JP5774068B2

JP5774068B2 - 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

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Publication number: JP5774068B2
Application number: JP2013181518A
Authority: JP
Inventors: 秀人岡; 宇山　雅夫; 雅夫宇山; 賢治進藤; 延喜吉田; 良介金井; 居波　聡; 聡居波
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: JP2013238893A

Description

本発明は、像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。

ここで、画像形成装置としては、例えば電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ装置等が含まれる。また、プロセスカートリッジとしては、少なくとも像担持体とクリーニング装置とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置に着脱可能とするものをいう。

電子写真画像形成装置において、像担持体を繰り返し使用する為に像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写した後に、像担持体に残った現像剤を除去するクリーニング手段として、クリーニングブレード方式が知られている。

クリーニングブレード方式は、弾性を有するブレードを像担持体の表面に所定の圧で当接させて像担持体の表面から現像剤を除去する方法である。

特許文献１においてクリーニング部材は、支持部材である板金の先端にブレードが成型によって取り付けられた構造になっている。そして板金を枠体にビス等で取り付けることによってクリーニング部材を固定することによって、像担持体の表面に所定圧で当接させている。

特開２００２−３４１７２１号公報

しかしながら、プリンタ等の画像形成装置は普及にともなって、小型化、高速化、高画質化される傾向にある。画像形成装置が小型化されれば、像担持体の大きさは小さくなる。また、高速化によって、像担持体が速く回転することになる。即ち、像担持体表面に当接しているブレードは、像担持体が高速で繰り返し像担持体の表面と摺動することになる。そして、ブレード自身の温度が上昇し、ブレードの硬度が柔らかくなる。その結果、像担持体表面とブレードの摩擦力が上昇する。それによって、像担持体を駆動させる為の駆動トルクの増加、ブレードの捲れという問題が生じる場合がある。更に、最近では高画質化の為に現像剤を球形状のものを用いることがある。この場合、像担持体表面から現像剤を除去する為には、像担持体に対するブレードの当接圧を上げる必要があり、前述の問題を助長させる要因の一つになっている。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものである。その目的とするところは、像担持体を駆動する際の駆動トルクの増加、ブレードの捲れを抑えることが可能なクリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の構成は、画像形成装置に用いられるクリーニング装置であって、
枠体に設けられた固定部と、前記固定部に取り付けられる、像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材において、前記像担持体の移動方向に対してカウンター方向で前記像担持体に当接するブレード部と、前記ブレード部を支持し、金属の板ばね材で構成された可撓性を有する支持部材であって、先端側に前記ブレード部が設けられたブレード部支持部と、前記固定部に固定される被固定部と、前記ブレード部支持部と前記被固定部との間に位置し、前記ブレード部が前記像担持体に当接する当接部と前記被固定部を結んだ線分に対して、前記像担持体表面から外側に離れる側に位置する曲げ頂点と、を有し、前記当接部に対して、前記被固定部が前記像担持体の移動方向の下流に配置される支持部材と、を有するクリーニング部材と、前記枠体によって形成される、前記像担持体から除去した現像剤を収容する収容部と、を有するクリーニング装置において、
前記曲げ部から前記被固定部の領域と前記枠体との間には、前記領域が弾性変形するのを許容する隙間を有することを特徴とするクリーニング装置を特徴とする。

本構成をとることにより、像担持体が駆動している際に、当接圧を従来よりも安定させることが出来る。即ち、像担持体を駆動する際のトルクの増加、ブレードの捲れを抑えることが可能になる。

更に、クリーニング装置の着脱によりクリーニング容器内の感光体ドラムから除去した廃トナーがクリーニング容器とクリーニング部材の隙間部分に片寄った場合でも、本体装着時においては、その隙間に廃トナーが溜まることが無い。これにより、クリーニング部材の動きを阻害せず、感光体ドラムが駆動している際の当接圧を従来よりも安定させることが出来る。

本実施形態におけるクリーニング装置の構成概略図本実施形態におけるクリーニング部材の構成概略図本実施形態における支持部材が変形する様子を示す概念図感光ドラムが静止した状態から移動する際の、支持部材が変形する様子を示す概念図本実施形態におけるプロセスカートリッジの構成概略図本実施例におけるクリーニング部材の構成詳細図動摩擦係数と当接圧の関係をシミュレーション計算した結果動摩擦係数と当接圧の関係をシミュレーション計算した結果片寄したクリーニング装置を示す構成概略図動摩擦係数と当接圧の関係をシミュレーション計算した結果本実施例２におけるクリーニング装置の構成概略図本実施例３におけるクリーニング装置の構成概略図本実施例４におけるクリーニング装置の構成概略図本実施形態における画像形成装置の一例本実施形態におけるカラータンデム方式の画像形成装置の一例本実施形態における記録材搬送部材を有する画像形成装置の一例比較例におけるクリーニング部材の構成詳細図比較例におけるクリーニング部材の構成詳細図比較例２におけるクリーニング装置１１の構成概略図

