漏れは発生せず、0.7Ｎ／ｃｍ以下の当接圧の時、端部からのトナー漏れが見受けられた。

また、今回の実験では端部以外の中央の領域での当接圧は約0.5Ｎ／ｃｍとした。

当接圧を切り替えるタイミングについては、画像形成装置に印刷枚数のカウンター（不図示）を設け、その値を画像形成装置のＣＰＵが読み取り、所定枚数（今回は１００枚）に到達した時に切り替える指示を駆動手段（不図示）に送信し、切り替えを行った。

以上のような構成の画像形成装置において、初期のクリーニングブレードめくれを防止できた。

さらに、トナー漏れに不利な、非磁性の球形トナーを用いた実験により、通常使用時の端部からのトナー漏れ防止、画像域のクリーニング不良防止を成り立たせることを確認できた。

（他の実施例）
次に、図５、図４を用いて着脱自在なプロセスカートリッジを有するフルカラーの画像形成装置に関して本発明を実施する場合について説明する。図５において、前出と同一符号は同一部材を表し、説明は省略する。

画像形成装置４０は、感光体ドラムをタンデムに配置したタンデム型のフルカラー画像形成装置であり、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋ（以下、３０）は各色イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジである。各色のプロセスカートリッジは、それぞれ変位可能な座面部材（不図示）を備えており、画像形成装置本体に着脱自在である。各プロセスカートリッジはそれざれ記憶手段３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Bk（以下３１）を備えており、プロセスカートリッジ３０のプロセス手段に関する寿命情報や印字イメージ数などを記憶する事が可能なものであり、例えば、本実施例では、印字イメージ数をカウントして記憶する。画像形成装置４０には、プロセスカートリッジ３０の記憶手段３１への読み書き手段(不図示)を備えており、また各プロセスカートリッジ３０の座面部材を変位させるための駆動手段(不図示)を備えている。画像形成装置は、記憶手段３１に記憶されたカウント数を読み出し、所定イメージ数以下であれば前出の図４（ａ）の位置に調整し、所定イメージ数以上になった場合には図４（ｂ）の位置に調整するように、駆動手段（不図示）により座面部材を移動させる。

記憶される寿命情報として具体的には、感光ドラム１に関する寿命情報、現像器３に関する寿命情報、等があるが、どの情報を用いてもよい。例えば、感光ドラム１に関して言えば、回転数や帯電時間等、また、回転数や帯電時間等を用いて計算して得られる感光ドラム１の消耗度、現像器に関して言えば、現像ローラ３ｂの回転数、また、その回転数等を用いて得られる消耗度等を用いて、当接圧を切り替えるタイミングを決めても良い。

本発明を実施した画像形成装置を説明するための概略断面図である。 本発明を実施した画像形成装置を説明するための概略断面図である。 本発明を実施した画像形成装置を説明するための概略断面図である。 本発明を実施した画像形成装置を説明するための概略断面図である。 本発明の他の実施例の概略断面図である。

符号の説明

２０、４０ 画像形成装置
３１Y、３１M、３１C、３１Ｂｋ 記憶手段
３０Y、３０M、３０C、３０Ｂｋ プロセスカートリッジ
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 現像手段
４ 転写ローラ
５ 除電手段
６ クリーニング手段
７ ブレード
１４ 保持部材
１７ クリーナー容器
１５、１５’ シール部材
１６ すくいシート
１８、１８’ 端部補助シール
２８ 座面部材

Claims (6)

1. 像担持体と、
   像担持体をクリーニングする弾性清掃部材と、
   を少なくとも含む画像形成装置において、
   前記像担持体の表面に対する前記弾性清掃部材の長手方向端部の当接圧が可変であり、
   前記弾性清掃手段の使用の初期段階に対して途中から、
   前記当接圧を切り替えて大きくすることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、
   像担持体をクリーニングする弾性清掃部材と、
   を少なくとも含む着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、
   前記像担持体の表面に対する前記弾性清掃部材の長手方向端部の当接圧が可変であり、
   前記プロセスカートリッジの使用の初期段階に対して途中から、
   前記当接圧を切り替えて大きくすることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項、第２項に記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは寿命情報を記憶する記憶手段を備え、前記記憶手段に記憶された寿命情報を利用して、前記弾性部材の端部の当接圧を切り替える時期を決定することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項、第１項〜第３項に記載の画像形成装置において、
   前記弾性部材端部の裏側に当接するシール部材を備え、
   前記シール部材の当接する圧力を変える事により、
   像担持体表面に対する前記弾性清掃部材の端部の当接圧を可変とする事を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項、第１項〜第４項に記載の画像形成装置において、前記シール部材を取り付ける取り付け座面を変位させる事により、前記弾性部材に対する圧力を変化させる事を特徴とする画像形成装置。
6. 請求項、第１項〜第５項に記載の画像形成装置において、少なくとも前記像担持体の寿命情報を記憶するための記憶手段を有し、記憶されたプロセスカートリッジの寿命情報に応じて、当接圧を変える事を特徴とする画像形成装置。

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