画像形成装置及びカートリッジ
【課題】 クリーニングブレードの当接部における残留トナーの不足等により、瞬間的に先端エッジの負荷が高まったときには、クリーニングブレードの像担持体表面への巻き込みや、先端エッジの欠けといった問題が起こる恐れがあった。
【解決手段】 クリーニングブレードを支持する支持部材は、クリーニングブレードが像担持体に第一の角度でかつ所定の位置で当接する第一の姿勢と、第一の姿勢から退避しクリーニングブレードが像担持体に第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、かつ、第一の姿勢となるように付勢され、クリーニングブレードが像担持体から受ける力が所定の値を超えると第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避する。
【解決手段】 クリーニングブレードを支持する支持部材は、クリーニングブレードが像担持体に第一の角度でかつ所定の位置で当接する第一の姿勢と、第一の姿勢から退避しクリーニングブレードが像担持体に第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、かつ、第一の姿勢となるように付勢され、クリーニングブレードが像担持体から受ける力が所定の値を超えると第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いられる複写機、ファクシミリ等の画像形成装置及び該画像形成装置のカートリッジに関し、特に、クリーニング装置を有する画像形成装置及びカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、感光体ドラムや転写ベルトといった像担持体に残留する残留トナーを除去するため、像担持体表面に弾性体からなるクリーニングブレードを当接させる構成が一般的である。
【０００３】
そのクリーニングブレードは、耐摩耗性を考慮してゴム等の弾性体からなり、先端エッジ部で像担持体表面のトナーを効率よく除去するために、像担持体の進行方向に逆らう向き、いわゆるカウンターで当接するように配設されるものが大半である。
【０００４】
クリーニングブレードと像担持体表面とのなす角（当接角）は、鋭角の範囲でできるだけ大きくするほどクリーニング能力が高くなるが、大き過ぎるとクリーニングブレードの像担持体表面の進行方向への巻き込みや、ブレードの先端エッジが欠ける等の問題が起こる。このようなときには、クリーニング不良へとつながる。ここで、当接角とは、クリーニングブレードの当接部における像担持体表面となす角度である。
【０００５】
そこで、クリーニングブレードの巻き込みや、クリーニングブレードの先端エッジの欠けを防止するクリーニング装置として、従来、クリーニングブレードの巻き込み方向への移動を所定範囲に制限して巻き込まれるのを防止する防止部材を設けたものが知られている。しかしながら、このような従来技術においては、クリーニングブレードの像担持体表面の進行方向への巻き込み時に、巻き込みを強制的に抑えこもうとする力がクリーニングブレード、像担持体に作用するので、ブレードの先端エッジに掛かる力が高まってクリーニングブレードや像担持体を損傷してしまう恐れがある。
【０００６】
そこで、アクチュエータを用いてクリーニングブレードを移動させ、環境温度に応じて像担持体との当接角を変化させて、クリーニングブレードの巻き込みや、ブレード先端エッジの欠けを防止する発明が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−９５６３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来、このようなアクチュエータを用いて環境変化の検知結果をフィードバックする構成では、当接部（先端エッジ）に残留する残留トナーの不足等に起因する瞬間的なクリーニングブレードの先端エッジに掛かる負荷の上昇には対応できないとの課題があった。即ち、クリーニングブレードの当接部における残留トナーの不足等により、瞬間的に先端エッジの負荷が高まったときには、クリーニングブレードの像担持体表面への巻き込みや、先端エッジの欠けといった問題が起こる恐れがあった。故に、本発明はクリーニングブレードのエッジ損傷や捲れを抑制して、クリーニングブレードの耐久寿命を延ばすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記の目的を達成するために、本発明では回転しトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にカウンター方向で当接し前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持する支持部材と、を有する画像形成装置において、前記支持部材は、前記クリーニングブレードが前記像担持体に第一の角度でかつ所定の位置で当接する第一の姿勢と、前記第一の姿勢から退避し前記クリーニングブレードが前記像担持体に前記第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、かつ、前記第一の姿勢となるように付勢され、前記クリーニングブレードが前記像担持体から受ける力が所定の値を超えると前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
クリーニングブレードのエッジ損傷や捲れを抑制して、クリーニングブレードの耐久寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る感光体クリーニング装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】実施例１に係る感光体クリーニング装置の長手方向に垂直な断面図である。
【図３】実施例１に係るクリーニングブレードの揺動動作を説明するための図である。
【図４】実施例２に係る感光体クリーニング装置の概略構成を示した斜視図である。
【図５】実施例２に係る感光体クリーニング装置を長手方向側方から見た図である。
