JP2014182309A - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式のプリンターなどの画像形成装置におけるクリーニング装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device and an image forming apparatus in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer.
従来、電子写真方式によるプリンターの像担持体上の転写残トナー等をクリーニングする方法として、ブレードクリーニング方式がとられている。 Conventionally, a blade cleaning method has been used as a method for cleaning residual toner or the like on an image carrier of a printer by an electrophotographic method.
像担持体上の転写残トナー等を、ゴムブレードなどで掻き取るブレードクリーニング方式において、像担持体に対するクリーニングブレードの当接方法は、定変位方式、又は、定荷重方式が広く用いられている。 In a blade cleaning method for scraping off transfer residual toner or the like on an image carrier with a rubber blade or the like, a constant displacement method or a constant load method is widely used as a method of contacting the cleaning blade with the image carrier.
定変位方式は、像担持体に対するクリーニングブレードの当接が所定の状態になるように、クリーニングブレードの支持部を固定支持する方式である。定変位方式では、クリーニングブレードの形状やゴム硬度の固体ばらつき等における当接圧変化は、ゴムブレード部で緩和している。 The constant displacement method is a method in which the support portion of the cleaning blade is fixedly supported so that the cleaning blade comes into contact with the image carrier in a predetermined state. In the constant displacement method, the change in contact pressure due to variations in the shape of the cleaning blade and the solidity of the rubber hardness is alleviated at the rubber blade portion.
一方、定荷重方式は、像担持体に対するクリーニングブレードの当接圧が一定になるように、弾性体の力で加圧当接するものであり、クリーニングブレードの姿勢は変動可能な構成になっている。そのため、定荷重方式では、当接圧の変化が無く、定変位方式に比べて安定した当接が可能である。 On the other hand, the constant load method is a structure in which the pressure of the cleaning blade is pressed and contacted by the force of the elastic body so that the contact pressure of the cleaning blade to the image carrier is constant, and the posture of the cleaning blade is variable. . Therefore, in the constant load method, there is no change in contact pressure, and stable contact is possible compared to the constant displacement method.
更に、定荷重方式は、像担持体回転中の動的な状態においても、定変位方式に比べて安定した当接状態の維持が可能である。これは、クリーニングブレードの当接圧が、クリーニングブレードと像担持体との間で発生する摩擦力の影響を受けることによる。 Furthermore, the constant load method can maintain a stable contact state even in a dynamic state during rotation of the image carrier as compared with the constant displacement method. This is because the contact pressure of the cleaning blade is affected by the frictional force generated between the cleaning blade and the image carrier.
ここで、像担持体に対するクリーニングブレードの当接圧について図１７を用いて説明する。 Here, the contact pressure of the cleaning blade against the image carrier will be described with reference to FIG.
ブレードクリーニング手段５ａにおけるクリーニングブレード５ａ−１の像担持体１に対する当接圧は、図１７に示すように、静止時では、支持板金５ａ−２がクリーニングブレード５ａ−１を押す力Ｆｏのみである。しかし、像担持体１が矢印ａ方向に回転した時は、像担持体１とクリーニングブレード５ａ−１との間に摩擦力Ｆｔが発生する。この摩擦力の分力Ｆｔ−ａは当接方向の成分を持つため、定変位方式では、支持板５ａ−２からの加圧力に摩擦力の分力Ｆｔ−ａが加算され、摩擦力の大きさに応じて当接圧も変化する。
As shown in FIG. 17, the contact pressure of the
一方、定荷重方式では、バネにより当接圧は常に一定に保たれる。従って、定荷重方式は、像担持体の回転中でも、当接圧変化がなく安定である。 On the other hand, in the constant load method, the contact pressure is always kept constant by the spring. Therefore, the constant load method is stable with no change in contact pressure even during rotation of the image carrier.
しかしながら、定荷重方式では、当接圧を一定に保つため、ブレードクリーニング手段５ａの姿勢に自由度を持たせており、大きな摩擦力が発生した場合、その姿勢変化は定変位方式よりも大きくなる場合がある。このため、摩擦力の急な変化が起こった場合では、バネによる当接圧制御が間に合わず、一時的に、姿勢が大きく変化して、クリーニングブレード５ａ−１がめくれ易いなどの問題があった。
However, in the constant load method, the blade cleaning means 5a has a degree of freedom in order to keep the contact pressure constant. When a large frictional force is generated, the posture change becomes larger than that in the constant displacement method. There is a case. For this reason, when a sudden change in the frictional force occurs, there is a problem that the contact pressure control by the spring is not in time, the posture changes temporarily, and the
このような問題に対して、特許文献１においては、図１８に示すように、定荷重方式のブレードクリーニング手段５ａの姿勢制御構成として、バネ加圧５ｄと並列にダッシュポッド機構５ｅを設けることを提案している。
In order to deal with such a problem, in
この構成では、比較的緩やかな摩擦力の変化に対しては、従来のバネのみによる定荷重方式と同様な振る舞いをする一方で、急激な摩擦力の変化に対しては、ダッシュポッド機構５ｅによる運動緩和機能が働くことで、クリーニングブレード５ａ−１の急激な姿勢変形を抑えることが可能としている。
In this configuration, a relatively gradual change in frictional force behaves in the same manner as the conventional constant load method using only a spring, while a sudden change in frictional force is caused by the
しかしながら、特許文献１のような構成では、バネ加圧のみによる一般的な定荷重方式の構成に比べて、クリーニングブレード５ａ−１の使用後における、ブレード先端部の磨耗が大きいという問題があった。
However, the configuration as disclosed in
これは、特許文献１のような構成では、摩擦力の変化に対して、ダッシュポッド機構５ｅによる姿勢変形の抑制力が働くため、バネのみの定荷重方式に比べてクリーニングブレード５ａ−１への負荷が大きい。それによる負荷の蓄積により、クリーニングブレード５ａ−１が受けるダメージが大きくなったためと考えられる。従って、特許文献１のような構成では、一般的な定荷重方式のブレードクリーニング手段に比べて、クリーニングブレード５ａ−１の先端エッジが短期間の使用で消失しやすく、クリーニングブレード５ａ−１の寿命が短くなるという問題があった。
This is because, in the configuration as disclosed in
そこで、本発明の目的は、クリーニングブレードを用いて像担持体上の残トナーをクリーニングするクリーニング装置において、クリーニング性能と長寿命化とを両立するクリーニング装置を提供することである。また、このクリーニング装置を用いた画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a cleaning device that cleans residual toner on an image carrier using a cleaning blade and that achieves both cleaning performance and long life. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the cleaning device.
上記目的は本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は像担持体に当接するクリーニングブレード及び前記クリーニングブレードを支持する支持部材を備えたブレードクリーニング手段と、前記クリーニングブレードが当接する前記像担持体の長手方向に沿って回転する回転軸の回りに回転して前記クリーニングブレードを前記像担持体に当接加圧させる加圧機構と、を有するクリーニング装置において、前記加圧機構は、前記クリーニングブレードを前記像担持体に押圧する弾性体を備えた定荷重機構と、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの間の摩擦力が所定の値を超えた場合に前記加圧機構の回転運動を抑制する運動抑制機構と、を有することを特徴とするクリーニング装置である。 The above object is achieved by the cleaning device and the image forming apparatus according to the present invention. In summary, according to the first aspect of the present invention, there is provided a blade cleaning means provided with a cleaning blade that contacts the image carrier and a support member that supports the cleaning blade, and a longitudinal direction of the image carrier that contacts the cleaning blade. And a pressurizing mechanism for rotating the rotating blade around the rotating shaft to press the cleaning blade against the image carrier, wherein the pressurizing mechanism moves the cleaning blade to the image carrier. A constant load mechanism having an elastic body that presses against, and a motion suppression mechanism that suppresses the rotational motion of the pressure mechanism when the frictional force between the image carrier and the cleaning blade exceeds a predetermined value; And a cleaning device.
