JP4856926B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、電子写真画像形成装置に関する。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例として、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、電子写真ファクシミリ装置、及びそれらの複合機等が含まれる。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化している。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。

プロセスカートリッジでは、プロセス手段として、ドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）をクリーニングするためのクリーニング手段（以下、クリーニン装置と記す）を、カートリッジ枠体に保持させている。

クリーニング装置は、感光体ドラムの周面上に残留しているトナーを清掃手段によって清掃、回収するものである。その清掃手段として、ウェッブ方式、ファーブラシ方式、ローラ方式、ブレード方式がある。中でもブレード方式が現在の主流となっている。ブレード方式は、弾性を有するブレードのエッジを感光体ドラム面に圧接することにより感光体ドラム面に残るトナーを掻き取る方式である。

しかしながら、ウェッブ方式、ファーブラシ方式、ローラ方式は、その構造上クリーニング装置が大きくなる傾向がある。

また、特許文献１のｆｉｇ２９、３０に示すように、弾性ブレード１３ａを板金１３ａ１で支持している。そして、弾性ブレード１３ａが感光体ドラム９から受ける反力に耐えうるために板金に曲げを与えることによって剛性を確保している。

また、板金１３ａ１はビス１３ａ２を用いてカートリッジ枠体に固定させている。即ち、板金１３ａ１及びビス１３ａ２の為のスペースが必要になってくる。

また、特許文献２に示すクリーニングブレード１５は、弾性ブレード１９が金属軸２０を覆う形で一体成形されている。
特開平６−２８２１２２号 特開平４−２９５８７７号公報

しかし、クリーニングブレード１５においては、金属軸２０を長手方向の両端でしか支持できないので、中央付近が撓む可能性がある。

そこで、本発明の目的は、弾性ブレードが電子写真感光体とカウンター方向に接触することを維持し、弾性ブレードのめくれを防止することができるクリーニング装置、そのクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジ、及び、そのクリーニング装置を備える電子写真画像形成装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係るクリーニング装置は、
記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に用いられるクリーニング装置において、
回転可能な電子写真感光体と、
枠体と、
前記電子写真感光体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記電子写真感光体と接触して、前記電子写真感光体の表面から現像剤を除去する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持するホルダであって、前記枠体に前記クリーニング部材を固定する為に前記枠体と係合する係合部と、前記弾性ブレードの厚み方向において前記係合部の内側で、前記弾性ブレードを挟み込んで支持する支持部と、を有するホルダと、を有するクリーニング部材と、
を有し、
前記ホルダの形状は円柱であり、
前記電子写真感光体が回転した際に、前記クリーニング部材が回転するのを規制して、前記弾性ブレードが前記電子写真感光体の回転方向に対してカウンター方向に当接可能なように前記弾性ブレードと当接する規制部を有することを特徴とする。
本発明の請求項２に係るクリーニング装置は、
請求項１に記載のクリーニング装置において、前記枠体は、前記係合部と係合する第一の受け部を有する第一の枠体と、前記弾性ブレードの厚み方向において、前記第一の枠体とは反対側から前記係合部と係合する第二の受け部を有する第二の枠体と、を有することを特徴とする。
本発明の請求項３に係るクリーニング装置は、
請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記支持部は前記クリーニング部材の長手方向に沿って前記円柱の周表面に設けられた溝であることを特徴とする。
本発明の請求項４に係るクリーニング装置は、
請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記規制部は前記枠体に設けられることを特徴とする。
本発明の請求項５に係るクリーニング装置は、
請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記弾性ブレードを前記規制部に付勢するための付勢部材を有することを特徴とする。
本発明の請求項６に係るクリーニング装置は、
請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記係合部は、前記クリーニング部材の長手方向において前記クリーニング部材の全域で前記枠体と係合することを特徴とする。
本発明の請求項７に係るクリーニング装置は、
請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記係合部は、前記クリーニング部材の長手方向において前記係合部の一端側、他端側、及び、前記一端側と前記他端側との間の位置で前記枠体と係合することを特徴とする。
本発明の請求項８に係るクリーニング装置は、
請求項２に記載のクリーニング装置において、前記第二の枠体は、前記弾性ブレードによって、前記電子写真感光体の表面から除去した現像剤を前記長手方向に沿って搬送するスクリューを有することを特徴とする。
本発明の請求項９に係るクリーニング装置は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記ホルダは、前記枠体と当接して、前記クリーニング部材の長手方向の位置の規制をおこなう端面を有することを特徴とする。

本発明の請求項１０に係るプロセスカートリッジは、
記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、
請求項１乃至９のいずれかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明の請求項１１に係る電子写真画像形成装置は、
記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
請求項１乃至９のいずれかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、弾性ブレードが電子写真感光体とカウンター方向に接触することを維持し、弾性ブレードのめくれを防止することができるクリーニング装置、そのクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジ、及び、そのクリーニング装置を備える電子写真画像形成装置を提供することができる。

（１）電子写真画像形成装置全体の説明
図１は、本発明の実施例が具現化される電子写真画像形成装置の一実施例を示すカラー電子写真画像形成装置の全体構成説明図である。図２は記録媒体搬送ユニット３と共に作像ユニットＢを電子写真画像形成装置本体Ａ（以下「装置本体Ａ」と記す）から引き出した状態を示す説明図である。

本実施例のカラー電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録紙、ＯＨＰシート、布等の記録媒体に画像を形成するレーザービームプリンタである。

