JP2009169032A - クリーニング装置、作像ユニット、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性材で帯板状に形成され、感光体ドラムのトナー像担持面に摺接させて、そのトナー像担持面を清掃させると同時にトナー像担持面に塗布された潤滑材を均すクリーニングブレードを備えたクリーニング装置において、トナー像担持面に塗布された潤滑材を一様な圧力分布で均一に均して、画像品質の劣化を回避できるクリーニング装置を提供すること。
【解決手段】気体を充填して膨出可能な袋状の弾性体２３３を、クリーニングブレード２３２の、トナー像担持面１ａと反対面の長手方向に亘って当接するように設け、その袋状の弾性体２３３を膨らませてクリーニングブレード２３２を一様な圧力分布でかつ一定の力で押圧するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、その画像形成装置に組み込まれるクリーニング装置、作像ユニットに関する。

従来から、電子写真方式の画像形成装置に内装される構成体の一つとして、感光体ドラムの表面、すなわち、トナー像担持面に潤滑材を塗布させるブラシローラと、感光体ドラムのトナー像担持面に摺接させてそのトナー像担持面を清掃させると同時にトナー像担持面に塗布された潤滑材を均すクリーニングブレードとを備えたクリーニング装置がある。
このクリーニング装置の一構成体として、上述したようにクリーニングブレードがあるが、このものを詳述すると、このクリーニングブレードは、弾性材で帯板状に形成されており、短手方向の一端側を感光体ドラムのトナー像担持面との摺接部とし、その一端側が感光体ドラムのトナー像担持面に所要の押圧力で圧接されるように、短手方向の他端側をクリーニング装置の筐体等に止着させているのが一般的であった。
しかしながら、この種のクリーニングブレードは、ブレードの腹あたりやめくれ等といったクリーニング不良を起こす恐れがあった。そこで、この問題を課題するものとして、クリーニングブレードの先端部のみを、圧縮バネや電磁ソレノイド（棒状の樹脂を介して）で押圧させたクリーニング装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００７−４７４００公報（第１０〜第１２頁、図３、図６）

しかしながら、この従来のクリーニング装置は以下の問題点があった。
すなわち、この種のクリーニングブレードは、上述したように、弾性材で帯板状に形成されており、しかも、圧縮バネや電磁ソレノイド（棒状の樹脂を介して）でクリーニングブレードの先端部のみを所定の間隔をおいて押圧することになるため、その押圧の分布は連なった山状となり、一様な押圧ではなかった。
このクリーニングブレードは、感光体ドラムのトナー像担持面に摺接させてそのトナー像担持面を清掃させる役割のほかに、上述したように、トナー像担持面に塗布された潤滑材を均一にさせる機能があり、その場合、押圧の分布が一様ではないことから完全に均せず、感光体フィルミングの発生、画像汚れ、斑点画像、スジ画像の発生等、画像品質に影響を及ぼす恐れがあった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できるクリーニング装置、作像ユニット、画像形成装置を提供することを目的とする。

上記技術課題を達成するために、本発明にかかるクリーニング装置、作像ユニット、画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかるクリーニング装置は、弾性材で帯板状に形成され、その短手方向の一端を、回転移動される像担持体のトナー像担持面に摺接させて、該トナー像担持面を清掃させると共に該トナー像担持面に塗布された潤滑剤を均すクリーニングブレードと、該クリーニングブレードの長手方向に亘って当接され、流体による圧力を用いて前記クリーニングブレードを前記トナー像担持面へ一様に押圧させる押圧手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２にかかるクリーニング装置は、請求項１において、前記押圧手段は、前記流体を充填させて膨出可能な袋状の弾性体を備え、該弾性体で前記クリーニングブレードを押圧させてなることを特徴とする。