第２の本発明は像担持体と、クリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記クリーニング装置は、上記構成のクリーニング装置であることを特徴とする画像形成装置である。 A second aspect of the present invention is an image forming apparatus having an image carrier and a cleaning device, wherein the cleaning device is a cleaning device having the above-described configuration.
第３の本発明によると、像担持体と、クリーニング装置と、を有する画像形成装置において、前記像担持体の駆動トルクの測定手段を有し、前記測定手段における測定値に応じて、前記クリーニング装置が有する前記運動抑制機構の制御を行うことを特徴とし、上記構成のクリーニング装置を有する画像形成装置である。 According to a third aspect of the present invention, an image forming apparatus having an image carrier and a cleaning device has a drive torque measuring means for the image carrier, and the cleaning is performed according to the measurement value of the measurement means. The image forming apparatus includes the cleaning device configured as described above, wherein the motion suppressing mechanism of the device is controlled.
本発明によれば、クリーニング性能と長寿命化とを両立するクリーニング装置、及び、クリーニング装置を用いた画像形成装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a cleaning device that achieves both cleaning performance and longer life, and an image forming apparatus using the cleaning device.
以下、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置を図面に則して説明する。 Hereinafter, a cleaning device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施形態１
以下に本発明を適用した画像形成装置であるレーザープリンター１００の一実施形態についての説明を行う。
An embodiment of a
＜画像形成装置＞
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の一実施形態の概略構成断面図である。画像形成装置１００は、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザープリンターである。像担持体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、及び、クリーニング装置５からなる画像形成ユニットＳを複数有する。帯電装置２、露光装置３、現像装置４、クリーニング装置５は、像担持体１の周囲に配設されている。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an
本実施例では、画像形成ユニットＳは、イエロー、マゼンダ、ブルー、ブラックの各色を像担持体１上に像形成するための４体の画像形成ユニットＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫであり、各色のトナーを使用している点を除けば、４体とも同一の構成である。よって、特に必要がない場合には、各ユニットＳの色を考慮せず、代表して１つの画像形成ユニットＳについて概要を説明し、添え字のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省いて表記する。
In this embodiment, the image forming unit S is four image forming units SY, SM, SC, and SK for forming an image of yellow, magenta, blue, and black on the
画像形成装置１００は、更に、画像形成ユニットＳの像担持体１との当接位置に無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６ａを有する。像担持体１を有する各画像形成ユニットＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、中間転写ベルト６ａに概直線状に配設されている。また、各像担持体１上で形成されたトナー像を中間転写ベルト６ａ上に転写する一次転写部材６ｂを中間転写ベルト６ａを挟んで像担持体１の対向位置に有する。そして、転写材Ｐに中間転写ベルト６ａ上のトナー像を転写する二次転写装置６ｃと、転写材Ｐに転写された画像を定着するための定着装置７と、転写材Ｐを搬送する搬送ユニット８等を有する。
The
画像形成ユニットＳの像担持体１は、帯電装置２によって、表面を一様に帯電される。帯電された像担持体１は、露光装置３により、不図示のコンピューターや、画像読み取り装置などから送信された画像信号に従って、像担持体１の表面を露光し、静電潜像を形成する。像担持体１上の静電潜像は現像装置４によって、トナー像に現像される。
The surface of the
各画像形成ユニットＳで、像担持体１上に形成されたトナー像が、一次転写部材６ｂにより転写ユニット６の中間転写ベルト６ａ上に順次転写されることで、中間転写ベルト６ａ上には４色が重畳されたカラー像が形成される。そして、搬送ユニット８により転写ユニット６の二次転写装置６ｃの対向位置に搬送された紙等の転写材Ｐに、カラー像は転写される。更に、その後、転写材Ｐは定着装置７に送られて、カラー像が定着され、転写材Ｐ上への画像形成は完成する。
In each image forming unit S, the toner image formed on the
図２は画像形成ユニットＳの概略構成断面図である。 FIG. 2 is a schematic sectional view of the image forming unit S.
画像形成ユニットＳでの画像形成プロセスについて、更に詳しく以下に説明する。 The image forming process in the image forming unit S will be described in more detail below.
本実施例にて有機感光層を持つドラム状の感光体、即ち、感光ドラムである像担持体１における潜像形成は、帯電ローラー２ａを主構成体とした帯電装置２とレーザースキャナーを主構成体とした露光装置３により行われる。
In this embodiment, the latent image formation on the drum-shaped photosensitive member having an organic photosensitive layer, that is, the
感光ドラム１に押圧され、感光ドラム１の回転ａに従動する、導電性ゴムからなる帯電ローラー２ａに、−１２００Ｖの電圧が印加されることで、感光ドラム１上には−５００Ｖの電位が一様に形成される。次に、不図示の外部コンピューターからの画像情報に従い、レーザースキャナー３から、レーザー光Ｌを感光ドラム１上に照射する。レーザー光Ｌによる露光部が−１５０Ｖ、未露光部が−５００Ｖの電位となることで、感光ドラム１上に電位による潜像が形成される。
When a voltage of −1200 V is applied to the charging
現像装置４は、現像ローラー４ａ、規制ブレード４ｂ、供給ローラー４ｃ、及び、現像容器４ｄなどから形成され、現像容器４ｄ中には、負帯電極性の非磁性一成分トナーが収納されている。現像ローラー４ａの弾性層は導電性ゴムで形成され、また、供給ローラー４ｃの弾性層はスポンジにより形成される。
The developing
供給ローラー４ｃは、現像ローラー４ａに当接しながら、現像ローラー４ａの回転に対してカウンター方向ｃに回転しており、現像容器４ｄ中のトナーを搬送して、現像ローラー４ａ上に付着させトナー供給を行う。現像ローラー４ａ上に供給されたトナーは、現像ローラー４ａに押圧された金属板からなる規制ブレード４ｂにより規制され、均一なトナー薄層が現像ローラー４ａ上に形成される。なお、トナー薄層は、供給ローラー４ｃと現像ローラー４ａとの当接部４ａｃや、現像ローラー４ａと規制ブレード４ｂとの当接部４ａｂを通過する際の摩擦帯電により電荷付与され、ほとんどのトナーが負に帯電している。感光ドラム１との対向面において、感光ドラム１と同じ進行方向ｂで回転する現像ローラー４ａには、−３００Ｖの電圧が印加されており、現像ローラー４ａと感光ドラム１が当接する現像領域において、負に帯電したトナーは、潜像である−１５０Ｖの露光部でのみ現像し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。
The
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、既に述べたように中間転写ベルト６ａ上に転写される。感光ドラム１とほぼ等速で同方向に進む中間転写ベルト６ａは、高抵抗の樹脂シートからなり、感光ドラム１に対して＋１．５ＫＶの電圧が印加されており、負に帯電した感光ドラム１上のトナー像は、電界により中間転写ベルト６ａ上に転写される。
The toner image formed on the
なお、中間転写ベルト６ａ上にすべてのトナーを転写することは難しく、感光ドラム１上に残った転写残トナーを除去するために、クリーニング装置５が存在する。後で詳述するが、図３に示す様にクリーニング装置５は、転写残トナーを感光ドラム１上から掻き取るためのブレードクリーニング手段５ａ、掻き取ったトナーを捕集するためのスクイシート５ｂ、掻き取った廃トナーを収納する廃トナー容器５ｃなどから構成される。ブレードクリーニング手段５ａは、感光ドラム１の回転軸方向に沿って、感光ドラム１表面に均一に当接するクリーニングブレード５ａ−１、及び、このクリーニングブレード５ａ−１を支持する支持部材である支持板金５ａ−２から構成される。クリーニングブレード５ａ−１は、感光ドラム１に対して柔軟に当接し、且つ、十分なトナー掻き取り能力が得られるよう、ＪＩＳ−Ａ硬度７０度のポリウレタンゴムが用いられており、クリーニング性能やブレードめくれの観点等でバランスのとれた当接圧や当接角が得られるような設定がなされている。
Note that it is difficult to transfer all of the toner onto the
＜実施例及び比較例＞
以下に、本発明に係るクリーニング装置５の一実施例の詳細な構成と、これに対する比較例について述べる。
<Examples and Comparative Examples>
Below, the detailed structure of one Example of the
なお、これらの各構成における評価結果、及び、効果の説明は、各構成の説明の後、まとめて述べる。 Note that the evaluation results and effects of each of these components will be described together after the description of each component.