【図６】実施例２に係るクリーニングブレードの揺動動作を説明するための図である。
【図７】画像形成装置の概略断面構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置及びカートリッジについて図面に即して詳しく説明する。
【００１３】
［実施例１］
まず、図７を用いて本実施例に係る画像形成装置５０について説明する。図７は本実施例に係る画像形成装置５０の概略断面構成図である。
【００１４】
本実施例では、図７に示すようにタンデム型の画像形成装置５０を用いるが、これに限定されずロータリー型やモノクロ機等の画像形成装置にも適用可能である。ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像を形成する各画像形成手段（ステーション）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ、が並んで配置されている。各画像形成手段ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの構成は異なる色のトナーを用いるが、その他の構成については同じであり、回転可能な像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄ、感光体ドラムの周りには、各々、不図示の一次帯電器、レーザー露光手段１３ａ〜１３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ、感光体クリーニング装置６ａ〜６ｄが配置されている。また、各画像形成手段の感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方には中間転写体である中間転写ベルト１０が配置されている。
【００１５】
中間転写ベルト１０の周りには感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写する一次転写ローラ５ａ〜５ｄ、中間転写ベルト上のトナー像を記録材に二次転写する二次転写ローラ７を配置し、二次転写部を通過した残トナーを回収する中間転写体クリーニング装置１１が配置されている。
【００１６】
次に、画像形成動作について説明する。レーザー露光手段１３ａ〜１３ｄにおいて、リーダ部からの画像信号は一旦画像メモリ上に保管された後、レーザー出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光体ドラム１ａ〜１ｄの面に投影され、静電潜像が形成される。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄをあらかじめ回転させておき、前露光ランプ（不図示）で除電した後の感光体ドラム表面を一次帯電器５により一様に帯電させ、レーザー露光手段１３により画像信号に基づいてレーザー光を照射して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
【００１７】
その後、現像装置４により感光体ドラム上の静電潜像を現像し、感光体ドラム上にトナー像を形成する。各色の画像形成手段Ｐでそれぞれトナー像を形成し、中間転写ベルト１０に各色トナー像を色ずれしないよう一次転写部にて一次転写して重ね合わせ、中間転写ベルト移動方向上流側の画像形成手段（ステーション）から順に一次転写され４色重ねられたところで、二次転写部へと向かう。また、一次転写部で転写されずに感光体ドラム１ａ〜１ｄに残留する残留トナーは、感光体クリーニング装置６ａ〜６ｄで回収され、感光体ドラム表面はクリーニングされる。
【００１８】
現像装置内のトナーはトナー収納部（不図示）から現像装置内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つために所望のタイミングにて補給される。また、記録材は記録材収納部から給紙手段によって１枚ずつ搬送され、レジストローラにて斜行を補正し、所望のタイミングにて二次転写ローラ７に搬送される。
【００１９】
その後、二次転写部にてトナー像が転写された記録材は、定着手段である熱ローラ定着器８にてトナー像を定着され、排紙トレイに排紙される。また、二次転写部で転写されずに中間転写ベルト１０に残った残留トナーは中間転写体クリーニング装置１１で除去、回収され、中間転写ベルト１０表面はクリーニングされる。
【００２０】
以下、本発明のクリーニング装置について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、感光体クリーニング装置６を例にして説明するが、中間転写体クリーニング装置等にも適用可能である。
【００２１】
図１は、本実施例に係るクリーニングブレードと感光体ドラムの斜視図である。図２は、本実施例に係るクリーニングブレードと感光体ドラムの断面図である。
【００２２】
図１に示すように、クリーニングブレードは第二バネである当接圧用のバネ１０５により加圧され、所定の当接圧で感光体ドラム表面に当接している。また、クリーニングブレード１０２を支持する支持部材である支持板金１０８、支持板金１０８を揺動可能に支持する支持部である側板１０６、クリーニングブレード１０２を揺動方向に付勢する揺動付勢用のバネ１０４を画像形成装置は有している。
【００２３】
本実施例では、像担持体上に残留する残留トナーを除去するため、弾性体からなるクリーニングブレード１０２の先端を像担持体（感光体ドラム１）表面に当接させる。また、クリーニングブレード１０２は支持部材である支持板金１０８に接着され固定されている。支持板金１０８は、クリーニングブレード１０２の感光体ドラム１に対して所定の当接圧を掛けるために当接圧用のバネ１０５により付勢され、支持板金１０８が付勢されることでクリーニングブレード１０２を感光体ドラム方向へと付勢している。
【００２４】
以下、クリーニングブレード１０２の揺動動作について説明する。図２は感光体ドラムとクリーニングブレードを長手方向端部から見た図である。図３は感光体ドラムと側板を長手方向端部から見た図である。
【００２５】
