JP5610147B2 - クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Description
詳しくは、像担持体上において長手方向両端部は非画像領域であったり非画像領域に近い位置であったりするために、ブレード状部材に向けて入力される未転写トナーの量も長手方向中央部に比べて長手方向両端部では少なくなる。そして、ブレード状部材と像担持体との間に介在されるトナー(ブレード状部材に入力される未転写トナー)が少ない場合には、ブレード状部材に対して像担持体が直接的に接触した状態に近くなってしまい、ブレード状部材に作用する摩擦抵抗が大きくなってブレード状部材の捲れや振動音が発生してしまうことになる。このように、従来のクリーニングブレードは、ブレード状部材の長手方向端部において、捲れや振動音が発生しやすくなっていた。
図1〜図6にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態1における画像形成装置1は、複数の作像部としてのプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKが中間転写ベルト17に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、除電部(不図示である。)の位置を通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング装置9の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置9に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2は、黒色用のプロセスカートリッジ10BKを示す構成図である。その他の3つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10Cは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ10BKとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明を省略する。
図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。
感光体ドラム11の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
そして、このように構成された帯電部12において、帯電ローラ12aには不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
クリーニングブレード15aは、主として、ウレタンゴム等のゴム材料からなり略板状に形成されたブレード状部材15a1(ブレード本体)と、板金で形成されてブレード状部材15a1を保持するホルダ部材15a2(ブレードホルダ)と、で構成されている。そして、クリーニングブレード15aのブレード状部材15a1は、感光体ドラム11表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム11上に付着する未転写トナー等の付着物がクリーニングブレード15aによって機械的に掻き取られてクリーニング装置15内に回収されることになる。
ここで、感光体ドラム11上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電ローラ12aによる放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。
なお、このクリーニング装置15については、後でさらに詳しく説明する。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像装置13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器28から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
先に図2にて説明したように、本実施の形態1において、クリーニング装置15に設置されたクリーニングブレード15aは、主として、ゴム材料からなるブレード状部材15a1(ブレード本体)と、ブレード状部材15a1を保持するホルダ部材15a2(ブレードホルダ)と、で構成されている。
ここで、ブレード状部材15a1は、その先端部が感光体ドラム11に対して長手方向(図2の紙面垂直方向である。)にわたって当接するとともに、その根元部がホルダ部材15a2に固定・保持されている。
図3を参照して、ホルダ部材15a2の支持部15a21(固定部)は、ブレード状部材15a1の先端部が感光体ドラム11に向けて突き出すように、その面上にブレード状部材15a1を片持ち支持するものである。具体的に、ブレード状部材15a1は、両面テープ又は接着剤を介して、支持部15a21の面上に貼着されている。