＜実施例１＞
図３は、本実施例のクリーニング装置５の概略構成断面図である。図３を参照して本実施例におけるブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０について説明する。
<Example 1>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
ブレードクリーニング手段５ａの支持部材である支持板金５ａ−２が、感光ドラム１の長手方向に延在する回転軸１Ａ（図２参照）と平行に配置された回転軸ｒを持ち、この回転軸ｒの回りに回転運動が可能になっている。
A
支持板金５ａ−２の一端面５ａ−２ａは、感光ドラム１に当接するクリーニングブレード５ａ−１に接続され、他端面５ａ−２ｂは、加圧機構５０を構成する定荷重機構５ｄと運動抑制機構５ｅとに接続されている。また、支持板金５ａ−２は、本実施例では、感光ドラム１側の一端面５ａ−２ａと、他端面５ａ−２ｂの間の２箇所で折り曲げられ、クリーニングブレード５ａ−１と接続されている面５ａ−２ａと、加圧機構５０と接続されている面５ａ−２ｂとを接続する面５ａ−２ｃを有する。面５ａ−２ａと面５ａ−２ｂは概直角の位置に配置されている。回転軸ｒは、面５ａ−２ｃに取り付けられた支持脚５ａ−２ｄに取り付けられている。
One
支持板金５ａ−２には、上述のように、ゴム材であるクリーニングブレード５ａ−１を感光ドラム１に押圧するための定荷重機構５ｄと、支持板金５ａ−２の急激な位置変化を抑制するための運動抑制機構５ｅとが、支持板金５ａ−２の一端面５ａ−２ｂとクリーニング装置５内に設けられた固定板５ｆとの間に並列に接続されている。即ち、定荷重機構５ｄは、金属のコイルバネ５ｄ−１により形成され、その一端５ｄ−１ａは、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂに、もう一方の他端５ｄ−１ｂは、クリーニング装置５内に設けられた固定板５ｆに連結されている。固定板５ｆは、クリーニング装置内の廃トナー容器５ｃの上部の支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂと対向した上板５ｃ−１に設けられている。感光ドラム１へのクリーニングブレード５ａ−１の当接圧は、クリーニングブレード５ａ−１、及び、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂと固定板５ｆとの距離に対するバネ５ｄ−１の強度により調整され、ブレード幅１ｃｍ当たり２０ｇｆに設定され、当接加圧されている。
As described above, the
一方、運動抑制機構５ｅは、主に、ダッシュポッド５ｅ−１とソレノイド５ｅ−２により構成される。ダッシュポッド５ｅ−１の一端５ｅ−１ａは支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂに、揺動自在に連結されている。もう一方５ｅ−１ｂは、ソレノイド５ｅ−２内に設置されている。また、ソレノイド５ｅ−２は固定板５ｆに固定されている。
On the other hand, the
クリーニング装置５には、変位センサー５ｇが、定荷重機構５ｄ付近の支持板金５ａ−２の外面である支持板金面５ａ−２ｂに対向して設置されている。図中ｓで示された支持板金５ａ−２上の支持板金面５ａ−２ｂに設けられた測定ポイントｓとの距離ｓ１が測定可能になっている。変位センサー５ｇにて測定された変位量に基づいて、不図示の制御手段によって、ソレノイド５ｅ−２が制御される。
In the
本実施例において、感光ドラム１とクリーニングブレード５ａ−１の間の摩擦力が増加すると、図４のように、支持板金５ａ−２の位置が変動する。この変位量は、摩擦力の大きさに対応したものであるため、この変動による変位量を変位センサー５ｇにより測定することで、摩擦力の変化を知ることが出来る。本実施例の構成では、レーザープリンター１００の出荷前に、あらかじめ、摩擦力と変位量の関係に関するテーブルを作成しておく。これをレーザープリンター１００内のメモリ（不図示）に記憶させ、この値を参照することで、変位センサー５ｇによる値から、摩擦力に相当する値を知ることができる。
In this embodiment, when the frictional force between the
本実施例では、ソレノイド５ｅ−２の動作が摩擦力の変化に対して制御手段によって制御可能なことを特徴としている。摩擦力の変化、つまり変位センサー５ｇによる変位量に対し、所定量変位したときに、伝動状態となるようにソレノイドの機能のオンオフが切り替わるように制御されている。つまり、ソレノイド５ｅ−２が、オンの状態では、ダッシュポッド５ｅ−１は、ソレノイド５ｅ−２内で固定され、支持板金５ａ−２と固定板５ｆとを連結する。その結果、加圧機構５０の定荷重機構５ｄと共にダッシュポッド５ｅ−１を有する運動抑制機構５ｅを働かせる。即ち、設定以上の摩擦力の変化による支持板金５ａ−２の変位に対し、ソレノイド５ｅ−２がオンとなることで、ダッシュポッド５ｅ−１の機能が働き、Ｅ１方向の働きを抑制する。これにより、加圧機構５０は、定荷重機構５ｄと運動抑制機構５ｅが並列に機能する。一方、ソレノイド５ｅ−２がオフの状態では、ソレノイド５ｅ−２によりダッシュポッド５ｅ−１が固定されていない。そのため、Ｅ１方向の動きはそのままソレノイド５ｅ−２内のダッシュポッド５ｅ−１のＥ２方向の動きとなる。その結果、ダッシュポッド５ｅ−１は固定板５ｆに対して力が働かないため機能せず、加圧機構５０は定荷重機構５ｄのみが機能する。本実施例では、感光ドラム１が停止状態で摩擦力が発生しない状態に対して、所定変位量として変位量（ΔＳ）が２．５ｍｍになった時にオン状態になるように設定されている。
The present embodiment is characterized in that the operation of the
従って、本実施例におけるブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、ブレードクリーニング手段５ａの姿勢が感光ドラム１の停止状態の時と大きく変化していない、摩擦力が低い状態では、定荷重機構５ｄのみが働く。一方、摩擦力が高くなり、ブレードクリーニング手段５ａの姿勢が大きく変化すると、定荷重機構５ｄに対して運動抑制機構５ｅも働く。
Therefore, the
なお、ソレノイド５ｅ−２のオンオフを切り替える閾値として設定した、前記変位量２．５ｍｍという値は、構成などにより最適値が異なるものであり、また、摩擦力の閾値自体も、ブレードクリーニング手段５ａの当接状態などにより最適値は異なる。このため、前記変位量の閾値は、本発明を適用するすべてレーザープリンター１００で限定されるものではない。
Note that the value of the displacement amount of 2.5 mm set as a threshold value for switching on / off of the solenoid 5e-2 differs depending on the configuration and the like, and the threshold value of the frictional force itself is also the value of the blade cleaning means 5a. The optimum value varies depending on the contact state. For this reason, the threshold value of the amount of displacement is not limited to all
＜実施例２＞
図５は、本発明の実施例２に係るクリーニング装置５の概略構成断面図である。
<Example 2>
FIG. 5 is a schematic sectional view of the
本実施例におけるブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０も、実施例１同様、ブレードクリーニング手段５ａの支持板金５ａ−２は回転軸ｒによって回転可能になっており、定荷重機構５ｄと運動抑制機構５ｅから形成される。定荷重機構５ｄは、実施例１同様、金属のコイルバネ５ｄ−１により構成され、その一端５ｄ−１ａは、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂに、もう一方の他端５ｄ−１ｂは、クリーニング装置５内に設けられた固定板５ｆに連結されている。
The
運動抑制機構５ｅは、固定板５ｆ上に設置された低反発弾性体である熱可塑性エラストマー５ｅ−３と、支持板金抑制部５ｅ−４から構成される。支持板金抑制部５ｅ−４は、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂより垂下して配置された板金５ａ−２ｅにて構成されている。板金５ａ−２ｅの熱可塑性エラストマー５ｅ−３における、固定板５ｆとの設置面５ｅ−３ａに対する対向面５ｅ−３ｂ側である支持抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａは、支持板金５ｅ−２の一部を断面「ｖ」状に曲げて形成される。
The
本実施例においては、熱可塑性エラストマー５ｅ−３と支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａとの空隙ｍは、感光ドラム１が未回転の静止状態において、２ｍｍの空隙を持つように初期状態で設定されている。
In this embodiment, the gap m between the