クリーニングブレード１０２は、先端エッジ部で感光体ドラム表面の残留トナーを効率よく除去するために、図２に示すように感光体ドラム表面の進行方向に逆らう向き、いわゆるカウンター方向で当接するよう配設されている。本実施例では、感光体ドラムの回転方向は図２に示す矢印の方向であり、クリーニングブレード１０２は感光体ドラム１に鋭角で当接する。クリーニングブレード１０２は、図に示すように感光体ドラムと２５°（第一の角度）で当接する第一の姿勢と、第一の姿勢から退避しクリーニングブレードが感光体ドラムに第一の姿勢のときよりも小さい２０°（第二の角度）で当接する第二の姿勢とに揺動可能となっており、感光体ドラムから受ける摩擦力が所定値以下のときには、第一の姿勢に付勢され、所定値以上となるときに、第一の姿勢から退避し第二の姿勢に付勢されるように構成されている。
【００２６】
図３に示す、側板１０６に設けられた長穴１０９に支持板金１０８の嵌合部１０３が嵌合することで、長穴１０９に沿って支持板金１０８、クリーニングブレード１０２が揺動可能となっている。クリーニングブレード１０２は感光体ドラムとの当接角が鋭角な範囲で所定の位置となるように第一バネである揺動付勢用のバネ１０４によって付勢されている。
【００２７】
この長穴１０９に沿って嵌合部１０３が移動することで、クリーニングブレードが揺動可能となる。図３は支持板金１０８が第一の姿勢にあるときを示しており、感光体ドラムが回転していないときには、揺動付勢用のバネ１０４により嵌合部１０３が第一の姿勢方向に付勢される。
【００２８】
ここで、クリーニングブレード１０２と感光体ドラム１のなす角（当接角）は、鋭角の範囲でできるだけ大きくするほど、感光体ドラム表面への当接圧が高まり、クリーニング能力が高くなる。一方で、当接角が大きくなると、クリーニングブレードと感光体ドラムとの当接圧や摩擦力が大きくなるため、クリーニングブレードが感光体ドラム１の進行方向に巻き込まれたり、ブレード先端エッジが欠ける等の問題が発生し易くなる。
【００２９】
そこで、本実施例においては、クリーニングブレード１０２を感光体ドラム１に対して揺動可能とし、感光体ドラムとクリーニングブレードの摩擦力が所定の値を超えるときに、クリーニングブレードと感光体ドラムとの当接圧を小さくし、かつ摩擦力を小さくする方向（第二の姿勢）へと退避するように構成している。これにより、クリーニングブレードに瞬間的に摩擦力が大きく掛かるときでも、摩擦力を低減しクリーニングブレードの巻き込まれや先端エッジ欠けを抑制することができる。
【００３０】
本実施例では、クリーニングブレードの感光体ドラム１から受ける力が揺動付勢用のバネ１０４のバネ付勢力を超えると、嵌合部１０３が、図２に示す画像形成装置の側板１０６の長穴１０９に沿って感光体ドラム１の回転中心に近づき、クリーニングブレード１０２の感光体ドラム１との当接角が小さくなる。即ち、クリーニングブレード１０２の感光体ドラム１との当接角が小さくなるように揺動可能とすることで、瞬間的に当接圧が高まった際にも自ずと、当接圧や感光体ドラム１から受ける摩擦力が小さくなり、ブレードの巻き込まれや先端エッジ欠けを抑制することができる。
【００３１】
尚、本実施例においては、嵌合部１０３を付勢するための揺動付勢用のバネ１０４と、当接圧を与えている第二バネである当接圧用のバネ１０５とが略直角に配置されている。この配置は、二つのバネが相互に作用しにくい配置であり、より正確に当接圧を与えることができる。ちなみにブレードの長手方向逆側の端部も同じ構成となっている。本実施例においては、嵌合部１０３を付勢するための揺動付勢用のバネ１０４は約１５００ｇｆ、当接圧用のバネ１０５は約５００ｇｆの力が掛かるようにしている。
【００３２】
図３はクリーニングブレードの揺動構成を説明するための図である。側板１０６には長穴１０９が設けられており、支持板金１０８に設けられた長穴１０９との嵌合用の嵌合部１０３が長穴に沿って揺動するようになっている。即ち、本実施例では、長穴を備えて支持板金を揺動可能に支持する側板１０６を有し、この長穴と支持板金の嵌合部とを嵌合させることで、支持板金１０８、クリーニングブレード１０２が揺動可能となる。この時、長穴１０９の向きと感光体ドラム１の同心円の接線とのなす角度αは、０°＜α＜９０°が望ましい。というのも、クリーニングブレードの感光体ドラムへの侵入量を小さくするのを避けるためである。
【００３３】
また、本実施例において長穴１０９の幅は、嵌合部１０３の直径より大きく設定し、抜きバリも除去することで、嵌合部１０３の動きを阻害しないようにしている。嵌合部１０３は長穴１０９の一端に揺動付勢用のバネ１０４で付勢されており、この位置は、本実施例においては当接角度が２５°となる位置とした（第一の姿勢）。この角度は、十分なクリーニング能力が得られる角度であり、製品に合わせて適宜設定すればよい。また、支持板金１０８が揺動して、クリーニングブレードが第一の姿勢とは逆側の長穴の端部に移動したときには、当接角度が２０°となる位置とした（第二の姿勢）。第二の姿勢では、第一の角度よりも小さい第二の角度で当接するようになっており、また、クリーニングブレードが第一の姿勢から第二の姿勢に近づくにつれ、支持板金に設けられた長穴１０９と嵌合する嵌合部１０３が感光体ドラムの中心に近づくように構成されている。
【００３４】
本実施例では長穴１０９と嵌合部１０３とを嵌合させることで、支持板金の揺動を所定の範囲に規制する規制部とし、第一の姿勢（当接角度２５°）に規制する第一の規制位置と、第二の姿勢（当接角度２０°）に規制する第二の規制位置とに支持板金の揺動を規制する。この際、規制部は第一の規制位置よりも第二の規制位置に近づくにつれ、感光体ドラムの中心に近づくこととなる。
【００３５】
尚、本実施例では画像形成装置に感光体クリーニング装置を有しているが、感光体ドラムと感光体クリーニング装置とを一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジの構成としても良い。また、カートリッジとする場合に現像器等をさらに加えて一体に構成するとしても良い。
【００３６】
