JP2013064768A - クリーニング部材、クリーニング装置、及び、プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 可撓性を有する支持部材を備えたクリーニング部材において、長手方向において被清掃体への当接圧のばらつきを抑え、安定したクリーニング性を保つこと。
【解決手段】 ブレード部を支持し、可撓性を有する支持部材であって、ブレード部が設けられたブレード支持部と、固定部に固定される被固定部と、ブレード支持部の長手方向においてブレード支持部の長手端部に設けられた第一の曲げ部と、を有する支持部材を有するクリーニング部材。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子写真方式を採用するプリンタや複写機等で用いられるクリーニング部材、クリーニング装置、及び、プロセスカートリッジに関するものである。

電子写真方式を採用するレーザビームプリンタや複写機などの画像形成装置は、まず一様に帯電させた電子写真感光体に、画像情報に対応した光（レーザ光など）を照射することで静電潜像を形成する。その後、この静電潜像に現像手段により現像剤（トナー）を供給して現像剤像（トナー像）として顕像化し、更に感光体から紙に代表される記録材へ像を転写することで、記録材上に画像を形成し、出力を行っている。

転写せずに感光体上に残留した現像剤については、感光体に接触して配置されるクリーニング装置により除去される構成が広く採用されている。そのクリーニング装置としては、剛体である板金を支持部材として、その先端に設けられたウレタンゴムを感光体に当接させるゴムブレード構成が一般的によく知られた構成である。

上記構成では、容器への取り付け方やゴムブレード構成そのものに起因する、長手で当接状態が変化してしまうという課題が知られている。その課題に対して、板金のゴムへの食い込み量を長手で変える（特許文献１、２）、ゴムの自由長を変える（特許文献３）といった構成が提案されている。

一方、支持部材を板状バネ部材とし、板状バネ部材の先端にウレタンなどのゴムを設け、感光体に当接させる構成も提案されている（特許文献４）。このような構成では、ゴムだけが変形するのではなく、板状バネ部材も合わせて変形させる構成となる。

特開平０１−２３５９８７号公報 特開平０６−１８６８９０号公報 特開２００６−２５９３９４号公報 特開平０４−１７２４８６号公報

感光体と当接する先端部にゴム部を備え、そのゴム部が板状バネ部材に支持されるクリーニング部材においては、板状バネ部材自体が弾性を持つことから、支持部材の剛性が板金で構成されたものに比べ劣る。また、板状バネ部材の長手方向の端部は自由端となる為、中央に比べる変形しやすい。その為、クリーニング部材を感光体ドラムに当接した場合には、長手方向でドラムへの当接状態が変化しやすくなり、クリーニング性が長手方向でばらつく可能性がある。

そこで、本発明の目的は、可撓性を有する支持部材を備えたクリーニング部材において、長手方向において被清掃体への当接圧のばらつきを抑え、安定したクリーニング性を保つことである。

上記課題を解決するために、本出願に係る発明は、固定部に取り付けられる、被清掃体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材において、前記被清掃体に当接するブレード部と、前記ブレード部を支持し、可撓性を有する支持部材であって、前記ブレード部が設けられたブレード支持部と、前記固定部に固定される被固定部を有する被固定部と、前記ブレード支持部の長手方向において前記ブレード支持部の長手端部に設けられた第一の曲げ部と、を有する支持部材と、を有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、可撓性を有する支持部材を備えたクリーニング部材において、長手方向において被清掃体への当接圧のばらつきを抑え、安定したクリーニング性を保つことが可能になる。

第１実施例のクリーニング部材の構造を示した図である。 第１実施例のクリーニング部材を含む画像形成装置の概略を示した図である。 長手方向端部に曲げ部が存在しない比較例の構造を示した図である。 第１実施例及び比較例において、感光体ドラムが当接したときクリーニング部材の長手方向の端部の変形の様子を表した図である。 第１実施例において、支持部材の先端がブレード部覆われているクリーニング部材を示した図である。 第１実施例において、曲げ部の変形例を示した図である。 第２実施例のクリーニング部材の構造を示した図である。 比較例のクリーニング部材において、感光体ドラム表面の摩擦係数が大きくなったときの変形の様子を示した図である。 第２実施例のクリーニング部材において、感光体ドラム表面の摩擦係数が大きくなったときの変形の様子を示した図である。 第２実施例のクリーニング部材において、支持部材を湾曲形状にした構成を示した図である。 第２実施例のクリーニング部材を備えたプロセスカートリッジを示した図である。 第３実施例の画像形成装置の概略を示した図である。 第４実施例の画像形成装置の概略を示した図である。