（実施例１）
以下、本実施例としての画像形成装置の一例を示す。なお、図１４に示す画像形成装置は、電子写真方式のモノクロレーザービームプリンタの画像形成装置であり、同図はその概略構成図である。

画像形成装置本体Ｍのほぼ中央付近には、像担持体（被帯電体）としてのドラム型の感光ドラム１が配設されている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性ドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成したものである。矢印Ｒ方向に所定のプロセススピード：２００ｍｍ／ｓで回転駆動される。

感光ドラム１の表面（周面）は、帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性及び電位に均一（一様）に帯電処理される。帯電後の感光ドラム１表面は露光手段としてのレーザビームスキャナ３から出力されたレーザビームであって、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームの走査露光を受ける。そして、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像に現像装置５の現像スリーブ６によって搬送されたトナー（現像剤）４が付着されてトナー像として現像される。

記録媒体７は給紙ローラ８によって給紙され、感光ドラム１上に書き込まれたトナー像と同期をとるように感光ドラム１と転写ローラ９との間の転写ニップ部に送られて記録媒体７の表面にトナー像が転写される。転写ローラ９には転写時に転写バイアス印加電源（図示せず）から転写用の転写バイアスが印加される。トナー像の転写を受けた記録媒体７は、感光ドラム１表面から分離されて定着手段としての定着器１０に搬送され、ここで加熱及び加圧されて表面にトナー像が定着される。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録媒体７に転写されないで表面に残った残留トナーがクリーニング手段としてのクリーニング装置１１によって除去され、次の画像形成に供される。

また、本実施例では、カラーの画像形成装置のクリーニングにも適用可能である。図１５は、カラータンデム方式の画像形成装置の一例を示す。転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、最大通紙サイズがＡ３サイズのカラーレーザープリンタである。複数個のプロセスカートリッジ１７を有し、一旦第２の画像担持体である中間転写ベルト１８に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン）プリンタである。

図１５において、無端状の中間転写ベルト１８が、駆動ローラ１８ａ、テンションローラ１８ｂ及び２次転写対向ローラ１８ｃに懸架され、図中矢印の方向に所定のプロセスピード：３００ｍｍ／ｓで回転駆動される。プロセスカートリッジ１７は、中間転写ベルト１８に直列にイエロー１７Ｙ、マゼンタ１７Ｍ、シアン１７Ｃ、ブラック１７Ｋの順に４本配置されている。

カラータンデム方式の画像形成装置においては、クリーニング装置（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）が４つあるので、像担持体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を駆動する際に発生する駆動トルクが大きく、本発明を適用すれば、駆動トルクの低減効果が大きくなる。

また、図１５に示すとおり、中間転写ベルト１８の２次転写ローラ２０後に残留するトナー４をクリ―ニングする中間転写ベルトクリーナー１９にも適用可能である。本実施例では、中間転写ベルトクリーナー１９に回収したトナー４をスクリューによって、廃トナー回収容器（図示せず）に搬送する構成を採用している。

また、本実施例は、記録媒体７を搬送し、感光ドラム１上のトナー像を転写する転写・搬送ベルト２１のクリーニング装置としても適用可能である。図１６は、転写・搬送ベルト２１を有するカラータンデム方式の画像形成装置の一例を示す。図１６において、無端状の転写・搬送ベルト２１が、駆動ローラ２１ａ、テンションローラ２１ｂ及び従動ローラ２１Ｃによって懸架され、図中矢印の方向に所定のプロセスピード：３００ｍｍ／ｓで回転駆動される。プロセスカートリッジ１７は、転写・搬送ベルト２１に直列にイエロー１７Ｙ、マゼンタ１７Ｍ、シアン１７Ｃ、ブラック１７Ｋの順に４本配置されている。記録媒体７は、転写・搬送ベルト２１によって、搬送され、感光ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）上に形成されたトナー像を転写ローラ（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）で順次転写される。感光ドラム（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）上には、カブリトナーが存在し、記録媒体７間において、転写・搬送ベルト２１の表面がそのカブリトナーによって汚される。このカブリトナーを転写・搬送ベルトクリーナー２１によって、回収している。