そして、レーザービームプリンタは、装置本体Ａに、作像ユニットＢと、レーザー光を照射可能な光学ユニット２（２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋ）と、記録媒体搬送ユニット３（以下「搬送ユニット」と記す）と、定着ユニット７などを備えている。

装置本体Ａは、４つの画像形成ステーションＳ（Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋ）を備えている。Ｓｙはイエロー用、Ｓｍはマゼンタ用、Ｓｃはシアン用、Ｓｋはブラック用の画像形成ステーションである。

作像ユニットＢは、４色分のプロセスカートリッジＣ（Ｃｙ、Ｃｍ、Ｃｃ、Ｃｋ）及びトナーカートリッジＴ（Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｋ）を備え、これらのカートリッジＣ、Ｔがそれぞれ対応する各画像形成ステーションＳに取り外し可能である。また作像ユニットＢには４色分のプロセスカートリッジＣの下方に中間転写体ユニット２０を具備している。

光学ユニット２は半導体レーザーを使用したスキャナーユニットであり、各色ごとにスキャナーユニットを装置本体Ａに装備している。

上記構成において、まず１色目、例えばイエローのプロセスカートリッジＣｙとしてカートリッジ化されたドラム形状の電子写真感光体（以下「感光体ドラム」と記す）４０ｙが帯電手段４２ｙによって一様に帯電される。次に光学ユニット２ｙから照射されたレーザー光Ｌによって感光体ドラム４０ｙに潜像が形成される。そしてその潜像が現像手段４３ｙによって現像剤としてのトナーにより現像されてトナー像が形成される。感光体ドラム４０ｙ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ２２ｙの作用によって像担持体としての中間転写ベルト２０ａ上に一次転写される。

同様の画像形成工程がマゼンタｍ、シアンｃ、ブラックｋ用の各プロセスカートリッジＣｍ、Ｃｃ、Ｃｋにおいても行われる。そして各色のトナー像が感光体ドラム４０に形成され、先に形成されたトナー像に順番に重ね転写される。

一方、装置本体Ａ下部の給送カセット１内に積載された記録媒体Ｐは分離給送機構を構成するピックアップローラ３ａによりフィード／リタードローラ対３ｂによって表層の１枚のみ分離される。そして、記録媒体Ｐは搬送ローラ対３ｃを通過してレジストローラ対５へ送られる。記録媒体Ｐはレジストローラ対５によって２次転写領域に搬送される。そして２次転写ローラ６の作用によって中間転写ベルト２０ａ上に形成されたトナー像が記録媒体Ｐに転写される。このときに転写しきれずに中間転写ベルト２０ａ上に残った廃トナーはクリーニング装置２１に構成されたクリーニングブレード（不図示）によって除去される。これによって中間転写ベルト２０ａは次の画像形成をおこなうことができる。

トナー像を転写された記録媒体Ｐは定着ユニット７に搬送され、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂのニップ部にてトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、排紙ローラ８、９によって装置本体Ａ上部の排紙トレー１０もしくは装置本体Ａ側面に設けられた側面排紙トレー１１上へ排紙される。

ここで、搬送ユニット３は、図２に示すように２次転写ローラ６、レジストローラ対５、分離給送機構３ａ、３ｂ、３ｃおよびマルチ給紙ユニット４をすべて１つのユニットとして構成されている。この搬送ユニット３は、装置本体Ａと適宜な機構を用いて引出し可能に連結され、装置本体Ａの図中右側（マルチ給紙ユニット４側）より引き出せるようになっている。この搬送ユニット３上には作像ユニットＢが搭載されている。この作像ユニットＢは搬送ユニット３に対して記録媒体Ｐの搬送方向Ｘと直交（交差）する上下方向（Ｙ方向）に取り外し可能である。そして作像ユニットＢには各色のプロセスカートリッジＣが取り外し可能に装着されている。さらに、各プロセスカートリッジＣにはトナーカートリッジＴが取り外し可能に装着されている。プロセスカートリッジＣ、及びトナーカートリッジＴの着脱構成については追って説明する。

（２）作像ユニットＢ
本実施例における作像ユニットＢについて説明する。

図３はプロセスカートリッジＣからトナーカートリッジＴを取り外した状態の作像ユニットＢを鉛直上方向よりみた外観斜視図である。図に示すように、作像ユニットＢは、中間転写ベルトユニット２０上に、作像が行われる順にイエローｙ、マゼンダｍ、シアンｃ、黒色ｋのトナー像の形成を行うプロセスカートリッジＣを４連並べた水平タンデム構成の作像ユニットである。各色のトナーは各プロセスカートリッジＣの上部にセットされるトナーユニットＴから定量供給される。本実施例の電子写真画像形成装置においてトナーカートリッジＴのトナー容量は、５％印字換算でＡ４、３０００枚である。作像ユニット
Ｂの耐久枚数は５００００枚である。ここで図中Ｂａは作像ユニットＢの駆動側、Ｂｂは作像ユニットＢの非駆動側を示す。

