ブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジ
【課題】本発明は、従来例をさらに発展させ、変形吸収部を最適配置することによって、環境（温度）変動に対してクリーニングブレードの位置変化を抑制し、常に安定したクリーニング性能を発揮できるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、ブレード５２ａと、ブレード５２ａを支持するブレード支持部材５２ｂと、ブレード支持部材５２ｂが固定される２つの固定部５１ｄを有するクリーニング枠体５１と、を有し、クリーニング枠体５１は、２つの固定部５１ｄと対向した壁面と、壁面と連続したクリーニング枠体５１の変形を吸収する吸収壁面５１ｃと、を有する、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２において、吸収壁面５１ｃは、壁面から固定部５１ｄの方向へ突出した凹形状であることを特徴とする。
【解決手段】本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、ブレード５２ａと、ブレード５２ａを支持するブレード支持部材５２ｂと、ブレード支持部材５２ｂが固定される２つの固定部５１ｄを有するクリーニング枠体５１と、を有し、クリーニング枠体５１は、２つの固定部５１ｄと対向した壁面と、壁面と連続したクリーニング枠体５１の変形を吸収する吸収壁面５１ｃと、を有する、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２において、吸収壁面５１ｃは、壁面から固定部５１ｄの方向へ突出した凹形状であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体ドラム及び感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化したプロセスカートカートリッジを着脱可能に有する画像形成装置がある。このプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラムの外周面上の残留トナーを除去するために弾性体のクリーニングブレードが設けられている。このクリーニングブレードは支持板金に一体的に形成され、支持板金を樹脂枠体に対して固定することで、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの相対位置を規定している。さらに、樹脂枠体の一部に枠体変形吸収部を設けることによって、環境（温度）変動時に支持板金と樹脂枠体との熱膨張係数の違いから生じるクリーニングブレードの位置変化を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６４０９４（第１２頁、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来例をさらに発展させ、変形吸収部を最適配置することによって、環境（温度）変動に対してクリーニングブレードの位置変化を抑制し、常に安定したクリーニング性能を発揮できるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係るブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジの代表的な構成は、ブレード部材と、ブレード部材を支持する支持部材と、前記支持部材が固定される２つの固定部を有する枠体と、を有し、前記枠体は、前記２つの固定部と対向した壁面と、前記壁面と連続した前記枠体の変形を吸収する変形吸収部と、を有する、ブレード部材支持構造において、前記変形吸収部は、前記壁面から前記固定部の方向へ突出した凹形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、変形吸収部を最適配置することによって、環境（温度）変動に対してクリーニングブレードの位置変化を抑制し、常に安定したクリーニング性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るプロセスカートリッジを有する画像形成装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。
【図３】（ａ）本実施形態に係るクリーニング枠体とクリーニングブレードの斜視図である。（ｂ）本実施形態に係るクリーニング枠体とクリーニングブレードの感光体ドラム側から見た斜視図である。（ｃ）本実施形態に係るクリーニング枠体とクリーニングブレードの断面図である。
【図４】（ａ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの斜視図である。（ｂ）比較例１（従来例）のクリーニングブレードの感光体ドラム側から見た斜視図である。（ｃ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの断面図である。
【図５】（ａ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの斜視図である。（ｂ）比較例２（従来例）のクリーニングブレードの感光体ドラム側から見た斜視図である。（ｃ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの断面図である。
【図６】（ａ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体、クリーニングブレードの伸縮量の相対を示す断面図である。（ｂ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体がブレード支持部材から受ける外力を説明する断面図である。（ｃ）比較例１（従来例）のブレード支持部材がクリーニング枠体から受ける外力を説明する断面図である。（ｄ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体とブレード支持部材が外力により変形した状態を説明する断面図である。
【図７】（ａ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体、クリーニングブレードの伸縮量の相対を示す断面図である。（ｂ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体がブレード支持部材から受ける外力を説明する断面図である。（ｃ）比較例２（従来例）のブレード支持部材がクリーニング枠体から受ける外力を説明する断面図である。（ｄ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体とブレード支持部材が外力により変形した状態を説明する断面図である。
【図８】（ａ）本実施形態に係るクリーニング枠体、クリーニングブレードの伸縮量の相対を示す断面図である。（ｂ）本実施形態に係るクリーニング枠体がブレード支持部材から受ける外力を説明する断面図である。（ｃ）本実施形態に係るブレード支持部材がクリーニング枠体から受ける外力を説明する断面図である。（ｄ）本実施形態に係るクリーニング枠体とブレード支持部材が外力により変形した状態を説明する断面図である。
【図９】本実施形態に係る他の変形吸収部の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係るブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジの実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係るプロセスカートリッジ２を用いた画像形成装置１の構成図である。図２はプロセスカートリッジ２の構成図である。図１に示すように、画像形成装置（画像形成装置本体）１は、プロセスカートリッジ２を取り外し可能に装着している。プロセスカートリッジ２は、感光体ドラム（像担持体）２０、プロセス手段を有している。プロセス手段は、ドラム２０に作用する帯電ローラ１２、現像ローラ４１、クリーニングブレード５２等である。
【０００９】
プリントスタート信号に基づいて、ドラム２０は矢印Ｒ１方向に回転し、帯電ローラ１２により帯電され、露光装置３により画像情報に基づいたレーザー光Ｌを露光窓部５３を通して露光され、静電潜像が形成される。図２に示すように、静電潜像は、現像装置ユニット４０の現像剤Ｔ（以下、トナーと記載する）によって可視化されトナー像として現像される。
【００１０】
現像装置ユニット４０は、トナー室４５内のトナーＴを攪拌部材４３の回転によってトナー供給室４４に送り出す。そして、マグネットローラ（固定磁石）４１ａを内蔵した現像剤担持体である現像ローラ４１を回転させるとともに、現像ブレード４２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ４１の表面に形成する。そして、そのトナーを潜像に応じてドラム２０へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。現像ブレード４２は、現像ローラ４１の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。
【００１１】