本実施例に係るリーニング部材１２について説明する。
図２は、本実施形態におけるクリーニング部材１２の構成概略図である。クリーニング部材１２は、固定部に取り付けられる、被清掃体である感光ドラム１から転写後に残留するトナー４を除去するものである。クリーニング部材１２は、感光ドラム１の移動方向（図２の矢印）に対してカウンター方向で感光ドラム１に当接するブレード１４と、ブレード１４を支持し、可撓性を有する支持部材１３から構成される。支持部材１３は、ブレード１４が設けられた一端部１３１と、固定部に固定される被固定部１３４を有する他端部１３２と、一端部１３１と他端部１３２との間に位置する曲げ部１３３から構成される。曲げ部１３３は、ブレード１４が感光体ドラム１と当接する当接部１３８と被固定部１３４を結んだ線分Ｌに対して、感光体ドラム１の表面から外側に離れた側（感光体ドラム１の表面から遠ざかる側）に位置する。また、支持部材１３は、当接部１３８に対して、被固定部１３４が感光ドラム１の移動方向の下流側に配置され、ブレード１４を一端部１３１のみで支持される。

クリーニング部材１２を上記の様な構成をとることで、感光ドラム１とブレード１４の摩擦力が増加しても、ブレードの当接圧の急激な上昇は抑えられる。以下にその作用について説明する。

まず、比較例のクリーニング部材２１２について説明する。図１７、図１８は、従来知られているリーニング部材の構成概略図である。剛性を有する支持部材２１３に弾性体であるウレタンゴムのブレード２１４が支持され、感光ドラム２０１に当接されている。そして、弾性を有するブレード２１４を感光ドラム２０１の表面に押し当て（変形させて）、感光ドラム２０１の表面から残留トナー２０４を除去するための当接圧を得ている。

感光ドラム２０１が回転する際に、ブレード２１４は、ブレード２１４の当接圧による抗力Ｆ１と感光ドラム２０１の表面とブレード２１４の摩擦力Ｆ２の合力である合力Ｆ３の力を受けている。摩擦力Ｆ２が上昇すると、合力Ｆ３が大きくなる。ブレード２１４は、合力Ｆ３の方向には、比較的に自由度が少ない。よって、ブレード２１４は、図１７の矢印Ｆ方向に変形することとなる。この変形は、ブレード２１４が感光ドラム２０１に食い込む方向であるので、抗力Ｆ１が大きくなる。抗力Ｆ１が大きくなると、更に、摩擦力Ｆ２が上昇する。その結果、抗力Ｆ１が急激に大きくなってしまうのである。このため、感光ドラム２０１を駆動させる為の駆動トルクの増加、ブレードの捲れという問題が生じる場合があった。

次に、本実施例のクリーニング部材１２について説明する。図３は、感光ドラム１の表面とブレード１４の摩擦力が上昇する際に、可撓性を有する支持部材１３が変形する様子を示す概念図である。

本発明の実施形態でのクリーニング部材１２においては、可撓性を有する支持部材１３を感光ドラム１の表面に押し当て（変形させて）、感光ドラム１の表面から残留トナー４を除去するための当接圧を得ている。

感光ドラム１が回転する際に、ブレード１４は、支持部材１３の当接圧による抗力Ｆ１と感光ドラム１の表面とブレード１４の摩擦力Ｆ２の合力である合力Ｆ３の力を受ける。この合力Ｆ３に対して、一端部１３１は、合力Ｆ３とのなす角度が小さいので変形自由度が非常に少なく変形し難い（突っ張っている）。一方で、合力Ｆ３の方向に対して、他端部１３２は合力Ｆ３とのなす角度が大きいので、変形自由度が高い。よって、図３に示す破線のような変形が可能である。そして、図３の矢印Ａ方向に、他端部１３２が変形できることで、支持部材１３に支持されるブレード１４が感光ドラム１に食い込まずに済む。その結果、抗力Ｆ１の上昇は抑えられるのである。このため、感光ドラム１を駆動させる為の駆動トルクの増加、ブレードの捲れを抑制できるのである。

なお、他端部１３２は、合力Ｆ３による曲げモーメントを強く受ける構成であることが望ましい。それゆえ、一端部１３１はブレード１４から力を受けて、他端部１３２を弾性変形させるように構成されているのが望ましい。

