JP2000259051A - クリーニング装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気中の水分等による加水分解等の物性劣化
が大幅に低減され、ブレードと像担持体面との摩擦抵抗
も低減されたクリーニング装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置の像担持体上の残存トナー
をクリーニングするためのクリーニングブレードを備え
たクリーニング装置であって、クリーニングブレード１
のゴム製ブレード基体１ａの少なくとも一部がスチレン
系樹脂、アクリル系樹脂及びエチレン系樹脂から成る群
より選ばれる少なくとも一種の樹脂のＣＶＤコーティン
グ膜１ｂで被覆されているクリーニング装置、及び、こ
のＣＶＤコーティング工程を含むクリーニング装置の製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に備
えられるクリーニング装置に関し、特に、クリーニング
ブレードを用いたクリーニング装置及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真装置等の画像形成装置に
おいては、ファーブラシ、磁気ブラシ、ゴムブレード等
のクリーニング手段が実用化されている。特に装置構成
がシンプルで、コストが安い点から、ゴム製のクリーニ
ングブレードを使用したクリーニング装置が多く用いら
れている。図８は、像担持体３に当接するゴム製のクリ
ーニングブレード１を使用したクリーニング装置を内蔵
する画像形成装置を例示する模式図である。このクリー
ニングブレード１には、耐摩耗性、引裂き強度、弾性率
等の特性が良好であることが求められる。したがって、
現在使用されているクリーニングブレード１のほとんど
は、ウレタンゴム製である。

【０００３】しかしながら、上記優れた特性をもつウレ
タンゴムも、主として次に挙げる二つの重大な欠点をも
っている。

【０００４】１）加水分解し易い、すなわち高温高湿地
域に放置した場合、ゴムが加水分解を起こし、例えば東
南アジア地域等で長期間使用された場合は、求められる
耐摩耗性や弾性率が徐々に失なわれ、クリーニング不良
を発生することがある。

【０００５】２）像担持体やクリーニングブレードの使
用初期には、これらの接触界面にトナー微粒子等の潤滑
粒子が存在しないか極めて少ない場合があり、像担持体
とクリーニングブレードの摩擦抵抗が大きくなり、クリ
ーニングブレードが図９に示すようにめくれてしまうこ
とがある。

【０００６】従来技術では、以上の各点を改善する為
に、ウレタンゴム材料の改質や、ブレード表面への樹脂
フィルムのラミネートや、塗装等が提案されている。し
かし、求められるゴム物性を得難いことや、ウレタンゴ
ムが耐有機溶剤性に乏しく塗装し難いこと、あるいは積
層した後のエッジ部の直線精度が出ない等の種々の制約
から、未だ実用化されたものはほとんどないのが現状で
ある。

【０００７】特に塗装の場合は、塗料の表面張力によ
り、図１０に示すようにクリーニングブレード１ａのエ
ッジ部のコーティング１ｂの厚みが不均一になってしま
う。また、樹脂フィルムのラミネートの場合は、工程上
２０μｍ以下のフィルムのラミネートは困難であり、厚
いフィルムをラミネートするとブレード全体としてのゴ
ム弾性を失いクリーニング不良が発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大気
中の水分等による加水分解等の物性劣化が大幅に低減さ
れ、かつブレードと像担持体面との摩擦抵抗も低減され
たクリーニング装置及びその簡易な製造方法を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、ゴム製クリーニングブ
レード基体の表面を特定の樹脂のＣＶＤコーティング膜
（化学蒸着膜）で被覆することが、大気中の水分等から
ブレードを保護して加水分解等を防止し、さらには像担
持体とゴムとの摩擦抵抗を低減する点で非常に有効であ
ることを見出し本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち本発明は、画像形成装置の像担持
体上の残存トナーをクリーニングするためのクリーニン
グブレードを備えたクリーニング装置であって、前記ク
リーニングブレードのゴム製ブレード基体の少なくとも
一部が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂及びエチレン
系樹脂から成る群より選ばれる少なくとも一種の樹脂の
ＣＶＤコーティング膜で被覆されていることを特徴とす
るクリーニング装置である。

【００１１】さらに本発明は、画像形成装置の像担持体
上の残存トナーをクリーニングするためのクリーニング
ブレードを備えたクリーニング装置を製造するための方
法であって、前記クリーニングブレードのゴム製ブレー
ド基体の少なくとも一部に対して、スチレン系樹脂、ア
クリル系樹脂及びエチレン系樹脂から成る群より選ばれ
る少なくとも一種の樹脂のＣＶＤコーティングを行う工
程を含むことを特徴とするクリーニング装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。