請求項３にかかるクリーニング装置は、請求項２において、前記弾性体は、前記クリーニングブレードの長手方向に向かって複数並設され、前記押圧手段は、個々の前記弾性体の押圧力を独立して調整可能に構成されていることを特徴とする。
請求項４にかかるクリーニング装置は、請求項２または３において、前記押圧手段は、前記弾性体と連通され、該弾性体へ送る前記流体の圧力を制御可能なポンプ部を備えていることを特徴とする。
請求項５にかかるクリーニング装置は、請求項４において、前記押圧手段は、画像形成装置に内装されることを特徴とする。
請求項６にかかるクリーニング装置は、請求項４または５において、前記ポンプ部は、前記弾性体と連通されたシリンダと、該シリンダ内に進退動可能に挿入されるピストンと、該ピストンと係合され前記シリンダから一定圧の流体を吐出可能にさせる錘とを備えてなることを特徴とする。

請求項７にかかるクリーニング装置は、請求項６において、質量が異なる複数個の錘を交換可能に備えていることを特徴とする。
請求項８にかかるクリーニング装置は、請求項４において、前記ポンプ部は、前記流体の圧力を調整可能な圧力制御弁を介して前記弾性体と連通された圧縮機と、該圧力制御弁へ圧力制御信号を送信する制御部とを備えていることを特徴とする。
請求項９にかかるクリーニング装置は、請求項８において、前記制御部は、作像時には所要の圧力に昇圧させる一方で、非作像時には圧力解除させる前記圧力制御信号が送信可能であることを特徴とする。
請求項１０にかかるクリーニング装置は、請求項８または９において、前記制御部は、経時変化に対応して前記圧力を増圧させる前記圧力制御信号を送信させることを特徴とする。

請求項１１にかかるクリーニング装置は、請求項３において、前記押圧手段は、前記流体の圧力を調整可能な圧力制御弁を介して前記弾性体と連通された圧縮機と、該圧力制御弁へ圧力制御信号を送信する制御部とを備え、前記制御部は、作像時に所要の圧力に昇圧させる前記圧力制御信号が送信可能に、かつ、非作像時に圧力解除させる前記圧力制御信号が送信可能に構成されていると共に、前記像担持体に形成された作像位置に応じて個々の前記押圧力の加減を調整させる前記圧力制御信号が送信可能に構成されてなることを特徴とする。
請求項１２にかかる作像ユニットは、請求項１乃至１１の何れか１項に記載のクリーニング装置と、前記像担持体とを備え、画像形成装置に着脱可能に構成されたことを特徴とする。
請求項１３にかかる画像形成装置は、請求項１乃至１１の何れか１項に記載のクリーニング装置、または、請求項１２記載の作像ユニットを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、弾性材を用いて帯板状に形成したクリーニングブレードと、その長手方向に亘って当接し、流体による圧力を用いてクリーニングブレードをトナー像担持面に一様に押圧する押圧手段を設けて、トナー像担持面に塗布した潤滑材を、一様な圧力分布で確実かつ均一に均すから、感光体フィルミングの発生の恐れを解消して、画像汚れ、斑点画像、スジ画像の発生を大幅に抑制して画像品質向上及び製品の寿命を延ばす事ができる。

次に、本発明にかかるクリーニング装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。図中、符号１は感光体ドラム（像担持体）を、符号２はクリーニング装置を夫々示す。
（実施の形態１）
実施の形態１にかかるクリーニング装置２は、図１に示すように、筐体２１と、ブラシローラ部２２と、クリーニングブレード部２３とを備えて構成されている。
筐体２１は、下部が縦断面視略Ｕ字状に形成され、感光体ドラム１と対面させる一方の側面側が開口された箱状に形成されている。さらに、この筐体２１は、他方の側面側の内壁上部に矩形穴状の第１ガイド部２１ａが一方の側面側に向かって突設され、その第１ガイド部２１ａより下方に矩形穴状の第２ガイド部２１ｂが筐体２１下部に向かって斜めに突設されている。
ブラシローラ部２２は、第２ガイド部２１ｂにスライド可能に内挿された固形状の潤滑剤２２１と、第２ガイド部２１ｂに内挿され、その潤滑剤２２１を外方へ付勢させる圧縮コイルバネ２２２と、筐体２１の開口から露出するように潤滑剤２２１の突出方向上に軸支され図１において反時計方向に回転可能なブラシローラ２２３とを備えて構成されている。

