JP3912410B2 - クリーニングブレード - Google Patents

Description

本発明は、クリーニングブレードに係り、より詳しくは、長期に渡ってクリーニング性能を維持できるクリーニングブレードに関する。

従来の電子写真方式を用いた画像形成装置は高品位な画像を高速に出力することができ、電子写真複写機やプリンタ等の各種画像形成装置に広く使用されている。

このような画像形成装置では、まず感光体ドラムや感光体ベルトに代表される像担持体（以下、単に感光体と称する）の表面を帯電させ、レーザビーム等の光を用いて前記帯電した感光体表面を露光することで感光体上に静電潜像を形成する。

そして、この静電潜像に対しトナーを選択的に吸着させることによって現像し、トナー像を形成する。

さらに、このトナー像を感光体から普通紙等の記録媒体（以下、特別の場合を除き用紙と称する）に転写し、その後、熱または圧力によって定着することで、用紙上に画像を形成する。

この画像形成装置には、感光体ドラムの表面に付着した不用なトナーを除去するクリーニング装置が設けられている。

従来のクリーニング装置には、多くはポリウレタンゴムを素材とする弾性クリーニングブレードが用いられている。

このクリーニングブレードは、画像形成装置内にて、使用回数（プリント枚数、複写枚数）がある程度進むことにより、クリーニング性能が劣化し、新品との交換が必要である。

クリーニングブレードの劣化内容は種々あるが、主には、ブレードエッジの摩耗、損傷、ブレードのへたりによる感光体ドラム表面への付勢力の減少等である。

また、クリーニングブレードを含む画像形成装置を装置本体から着脱可能にしたプロセスカートリッジでは、昨今、使用済みのプロセスカートリッジを回収して劣化部品の交換、清掃、トナーの補充等を行い、再生品として使用してゆく所謂リサイクル活動が積極的に行われるようになってきた。

このリサイクルにおいては、部品はできるだけ交換せずに何回も使用できることが望ましい。

例えば、特許文献１では、プロセスカートリッジのクリーニングブレードのセット位置を２種類以上設定変更が可能な構造とし、再生時は、ブレード先端をカットして新たなエッジ面を形成し、ブレードセット位置をエッジ面と像担持体が所定位置となるところでセットするものである。
特開平７−７７８９７号

この発明では、クリーニングブレード先端をカットするとあるが、精密を必要とするエッジ面を得るには専用の特殊な設備が必要となる。

また、ブレード先端をカットした場合は寸法が短くなり、像担持体への付勢力の変化も懸念される。

したがって、多くの場合は、クリーニングブレードは部品ごと交換されるのが通例であった。

本発明は上記事実を考慮し、上記問題点を解消するために成されたものであり、新品時と同様のクリーニング性能を複数回再生し、長期に渡ってクリーニング性能を維持できるクリーニングブレードを提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置の像担持体表面にエッジ部分を当接させて前記像担持体表面をクリーニングするクリーニングブレードであって、
少なくとも第１のクリーニングブレード片と、第２のクリーニングブレード片との２つに分離するための切断部を有し、
前記切断部は、厚さ方向両面側から形成され、かつ長手方向一端から他端に向けて直線状に延びる切れ目、または溝であり、
前記分離を行う前に、前記切断部を厚さ方向両側から挟んで固定した状態で使用する、ことを特徴としている。

請求項１に記載のクリーニングブレードの作用を説明する。

請求項１に記載のクリーニングブレードでは、一端から他端に向けて直線状に切れ目、または溝が形成されているため、切れ目、または溝より簡単に第１のクリーニングブレード片と第２のクリーニングブレード片とに分離することができ、少なくとも４箇所の端部を使用して像担持体表面のクリーニングを行うことができ、１つのクリーニングブレードを長期に渡って使用することができる。