【００１３】図１は、本発明のクリーニング装置のブレ
ード基体１ａの像担持体３への当接部近傍の構成の一例
を示す模式図である。このクリーニングブレード１のゴ
ム製ブレード基体１ａの表面は、スチレン系樹脂、アク
リル系樹脂及びエチレン系樹脂から成る群より選ばれる
少なくとも一種の樹脂のＣＶＤコーティング膜１ｂで被
覆されている。

【００１４】図２は、本発明のクリーニング装置のクリ
ーニングブレード及び支持部材の構成の一例を示す模式
図である。このクリーニングブレード１においては、ゴ
ム製ブレード基体１ａの表面全体がＣＶＤコーティング
膜１ｂで被覆され、このクリーニングブレード１の一端
は、その下側が支持部材（支持板金等）２で支持され、
その上側が押さえ部材（押さえ板等）４で押さえられ、
固定されている。このクリーニングブレード１によれ
ば、像担持体３への当接部近傍は全てＣＶＤコーティン
グ膜１ｂで被覆されていることになる。

【００１５】図２に示すクリーニング装置は、例えば、
所望の厚さのウレタンゴムシートを帯状に切断してブレ
ード基体１ａを作製し、このブレード基体１ａにＣＶＤ
コーティングを施すことにより膜１ｂで被覆してクリー
ニングブレード１を作製し、このクリーニングブレード
１の一端を支持部材２と押さえ部材４とで固定すること
により得られる。

【００１６】図３は、本発明のクリーニング装置のクリ
ーニングブレード及び支持部材の構成の他の一例を示す
模式図である。このクリーニングブレード１は、支持部
材２の一端にゴムを一体成型して成るブレード基体１ａ
を備え、このブレード基体１ａ及び支持部材２がＣＶＤ
コーティング膜１ｂで被覆されている。

【００１７】図３に示すクリーニング装置は、例えば、
支持部材２の一端にウレタンゴム材料を用いてブレード
基体１ａを一体成型し、その後、この支持部材２と一体
となったブレード基体１ａに対してＣＶＤコーティング
を施すことにより膜１ｂで被覆し、クリーニングブレー
ド１を作製することにより得られる。

【００１８】図４は、本発明のクリーニング装置のクリ
ーニングブレード及び支持部材の構成の他の一例を示す
模式図である。このクリーニング装置は特に製造工程が
上述の例とは異なる。まずウレタンゴム材料を用いて、
ゴム製ブレード基体１ａを対向する一対の支持部材２に
一体成形し、この一対の支持部材２と一体となったゴム
製ブレード基体１ａに対してＣＶＤコーティングを施す
ことにより膜１ｂで被覆し、クリーニングブレード１を
作製する。さらに図４に示すように、一対の支持部材２
と一体となったゴム製ブレード基体１ａの中間部、すな
わち一対の支持部材２の間の丁度中間点になる位置をカ
ットすることにより、二つのクリーニング装置が同時に
得られる。このようにして得たクリーニングブレード１
のカット部分はゴム製ブレード基体１ａが露出すること
になる、すなわちその像担持体３への当接部のうちその
部分が露出することになる。しかしながら、ある程度の
良好な耐加水分解性や低摩擦性は得られる。

【００１９】本発明において、ＣＶＤコーティング膜１
ｂを構成する為の樹脂は、スチレン系樹脂、アクリル系
樹脂及びエチレン系樹脂から成る群より選ばれる。スチ
レン系樹脂は、代表的には以下の化学式（１）で表され
るポリスチレン等である。

【００２０】

【化１】 また、アクリル系樹脂は、代表的には、以下の化学式
（２ａ）で表されるポリメタクリル酸、化学式（２ｂ）
で表されるポリアクリル酸、化学式（２ｃ）で表される
ポリアクリル酸−ポリメタクリル酸共重合体等である。

【００２１】

【化２】 また、エチレン系樹脂は、代表的には、以下の化学式
（３ａ）で表されるポリエチレン、以下の化学式（３
ｂ）で表されるポリテトラフルオロエチレン、以下の化
学式（３ｃ）で表されるポリビニルクロライド等であ
る。

【００２２】

【化３】 上述の各樹脂を、ゴム製ブレード基体に所望の厚さでＣ
ＶＤコーティングすることにより、本発明の装置のクリ
ーニングブレードが得られる。

【００２３】上述の各樹脂材料は、水蒸気等のガス透過
防止性に優れ、例えば、大気中の水分がウレタンゴムに
作用して加水分解を起こすことを防止できる。具体的に
は、通常のウレタンゴムが、５０℃９５％の加速放置テ
ストで０.５年間で加水分解して、クリーニングブレー
ドとしての特性を満足しなくなり、クリーニング不良を
発生するのに対して、上記各樹脂のＣＶＤコーティング
を施したクリーニングブレードは、２年間以上はそのク
リーニングブレードとしての性能を保持し、クリーニン
グ不良の発生を防止できる。