一方、シートトレイ４に収納されたシートＰは、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、転写ガイド６を経由して、ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム２０からシートＰに順次転写されていく。トナー像が転写されたシートＰは、ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシートＰは、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部で、加圧・加熱定着され、トナー像を定着される。トナー像を定着されシートＰは、排出ローラ対１０により、排出トレイ１１へ排出される。
【００１２】
転写後のドラム２０上（像担持体上）に残留する現像剤は、クリーニングブレード５２により除去され、ドラム２０が再び、帯電から始まる作像に供される。ドラム２０から除去された廃トナーはクリーニングユニット５０の廃トナー室５１ｅに貯蔵される。クリーニングユニット５０は、クリーニング枠体（カートリッジ枠体）５１にて構成されている。クリーニング枠体５１はクリーニングブレード５２を支持している。
【００１３】
（ブレード部材支持構造、クリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２）
図３（ａ）はクリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２の斜視図である。図３（ｂ）クリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２のドラム２０側から見た斜視図である。図３（ｃ）はクリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２の断面図である。
【００１４】
図３に示すように、クリーニングブレード５２は、ブレード（ブレード部材）５２ａ、ブレード支持部材５２ｂを有している。ブレード支持部材５２ｂは、ブレード５２ａを支持しており、クリーニング枠体５１の２つの固定部５１ｄに固定され、ドラム２０側に取り付けられている。クリーニング枠体５１は、２つの固定部５１ｄ、前側壁面５１ｂ、凹形状の吸収壁面（変形吸収部）５１ｃ、側壁５１ｊを有している。前側壁面５１ｂは、２つの固定部５１ｄと対向して反対側（ドラム２０の反対側）に形成され、２つの固定部５１ｄ及びブレード支持部材５２ｂと略平行に形成されている。
【００１５】
吸収壁面５１ｃは、前側壁面５１ｂの間に前側壁面５１ｂから固定部５１ｄ側（ブレード支持部材５２ｂ側、ドラム２０側）へ突出（突出量Ｌ５１）する三角形が連続して形成される蛇腹形状となっている。吸収壁面５１ｃは、前側壁面５１ｂよりも固定部５１ｄ側の反対側へは突出していない。側壁５１ｊは、固定部５１ｄから前側壁面５１ｂへと繋がる側壁である。前側壁面５１ｂ、吸収壁面５１ｃ、側壁５１ｊは、廃トナー室５１ｅを形成している。
【００１６】
（環境（温度）変動時のクリーニング枠体５１、クリーニングブレード５２の変化）
図４（ａ）〜図４（ｃ）は比較例１（従来例）に係る吸収壁面５１ｃの無いクリーニング枠体１０１、クリーニングブレード５２の斜視図、断面図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は比較例２（従来例）に係る吸収壁面１０２ｃを有するクリーニング枠体１０２、クリーニングブレード５２の斜視図、断面図である。図５に示すように、比較例２の吸収壁面１０２ｃは、本実施形態の吸収壁面５１ｃとは形状が異なる。比較例２は背景技術の項で説明した従来の変形吸収部を有するカートリッジに該当する。比較例１、２は、吸収壁面５１ｃの有無の差や形状が異なる点を除くその他の構成は、本実施形態と同様である。
【００１７】
比較例２のクリーニング枠体１０２の前側壁面１０２ｂは、前側壁面１０２ｂに対し凹凸形状の吸収壁面１０２ｃを備えている。吸収壁面１０２ｃは、前側壁面１０２ｂの間に前側壁面１０２ｂから固定部１０２ａの方向およびその反対方向へ同じ長さ分（突出量Ｌ１０２）突出する三角形が連続して形成される蛇腹形状となっている。比較例２の突出量Ｌ１０２の２倍と本実施形態の突出量Ｌ５１（図３）が等しくなっているので、両者の吸収壁面は、位置は異なるが、形状自体はほぼ同じである。
【００１８】
（比較例１の環境（温度）変動）
図６は比較例１のクリーニング枠体１０１、クリーニングブレード５２の環境（温度）変動を説明する模式図である。図６（ａ）はクリーニング枠体１０１、クリーニングブレード５２の伸縮量の相対を示す断面図である。図６（ｂ）はクリーニング枠体１０１がブレード支持部材５２ｂから受ける外力を説明する断面図である。図６（ｃ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０１から受ける外力を説明する断面図である。図６（ｄ）はクリーニング枠体１０１とブレード支持部材５２ｂが外力により変形した状態を説明する断面図である。
【００１９】
ブレード支持部材５２ｂ、クリーニング枠体１０１は、材質固有の熱膨張係数に従い環境（温度）変動量に比例して伸縮する。熱膨張係数は使用する材料に依存するが、ブレード支持部材５２ｂは鉄、クリーニング枠体１０１は樹脂を使用しており、それら材料の熱膨張係数が異なるために各々の伸縮量は異なる。クリーニング枠体１０１の熱膨張係数は、ブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数に対して大きいため、環境（温度）変動時にはクリーニング枠体１０１の伸縮量がブレード支持部材５２ｂに対して大きくなる。
【００２０】
温度上昇（下降）時にクリーニング枠体１０１とブレード支持部材５２ｂは全方位に膨張（収縮）する。しかし、クリーニングブレード５２とドラム２０の相対位置変化量は、ドラム２０の長手方向の膨張（収縮）が支配的である。よって、以下の説明では、長手方向の膨張（収縮）の影響についてのみ記述する。
【００２１】
温度が上昇した場合を想定して説明する。図６（ａ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０１に固定されていない状態での膨張による伸び量を示す。図６（ａ）に示すように、クリーニング枠体１０１の伸び量Ｘ０９ａ１は、ブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ０９ａ２より大きい。
【００２２】
ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０１に２箇所の固定部１０１ａで固定されているので、固定部１０１ａにおいて互いに圧縮と引っ張りの力を作用しあう。図６（ｂ）に示すように、クリーニング枠体１０１は、ブレード支持部材５２ｂから外力Ｘ０９ｂ１を受ける。クリーニング枠体１０１の伸び量Ｘ０９ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ０９ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０１が長手外側に伸びる抵抗となり、外力Ｘ０９ｂ１は長手内側に圧縮力として作用する。
【００２３】
図６（ｄ）に示すように、外力Ｘ０９ｂ１によってクリーニング枠体１０１の固定部１０１ａが長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に傾斜し、前側壁面１０１ｂがドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。
【００２４】
図６（ｃ）に示すように、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０１から外力Ｘ０９ｃ１を受ける。クリーニング枠体１０１の伸び量Ｘ０９ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ０９ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは長手外側に引っ張られ、外力Ｘ０９ｃ１は長手外側に引張り力として作用する。
【００２５】
図６（ｄ）に示すように、外力Ｘ０９ｃ１によってブレード支持部材５２ｂもドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。
【００２６】
ここで、ブレード５２ａの熱膨張係数とブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数は異なるため、ブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの伸び量は異なる。しかし、ブレード５２ａの材質（ウレタンゴム）の縦弾性係数（５［ＭＰａ］）はブレード支持部材５２ｂの縦弾性係数（２０６［ＧＰａ］）に対して約４万分の１と非常に小さいので、相互作用によるブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの変形は無視できる。ブレード５２ａは、ブレード支持部材５２ｂに一体的に固定されているため、ブレード支持部材５２ｂの変形に追従し、ドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化してしまう。
【００２７】
（比較例２の環境（温度）変動）