この距離ｍは、感光ドラム１を回転させた場合に、感光ドラム１とクリーニングブレード５ａ−１の摩擦力により、ブレードクリーニング手段５ａの姿勢が変化した場合でも、下記の状態では支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａと熱可塑性エラストマー５ｅ−３が接触しないような距離である。つまり、クリーニングブレード５ａ−１や感光ドラム１が使用初期の状態で摩擦力が低く安定した状態では、支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａと熱可塑性エラストマー５ｅ−３が接触しないような距離として設定されている。
This distance m is such that, when the
なお、感光ドラム１へのクリーニングブレード５ａ−１の当接圧は、クリーニングブレード５ａ−１、及び、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂと固定板５ｆとの距離に対するバネ５ｄ−１の強度により調整され、ブレード幅１ｃｍ当たり２０ｇｆに設定されている。この当接圧は熱可塑性エラストマー５ｅ−３と支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａが非接触の状態での当接圧である。
The contact pressure of the
本実施例でも実施例１同様、感光ドラム１とクリーニングブレード５ａ−１の間の摩擦力が増加すると、図６のように、支持板金５ａ−２の位置が変動し、空隙ｍが狭くなり、支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａと熱可塑性エラストマー５ｅ−３が圧接する。従って、運動抑制機構５ｅは、初期状態から、支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａが熱可塑性エラストマー５ｅ−３との当接方向へと２ｍｍ以上変動した時に機能する。運動抑制機構５ｅの運動抑制の力は支持板金５ａ−２の位置変動量に応じたものであるため、摩擦力が大きくなるほど大きくなる。
In this embodiment, as in the first embodiment, when the frictional force between the
本実施例におけるブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、空隙ｍが２ｍｍ未満のときは定荷重機構５ｄのみが働き、支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａが２ｍｍ以上変位したときは定荷重機構５ｄに対して運動抑制機構５ｅも同時に働くものである。つまり、摩擦力が大きくなるほど、運動抑制機構５ｅの抑制力が強く働く。
In the
なお、抑制力は、低反発弾性体５ｅ−３の特徴により、支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａと熱可塑性エラストマー５ｅ−３とが圧接しようとするとき、すなわち、摩擦力の急激な増加が起こった時のみ働くもので、摩擦力の急激な減少が起こった場合には機能しない。
The restraining force is determined when the
また、支持板金抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａと熱可塑性エラストマー５ｅ−３が圧接する条件に設定した、空隙ｍの量の２ｍｍという閾値は、実施例１同様、本発明を適用するすべてのレーザープリンターで採用されるものでなく、それぞれで最適な閾値に調整されてよい。
Moreover, the threshold value of 2 mm of the amount of the gap m set to the condition in which the
＜比較例１＞
図７は、比較例１のクリーニング装置５の概略構成断面図である。比較例１のクリーニングブレード５ａ−１の支持版金５ａ−２は、感光ドラム１に当接するクリーニングブレード５ａ−１に接続された面５ａ−２ａと、面５ａ−２ａと概直角に配置された面５ａ−２ｂと、面５ａ−２ａと面５ａ−２ｂを接続する面５ａ−２ｃを有する。面５ａ−２ａの対向面には面５ａ−２ｆを有し、面５ａ−２ｆは一端を面５ａ−２ｂと接続し、他端を廃トナー容器５ｃに接続している。このため、比較例１のクリーニング装置５は、ブレードクリーニング手段５ａの支持板金５ａ−２は位置固定になっており、所謂、定変位方式による定変位機構５１とされる。つまり、上記各実施例のクリーニング装置と異なり、ブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、備えていない。
<Comparative Example 1>
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the
＜比較例２＞
図８は、比較例２のクリーニング装置５の概略構成断面図である。比較例２の構成によるクリーニング装置５のブレードクリーニング手段５ａの支持板金５ａ−２は、実施例１同様、回転可能になっており、ブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、定荷重機構５ｄのみで構成される。定荷重機構５ｄは、実施例１同様、金属のコイルバネ５ｄ−１により形成され、その一端５ｄ−１ａは、支持板金５ａ−２の面５ｄ−２ｂに、もう一方の他端５ｄ−１ｂは、クリーニング装置５内に設けられた固定板５ｆに連結されている。
<Comparative example 2>
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the
＜比較例３＞
図１８は、上述した特許文献１に示される従来装置構成のものであり、比較例３のクリーニング装置５として説明する。比較例３の構成によるクリーニング装置５のブレードクリーニング手段５ａの支持板金５ａ−２は、実施例１同様、回転可能になっている。そして、ブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、定荷重機構５ｄと運動抑制機構５ｅとが並列に接続されている。定荷重機構５ｄは、実施例１同様、金属のコイルバネ５ｄ−１により形成され、その一端５ｄ−１ａは、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂに、もう一方の他端５ｄ−１ｂは、クリーニング装置５内に設けられた固定板５ｆに連結されている。
<Comparative Example 3>
FIG. 18 shows the configuration of the conventional apparatus shown in
また、運動抑制機構５ｅは、ダッシュポッド５ｅ−１により形成され、コイルバネ５ｄ−１同様、その一端５ｅ−１ａは、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂに、もう一方の他端５ｅ−１ｂは、クリーニング装置５内に設けられた固定板５ｆに揺動自在に連結されている。実施例１とは異なり、ダッシュポッド５ｅ−１の固定板５ｆ側の端部にはソレノイド５ｅ−２は無く、揺動自在に支持されている。
The
＜各実施例及び比較例における評価と考察＞
以下に、本発明の特徴である各実施例のクリーニング装置５における加圧機構５０の各構成と、各比較例における各構成が持つ課題と効果を述べる。なお、以下において、レーザープリンター１００における電子写真プロセスが安定した状態で、感光ドラム１とクリーニングブレード５ａ−１の摩擦係数があまり大きくならず比較的安定した状態を平常時と定義した。これに対して、レーザープリンター１００の使用量の増加に伴い、感光ドラム１の表面粗さの低下や、帯電プロセスにおける放電履歴の影響により、感光ドラム１表面の摩擦係数が上がるに伴い、変動も大きくなりやすい状態を高摩擦時として定義した。または、クリーニングブレード５ａ−１と感光ドラム１の当接部に介在し、すべり性を維持する介在粒子が減少するなどして、これらの間の摩擦係数が高く、それに伴い、変動も大きくなりやすい状態を高摩擦時として定義した。
<Evaluation and discussion in each example and comparative example>
Hereinafter, problems and effects of each configuration of the
各構成について、以下に説明するクリーニングシステムにおける課題とその評価結果のまとめを表１に示す。なお、表内における評価は、各課題に対する各実施例及び比較例を相対評価したものであり、異なる課題の間で比較できるものではない。評価として、◎及び○は良好なことを示し、△は○よりは劣るものの、使用条件次第では許容可能であるのに対して、×は使用上問題が発生することを示している。 Table 1 shows a summary of problems and evaluation results of the cleaning system described below for each configuration. In addition, evaluation in a table | surface evaluates each Example and comparative example with respect to each subject relatively, and cannot compare between different subjects. As evaluations, 及 び and ○ indicate good, while Δ is inferior to ○, but is acceptable depending on use conditions, while × indicates that a problem occurs in use.
