JP5936370B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体をクリーニングするクリーニング装置及びこれを備えたプロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。

従来のクリーニング装置として、圧縮バネを用いて、像担持体にクリーニングブレードを加圧するものがある（特許文献１、２）。引っ張りバネを使用するよりも圧縮バネを使用する方が、圧の精度が出しやすい。また、引っ張りバネの場合、通常、ブレード板金端部で加圧するため、クリーニングブレード圧がブレード中央部で下がってしまう。

特許第４７１２９４６号公報 特許第４０４８６８２号公報

しかしながら、特許文献１、２では、クリーニングブレードの長手方向に複数の圧縮バネを用いた場合、圧縮バネの円周方向の位相（圧縮バネの円周方向の位置）によって、各圧縮バネの加圧力が異なり、長手方向における加圧力にばらつきが生じてしまう。ここで、圧縮バネの回転方向の位相とは、加圧するクリーニングブレード又は圧縮バネを取り付けるケーシングフレームに対して、圧縮バネの先端が圧縮バネの円周方向のどの位置（角度）になっているかを示す。

そこで本発明は、圧縮バネの円周方向の位相（圧縮バネの円周方向の位置）を揃えることにより、長手方向における加圧力にばらつきをおさえることができるクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係るクリーニング装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体に当接し、前記像担持体に残留するトナーを除去するブレードと、圧縮されることで前記ブレードを前記像担持体に向けて加圧するための螺旋状の一対のバネ部材と、前記ブレードの長手方向において一端側と他端側に一対の一方のバネ部材と一対の他方のバネ部材とをそれぞれ設置するための設置部と、を有するクリーニング装置において、前記設置部は、前記バネ部材が装着された際の前記バネ部材の周方向の位置が所定の位相位置となるように前記バネ部材の係止部を所定の位相で規制する規制部を有し、対称の配置関係にある前記一方のバネ部材と前記他方のバネ部材とのそれぞれの位相が同じになるように前記規制部によりそれぞれのバネ部材の位相が規制されることを特徴とする。

本発明によれば、圧縮バネの円周方向の位相（圧縮バネの円周方向の位置）を揃えることにより、長手方向における加圧力にばらつきをおさえることができ、安定したクリーニングを行うことができる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 プロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジの側面図である。 プロセスカートリッジの平面図である。 クリーニング装置の断面図である。 クリーニングブレードの加圧を示す斜視図である。 クリーニングブレード、クリーニングブレード保持板の取り付けを示した斜視図である。 （ａ）本実施形態に係るケーシングフレームのバネ取り付け部を示す図である。（ｂ）は本実施形態に係る圧縮バネの斜視図である。（ｃ）は本実施形態に係る圧縮バネをケーシングフレームのバネ取り付け部に取り付けた状態を示す図である。 ケーシングフレームのバネ取り付け部の他の構成を示す図である。 像担持体に対するクリーニングブレードの加圧力を示した図である。 （ａ）従来の圧縮バネの斜視図である。（ｂ）は従来の圧縮バネを用いたクリーニング装置の課題を説明する図である。

本発明に係るクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置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画像形成装置の構成図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する４つのプロセスカートリッジ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを着脱可能に有している。プロセスカートリッジ１ａ〜１ｄは、帯電ローラ１３、現像スリーブ１４をユニット化している。

各プロセスカートリッジ１ａ〜１ｄにおいて、感光体ドラム（像担持体）１２は、帯電ローラ１３により帯電され、露光装置１０により画像情報に応じたレーザー光を露光され、静電潜像を形成される。感光体ドラム１２に形成された静電潜像は、現像スリーブ１４により各色のトナーを用いて各色のトナー像として現像され、１次転写ローラ１９によって中間転写ベルト（中間転写体）１６に重ねて１次転写される。