また、本実施例では長穴により嵌合部１０３の規制を行っているが、円弧状の穴であったり、くの字型の穴等であっても良い。
【００３７】
［実施例２］
本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１と同じであるため、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成についての説明は省略する。
【００３８】
本実施例では、支持板金１０８の揺動する構成として、長穴に代わってワイヤを用いることを特徴としている。図４は本実施例に係る感光体ドラムとクリーニングブレードの斜視図である。また、図５は感光体ドラムとクリーニングブレードを長手方向外側から見た図である。
【００３９】
本実施例においては、クリーニングブレード１０２の嵌合部１０３が、当接角が鋭角な範囲で揺動付勢用のバネ１０４により付勢されている。さらに、ワイヤ１１０の一端は像担持体の回転中心に巻きついたのち任意の位置に固定され、一方ワイヤ１１０の他端は回動可能であり、かつ嵌合部１０３に固定されている。本実施例では、ワイヤ１１０の一端は側板１０６に固定されている。このワイヤ１１０の他端と嵌合部１０３とが固定されて規制部を構成している。
【００４０】
即ち、ワイヤ１１０の一端は他端が回動可能となるように任意の位置に固定されているため、他端と固定された嵌合部１０３は像担持体中心近傍を支点として揺動可能となっている。即ち、上記構成により支持板金１０８、クリーニングブレード１０２が揺動可能となっている。
【００４１】
図６はクリーニングブレードの嵌合部１０３の軌跡を示した図である。即ち、所定の力を感光体ドラムから受けた時に、第一の姿勢から第二の姿勢へとクリーニングブレードが移動するときの嵌合部１０３の軌跡である。
【００４２】
前述の通り、クリーニングブレードの感光体ドラム１から受ける力が所定の値を超えると、感光体ドラム１へのクリーニングブレードの巻き込みや先端エッジ欠けが発生するが、本実施例においても実施例１と同様、感光体ドラム１から受ける力が、揺動付勢用のバネ１０４のバネ付勢力を超えると感光体ドラム１とクリーニングブレードの当接角が小さくなる第二の姿勢へと移動する。即ち、図５に示すようにワイヤ１１０の他端に規制されて、嵌合部１０３が感光体ドラム１の回転中心に近づく。これにより、感光体ドラム１から受ける摩擦力が小さくなり、クリーニングブレードの感光体ドラム１の回転方向への巻き込まれや先端エッジ欠けを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 感光体ドラム
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ 現像器
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ 感光体クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１１ 中間転写体クリーニング装置
５０ 画像形成装置
１０２ クリーニングブレード
１０３ 嵌合部
１０４ ブレード揺動付勢用のバネ
１０５ ブレード当接用バネ
１０６ ワイヤ
１０８ 支持板金（支持部材）
ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ 画像形成手段（ステーション）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いられる複写機、ファクシミリ等の画像形成装置及び該画像形成装置のカートリッジに関し、特に、クリーニング装置を有する画像形成装置及びカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、感光体ドラムや転写ベルトといった像担持体に残留する残留トナーを除去するため、像担持体表面に弾性体からなるクリーニングブレードを当接させる構成が一般的である。
【０００３】
そのクリーニングブレードは、耐摩耗性を考慮してゴム等の弾性体からなり、先端エッジ部で像担持体表面のトナーを効率よく除去するために、像担持体の進行方向に逆らう向き、いわゆるカウンターで当接するように配設されるものが大半である。
【０００４】
クリーニングブレードと像担持体表面とのなす角（当接角）は、鋭角の範囲でできるだけ大きくするほどクリーニング能力が高くなるが、大き過ぎるとクリーニングブレードの像担持体表面の進行方向への巻き込みや、ブレードの先端エッジが欠ける等の問題が起こる。このようなときには、クリーニング不良へとつながる。ここで、当接角とは、クリーニングブレードの当接部における像担持体表面となす角度である。
【０００５】
そこで、クリーニングブレードの巻き込みや、クリーニングブレードの先端エッジの欠けを防止するクリーニング装置として、従来、クリーニングブレードの巻き込み方向への移動を所定範囲に制限して巻き込まれるのを防止する防止部材を設けたものが知られている。しかしながら、このような従来技術においては、クリーニングブレードの像担持体表面の進行方向への巻き込み時に、巻き込みを強制的に抑えこもうとする力がクリーニングブレード、像担持体に作用するので、ブレードの先端エッジに掛かる力が高まってクリーニングブレードや像担持体を損傷してしまう恐れがある。
【０００６】