図７は比較例２のクリーニング枠体１０２、クリーニングブレード５２の環境（温度）変動を説明する模式図である。図７（ａ）はクリーニング枠体１０２、クリーニングブレード５２の伸縮量の相対を示す断面図である。図７（ｂ）はクリーニング枠体１０２がブレード支持部材５２ｂから受ける外力を説明する断面図である。図７（ｃ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０２から受ける外力を説明する断面図である。図７（ｄ）はクリーニング枠体１０２とブレード支持部材５２ｂが外力により変形した状態を説明する断面図である。
【００２８】
比較例１と同様に温度が上昇した場合を想定して説明する。図７（ａ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０２に固定されていない状態での膨張による伸び量を示す。図７（ａ）に示すように、クリーニング枠体１０２の伸び量Ｘ１０ａ１は、ブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１０ａ２より大きい。
【００２９】
ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０２に２箇所の固定部１０２ａで固定されているので、固定部１０２ａにおいて互いに圧縮と引っ張りの力を作用しあう。図７（ｂ）に示すように、クリーニング枠体１０２は、ブレード支持部材５２ｂから外力Ｘ１０ｂ１を受ける。クリーニング枠体１０２の伸び量Ｘ１０ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１０ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０２が長手外側に伸びる抵抗となり、外力Ｘ１０ｂ１は長手内側に圧縮力として作用する。ただし、吸収壁面１０２ｃの切り欠いた形状（凹凸形状）がクリーニング枠体１０２の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１０ｂ１は吸収壁面１０２ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｂ１より小さくなる。
【００３０】
図７（ｄ）に示すように、外力Ｘ１０ｂ１によってクリーニング枠体１０２の固定部１０２ａが長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に傾斜し、前側壁面１０２ｂと吸収壁面１０２ｃがドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。外力Ｘ１０ｂ１が比較例１の外力Ｘ０９ｂ１より小さくなっているため、この傾斜する度合い（角度）と、弓なりに変形する度合いは比較例１よりも減少する。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０２から外力Ｘ１０ｃ１を受ける。クリーニング枠体１０２の伸び量Ｘ１０ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１０ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは長手外側に引っ張られ、外力Ｘ１０ｃ１は長手外側に引張り力として作用する。ただし、吸収壁面１０２ｃの切り欠いた形状（凹凸形状）がクリーニング枠体１０２の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１０ｃ１は吸収壁面１０２ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｃ１より小さくなる。
【００３２】
図７（ｄ）に示すように、外力Ｘ１０ｃ１によってブレード支持部材５２ｂもドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。外力Ｘ１０ｃ１が比較例１の外力Ｘ０９ｃ１より小さくなっているため、この傾斜する度合い（角度）と、弓なりに変形する度合いは比較例１よりも減少する。
【００３３】
上述のごとく、相互作用によるブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの変形は無視できる。ブレード５２ａは、ブレード支持部材５２ｂに一体的に固定されているためにブレード支持部材５２ｂの変形に追従しドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化してしまうことになる。
【００３４】
上述のごとく、吸収壁面１０２ｃがクリーニング枠体１０２の長手方向の剛性を下げるため、外力Ｘ１０ｂ１（外力Ｘ１０ｃ１）は吸収壁面１０２ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｂ１（外力Ｘ０９ｃ１）より小さくなる。よって、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化する量を低減できる。
【００３５】
（本実施形態の環境（温度）変動）
図８は比較例２のクリーニング枠体５１、クリーニングブレード５２の環境（温度）変動を説明する模式図である。図８（ａ）はクリーニング枠体５１、クリーニングブレード５２の伸縮量の相対を示す断面図である。図８（ｂ）はクリーニング枠体５１がブレード支持部材５２ｂから受ける外力を説明する断面図である。図８（ｃ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体５１から受ける外力を説明する断面図である。図８（ｄ）はクリーニング枠体５１とブレード支持部材５２ｂが外力により変形した状態を説明する断面図である。
【００３６】
比較例１、比較例２と同様に温度が上昇した場合を想定して説明する。図８（ａ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体５１に固定されていない状態での膨張による伸び量を示す。図８（ａ）に示すように、クリーニング枠体５１の伸び量Ｘ１１ａ１は、ブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１１ａ２より大きい。
【００３７】
ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体５１に２箇所の固定部５１ｄで固定されているのでこの固定部５１ｄにおいて互いに圧縮と引っ張りの力を作用しあう。図８（ｂ）に示すように、クリーニング枠体５１は、ブレード支持部材５２ｂから外力Ｘ１１ｂ１を受ける。クリーニング枠体５１の伸び量Ｘ１１ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１１ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体５１が長手外側に伸びる抵抗となり、外力Ｘ１１ｂ１は長手内側に圧縮力として作用する。ただし、吸収壁面５１ｃの切り欠いた形状（凹形状）がクリーニング枠体５１の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１１ｂ１は吸収壁面５１ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｂ１より小さくなる。
【００３８】
図８（ｄ）に示すように、外力Ｘ１１ｂ１によってクリーニング枠体５１が変形する。ただし、比較例１、比較例２と異なり、吸収壁面５１ｃはドラム２０（図２）に近づく方向に弓なりに変形する。この理由を以下で説明する。吸収壁面１０２ｃは、前側壁面１０２ｂを基準として、前側壁面１０２ｂから固定部１０２ａの方向およびその反対方向へ同じ長さ分（突出量Ｌ１０２）突出した凹凸形状となっていた。しかし、吸収壁面５１ｃは、前側壁面５１ｂよりも固定部５１ｄの方向にずれた位置が重心となるように、前側壁面５１ｂよりも固定部５１ｄの方向にのみ切り欠いた凹形状となっている。このため、吸収壁面５１ｃが前側壁面５１ｂよりうける外力Ｘ１１ｂ１は、吸収壁面５１ｃの重心からずれた偏心圧縮荷重となり、吸収壁面５１ｃが曲げモーメントを受ける。この曲げモーメントにより、吸収壁面５１ｃはドラム２０（図２）に近づく方向に弓なりに変形する。
【００３９】
前側壁面５１ｂは比較例１、比較例２と同様に長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、吸収壁面５１ｃが前側壁面５１ｂから圧縮力を受けると、前側壁面５１ｂとは逆側の固定部５１ａの方向へ撓むことになる。また、固定部５１ｄは比較例１、比較例２と同様に長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に傾斜する。
【００４０】
このように、前側壁面５１ｂと吸収壁面５１ｃの変形する方向が反対であるため、それぞれの変形量が相殺され、前側壁面５１ｂ及び吸収壁面５１ｃが弓なりに変形する度合いと、固定部５１ｄが傾斜する度合いは比較例１および比較例２よりも減少する。
【００４１】
図８（ｃ）に示すように、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体５１から外力Ｘ１１ｃ１を受ける。クリーニング枠体５１の伸び量Ｘ１１ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１１ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは長手外側に引っ張られ、外力Ｘ１１ｃ１は長手外側に引張り力として作用する。ただし、吸収壁面５１ｃの切り欠いた形状（凹形状）がクリーニング枠体５１の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１１ｃ１は吸収壁面５１ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｃ１より小さくなる。