（実施例１）
図２は、本実施例のクリーニング部材を備えるプロセスカートリッジ９が着脱可能な画像形成装置１００の断面図を示したものである。まず、簡単に画像形成装置１００の動作について説明する。潜像担持体（被清掃体）たる感光体ドラム１に、接触帯電部材である帯電ローラ２を当接させて帯電バイアスを印加する。そして、感光体ドラム１の表面を一様帯電させた後、レーザなどの露光手段３により感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。その後現像装置４により静電潜像を現像し、転写手段５により転写材６上に転写を行った後、定着手段７による定着工程を経て転写材６上の画像を得ることになる。一方、転写せずに感光体ドラム１上に残った現像剤は、感光体ドラム１の移動方向Ｄ１に対してカウンター方向で当接したクリーニング部材１０により除去され、枠体であるクリーナ容器８が形成するトナー収容部８ｂに回収されることになる。

次に本実施例のクリーニング部材１０について、図１に示した。図１（ａ）は、本実施例のクリーニング部材１０の構造を示した斜視図である。図１（ａ）におけるＡの方向から見たものが図１（ｂ）に示した長手方向端部から見た断面図であり、同様にＢの方向から見たものが図１（ｃ）に示したブレード部先端側から見た断面図である。

本実施例のクリーニング部材１０は、可撓性を有する金属薄板バネの支持部材１１のブレード支持部１１ａに感光体ドラム１に当接するブレード部１２を貼り付けて固定している。そして、被固定部１１ｂは、枠体であるクリーナ容器８の固定部８ａに不図示のビスや熱かしめ等で固定される構成になっている。クリーニング部材１０は、ブレード部１２だけでなく支持部材１１にもバネ性を持たせることで、クリーニングに必要な当接圧を確保しつつ、ブレード部１２の変形が起こりにくい構成としている。本実施例では、ブレード部１２にウレタンゴムを用い、支持部材１１にはリン青銅を用いた。

さらに、支持部材１１のブレード支持部１１ａには、長手方向の両端部には図１に示したように、第一の曲げ部１１ｃ、１１ｄが形成されている。曲げ部１１ｃ、１１ｄの方向は、長手方向に対し直角かつ感光体ドラム１から遠ざかる方向とした。この曲げ部１１ｃ、１１ｄの効果について、本実施例とほぼ同様の構成で、端部の曲げ部を設けない構成（以下、比較例と記す）と比較することにより説明を行う。

比較例のブレード構成を図３に示した。図１と同様に、図３（ａ）が、ブレードの構造を示した斜視図である。なかでも図３（ａ）中のＡの方向から見たものが図３（ｂ）に示した長手方向端部から見た断面図であり、Ｂの方向から見たものが図３（ｃ）に示したブレード部先端側から見た断面図である。可撓性を有する金属薄板バネの支持部材１１１のブレード支持部１１１ａに感光体ドラムに当接するブレード部１１２を貼り付けて固定し、被固定部１１１ｂは、枠体であるクリーナ容器の固定部に固定される構成になっている。

本実施例と比較例において、クリーニング部材が感光体ドラムに当接したとき、ブレードが押圧され変形する様子をブレード部の裏側から見た斜視図として図４に示した。

図４（ａ）が本実施例での端部における当接状態を表したものである。曲げ部１１ｃ、１１ｄを設けることで、金属薄板である支持部材１１を用いた場合でも、感光体ドラム１と当接による、支持部材１１の長手方向の端部の変形を抑制できる。これにより、支持部材１１の長手端部における感光体ドラム１への当接圧低下が少なく当接圧を安定化させることができる。即ち、クリーニング部材１０において安定したクリーニング性を保つことが可能になる。

一方、図４（ｂ）が比較例でのクリーニング部材１１０の長手方向端部における当接状態を表したものである。長手方向の端部で曲げ部を設けない為、支持部材１１１に金属薄板を用いた場合、長手方向の端部である自由端１１１ｃが中央部よりも変形しやすい構成になっている。ゆえに長手方向の端部において当接状態が不安定になる可能性がある可能性がある。

本実施例では、ブレード部１２を支持部材１１のブレード支持部１１ａに貼り付ける構成だけでなく、図５のように、支持部材１１のブレード支持部１１ａである先端近傍をブレード部１２が覆うアウトサート成形でも同等の効果を発揮できる。さらに、ブレード部１２や支持部材１１の材質についても、本実施例で示した材質に限られるわけではない。即ちブレード部１２はウレタンゴムでなく他の材料であっても良い。また、支持部材１１は金属材料でなくても、樹脂材料で可撓性を有するものであればよい。