また、他端部１３２は、合力Ｆ３によって、図３の矢印Ａ方向に弾性変形できることが重要である。よって、ブレード１４は、一端部１３１のみで支持し、曲げ部１３３にかからないように設けて、他端部１３２の弾性変形（曲げ）を阻害しないようにするのが望ましい。

図４は、感光ドラム１が静止した状態から移動する際の、支持部材１３が変形する様子を示す概念図である。支持部材１３に支持されるブレード１４が感光ドラム１に、より食い込まないで済むことが望ましい。それゆえ、感光ドラム１が静止した状態から移動する際に、曲げ部１３３が感光ドラム１の表面から離れる方向に移動可能に構成されているのが望ましい。

支持部材１３の材質としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等に代表されるエンジンニアリングプラスティックを使用することができる。その板厚と一端部１３１及び他端部１３２の長さとクリーニング部材１２の感光ドラム１への侵入量を調整することによって、所望のクリーニング当接圧を得れば良い。

また、支持部材１３の材質として、例えば、ＳＵＳ、リン青銅板等のバネ特性を有する金属のばね部材も使用できる。上記のエンジンニアリングプラスティックよりも金属材質の方が、生産性、コスト、精度等の面で有利である。また、弾性を有する制振部材等も用いることができる。

次に、クリーニング装置１１について説明する。クリーニング装置１１は、感光体ドラム１から除去したトナー４を収容する、枠体で構成される収容部としてのクリーニング容器１５と、クリーニング容器１５に設けられた固定部１５３と、クリ―ニング部材１２を有する。

図１は、本実施形態におけるクリーニング装置１１の構成概略図である。
クリーニング装置１１は、クリーニング部材１２と、スクイシート１６と、クリーニング容器１５で構成されている。クリーニング部材１２は、感光体ドラム１の表面に当接し、転写後に残留する残トナー４をかき落とすためのものである。スクイシート１６は、かき落としたトナー４をすくい取るためにクリーニング部材１２の感光体ドラム１の回転方向に対して上流側に配置し、且つ感光体ドラム１の表面に接触するものである。クリーニング容器１５は、すくい取った残トナー４を溜めるものである。クリーニング部材１２は、支持部材１３の被固定部１３４において、クリーニング容器１５に設けられた固定部１５３に固定される。クリーニング部材１２のクリーニング容器１５への固定方法の一例としては、図１に示すように、保持部材１５１を介して、長手方向に数ヵ所に配置した取り付けネジ１５２によって固定してある。

支持部材１３の曲げ部１３３から被固定部１３４の領域は、クリーニング容器１５の内壁と対向して配置される。可撓性を有する支持部材１３は、感光ドラム１を取り付ける際、及び感光ドラム１が回転する際に、曲げ部１３３から被固定部１３４の領域が図１のＢ方向に弾性変形をする。特に、曲げ部１３３付近で大きく変形をする。この時、曲げ部１３３から被固定部１３４の領域がクリーニング容器１５の内壁と干渉してしまうと、本発明の効果が得られなくなってしまう。そこで、曲げ部１３３から被固定部１３４の領域とクリーニング容器１５の内壁との間に、図１に示すように、隙間Ｚを有する構成をとっている。隙間Ｚは、曲げ部１３３から被固定部１３４の領域が弾性変形をするのを許容するため、変形量以上の距離に設定されている。本実施形態では、３ｍｍとしてある。

次に、画像形成装置本体Ｍに着脱可能であって、感光ドラム１と、クリーニング容器１５に設けられた固定部１５３と、本発明に係るクリーニング部材１２を有するプロセスカートリッジ１７について説明する。

図５は、本実施形態におけるプロセスカートリッジ１７の構成概略図である。
プロセスカートリッジ１７は、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置５、クリーニング装置１１の４つのプロセス機器がカートリッジ容器に一体的に組み込まれている。そしてプロセスカートリッジ１７は、画像形成装置本体Ｍに対して着脱可能に構成されている。

次にクリ―ニング部材１２のさらに詳しく説明する。
図６は、本実施例１におけるクリーニング部材１２の構成詳細図である。
上述した通り、クリーニング部材１２は、可撓性を有する支持部材１３とブレード１４から構成される。支持部材１３は、ブレード１４が設けられた一端部１３１と、クリーニング容器１５の固定部１５３に固定される被固定部１３４を有する他端部１３２と、一端部１３１と他端部１３２との間に位置する曲げ部１３３から構成される。そして、曲げ部１３３は、ブレード１４が感光体ドラム１に当接する当接部１３８と被固定部１３４を結んだ線分に対して、感光体ドラム１表面から外側に離れる側に位置する。