【００４２】
さらに、吸収壁面５１ｃが偏心圧縮荷重により曲げモーメントを受けて、ドラム２０（図２）に近づく方向に変形するため、側壁５１ｊは固定部５１ｄから見て長手内側に倒れる方向に変形しようとする。これにより、ブレード支持部材５２ｂの図８中右側の固定部５１ｄには、反時計回りとなる回転モーメントＸ１１ｃ２が加えられる。ブレード支持部材５２ｂの図８中左側の固定部５１ｄには、時計回りとなる回転モーメントＸ１１ｃ２が加えられる。
【００４３】
この外力Ｘ１１ｃ１と回転モーメントＸ１１ｃ２の合力によって、ブレード支持部材５２ｂもドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。しかし、回転モーメントＸ１１ｃ２はブレード支持部材５２ｂがドラム２０に近づく方向に弓なりに変形するよう作用する（外力Ｘ１１ｃ１の作用と逆方向）ので、図８（ｄ）に示すように、弓なりに変形する度合いは比較例２よりも減少する。
【００４４】
上述のごとく、相互作用によるブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの変形は無視できる。ブレード５２ａは、ブレード支持部材５２ｂに一体的に固定されているためにブレード支持部材５２ｂの変形に追従しドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化してしまうことになる。
【００４５】
上述のごとく、本実施形態では、吸収壁面５１ｃが前側壁面５１ｂから固定部５１ｄの方向へ突出している。このため、吸収壁面５１ｃがクリーニング枠体５１の長手方向の剛性を下げることに加えて、ブレード支持部材５２ｂの固定部５１ｄに回転モーメントＸ１１ｃ２が加えられる。この回転モーメントＸ１１ｃ２がブレード支持部材５２ｂの変形を軽減するので、比較例２（従来例）よりも、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係の変化量を抑えることができる。これにより、クリーニングブレード５２は、環境（温度）変動した場合（温度上昇時）にも、常に安定してクリーニング性能を発揮できる。
【００４６】
（比較実験）
比較例１、２、本実施形態の上記効果を確かめるため、比較例１、２、本実施形態におけるブレード５２ａの最大変形量を解析にて求めた。環境（温度）変動：１０Ｋ上昇とした。物性値として、クリーニング枠体１０１、１０２、５１の熱膨張係数は７０［μ／Ｋ］、縦弾性係数は２．４４［ＧＰａ］とした。ブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数１１．４［μ／Ｋ］、縦弾性係数は２０６［ＧＰａ］とした。
【００４７】
その比較実験の結果、最大変形量は、比較例１で７９［μｍ］、比較例２で６３［μｍ］であり、本実施形態では２７［μｍ］まで低減した。本実施形態のブレード５２ａの最大変形量は、比較例１に比べて３４％となり、比較例２と比較しても４３％と大幅に減少する。これにより、本実施形態の凹形状の吸収壁面５１ｃの効果が確かめられた。
【００４８】
なお、温度が上昇した場合を想定して説明したが、逆の温度下降時にも本実施形態は、比較例１、比較例２に対して、好適な結果が得られる。温度下降時には、クリーニング枠体１０２（クリーニング枠体５１）とブレード支持部材５２ｂは収縮する。その結果、比較例２の吸収壁面１０２ｃとブレード支持部材５２ｂはドラム２０（図２）に近づく方向に弓なりに変形する。
【００４９】
しかし、本実施形態においては吸収壁面５１ｃが偏心引張荷重を受け、ドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。その結果、ブレード支持部材５２ｂの変形が軽減するので、比較例２（従来例）よりも、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係の変化量を抑えることができる。これにより、環境（温度）変動した場合（温度下降時）にも、常に安定してクリーニング性能を発揮できる。
【００５０】
なお、クリーニング枠体１０１（クリーニング枠体１０２、クリーニング枠体５１）の熱膨張係数がブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数より大きい条件で説明してきたが、熱膨張係数の関係が逆でも本発明の効果は損なわれない。この場合、温度上昇時には、クリーニング枠体よりもブレード支持部材５２ｂ方が伸び量が大きくなり、クリーニング枠体には引張り荷重、ブレード支持部材５２ｂには圧縮荷重が作用する。これにより、ブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａはドラム２０（図２）に近づく方向に変形するが、吸収壁面５１ｃには偏心引張荷重が掛かることによって吸収壁面はドラム２０（図２）から遠ざかる方向に変形する。吸収壁面５１ｃのこの挙動によってブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａがドラム２０（図２）に近づく方向に変形する量を軽減する。温度下降時には、クリーニング枠体よりもブレード支持部材５２ｂ方が収縮量が大きいため、クリーニング枠体には圧縮荷重、ブレード支持部材５２ｂには引張り圧縮荷重が作用する。これにより、ブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａはドラム２０（図２）から遠ざかる方向に変形するが、吸収壁面５１ｃには偏心圧縮荷重が掛かることによって吸収壁面５１ｃはドラム２０（図２）に近づく方向に変形する。吸収壁面５１ｃのこの挙動によってブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａがドラム２０（図２）から遠ざかる方向に変形する量を軽減する。
【００５１】
さらに、ブレード部材およびブレード部材支持の一例としてクリーニングブレード５２を、これらを長手２点で固定する相手としてのカートリッジ枠体の一例としてクリーニング枠体５１を、用いて構成されるクリーニングユニット５０を使用して説明を行った。しかし、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、現像装置ユニット４０にも適用できる。
【００５２】
具体的には、ブレード部材を現像ブレード４２のブレード４２ａとする。ブレード部材支持部材としてブレード４２ａを一体的に支持する現像ブレード支持部材４２ｂとする。カートリッジ枠体として現像ブレード４２を長手２箇所で固定する固定部を有するトナー収納容器４０ａとする。そして、トナー収納容器４０ａに、クリーニング枠体と同様の変形吸収部を設ける。これにより、環境（温度）変動時の現像ローラ４１に対するブレード４２ａの位置関係の変化量を抑えることができる。これにより、環境（温度）変動した場合にも、常に安定して、摩擦帯電電荷を付与したトナー層を形成できる。
【００５３】
また、本実施形態の吸収壁面５１ｃの形状として、三角形が連続した蛇腹形状を用いて説明を行ったが、本発明におけるブレード支持部材５２ｂおよびブレード５２ａの変形を抑制する形状は、この形状に限定されるものではない。
【００５４】
図９、図10は本実施形態の吸収壁面の他の形状を示す図である。図９に示すような四角形が連続した櫛歯形状の吸収壁面１０３ｃや、図10に示すような曲線が連続した波形状の吸収壁面１０４ｃであっても、ブレード支持部材の固定部側に突出していればよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｌ …レーザー光
Ｐ …シート
Ｔ …現像剤
Ｘ０９ａ１、Ｘ０９ａ２、Ｘ１０ａ１、Ｘ１０ａ２、Ｘ１１ａ１、Ｘ１１ａ２ …伸び量
Ｘ０９ｂ１、Ｘ０９ｃ１、Ｘ１０ｃ１、Ｘ１１ｂ１ …外力
Ｘ１１ｃ２ …回転モーメント
１ …画像形成装置
２ …プロセスカートリッジ
２０ …感光体ドラム
４０ …現像装置ユニット
４１ …現像ローラ
４１ａ …マグネットローラ
４２ …現像ブレード
４２ａ、５２ａ …ブレード（ブレード部材）
４２ｂ …現像ブレード支持部材
５０ …クリーニングユニット
５１ …クリーニング枠体（カートリッジ枠体）
５１ｂ、１０２ｂ …前側壁面
５１ｃ、１０２ｃ …吸収壁面（変形吸収部）
５１ｄ、１０２ａ …固定部
５１ｅ …廃トナー室
５１ｊ …側壁
５２ …クリーニングブレード
５２ｂ …ブレード支持部材