そこで、アクチュエータを用いてクリーニングブレードを移動させ、環境温度に応じて像担持体との当接角を変化させて、クリーニングブレードの巻き込みや、ブレード先端エッジの欠けを防止する発明が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−９５６３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来、このようなアクチュエータを用いて環境変化の検知結果をフィードバックする構成では、当接部（先端エッジ）に残留する残留トナーの不足等に起因する瞬間的なクリーニングブレードの先端エッジに掛かる負荷の上昇には対応できないとの課題があった。即ち、クリーニングブレードの当接部における残留トナーの不足等により、瞬間的に先端エッジの負荷が高まったときには、クリーニングブレードの像担持体表面への巻き込みや、先端エッジの欠けといった問題が起こる恐れがあった。故に、本発明はクリーニングブレードのエッジ損傷や捲れを抑制して、クリーニングブレードの耐久寿命を延ばすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記の目的を達成するために、本発明では回転しトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にカウンター方向で当接し前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持する支持部材と、を有する画像形成装置において、前記支持部材は、前記クリーニングブレードが前記像担持体に第一の角度でかつ所定の位置で当接する第一の姿勢と、前記第一の姿勢から退避し前記クリーニングブレードが前記像担持体に前記第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、かつ、前記第一の姿勢となるように付勢され、前記クリーニングブレードが前記像担持体から受ける力が所定の値を超えると前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
クリーニングブレードのエッジ損傷や捲れを抑制して、クリーニングブレードの耐久寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る感光体クリーニング装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】実施例１に係る感光体クリーニング装置の長手方向に垂直な断面図である。
【図３】実施例１に係るクリーニングブレードの揺動動作を説明するための図である。
【図４】実施例２に係る感光体クリーニング装置の概略構成を示した斜視図である。
【図５】実施例２に係る感光体クリーニング装置を長手方向側方から見た図である。
【図６】実施例２に係るクリーニングブレードの揺動動作を説明するための図である。
【図７】画像形成装置の概略断面構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置及びカートリッジについて図面に即して詳しく説明する。
【００１３】
［実施例１］
まず、図７を用いて本実施例に係る画像形成装置５０について説明する。図７は本実施例に係る画像形成装置５０の概略断面構成図である。
【００１４】
本実施例では、図７に示すようにタンデム型の画像形成装置５０を用いるが、これに限定されずロータリー型やモノクロ機等の画像形成装置にも適用可能である。ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像を形成する各画像形成手段（ステーション）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ、が並んで配置されている。各画像形成手段ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの構成は異なる色のトナーを用いるが、その他の構成については同じであり、回転可能な像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄ、感光体ドラムの周りには、各々、不図示の一次帯電器、レーザー露光手段１３ａ〜１３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ、感光体クリーニング装置６ａ〜６ｄが配置されている。また、各画像形成手段の感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方には中間転写体である中間転写ベルト１０が配置されている。
【００１５】
中間転写ベルト１０の周りには感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写する一次転写ローラ５ａ〜５ｄ、中間転写ベルト上のトナー像を記録材に二次転写する二次転写ローラ７を配置し、二次転写部を通過した残トナーを回収する中間転写体クリーニング装置１１が配置されている。
【００１６】
次に、画像形成動作について説明する。レーザー露光手段１３ａ〜１３ｄにおいて、リーダ部からの画像信号は一旦画像メモリ上に保管された後、レーザー出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光体ドラム１ａ〜１ｄの面に投影され、静電潜像が形成される。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄをあらかじめ回転させておき、前露光ランプ（不図示）で除電した後の感光体ドラム表面を一次帯電器５により一様に帯電させ、レーザー露光手段１３により画像信号に基づいてレーザー光を照射して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
【００１７】
その後、現像装置４により感光体ドラム上の静電潜像を現像し、感光体ドラム上にトナー像を形成する。各色の画像形成手段Ｐでそれぞれトナー像を形成し、中間転写ベルト１０に各色トナー像を色ずれしないよう一次転写部にて一次転写して重ね合わせ、中間転写ベルト移動方向上流側の画像形成手段（ステーション）から順に一次転写され４色重ねられたところで、二次転写部へと向かう。また、一次転写部で転写されずに感光体ドラム１ａ〜１ｄに残留する残留トナーは、感光体クリーニング装置６ａ〜６ｄで回収され、感光体ドラム表面はクリーニングされる。
【００１８】
現像装置内のトナーはトナー収納部（不図示）から現像装置内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つために所望のタイミングにて補給される。また、記録材は記録材収納部から給紙手段によって１枚ずつ搬送され、レジストローラにて斜行を補正し、所望のタイミングにて二次転写ローラ７に搬送される。
【００１９】