上述したとおり、クリーニング部材１２は、可撓性を有する支持部材１３とブレード１４から構成される。支持部材１３は、ブレード１４が設けられた一端部１３１と、クリーニング容器１５の固定部１５３に固定される被固定部１３４を有する他端部１３２と、一端部１３１と他端部１３２との間に位置する曲げ部１３３から構成される。そして、曲げ部１３３はブレード１４が感光ドラム１に当接する当接部１３８と被固定部１３４を結んだ線分に対して、感光ドラム１表面から外側に離れる側に位置する。

本実施例１では、支持部材１３の材質としてＳＵＳ材を用いた。その板厚ｔは、０．２ｍｍのものを使用した。図６に示す、曲げ部１３３の角度θｓは、感光ドラム１の回転軸方向に一様に９０°とした。このとき、支持部材１３の一端部１３１の長さをＬ１、他端部１３２の長さをＬ２とすると、Ｌ１＝１２ｍｍ、Ｌ２＝１２ｍｍとした。また、従来と同様、感光ドラム１とクリーニング部材１２の設定角を３０度、侵入量を１．０５ｍｍとした。

このときのクリーニング部材１２の感光ドラム１への当接圧は感光ドラム１の回転軸方向１ｃｍあたり約３５ｇｆであった。比較のため、設定角２０度で確認を行ったところ、当接圧は、感光ドラム１の回転軸方向１ｃｍあたり約３０ｇｆであった。

なお、曲げ部１３３の角度θは、特に９０°である必要はない。支持部材１３の一端部１３１の長さＬ１、他端部１３２の長さＬ２、設定角、侵入量を調整して、所定の当接圧が得られれば良い。

ブレード部材１４の材質は、ウレタンゴムを用いた。その硬度は、ＪＩＳＡ硬度７０度のものを用いた。ブレード部材１４自体の変形は小さくして、一端部１３１が他端部１３２を弾性変形させる力を大きくすることが望ましい。そこで、その形状は、図６に示すとおり、ブレード部材１４の変形による影響を極力小さくする方が良く、本実施例１では、ｋ＝３．０ｍｍ、ｌ＝２．０ｍｍ、ｍ＝０．５ｍｍ、ｎ＝０．５ｍｍとした。

比較例１として、従来知られているクリーニング部材２１２に対しても確認した。図１７は、従来知られているクリーニング部材２１２の構成詳細図である。剛性を有する支持部材２１３の先端にブレード２１４が支持されている。弾性体であるブレード２１４が変形することによって、クリーニング当接圧を得ている。ブレード２１４の材質は、ウレタンゴムで、その硬度は、ＪＩＳＡ硬度７０度のものを用いた。図１７に示す、ブレード２１４の自由端の長さをＬとし、Ｌ＝５．２ｍｍとした。支持部材２１３の材質は、ＳＵＳ材であって、その板厚ｔは、１．８ｍｍとした。感光ドラム２０１とクリーニング部材２１２の設定角を３０度、侵入量を１．０５ｍｍとした。このときのクリーニング部材２１２の感光ドラム２０１への当接圧は感光ドラム１の回転軸方向１ｃｍあたり約３５ｇｆであった。

これらのクリーニング装置に対して変形計算を行い、動的な当接圧を計算により算出した。計算方法として、かかる摩擦を想定しクリーニング部材の先端が感光ドラム１回転下流方向に押し込まれたときの変形形状とかかる力との関係を計算した。そして、得られた力から感光ドラム１面に垂直な成分を当接圧、平行な成分を摩擦力とし、更にその比を摩擦係数として求めた。

このときの変形計算としてはブレード支持体、ブレードの中立軸を考慮することにより、単純な２次元の片持ちの梁（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ−Ｅｕｌｅｒの仮定）でモデル化し計算を行った。なお、計算に用いたパラメータとして、ＳＵＳ板の曲げ縦弾性率Ｅ＝１６７，０００ＭＰａ、ウレタンゴムの縦弾性率Ｅ＝６ＭＰａを用いた。

図７にその結果を示す。横軸が動摩擦係数、縦軸が当接圧を示す。図７（ａ）が本実施例１、図７（ｂ）が比較例１の結果を示している。本実施例１の方が比較例１に対して、動摩擦係数に対する当接圧の変化が非常に少ないことが見てとれる。