【００２４】ＣＶＤコーティング膜の厚さに関しては、
より厚い方が加水分解の防止性能が上がるが、ブレード
としての弾性やコスト等の点ではあまり厚過ぎない方が
好ましい。したがって、 このＣＶＤコーティング膜の
厚さは、経済性やクリーニング性能により適宜決定すれ
ばよい。具体的には、０.２〜５０μｍ程度が好まし
く、０.５〜２０μｍ程度がより好ましい。

【００２５】上記各樹脂のＣＶＤコーティング膜は、摩
擦係数が低いので、ブレードめくれ等の問題に対しても
非常に有効である。例えばポリスチレンの場合は０.２
４、ポリアクリル酸の場合は０.２８、ポリテトラフル
オロエチレンの場合は０.２１の摩擦係数（ＡＳＴＭ−
Ｄ１８９４）が得られる。

【００２６】また、上記各樹脂のＣＶＤコーティング膜
は、耐酸性にも優れており、電子写真装置等の画像形成
装置内においてコロナ帯電器の近傍に配置した場合にも
劣化が少ないという利点もある。したがって、本発明の
クリーニング装置はコロナ帯電器等を有する画像形成装
置に備えることが特に有用である。このように、上記各
樹脂のＣＶＤコーティングを施すことにより、クリーニ
ングブレードの性能は著しく改善される。

【００２７】ブレード基体１ａは、ウレタンゴム製であ
ることが好ましい。ただし、クリーニングブレードとし
て使用可能な程度の特性を有し、かつＣＶＤコーティン
グ膜１ｂにより保護され、または摩擦抵抗や耐酸性が向
上するのであれば、他のゴム材料からなるブレード基体
１ａを用いた場合でも本発明は有効である。

【００２８】本発明において、ゴム製ブレード基体に対
する各樹脂のＣＶＤコーティング（化学蒸着）は、従来
より知られる方法で行えばよい。例えば、プラズマＣＶ
Ｄの場合、チャンバー内を３.０Ｔｏｒｒに減圧し、エ
チレンガス流量８０ｃｍ³／ｍｉｎ標準状態、電力１０
０Ｗ、重合時間１０分等の条件で行えばよい。また、プ
ラズマを使用しない熱ＣＶＤ法により行ってもよい。

【００２９】本発明のクリーニング装置は、画像形成装
置の像担持体３上の残存トナーをクリーニングする為に
用いる。例えば、図８に示したような電子写真装置等の
画像形成装置に内蔵させればよい。ここで、像担持体上
にトナー像を形成し、トナー像を転写材上に転写し、像
担持体をクリーニングブレードによりクリーニングし、
その後再度前記各操作を繰り返すことにより良好な画像
形成が可能となる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【００３１】＜実施例１〜３＞図２に示したクリーニン
グブレードを、次の通り作製した。まず、延伸成型され
た厚さ２ｍｍのウレタンゴムシートを帯状に切断し、厚
さ２ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍのウレタンゴム
製ブレード基体を三枚得た。この三枚のブレード基体に
ＣＶＤコーティングを施すことにより、夫々、．厚さ
５μｍのポリスチレンＣＶＤコーティング膜、．厚さ
５μｍのポリメタクリル酸ＣＶＤコーティング膜、．
厚さ２μｍのポリテトラフルオロエチレンＣＶＤコーテ
ィング膜を形成し、三種類のクリーニングブレードを得
た。

【００３２】ブレードの耐加水分解性能のうち硬度変化
について評価する為に、これら三種類のクリーニングブ
レードを、５０℃、９５％ＲＨ環境に放置（加速テス
ト）した後、ウォーレス硬度の変化を測定した。その結
果を図５のグラフに示す。

【００３３】また、ブレードの耐加水分解性能のうち永
久変形について評価する為に、これら三種類のクリーニ
ングブレードを、図６に示すように、支持部材２に片端
が１０ｍｍ突出するように固定接着し、他端を下側に２
ｍｍ変形させ、この状態で５０℃、９５％ＲＨ環境に放
置（加速テスト）した後の永久変形量を測定した。その
結果を図７のグラフに示す。

【００３４】＜比較例１＞実施例１〜３で用いたウレタ
ンゴム製ブレード基体を、何もコートしていない状態
で、実施例１〜３と同様にして硬度変化及び永久変形つ
いて測定した。それらの結果を図５及び図７のグラフに
併せて示す。