図４は図３に示す作像ユニットＢの駆動側Ｂａの側面図である。画像形成時の作像プロセススピードの速度基準は中間転写ベルト２０ａの周速度においている。本実施例においては、この基準速度と各色プロセスカートリッジＣの像形成の同期をとるために歯付ベルト２３による駆動伝達方法を用いている。即ち、中間転写体ユニット２０において、無端ベルト体である中間転写ベルト２０ａは３つの張架ローラ２７、２８、２９に巻回されている。３つのローラのうちローラ２７は駆動ローラ、ローラ２８はテンションローラ、２９は従動ローラである。中間転写ベルト２０ａは駆動ローラ２７の回転駆動によって図中時計方向まわりに周回駆動される。歯付ベルト２３は、中間転写ベルト２０ａの内側に設けられている。この歯付ベルト２３は、駆動ローラ２５と同軸上の駆動プーリー２７と、テンションプーリー２４と、転写ローラギア２５と同軸上の転写ローラプーリー２５ａとに巻きついている。そして、中間転写ベルト駆動軸上の駆動プーリー２７から動力伝達された歯付ベルト２３は、各色ステーションＳの１次転写ローラ軸上の転写駆動プーリー２５ａを駆動する。さらに歯付ベルト２３は転写ローラギア２５（２５ｙ、２５ｍ、２５ｃ、２５ｋ）とドラムギア２６（２６ｙ、２６ｍ、２６ｃ、２６ｋ）がかみ合うことによって感光体ドラム軸４１（４１ｙ、４１ｍ、４１ｃ、４１ｋ）へ駆動伝達する。

図５は図４に示す作像ユニットＢの断面図である。中間転写ベルト２０ａを挟んで各色の感光体ドラム４０（４０ｙ、４０ｍ、４０ｃ、４０ｋ）の対向位置に１次転写ローラ２２（２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋ）が設けられている。各１次転写ローラ２２は対応する感光体ドラム４０と接触して該感光体ドラム上のトナー像を記録媒体Ｐに転写するための転写部位を形成している。図中時計方向まわりに中間転写ベルト２０ａを周回駆動させる。そして、イエローｙ、マゼンダｍ、シアンｃ、ブラックｋの順でトナー像を中間転写ベルト２０ａに転写し２次転写対向ローラ２８位置で記録媒体Ｐに転写する。中間転写ベルト２０ａ上の未転写トナーは中間転写ベルトクリーナー２１によって回収される。

（３）プロセスカートリッジＣ、及びトナーカートリッジＴの着脱構造
図６は作像ユニットＢにおけるプロセスカートリッジＣ、及びトナーカートリッジＴの着脱構造を示す説明図である。

プロセスカートリッジＣは作像ユニットＢに対して、ユーザーが容易に取り外しでき、感光体ドラム４０が寿命に至った場合に交換する。一方、トナーカートリッジＴはプロセスカートリッジＣに対して、ユーザーが容易に取り外しでき、トナーカートリッジＴに収納させたトナーをプロセスカートリッジＣに供給し、収納トナーが無くなった場合に交換する。

作像ユニットＢは、各色のプロセスカートリッジＣを取り外し可能に装着する装着手段として内側板７０ａ、７０ｂと外側板７１ａ、７１ｂを駆動側Ｂａと非駆動側Ｂｂのそれぞれに有する。ここでは、内側板７０ａ、７０ｂと外側板７１ａ、７１ｂは同一の機能を有するため、図では駆動側Ｂａの外側板を省略して示した。

作像ユニットＢの内側板７０ａ、７０ｂには、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘ（図１）に沿ってＵ字形状の保持溝７０ａｇ、７０ｂｇが並設されている。一方、作像ユニットＢの外側板７１ａ、７１ｂには、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに沿って縦長Ｕ字形状のガイド溝７１ａｇ、７１ｂｇが並設されている。ガイド溝７１ａ、７１ｂは記録媒体Ｐの搬送方向Ｘと所定の角度をもって斜めに交差するＵ方向に延びている。各色のプロセスカートリッジＣは、作像ユニットＢの駆動側Ｂａにおいて感光体ドラム４０の感光体ドラム軸４１を支持させた軸受４７が内側板７０ａの保持溝７０ａｇと嵌合して固定支持される。また、作像ユニットＢの非駆動側Ｂｂにおいて感光体ドラム軸４１の軸受（不図示）が後側板７１ｂのガイド溝７１ｂｇの保持溝と嵌合して固定支持される。作像ユニットＢへの脱着操作において、各色のプロセスカートリッジＣは、感光体ドラム軸４１を外側板７１ａ、７１ｂのガイド溝７１ａｇ、７１ｂｇにガイドさせて移動することにより矢示Ｕ方向に容易に取り外し可能である。

各色のプロセスカートリッジＣは、現像ユニット６０の上面にトナーカートリッジＴのガイド面６５を有する。ガイド面６５にはガイド突条６５ａが設けられている。トナーカートリッジＴの底面にはガイド突条６５ａと対向する位置にガイド凹部Ｔａが設けられている。ガイド突条６５ａとガイド凹部Ｔａは共に記録媒体Ｐの搬送方向Ｘと直交（交差）する前後方向（Ｚ方向）に延びている。従って各色のトナーカートリッジＴは、対応するプロセスカートリッジＣに対して矢示Ｚ方向に取り外し可能である。そして、各色のトナーカートリッジＴはトナー補給口（不図示）を有する。そして、そのトナー補給口とプロ
セスカートリッジＣに設けたトナー供給口（不図示）とを連通させた状態にプロセスカートリッジＣに装着される。なお図では、ガイド突条６５ａおよびガイド凹部Ｔａの説明のため、トナーカートリッジＴｍを所定の装着位置よりも非駆動側Ｂｂにスライド移動させて表している。