図８に動摩擦係数と摩擦力の関係を示す。横軸が動摩擦係数、縦軸が摩擦力を示す。図８（ａ）が本実施例１、図８（ｂ）が比較例１の結果を示している。本実施例１の方が比較例１に対して、動摩擦係数に対する摩擦力の変化が少ないことが見てとれる。比較例１では、動摩擦係数の増加に対して、加速度的に摩擦力が増加する。一方で、本実施例１では、動摩擦係数の増加に対して、ほぼ直線的な増加にとどまっている。上記のモデル化計算においても、本実施例に示すクリーニング部材１２の構成をとることで、従来よりも当接圧の安定化が図れることを確認できた。

（実施例２）
次に、ユーザーが紙詰まりなどの処置としてクリーニング装置１１を画像形成装置本体Ｍから着脱し、クリーニング容器１５に収容してあるトナー４が片寄せられた場合を想定して、次のようなクリーニング装置１１の着脱動作を行った。ある程度のトナー４をクリーニング容器１５に収容させた後、クリーニング装置１１を画像形成装置本体Ｍから着脱し、図９に示すように矢印Ｃ方向を下向きにしてクリーニング容器１５内のトナー４を下側に片寄せた。その後、再び画像形成装置本体Ｍに装着した。

〔比較例２の場合〕
比較例２について、図１９に基づいて説明する。
比較例２として用いたクリーニング装置１１の構成概略図を図１９に示す。画像形成装置本体Ｍにクリーニング装置１１を装着する際に、支持部材３１３の曲げ部３３３よりも被固定部３３４が低い位置となるようクリーニング装置３１１が配置される。ブレード当接圧等のクリーニング部材３１２に関する条件は、本実施例１と同様である。

図１９で示すように、トナー３０４を片寄せした後、クリーニング装置３１１を画像形成装置本体Ｍへ装着する。その際に、支持部材３１３の曲げ部１３３から被固定部３３４の領域とクリーニング容器３１５の内壁との隙間Ｚ３にトナー３０４が堆積したままとなり、隙間Ｚ３内のトナー３０４がパッキング状態となってしまうことがある。

これにより、感光ドラム３０１の表面とブレード部３１４との摩擦力が上昇した際に、支持部材３１３が矢印方向Ｇに弾性変形することを阻害してしまう。

比較例２において、トナー３０４による支持部材３１３への圧力を考慮して感光ドラム３０１との摩擦係数を増加させた時の当接圧を見積もった。

比較例２における結果を図１０（ｂ）に示す。横軸が動摩擦係数、縦軸が当接圧を示す。動摩擦係数に対する当接圧の変化が大きいことが見てとれる。

比較例２の構成では、クリーニング容器３１５にトナー３０４がある程度溜まっている状態で着脱すると、感光ドラム３０１の表面とブレード部３１４との摩擦力が上昇した際に、当接圧が急激に増加してしまう。

〔実施例２の場合〕
実施例２について、図１１に基づいて説明する。
本実施例２として用いたクリーニング装置１１の構成概略図を図１１に示す。
本実施例２は、図１１に示すように、画像形成装置本体Ｍにクリーニング装置１１を装着する際に、支持部材１３の曲げ部１３３よりも被固定部１３４が高い位置、即ち上方となるようクリーニング装置１１を配置したことが特徴である。

図９で示すように、トナー４を片寄せした後でクリーニング装置１１を装置本体Ｍへ装着する。その際、支持部材１３の曲げ部１３３から被固定部１３４の領域とクリーニング容器１５の内壁との隙間Ｚからほとんどのトナー４が自重により落下する。したがって、隙間Ｚ内のトナー４がパッキング状態とはならない。故に、支持部材１３が矢印方向Ｄへ弾性変形するのを阻害するような力が支持部材１３にほとんど加わることはない。よって、支持部材１３が矢印方向Ｄに弾性変形して、ブレード部１４が感光ドラム１から離れるように動くことができる。これにより図１０（ａ）に示すように、クリーニング容器１５にトナー４を収容した時でも、トナー４を収容していない時と同じように、感光ドラム１の表面とブレード部１４との摩擦力が上昇した際でも、当接圧の増加を抑えることが可能となる。

