JP3715787B2 - クリーニング装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置は、帯電器によって一様に帯電された像担持体に選択的な露光をして潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤で顕像化するとともに該現像剤による像を記録媒体に転写して画像記録を行う。そして転写後に像担持体に残留した現像剤はクリーニングブレードで除去するとともにクリーニング容器内に現像剤を貯留し表面がきれいな像担持体によって次の現像を行うようにしている。
【０００３】
近年では前記像担持体、帯電器、現像器、クリーニング部、廃現像剤ボックス等を一体構造にまとめてカートリッジ化することにより、ユーザーが前記カートリッジを装置本体に装填することによって、現像剤の像担持体の部品交換可能としメインテナンスを容易にしたものが実用化されている。さらに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器を独立なユニットとし、現像カートリッジと画像形成プロセスの像担持体、帯電器、クリーニング部を一体としたドラムカートリッジに分け、プロセスカートリッジと同様に装置本体の装着とメインテナンスを容易にし、尚かつそれぞれ主要部品の寿命に即した使い方がされるようになってきている。このドラム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現像剤は像担持体の寿命に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、ドラムカートリッジ交換時に取り除かれる。
【０００４】
ここでクリーニング部には、像担持体に対し所定の進入量をもって当接し、廃現像剤を除去する、板金の支持部とゴム等の弾性部材で形成された当接部を有するブレード部材が一般的に用いられている。このときこの進入量が不適切であるとクリーニング不良を起こしたりブレードがめくれたりするため、前記進入量は高精度に保つ必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、環境変化や機内の昇温等により温度が変動すると、特に筐体が樹脂部材で形成されている場合、筐体の温度変化による伸縮により、前述した進入量が変動してしまうという不具合が生じる場合があった。また筐体（樹脂）とブレード部材（板金）との線膨張率の差により、同様の変動が生じる場合があった。またたとえば像担持体に当接する他の部材（たとえば現像スリーブ、転写ローラ等）の外力により、容器筐体が微小変形（たとえばねじれなど）し、同様の変動が生じる場合があった。
【０００６】
これらの変動を押さえるため、従来は筐体に使用される材料を変更したり、筐体の肉厚を増やすあるいはリブを追加する等により剛性を高める手法が取られていた。
【０００７】
一方、近年ではより高精細な画像を得るために現像剤であるトナーの粒径が微細化する方向にあり、このトナーのクリーニング性を維持するために、上記進入量の変動をこれまで以上に小さくする必要が生じてきた。このような状況の中では、筐体自身の剛性を高めるのみでは、進入量の変動をこの微細化したトナーでのクリーニング条件に押え込むことが困難となってきていた。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、クリーニング部材の筐体への取り付け条件を、温度変化や物理的な外力による変動をより最小限に押さえることにより、これまで以上に高精度に維持することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のクリーニング装置は、画像形成装置に用いられるクリーニング装置であって、容器と、像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記像担持体と接触する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持する支持部と、を有するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を前記容器に取り付けるために、前記容器に設けられた取り付け部であって、前記支持部が固定された取り付け部と、前記支持部との間に前記取り付け部を挟むように、前記取り付け部の裏面に固定された補強部材と、を有し、前記補強部材の長手方向における長さは、前記支持部の長手方向における長さと同等、または、前記支持部の長手方向における長さよりも長く、そして、前記補強部材は、前記長手方向において前記支持部が前記取り付け部に取り付けられた取り付け位置と同じ位置、または、前記取り付け位置よりも外側で前記取り付け部の裏面に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、容器と、像担持体と、前記像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記像担持体と接触する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持する支持部と、を有するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を前記容器に取り付けるために、前記容器に設けられた取り付け部であって、前記支持部が固定された取り付け部と、前記支持部との間に前記取り付け部を挟むように、前記取り付け部の裏面に固定された補強部材と、を有し、前記補強部材の長手方向における長さは、前記支持部の長手方向における長さと同等、または、前記支持部の長手方向における長さよりも長く、そして、前記補強部材は、前記長手方向において前記支持部が前記取り付け部に取り付けられた取り付け位置と同じ位置、または、前記取り付け位置よりも外側で前記取り付け部の裏面に固定されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に沿って説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
［画像形成装置の全体の説明］
まず画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００２７】
図１はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンターの全体構成説明図である。
【００２８】