クリーニングブレードは、以下のように少なくとも（Ａ）〜（Ｄ）の４箇所のエッジを用いて像担持体表面のクリーニングを行うことができる。
（Ａ） 分離前の一端側のエッジ部分。
（Ｂ） 分離前の他端側のエッジ部分。
（Ｃ） 第１のクリーニングブレード片の第２のクリーニングブレード片側のエッジ部分。
（Ｄ） 第２のクリーニングブレード片の第１のクリーニングブレード片側のエッジ部分。

また、切れ目、または溝より分離することにより、第１のクリーニングブレード片及び第２のクリーニングブレード片には、各々像担持体表面に付着した不用な現像剤を効率的に除去可能なエッジが形成される。

以上説明したように、請求項１に記載のクリーニングブレードは上記の構成としたので、一つのクリーニングブレードで新品時と同様のクリーニング性能を複数回再生し、長期に渡ってクリーニング性能を維持できる、という優れた効果を有する。

また、クリーニングブレードは、特殊なカッター等を使用することなく切断部より簡単に２つに分離し、新しいエッジを使用できる、という優れた効果を有する。

また、一つのクリーニングブレードで新品時と同様のクリーニング性能を複数回再生し、長期に渡ってクリーニング性能を維持できるので、部品の廃棄も最小限で済む、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図１乃至図５にしたがって説明する。

［画像形成装置の全体構成］
図１には、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザビームプリンタ１の概略構成を示す。

この図１に示すように、レーザビームプリンタ１には、後述する像担持体としての感光体ドラム９にレーザビームを照射するためのレーザ走査装置５が設けられており、このレーザ走査装置５には図示しない半導体レーザが設置されている。

半導体レーザは、このレーザビームプリンタ１に直接接続された図示しない情報処理装置やＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等のネットワークを介して接続された情報処理装置等から送られてくるプリントデータに基づいて変調されたレーザビームを出力する。

出力されたレーザビームは、所定方向に回転するポリゴンミラー１５で偏向され、ｆθレンズ１６に入射する。

このｆθレンズ１６から出射するレーザビームは、第一のミラー１７及び第二のミラー１８で順次反射されて、後述する感光体ドラム９の表面（以下、ドラム表面と称する）の露光位置１９に照射される。なお、レーザビームの光路は点線２０で示している。

このレーザビームプリンタ１には、感光体ドラム９、現像装置１３、クリーニング装置等を備えたプロセスカートリッジ４が着脱可能に設けられている。

筒状の感光体ドラム９は図示しないメインモータによって矢印Ｑで示す所定の回転方向に一定角速度で回転し、レーザビームは上記回転するポリゴンミラー１５で偏向されているため、ドラム表面を感光体ドラム９の軸方向（主走査方向）に繰り返し走査する。このレーザビームは、上記ｆθレンズ１６の作用により、ドラム表面を等速度で走査することになる。矢印Ｑのドラム回転方向に沿って露光位置１９のわずか上流側には、帯電ロール１１がドラム表面に転接しており、ドラム表面を一様に帯電させるようになっている。本実施形態の感光体ドラム９は、有機感光体を使用しており、静電潜像を形成するためにはマイナスに帯電させるべき特性を有するので、帯電ロール１１には交流電圧にマイナスの直流バイアス電圧を重畳させたマイナスの電圧を印加している。

一様にマイナス帯電が行われたドラム表面は、露光位置１９でプリントデータに対応した静電潜像が形成される。

この静電潜像は、矢印Ｑのドラム回転方向に沿って露光位置１９の下流側に配置された現像装置１３によって現像される。

現像装置１３内には現像ロール１０及びトナー供給機構１２が配置されている。

トナー供給機構１２は、現像装置１３内のトナーを順次現像ロール１０に供給するための機構であり、現像ロール１０はトナーを磁気的に穂立ちさせて該トナーをドラム表面の静電潜像形成領域に近接または接触させて、静電潜像に対応したトナー像を形成するためのロールである。