一方、カセット３０に収納のされたシートＰは、ピックアップローラ３１、搬送ローラ３２、レジストローラ４０により、中間転写ベルト１６と２次転写ローラ１７とのニップ部（２次転写部）に搬送され、中間転写ベルト１６上のトナー像を２次転写される。

トナー像を２次転写されたシートＰは、定着装置２０により加熱、加圧され、排出ローラ２５ａ、２５ｂにより、排出トレイ２３に排出される。

（プロセスカートリッジ１ａ〜１ｄ、クリーニング装置３００）
図２（ａ）、図２（ｂ）はプロセスカートリッジ１ａ〜１ｄの斜視図である。図３（ａ）、図３（ｂ）はプロセスカートリッジ１ａ〜１ｄの側面図である。図４はプロセスカートリッジ１ａ〜１ｄの平面図である。図５はクリーニング装置３００の断面図である。図６はクリーニングブレードの加圧を示す斜視図である。図７はクリーニングブレード３２０ａ、クリーニングブレード保持板３２０ｂの取り付けを示した斜視図である。

図１〜図７に示すように、プロセスカートリッジ１ａ〜１ｄは、ケーシングフレーム３０１、クリーニング装置３００を有している。クリーニング装置３００は、クリーニングブレード（ブレード）３２０ａ、保持板（保持部材）３２０ｂ、補強板３２１、圧縮バネ３４０（バネ部材）を有している。クリーニング装置３００は、クリーニングブレード３２０ａを感光体ドラム１２に当接して、１次転写後に感光体ドラム１２に残留した転写残トナーを除去している。

ケーシングフレーム３０１は、ポリカーボネートとポリスチレンに雲母コンパウンドを２０％〜３０％程度用いた材質を用いて成型した樹脂成型品である。ケーシングフレーム３０１の長手方向両端には、貫通穴が設けられている。貫通穴に、図６に示すようなベアリングや焼結軸受のような軸支手段３２６、３３７が配備される。軸支手段３２６、３３７には、感光体ドラム１２のドラムシャフト３０９が挿入され、感光体ドラム１２を高精度で軸支して回転可能にしてある。ドラムシャフト３０９は、感光体ドラム１２内部に設けられた接点によりドラム内面と接触して電気的に導通し、アースに接続している。

図５、図６に示すように、クリーニングブレード３２０ａは、ウレタンゴムにより板状に形成され、保持板３２０ｂに接着して一体化されている。保持板３２０ｂは、鋼板をプレス加工して形成したジンコート鋼板等である。

保持板３２０ｂには、補強板３２１がビスで締結されている。補強板３２１は、保持板３２０ｂ、クリーニングブレード３２０ａが撓むことを防止している。補強板３２１の長手方向両端部は、側面が曲げられており、その曲げられた側面に揺動穴３２１ｂが設けられている。

図７に示すように、ケーシングフレーム３０１の揺動穴と、補強板３２１の揺動穴３２１ｂを、揺動軸３２２が貫通している。これにより、クリーニングブレード３２０ａおよび保持板３２０ｂが、ケーシングフレーム３０１に対して揺動可能に取り付けられる。

図５、図６に示すように、補強板３２１、保持板３２０ｂ、クリーニングブレード３２０ａが、圧縮された圧縮バネ３４０の付勢力により、揺動軸３２２を揺動中心として揺動する。これにより、クリーニングブレード３２０ａが所望の加圧力で感光体ドラム１２に付勢される。圧縮バネ３４０は、ケーシングフレーム３０１と保持板３２０ｂとの間に保持されている。

（従来のクリーニング装置）
図１１（ａ）は従来の圧縮バネの斜視図である。図１１（ｂ）は従来の圧縮バネを用いたクリーニング装置の課題を説明する図である。

従来の圧縮バネを用いた揺動方式のクリーニング装置では、図１１（ａ）に示すような圧縮バネ１３４０を感光体ドラムの長手方向に複数箇所設け、この複数の圧縮バネ１３４０の付勢力により、クリーニングブレードを感光体ドラムに加圧している。圧縮バネ１３４０の加圧箇所は、長手方向の両端若しくは中央部であることが一般的である。