カラーレーザープリンターは図１に示すように、一定速度で回転する像担持体と固定の黒現像器と回転可能な３つのカラー現像器とからなる画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材２にさらに転写する中間転写体９とからなる。カラー画像を転写された転写材２を、次いで定着部２５へ搬送してカラー画像を転写材２に定着し、排出ローラによって装置上面の排出部３７へ排出するものである。尚上記回転可能なカラー現像器及び固定の黒現像器はプリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【００２９】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００３０】
［像担持体ユニット］
像担持体ユニットすなわちドラムユニット（ドラムカートリッジ）１３は像担持体（感光ドラム）１５と像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４と一体的に構成され、このドラムユニット１３はプリンタ本体に対して着脱自在に支持され、像担持体１５の寿命に合わせて容易にユニット交換可能であるよう構成されている。このように本実施形態では、ドラムカートリッジがユニット化されており、プロセスカートリッジを構成する。
【００３１】
本実施形態に係わる像担持体１５は直径約６０ｍｍのアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４に回転自在に支持されている。
【００３２】
像担持体１５の周上には、クリーナブレード１６、一次帯電手段１７が配置され、また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体１５を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。
【００３３】
［帯電手段］
帯電手段１７は接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラを像担持体１５に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加することによって像担持体１５の表面を一様に帯電させるものである。
【００３４】
［露光手段］
上記像担持体１５への露光はスキャナー部３０から行われる。すなわち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３１へ照射する。このポリゴンミラー３１はスキャナーモーターによって高速回転し、ポリゴンミラー３１で反射した画像光が結像レンズ３２及び反射ミラー３３を介して一定速度で回転する像担持体１５の表面を選択的に露光し、その結果像担持体上に静電潜像を形成する。
【００３５】
［現像手段］
現像手段は、上記静電潜像を可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする３個の回転現像器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃと１個の黒現像器２１Ｂから構成される。
【００３６】
黒現像器２１Ｂは固定現像器であり、像担持体１５に対向した位置に現像スリーブ２１ＢＳが像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって配置され、像担持体１５にブラックトナー（現像剤）による可視像を形成する。
【００３７】
ブラック現像器２１Ｂは容器内のトナーを送り機構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外周に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって図示時計方向に回転するスリーブ２１ＢＳの外周にトナーを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。またスリーブ２１ＢＳに現像バイアスを印加することにより、像担持体１５の静電潜像に対応してトナー現像を行うものである。
【００３８】
３個の回転現像器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、軸２２を中心として回転する現像ロータリー２３に夫々着脱可能に保持され、画像形成に際しては各現像器が現像ロータリー２３に保持された状態で軸２２を中心に回転移動し、所定の現像器が、像担持体１５に対向した位置に止り、さらに現像スリーブが像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、像担持体１５の静電潜像に対応して可視像を形成する。カラー画像形成時には中間転写体９の１回転毎に現像ロータリー２３が回転しイエロー現像器２０Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次いで黒現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。
【００３９】
図１ではイエローの回転現像器２０Ｙが像担持体ユニットに対向した位置に位置決め静止している状態を示している。回転現像器２０Ｙは容器内のトナー（現像剤）を送り機構によって塗布ローラ２０ＹＲへ送り込み、図示時計方向に回転する塗布ローラ２０ＹＲ及び現像スリーブ２０ＹＳの外周に圧接されたブレード２０ＹＢによって図示時計方向に回転する現像スリーブ２０ＹＳの外周にトナーを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。潜像が形成された像担持体１５と対向した現像スリーブ２０ＹＳに現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて像担持体１５上にトナー現像を行うものである。マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃについても上記同様なメカニズムでトナー現像が行われる。
【００４０】
また各回転現像器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃの各スリーブは各現像器が現像位置に回転移動されたときプリンタ本体に設けられた各色現像用高圧電源及び駆動と接続されており、各色現像毎に順次選択的に電圧が印加され駆動が接続される。
【００４１】
［中間転写体］
中間転写体９はカラー画像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体１５上のトナー画像を４回（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの４色の各画像）にわたり多重転写を受けるため像担持体１５の外周速度と同期して図示時計回りに回転し、また多重転写を受けた中間転写体９は電圧を印加された転写ローラ１０とによって転写材２を挾み込み搬送することにより転写材２に中間転写体上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００４２】