ここで、各トナーカートリッジＴは同一構造とされている。各トナーカートリッジＴはトナーまたはトナーと磁性キャリアの混合物を収納し、それぞれ攪拌部材（不図示）、スクリュー（不図示）が一体的に構成されている。そして各トナーカートリッジＴは攪拌部材（不図示）、スクリュー（不図示）が回転動作して上記の混合物を攪拌しながらスクリューによってプロセスカートリッジＣの現像ユニット６０に供給する。

（４）プロセスカートリッジＣ
プロセスカートリッジは、電子写真感光体と、これに作用する少なくとも１つのプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを装置本体に対して取り外し可能に取り付けられるものである。プロセス手段としては、電子写真感光体を一様に帯電させるための帯電手段と、電子写真感光体に形成された潜像を現像剤によって現像するための現像手段と、電子写真感光体をクリーニングするためのクリーニング手段等がある。本実施例のプロセスカートリッジは、プロセス手段として、上記の帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段を具備するものである。

本実施例におけるプロセスカートリッジＣについて説明する。

図７はプロセスカートリッジＣを鉛直上方向よりみた外観斜視図である。図７に示すように、プロセスカートリッジＣは、クリーニング装置としてのクリーニングユニット（以下「Ｃユニット」と記す）５０と、このＣユニット５０と結合される現像ユニット（以下「Ｄユニット」と記す）６０の２つのユニットより構成されている。ここで図中Ｃａは感光体ドラム４０の駆動ギア２６があるプロセスカートリッジＣの駆動側、Ｃｂはその反対側の非駆動側を示す。

図８は、Ｃユニット５０とＤユニット６０の非駆動側の結合構成を示す分解斜視図である。Ｃユニット５０とＤユニット６０の結合構成は駆動側も同様な構成とされる。Ｃユニット５０はクリーニングユニット枠体（以下「Ｃユニット枠体」と記す）５４を有する。
そして、このＣユニット枠体５４の駆動側に設けたサイドカバー５５に感光体ドラム４０の両端に具備させた感光体ドラム軸（以下「ドラム軸」と記す）４１を軸受４７によって回転可能に支持させている。またＣユニット枠体５４にはクリーニング手段としてのクリーニング部材５３を取り付けている（図９）。Ｄユニット６０は現像ユニット枠体（以下「Ｄユニット枠体」と記す）６１を有する。そして、このＤユニット枠体６１の駆動側に設けたサイドカバー６２に現像手段としての現像ローラ４３、及び帯電手段としての帯電ローラ４２を軸受（不図示）によって回転可能に支持させている。そして、帯電ローラ４２とＤユニット枠体６１の間の間隙部６０ａが、レーザースポットＬ（図１）の露光用の窓（開口）となっている。

Ｃユニット５０とＤユニット６０は次のように結合される。引張りコイルスプリングであるＳＤ加圧バネ（以下「加圧バネ」と記す）４９の一端を係止させた加圧プレート５９を中間転写体ユニット２０（図４）のフレーム(不図示)に軸５９ｂを介して回動可能に取り付けてある。そして、この加圧プレート５９に形成したＵ字溝５９ａをＣユニット５０のサイドプレート６２に設けた突出軸５５ｂに係合させて、加圧バネ４９の他端をＤユニット６０のサイドプレート６２端部設けたバネ軸６２ｂに係止させている。この加圧バネ４９によって現像ローラ４３と帯電ローラ４２を感光体ドラム４０に加圧接触させている。

図９を用いてプロセスカートリッジＣの画像形成プロセスについて説明する。図９は、プロセスカートリッジＣの断面図である。

画像形成プロセス（作像プロセス）の中心となる感光体ドラム４０は、アルミニウム製の引き抜きシリンダーの外周面に機能性膜であるＵＣＬ（下引き層）、ＣＧＬ（キャリア発生層）、ＣＴＬ（キャリア移送層）を順にコーティングした有機光半導体である。

画像形成プロセスにおいては、感光体ドラム４０は所定の角速度で画像形成装置より図中矢示の時計方向まわりに回転駆動される。

導電ゴムのローラ部を感光体ドラム４０に加圧接触している帯電ローラ４２は、感光体ドラム４０に接触従動回転する。ここで帯電ローラ４２の金属軸部４２ａに感光体ドラム４０に対して例えばＶｄ（暗電位）として−７００Ｖの直流電圧を印加すると、誘電性のコート膜を有する感光体ドラム４０の表面電位を−４５０Ｖとなる一様な表面電荷分布を形成することができる。

この一様な表面電荷分布面に対して、感光体４０の鉛直方向最高位置付近にスキャナーユニット２（図１）により画像データーに対応したレーザー光Ｌのスポットパターンを感光体ドラム軸４１と平行な方向に走査し露光する。レーザースポットにより露光した部位は、ＣＧＬでキャリアが発生し、一様帯電している表面電荷による電場の作用でホールがＣＴＬを移動し、表面電荷を打ち消す。この結果、露光部位はＶｌ（明電位）−５０Ｖであり、未露光部位Ｖｄ（暗電位）−４００Ｖの表面電荷密度分布即ち潜像を形成することができる。

次の画像形成プロセスである現像プロセスは、本実施例ではいわゆる１成分非磁性接触現像方式を採用している。

導電ゴムのローラ部を感光体ドラム４０に加圧接触している現像ローラ４３は、駆動機構（不図示）によって感光体ドラム４０とは独立に駆動され、接触部位における接線速度方向は同じである。しかし、現像ローラ４３と感光体ドラム４０の接線速度比は約２：１である。