＜平常時におけるクリーニングブレードの先端部摩耗＞
ブレードクリーニング手段５ａの寿命を決める主要な要因である、クリーニングブレード５ａ−１の先端部の摩耗の発生要因は、一時的に大きな負荷が加わることで一気に欠けが発生してしまうものと、定常的な負荷の連続により、少しずつ欠けが増えていくものの二つに大別される。後者は、感光ドラム１回転中におけるクリーニングブレード５ａ−１の当接圧自体が高いほど摩耗量も大きくなるが、加圧機構５０の構成によっては、感光ドラム１の回転起動時の負荷の影響が大きい場合もある。
<Wearing edge of cleaning blade in normal condition>
The main factor that determines the life of the blade cleaning means 5a, which is the cause of wear of the tip of the
図９に、感光ドラム１の回転起動時におけるクリーニングブレード５ａ−１の当接圧の時間変化を示す。なお、比較例１以外は、クリーニングブレード５−１ａと感光ドラム１間の摩擦が安定した状態では、クリーニングブレード５ａ−１の当接圧は同じになるように設定されている。一方、比較例１は、摩擦の状態により当接圧が変化するもので、クリーニング性能を維持する観点から、想定される最低の摩擦係数の状態で、他の構成と同程度の当接圧になるようにクリーニングブレード５ａ−１は位置設定されている。
FIG. 9 shows the change over time of the contact pressure of the
比較例１は、加圧機構５０を有しておらず定変位機構５１とされるため、図中Ｃで示すように、起動時の摩擦力の分力により当接圧が上昇する。これに対して、図中Ｄで示した比較例２は、加圧機構５０としてバネ５ｄ−１による定荷重機構５ｄを有しており、起動時の摩擦力の分力により、当接圧が上昇しようとすることをすぐに緩和し、当接圧の大きな変動は起こらない。
Since the comparative example 1 does not have the
一方、図中Ｅで示した比較例３は、定荷重機構５ｄと並列に、運動抑制機構５ｅであるダッシュポッド５ｅ−１が設けてあるため、起動時のような急激な当接圧変化の力に対しては、運動抑制機構５ｅが働き、比較例１の定変位機構５１のような挙動を示す。時間経過につれて、比較例２と同等の当接圧になるように設定されているため、起動時の当接圧は非常に高くなる。このため、比較例２に比べて、クリーニングブレード５ａ−１のダメージは大きくなる。
On the other hand, since the
これに対して、図中Ａで示した実施例１、及び、図中Ｂで示した実施例２における加圧機構５０の挙動は、定荷重機構５ｄのみが働くため、比較例２と同様、クリーニングブレード５ａ−１に対する大きな負荷は発生しない。
On the other hand, the behavior of the
なお、比較例１では、起動時の負荷自体は、比較例２のような大きなものではないが、定常状態での当接圧自体が高くなる場合が多いため、比較例２、及び、実施例１、２に比べ、クリーニングブレード５ａ−１のダメージが大きい場合が多い。
In Comparative Example 1, the load at the start is not large as in Comparative Example 2, but the contact pressure itself in a steady state often increases, so Comparative Example 2 and Example In many cases, the damage of the
このため、クリーニングブレード５ａ−１の先端部摩耗のレベルは、実施例１、実施例２、及び、比較例２は同等に良好で○と評価したのに対して、比較例１、及び、比較例３は、これらに比べて悪く×と評価した。
For this reason, the level of wear at the tip of the
＜高摩擦時継続によるクリーニングブレードの先端部摩耗＞
既に述べたように、クリーニングブレード５ａ−１の先端部摩耗は、当接圧が高い状態が継続的に続くと大きくなる。
<Abrasion of cleaning blade tip due to continued high friction>
As already described, the wear at the tip of the
摩擦力の時間変動が少なく安定した状態における、クリーニングブレード５ａ−１と感光ドラム１間の摩擦力と、その時のクリーニングブレード５ａ−１の当接圧の関係を図１０に示す。使用状態により摩擦力は変動するが、現実的には一定の値以下になることはなく、図中Ｒに示す領域で変動する。
FIG. 10 shows the relationship between the frictional force between the
図中Ａで示した実施例１、及び、図中Ｄで示した比較例２と、図中Ｅで示した比較例３における当接圧は、加圧機構５０の定荷重機構５ｄにより決まるため、摩擦力の値に関わらず常に一定である。一方、図中Ｃで示した比較例１では、摩擦力と共に当接圧は上昇し、特に、高摩擦領域で加速度的に当接圧は上昇する。また、図中Ｂで示した実施例２は、低摩擦時には定荷重機構５ｄのみが機能するため摩擦力に関わらず当接圧は一定であるが、高摩擦時になると、熱可塑性エラストマー５ｅ−３の圧縮に対する反発力が発生するため、摩擦力の増加につれて当接圧の増加が起こる。
The contact pressure in Example 1 shown by A in the drawing, Comparative Example 2 shown by D in the drawing, and Comparative Example 3 shown by E in the drawing is determined by the
従って、高摩擦時継続におけるクリーニングブレード５ａ−１の先端摩耗の大きさは、
比較例１＞＞実施例２＞実施例１、比較例２、比較例３
となり、実施例１、及び、比較例２、比較例３の評価を◎、実施例２の評価を○、比較例１の評価を×とした。
Therefore, the magnitude of wear at the tip of the
Comparative Example 1 >> Example 2> Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3
Thus, Example 1 and Comparative Examples 2 and 3 were evaluated as ◎, Example 2 was evaluated as ○, and Comparative Example 1 was evaluated as ×.