本実施例に係わる中間転写体９はアルミシリンダー１２の外周を中抵抗スポンジや中抵抗ゴム等の弾性層１１で覆い、全体の直径が約１８０ｍｍとなるように構成されている。この中間転写体９は回転自在に支持され一体的に固定されるギヤ（図示せず）に駆動を受けて回転する。
【００４３】
［クリーニング部］
クリーニング部は現像手段によって像担持体１５に可視像化されたトナーが中間転写体９に転写された後、像担持体１５上に残ったトナーをクリーニングするものであり、クリーニングされた廃トナーはクリーナー容器１４に蓄えられる。容器１４に蓄えられる廃トナーの量は、像担持体の寿命より早く容器１４を満たすことはなく、従ってクリーナー容器１４は像担持体１５の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。
【００４４】
ここでクリーニング部について図３と図４でさらに説明する。クリーナー容器１４には像担持体上の廃トナーをクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブレード１６が取り付けられており、またその内部をクリーニング室４３とトナー蓄積室（廃現像剤室）４４とに２分する仕切壁４１が設けられている。クリーナー容器１４は一般的に樹脂材料で形成されている。クリーニングブレード１６は、板金等の高剛性な支持部材（基部）の先端に、ゴム等の弾性を有する像担持体への接触部（当接部）とで構成されており、この接触部が像担持体にカウンター方向に当接する。仕切壁４１近傍には回転するスクリュー４５が配置され、スクリュー４５によって廃現像剤をドラム１５の長手に平行の方向に移動する。スクリューの搬送終端付近の仕切壁４１に開口部４６を有し、壁の開口部４６付近にスクリュー４５の外周を囲うようにある一定の長さの圧力壁４２を有している。
【００４５】
まずクリーナー容器１４はクリーニングブレード１６により像担持体（感光ドラム）１５上の転写残トナーを収納する。廃トナーはまず、クリーニング室４３の像担持体側の開口部付近に落下し、堆積する。開口部の下方にはスクイシート１８をある角度でドラムに当接させている。ドラム上のトナーはこの当接したスクイシート１８をすり抜けクリーニング室４３内に入り込み堆積する。堆積したトナーが回転するスクリュー４５で構成される現像剤搬送手段付近まで達すると、現像剤をスクリュー４５の回転によってドラム１５の長手方向と平行に運ぶように動作する。スクリュー４５の回動範囲に接するような形状で尚かつクリーニング容器１４を２分する仕切壁４１の開口部４６はスクリュー４５の搬送方向の終端に位置しており、スクリューの外周を囲むように圧力壁４２があるので、送られたトナーは圧力壁４２内で粉圧が高くなり仕切壁４１の開口部４６より廃トナー蓄積室へ入っていく。なお螺旋状のスクリュー４５はモールドでできているが、モールドに限定せず螺旋状であればよい。たとえばスプリングコイル等の金属でできていてもよい。このときスクリュー４５の搬送手段を圧力壁４２がある一定の長さだけ囲っているので逆流防止手段となり、ドラムカートリッジを使用中、たとえば他のユニット交換や本体の清掃時に本体からから着脱しても、トナー蓄積室４４内に堆積したトナーがクリーニング部にかかることはない。
【００４６】
なお、本発明に係わる補強部材の構成に関しては後述する。
【００４７】
［給紙部］
給紙部は画像形成部へ転写材２を給送するものであり、複数枚の転写材２を収納したカセット１と給紙ローラ３、給送ローラ４、重送防止のリタードローラ５、給紙ガイド６、レジストローラ８から主に構成される。画像形成時には給紙ローラ３が画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット１内の転写材２を一枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板６によってガイドし、搬送ローラ７を経由してレジストローラ８に至る。画像形成動作中にレジストローラ８は、転写材２を静止待機させる非回転の動作と転写材２を中間転写体に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材２との位置合わせを行う。
【００４８】
［転写部］
転写部は揺動可能な転写ローラ１０からなる。
【００４９】
転写ローラ１０は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能でかつ駆動を有す。上記中間転写体９上に４色のトナー像を形成している間、すなわち中間転写体９が複数回転する間はその画像を乱さぬよう、図示実線で示すよう転写ローラ１０は下方に位置し中間転写体９とは離れている。上記中間転写体９上に４色のトナー像が形成し終わった後転写材２にカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ１０は位置に図示しないカム部材により図示細線で示す上方の位置、すなわち転写材２を介して中間転写体９に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラ１０にはバイアスが印加され中間転写体９上のトナー像は転写材２に転写される。ここで中間転写体９と転写ローラ１０とは夫々駆動されているため、両者に挾まれた状態の転写材２は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器にむけて送られる。
【００５０】
［定着部］
定着部２５は上記現像手段２０，２１により形成されたトナー画像を、中間転写体９を介して転写材２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、図１に示すように、転写材２に熱を加えるための定着ローラ２６と転写材２を定着ローラ２６に圧接させるための加圧ローラ２７とから成り、各ローラは中空ローラであり内部に夫々ヒーター２８，２９を有し回転駆動され同時に転写材２を搬送するよう構成されている。すなわちトナー像を保持した転写材２は定着ローラ２６と加圧ローラ２７とにより搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材２に定着される。
【００５１】
次に本発明に係わるクリーニング部の補強構成に関して詳細を説明する。
【００５２】