【００３５】＜評価＞図５のグラフに示したように、硬
度変化に関しては、比較例１では３００日で１５°の硬
度変化が生じたのに対し、実施例１（ポリスチレン）で
は６°、実施例２（ポリメタクリル酸）では４°、実施
例３（ポリテトラフルオロエチレン）では３°の硬度変
化しか生じなかった。

【００３６】また、図７のグラフに示したように、永久
変形に関しては、比較例１では３００日でかなりの永久
変形量が認められたのに対し、実施例１〜３では僅かな
永久変形量しか認められなかった。

【００３７】このように実施例１〜３は、比較例１と比
較してブレードの耐加水分解性能が向上し、これにより
硬度変化及び永久変形において著しい改善が認められ
た。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クリーニング装置のクリーニングブレードについて、大
気中の水分等による加水分解等の物性劣化を大幅に低減
でき、その製品寿命を大幅に延ばすことができる。ま
た、ブレードと被クリーニング面である像担持体面との
摩擦抵抗を低減でき、ブレードのめくれ等の問題を防止
できる。さらに、ブレードの耐酸性も向上し、電子写真
装置等の画像形成装置内においてコロナ帯電器の近傍に
配置した場合にも劣化が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーニング装置のブレード基体の像
担持体への当接部近傍の構成の一例を示す模式図であ
る。

【図２】本発明のクリーニング装置のクリーニングブレ
ード及び支持部材の構成の一例を示す模式図である。

【図３】本発明のクリーニング装置のクリーニングブレ
ード及び支持部材の構成の他の一例を示す模式図であ
る。

【図４】本発明のクリーニング装置のクリーニングブレ
ード及び支持部材の構成の他の一例を示す模式図であ
る。

【図５】実施例及び比較例のクリーニングブレードの加
速テスト時のウォーレス硬度の経時変化を示すグラフで
ある。

【図６】実施例及び比較例のクリーニングブレードの永
久変形量の経時変化を測定する状態を示す模式図であ
る。

【図７】実施例及び比較例のクリーニングブレードの加
速テスト時の永久変形量の経時変化を示すグラフであ
る。

【図８】像担持体に当接するゴム製のクリーニングブレ
ードを使用したクリーニング装置を内蔵する画像形成装
置を例示する模式図である。

【図９】クリーニングブレードがめくれた状態を示す模
式図である。

【図１０】塗装の場合、クリーニングブレードのエッジ
部のコーティング膜の厚みが不均一になってしまう状態
を示す模式図である。

【符号の説明】

１ クリーニングブレード １ａ ゴム製ブレード基体 １ｂ ブレードＣＶＤコーティング ２ 支持部材 ３ 画像担持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 活水 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 川原 正隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長尾 弥生 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H034 BF03 BF06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置の像担持体上の残存トナー
   をクリーニングするためのクリーニングブレードを備え
   たクリーニング装置であって、 前記クリーニングブレードのゴム製ブレード基体の少な
   くとも一部が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂及びエ
   チレン系樹脂から成る群より選ばれる少なくとも一種の
   樹脂のＣＶＤコーティング膜で被覆されていることを特
   徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 ゴム製ブレード基体の少なくとも像担持
   体への当接部が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂及び
   エチレン系樹脂から成る群より選ばれる少なくとも一種
   の樹脂のＣＶＤコーティング膜で被覆されている請求項
   １記載のクリーニング装置。
3. 【請求項３】 画像形成装置の像担持体上の残存トナー
   をクリーニングするためのクリーニングブレードを備え
   たクリーニング装置を製造するための方法であって、 前記クリーニングブレードのゴム製ブレード基体の少な
   くとも一部に対して、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂
   及びエチレン系樹脂から成る群より選ばれる少なくとも
   一種の樹脂のＣＶＤコーティングを行う工程を含むこと
   を特徴とするクリーニング装置の製造方法。
4. 【請求項４】 ゴム製ブレード基体に対して前記ＣＶＤ
   コーティングを行う工程と、該ＣＶＤコーティング後の
   ゴム製ブレード基体を支持部材に固定する工程とを含む
   請求項３記載のクリーニング装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記ゴム製ブレード基体を、一つの支持
   部材に一体成形する工程と、該ゴム製ブレード基体に対
   して前記ＣＶＤコーティングを行う工程とを含む請求項
   ３記載のクリーニング装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記ゴム製ブレード基体を、対向する一
   対の支持部材に一体成形する工程と、該ゴム製ブレード
   基体に対して前記ＣＶＤコーティングを行う工程と、該
   ＣＶＤコーティング後のゴム製ブレード基体の中間部を
   切断する工程とを含む請求項３記載のクリーニング装置
   の製造方法。