クリーニングブレード部２３は、揺動金具２３１と、クリーニングブレード２３２と、弾性体２３３と、ポンプ部２４とを備えて構成されている。なお、クリーニングブレード２３２を除いた構成体、すなわち、第１ガイド部２１ａと、揺動金具２３１（クリーニングブレード２３２を筐体２１に直接止着する場合は除外）と、弾性体２３３と、ポンプ部２４とで押圧手段が構成される。
揺動金具２３１は、筐体２１の内外方向へ揺動可能に筐体２１上部の天井壁２１ｃに基部２３ａが枢支され、先部２３ｂが筐体２１下方へ延設された略Ｌ字状に形成されていると共に、感光体ドラム１の軸方向（ドラム長手方向、図面奥行き方向）の長さと実質的に同じ長さで形成されている。
クリーニングブレード２３２は、ゴム等の弾性材で、感光体ドラム１の軸方向の長さと実質的に同じ長さで帯板状に形成されていると共に、その短手方向の中途部から長手方向全長に亘って帯板状の力点部２３ｃが突設されている。このクリーニングブレード２３２は、揺動金具２３１の先部２３ｂ裏面に基部が止着されて、所謂、カウンタータイプとなるように設けられている。

弾性体２３３は、空気を充填させて膨出可能な袋状に形成されると共に、感光体ドラム１の軸方向の長さと実質的に同じ長さで形成されており、その先端部２３ｄが上述した力点部２３ｃに当接可能に第１ガイド部２１ａに内挿されている。
ポンプ部２４は、チューブ２４１を介して弾性体２３３と連通されたシリンダ２４２と、そのシリンダ２４２内に進退動可能に挿入されたピストン２４３と、そのピストン２４３の頂部に載置されシリンダ２４２から一定圧の空気を吐出可能にさせる錘２４４と、弾性体２３３とシリンダ２４２との間に設けられた圧力計２４５及び流量計２４６とを備えてなる。なお、錘２４４は、異なる質量のものを複数個用意して交換可能になっている。
このポンプ部２４と上述した弾性体２３３は、その初期状態時において、弾性体２３３に所要量の空気が充填され、ピストン２４３がシリンダ２４２の上部に位置することにより、空気の十分な吐出し量が確保されている。これと同時に、錘２４４による押下げ力がピストン２４３に作用し、弾性体２３３を介して、所定の押下げ力がクリーニングブレード２３２の力点部２３ｃに作用して、クリーニングブレード２３２先端が一定の押圧力で一様にトナー像担持面１ａに接した状態になっている。

このように構成された実施の形態１にかかるクリーニング装置２は、図１において反時計回りに回転可能に設けられた感光体ドラム１の表面、すなわち、トナー像担持面１ａにクリーニングブレード２３２の先端とブラシローラ２２３とが摺接されるように、かつ、図示しない転写部（転写部を上流側として）と帯電部との間に配置されている。なお、ポンプ部２４のみ、図示しないブラケットを介してクリーニング装置２の筐体２１に取り付けられている。
さらに、このクリーニング装置２は、感光体ドラム１と、トナー像担持面１ａを帯電させる帯電部（図示せず）と、トナー像担持面１ａに形成された静電潜像をトナー像に現像させる現像部（図示せず）と、これらを保持させる筐体（図示せず）とを備えて、画像形成装置（本体；図示せず）に着脱可能な作像ユニットとして構成されている。