クリーナー容器１４にはクリーニングブレード１６先端の弾性接触部１６ａが、像担持体（感光ドラム）１５に対し所定の進入量を持って当接するよう、ビス等の固定部材１０３により前記クリーナー容器の取り付け面１０１に固定されている。またこのクリーニングブレードの取り付け面１０１の裏面（クリーニング室４３あるいはトナー蓄積室４４側）には、板金等で形成された補強部材１０２がビス等の固定部材１０４により固定されている。なおこの補強部材は、前記クリーニングブレードの支持部材と同一もしくは同じ熱膨張率の材料で形成されている。
【００５３】
上記構成では、同じ熱膨張率の材料で異なる熱膨張率の材料（前記容器の取り付け面１０１）を挾み込み固定する形となるため、温度変化により生じるいわゆるバイメタル効果による前記取り付け面の反り等の変形を、両側の部材で拘束することが可能となり、クリーニングブレード１６の取り付け位置の変動を防止することができる。
【００５４】
なお上述した熱の影響による取り付け位置の変動以外にも物理的な外力によりクリーナー容器１４そのもののねじれ等による取り付け位置の変動を抑えるためには、前記容器の取り付け面１０１そのものの強度を上げなければならない。しかしながら容器筐体を樹脂材料で形成した場合には樹脂材料の特性の上で限界があるため、このような場合には前記補強部材１０２の長手寸法を、前記クリーニングブレード１６よりも少なくとも同等ないし外側まで延在し、好ましくはクリーナー容器１４の長手全域まで延在させ、さらに好ましくは前記補強部材１０２を、少なくとも前記クリーニングブレードの支持部１０１よりも長手方向で同位置ないし外側の位置で前記筐体に固定することにより、上記問題も解決することができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に本発明に係わるクリーニング部の補強構成に関する第２の実施形態を図
に基づいて説明する。なお、前述した第１実施形態と同様の構成・作用を及ぼすものに関してはその説明を省略し、また同一の符号を付す。
【００５６】
本実施形態では、前記クリーニングブレード１６の固定を、前記補強部材１０２と同一の固定部材にて行っている。すなわち補強部材１０２そのものに対し、前記クリーナー容器の取り付け面１０１を介在してクリーニングブレード１６をビス等の固定部材１０３′により固定している。この時前記補強部材１０２は、クリーニングブレード１６を取り付ける前に前記クリーナー容器の取り付け面１０１の裏面に固定しておいてもよい。
【００５７】
このような構成とすることで、たとえばスペース等の都合でクリーナー容器の取り付け面１０１に十分な強度が持たせられないような場合であっても、前記取り付け面１０１は位置の保証をするのみで、強度は補強部材にて保証するといった機能分離をする形態で、クリーニングブレード１６の設定条件を保証することが可能となる。
【００５８】
以上説明したように、上述した実施形態によれば、クリーニング部材を支持する支持部に対して、クリーニング部材とは反対側に、クリーニング部材とで支持部を挟持する、クリーニング部材と同等の熱膨張率を有する補強部材を配設したので、従来以上にクリーニング部材の設定条件を高精度に保つ必要がある場合であっても、温度変動あるいは物理的な外力等の変動要因に対して、安定したクリーニング部材の設定条件、ひいてはクリーニング性能を得ることが可能となり、常に高品位の画像をユーザに提供することが可能となった。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補強部材とクリーニング部材が有する支持部とを、取り付け部を挟み込んで容器に固定することによって取り付け部の変形を防止して、クリーニング部材の像担持体に対する位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るカラーレーザープリンターの断面図である。
【図２】図２は本発明に係るドラムカートリッジの断面図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態に係るドラムカートリッジの平面図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施形態に係るドラムカートリッジの平面図である。
【符号の説明】
１ 給紙カセット
２ 転写材
３ 給紙ローラ
４ 給紙ローラ
５ リタードローラ
６ 給紙ガイド
７ 搬送ローラ
８ レジストローラ
９ 中間転写体
１０ 転写ローラ
１１ 弾性層
１２ アルミシリンダー
１３ ドラムユニット
１４ 容器
１５ 像担持体
１６ クリーナブレード
１７ 帯電手段
１８ スクイシート
２０Ｙ イエロー現像器
２０ＹＢ 塗布ブレード
２０ＹＲ 塗布ローラ
２０ＹＳ 現像スリーブ
２０Ｍ マゼンタ現像器
２０ＭＢ 塗布ブレード
２０ＭＲ 塗布ローラ
２０ＭＳ 現像スリーブ
２０Ｃ シアン現像器
２０ＣＢ 塗布ブレード
２０ＣＲ 塗布ローラ
２０ＣＳ 現像スリーブ
２１Ｂ 黒現像器
２１ＢＢ 塗布ブレード
２１ＢＳ 現像スリーブ
２２ ロータリー回転軸
２３ 現像ロータリー
２５ 定着部
２６ 定着ローラ
２７ 加圧ローラ
２８，２９ ヒーター
３０ スキャナー部
３１ ポリゴンミラー
３２ レンズ
３３ 反射ミラー
３４，３５，３６ 排出ローラ
３７ 排出トレイ
４１ 容器仕切り壁
４２ 圧力壁
４３ クリーニング室
４４ 廃トナー蓄積室
４５ スクリュー
４６ 開口部
１０１ クリーナブレード取り付け面
１０２ 補強部材
１０３，１０３′，１０４，１０４′ 固定部材（ビス）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置は、帯電器によって一様に帯電された像担持体に選択的な露光をして潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤で顕像化するとともに該現像剤による像を記録媒体に転写して画像記録を行う。そして転写後に像担持体に残留した現像剤はクリーニングブレードで除去するとともにクリーニング容器内に現像剤を貯留し表面がきれいな像担持体によって次の現像を行うようにしている。
【０００３】
近年では前記像担持体、帯電器、現像器、クリーニング部、廃現像剤ボックス等を一体構造にまとめてカートリッジ化することにより、ユーザーが前記カートリッジを装置本体に装填することによって、現像剤の像担持体の部品交換可能としメインテナンスを容易にしたものが実用化されている。さらに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器を独立なユニットとし、現像カートリッジと画像形成プロセスの像担持体、帯電器、クリーニング部を一体としたドラムカートリッジに分け、プロセスカートリッジと同様に装置本体の装着とメインテナンスを容易にし、尚かつそれぞれ主要部品の寿命に即した使い方がされるようになってきている。このドラム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現像剤は像担持体の寿命に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、ドラムカートリッジ交換時に取り除かれる。