その後、二次転写部にてトナー像が転写された記録材は、定着手段である熱ローラ定着器８にてトナー像を定着され、排紙トレイに排紙される。また、二次転写部で転写されずに中間転写ベルト１０に残った残留トナーは中間転写体クリーニング装置１１で除去、回収され、中間転写ベルト１０表面はクリーニングされる。
【００２０】
以下、本発明のクリーニング装置について、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、感光体クリーニング装置６を例にして説明するが、中間転写体クリーニング装置等にも適用可能である。
【００２１】
図１は、本実施例に係るクリーニングブレードと感光体ドラムの斜視図である。図２は、本実施例に係るクリーニングブレードと感光体ドラムの断面図である。
【００２２】
図１に示すように、クリーニングブレードは第二バネである当接圧用のバネ１０５により加圧され、所定の当接圧で感光体ドラム表面に当接している。また、クリーニングブレード１０２を支持する支持部材である支持板金１０８、支持板金１０８を揺動可能に支持する支持部である側板１０６、クリーニングブレード１０２を揺動方向に付勢する揺動付勢用のバネ１０４を画像形成装置は有している。
【００２３】
本実施例では、像担持体上に残留する残留トナーを除去するため、弾性体からなるクリーニングブレード１０２の先端を像担持体（感光体ドラム１）表面に当接させる。また、クリーニングブレード１０２は支持部材である支持板金１０８に接着され固定されている。支持板金１０８は、クリーニングブレード１０２の感光体ドラム１に対して所定の当接圧を掛けるために当接圧用のバネ１０５により付勢され、支持板金１０８が付勢されることでクリーニングブレード１０２を感光体ドラム方向へと付勢している。
【００２４】
以下、クリーニングブレード１０２の揺動動作について説明する。図２は感光体ドラムとクリーニングブレードを長手方向端部から見た図である。図３は感光体ドラムと側板を長手方向端部から見た図である。
【００２５】
クリーニングブレード１０２は、先端エッジ部で感光体ドラム表面の残留トナーを効率よく除去するために、図２に示すように感光体ドラム表面の進行方向に逆らう向き、いわゆるカウンター方向で当接するよう配設されている。本実施例では、感光体ドラムの回転方向は図２に示す矢印の方向であり、クリーニングブレード１０２は感光体ドラム１に鋭角で当接する。クリーニングブレード１０２は、図に示すように感光体ドラムと２５°（第一の角度）で当接する第一の姿勢と、第一の姿勢から退避しクリーニングブレードが感光体ドラムに第一の姿勢のときよりも小さい２０°（第二の角度）で当接する第二の姿勢とに揺動可能となっており、感光体ドラムから受ける摩擦力が所定値以下のときには、第一の姿勢に付勢され、所定値以上となるときに、第一の姿勢から退避し第二の姿勢に付勢されるように構成されている。
【００２６】
図３に示す、側板１０６に設けられた長穴１０９に支持板金１０８の嵌合部１０３が嵌合することで、長穴１０９に沿って支持板金１０８、クリーニングブレード１０２が揺動可能となっている。クリーニングブレード１０２は感光体ドラムとの当接角が鋭角な範囲で所定の位置となるように第一バネである揺動付勢用のバネ１０４によって付勢されている。
【００２７】
この長穴１０９に沿って嵌合部１０３が移動することで、クリーニングブレードが揺動可能となる。図３は支持板金１０８が第一の姿勢にあるときを示しており、感光体ドラムが回転していないときには、揺動付勢用のバネ１０４により嵌合部１０３が第一の姿勢方向に付勢される。
【００２８】
ここで、クリーニングブレード１０２と感光体ドラム１のなす角（当接角）は、鋭角の範囲でできるだけ大きくするほど、感光体ドラム表面への当接圧が高まり、クリーニング能力が高くなる。一方で、当接角が大きくなると、クリーニングブレードと感光体ドラムとの当接圧や摩擦力が大きくなるため、クリーニングブレードが感光体ドラム１の進行方向に巻き込まれたり、ブレード先端エッジが欠ける等の問題が発生し易くなる。
【００２９】
そこで、本実施例においては、クリーニングブレード１０２を感光体ドラム１に対して揺動可能とし、感光体ドラムとクリーニングブレードの摩擦力が所定の値を超えるときに、クリーニングブレードと感光体ドラムとの当接圧を小さくし、かつ摩擦力を小さくする方向（第二の姿勢）へと退避するように構成している。これにより、クリーニングブレードに瞬間的に摩擦力が大きく掛かるときでも、摩擦力を低減しクリーニングブレードの巻き込まれや先端エッジ欠けを抑制することができる。
【００３０】
本実施例では、クリーニングブレードの感光体ドラム１から受ける力が揺動付勢用のバネ１０４のバネ付勢力を超えると、嵌合部１０３が、図２に示す画像形成装置の側板１０６の長穴１０９に沿って感光体ドラム１の回転中心に近づき、クリーニングブレード１０２の感光体ドラム１との当接角が小さくなる。即ち、クリーニングブレード１０２の感光体ドラム１との当接角が小さくなるように揺動可能とすることで、瞬間的に当接圧が高まった際にも自ずと、当接圧や感光体ドラム１から受ける摩擦力が小さくなり、ブレードの巻き込まれや先端エッジ欠けを抑制することができる。
【００３１】
尚、本実施例においては、嵌合部１０３を付勢するための揺動付勢用のバネ１０４と、当接圧を与えている第二バネである当接圧用のバネ１０５とが略直角に配置されている。この配置は、二つのバネが相互に作用しにくい配置であり、より正確に当接圧を与えることができる。ちなみにブレードの長手方向逆側の端部も同じ構成となっている。本実施例においては、嵌合部１０３を付勢するための揺動付勢用のバネ１０４は約１５００ｇｆ、当接圧用のバネ１０５は約５００ｇｆの力が掛かるようにしている。
【００３２】
図３はクリーニングブレードの揺動構成を説明するための図である。側板１０６には長穴１０９が設けられており、支持板金１０８に設けられた長穴１０９との嵌合用の嵌合部１０３が長穴に沿って揺動するようになっている。即ち、本実施例では、長穴を備えて支持板金を揺動可能に支持する側板１０６を有し、この長穴と支持板金の嵌合部とを嵌合させることで、支持板金１０８、クリーニングブレード１０２が揺動可能となる。この時、長穴１０９の向きと感光体ドラム１の同心円の接線とのなす角度αは、０°＜α＜９０°が望ましい。というのも、クリーニングブレードの感光体ドラムへの侵入量を小さくするのを避けるためである。