トナーカートリッジＴ（図１）から定量供給されたトナーは供給ローラ４６、トリマー４４と現像ローラ４３との間の相互作用により接触帯電する。そして、現像ローラ４３の表層に単位面積あたりの質量が所望の値となるように規制されて現像部位に搬送される。ここで、例えば現像バイアスとして感光体ドラム４０に対してＶ＝−２００Ｖを印加する。すると、前述の潜像条件であれば、現像コントラストＶｃ＝１５０Ｖ、バックコントラストＶｂｃ＝２００Ｖによりトナー像を感光体ドラム４０上に形成することができる。

感光体ドラム４０上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ２２が中間転写体ベルト２０ａ（図５）をはさんで加圧接触する転写部位において、中間転写体ベルト２０ａ（図５）上へ転写される。前記転写は、１次転写ローラ２２に印加した転写電圧による電場の作用によりおこなわれる。

感光体ドラム４０上の未転写トナーはクリーニング部材５３のウレタンゴム製の弾性ブレード５２によりドラム表面より掻き落とされる。そして未転写トナーは、廃トナースクリュー４５により、作像ユニットＢに設けられた廃トナー容器（不図示）に回収される。

（５）クリーニングユニット５０
以下に、Ｃユニット５０の構成についてさらに詳しく説明する。

図１０はＣユニット５０の構成を示す断面図である。Ｃユニット５０は、感光体ドラム４０と、該感光体ドラム４０の回転方向に対してカウンター方向にクリーニング部材５３を配置している。そして、該クリーニング部材５３の下方に付勢部材５７と廃トナースクリュー４５をその順に配置されている。さらに該クリーニングブレード先端と対向する位置にトナー受け部材５８が配置される構造である。Ｃユニット枠体５４のサイドカバー５５は、感光体ドラム４０のドラム軸４１と、廃トナースクリュー４５を、それぞれ軸受（不図示）を介して回転可能に支持している。ここで、クリーニング部材５３は矢印方向に回転する感光体ドラム４０の周面から未転写トナーを掻き落すためのものである。トナー受け部材５８はクリーニング部材５３が掻き落としたトナーを受けて廃トナースクリュー４５に導くためのものである。廃トナースクリュー４５はクリーニング部材５３が掻き落としたトナーをＣユニット５０の長手方向に搬送し、廃トナーボトル（不図示）に運ぶためのものである。そして、付勢部材５７はクリーニング部材５３によって掻き落とされるトナーがＣユニット枠体５４から外部に漏れ出ることを防止するためのものである。

クリーニング部材５３は、弾性を有し感光体ドラム４０面に当接して該ドラム面をクリーニングする弾性ブレード５２と、この弾性ブレード５２を保持する円柱形ホルダ５１（以下、ホルダ５１と記す）から構成されている。

本実施例におけるホルダ５１はその断面がφ６の円柱の周表面に幅２ｍｍ、深さ４ｍｍの溝５１ｍを持つ形状としている。ここでは、生産性を考慮してステンレス製の引き抜き材をホルダ５１として用いた。しかしながら断面がφ６の円柱形のみがき棒鋼に横フライス加工等によって溝５１ｍを加工したものをホルダ５１として用いてもよい。弾性ブレード５２の材質は、ウレタンゴムを用いた。本実施例においては、ホルダー５１の支持部である溝５１ｍに弾性ブレード５２を係合させた後、ホルダー５１と弾性ブレード５２を溶着して結合した。

これによってクリーニング部材５３が構成される。そしてホルダ５１を基準としてクリーニング部材５３の先端をレーザー加工にて切断した。その際、ホルダ軸心に対してクリーニング部材５３先端は８．０±０．０５ｍｍとなった。

また、上記のクリーニング部材５３は、ホルダ５１を固定して弾性ブレード５２の板厚方向（厚み方向）にせん断力をかけることによって、ホルダ５１から弾性ブレード５２を取り外すことができる。これによって弾性ブレード５２のみを交換することができる。これにより弾性ブレード５２のリサイクルが可能となる。

以下に、図１０〜図１２を参照して、Ｃユニット枠体５４のクリーニング部材５３の支持構造を説明する。図１１はクリーニング部材５３と、Ｃユニット枠体５４の枠部材５５ｂと、廃トナースクリュー４５と、付勢部材５７を示す分解斜視図、図１２は枠部材５５ｂによるクリーニング部材５３、廃トナースクリュー４５、付勢部材５７の支持形態を示す斜視図である。

Ｃユニット枠体５４は、サイドカバー５５に結合させた上枠部５６ａおよび下枠部５６ｂと、サイドカバー５５に後付けされる下枠部５６ｃと、を有する。上枠部５６ａは、クリーニング部材５３側の下面に円弧溝状のホルダ受け部５６ａ１を有している。ホルダ受け部５６ａ１の長さはクリーニング部材５３のホルダ５１の全長と同じである。そして、クリーニング部材５３は、該ホルダー受け部５６ａ１に係合部５１ａ（第一の係合部５１ａ）を当接させて支持させている。そして、係合部５１ａはホルダ５１の外周面の上側略半分で、クリーニング部材５３の長手方向において略全域に設けられている。また上枠部５６ａは、ホルダ受け部５６ａ１より感光体ドラム４０側の位置に設けられた規制部としての回転規制部５６ａ２を有する。回転規制部５６ａ２の長さは弾性ブレード５２の全長と略同じであり、該回転規制部５６ａ２の弾性ブレード５２側の平面５６ａ３に弾性ブレード５２の一側面全域を当接させて支持させている。