【０００４】
ここでクリーニング部には、像担持体に対し所定の進入量をもって当接し、廃現像剤を除去する、板金の支持部とゴム等の弾性部材で形成された当接部を有するブレード部材が一般的に用いられている。このときこの進入量が不適切であるとクリーニング不良を起こしたりブレードがめくれたりするため、前記進入量は高精度に保つ必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、環境変化や機内の昇温等により温度が変動すると、特に筐体が樹脂部材で形成されている場合、筐体の温度変化による伸縮により、前述した進入量が変動してしまうという不具合が生じる場合があった。また筐体（樹脂）とブレード部材（板金）との線膨張率の差により、同様の変動が生じる場合があった。またたとえば像担持体に当接する他の部材（たとえば現像スリーブ、転写ローラ等）の外力により、容器筐体が微小変形（たとえばねじれなど）し、同様の変動が生じる場合があった。
【０００６】
これらの変動を押さえるため、従来は筐体に使用される材料を変更したり、筐体の肉厚を増やすあるいはリブを追加する等により剛性を高める手法が取られていた。
【０００７】
一方、近年ではより高精細な画像を得るために現像剤であるトナーの粒径が微細化する方向にあり、このトナーのクリーニング性を維持するために、上記進入量の変動をこれまで以上に小さくする必要が生じてきた。このような状況の中では、筐体自身の剛性を高めるのみでは、進入量の変動をこの微細化したトナーでのクリーニング条件に押え込むことが困難となってきていた。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、クリーニング部材の筐体への取り付け条件を、温度変化や物理的な外力による変動をより最小限に押さえることにより、これまで以上に高精度に維持することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のクリーニング装置は、画像形成装置に用いられるクリーニング装置であって、容器と、像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記像担持体と接触する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持する支持部と、を有するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を前記容器に取り付けるために、前記容器に設けられた取り付け部であって、前記支持部が固定された取り付け部と、前記支持部との間に前記取り付け部を挟むように、前記取り付け部の裏面に固定された補強部材と、を有し、前記補強部材の長手方向における長さは、前記支持部の長手方向における長さと同等、または、前記支持部の長手方向における長さよりも長く、そして、前記補強部材は、前記長手方向において前記支持部が前記取り付け部に取り付けられた取り付け位置と同じ位置、または、前記取り付け位置よりも外側で前記取り付け部の裏面に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、容器と、像担持体と、前記像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記像担持体と接触する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持する支持部と、を有するクリーニング部材と、前記クリーニング部材を前記容器に取り付けるために、前記容器に設けられた取り付け部であって、前記支持部が固定された取り付け部と、前記支持部との間に前記取り付け部を挟むように、前記取り付け部の裏面に固定された補強部材と、を有し、前記補強部材の長手方向における長さは、前記支持部の長手方向における長さと同等、または、前記支持部の長手方向における長さよりも長く、そして、前記補強部材は、前記長手方向において前記支持部が前記取り付け部に取り付けられた取り付け位置と同じ位置、または、前記取り付け位置よりも外側で前記取り付け部の裏面に固定されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に沿って説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
［画像形成装置の全体の説明］
まず画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００２７】
図１はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンターの全体構成説明図である。
【００２８】
カラーレーザープリンターは図１に示すように、一定速度で回転する像担持体と固定の黒現像器と回転可能な３つのカラー現像器とからなる画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材２にさらに転写する中間転写体９とからなる。カラー画像を転写された転写材２を、次いで定着部２５へ搬送してカラー画像を転写材２に定着し、排出ローラによって装置上面の排出部３７へ排出するものである。尚上記回転可能なカラー現像器及び固定の黒現像器はプリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【００２９】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００３０】
［像担持体ユニット］
像担持体ユニットすなわちドラムユニット（ドラムカートリッジ）１３は像担持体（感光ドラム）１５と像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４と一体的に構成され、このドラムユニット１３はプリンタ本体に対して着脱自在に支持され、像担持体１５の寿命に合わせて容易にユニット交換可能であるよう構成されている。このように本実施形態では、ドラムカートリッジがユニット化されており、プロセスカートリッジを構成する。
【００３１】
本実施形態に係わる像担持体１５は直径約６０ｍｍのアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４に回転自在に支持されている。
【００３２】