１０１、１０２ …クリーニング枠体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体ドラム及び感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化したプロセスカートカートリッジを着脱可能に有する画像形成装置がある。このプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラムの外周面上の残留トナーを除去するために弾性体のクリーニングブレードが設けられている。このクリーニングブレードは支持板金に一体的に形成され、支持板金を樹脂枠体に対して固定することで、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの相対位置を規定している。さらに、樹脂枠体の一部に枠体変形吸収部を設けることによって、環境（温度）変動時に支持板金と樹脂枠体との熱膨張係数の違いから生じるクリーニングブレードの位置変化を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６４０９４（第１２頁、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来例をさらに発展させ、変形吸収部を最適配置することによって、環境（温度）変動に対してクリーニングブレードの位置変化を抑制し、常に安定したクリーニング性能を発揮できるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係るブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジの代表的な構成は、ブレード部材と、ブレード部材を支持する支持部材と、前記支持部材が固定される２つの固定部を有する枠体と、を有し、前記枠体は、前記２つの固定部と対向した壁面と、前記壁面と連続した前記枠体の変形を吸収する変形吸収部と、を有する、ブレード部材支持構造において、前記変形吸収部は、前記壁面から前記固定部の方向へ突出した凹形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、変形吸収部を最適配置することによって、環境（温度）変動に対してクリーニングブレードの位置変化を抑制し、常に安定したクリーニング性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るプロセスカートリッジを有する画像形成装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図である。
【図３】（ａ）本実施形態に係るクリーニング枠体とクリーニングブレードの斜視図である。（ｂ）本実施形態に係るクリーニング枠体とクリーニングブレードの感光体ドラム側から見た斜視図である。（ｃ）本実施形態に係るクリーニング枠体とクリーニングブレードの断面図である。
【図４】（ａ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの斜視図である。（ｂ）比較例１（従来例）のクリーニングブレードの感光体ドラム側から見た斜視図である。（ｃ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの断面図である。
【図５】（ａ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの斜視図である。（ｂ）比較例２（従来例）のクリーニングブレードの感光体ドラム側から見た斜視図である。（ｃ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体とクリーニングブレードの断面図である。
【図６】（ａ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体、クリーニングブレードの伸縮量の相対を示す断面図である。（ｂ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体がブレード支持部材から受ける外力を説明する断面図である。（ｃ）比較例１（従来例）のブレード支持部材がクリーニング枠体から受ける外力を説明する断面図である。（ｄ）比較例１（従来例）のクリーニング枠体とブレード支持部材が外力により変形した状態を説明する断面図である。
【図７】（ａ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体、クリーニングブレードの伸縮量の相対を示す断面図である。（ｂ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体がブレード支持部材から受ける外力を説明する断面図である。（ｃ）比較例２（従来例）のブレード支持部材がクリーニング枠体から受ける外力を説明する断面図である。（ｄ）比較例２（従来例）のクリーニング枠体とブレード支持部材が外力により変形した状態を説明する断面図である。
【図８】（ａ）本実施形態に係るクリーニング枠体、クリーニングブレードの伸縮量の相対を示す断面図である。（ｂ）本実施形態に係るクリーニング枠体がブレード支持部材から受ける外力を説明する断面図である。（ｃ）本実施形態に係るブレード支持部材がクリーニング枠体から受ける外力を説明する断面図である。（ｄ）本実施形態に係るクリーニング枠体とブレード支持部材が外力により変形した状態を説明する断面図である。
【図９】本実施形態に係る他の変形吸収部の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係るブレード部材支持構造及びプロセスカートリッジの実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係るプロセスカートリッジ２を用いた画像形成装置１の構成図である。図２はプロセスカートリッジ２の構成図である。図１に示すように、画像形成装置（画像形成装置本体）１は、プロセスカートリッジ２を取り外し可能に装着している。プロセスカートリッジ２は、感光体ドラム（像担持体）２０、プロセス手段を有している。プロセス手段は、ドラム２０に作用する帯電ローラ１２、現像ローラ４１、クリーニングブレード５２等である。
【０００９】
プリントスタート信号に基づいて、ドラム２０は矢印Ｒ１方向に回転し、帯電ローラ１２により帯電され、露光装置３により画像情報に基づいたレーザー光Ｌを露光窓部５３を通して露光され、静電潜像が形成される。図２に示すように、静電潜像は、現像装置ユニット４０の現像剤Ｔ（以下、トナーと記載する）によって可視化されトナー像として現像される。
【００１０】
現像装置ユニット４０は、トナー室４５内のトナーＴを攪拌部材４３の回転によってトナー供給室４４に送り出す。そして、マグネットローラ（固定磁石）４１ａを内蔵した現像剤担持体である現像ローラ４１を回転させるとともに、現像ブレード４２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ４１の表面に形成する。そして、そのトナーを潜像に応じてドラム２０へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。現像ブレード４２は、現像ローラ４１の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。
【００１１】
一方、シートトレイ４に収納されたシートＰは、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、転写ガイド６を経由して、ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム２０からシートＰに順次転写されていく。トナー像が転写されたシートＰは、ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシートＰは、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部で、加圧・加熱定着され、トナー像を定着される。トナー像を定着されシートＰは、排出ローラ対１０により、排出トレイ１１へ排出される。
【００１２】
転写後のドラム２０上（像担持体上）に残留する現像剤は、クリーニングブレード５２により除去され、ドラム２０が再び、帯電から始まる作像に供される。ドラム２０から除去された廃トナーはクリーニングユニット５０の廃トナー室５１ｅに貯蔵される。クリーニングユニット５０は、クリーニング枠体（カートリッジ枠体）５１にて構成されている。クリーニング枠体５１はクリーニングブレード５２を支持している。
【００１３】
（ブレード部材支持構造、クリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２）
図３（ａ）はクリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２の斜視図である。図３（ｂ）クリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２のドラム２０側から見た斜視図である。図３（ｃ）はクリーニング枠体５１とクリーニングブレード５２の断面図である。
【００１４】
図３に示すように、クリーニングブレード５２は、ブレード（ブレード部材）５２ａ、ブレード支持部材５２ｂを有している。ブレード支持部材５２ｂは、ブレード５２ａを支持しており、クリーニング枠体５１の２つの固定部５１ｄに固定され、ドラム２０側に取り付けられている。クリーニング枠体５１は、２つの固定部５１ｄ、前側壁面５１ｂ、凹形状の吸収壁面（変形吸収部）５１ｃ、側壁５１ｊを有している。前側壁面５１ｂは、２つの固定部５１ｄと対向して反対側（ドラム２０の反対側）に形成され、２つの固定部５１ｄ及びブレード支持部材５２ｂと略平行に形成されている。
【００１５】