ホルダ部材15a2の曲げ部15a22は、支持部15a21に交会して支持部15a21とともに上述したL字状の断面形状を形成する。そして、曲げ部15a22は、少なくとも一方の長手方向端部における短手方向の長さH2が長手方向中央部における短手方向の長さH1に比べて短くなるように形成されている(H1>H2である。)。換言すると、ホルダ部材15a2の曲げ部15a22は、長手方向端部に、切欠(図3において、破線で囲んだ部分である。)が形成されている。
具体的に、図4に示すように、ホルダ部材15a2の曲げ部15a22は、搬送コイル15bの搬送方向上流側に対応する長手方向端部における短手方向の長さが長手方向のその他の部分における短手方向の長さに比べて短くなるように形成されている。すなわち、ホルダ部材15a2の曲げ部15a22は、搬送コイル15bによって搬送されるトナー(未転写トナー)の搬送方向(図4中の白矢印方向である。)の上流側に対応する長手方向端部に切欠(図4中、破線で囲んだ部分である。)が形成され、搬送方向下流側に対応する長手方向端部には切欠が形成されていない。
搬送コイル15bの搬送方向上流側に対応する位置(長手方向端部)では、ブレード状部材15a1によって感光体ドラム11上から掻き取られたトナー(もともと少量のトナーである。)が、搬送スクリュ15bによって即座に下流側に向けて搬送されてしまうために、ブレード状部材15a1の先端部にはほとんどトナーが介在されないことになる。これに対して、搬送コイル15bの搬送方向下流側に対応する位置(長手方向端部)では、ブレード状部材15a1によって感光体ドラム11上から直接的に掻き取られるトナーは少量であるものの、搬送スクリュ15bによって上流側から搬送されてきたトナーが比較的多量に存在するために、ブレード状部材15a1の先端部にはある程度のトナーが介在されやすくなる。したがって、搬送コイル15bの搬送方向下流側に対応する位置(長手方向端部)では、曲げ部15a22に切欠を形成しなくても、ブレード状部材15a1の捲れや振動音が生じにくくなる。
これに対して、図6に示すように、ホルダ15a2の曲げ部15a22において、長手方向端部の短手方向の長さを0ミリに設定することもできる。すなわち、ホルダ15a2の長手方向端部において、実質的に曲げ部15a22が存在しないように形成することもできる。
このような場合であっても、上述した本実施の形態1における効果を得ることができる。
図7〜図10にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図7は実施の形態2におけるクリーニングブレードを示す斜視図であって、図8はその一方の長手方向端部を示す部分拡大斜視図である。また、図9はクリーニングブレードの製造方法を示す図であって、図10は別の製造方法を示す図である。なお、図9、図10は、クリーニングブレード15aの細部について図示を簡略化している。
本実施の形態2におけるクリーニングブレード15aは、主として、支持部15a21の長手方向全域にわたってブレード状部材15a1が設置されていない点が、支持部15a21の長手方向全域にわたってブレード状部材15a1が設置されている前記実施の形態1のものとは相違する。
詳しくは、ホルダ部材15a2の支持部15a21において、一方の長手方向端部にはクリーニング装置15の筐体(不図示である。)に対する位置決め主基準となる主基準部15a31(穴部)が形成され、他方の長手方向端部にはクリーニング装置15の筐体に対する位置決め従基準となる従基準部15a32(長穴部)が形成されている。そして、これらの主基準部15a31(穴部)と従基準部15a32(長穴部)とに、クリーニング装置15の筐体(不図示である。)上に起立する2つボス部15dがそれぞれ係合して、クリーニング装置15に対するクリーニングブレード15a(ホルダ部材15a2)の位置が定められることになる。
なお、本実施の形態2において、主基準部15a31は直径が3mmの穴部であって、従基準部15a32は直径4mm×長さ7mmの長穴部である。
詳しくは、ホルダ部材15a2の支持部15a21において、一方の長手方向端部にはクリーニング装置15の筐体に対してネジ締結するためのネジ締結用穴部15a41が形成され、他方の長手方向端部にはクリーニング装置15の筐体に対してネジ締結するためのネジ締結用長穴部15a42が形成されている。そして、上述した主基準部15a31(穴部)と従基準部15a32(長穴部)とにそれぞれボス部15dを係合させて位置決めした状態で、ネジ締結用穴部15a41とネジ締結用長穴部15a42とを介して筐体に形成された2つの雌ネジ部にそれぞれネジ41(M4ネジである。)を螺合させることで、クリーニング装置15に対してクリーニングブレード15a(ホルダ部材15a2)が固定(ネジ締結)されることになる。
なお、本実施の形態2において、ネジ締結用穴部15a41は直径が4mmの穴部であって、ネジ締結用長穴部15a42は直径5mm×長さ9mmの長穴部である。また、ネジ41として、M4ネジを用いている。