以上、本実施例においては、クリーニング装置１１を装置本体Ｍから取り外した際に、廃トナーがクリーニング容器１５と支持部材１３の他端部１３２との間の隙間部分Ｚに入ることがある。しかし、前述した構成のクリーニング装置１１を装置本体Ｍに装着することで、隙間部分Ｚから廃トナーが落下する。したがって、他端部１３２が弾性変形するのを阻害されることはなく、感光ドラム１の表面にブレード部１４が当接する当接圧を安定させることが出来る。

（実施例３）
実施例３について、図１２に基づいて説明する。
本実施例３として用いたクリーニング装置１１の構成概略図を図１２に示す。
画像形成装置本体Ｍにクリーニング装置１１を装着する。その際に、支持部材１３の曲げ部１３３を通る水平線と、他端部１３２とのなす角θが、クリーニング容器１５に収容されるトナー４の安息角と同じ、またはそれ以上になるようにクリーニング装置１１を配置したことが特徴である。
ここで、安息角とはトナーを水平板上に山盛りした場合に、自然に崩れ出す時の斜面の水平板に対する角度をいう。

本実施例３で用いたクリーニング容器１５に収容されるトナー４の安息角は、６０°である。本実施例３では、クリーニング装置１１を画像形成装置本体Ｍに装着する際に、支持部材１３の曲げ部１３３を通る水平線と他端部１３２とのなす角θを６５°とした。

本実施例２と同様に、クリーニング容器１５内にある程度のトナー４をクリーニング容器１５に収容させた後、画像形成装置本体Ｍからクリーニング装置１１を着脱し、図９に示すように片寄せした。
トナー４を片寄せした後でも、クリーニング装置１１を画像形成装置本体Ｍへ装着する際に、水平方向に対して、他端部１３２がクリーニング容器１５に収容されるトナー４の安息角以上であるので、隙間Ｚの部分から完全にトナー４が落下する。故に、支持部材１３が矢印方向Ｇへ弾性変形するのを阻害するような力が支持部材１３に加わることは無い。よって、支持部材１３が矢印方向Ｇに弾性変形をして、ブレード１４が感光ドラム１から離れるように動くことができる。これにより、トナー４を収容した時でもトナー４を収容していない時と同じように、感光ドラム１の表面とブレード部１４との摩擦力が上昇した際でも、当接圧の増加を抑えることが可能となる。

（実施例４）
本発明に係るクリ―ニング装置１１の実施例４について説明する。
図１３は、本実施例４に係るクリーニング装置１１の構成概略図を示す。
クリーニング装置１１は、クリーニング部材１２と、スクイシート１６と、クリーニング容器１５とで構成されている。クリーニング部材１２は、感光ドラム１の表面に当接し、転写後に残留するトナー４をかき落とすためのものである。クイシート１６は、かき落としたトナー４をすくい取るためにクリーニング部材１２の感光ドラム１の回転方向に対して上流側に配置し、且つ感光ドラム１の表面に接触するものである。そして、クリーニング容器１５は、すくい取ったトナー４を溜めるものである。

支持部材１３は、ブレード１４を支持し、可撓性を有する湾曲形状の支持部材１３であることが特徴である。先端側にブレード１４が設けられたブレード部支持部１３５と、固定部１５３に固定される被固定部１３４と、ブレード部支持部１３５と被固定部１３４との間に位置する曲げ頂点１３７から構成される。そして、曲げ頂点１３７は、ブレード部１４が感光ドラム１に当接する当接部１３８と被固定部１３４を結んだ線分に対して、感光ドラム１表面から外側に離れる側に位置する。

また、支持部材１３は、当接部１３８に対して、被固定部１３４が感光ドラム１の移動方向の下流側に配置される。

可撓性を有する湾曲形状の支持部材１３の曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域は、クリーニング容器１５の内壁と対向して配置される。上述したとおり、感光ドラム１を取り付ける際、及び感光ドラム１が回転する際に、支持部材１３は大きく変形する。この際に、曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域がクリーニング容器１５の内壁と干渉してしまうと、本発明の効果を得ることが出来なくなる。そこで、図１３に示すように、曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域とクリーニング容器１５の内壁との間に隙間Ｚを有する構成をとっている。隙間Ｚは、曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域が弾性変形をするのを許容するため、変形量以上の距離が設定されている。本実施例４では、最も距離が短くなる箇所で３ｍｍの距離を有する構成としてある。