下枠部５６ｂは、廃トナースクリュー４５側の側面に円弧溝状のスクリュー受け部５６ｂ１を有している。スクリュー受け部５６ｂ１の長さは廃トナースクリュー４５の外筒４５ａの全長と略同じであり、該スクリュー受け面５６ｂ１に外筒４５ａの右側の外周面全域および両端部の端面を当接させて支持させている。また下枠部５６ｂの感光体ドラム４０側の外側面にはトナー受け部材５８を適宜の手法で貼着させている。

下枠部５６ｃは、クリーニング部材５３側の上面に円弧溝状のホルダ受け部５６ｃ１を有している。ホルダ受け部５６ｃ１の長さはクリーニング部材５３のホルダ５１の全長と同じである。そしてクリーニング部材５３は、ホルダ受け部５６ｃ１に係合部５１ｂ（第二の係合部５１ｂ）を当接させて支持させている。係合部５１ｂはホルダ５１の外周面の下側略半分で、クリーニング部材５３の長手方向において略全域に設けられている。

また、ホルダ５１の長手方向の一端側と他端側とは端面５１ｃ、５１ｄが設けられている。端面５１ｃ、５１ｄは、下枠部５６ｃの長手方向の一端側と他端側とに設けられた規制部５６ｃ７、５６ｃ８に当接して、クリーニング部材５３の長手方向における位置の規制をおこなっている。

また、下枠部５６ｃは、廃トナースクリュー４５側の側面に円弧溝状のスクリュー受け部５６ｃ２を有している。スクリュー受け部５６ｃ２の長さは廃トナースクリュー４５の外筒４５ａの全長と同じであり、該スクリュー受け部５６ｃ２に外筒４５ａの左側の外周面全域および両端部の端面を当接させて保持させている。上記の下枠部５６ｃはその両端部がサイドカバー５５ａにビス等を用いて後付けされる。

上記の廃トナースクリュー４５とクリーニング部材５３の弾性ブレード５２との間には、弾性ブレード５２を上枠部５６ａの回転規制部５６ａ２へ圧接するための付勢部材５７が配設されている。付勢部材５７の全長は弾性ブレード５２の全長よりも僅かに長くなっている。付勢部材５７は両端部に廃トナースクリュー４５の外筒４５ａに沿って延出するトナー漏れ防止部５７ａを有している。この付勢部材５７は、トナー漏れ防止部５７ａを廃トナースクリュー４５の外筒４５ａ外周面に沿って延出させ（図１２）、その状態に弾性ブレード５２の他側面と廃トナースクリュー４５の間に挟み込み弾性力で固定している。付勢部材５７としてウレタンゴムなどのエラストマーが用いられる。

以上説明したように、Ｃユニット枠体５４において、上枠部５６ａのホルダ受け部５６ａ１と下枠部５６ｃのホルダ受け部５６ｃ１にてクリーニング部材５３のホルダ５１が支持される。また、クリーニング部材５３は下枠部５６ｃで長手方向の移動が規制される。ここで、長手方向の移動とは前述のＺ方向への移動（感光体ドラム４０の軸線方向への移動）をいう。

このホルダ受け部５６ａ１を具備する上枠部５６ａと、ホルダ受け部５６ｃ１を具備する下枠部５６ｃとによって、感光体ドラム４０に対するクリーニング部材５３の位置が決められている。

また、クリーニング部材５３の感光体ドラム４０の回転方向への移動を規制するために、弾性ブレード５２の一方の側面を上枠部５６ａの回転規制部５６ａ２に当接させる。また、他方の側面を付勢部材５７により上記一方の側面に圧接させてクリーニング部材５３を支持している。また付勢部材５７のトナー漏れ防止部５７ａはクリーニング部材５３端部および廃トナースクリュー４５の外筒４５ａ端部に密着されている。そしてこのトナー漏れ防止部５７ａによってクリーニング部材５３端部および廃トナースクリュー４５の外筒４５ａ端部間からのトナー漏れを防止している。また、上枠部５６ａの回転規制部５６ａ２が弾性ブレード５２に当接していることで弾性ブレード５２のめくれを防止することができる。

図１３に本実施例のＣユニット５０におけるクリーニング部材５３の支持構造の概念図を示す。（ａ）にその断面図を示し、（ｂ）に（ａ）を鉛直上方より見た外観図を示す。図では上枠部５６ａと下枠部５６ｃを１つ部材として表している。

感光体ドラム４０が矢印方向に回転すると、感光体ドラム４０と弾性ブレード５２の接線方向に摩擦力９３が生じる。これは、力９１，９２に分解される。クリーニング部材５３には力９１が加わり、上枠部５６ａおよび枠部材５４にてその力９１を支持する。

ここで、弾性ブレード５２に加わる力９１に対して、ホルダ５１が円柱形であることからホルダ５１を小径化しても剛性を維持できる。さらに、ホルダ５１は小径化しても外形寸法を高精度に作製することができる。このようなホルダ５１に力９１が加わった際、ホルダ５１外周部の略全域を上枠部５６ａおよび枠部材５６ｃによって支持することにより、力９１に対してホルダ５１は連続ばりの状態となり、たわみの小さい構成となる。