圧縮バネ１３４０は、螺旋状の１本の針金部材により形成されている。このため、図１１（ｂ）に示すように、バネの付勢力が働かない場合、バネの両端部において、針金部材の先端側のみバネの着座面に当接し、螺旋状の角度に応じて、他端側に行くにつれてバネの着座面から離間する。

このため、圧縮バネ１３４０の回転方向の位相（圧縮バネの円周方向の位置）によって、圧縮バネ１３４０の垂直方向の傾きが線Ａや線Ｂのように角度変化してしまい、クリーニングブレードを加圧する加圧力が、長手方向でバラツキが生じてしまう。ここで、圧縮バネ１３４０の回転方向の位相とは、加圧するクリーニングブレード３２０ａ又は圧縮バネ１３４０を取り付けるケーシングフレーム３０１に対して、圧縮バネ１３４０の先端が圧縮バネ１３４０の円周方向のどの位置（角度）になっているかを示す。

（本実施形態のクリーニング装置３００）
図８（ａ）は本実施形態に係るケーシングフレーム３０１のバネ取り付け部３０１ａを示す図である。図８（ｂ）は本実施形態に係る圧縮バネ３４０の斜視図である。図８（ｃ）は本実施形態に係る圧縮バネ３４０をケーシングフレーム３０１のバネ取り付け部３０１ａに取り付けた状態を示す図である。

図８（ａ）に示すように、ケーシングフレーム３０１は、圧縮バネ３４０を取り付けるためのバネ取り付け部（規制部）３０１ａを有している。図８（ｂ）に示すように、圧縮バネ３４０は、螺旋状の１本の針金部材により形成されており、一端が中心へ向けて曲げられた係止部３４０ａとなっている。圧縮バネ３４０は、所定の位相となった場合に、バネ取り付け部３０１ａに設けられた溝部３０１ａ１に対して圧縮バネの係止部３４０ａが挿入されて装着されるように構成される。

つまり、溝部３０１ａ１は、圧縮バネ３４０が所定の位相位置のときに、圧縮バネ３４０が装着位置へ挿入可能となるよう形成されている。これにより、バネ取り付け部３０１ａは、圧縮バネ３４０が装着された際の圧縮バネ３４０の周方向の位置が所定の位相位置となるように圧縮バネ３４０の位相を規制する。

バネ取り付け部３０１ａは、すべて同じ方向に向けて形成された溝形状となっており、この溝部３０１ａ１に棒形状の係止部３４０ａが係止されることで、すべての圧縮バネ３４０の垂直方向の傾きが同じ方向となる。一方、圧縮バネ３４０の反対側の端面は、バネ圧でバネの巻き数が決まる。このため、上述のごとく、圧縮バネ３４０の座面の位相を決めることにより、クリーニングブレード３２０ａを加圧する圧縮バネ３４０の反対側の端面の位相も決まる。これにより、すべての圧縮バネ３４０のクリーニングブレード３２０ａへの加圧力が同じになり、長手方向で加圧力にバラツキが生じてしまうことを抑制できる。これにより、安定したクリーニングを行うことができる。

なお、圧縮バネ３４０の位相を決める構成は、上記構成に限定されるものではない。例えば、圧縮バネ３４０の位相は、全て同位相である必要はなく、図９（ａ）に示すように、長手方向両端部の位相を同じ位相とし、長手方向中央の位相を反対の位相とする構成でもよい。

すなわち、それぞれの圧縮バネ３４０の円周方向の角度を所定の角度に固定することで、クリーニングブレード３２０ａに所望の加圧力を加えることができればよい。これにより、クリーニングブレード３２０ａを長手方向において、所望の加圧力で感光体ドラム１２に当接することができ、長手方向における加圧力にばらつきをおさえることができ、安定したクリーニングを行うことができる。