一方、本実施例の曲げ部の変形例について図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。なお、全て図１のＢの方向から見た断面図を表したものである。

曲げ方向を、図１とは逆の感光体ドラム１に近づける方向に設けた場合を、図６（ａ）に示したが、曲げ部１１ｃ、１１ｄが感光体ドラム１に接触しないようにすれば問題はなく、これも実施可能である。

また、本実施例では、曲げ部１１ｃ、１１ｄと支持部材１１のブレード支持部１１ａの長手方向となす角度を直角としたが、図６（ｂ）のように曲げ部１１ｃ、１１ｄとのブレード支持部１１ａの長手方向となす角度を鈍角とした構成でも効果を発揮できる。一方、図６（ｃ）のように曲げ部１１ｃ、１１ｄとのブレード支持部１１ａの長手方向となす角度を鋭角とした構成でも、図４（ｂ）で説明したような端部の変形は起きにくくすることができる。しかし、端部におけるブレード支持部１１ａの剛性が中央よりも大きくなってしまう可能性が高い。また、図５でも示したような、ブレード部１２にブレード支持部１１ａの先端近傍が覆われているタイプでは、明らかに端部におけるブレード支持部１１ａの剛性が増大する形になることから、直角以上とすることが望ましい。

さらに、本実施例のようなクリーニング部材１０においては、長手方向と直交する短手方向全域に曲げ部を設けてしまうと、支持部材１１のバネ性（可撓性）を阻害し、変形しにくくなってしまう可能性がある。その為、曲げ部１１ｃ、１１ｄは支持部材１１の短手方向一部、即ち少なくともブレード支持部１１ａの長手方向の端部とすることが望ましい。即ち、ブレード部１２を支持するブレード支持部１１ａの長手方向の端部に曲げ部１１ｃ、１１ｄを設けることで、ブレード部１２の感光体ドラム１への当接圧が安定することになるからである。

（実施例２）
本実施例では、支持部材の短手方向において、第二の曲げ部を有するクリーニング部材２１０の例を示す。

図１１は、本実施例のクリーニング部材２１０を備えるプロセスカートリッジ２１９の断面図を示したものである。そして図７は、クリーニング部材２１０の詳細の構成を示したものである。金属薄板からなる支持部材２１１のブレード支持部２１１ａにブレード部２１２を取り付ける構成である点は実施例１と同じである。また、支持部材２１１の被固定部２１１ｂは、図１１に示すように枠体であるクリーナ容器２１８の固定部２１８ａに不図示のビスや熱かしめ等で固定される構成になっている点も実施例１と同じである。さらに、支持部材２１１のブレード支持部２１１ａの長手方向の両端部には、実施例１と同様に第一の曲げ部２１１ｃ、２１１ｄが形成されている。しかし、本実施例の支持部材２１１は、ブレード部２１２の長手方向と直交する短手方向において、ブレード支持部２１１ａと被固定部２１１ｂとの間に第二の曲げ部である屈曲部２１１ｅを有している。屈曲部２１１ｅは、ブレード部２１２が被清掃体である感光体ドラム２０１に当接する当接部２１２ａと被固定部２１１ｂを結んだ線分Ｌ３に対して、感光体ドラム２０１の表面から外側に離れる側に設けられている。

以下、支持部材２１１について、屈曲部２１１ｅからブレード支持部２１１ａに至るまでの部分をＬ１部（一端部）、被固定部２１１ｂから屈曲部２１１ｅに至るまでの部分をＬ２部（他端部）とし、説明に用いる。

図８に比較例として、ブレード支持部３１１ａと被固定部３１１ｂとの間に第二の曲げ部をもたない支持部材３１１を有するクリーニング部材３１０を示した。クリーニング部材３１０においては、ブレード支持部３１１ａに設けられたブレード部３１２と感光体ドラム３０１の摩擦係数が上昇したときに、支持部材３１１が変形する様子を実線で図８に示した。また、点線は、ブレード部３１２と感光体ドラム３０１の摩擦係数が低い状態の支持部材３１１の様子を示した。摩擦係数が上昇すると、感光体ドラムの回転方向Ｃの下流方向に、支持部材３１１がより押し込まれるようにして変形してしまうため、当接圧が増大してしまう傾向にある。

これに対して、図７のように支持部材２１１が屈曲部２１１ｅを持つ構成では、ブレード部２１２と感光体ドラム２０１表面の摩擦係数が増大した場合でも、ブレード部２１２が撓みやすい構成になっている。