像担持体１５の周上には、クリーナブレード１６、一次帯電手段１７が配置され、また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体１５を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。
【００３３】
［帯電手段］
帯電手段１７は接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラを像担持体１５に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加することによって像担持体１５の表面を一様に帯電させるものである。
【００３４】
［露光手段］
上記像担持体１５への露光はスキャナー部３０から行われる。すなわち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３１へ照射する。このポリゴンミラー３１はスキャナーモーターによって高速回転し、ポリゴンミラー３１で反射した画像光が結像レンズ３２及び反射ミラー３３を介して一定速度で回転する像担持体１５の表面を選択的に露光し、その結果像担持体上に静電潜像を形成する。
【００３５】
［現像手段］
現像手段は、上記静電潜像を可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする３個の回転現像器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃと１個の黒現像器２１Ｂから構成される。
【００３６】
黒現像器２１Ｂは固定現像器であり、像担持体１５に対向した位置に現像スリーブ２１ＢＳが像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって配置され、像担持体１５にブラックトナー（現像剤）による可視像を形成する。
【００３７】
ブラック現像器２１Ｂは容器内のトナーを送り機構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外周に圧接された塗布ブレード２１ＢＢによって図示時計方向に回転するスリーブ２１ＢＳの外周にトナーを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。またスリーブ２１ＢＳに現像バイアスを印加することにより、像担持体１５の静電潜像に対応してトナー現像を行うものである。
【００３８】
３個の回転現像器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、軸２２を中心として回転する現像ロータリー２３に夫々着脱可能に保持され、画像形成に際しては各現像器が現像ロータリー２３に保持された状態で軸２２を中心に回転移動し、所定の現像器が、像担持体１５に対向した位置に止り、さらに現像スリーブが像担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決めされた後、像担持体１５の静電潜像に対応して可視像を形成する。カラー画像形成時には中間転写体９の１回転毎に現像ロータリー２３が回転しイエロー現像器２０Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次いで黒現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。
【００３９】
図１ではイエローの回転現像器２０Ｙが像担持体ユニットに対向した位置に位置決め静止している状態を示している。回転現像器２０Ｙは容器内のトナー（現像剤）を送り機構によって塗布ローラ２０ＹＲへ送り込み、図示時計方向に回転する塗布ローラ２０ＹＲ及び現像スリーブ２０ＹＳの外周に圧接されたブレード２０ＹＢによって図示時計方向に回転する現像スリーブ２０ＹＳの外周にトナーを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。潜像が形成された像担持体１５と対向した現像スリーブ２０ＹＳに現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて像担持体１５上にトナー現像を行うものである。マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃについても上記同様なメカニズムでトナー現像が行われる。
【００４０】
また各回転現像器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃの各スリーブは各現像器が現像位置に回転移動されたときプリンタ本体に設けられた各色現像用高圧電源及び駆動と接続されており、各色現像毎に順次選択的に電圧が印加され駆動が接続される。
【００４１】
［中間転写体］
中間転写体９はカラー画像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体１５上のトナー画像を４回（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの４色の各画像）にわたり多重転写を受けるため像担持体１５の外周速度と同期して図示時計回りに回転し、また多重転写を受けた中間転写体９は電圧を印加された転写ローラ１０とによって転写材２を挾み込み搬送することにより転写材２に中間転写体上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００４２】
本実施例に係わる中間転写体９はアルミシリンダー１２の外周を中抵抗スポンジや中抵抗ゴム等の弾性層１１で覆い、全体の直径が約１８０ｍｍとなるように構成されている。この中間転写体９は回転自在に支持され一体的に固定されるギヤ（図示せず）に駆動を受けて回転する。
【００４３】
［クリーニング部］
クリーニング部は現像手段によって像担持体１５に可視像化されたトナーが中間転写体９に転写された後、像担持体１５上に残ったトナーをクリーニングするものであり、クリーニングされた廃トナーはクリーナー容器１４に蓄えられる。容器１４に蓄えられる廃トナーの量は、像担持体の寿命より早く容器１４を満たすことはなく、従ってクリーナー容器１４は像担持体１５の寿命交換時に同時に一体で交換処理される。
【００４４】
ここでクリーニング部について図３と図４でさらに説明する。クリーナー容器１４には像担持体上の廃トナーをクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブレード１６が取り付けられており、またその内部をクリーニング室４３とトナー蓄積室（廃現像剤室）４４とに２分する仕切壁４１が設けられている。クリーナー容器１４は一般的に樹脂材料で形成されている。クリーニングブレード１６は、板金等の高剛性な支持部材（基部）の先端に、ゴム等の弾性を有する像担持体への接触部（当接部）とで構成されており、この接触部が像担持体にカウンター方向に当接する。仕切壁４１近傍には回転するスクリュー４５が配置され、スクリュー４５によって廃現像剤をドラム１５の長手に平行の方向に移動する。スクリューの搬送終端付近の仕切壁４１に開口部４６を有し、壁の開口部４６付近にスクリュー４５の外周を囲うようにある一定の長さの圧力壁４２を有している。