次に、以上のように構成された実施の形態１にかかるクリーニング装置２の一連の動作を説明する。なお、このクリーニング装置２を備えた作像ユニットは、電子写真方式の画像形成装置に装着されていることとする。
また、感光体ドラム１のトナー像担持面１ａへの帯電工程、トナー像担持面１ａへの露光工程（静電潜像の形成）、現像剤を用いた静電潜像からトナー像への現像工程、そのトナー像を被転写体（中間転写ベルトや記録紙への転写）へ転写する転写工程等、一連の作像動作は周知であるためその説明は省略する。

まず、感光体ドラム１が反時計回りに回転して作像を開始すると同時にブラシローラ２２３が反時計方向に回転を開始する。この回転によりブラシローラ２２３が潤滑剤２２１を削り取ると共に、その削り取った潤滑剤２２１をトナー像担持面１ａに塗布する。
トナー像担持面１ａに塗布した潤滑剤２２１は、揺動金具２３１を介してトナー像担持面１ａに接したクリーニングブレード２３２が一様な厚さに均し、トナー像担持面１ａ上に現像剤の剥離を容易にするための潤滑被膜を成形する。
このとき、揺動金具２３１と袋状の弾性体２３３の夫々を感光体ドラム１の軸方向の長さと実質的に同じ長さで形成したことで、クリーニングブレード２３２は一様の押圧力でトナー像担持面１ａに接し、トナー像担持面１ａに塗布した潤滑材を確実かつ均一に均す。これにより、感光体フィルミングの発生の恐れを解消し、画像汚れ、斑点画像、スジ画像の発生を大幅に抑制して画像品質向上及び製品の寿命を延ばすことができる。
また、クリーニングブレード２３２として、従来の圧縮バネや電磁ソレノイドに代えて膨出可能な袋状の弾性体２３３を用い、錘２４４による押下げる力を利用したことで、クリーニングブレード２３２は常に一定の押圧力でトナー像担持面１ａに接するから、均一の潤滑被膜を長期に亘って成形することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかるクリーニング装置２は、実施の形態１で例示した力点部２３ｃを、図２に示すように、所定の間隔をおいて複数（３つ）並設させると共に、この複数の力点部２３ｃに対応して、第１ガイド部２１ａを３つに画成させ、夫々の第１ガイド部２１ａに袋状の弾性体２３３を内挿させた例である。この場合、夫々の弾性体２３３毎に上述したポンプ部２４が設けられて、クリーニングブレード２３２のトナー像担持面１ａへの押圧力を部分調整できるようになっている。

（実施の形態３）
上述した実施の形態１及び実施の形態２で例示したポンプ部２４、すなわち、シリンダ２４２、ピストン２４３、錘２４４、圧力計２４５、流量計２４６とを備えて、クリーニングブレード２３２を一様な圧力分布で常に一定の押圧力でトナー像担持面１ａに接するものを例示したが、実施の形態３にかかるクリーニング装置２はこのものに換えてクリーニングブレード２３２への押圧力を経時的に可変可能に構成したものを例示している。なお、実施の形態１と共通する構成は同一符号を付す。
すなわち、実施の形態３にかかるクリーニング装置２のポンプ部２４は、入力電圧（圧力制御信号）に応じて二次圧力を減圧調整可能に構成された圧力制御弁２４７と、その圧力制御弁２４７を介して弾性体２３３と連通された圧縮機２４８と、その圧縮機２４８と圧力制御弁２４７へ圧力制御信号を送信する制御部２４９とを備えて構成されている。なお、圧力制御弁２４７と圧縮機２４８は周知のものであるため詳細な説明は省略する。
また、圧力制御信号とは、圧縮機２４８を動作させる制御信号（電力供給）、圧力制御弁２４７を制御させる制御信号のことで複数の信号を指しているが、説明の便宜上、圧力制御弁２４７を制御させる制御信号のことを「圧力制御信号」と言い、圧縮機２４８を動作させる制御信号のことを単に「電力」という。
上述した制御部２４９は、画像形成装置（本体）と連係して以下の動作を実行する。