現像装置１３には、交流電圧にマイナスの直流バイアス電圧を重畳させたマイナスの現像バイアス電圧が印加されている。

本実施形態では、マイナス帯電したドラム表面に静電潜像を形成しており、該静電潜像の形成領域の電位は０ボルトに近くなっている。

一方、現像装置１３にはマイナスの現像バイアス電圧が印加されているので、現像装置１３のマイナスに荷電したトナーとドラム表面との電位差は、静電潜像の未形成領域では小さいのに対し、静電潜像の形成領域では大きくなる。このため、静電潜像の形成領域のみトナーが吸着することになる。

現像装置１３によってドラム表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム９の回転によって転写バイアスロール２９がドラム表面と転接している位置まで移動する。

ここでレジストロール２４を介して送られてきた用紙３５に対してトナー像の転写が行われることになる。なお、図１では用紙３５の搬送路を点線３２で示している。

なお、レーザビームプリンタ１には、レーザビームプリンタ１内の各装置に電力を供給する高電圧電源７と、図示しないＣＰＵを含んで構成されレーザビームプリンタ１内の各装置の動作を制御する制御装置８と、が設けられている。

次に、レーザビームプリンタ１の用紙搬送経路について説明する。装置本体２の底部にはカセットトレイ６が着脱自在に配置されている。カセットトレイ６には、所定のサイズに裁断された用紙３５が積層されている。積層された用紙３５は、半月ロール２１の間欠的な回転によって一枚ずつ図１において右方向に送り出される。半月ロール２１の他にリタードロール等の他のロールあるいは用紙３５を吸着して送りだす機構を用いてもよい。

カセットトレイ６から送りだされた用紙３５は搬送ロール２２、２３を順に経てレジストロール２４まで搬送され、ここで一旦停止された後、感光体ドラム９の回転と同期をとって図１において左方向に搬送される。用紙３５が感光体ドラム９と転写バイアスロール２９との間を通過する時点だけ転写バイアスロール２９に所定のプラスの直流バイアス電圧が印加される。これによって感光体ドラム９上のマイナスに帯電したトナー粒子からなるトナー像が転写バイアスロール２９に静電的に吸引され、用紙３５にトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙３５は、転写バイアスロール２９の出口側に隣接して配置された除電針３７によって背後から（上記でトナー像が転写された側と反対側から）除電される。除電された用紙３５はドラム表面から剥離され、搬送路３２に沿って図１において左方向に進行し、定着装置５９を構成するヒートロール２５とプレッシャロール２６との転接位置に進行する。ヒートロール２５は一定した高温に保たれており、プレッシャロール２６は用紙３５をヒートロール２５に押し付けて、両者のニップしている領域で効率的な熱伝達が行われてトナー像が用紙３５上に定着される。定着後の用紙３５は、搬送ロール２７を経た後、切替片２８が図１において左上方を向いた状態（図１における切替片２８の状態）で搬送路３２を上向きに搬送される。そして、搬送ロール３０、排出ロール３１を順に経て装置本体２の上部に設けられた排出トレイ３に排出される。これが用紙３５の片面に印字を行う際の搬送経路である。なお、用紙３５の両面に印字を行う際には、切替片２８が図１において上方を向いた状態（図１における切替片２８Ａの状態）に切り替わり、搬送ロール３０、３３、３４によって用紙３５は搬送路３８を下向きに搬送される。その後、用紙３５は半月ロール２１、搬送ロール２２、２３等によって、片面印字時と同じ搬送経路を搬送される。

また、用紙３５が感光体ドラム９と転写バイアスロール２９との間に存在しない状態で、感光体ドラム９と転写バイアスロール２９とが回転動作を行っている間（少なくとも転写バイアスロール２９が１周する間）、転写時と同極性のクリーニングバイアス電圧が転写バイアスロール２９に印加され、転写バイアス極性側に帯電し転写バイアスロール２９表面に付着した汚染トナーを感光体ドラム９側へ移行させる。