【００３３】
また、本実施例において長穴１０９の幅は、嵌合部１０３の直径より大きく設定し、抜きバリも除去することで、嵌合部１０３の動きを阻害しないようにしている。嵌合部１０３は長穴１０９の一端に揺動付勢用のバネ１０４で付勢されており、この位置は、本実施例においては当接角度が２５°となる位置とした（第一の姿勢）。この角度は、十分なクリーニング能力が得られる角度であり、製品に合わせて適宜設定すればよい。また、支持板金１０８が揺動して、クリーニングブレードが第一の姿勢とは逆側の長穴の端部に移動したときには、当接角度が２０°となる位置とした（第二の姿勢）。第二の姿勢では、第一の角度よりも小さい第二の角度で当接するようになっており、また、クリーニングブレードが第一の姿勢から第二の姿勢に近づくにつれ、支持板金に設けられた長穴１０９と嵌合する嵌合部１０３が感光体ドラムの中心に近づくように構成されている。
【００３４】
本実施例では長穴１０９と嵌合部１０３とを嵌合させることで、支持板金の揺動を所定の範囲に規制する規制部とし、第一の姿勢（当接角度２５°）に規制する第一の規制位置と、第二の姿勢（当接角度２０°）に規制する第二の規制位置とに支持板金の揺動を規制する。この際、規制部は第一の規制位置よりも第二の規制位置に近づくにつれ、感光体ドラムの中心に近づくこととなる。
【００３５】
尚、本実施例では画像形成装置に感光体クリーニング装置を有しているが、感光体ドラムと感光体クリーニング装置とを一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジの構成としても良い。また、カートリッジとする場合に現像器等をさらに加えて一体に構成するとしても良い。
【００３６】
また、本実施例では長穴により嵌合部１０３の規制を行っているが、円弧状の穴であったり、くの字型の穴等であっても良い。
【００３７】
［実施例２］
本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１と同じであるため、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成についての説明は省略する。
【００３８】
本実施例では、支持板金１０８の揺動する構成として、長穴に代わってワイヤを用いることを特徴としている。図４は本実施例に係る感光体ドラムとクリーニングブレードの斜視図である。また、図５は感光体ドラムとクリーニングブレードを長手方向外側から見た図である。
【００３９】
本実施例においては、クリーニングブレード１０２の嵌合部１０３が、当接角が鋭角な範囲で揺動付勢用のバネ１０４により付勢されている。さらに、ワイヤ１１０の一端は像担持体の回転中心に巻きついたのち任意の位置に固定され、一方ワイヤ１１０の他端は回動可能であり、かつ嵌合部１０３に固定されている。本実施例では、ワイヤ１１０の一端は側板１０６に固定されている。このワイヤ１１０の他端と嵌合部１０３とが固定されて規制部を構成している。
【００４０】
即ち、ワイヤ１１０の一端は他端が回動可能となるように任意の位置に固定されているため、他端と固定された嵌合部１０３は像担持体中心近傍を支点として揺動可能となっている。即ち、上記構成により支持板金１０８、クリーニングブレード１０２が揺動可能となっている。
【００４１】
図６はクリーニングブレードの嵌合部１０３の軌跡を示した図である。即ち、所定の力を感光体ドラムから受けた時に、第一の姿勢から第二の姿勢へとクリーニングブレードが移動するときの嵌合部１０３の軌跡である。
【００４２】
前述の通り、クリーニングブレードの感光体ドラム１から受ける力が所定の値を超えると、感光体ドラム１へのクリーニングブレードの巻き込みや先端エッジ欠けが発生するが、本実施例においても実施例１と同様、感光体ドラム１から受ける力が、揺動付勢用のバネ１０４のバネ付勢力を超えると感光体ドラム１とクリーニングブレードの当接角が小さくなる第二の姿勢へと移動する。即ち、図５に示すようにワイヤ１１０の他端に規制されて、嵌合部１０３が感光体ドラム１の回転中心に近づく。これにより、感光体ドラム１から受ける摩擦力が小さくなり、クリーニングブレードの感光体ドラム１の回転方向への巻き込まれや先端エッジ欠けを抑制することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ 感光体ドラム
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ 現像器
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ 感光体クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１１ 中間転写体クリーニング装置
５０ 画像形成装置
１０２ クリーニングブレード
１０３ 嵌合部
１０４ ブレード揺動付勢用のバネ
１０５ ブレード当接用バネ
１０６ ワイヤ
１０８ 支持板金（支持部材）
ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ 画像形成手段（ステーション）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にカウンター方向で当接し前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持する支持部材と、を有する画像形成装置において、