上記のような構成をとることによって、ホルダ５１のたわみが小さくなるため感光体ドラム４０に対してクリーニング部材５３を高精度に位置決めすることができる。その結果、従来クリーニング不良対策で接触圧が高くなりドラム軸トルクで１９．６±５．９Ｎ・ｃｍ（２．０±０．６ｋｇｆ・ｃｍ）程度であったものに対して、ブレード先端位置の高精度化によって１１．８±２．９Ｎ・ｃｍ（１．２±０．３ｋｇｆ・ｃｍ）になった。

また、クリーニング部材５３において、弾性ブレード５２をホルダ５１に設けられた支持部である溝５１ｂに挟み込まれて支持されている。ここで、溝５１ｂは、弾性ブレード５２の厚み方向において、係合部５１ａ、５１ｂの内側に設けられている。即ち、ホルダ５１の外形の内側に設けられているので、クリーニング部材５３を小さくすることができる。また、クリーニング部材５３は、係合部５１ａ、５１ｂが、Ｃユニット枠体５４の上枠部５６ａおよび下枠部５６ｃのホルダ受け部５６ａ１および５６ｃ１によって支持される。よって、クリーニング部材５３を精度よく支持することができ、感光体ドラム４０に対して弾性ブレード５２を精度良く取り付けることができる。したがって、クリーニング部材５３のクリーニング性能を向上させることができる。

また、クリーニング部材５３をＣユニット枠体５４の上枠部５６ａおよび下枠部５６ｃのホルダ受け部５６ａ１および５６ｃ１によって支持し、クリーニング部材５３の固定にビス等を用いていない構成である。よって、Ｃユニット枠体５４を小型化でき、結果としてＣユニット５０の小型化が実現できる。

尚、本実施例においては、図１８に示すように、ホルダ５１の形状は円柱で説明したが、断面が多四角形の直方体でも良い。即ち、弾性ブレード５２の厚み方向においては、ホルダ５１に設けられた係合部５１ａ、５１ｂが、上枠部５６ａおよび下枠部５６ｃのホルダ受け部５６ａ１および５６ｃ１によって支持される。また、厚み方向と交差する方向は、ホルダ５１に設けられた係合部５１ｃ、５１ｄが、上枠部５６ａおよび下枠部５６ｃのホルダ受け部５６ａ４および５６ｃ４によって押圧されて当接することで位置決めされる。この際、ホルダ受け部５６ａ４および５６ｃ４に押圧される力は、弾性ブレード５２が感光体ドラム４０から受ける力である。

本実施例では、ホルダ５１を支持する他の構成を説明する。ここで、ホルダ５１は、長手方向両端近傍（一端側と他端側）と、一端側と他端側との間の位置の３点で支持される。この構成でも、実施例１と同様な作用効果を得ることができる。ここで、ホルダ５１の両端近傍とは、ホルダ５１の長手方向において、ホルダ５１両端およびその近傍を含む部分をいう。

図１４はクリーニング部材５３と、Ｃユニット枠体５４の下枠部５６ｃと、廃トナースクリュー４５と、付勢部材５７を示す分解斜視図である。図１５は下枠部５６ｃによるクリーニング部材５３、廃トナースクリュー４５、付勢部材５７の支持形態を示す斜視図である。図１６はＣユニット５０におけるクリーニング部材の支持構造の要部を示す断面図である。

下枠部５６ｃは、クリーニング部材５３のホルダ５１の両端近傍および該両端近傍間の中央と対応する位置に円弧状のホルダ受け部５６ｃ１、５６ｃ３、５６ｃ４を有している。このホルダ受け部部５６ｃ１と５６ｃ３、および５６ｃ１と５６ｃ４の間の面域５６ｃ５と５６ｃ６はホルダ受け部部５６ｃ１、５６ｃ３、５６ｃ４よりも深い溝形状となっている。

したがって、クリーニング部材５３のホルダー５１下半部の両端近傍の外周面および端面がホルダー受け部５６ｃ３、５６ｃ４に、中央の外周面がホルダー受け部５６ｃ１に、それぞれ当接されて支持される。

本実施例では、下枠部５６ｃにおいてクリーニング部材５３のホルダ５１の両端間で略中央の位置にホルダ受け部５６ｃ１を１つ設けた。しかし、このホルダー受け面の数はこれに限られず、上記のホルダー受け部５６ｃ３と５６ｃ２の間の任意の位置に複数設けてもよい。

本実施例のＣユニット５０の構成について図１７を参照して説明する。図１７は本実施例のＣユニット５０の構成を示す側面図である。

実施例１では、クリーニング部材５３の感光体ドラム４０の回転方向への移動を規制するために、Ｃユニット枠体５４の上枠体５６ａと付勢部材５７を用いていた。

本実施例では、クリーニング部材５３の感光体ドラム４０の回転方向への移動を規制するために、Ｃユニット枠体５４の上枠体５６ａとＣユニット枠体５４のサイドカバー５５を用いている。このため実施例１で用いた付勢部材５７は使用しない。

本実施例のＣユニット５０においては、クリーニング部材５３のホルダ５１の軸端部５１ｔをＤ形状とし、このＤ形状部５１ｔをサイドカバー５５に設けた長孔５５ｃに嵌合させる。それによってクリーニング部材５３の回転を規制している。また、クリーニング部材５３の長手方向の移動は、実施例１と同様にＣユニット枠体５４の下枠部５６ｃのホルダ受け部５６ｃ７、５６ｃ８とによって規制される。この規制によって、クリーニング部材５３を固定するために用いるビスや付勢部材５７等が不要になる。このビスや付勢部材５７を用いた場合に必要となるスペースの分、Ｃユニット枠体５４を小型化でき、結果としてＣユニット５０を小型化できる。