図９に感光体ドラム２０１とブレード部２１２との摩擦係数が上昇した際の、支持部材２１１が変形する様子を示した。摩擦係数が低いときの支持部材２１１を点線で示し、摩擦係数が上昇したときの支持部材２１１を実線で図９に示した。図９の実線で示したように、摩擦係数が上昇してＬ１部が押しもまれても、Ｌ２部が撓みやすい構成になっている。これは、屈曲部２１１ｅによって、Ｌ２部がＬ１部に対して交差する方向に曲げられているためである。即ち、Ｌ１部はブレード部２１２が感光体ドラム２０１から受けた力Ｆ１の向きに対する角度があまり大きくないため、Ｌ１部自体はあまり変形しない。しかし、Ｌ１部から力を受けたＬ２部は、Ｌ１部となす角度が図９では略直角の為、弾性変形しやすいことになる。また、ブレード部２１２は、Ｌ１部のみに設けられており、屈曲部２１１ｅにはかかってはいない。仮にブレード部２１２が屈曲部２１１ｅを覆っていると、Ｌ２部の弾性変形に影響を及ぼすことになるからである。

以上、説明した構成によって、感光体ドラム２０１とブレード部２１２との摩擦係数が上昇しても、クリーニング部材３１０の感光体ドラム２０１に対する当接圧の増大を抑制させることが可能になる。すなわち、このような構成のクリーニング部材３１０では、ブレード部２１２のめくれを抑制できることになる。

また一方で、実施例１でも記載したように、図９に示すようにクリーニング部材２１０が感光体ドラム２０１への当接圧を安定する構成として、ブレード支持部２１１ａの長手方向の両端側に第一の曲げ部２１１ｃ、２１１ｄが形成されている。これにより、金属薄板等の可撓性を有する支持部材２１１を用いた場合でも、支持部材２１１の長手方向の端部における変形を抑制できる。よって屈曲部２１１ｅを設けたブレード構成においても、Ｌ２部の可撓性を維持しつつＬ１部の剛性を高めることができるため、長手方向においてブレード部２１２の感光体ドラム２０１への当接状態を安定化させることが可能になる。

なお、本実施例の場合、Ｌ１部とＬ２部を屈曲部２１１ｅを介して接続した構成を用いて説明した。しかし、図１０に示すクリーニング部材４１０のように、支持部材４１１全体が湾曲形状（Ｒ形状）であってもよい。支持部材４１１は、ブレード支持部４１１ａと被固定部４１１ｂとの間に位置する曲げ頂点４１１ｅを有する。そして、曲げ頂点４１１ｅは、ブレード部４１２が感光体ドラム４０１に当接する当接部４１２ａと被固定部４１１ｂを結んだ線分Ｌ４に対して、感光体ドラム４０１の表面から外側に離れる側に位置する。また、ブレード支持部４１１ａの長手方向の両端側には、前述した実施例と同様に第一の曲げ部４１１ｃ、４１１ｄが設けられている。以上の構成を有することで、クリーニング部材３１０と同様の効果を奏することが可能である。

本実施例においても、同様に第１実施例で述べたような各種変形例が実施可能である。

（実施例３）
また、前述した本実施例のクリーニング部材は、カラー画像を形成可能な画像形成装置５００のクリーニング部材にも適用可能である。図１２は、カラータンデム方式の画像形成装置５００の一例を示す。複数個のプロセスカートリッジ５１７を有し、一旦第２の画像担持体である中間転写体である中間転写ベルト５１８に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン）プリンタである。

図１５において、無端状の中間転写ベルト５１８が、駆動ローラ５１８ａ、テンションローラ５１８ｂ及び２次転写対向ローラ５１８ｃに懸架され、図中矢印の方向に回転駆動される。プロセスカートリッジ５１７は、中間転写ベルト５１８に直列にイエロー５１７Ｙ、マゼンタ５１７Ｍ、シアン５１７Ｃ、ブラック５１７Ｋの順に４個配置されている。

カラータンデム方式の画像形成装置５００においては、実施例２で示した第二の曲げ部を有するクリーニング部材５１０を有するクリーニング装置（５１１Ｙ、５１１Ｍ、５１１Ｃ、５１１Ｋ）が４つある。したがって、感光体ドラム（５０１Ｙ、５０１Ｍ、５０１Ｃ、５０１Ｋ）を駆動する際に発生する駆動トルクが大きい。しかし、本実施例のクリーニング部材５１０を適用すれば、駆動トルクの低減効果が大きくなる。