＜高摩擦時継続によるクリーニングブレードめくれ＞
レーザープリンター１００の使用量の増加に伴い、感光ドラム１表面の摩擦係数が高くなる。また、低印字率画像を連続して印刷し続けることで、クリーニングブレード５ａ−１と感光ドラム１間の介在粒子が減少するなどして、高摩擦状態が継続すると、摩擦熱によりクリーニングブレード５ａ−１のめくれが発生しやすくなる。この現象の起こりやすさは、摩擦力の大きさで決まるため、前述のクリーニングブレード先端部摩耗と同じく、
比較例１＞＞実施例２＞実施例１、比較例２、比較例３
となり、実施例１、及び、比較例２、比較例３の評価を◎、実施例２の評価を○、比較例１の評価を×とした。
<Cleaning blade turning by continuous high friction>
As the usage amount of the
Comparative Example 1 >> Example 2> Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3
Thus, Example 1 and Comparative Examples 2 and 3 were evaluated as ◎, Example 2 was evaluated as ○, and Comparative Example 1 was evaluated as ×.
＜高摩擦時の急な摩擦力変動によるクリーニングブレードめくれ＞
前項で述べたような高摩擦状態になると、摩擦状態が不安定になり、急な摩擦力変化が起こりやすくなる。
<Cleaning blade turning due to sudden fluctuation of friction force at high friction>
When the high friction state as described in the previous section is reached, the friction state becomes unstable and a sudden change in frictional force is likely to occur.
その際、比較例１や比較例３の構成に比べて、比較例２では、クリーニングブレード５ａ−１が大きな姿勢変形を起こしやすく、クリーニングブレード５ａ−１のめくれが発生しやすい。一方、実施例１、２の構成では、高摩擦時、運動抑制機構が働くため、比較例３同様、クリーニングブレード５ａ−１の姿勢変形が起こりにくく、クリーニングブレード５ａ−１のめくれは発生しにくい。
At that time, compared to the configurations of Comparative Example 1 and Comparative Example 3, in Comparative Example 2, the
なお、比較例１は図１０で示したように、高摩擦時に当接圧自体が高くなるため、クリーニングブレード５ａ−１と感光ドラム１間の摩擦力自体も大きくなりやすく、そのため、比較例３、及び、実施例１、２などよりは、クリーニングブレード５ａ−１のめくれが発生しやすい。
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 10, the contact pressure itself increases at the time of high friction, so the frictional force itself between the
また、実施例２も同様な理由で、比較例３や実施例１に比べるとややめくれが発生しやすい。このため、実施例１及び比較例３の評価を◎、実施例２の評価を○、比較例１の評価を△としたのに対して、比較例２の評価を×とした。 Further, for the same reason as in Example 2, turning over is likely to occur compared to Comparative Example 3 and Example 1. For this reason, evaluation of Example 1 and Comparative Example 3 was evaluated as ◎, evaluation of Example 2 was evaluated as ○, evaluation of Comparative Example 1 was evaluated as △, and evaluation of Comparative Example 2 was evaluated as ×.
＜高摩擦時の振動／鳴き＞
高摩擦時、クリーニングブレード５ａ−１がスティックスリップにより振動し、音鳴き等の問題が発生する場合がある。振動は、小さい振幅の急な摩擦力変動であるため、この問題の発生の起こりやすさは、前述のクリーニングブレードめくれと同様、比較例２が、他の構成より劣る。また、摩擦力自体が高いほど、スティックスリップも起こりやすくなるため、この点でも前記のクリーニングブレードめくれの結果と同様になる。従って、実施例１及び比較例３の評価を◎、実施例２の評価を○、比較例１の評価を△としたのに対して、比較例２の評価を×とした。
<Vibration / squeal at high friction>
When the friction is high, the
＜平常時における帯電部材のトナー汚染＞
ブレードクリーニング手段５ａのクリーニング能力は、一般的には、トナーのすり抜け等で画像上評価できるが、画像上認識できないレベルの量のトナーがすり抜けた場合でも、それらのトナーが汚れとして蓄積され、画像不良を発生させる場合がある。例えば、本発明の実施例で用いた帯電ローラー２ａのような接触帯電部材では、トナーや外添剤等の高抵抗物質が表面に付着、堆積することで、付着した部分の抵抗が高くなり、帯電電位ムラが発生する場合がある。
<Toner contamination of charging member under normal conditions>
The cleaning ability of the blade cleaning means 5a can generally be evaluated on the image by passing through the toner or the like. However, even when an amount of toner that cannot be recognized on the image slips through, the toner is accumulated as dirt, It may cause defects. For example, in a contact charging member such as the charging
クリーニング装置５の加圧機構５０の違いによる、クリーニング性能の差を説明するものとして、図１１に、感光ドラム１回転停止時におけるクリーニングブレード５ａ−１の当接圧変化を示す。
FIG. 11 shows a change in the contact pressure of the
図に示すように、感光ドラム１の回転が停止する際、起動時とは逆に、摩擦力の分力による当接圧が減少するため、図中Ｃで示した比較例１のような定変位機構５１では、当接圧が低下する。このため、感光ドラム１の回転が、減速から停止する僅かの間ではあるが、クリーニング能力が低下し、横スジ状にトナーがすり抜けやすくなる。このトナーは、感光ドラム１の再回転で、帯電ローラー２に付着し、これが繰り返されることで堆積する。
As shown in the drawing, when the rotation of the
また、図中Ｅで示した比較例３では、停止時においても運動抑制機構５ｅが機能するため、比較例１の定変位機構５１と同様の挙動を示し、比較例１同様の問題が発生する。これに対して、実施例１、２、及び、比較例２は、定荷重機構５ｄとして機能しているため、図中Ａ、Ｂ、及び、Ｄに示したように、停止時においても当接圧の低下はほとんどなく、帯電部材２のトナー汚染は発生しない。
Moreover, in the comparative example 3 shown by E in the figure, since the
このため、帯電部材２のトナー汚染のレベルは、実施例１、実施例２、及び、比較例２は同等に良好で○と評価したのに対して、比較例１及び比較例３は、これらに比べて悪く×と評価した。
For this reason, the level of toner contamination of the charging
＜高摩擦時における停止時横スジ＞
前述のトナーすり抜けは、高摩擦時では、トナー横スジとして直接画像上に発生する場合がある。高摩擦時での、感光ドラム１回転停止時におけるクリーニングブレード５ａ−１の当接圧変化を図１２に示す。
<Horizontal streaks when stopped at high friction>
The above-mentioned toner slipping may occur directly on the image as a toner horizontal streak at the time of high friction. FIG. 12 shows a change in the contact pressure of the
図中Ｃで示した比較例１では、高摩擦時において、停止前の当接圧が平常時より高いが、減速して停止する際の当接圧自体は、平常時とほぼ同等であるため、トナーすり抜けも平常時とほぼ同じレベルである。 In Comparative Example 1 indicated by C in the figure, the contact pressure before stopping is higher than normal at the time of high friction, but the contact pressure itself when decelerating and stopping is almost the same as normal. In addition, toner slip-through is almost at the same level as normal.