以上説明したように、各実施例のＣユニット５０によれば、円柱形のホルダ５１とＣユニット枠体５４による簡易な構成によってホルダ５１のたわみが小さくなる。さらに、ホルダ５１の小型化と、感光体ドラム４０に対するクリーニング部材５３の高精度な位置決めと両方を実現できるという効果がある。

また、Ｃユニット枠体５４がクリーニング部材５３の感光体ドラム４０の回転方向への移動を規制する回転規制部５６ａ２を有することで、クリーニング部材５３のブレードめくれ防止による感光体ドラム４０周面への当接圧の低減が実現できるという効果がある。

また、上記の回転規制部５６ａ２へ圧接するための付勢部材５７を有することによって、トナー漏れを防止することが実現できるという効果がある。

以上説明したように、クリーニング部材を小型化し、電子写真感光体に対するクリーニング部材の高精度な位置決めを実現することができる。

電子写真画像形成装置の一実施例を示す全体構成説明図。 記録媒体搬送ユニットと共に作像ユニットを電子写真画像形成装置本体から引き出した状態を示す説明図。 プロセスカートリッジからトナーカートリッジを取り外した状態の作像ユニットを鉛直上方向よりみた外観斜視図。 図３に示す作像ユニットの駆動側の側面図。 図４に示す作像ユニットの断面図。 作像ユニットにおけるプロセスカートリッジ、及びトナーカートリッジの着脱構造を示す説明図。 図７はプロセスカートリッジを鉛直上方向よりみた外観斜視図。 クリーニングユニットと現像ユニットの非駆動側の結合構成を示す分解斜視図。 プロセスカートリッジの断面図。 クリーニングユニットの構成を示す断面図。 実施例１に係るクリーニングブレードと、クリーニングユニット枠体の枠部材と、廃トナースクリューと、付勢部材を示す分解斜視図。 実施例１に係る枠部材によるクリーニングブレード、廃トナースクリュー、付勢部材の支持形態を示す斜視図。 クリーニングブレードの支持構造の概念図。 実施例２に係るクリーニングブレードと、クリーニングユニット枠体の枠部材と、廃トナースクリューと、付勢部材を示す分解斜視図。 実施例２に係る枠部材によるクリーニングブレード、廃トナースクリュー、付勢部材の支持形態を示す斜視図。 実施例２に係るクリーニングブレード支持構造の要部を示す断面図。 実施例３に係るクリーニングユニットの構成を示す側面図。 実施例１に係るクリーニングユニットの構成を示す断面図。

符号の説明

４０‥‥感光体ドラム
４５‥‥廃トナースクリュー
５０‥‥クリーニングユニット
５１‥‥円柱形ホルダー
５１ａ、５１ｂ‥‥係合部
５１ｍ‥‥溝部
５２‥‥弾性ブレード
５３‥‥クリーニング部材
５４‥‥クリーニングユニット枠体
Ａ‥‥電子写真画像形成装置本体

Claims (11)

1. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に用いられるクリーニング装置において、
   回転可能な電子写真感光体と、
   枠体と、
   前記電子写真感光体から現像剤を除去するクリーニング部材であって、前記電子写真感光体と接触して、前記電子写真感光体の表面から現像剤を除去する弾性ブレードと、前記弾性ブレードを支持するホルダであって、前記枠体に前記クリーニング部材を固定する為に前記枠体と係合する係合部と、前記弾性ブレードの厚み方向において前記係合部の内側で、前記弾性ブレードを挟み込んで支持する支持部と、を有するホルダと、を有するクリーニング部材と、
   を有し、
   前記ホルダの形状は円柱であり、
   前記電子写真感光体が回転した際に、前記クリーニング部材が回転するのを規制して、前記弾性ブレードが前記電子写真感光体の回転方向に対してカウンター方向に当接可能なように前記弾性ブレードと当接する規制部を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、前記枠体は、前記係合部と係合する第一の受け部を有する第一の枠体と、前記弾性ブレードの厚み方向において、前記第一の枠体とは反対側から前記係合部と係合する第二の受け部を有する第二の枠体と、を有することを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記支持部は前記クリーニング部材の長手方向に沿って前記円柱の周表面に設けられた溝であることを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記規制部は前記枠体に設けられることを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記弾性ブレードを前記規制部に付勢するための付勢部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記係合部は、前記クリーニング部材の長手方向において前記クリーニング部材の全域で前記枠体と係合することを特徴とするクリーニング装置。
7. 請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記係合部は、前記クリーニング部材の長手方向において前記係合部の一端側、他端側、及び、前記一端側と前記他端側との間の位置で前記枠体と係合することを特徴とするクリーニング装置。
8. 請求項２に記載のクリーニング装置において、前記第二の枠体は、前記弾性ブレードによって、前記電子写真感光体の表面から除去した現像剤を前記長手方向に沿って搬送するスクリューを有することを特徴とするクリーニング装置。
9. 請求項１に記載のクリーニング装置において、前記ホルダは、前記枠体と当接して、前記クリーニング部材の長手方向の位置の規制をおこなう端面を有することを特徴とするクリーニング装置。
10. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、
    請求項１乃至９のいずれかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
    請求項１乃至９のいずれかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。