【００４５】
まずクリーナー容器１４はクリーニングブレード１６により像担持体（感光ドラム）１５上の転写残トナーを収納する。廃トナーはまず、クリーニング室４３の像担持体側の開口部付近に落下し、堆積する。開口部の下方にはスクイシート１８をある角度でドラムに当接させている。ドラム上のトナーはこの当接したスクイシート１８をすり抜けクリーニング室４３内に入り込み堆積する。堆積したトナーが回転するスクリュー４５で構成される現像剤搬送手段付近まで達すると、現像剤をスクリュー４５の回転によってドラム１５の長手方向と平行に運ぶように動作する。スクリュー４５の回動範囲に接するような形状で尚かつクリーニング容器１４を２分する仕切壁４１の開口部４６はスクリュー４５の搬送方向の終端に位置しており、スクリューの外周を囲むように圧力壁４２があるので、送られたトナーは圧力壁４２内で粉圧が高くなり仕切壁４１の開口部４６より廃トナー蓄積室へ入っていく。なお螺旋状のスクリュー４５はモールドでできているが、モールドに限定せず螺旋状であればよい。たとえばスプリングコイル等の金属でできていてもよい。このときスクリュー４５の搬送手段を圧力壁４２がある一定の長さだけ囲っているので逆流防止手段となり、ドラムカートリッジを使用中、たとえば他のユニット交換や本体の清掃時に本体からから着脱しても、トナー蓄積室４４内に堆積したトナーがクリーニング部にかかることはない。
【００４６】
なお、本発明に係わる補強部材の構成に関しては後述する。
【００４７】
［給紙部］
給紙部は画像形成部へ転写材２を給送するものであり、複数枚の転写材２を収納したカセット１と給紙ローラ３、給送ローラ４、重送防止のリタードローラ５、給紙ガイド６、レジストローラ８から主に構成される。画像形成時には給紙ローラ３が画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット１内の転写材２を一枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板６によってガイドし、搬送ローラ７を経由してレジストローラ８に至る。画像形成動作中にレジストローラ８は、転写材２を静止待機させる非回転の動作と転写材２を中間転写体に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材２との位置合わせを行う。
【００４８】
［転写部］
転写部は揺動可能な転写ローラ１０からなる。
【００４９】
転写ローラ１０は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能でかつ駆動を有す。上記中間転写体９上に４色のトナー像を形成している間、すなわち中間転写体９が複数回転する間はその画像を乱さぬよう、図示実線で示すよう転写ローラ１０は下方に位置し中間転写体９とは離れている。上記中間転写体９上に４色のトナー像が形成し終わった後転写材２にカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ１０は位置に図示しないカム部材により図示細線で示す上方の位置、すなわち転写材２を介して中間転写体９に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラ１０にはバイアスが印加され中間転写体９上のトナー像は転写材２に転写される。ここで中間転写体９と転写ローラ１０とは夫々駆動されているため、両者に挾まれた状態の転写材２は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器にむけて送られる。
【００５０】
［定着部］
定着部２５は上記現像手段２０，２１により形成されたトナー画像を、中間転写体９を介して転写材２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、図１に示すように、転写材２に熱を加えるための定着ローラ２６と転写材２を定着ローラ２６に圧接させるための加圧ローラ２７とから成り、各ローラは中空ローラであり内部に夫々ヒーター２８，２９を有し回転駆動され同時に転写材２を搬送するよう構成されている。すなわちトナー像を保持した転写材２は定着ローラ２６と加圧ローラ２７とにより搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材２に定着される。
【００５１】
次に本発明に係わるクリーニング部の補強構成に関して詳細を説明する。
【００５２】
クリーナー容器１４にはクリーニングブレード１６先端の弾性接触部１６ａが、像担持体（感光ドラム）１５に対し所定の進入量を持って当接するよう、ビス等の固定部材１０３により前記クリーナー容器の取り付け面１０１に固定されている。またこのクリーニングブレードの取り付け面１０１の裏面（クリーニング室４３あるいはトナー蓄積室４４側）には、板金等で形成された補強部材１０２がビス等の固定部材１０４により固定されている。なおこの補強部材は、前記クリーニングブレードの支持部材と同一もしくは同じ熱膨張率の材料で形成されている。
【００５３】
上記構成では、同じ熱膨張率の材料で異なる熱膨張率の材料（前記容器の取り付け面１０１）を挾み込み固定する形となるため、温度変化により生じるいわゆるバイメタル効果による前記取り付け面の反り等の変形を、両側の部材で拘束することが可能となり、クリーニングブレード１６の取り付け位置の変動を防止することができる。
【００５４】
なお上述した熱の影響による取り付け位置の変動以外にも物理的な外力によりクリーナー容器１４そのもののねじれ等による取り付け位置の変動を抑えるためには、前記容器の取り付け面１０１そのものの強度を上げなければならない。しかしながら容器筐体を樹脂材料で形成した場合には樹脂材料の特性の上で限界があるため、このような場合には前記補強部材１０２の長手寸法を、前記クリーニングブレード１６よりも少なくとも同等ないし外側まで延在し、好ましくはクリーナー容器１４の長手全域まで延在させ、さらに好ましくは前記補強部材１０２を、少なくとも前記クリーニングブレードの支持部１０１よりも長手方向で同位置ないし外側の位置で前記筐体に固定することにより、上記問題も解決することができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に本発明に係わるクリーニング部の補強構成に関する第２の実施形態を図