また、図１２に示すとおり、実施例２で示した第二の曲げ部を有するクリーニング部材５１９ａを中間転写ベルト５１８に残留するトナー４をクリ―ニングする中間転写ベルトクリーナー５１９にも適用可能である。本発明形態では、中間転写ベルトクリーナー５１９に回収したトナーをスクリューによって、廃トナー回収容器（図示せず）に搬送する構成を採用している。

（実施例４）
また、本実施例は、記録媒体６０７を搬送し、感光体ドラム６０１上のトナー像を転写する搬送部材である転写・搬送ベルト６２１のクリーニング装置としても適用可能である。図１３は、転写・搬送ベルト６２１を有するカラータンデム方式の画像形成装置６００の一例を示す。図１３において、無端状の転写・搬送ベルト６２１が、駆動ローラ６２１ａ、テンションローラ６２１ｂ及び従動ローラ６２１Ｃによって懸架され、図中矢印の方向に回転駆動される。プロセスカートリッジ６１７は、転写・搬送ベルト６２１に直列にイエロー６１７Ｙ、マゼンタ６１７Ｍ、シアン６１７Ｃ、ブラック６１７Ｋの順に４個配置されている。記録媒体６０７は、転写・搬送ベルト６２１によって、搬送され、感光体ドラム（６０１Ｙ、６０１Ｍ、６０１Ｃ、６０１Ｋ）上に形成されたトナー像を転写ローラ（６０９Ｙ、６０９Ｍ、６０９Ｃ、６０９Ｋ）で順次転写される。感光体ドラム（６０１Ｙ、６０１Ｍ、６０１Ｃ、６０１Ｋ）上には、カブリトナーが存在し、記録媒体６０７間において、転写・搬送ベルト６２１の表面がそのカブリトナーによって汚される。このカブリトナーを転写・搬送ベルトクリーナー６２２によって、回収している。図１３に示すとおり、クリーナ６２２は実施例２で示した第二の曲げ部を有するクリーニング部材６２２ａが設けられている。

１ 感光体ドラム
８ クリーナ容器
１０ クリーニング部材
１１ 支持部材
１１ｃ、１１ｄ 第一の曲げ部
１１ｂ 被固定部
１１ａ ブレード支持部
１１ｅ 第二の曲げ部
１２ ブレード部

Claims (10)

1. 固定部に取り付けられる、被清掃体の表面から現像剤を除去するクリーニング部材において、
   前記被清掃体に当接するブレード部と、
   前記ブレード部を支持し、可撓性を有する支持部材であって、前記ブレード部が設けられたブレード支持部と、前記固定部に固定される被固定部と、前記ブレード支持部の長手方向において前記ブレード支持部の長手端部に設けられた第一の曲げ部と、を有する支持部材と、
   を有するクリーニング部材。
2. 前記ブレード部は、前記第一の曲げ部を覆って前記支持部材に設けられている請求項１に記載のクリーニング部材。
3. 前記第一の曲げ部は、前記ブレード支持部の長手方向において前記ブレード支持部の両端に設けられている請求項１又は２に記載のクリーニング部材。
4. 前記ブレード部は、前記被清掃体の移動方向に対してカウンター方向で前記被清掃体に当接する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクリーニング部材。
5. 前記ブレード支持部と前記被固定部との間に位置し、前記ブレード部が前記被清掃体に当接する当接部と前記被固定部を結んだ線分に対して、前記被清掃体の表面から外側に離れる側に位置する第二の曲げ部と、を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング部材。
6. 前記支持部材は、可撓性を有する湾曲形状であって、前記ブレード支持部と前記被固定部との間に位置し、前記ブレード部が前記被清掃体に当接する当接部と前記被固定部を結んだ線分に対して、前記被清掃体の表面から外側に離れる側に位置する曲げ頂点と、を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング部材。
7. 前記被固定部は前記当接部に対して、前記被清掃体の移動方向の下流に配置され、前記ブレード部は前記ブレード支持部のみで支持される支持部材と、を有する請求項５又は６に記載のクリーニング部材。
8. 前記支持部材は、金属の板ばねである請求項１乃至７のいずれか一項に記載のクリーニング部材。
9. 画像形成装置に用いられるクリーニング装置であって、枠体に設けられた前記固定部と、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のクリーニング部材と、前記被清掃体から除去した現像剤を収容する収容部と、を有するクリーニング装置。
10. 画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記被清掃体である感光体ドラムと、枠体に設けられた前記固定部と、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のクリーニング部材と、を有するプロセスカートリッジ。

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