さらに、再度少なくとも転写バイアスロール２９が１周する間、転写と逆極性のクリーニングバイアス電圧が転写バイアスロール２９に印加され、転写バイアスロール２９表面に付着した正極性（転写バイアスとは逆極性側）トナーを感光体ドラム９側へ移行させる。このようにして転写バイアスロール２９表面のクリーニングを行う。

このクリーニング工程により感光体ドラム９側へ移行したトナーは、転写バイアスロール２９と帯電ロール１１との間に配置された後述するクリーニング装置１４によって、ドラム表面から掻き取られるようにして除去される。清掃された感光体ドラム９は再び帯電ロール１１によって一様に帯電され、次の画像形成プロセスに備えることになる。

［クリーニング装置の説明］
図１及び図２に示すように、クリーニング装置１４は、プロセスカートリッジ４に取り付けられる厚肉板状のクリーニング装置本体４０を備えている。

図２及び図３に示すように、クリーニング装置本体４０は、感光体ドラム９側の端部４０Ａが感光体ドラム９と平行とされており、端部４０Ａから感光体ドラム９から離れる方向へ距離Ｌ離れたライン上には螺子孔４２及位置決めボス４４が各々２個形成されている。

クリーニング装置本体４０には、保持金具４６によってクリーニングブレード４８が固定されている。

保持金具４６は長方形の金属板から形成されており、一部分にプレス等で屈曲された段差５０が形成され、段差５０を境にして一方に一定幅の幅広部５２が、他方に一定幅の幅狭部５４が設けられている。

幅広部５２には、ボス４４が挿入される丸孔５６Ａ及び長孔５８Ａと、螺子孔４２にねじ込まれる螺子６０を挿通する丸孔５９Ａが形成されている。

また、幅狭部５４には、ボス４４が挿入される丸孔５６Ｂ及び長孔５８Ｂと、螺子孔４２にねじ込まれる螺子６０を挿通する丸孔５９Ｂが形成されている。

図３及び図４に示すように、クリーニングブレード４８は、厚さｔが一定とされた長方形の弾性体シート（例えば、ポリウレタンゴムシート）である。

クリーニングブレード４８の片面には、長手方向一端側から他方側にかけて一直線状に延びる深さＤ（＜ｔ）の切れ目６２が幅方向中央部分に形成されている。

このように切れ目６２を形成することにより、クリーニングブレード４８には、図４（Ｃ）に示すように、４個所のエッジ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄが形成されることになる。

新品のクリーニングブレード４８は、図２及び図３に示すように、保持金具４６の幅狭部５４に形成された丸孔５９Ｂに螺子６０通し、その螺子６０を螺子孔４２にねじ込むことによって保持金具４６の幅広部５２とクリーニング装置本体４０との間に挟まれて固定される。

このとき、クリーニングブレード４８の幅方向一端を段差５０に突き当てて固定すると、クリーニングブレード４８の幅方向他端側はクリーニング装置本体４０の端部４０Ａから感光体ドラム９側へ所定寸法突出し、クリーニングブレード４８のエッジ６４Ａが感光体ドラム９の外周面に当接する。

また、クリーニング装置本体４０には、クリーニングブレード４８の切れ目６２及びエッジ６４Ｂが接触しないように溝６６，６８が形成されている。
［作用］
感光体ドラム９の外周表面に付着した不用なトナー（前述した転写バイアスロール２９から移行されたトナー）は、感光体ドラム９が回転することにより、クリーニングブレード４８のエッジ６４Ａによって外周表面から掻き取られるようにして除去される。

処理が進み、へたり、エッジの摩耗、損傷等によりクリーニング性能が劣化した場合には、クリーニングブレード４８を反対向きに取り付け、反対側のエッジ６４Ｂを感光体ドラム９の外周表面に当ててクリーニングを行う。