吸収壁面５１ｃは、前側壁面５１ｂの間に前側壁面５１ｂから固定部５１ｄ側（ブレード支持部材５２ｂ側、ドラム２０側）へ突出（突出量Ｌ５１）する三角形が連続して形成される蛇腹形状となっている。吸収壁面５１ｃは、前側壁面５１ｂよりも固定部５１ｄ側の反対側へは突出していない。側壁５１ｊは、固定部５１ｄから前側壁面５１ｂへと繋がる側壁である。前側壁面５１ｂ、吸収壁面５１ｃ、側壁５１ｊは、廃トナー室５１ｅを形成している。
【００１６】
（環境（温度）変動時のクリーニング枠体５１、クリーニングブレード５２の変化）
図４（ａ）〜図４（ｃ）は比較例１（従来例）に係る吸収壁面５１ｃの無いクリーニング枠体１０１、クリーニングブレード５２の斜視図、断面図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は比較例２（従来例）に係る吸収壁面１０２ｃを有するクリーニング枠体１０２、クリーニングブレード５２の斜視図、断面図である。図５に示すように、比較例２の吸収壁面１０２ｃは、本実施形態の吸収壁面５１ｃとは形状が異なる。比較例２は背景技術の項で説明した従来の変形吸収部を有するカートリッジに該当する。比較例１、２は、吸収壁面５１ｃの有無の差や形状が異なる点を除くその他の構成は、本実施形態と同様である。
【００１７】
比較例２のクリーニング枠体１０２の前側壁面１０２ｂは、前側壁面１０２ｂに対し凹凸形状の吸収壁面１０２ｃを備えている。吸収壁面１０２ｃは、前側壁面１０２ｂの間に前側壁面１０２ｂから固定部１０２ａの方向およびその反対方向へ同じ長さ分（突出量Ｌ１０２）突出する三角形が連続して形成される蛇腹形状となっている。比較例２の突出量Ｌ１０２の２倍と本実施形態の突出量Ｌ５１（図３）が等しくなっているので、両者の吸収壁面は、位置は異なるが、形状自体はほぼ同じである。
【００１８】
（比較例１の環境（温度）変動）
図６は比較例１のクリーニング枠体１０１、クリーニングブレード５２の環境（温度）変動を説明する模式図である。図６（ａ）はクリーニング枠体１０１、クリーニングブレード５２の伸縮量の相対を示す断面図である。図６（ｂ）はクリーニング枠体１０１がブレード支持部材５２ｂから受ける外力を説明する断面図である。図６（ｃ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０１から受ける外力を説明する断面図である。図６（ｄ）はクリーニング枠体１０１とブレード支持部材５２ｂが外力により変形した状態を説明する断面図である。
【００１９】
ブレード支持部材５２ｂ、クリーニング枠体１０１は、材質固有の熱膨張係数に従い環境（温度）変動量に比例して伸縮する。熱膨張係数は使用する材料に依存するが、ブレード支持部材５２ｂは鉄、クリーニング枠体１０１は樹脂を使用しており、それら材料の熱膨張係数が異なるために各々の伸縮量は異なる。クリーニング枠体１０１の熱膨張係数は、ブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数に対して大きいため、環境（温度）変動時にはクリーニング枠体１０１の伸縮量がブレード支持部材５２ｂに対して大きくなる。
【００２０】
温度上昇（下降）時にクリーニング枠体１０１とブレード支持部材５２ｂは全方位に膨張（収縮）する。しかし、クリーニングブレード５２とドラム２０の相対位置変化量は、ドラム２０の長手方向の膨張（収縮）が支配的である。よって、以下の説明では、長手方向の膨張（収縮）の影響についてのみ記述する。
【００２１】
温度が上昇した場合を想定して説明する。図６（ａ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０１に固定されていない状態での膨張による伸び量を示す。図６（ａ）に示すように、クリーニング枠体１０１の伸び量Ｘ０９ａ１は、ブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ０９ａ２より大きい。
【００２２】
ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０１に２箇所の固定部１０１ａで固定されているので、固定部１０１ａにおいて互いに圧縮と引っ張りの力を作用しあう。図６（ｂ）に示すように、クリーニング枠体１０１は、ブレード支持部材５２ｂから外力Ｘ０９ｂ１を受ける。クリーニング枠体１０１の伸び量Ｘ０９ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ０９ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０１が長手外側に伸びる抵抗となり、外力Ｘ０９ｂ１は長手内側に圧縮力として作用する。
【００２３】
図６（ｄ）に示すように、外力Ｘ０９ｂ１によってクリーニング枠体１０１の固定部１０１ａが長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に傾斜し、前側壁面１０１ｂがドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。
【００２４】
図６（ｃ）に示すように、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０１から外力Ｘ０９ｃ１を受ける。クリーニング枠体１０１の伸び量Ｘ０９ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ０９ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは長手外側に引っ張られ、外力Ｘ０９ｃ１は長手外側に引張り力として作用する。
【００２５】
図６（ｄ）に示すように、外力Ｘ０９ｃ１によってブレード支持部材５２ｂもドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。
【００２６】
ここで、ブレード５２ａの熱膨張係数とブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数は異なるため、ブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの伸び量は異なる。しかし、ブレード５２ａの材質（ウレタンゴム）の縦弾性係数（５［ＭＰａ］）はブレード支持部材５２ｂの縦弾性係数（２０６［ＧＰａ］）に対して約４万分の１と非常に小さいので、相互作用によるブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの変形は無視できる。ブレード５２ａは、ブレード支持部材５２ｂに一体的に固定されているため、ブレード支持部材５２ｂの変形に追従し、ドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化してしまう。
【００２７】
（比較例２の環境（温度）変動）
図７は比較例２のクリーニング枠体１０２、クリーニングブレード５２の環境（温度）変動を説明する模式図である。図７（ａ）はクリーニング枠体１０２、クリーニングブレード５２の伸縮量の相対を示す断面図である。図７（ｂ）はクリーニング枠体１０２がブレード支持部材５２ｂから受ける外力を説明する断面図である。図７（ｃ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０２から受ける外力を説明する断面図である。図７（ｄ）はクリーニング枠体１０２とブレード支持部材５２ｂが外力により変形した状態を説明する断面図である。
【００２８】
比較例１と同様に温度が上昇した場合を想定して説明する。図７（ａ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体１０２に固定されていない状態での膨張による伸び量を示す。図７（ａ）に示すように、クリーニング枠体１０２の伸び量Ｘ１０ａ１は、ブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１０ａ２より大きい。
【００２９】
ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０２に２箇所の固定部１０２ａで固定されているので、固定部１０２ａにおいて互いに圧縮と引っ張りの力を作用しあう。図７（ｂ）に示すように、クリーニング枠体１０２は、ブレード支持部材５２ｂから外力Ｘ１０ｂ１を受ける。クリーニング枠体１０２の伸び量Ｘ１０ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１０ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０２が長手外側に伸びる抵抗となり、外力Ｘ１０ｂ１は長手内側に圧縮力として作用する。ただし、吸収壁面１０２ｃの切り欠いた形状（凹凸形状）がクリーニング枠体１０２の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１０ｂ１は吸収壁面１０２ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｂ１より小さくなる。
【００３０】