主基準部15a31が設けられた位置(長手方向端部)では、従基準部15a32が設けられた位置に比べて、クリーニング装置15の筐体に対してホルダ部材15a2が強固に固定(位置決め)されていて、同じ衝撃を受けたときに振動を逃がしにくいため、ホルダ部材15a2からブレード状部材15a1に振動が伝達されて主基準部15a31が設けられた側でブレード状部材15a1の捲れや振動音が生じやすくなる。そのため、本実施の形態2では、ブレード状部材15a1の捲れや振動音が生じやすい一方の長手方向端部(主基準部15a31が設けられた側である。)にのみ、曲げ部15a22に切欠Aを設けて、その位置における剛性を低下させることで、衝撃を受けたときの振動を逃がしやすくしている。
駆動モータ50が設けられた側(駆動側)では、駆動モータ50が設けられていない側(従動側)に比べて、駆動モータ50の振動がクリーニング装置15のブレード状部材15a1に伝達されやすいため、駆動側でブレード状部材15a1の捲れや振動音が生じやすくなる。そのため、本実施の形態2では、ブレード状部材15a1の捲れや振動音が生じやすい一方の長手方向端部(駆動モータ50が設けられた側である。)にのみ、曲げ部15a22に切欠Aを設けて、その位置における剛性を低下させることで、衝撃を受けたときの振動を逃がしやすくしている。
なお、駆動モータ50は、不図示のギア列を介して、クリーニング装置15における駆動部材(搬送コイル15b等である。)に駆動力を伝達している。
また、切欠Aの長手方向長さM2が、ホルダ部材15a2の端部から主基準部15a31(穴部)の中心までの距離M3よりも小さくなるように形成されているため(M2<M3)、ホルダ部材15a2の剛性が低くなり過ぎてクリーニングブレード15aの位置決め精度が低くなる不具合を抑止することができる。
さらに、本実施の形態2では、切欠Aの長手方向長さM2が、ホルダ部材15a2の長手方向長さM1(全長)に対して1%以下(本実施の形態2では、0.86%程度に設定している。)になるように設定している。これにより、ブレード状部材15a1の捲れや振動音を抑止する効果が好適に発揮されることになる。
また、ブレード状部材15a1(クリーニングブレード15a)は、感光体ドラム11に当接する当接圧(当接部分の線圧である。)が、0.10〜0.50N/cmの範囲になるように設定されている。これは、当接圧が0.50N/cmより大きいとビビリ音(異常音)が発生しやすくなり、当接圧が0.10N/cmより小さいと感光体ドラム11の表面の微細な凹凸への追従性が低下してクリーニング不良が生じやすくなるためである。なお、本実施の形態2では、ブレード状部材15a1の当接圧を、0.23N/cmに設定している。
さらに、ブレード状部材15a1は、その硬度(25℃におけるJIS−A硬度である。)が、60〜80の範囲になる材料で形成されている。これは、硬度が80より大きいとブレード状部材15a1が感光体ドラム11に偏当たりしやすくなり、硬度が60より小さいとブレード状部材15a1が感光体ドラム11に腹当りしやすくなってしまうためである。なお、本実施の形態2では、ブレード状部材15a1を、硬度が75になる材料によって形成している。
まず、図9(A)に示すような平板状の板金(15a2)を用意して、その板金(15a2)に対して図9(B)に示すような打ち抜き加工を施す。このとき、板金(15a2)には、切欠A、主基準部15a31、従基準部15a32等が形成されることになる。
その後、図9(C)に示すように、曲げ加工が施されて、L字状のホルダ部材15a2が形成されることになる。そして、図9(D)に示すように、ホルダ部材15a2の支持部15a21に、ブレード状部材15a1が貼着されて、最終的にクリーニングブレード15aの製造が終了する。
なお、上述した製造工程において、図9(B)にて説明した打ち抜き工程と、図9(C)にて説明した曲げ加工工程と、を同時におこなうこともできる。
その後、図10(C)に示すように、曲げ加工が施されて、L字状の板金(15a2)が形成されることになる。その後、図10(D)に示すように、L字状の板金(15a2)に対して、切削加工や溶解加工等が施されて切欠Aが形成されて、ホルダ部材15a2の製造が終了する。そして、図10(E)に示すように、ホルダ部材15a2の支持部15a21に、ブレード状部材15a1が貼着されて、最終的にクリーニングブレード15aの製造が終了する。
なお、上述した製造工程において、図10(B)にて説明した打ち抜き工程と、図10(C)にて説明した曲げ加工工程と、を同時におこなうこともできる。
さらに、図10(D)にて説明した切欠Aを形成する工程を、図10(E)にて説明したブレード状部材15a1の貼着工程後におこなうこともできる。このことは、既にクリーニング装置15に設置されているクリーニングブレード15a(切欠Aが形成されていないものである。)に対して、ブレード状部材15a1の捲れや振動音を抑止するために、事後的に切欠Aを形成することができることを意味するものである。
これに対して、クリーニング装置15をプロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体1に交換自在に設置されるように構成することもできる。そして、このような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像装置13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