本実施例４の構成をとることで、クリーニング装置１１の小型化、特に薄型化を図ることができる。また、残トナー４を収納する収納容積を大きくすることが可能である。

更に、図１３に示すように、画像形成装置本体Ｍにクリーニング装置１１を装着する際に、支持部材１３の曲げ頂点１３７よりも被固定部１３４が高い位置となるようクリーニング装置１１を配置する。トナー４を片寄せした後でも、クリーニング装置１１を装置本体Ｍへ装着する際には、支持部材１３の曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域とクリーニング容器１５の内壁との隙間Ｚからほとんどのトナー４が自重により落下する。したがって、隙間Ｚ内のトナー４がパッキング状態とはならない。よって、クリーニング容器１５にトナー４を収容した時でも、トナー４を収容していない時とほとんど同じように、感光ドラム１の表面とブレード部１４との摩擦力が上昇した際でも、当接圧の増加を抑えることが可能となる。

更に、装置本体Ｍにクリーニング装置１１を装着する際に、支持部材１３の曲げ頂点１３７を通る水平線に対して、曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域とのなす角が、トナー４の安息角と同じか、それ以上になっている。本実施例４では、曲げ頂点１３７を通る水平線に対して、曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域とのなす角度が最少で６０°としてある。トナー４を片寄せした後でもクリーニング装置１１を装置本体Ｍへ装着した際は、曲げ頂点１３７を通る水平線に対して、曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域がクリーニング容器１５に収容されるトナー４の安息角以上である。したがって、隙間Ｚの部分から完全にトナー４が落下する。よって、クリーニング容器１５にトナー４を収容した時でも、トナー４を収容していない時と同じように、感光ドラム１の表面とブレード部１４との摩擦力が上昇した際でも、当接圧の増加を抑えることが可能となる。

以上、本実施例においては、クリーニング装置１１を装置本体Ｍから取り外した際に、廃トナーがクリーニング容器１５と支持部材１３の曲げ頂点１３７から被固定部１３４の領域との間の隙間部分Ｚに入ることがある。しかし、前述した構成のクリーニング装置１１を装置本体Ｍに装着することで、隙間部分Ｚから廃トナーが落下する。したがって、他端部１３２が弾性変形するのを阻害されることはなく、感光ドラム１の表面にブレード部１４が当接する当接圧を安定させることが出来る。

Ｍ装置本体
１感光ドラム
２帯電ローラ
３レーザビームスキャナ
４トナー
５現像装置
６記録媒体
７現像スリーブ
８給紙ローラ
９転写ローラ
１０定着器
１１クリーニング装置
１２クリーニング部材
１３支持部材
１４ブレード
１５クリーニング容器
１６スクイシート
１７プロセスカートリッジ
１８中間転写ベルト
１９中間転写ベルトクリーナー
２０２次転写ローラ
２１転写・搬送ベルト
２２転写・搬送ベルトクリーナー

Claims

画像形成装置に用いられるクリーニング装置であって、
枠体に設けられた固定部と、前記固定部に取り付けられる、像担持体から現像剤を除去するクリーニング部材において、
前記像担持体の移動方向に対してカウンター方向で前記像担持体に当接するブレード部と、
前記ブレード部を支持し、金属の板ばね材で構成された可撓性を有する湾曲形状の支持部材であって、先端側に前記ブレード部が設けられたブレード部支持部と、前記固定部に固定される被固定部と、前記ブレード部支持部と前記被固定部との間に位置し、前記ブレード部が前記像担持体に当接する当接部と前記被固定部を結んだ線分に対して、前記像担持体の表面から外側に離れる側に位置する曲げ頂点と、を有し、前記当接部に対して、前記被固定部が前記像担持体の移動方向の下流に配置される支持部材と、
を有するクリーニング部材と、
前記枠体によって形成される、前記像担持体から除去した現像剤を収容する収容部と、を有するクリーニング装置において、
前記曲げ頂点から前記被固定部の領域と前記枠体との間には、前記領域が弾性変形するのを許容する隙間を有することを特徴とするクリーニング装置。
クリーニング装置を画像形成装置本体に装着した状態において、前記被固定部の位置が前記曲げ頂点の位置よりも上方であること、を特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
クリーニング装置を画像形成装置本体に装着した状態において、前記曲げ頂点の位置が前記当接部の位置より上方あるいは同じ高さにあり、前記曲げ頂点を通る水平線と、前記曲げ頂点と前記被固定部とを結ぶ線分とのなす角（θ）が前記現像剤の安息角以上であること、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。
記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、少なくとも像担持体と、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、を有する画像形成装置。
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、少なくとも像担持体と、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、を有するプロセスカートリッジ。