これに対して、図中Ｅで示した比較例３では、比較例１同様、摩擦力の分力が大きくなっているため、停止の際の当接圧低下量は大きくなるが、停止前の当接圧が平常時と同じであるため、停止の際の当接圧はより低くなり、クリーニング性能が低下する。このため、トナーすり抜け量も多くなり、画像上に横スジが発生しやすい。 On the other hand, in Comparative Example 3 indicated by E in the figure, as in Comparative Example 1, since the component force of the frictional force is large, the amount of decrease in contact pressure at the time of stopping increases, but before the stopping, Since the contact pressure is the same as in normal times, the contact pressure at the time of stopping is lower, and the cleaning performance is deteriorated. For this reason, the toner slip-through amount increases, and horizontal stripes are likely to occur on the image.
一方、実施例１の加圧機構５０は、高摩擦時、比較例３と同様の機構になるため、感光ドラム１の停止の際の減速直後は、図中Ａに示すように、図中Ｅと同様の当接圧低下の挙動を示す。しかしながら、当接圧が低下すると、ソレノイド５ｅ−２によるダッシュポッド５ｅ−１の固定が解除されるため、加圧機構５０は定荷重機構５ｄのみになり、その後は当接圧低下が進行せず、比較例３のような当接圧の低下は起こらない。
On the other hand, since the
なお、比較例２では、図中Ｄで示したように、起動時同様、当接圧変化は小さく、また、図中Ｂで示した実施例２でも、当接圧の急な低下に対しては、運動抑制機構５ｅは機能しないため当接圧変化は小さく、いずれも、停止の際の横スジは発生しない。
In Comparative Example 2, as indicated by D in the figure, the change in contact pressure is small as in the start-up, and also in Example 2 indicated by B in the figure, the abrupt decrease in contact pressure is observed. Since the
このため、停止時横スジのレベルは、実施例２及び比較例２は同等に良好で○と評価したのに対して、これらに比べてややレベルが劣る実施例１及び比較例１は、△と評価し、さらにレベルの悪い比較例３は×とした。 For this reason, the horizontal streak level at the time of stop was evaluated as good and good in Example 2 and Comparative Example 2, whereas in Example 1 and Comparative Example 1 in which the level is slightly inferior to these, Δ And Comparative Example 3 having a lower level was marked with x.
以上述べたように、比較例１〜３のクリーニング装置５では、これまで述べたような課題のすべてを解決することは難しいが、実施例１及び実施例２の加圧機構５０を備えたクリーニング装置５では、すべての課題を同時に解決することが可能である。
As described above, in the
＜低反発弾性体の粘弾性特性＞
弾性体の物性について、受けた力に対する反発弾性の時間変化として、緩和弾性率の時間変化を図１３に示す。実線Ｘは、実施例２で低反発弾性体として使用した熱可塑性エラストマー５ｅ−３で、点線Ｙはクリーニングブレード５ａ−１に用いたウレタンゴムの測定データである。低反発弾性体の粘弾性特性は、弾性に比べて粘性が大きいため、図１３に示したように、応力緩和時間が長い。
<Viscoelastic properties of low resilience>
With respect to the physical properties of the elastic body, the time change of the relaxation elastic modulus is shown in FIG. 13 as the time change of the resilience against the received force. The solid line X is the
弾性体の動的粘弾性の粘弾性特性は、弾性を示す貯蔵弾性率Ｅ´と粘性を示す損失弾性率Ｅ´´の比である損失正接ｔａｎδ＝損失弾性率Ｅ´´／貯蔵弾性率Ｅ´示すことができ、低反発弾性体は損失正接ｔａｎδが大きい。ブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、実施例１では、弾性特性としてのバネ５ｄ−１と粘性特性としてのダッシュポッド５ｅ−１から構成されるが、ブレードクリーニング手段５ａの加圧は、ブレードクリーニング手段５ａのクリーニングブレード５ａ−１も寄与するため、正しくは、ゴムの粘弾性特性の貯蔵粘弾性Ｅ´と損失弾性率Ｅ´´も考慮する必要がある。ただし、実施例１の構成では、ブレードクリーニング手段５ａのクリーニングブレード５ａ−１の粘弾性特性に比べ、バネ５ｄ−１、及び、ダッシュポッド５ｅ−１の粘弾性特性の値のほうが圧倒的に大きいため、ほとんど考慮する必要はない。
The viscoelastic property of the dynamic viscoelasticity of the elastic body is as follows: loss tangent tanδ = loss elastic modulus E ″ / storage elastic modulus E, which is a ratio of storage elastic modulus E ′ indicating elasticity and loss elastic modulus E ″ indicating viscosity. ′, The low-rebound elastic body has a large loss tangent tan δ. In the first embodiment, the
一方、実施例２では、ダッシュポッド５ｅ−１の代わりに低反発弾性体５ｅ−３を用いるため、運動抑制機構５ｅの弾性力も考慮する必要がある。実施例１で使用したウレタンゴムの損失正接が１×１０6（２５℃）であるのに対して、実施例２で使用した熱可塑性エラストマーの損失正接は０．３（２５℃）と非常に小さいため、急激な力の変化に対して十分な運動抑制の役割が果たせる。
On the other hand, in Example 2, since the low repulsion
しかし、例えば、加圧機構５０で用いる低反発弾性体５ｅ−３よりも、ブレードクリーニング手段５ａのクリーニングブレード５ａ−１の緩和弾性率の緩和時間が長い場合は、低反発弾性体５ｅ−３は、運動抑制機構５ｅとしての機能が果たせない。従って、実施例２で使用する低反発弾性体５ｅ−３の損失正接ｔａｎδは、少なくとも、ブレードクリーニング手段５ａのクリーニングブレード５ａ−１より小さい必要がある。
However, for example, when the relaxation time of the relaxation elastic modulus of the
＜実施例３＞
図１４は、実施例３のクリーニング装置５を備えた画像形成装置１００における画像形成ユニットＳの一部分の概略構成断面図である。
<Example 3>
FIG. 14 is a schematic sectional view of a part of an image forming unit S in the
本実施例におけるクリーニング装置５の構成は、基本的に、実施例１の構成から変位センサー５ｇを除いたものである。実施例１が変位センサー５ｇからの信号により、ソレノイド５ｅ−２を制御したのに対して、本実施例では、画像形成装置１００に感光ドラム１の駆動トルクを検知する為、トルク検知装置Ｔが設けられている。このトルク検知装置Ｔから得られた測定値であるトルク値を、感光ドラム１とクリーニングブレード５ａ−１の間の摩擦力として認識し、ソレノイド５ｅ−２のオンオフが制御可能になっている。
The configuration of the
本実施例では、トルク検知装置Ｔの値が所定の値以上になった時に、ソレノイド５ｅ−２がオンの状態になるように設定されている。詳しくは、感光ドラム１、クリーニングブレード５ａ−１等が初期状態の時における感光ドラム１の回転トルクをあらかじめ読み取り、これをデフォルト値αとして記憶し、この値に対して３ｋｇｆ・ｃｍ以上大きくなった時に、ソレノイド５ｅ−２がオンになるように設定してある。従って、本実施例におけるブレードクリーニング手段５ａの加圧機構５０は、感光ドラム１の回転トルクが（α＋３）ｋｇｆ・ｃｍ未満のときは、定荷重機構５ｄのみが働き、（α＋３）ｋｇｆ・ｃｍ以上のときは、定荷重機構５ｄに対して運動抑制機構５ｅも働く。
In this embodiment, the
なお、ソレノイド５ｅ−２のオンオフを切り替える閾値として設定した、３ｋｇｆ・ｃｍという回転トルクの値は、摩擦力を回転トルク値に変換する過程において、測定系などにより変化する値である。また、閾値となる摩擦力自体も、クリーニングブレード５ａ−１の当接状態などにより最適値は異なる。このため、上記回転トルクの閾値は、本発明を適用するすべての画像形成装置で採用されるものでない。
Note that the value of the rotational torque of 3 kgf · cm set as a threshold value for switching on / off the
尚、本実施例における発明の効果は、基本的に実施例１と同様であるため、表１に示したような各課題における評価結果は、実施例１と同じである。 In addition, since the effect of the invention in the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, the evaluation results for each problem as shown in Table 1 are the same as those of the first embodiment.