10Y、10M、10C、10BK プロセスカートリッジ(作像部)、
11 感光体ドラム(像担持体)、
15 クリーニング装置、
15a クリーニングブレード、
15a1 ブレード状部材、
15a2 ホルダ部材、
15a21 支持部、 15a22 曲げ部、
15b 搬送コイル(搬送部材)、
15c ケース。
Claims (8)
- 像担持体上に残留した未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置に設置されるクリーニングブレードであって、
その先端部が前記像担持体に対して長手方向にわたって当接するブレード状部材と、
前記ブレード状部材を保持するとともに、長手方向に直交する短手方向の断面形状がL字状に形成されたホルダ部材と、
を備え、
前記ホルダ部材は、
前記ブレード状部材の前記先端部が突き出すように、その面上に前記ブレード状部材を片持ち支持した支持部と、
前記支持部に交会して前記L字状の断面形状を形成するとともに、少なくとも一方の長手方向端部における短手方向の長さが長手方向中央部における短手方向の長さに比べて短くなるように形成された曲げ部と、
を具備し、
前記ホルダ部材は、当該クリーニングブレードを前記クリーニング装置に対して位置決めするための主基準部と従基準部とが長手方向に離れるように長手方向両端部にそれぞれ形成され、
前記ホルダ部材の前記曲げ部は、前記主基準部が設けられた一方の長手方向端部における短手方向の長さが長手方向のその他のすべての部分における短手方向の長さに比べて短くなるように形成されたことを特徴とするクリーニングブレード。 - 前記主基準部は、前記ホルダ部材における前記一方の長手方向端部において短手方向の長さが短くなるように形成された部分よりも長手方向中央部の側に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のクリーニングブレード。
- 前記ホルダ部材は、前記一方の長手方向端部において前記主基準部よりも長手方向外側にネジ締結用穴部が形成されたことを特徴とする請求項2に記載のクリーニングブレード。
- 像担持体上に残留した未転写トナーをクリーニングするとともに装置内に回収された未転写トナーを装置外に排出するために長手方向に搬送する搬送部材を具備したクリーニング装置に設置されるクリーニングブレードであって、
その先端部が前記像担持体に対して長手方向にわたって当接するブレード状部材と、
前記ブレード状部材を保持するとともに、長手方向に直交する短手方向の断面形状がL字状に形成されたホルダ部材と、
を備え、
前記ホルダ部材は、
前記ブレード状部材の前記先端部が突き出すように、その面上に前記ブレード状部材を片持ち支持した支持部と、
前記支持部に交会して前記L字状の断面形状を形成するとともに、少なくとも一方の長手方向端部における短手方向の長さが長手方向中央部における短手方向の長さに比べて短くなるように形成された曲げ部と、
を具備し、
前記ホルダ部材の前記曲げ部は、前記搬送部材の搬送方向上流側に対応する長手方向端部における短手方向の長さが長手方向のその他のすべての部分における短手方向の長さに比べて短くなるように形成されたことを特徴とするクリーニングブレード。 - 像担持体上に残留した未転写トナーをクリーニングするクリーニング装置に設置されるクリーニングブレードであって、
その先端部が前記像担持体に対して長手方向にわたって当接するブレード状部材と、
前記ブレード状部材を保持するとともに、長手方向に直交する短手方向の断面形状がL字状に形成されたホルダ部材と、
を備え、
前記ホルダ部材は、
前記ブレード状部材の前記先端部が突き出すように、その面上に前記ブレード状部材を片持ち支持した支持部と、
前記支持部に交会して前記L字状の断面形状を形成するとともに、少なくとも一方の長手方向端部における短手方向の長さが長手方向中央部における短手方向の長さに比べて短くなるように形成された曲げ部と、
を具備し、
前記ホルダ部材の前記曲げ部は、前記像担持体を駆動する駆動部が設置された側に対応する長手方向端部における短手方向の長さが長手方向のその他のすべての部分における短手方向の長さに比べて短くなるように形成されたことを特徴とするクリーニングブレード。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載のクリーニングブレードを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
- 画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項6に記載のクリーニング装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項6に記載のクリーニング装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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