まず、この制御部２４９は、画像形成装置の電源投入時やウォームアップ時に、圧縮機２４８に電力を供給して圧縮機２４８を作動し、圧力制御弁２４７を介して、袋状の弾性体２３３に圧搾空気を送る。
これと同時に制御部２４９は、初期設定圧に対応した圧力制御信号を圧力制御弁２４７に送信しており、圧力制御弁２４７を境に弾性体２３３側の圧力、すなわち二次圧力が初期設定圧を越えてしまうのを防止する。
圧搾空気の送り開始から所定時間が経過して二次圧力が初期設定圧に達したら、画像形成装置（本体）の制御部２４９に作像開始可能の信号を出力する。この信号を受け取った画像形成装置（本体）は、通常の作像動作を開始するか、または待機する。
なお、二次圧力を計測しその圧力に応じた電気信号を出力する圧力計を設け、その圧力計からの電気信号に基づいて制御部２４９が圧力制御弁２４７、圧縮機２４８を制御する構成にしても良い。
このようにして、二次圧力が初期設定圧に達することで、実施の形態１で例示したように、クリーニングブレード２３２は一様の押圧力でトナー像担持面１ａに接し、トナー像担持面１ａに塗布した潤滑材を確実かつ均一に均す。これにより、感光体フィルミングの発生の恐れを解消し、画像汚れ、斑点画像、スジ画像の発生を大幅に抑制して画像品質向上及び製品の寿命を延ばすことができる。

そして、作像動作を終了して画像形成装置が待機状態に移行する場合や、画像形成装置の電源をオフにした場合など、作像を行なわない場合、制御部２４９は、圧力制御信号を圧力制御弁２４７に送信して二次圧力が大気圧となるように圧力制御弁２４７を動作すると共に、圧縮機２４８への電力供給を中止する。二次圧力を開放することにより、クリーニングブレード２３２への押圧力が解除してクリーニングブレード２３２の劣化を抑制する。
なお、作像動作時における圧縮機２４８の動作は、二次圧力が設定圧力を下回らない限り、連続動作でも間欠動作でも良いものである。

また、この制御部２４９は、総作像回数や、作像ユニットの交換時を起点とした総経過時間、総作像時間などの経過情報を取得し、その経過情報の値が予め設定された値に達したら、初期設定圧より増圧させた補正圧に対応した圧力制御信号を圧力制御弁２４７に送信する。これにより、クリーニングブレード２３２の磨耗を始めとした各構成部の経時変化によるトナー像担持面１ａとクリーニングブレード２３２との圧接状態の変化を防止する。なお、この補正圧は１回ののみならず所望の回数行なわれる。
このように実施の形態３にかかるクリーニング装置２は、実施の形態１で例示した効果に加え、クリーニングブレード２３２への押圧力を調整可能に構成したことで、クリーニングブレード２３２の劣化を抑制したり、トナー像担持面１ａとクリーニングブレード２３２との圧接状態を好適に維持したりできる。

（実施の形態４）
実施の形態４にかかるクリーニング装置２は、実施の形態２で例示したように、クリーニングブレード２３２の長手方向に複数の力点部２３ｃを設け、これに対応した複数の弾性体２３３を設けたものに、さらに、実施の形態３で例示したポンプ部２４で、クリーニングブレード２３２を一定の押圧力で、かつ、その押圧力を経時的に可変可能に構成したものを例示している。
この場合、一つの圧縮機２４８からの吐出口を３方に分岐させ、夫々の圧力制御弁２４７に配管させており、制御部２４９は、実施の形態３で例示した制御に加え、感光体ドラム１に形成した作像位置に応じて、クリーニングブレード２３２のトナー像担持面１ａへの押圧力を部分調整できるようになっている。
以上、本実施の形態にかかるクリーニング装置（作像ユニット、画像形成装置を含む）を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である