前記支持部材は、前記クリーニングブレードが前記像担持体に第一の角度でかつ所定の位置で当接する第一の姿勢と、前記第一の姿勢から退避し前記クリーニングブレードが前記像担持体に前記第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、かつ、前記第一の姿勢となるように付勢され、前記クリーニングブレードの前記像担持体から受ける力が大きくなると前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記支持部材の揺動を所定の範囲に規制する規制部を有し、前記規制部は前記支持部材を前記第一の姿勢に規制する第一の規制位置から前記第二の姿勢に規制する第二の規制位置に近づくにつれ前記像担持体の中心に近づくことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記支持部材を前記第二の姿勢から前記第一の姿勢となる方向に付勢する第一バネと、前記クリーニングブレードを前記像担持体の方向へと付勢する第二バネと、を有し、前記第一バネと前記第二バネとは付勢する方向が略直角となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
一端を固定され他端は回動可能なワイヤを有し、前記規制部として前記ワイヤの前記他端と前記支持部材とが固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
長穴を備えて前記支持部材を揺動可能に支持する支持部を有し、前記規制部として前記長穴と前記支持部材の嵌合部を嵌合させていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
回転しトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にカウンター方向で当接し前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持する支持部材と、を有し、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、
前記支持部材は、前記クリーニングブレードが前記像担持体に第一の角度で当接する第一の姿勢と、前記第一の姿勢から退避し前記クリーニングブレードが前記像担持体に前記第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、
かつ、前記第一の姿勢となるように付勢され、前記クリーニングブレードが前記像担持体から受ける力が所定の値を超えると前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避することを特徴とするカートリッジ。
【請求項１】
回転しトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にカウンター方向で当接し前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持する支持部材と、を有する画像形成装置において、
前記支持部材は、前記クリーニングブレードが前記像担持体に第一の角度でかつ所定の位置で当接する第一の姿勢と、前記第一の姿勢から退避し前記クリーニングブレードが前記像担持体に前記第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、かつ、前記第一の姿勢となるように付勢され、前記クリーニングブレードの前記像担持体から受ける力が大きくなると前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記支持部材の揺動を所定の範囲に規制する規制部を有し、前記規制部は前記支持部材を前記第一の姿勢に規制する第一の規制位置から前記第二の姿勢に規制する第二の規制位置に近づくにつれ前記像担持体の中心に近づくことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記支持部材を前記第二の姿勢から前記第一の姿勢となる方向に付勢する第一バネと、前記クリーニングブレードを前記像担持体の方向へと付勢する第二バネと、を有し、前記第一バネと前記第二バネとは付勢する方向が略直角となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
一端を固定され他端は回動可能なワイヤを有し、前記規制部として前記ワイヤの前記他端と前記支持部材とが固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
長穴を備えて前記支持部材を揺動可能に支持する支持部を有し、前記規制部として前記長穴と前記支持部材の嵌合部を嵌合させていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
回転しトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にカウンター方向で当接し前記像担持体上に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持する支持部材と、を有し、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、
前記支持部材は、前記クリーニングブレードが前記像担持体に第一の角度で当接する第一の姿勢と、前記第一の姿勢から退避し前記クリーニングブレードが前記像担持体に前記第一の角度よりも小さい第二の角度で当接する第二の姿勢と、に揺動することができ、
かつ、前記第一の姿勢となるように付勢され、前記クリーニングブレードが前記像担持体から受ける力が所定の値を超えると前記第一の姿勢から前記第二の姿勢へと退避することを特徴とするカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２５１８０（Ｐ２０１３−２５１８０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０９１０（Ｐ２０１１−１６０９１０）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【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２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]