また、圧縮バネ３４０は、バネ取り付け部３０１ａに対して圧入されていないことが望ましく、バネ取り付け部３０１ａと所定の隙間をもって係合することで位置決めされている。圧縮バネ３４０とバネ取り付け部３０１ａとの間に隙間を設けることにより、バネ取り付け部３０１ａが圧縮バネ３４０の伸縮を妨げることが無く、圧縮バネ３４０を固定できる。このため、バネ取り付け部３０１ａに圧縮バネ３４０を圧入して固定した場合のように、係合している部分において加圧力を発生しなくなることがない。よって、所望の加圧力が得られ、加圧力が変動することを抑制できる。

また、本実施形態では、圧縮バネ３４０を６個用いているが、図９（ｂ）に示すように、圧縮バネ３４０を長手方向両端部に２個用いた構成でもよい。

図１０はクリーニングブレード３２０ａの長手方向で５分割した位置におけるクリーニングブレード３２０ａの感光体ドラム１２に対する加圧力の圧分布図である。図１０に示すように、圧縮バネ３４０の位相が自由な場合、クリーニングブレード３２０ａの感光体ドラム１２に対する加圧力は、圧分布Ａから圧分布Ｂの間でばらつく。具体的には圧分布Ａと圧分布Ｂは丁度位相が１８０度異なった場合である。圧分布Ｃは位相が長手方向でそれぞれ異なった場合である。いずれも位相が装置間で異なると圧分布も装置間で異なってしまう。これに対し、本実施形態のように、圧縮バネ３４０の位相を装置毎に同じ方向に揃えた場合、クリーニングブレード３２０ａの感光体ドラム１２に対する加圧力は、圧分布Ａもしくは圧分布Ｂのどちらか一方になり、ばらつき（装置個体差）を抑えることができる。

Ｐ …シート
１００ …画像形成装置
１２ …感光体ドラム（像担持体）
１３ …帯電ローラ
１４ …現像スリーブ
１６ …中間転写ベルト（中間転写体）
３００ …クリーニング装置
３０１ …ケーシングフレーム
３０１ａ …バネ取り付け部（規制部）
３０１ａ１ …溝部
３０９ …ドラムシャフト
３２０ａ …クリーニングブレード（ブレード）
３２０ｂ …クリーニングブレード保持板（保持部材）
３２１ …補強板
３２１ｂ …揺動穴
３２２ …揺動軸
３２６、３３７ …軸支手段
３４０ …圧縮バネ（バネ部材）
３４０ａ …係止部

Claims (4)

1. トナー像を担持する像担持体に当接し、前記像担持体に残留するトナーを除去するブレードと、
   圧縮されることで前記ブレードを前記像担持体に向けて加圧するための螺旋状の一対のバネ部材と、
   前記ブレードの長手方向において一端側と他端側に一対の一方のバネ部材と一対の他方のバネ部材とをそれぞれ設置するための設置部と、
   を有するクリーニング装置において、
   前記設置部は、
   前記バネ部材が装着された際の前記バネ部材の周方向の位置が所定の位相位置となるように前記バネ部材の係止部を所定の位相で規制する規制部を有し、対称の配置関係にある前記一方のバネ部材と前記他方のバネ部材とのそれぞれの位相が同じになるように前記規制部によりそれぞれのバネ部材の位相が規制されることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記規制部は、前記バネ部材が所定の位相位置のときに前記バネ部材が装着位置へ挿入可能な溝部を備え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。
3. 前記像担持体に形成された静電潜像をトナーを用いてトナー像として現像する現像手段と、
   前記現像手段により現像されたトナー像をシート又は中間転写体へ転写する転写手段と、
   前記転写手段による転写後に、前記像担持体をクリーニングする請求項１または請求項２に記載のクリーニング装置と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 請求項３に記載のプロセスカートリッジを着脱可能に備えたことを特徴とする画像形成装置。

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