実施の形態１及び２にかかるクリーニング装置の模式図である。 実施の形態１にかかるクリーニング装置の図１のＹ−Ｙ線に添える断面図である。 実施の形態２にかかるクリーニング装置の図１のＹ−Ｙ線に添える断面図である。 実施の形態３にかかるクリーニング装置の模式図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム、１ａ トナー像担持面、２ クリーニング装置、２１ 筐体、２１ａ 第１ガイド部、２１ｂ 第２ガイド部、２１ｃ 天井壁、２２ ブラシローラ部、２２１ 潤滑剤、２２２ 圧縮コイルバネ、２２３ ブラシローラ、２３ クリーニングブレード部、２３１ 揺動金具、２３ａ 基部、２３ｂ 先部、２３ｃ 力点部、２３ｄ 先端部、２３２ クリーニングブレード、２３３ 弾性体、２４ ポンプ部、２４１ チューブ、２４２ シリンダ、２４３ ピストン、２４４ 錘、２４５ 圧力計、２４６ 流量計、２４７ 圧力制御弁、２４８ 圧縮機、２４９ 制御部

Claims (13)

1. 弾性材で帯板状に形成され、その短手方向の一端を、回転移動される像担持体のトナー像担持面に摺接させて、該トナー像担持面を清掃させると共に該トナー像担持面に塗布された潤滑剤を均すクリーニングブレードと、
   該クリーニングブレードの長手方向に亘って当接され、流体による圧力を用いて前記クリーニングブレードを前記トナー像担持面へ一様に押圧させる押圧手段と、
   を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記押圧手段は、前記流体を充填させて膨出可能な袋状の弾性体を備え、該弾性体で前記クリーニングブレードを押圧させてなることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記弾性体は、前記クリーニングブレードの長手方向に向かって複数並設され、
   前記押圧手段は、個々の前記弾性体の押圧力を独立して調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２記載のクリーニング装置。
4. 前記押圧手段は、前記弾性体と連通され、該弾性体へ送る前記流体の圧力を制御可能なポンプ部を備えていることを特徴とする請求項２または３記載のクリーニング装置。
5. 前記押圧手段は、画像形成装置に内装されることを特徴とする請求項４記載のクリーニング装置。
6. 前記ポンプ部は、前記弾性体と連通されたシリンダと、該シリンダ内に進退動可能に挿入されるピストンと、該ピストンと係合され前記シリンダから一定圧の流体を吐出可能にさせる錘とを備えてなることを特徴とする請求項４または５記載のクリーニング装置。
7. 質量が異なる複数個の錘を交換可能に備えていることを特徴とする請求項６記載のクリーニング装置。
8. 前記ポンプ部は、前記流体の圧力を調整可能な圧力制御弁を介して前記弾性体と連通された圧縮機と、該圧力制御弁へ圧力制御信号を送信する制御部とを備えていることを特徴とする請求項４記載のクリーニング装置。
9. 前記制御部は、作像時には所要の圧力に昇圧させる一方で、非作像時には圧力解除させる前記圧力制御信号が送信可能であることを特徴とする請求項８記載のクリーニング装置。
10. 前記制御部は、経時変化に対応して前記圧力を増圧させる前記圧力制御信号を送信させることを特徴とする請求項８または９記載のクリーニング装置。
11. 前記押圧手段は、前記流体の圧力を調整可能な圧力制御弁を介して前記弾性体と連通された圧縮機と、該圧力制御弁へ圧力制御信号を送信する制御部とを備え、
    前記制御部は、作像時に所要の圧力に昇圧させる前記圧力制御信号が送信可能に、かつ、非作像時に圧力解除させる前記圧力制御信号が送信可能に構成されていると共に、前記像担持体に形成された作像位置に応じて個々の前記押圧力の加減を調整させる前記圧力制御信号が送信可能に構成されてなることを特徴とする請求項３記載のクリーニング装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載のクリーニング装置と、前記像担持体とを備え、画像形成装置に着脱可能に構成されたことを特徴とする作像ユニット。
13. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載のクリーニング装置、または、請求項１２記載の作像ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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