図７（ｄ）に示すように、外力Ｘ１０ｂ１によってクリーニング枠体１０２の固定部１０２ａが長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に傾斜し、前側壁面１０２ｂと吸収壁面１０２ｃがドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。外力Ｘ１０ｂ１が比較例１の外力Ｘ０９ｂ１より小さくなっているため、この傾斜する度合い（角度）と、弓なりに変形する度合いは比較例１よりも減少する。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体１０２から外力Ｘ１０ｃ１を受ける。クリーニング枠体１０２の伸び量Ｘ１０ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１０ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは長手外側に引っ張られ、外力Ｘ１０ｃ１は長手外側に引張り力として作用する。ただし、吸収壁面１０２ｃの切り欠いた形状（凹凸形状）がクリーニング枠体１０２の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１０ｃ１は吸収壁面１０２ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｃ１より小さくなる。
【００３２】
図７（ｄ）に示すように、外力Ｘ１０ｃ１によってブレード支持部材５２ｂもドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。外力Ｘ１０ｃ１が比較例１の外力Ｘ０９ｃ１より小さくなっているため、この傾斜する度合い（角度）と、弓なりに変形する度合いは比較例１よりも減少する。
【００３３】
上述のごとく、相互作用によるブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの変形は無視できる。ブレード５２ａは、ブレード支持部材５２ｂに一体的に固定されているためにブレード支持部材５２ｂの変形に追従しドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化してしまうことになる。
【００３４】
上述のごとく、吸収壁面１０２ｃがクリーニング枠体１０２の長手方向の剛性を下げるため、外力Ｘ１０ｂ１（外力Ｘ１０ｃ１）は吸収壁面１０２ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｂ１（外力Ｘ０９ｃ１）より小さくなる。よって、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化する量を低減できる。
【００３５】
（本実施形態の環境（温度）変動）
図８は比較例２のクリーニング枠体５１、クリーニングブレード５２の環境（温度）変動を説明する模式図である。図８（ａ）はクリーニング枠体５１、クリーニングブレード５２の伸縮量の相対を示す断面図である。図８（ｂ）はクリーニング枠体５１がブレード支持部材５２ｂから受ける外力を説明する断面図である。図８（ｃ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体５１から受ける外力を説明する断面図である。図８（ｄ）はクリーニング枠体５１とブレード支持部材５２ｂが外力により変形した状態を説明する断面図である。
【００３６】
比較例１、比較例２と同様に温度が上昇した場合を想定して説明する。図８（ａ）はブレード支持部材５２ｂがクリーニング枠体５１に固定されていない状態での膨張による伸び量を示す。図８（ａ）に示すように、クリーニング枠体５１の伸び量Ｘ１１ａ１は、ブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１１ａ２より大きい。
【００３７】
ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体５１に２箇所の固定部５１ｄで固定されているのでこの固定部５１ｄにおいて互いに圧縮と引っ張りの力を作用しあう。図８（ｂ）に示すように、クリーニング枠体５１は、ブレード支持部材５２ｂから外力Ｘ１１ｂ１を受ける。クリーニング枠体５１の伸び量Ｘ１１ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１１ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体５１が長手外側に伸びる抵抗となり、外力Ｘ１１ｂ１は長手内側に圧縮力として作用する。ただし、吸収壁面５１ｃの切り欠いた形状（凹形状）がクリーニング枠体５１の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１１ｂ１は吸収壁面５１ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｂ１より小さくなる。
【００３８】
図８（ｄ）に示すように、外力Ｘ１１ｂ１によってクリーニング枠体５１が変形する。ただし、比較例１、比較例２と異なり、吸収壁面５１ｃはドラム２０（図２）に近づく方向に弓なりに変形する。この理由を以下で説明する。吸収壁面１０２ｃは、前側壁面１０２ｂを基準として、前側壁面１０２ｂから固定部１０２ａの方向およびその反対方向へ同じ長さ分（突出量Ｌ１０２）突出した凹凸形状となっていた。しかし、吸収壁面５１ｃは、前側壁面５１ｂよりも固定部５１ｄの方向にずれた位置が重心となるように、前側壁面５１ｂよりも固定部５１ｄの方向にのみ切り欠いた凹形状となっている。このため、吸収壁面５１ｃが前側壁面５１ｂよりうける外力Ｘ１１ｂ１は、吸収壁面５１ｃの重心からずれた偏心圧縮荷重となり、吸収壁面５１ｃが曲げモーメントを受ける。この曲げモーメントにより、吸収壁面５１ｃはドラム２０（図２）に近づく方向に弓なりに変形する。
【００３９】
前側壁面５１ｂは比較例１、比較例２と同様に長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、吸収壁面５１ｃが前側壁面５１ｂから圧縮力を受けると、前側壁面５１ｂとは逆側の固定部５１ａの方向へ撓むことになる。また、固定部５１ｄは比較例１、比較例２と同様に長手内側をドラム２０（図２）から遠ざかる方向に傾斜する。
【００４０】
このように、前側壁面５１ｂと吸収壁面５１ｃの変形する方向が反対であるため、それぞれの変形量が相殺され、前側壁面５１ｂ及び吸収壁面５１ｃが弓なりに変形する度合いと、固定部５１ｄが傾斜する度合いは比較例１および比較例２よりも減少する。
【００４１】
図８（ｃ）に示すように、ブレード支持部材５２ｂは、クリーニング枠体５１から外力Ｘ１１ｃ１を受ける。クリーニング枠体５１の伸び量Ｘ１１ａ１の方がブレード支持部材５２ｂの伸び量Ｘ１１ａ２より大きい。このため、ブレード支持部材５２ｂは長手外側に引っ張られ、外力Ｘ１１ｃ１は長手外側に引張り力として作用する。ただし、吸収壁面５１ｃの切り欠いた形状（凹形状）がクリーニング枠体５１の長手方向の剛性を下げる。このため、外力Ｘ１１ｃ１は吸収壁面５１ｃがない比較例１の外力Ｘ０９ｃ１より小さくなる。
【００４２】
さらに、吸収壁面５１ｃが偏心圧縮荷重により曲げモーメントを受けて、ドラム２０（図２）に近づく方向に変形するため、側壁５１ｊは固定部５１ｄから見て長手内側に倒れる方向に変形しようとする。これにより、ブレード支持部材５２ｂの図８中右側の固定部５１ｄには、反時計回りとなる回転モーメントＸ１１ｃ２が加えられる。ブレード支持部材５２ｂの図８中左側の固定部５１ｄには、時計回りとなる回転モーメントＸ１１ｃ２が加えられる。
【００４３】
この外力Ｘ１１ｃ１と回転モーメントＸ１１ｃ２の合力によって、ブレード支持部材５２ｂもドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。しかし、回転モーメントＸ１１ｃ２はブレード支持部材５２ｂがドラム２０に近づく方向に弓なりに変形するよう作用する（外力Ｘ１１ｃ１の作用と逆方向）ので、図８（ｄ）に示すように、弓なりに変形する度合いは比較例２よりも減少する。
【００４４】
上述のごとく、相互作用によるブレード５２ａとブレード支持部材５２ｂの変形は無視できる。ブレード５２ａは、ブレード支持部材５２ｂに一体的に固定されているためにブレード支持部材５２ｂの変形に追従しドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。つまり、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係が変化してしまうことになる。
【００４５】
上述のごとく、本実施形態では、吸収壁面５１ｃが前側壁面５１ｂから固定部５１ｄの方向へ突出している。このため、吸収壁面５１ｃがクリーニング枠体５１の長手方向の剛性を下げることに加えて、ブレード支持部材５２ｂの固定部５１ｄに回転モーメントＸ１１ｃ２が加えられる。この回転モーメントＸ１１ｃ２がブレード支持部材５２ｂの変形を軽減するので、比較例２（従来例）よりも、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係の変化量を抑えることができる。これにより、クリーニングブレード５２は、環境（温度）変動した場合（温度上昇時）にも、常に安定してクリーニング性能を発揮できる。
【００４６】
（比較実験）
比較例１、２、本実施形態の上記効果を確かめるため、比較例１、２、本実施形態におけるブレード５２ａの最大変形量を解析にて求めた。環境（温度）変動：１０Ｋ上昇とした。物性値として、クリーニング枠体１０１、１０２、５１の熱膨張係数は７０［μ／Ｋ］、縦弾性係数は２．４４［ＧＰａ］とした。ブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数１１．４［μ／Ｋ］、縦弾性係数は２０６［ＧＰａ］とした。