＜実施例４＞
図１５は、実施例４に係るクリーニング装置５の概略構成断面図である。
<Example 4>
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the
本実施例にて運動抑制機構５ｅは、熱可塑性エラストマー５ｅ−３を用いているが、実施例２と異なるのは、図に示すように熱可塑性エラストマーを片持ちのブレード形状５ｅ−３にして、平常時から、支持抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａに当接させている点である。支持抑制部５ｅ−４は、支持板金５ａ−２の面５ａ−２ｂより垂下して配置された板金５ａ−２ｅにて構成される。
In this embodiment, the
片持ちのブレード形状の熱可塑性エラストマー５ｅ−３は、一端５ｅ−３ｂを固定板５ｆ上のクリーニングブレード５ａ−１側に配置された運動抑制ブレード担持部５ｅ−５に固定されている。自由端である、もう一端５ｅ−３ａをクリーニングブレード５ａ−１の板金５ａ−２ｅの一部を断面「ｖ」状に曲げた支持抑制部５ｅ−４の先端５ｅ−４ａに当接している。
The cantilevered blade-shaped
図１６は、支持抑制部材５ｅ−４の位置変動に対する、熱可塑性エラストマー５ｅ−３と支持抑制部材５ｅ−４の先端５ｅ−４ａとの間の圧力の関係を示すものであり、図中のＪが本実施例における値、Ｋが実施例２における値である。
FIG. 16 shows the relationship of the pressure between the
本実施例では、熱可塑性エラストマー５ｅ−３を片持ちのブレード形状とすることで、図１６中に示したように、実施例２の場合に比べて、支持抑制部材５ｅ−４の先端５ｅ−４ａの変位量に対する圧力変化率を低く抑えることが出来る。
In the present embodiment, the
実施例２のような構成では、変位量に対して、圧力が敏感に変動しすぎる場合があり、この場合、支持抑制部材５ｅ−４の先端５ｅ−４ａと熱可塑性エラストマー５ｅ−３との位置精度が要求される。この位置精度の要求を緩和するためには、支持板金５ａ−２の回転軸ｒから、図５中ｍで示した空隙部までの距離（Ｌｍ）（図５参照）を大きくすればよいが、クリーニング装置５が大きくなるという問題が起こる。本実施例では、このような問題を抑えることが出来る。
In the configuration as in the second embodiment, the pressure may fluctuate too sensitively with respect to the displacement, and in this case, the positions of the
なお、支持抑制部材５ｅ−４の先端５ｅ−４ａの変位量が小さい領域では、片持ちのブレード形状にしたことで、変位量に対する圧力の増加率を抑え、また、圧力値自体も小さくできるため、クリーニングブレード５ａ−１の当接圧への寄与は小さく抑えられる。これに対して、変位量が大きくなると、ブレード形状の曲げが大きくなり、圧力の急激に上昇によって、熱可塑性エラストマー５ｅ−３による運動抑制力は高まる。
In the region where the displacement amount of the
尚、本実施例における発明の効果は、基本的に実施例２と同様であるため、表１に示したような各課題における評価結果は、実施例２と同じである。 In addition, since the effect of the invention in the present embodiment is basically the same as that in the second embodiment, the evaluation results for each problem as shown in Table 1 are the same as those in the second embodiment.
１ 感光ドラム（像担持体）
５ クリーニング装置
５ａ ブレードクリーニング手段
５ａ−１ ゴム材（クリーニングブレード）
５ａ−２ 支持板金（支持部材）
５ｃ 廃トナー容器
５ｄ 定荷重機構
５ｅ 運動抑制機構
５ｅ−１ ダッシュポッド
５ｅ−２ ソレノイド
５ｅ−３ 熱可塑性エラストマー（低反発弾性体）
５ｅ−４ 支持板金抑制部
５ｇ 変位センサー（検知手段）
５０ 加圧機構
Ｔ トルク検知装置（測定手段）
1 Photosensitive drum (image carrier)
5
5a-2 Support sheet metal (support member)
5c
5e-4 Support sheet
50 Pressurizing mechanism T Torque detection device (measuring means)
Claims (8)
前記クリーニングブレードが当接する前記像担持体の長手方向に沿って回転する回転軸の回りに回転して前記クリーニングブレードを前記像担持体に当接加圧させる加圧機構と、
を有するクリーニング装置において、
前記加圧機構は、
前記クリーニングブレードを前記像担持体に押圧する弾性体を備えた定荷重機構と、
前記像担持体と前記クリーニングブレードとの間の摩擦力が所定の値を超えた場合に前記加圧機構の回転運動を抑制する運動抑制機構と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。 A blade cleaning means comprising a cleaning blade in contact with the image carrier and a support member for supporting the cleaning blade;
A pressurizing mechanism that rotates around a rotation axis that rotates along a longitudinal direction of the image carrier on which the cleaning blade abuts and presses the cleaning blade against the image carrier;
In a cleaning device having
The pressure mechanism is
A constant load mechanism comprising an elastic body that presses the cleaning blade against the image carrier;
A motion suppression mechanism that suppresses the rotational motion of the pressurizing mechanism when the frictional force between the image carrier and the cleaning blade exceeds a predetermined value;
A cleaning device comprising:
前記ソレノイドがオンの状態では、ダッシュポッドの機能が働き、前記ソレノイドがオフの状態ではダッシュポッドの機能が働かないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のクリーニング装置。 The movement suppression mechanism has a dash pod and a solenoid,
The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the dash pod function operates when the solenoid is on, and the dash pod function does not operate when the solenoid is off.
前記低反発弾性体は、前記クリーニングブレードの支持部材の一部に当接し、
前記クリーニングブレードの支持部材の位置変動により、前記低反発弾性体が押圧された際の反発力にて前記加圧機構の回転運動を抑制す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。 The movement suppression mechanism has a low rebound elastic body,
The low resilience elastic body is in contact with a part of a support member of the cleaning blade;
The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the rotational movement of the pressurizing mechanism is suppressed by a repulsive force when the low-rebound elastic body is pressed due to a position variation of a support member of the cleaning blade.
もう一端は、位置変動する前記クリーニングブレードの支持部材により押圧される片持ちのブレード形状であることを特徴とする請求項５又は６に記載のクリーニング装置。 One end of the low resilience elastic body is fixed to the movement restraining blade carrier on the opposite surface of the support member of the cleaning blade in the cleaning device,
The cleaning apparatus according to claim 5 or 6, wherein the other end has a cantilever blade shape pressed by a support member of the cleaning blade whose position varies.
クリーニング装置と、
を有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、請求項１〜７のいずれかの項に記載のクリーニング装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A cleaning device;
In an image forming apparatus having
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cleaning device is the cleaning device according to claim 1.
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