に基づいて説明する。なお、前述した第１実施形態と同様の構成・作用を及ぼすものに関してはその説明を省略し、また同一の符号を付す。
【００５６】
本実施形態では、前記クリーニングブレード１６の固定を、前記補強部材１０２と同一の固定部材にて行っている。すなわち補強部材１０２そのものに対し、前記クリーナー容器の取り付け面１０１を介在してクリーニングブレード１６をビス等の固定部材１０３′により固定している。この時前記補強部材１０２は、クリーニングブレード１６を取り付ける前に前記クリーナー容器の取り付け面１０１の裏面に固定しておいてもよい。
【００５７】
このような構成とすることで、たとえばスペース等の都合でクリーナー容器の取り付け面１０１に十分な強度が持たせられないような場合であっても、前記取り付け面１０１は位置の保証をするのみで、強度は補強部材にて保証するといった機能分離をする形態で、クリーニングブレード１６の設定条件を保証することが可能となる。
【００５８】
以上説明したように、上述した実施形態によれば、クリーニング部材を支持する支持部に対して、クリーニング部材とは反対側に、クリーニング部材とで支持部を挟持する、クリーニング部材と同等の熱膨張率を有する補強部材を配設したので、従来以上にクリーニング部材の設定条件を高精度に保つ必要がある場合であっても、温度変動あるいは物理的な外力等の変動要因に対して、安定したクリーニング部材の設定条件、ひいてはクリーニング性能を得ることが可能となり、常に高品位の画像をユーザに提供することが可能となった。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補強部材とクリーニング部材が有する支持部とを、取り付け部を挟み込んで容器に固定することによって取り付け部の変形を防止して、クリーニング部材の像担持体に対する位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るカラーレーザープリンターの断面図である。
【図２】図２は本発明に係るドラムカートリッジの断面図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態に係るドラムカートリッジの平面図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施形態に係るドラムカートリッジの平面図である。
【符号の説明】
１ 給紙カセット
２ 転写材
３ 給紙ローラ
４ 給紙ローラ
５ リタードローラ
６ 給紙ガイド
７ 搬送ローラ
８ レジストローラ
９ 中間転写体
１０ 転写ローラ
１１ 弾性層
１２ アルミシリンダー
１３ ドラムユニット
１４ 容器
１５ 像担持体
１６ クリーナブレード
１７ 帯電手段
１８ スクイシート
２０Ｙ イエロー現像器
２０ＹＢ 塗布ブレード
２０ＹＲ 塗布ローラ
２０ＹＳ 現像スリーブ
２０Ｍ マゼンタ現像器
２０ＭＢ 塗布ブレード
２０ＭＲ 塗布ローラ
２０ＭＳ 現像スリーブ
２０Ｃ シアン現像器
２０ＣＢ 塗布ブレード
２０ＣＲ 塗布ローラ
２０ＣＳ 現像スリーブ
２１Ｂ 黒現像器
２１ＢＢ 塗布ブレード
２１ＢＳ 現像スリーブ
２２ ロータリー回転軸
２３ 現像ロータリー
２５ 定着部
２６ 定着ローラ
２７ 加圧ローラ
２８，２９ ヒーター
３０ スキャナー部
３１ ポリゴンミラー
３２ レンズ
３３ 反射ミラー
３４，３５，３６ 排出ローラ
３７ 排出トレイ
４１ 容器仕切り壁
４２ 圧力壁
４３ クリーニング室
４４ 廃トナー蓄積室
４５ スクリュー
４６ 開口部
１０１ クリーナブレード取り付け面
１０２ 補強部材
１０３，１０３′，１０４，１０４′ 固定部材（ビス）
Claims (5)
- 画像形成装置に用いられるクリーニング装置であって、
容器と、
像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記像担持体と接触する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持する支持部と、を有するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を前記容器に取り付けるために、前記容器に設けられた取り付け部であって、前記支持部が固定された取り付け部と、
前記支持部との間に前記取り付け部を挟むように、前記取り付け部の裏面に固定された補強部材と、
を有し、
前記補強部材の長手方向における長さは、前記支持部の長手方向における長さと同等、または、前記支持部の長手方向における長さよりも長く、そして、前記補強部材は、前記長手方向において前記支持部が前記取り付け部に取り付けられた取り付け位置と同じ位置、または、前記取り付け位置よりも外側で前記取り付け部の裏面に固定されていることを特徴とするクリーニング装置。 - 前記容器は樹脂材料からなり、前記支持部と前記補強部材は板金であ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。
- 前記支持部と前記補強部材とは、同一の熱膨張率を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
- 前記補強部材と前記クリーニング部材とは、同じ固定部材によって固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
- 画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
容器と、
像担持体と、
前記像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記像担持体と接触する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持する支持部と、を有するクリーニング部材と
、
前記クリーニング部材を前記容器に取り付けるために、前記容器に設けられた取り付け部であって、前記支持部が固定された取り付け部と、
前記支持部との間に前記取り付け部を挟むように、前記取り付け部の裏面に固定された補強部材と、
を有し、
前記補強部材の長手方向における長さは、前記支持部の長手方向における長さと同等、または、前記支持部の長手方向における長さよりも長く、そして、前記補強部材は、前記長手方向において前記支持部が前記取り付け部に取り付けられた取り付け位置と同じ位置、または、前記取り付け位置よりも外側で前記取り付け部の裏面に固定されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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