【００４７】
その比較実験の結果、最大変形量は、比較例１で７９［μｍ］、比較例２で６３［μｍ］であり、本実施形態では２７［μｍ］まで低減した。本実施形態のブレード５２ａの最大変形量は、比較例１に比べて３４％となり、比較例２と比較しても４３％と大幅に減少する。これにより、本実施形態の凹形状の吸収壁面５１ｃの効果が確かめられた。
【００４８】
なお、温度が上昇した場合を想定して説明したが、逆の温度下降時にも本実施形態は、比較例１、比較例２に対して、好適な結果が得られる。温度下降時には、クリーニング枠体１０２（クリーニング枠体５１）とブレード支持部材５２ｂは収縮する。その結果、比較例２の吸収壁面１０２ｃとブレード支持部材５２ｂはドラム２０（図２）に近づく方向に弓なりに変形する。
【００４９】
しかし、本実施形態においては吸収壁面５１ｃが偏心引張荷重を受け、ドラム２０（図２）から遠ざかる方向に弓なりに変形する。その結果、ブレード支持部材５２ｂの変形が軽減するので、比較例２（従来例）よりも、ドラム２０（図２）に対するブレード５２ａの位置関係の変化量を抑えることができる。これにより、環境（温度）変動した場合（温度下降時）にも、常に安定してクリーニング性能を発揮できる。
【００５０】
なお、クリーニング枠体１０１（クリーニング枠体１０２、クリーニング枠体５１）の熱膨張係数がブレード支持部材５２ｂの熱膨張係数より大きい条件で説明してきたが、熱膨張係数の関係が逆でも本発明の効果は損なわれない。この場合、温度上昇時には、クリーニング枠体よりもブレード支持部材５２ｂ方が伸び量が大きくなり、クリーニング枠体には引張り荷重、ブレード支持部材５２ｂには圧縮荷重が作用する。これにより、ブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａはドラム２０（図２）に近づく方向に変形するが、吸収壁面５１ｃには偏心引張荷重が掛かることによって吸収壁面はドラム２０（図２）から遠ざかる方向に変形する。吸収壁面５１ｃのこの挙動によってブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａがドラム２０（図２）に近づく方向に変形する量を軽減する。温度下降時には、クリーニング枠体よりもブレード支持部材５２ｂ方が収縮量が大きいため、クリーニング枠体には圧縮荷重、ブレード支持部材５２ｂには引張り圧縮荷重が作用する。これにより、ブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａはドラム２０（図２）から遠ざかる方向に変形するが、吸収壁面５１ｃには偏心圧縮荷重が掛かることによって吸収壁面５１ｃはドラム２０（図２）に近づく方向に変形する。吸収壁面５１ｃのこの挙動によってブレード支持部材５２ｂとブレード５２ａがドラム２０（図２）から遠ざかる方向に変形する量を軽減する。
【００５１】
さらに、ブレード部材およびブレード部材支持の一例としてクリーニングブレード５２を、これらを長手２点で固定する相手としてのカートリッジ枠体の一例としてクリーニング枠体５１を、用いて構成されるクリーニングユニット５０を使用して説明を行った。しかし、本発明はかかる構成に限定されるものではなく、現像装置ユニット４０にも適用できる。
【００５２】
具体的には、ブレード部材を現像ブレード４２のブレード４２ａとする。ブレード部材支持部材としてブレード４２ａを一体的に支持する現像ブレード支持部材４２ｂとする。カートリッジ枠体として現像ブレード４２を長手２箇所で固定する固定部を有するトナー収納容器４０ａとする。そして、トナー収納容器４０ａに、クリーニング枠体と同様の変形吸収部を設ける。これにより、環境（温度）変動時の現像ローラ４１に対するブレード４２ａの位置関係の変化量を抑えることができる。これにより、環境（温度）変動した場合にも、常に安定して、摩擦帯電電荷を付与したトナー層を形成できる。
【００５３】
また、本実施形態の吸収壁面５１ｃの形状として、三角形が連続した蛇腹形状を用いて説明を行ったが、本発明におけるブレード支持部材５２ｂおよびブレード５２ａの変形を抑制する形状は、この形状に限定されるものではない。
【００５４】
図９、図10は本実施形態の吸収壁面の他の形状を示す図である。図９に示すような四角形が連続した櫛歯形状の吸収壁面１０３ｃや、図10に示すような曲線が連続した波形状の吸収壁面１０４ｃであっても、ブレード支持部材の固定部側に突出していればよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｌ …レーザー光
Ｐ …シート
Ｔ …現像剤
Ｘ０９ａ１、Ｘ０９ａ２、Ｘ１０ａ１、Ｘ１０ａ２、Ｘ１１ａ１、Ｘ１１ａ２ …伸び量
Ｘ０９ｂ１、Ｘ０９ｃ１、Ｘ１０ｃ１、Ｘ１１ｂ１ …外力
Ｘ１１ｃ２ …回転モーメント
１ …画像形成装置
２ …プロセスカートリッジ
２０ …感光体ドラム
４０ …現像装置ユニット
４１ …現像ローラ
４１ａ …マグネットローラ
４２ …現像ブレード
４２ａ、５２ａ …ブレード（ブレード部材）
４２ｂ …現像ブレード支持部材
５０ …クリーニングユニット
５１ …クリーニング枠体（カートリッジ枠体）
５１ｂ、１０２ｂ …前側壁面
５１ｃ、１０２ｃ …吸収壁面（変形吸収部）
５１ｄ、１０２ａ …固定部
５１ｅ …廃トナー室
５１ｊ …側壁
５２ …クリーニングブレード
５２ｂ …ブレード支持部材
１０１、１０２ …クリーニング枠体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード部材と、
ブレード部材を支持する支持部材と、
前記支持部材が固定される２つの固定部を有する枠体と、を有し、
前記枠体は、前記２つの固定部と対向した壁面と、前記壁面と連続した前記枠体の変形を吸収する変形吸収部と、を有する、ブレード部材支持構造において、
前記変形吸収部は、前記壁面から前記固定部の方向へ突出した凹形状であることを特徴とするブレード部材支持構造。
【請求項２】
前記枠体の熱膨張係数は、前記支持部材の熱膨張係数と異なることを特徴とする請求項１に記載のブレード部材支持構造。
【請求項３】
前記変形吸収部は、三角形が連続して形成された形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材支持構造。
【請求項４】
前記変形吸収部は、四角形が連続した形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材支持構造。
【請求項５】
前記変形吸収部は、曲線が連続した形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材支持構造。
【請求項６】
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であって、
請求項１乃至５のいずれかのブレード部材支持構造を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記ブレード部材は、像担持体上に残留する現像剤を除去するクリーニングブレード又は、現像ローラにトナー層を形成する現像ブレードであることを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１】
ブレード部材と、
ブレード部材を支持する支持部材と、
前記支持部材が固定される２つの固定部を有する枠体と、を有し、
前記枠体は、前記２つの固定部と対向した壁面と、前記壁面と連続した前記枠体の変形を吸収する変形吸収部と、を有する、ブレード部材支持構造において、
前記変形吸収部は、前記壁面から前記固定部の方向へ突出した凹形状であることを特徴とするブレード部材支持構造。
【請求項２】
前記枠体の熱膨張係数は、前記支持部材の熱膨張係数と異なることを特徴とする請求項１に記載のブレード部材支持構造。
【請求項３】
前記変形吸収部は、三角形が連続して形成された形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材支持構造。
【請求項４】
前記変形吸収部は、四角形が連続した形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材支持構造。
【請求項５】
前記変形吸収部は、曲線が連続した形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材支持構造。
【請求項６】
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であって、
請求項１乃至５のいずれかのブレード部材支持構造を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記ブレード部材は、像担持体上に残留する現像剤を除去するクリーニングブレード又は、現像ローラにトナー層を形成する現像ブレードであることを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−４２５５１（Ｐ２０１２−４２５５１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１５９１（Ｐ２０１０−１８１５９１）
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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