また、反対側のエッジ６４Ｂによるクリーニング性能が劣化した場合には、クリーニングブレード４８を外し、そのクリーニングブレード４８を切れ目６２の部分より２つに分離する。そして、図５に示すように、クリーニングブレード４８の２つに分離した一方４８Ａを、保持金具４６の幅狭部５４により固定し、新しいエッジ６４Ｃを感光体ドラム９の外周表面に突き当てる。

さらに、このエッジ６４Ｃによるクリーニング性能が低下した場合には、クリーニングブレード４８の２つに分離した他方４８Ｂを、図５の場合と同様に保持金具４６により固定し、新しいエッジ６４Ｄを感光体ドラム９の外周表面に突き当てる。

このように、本実施形態では、一つのクリーニングブレード４８で、４箇所のエッジ６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄを使用することができ、従来よりも長期に渡ってクリーニング性能を維持することができる。

また、未使用のエッジは、溝６６によってクリーニング装置本体４０に直接接触しないようになっているので、使用時まで最適な状態を維持できる。
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態を図６乃至図８にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成は同一符号を付しその説明は省略する。

図６及び図７に示すように、本実施形態の保持金具４６では、段差５０の近傍に螺子６０を挿通する孔５９Ｃが形成されており、クリーニング装置本体４０には孔５９Ｃを挿通した螺子６０をねじ込むための螺子孔４２が形成されている。

したがって、分離したクリーニングブレード４８の一方４８Ａ（又は他方４８Ｂ）の近くで螺子６０を締めることができ、固定がより強固になる。

なお、上記実施形態のクリーニングブレード４８に形成された切れ目６２は、切れ目深さが一定であったが、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、切れ目深さが大小交互に変化し、一部分が反対側まで貫通していても良い。

また、切れ目６２は、カッターナイフで切り込んで形成したようなものであっても良く、エッジが形成されていれば図９に示すように切れ目の代わりに溝７０であっても良い。

また、使用によりクリーニングブレード４８にへたりが生じない場合には、図１０に示すように、溝７０（又は切れ目６２）を両側から形成して８個所のエッジ６４Ａ〜Ｈを使用することも可能である。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 クリーニング装置の側面図である。 クリーニング装置の分解斜視図である。 （Ａ）はブレードの斜視図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）に示すブレードの４（Ｂ）−４（Ｂ）線断面図であり、（Ｃ）はブレードの拡大側面図である。 クリーニング装置の側面図である。 第２の実施形態に係るクリーニング装置の斜視図である。 第２の実施形態に係るクリーニング装置の側面図である。 （Ａ）は他の実施形態に係るクリーニングブレードの斜視図であり、（Ｂ）は図８（Ａ）に示すブレードの８（Ｂ）−８（Ｂ）線断面図である。 更に他の実施形態に係るクリーニングブレードの側面図である。 更に他の実施形態に係るクリーニングブレードの側面図である。

符号の説明

１ レーザビームプリンタ（画像形成装置）
４ プロセスカートリッジ
９ 感光体ドラム（像担持体）
１３ 現像装置
４０ クリーニング装置本体（ベース部材、保持具）
４６ 保持金具（固定部材、保持具）
４８ クリーニングブレード
４８Ａ 第１のクリーニングブレード片
４８Ｂ 第２のクリーニングブレード片
５２ 幅広部（第１保持部分）
５４ 幅狭部（第２保持部分）
６２ 切れ目（切断部）
６６ 溝（凹部）
６８ 溝（凹部）
７０ 溝（切断部）

Claims (1)

1. 画像形成装置の像担持体表面にエッジ部分を当接させて前記像担持体表面をクリーニングするクリーニングブレードであって、
   少なくとも第１のクリーニングブレード片と、第２のクリーニングブレード片との２つに分離するための切断部を有し、
   前記切断部は、厚さ方向両面側から形成され、かつ長手方向一端から他端に向けて直線状に延びる切れ目、または溝であり、
   前記分離を行う前に、前記切断部を厚さ方向両側から挟んで固定した状態で使用する、ことを特徴とするクリーニングブレード。

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