JP2002169437A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニング装置のクリーニングブレードや
感光体としての有機感光体がその性能を長時間劣化させ
ることなく、しかもクリーニングブレードの交換作業を
容易にした画像形成装置を提供する。 【解決手段】 最表層にシロキサン系の樹脂を主成分と
した保護層（ＨＣ層）を設けた感光体としての有機感光
体と、該感光体表面の残留トナーを除去するクリーニン
グ手段と該クリーニング手段を構成するクリーニングブ
レードと、該クリーニングブレードを自動的に交換する
自動交換手段を有する画像形成装置において、前記クリ
ーニングブレードには、その自動交換前と後で材質の異
なるものが用いられることを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感光体に付着する残
留トナーをクリーニングブレードを用いて清掃する画像
形成装置に関し、特にクリーニングブレードや感光体が
長時間その優れた性能を維持できるようにした手段を有
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、感光
体の表面に形成されるトナー像が転写紙に完全には転写
されず未転写のトナーが残留する。連続して複写作業を
行なうためには、この残留トナーをクリーニング部材に
より完全に剥離、清掃する必要がある。クリーニング部
材としては、ポリウレタンゴム等の弾性体より形成され
るクリーニングブレードが多く用いられている。これは
クリーニングブレードのエッジを感光体の表面に当接し
て残留トナーを掻き落す構成であるが、そのエッジ損耗
によるクリーニング不良を防止するために、定期的に新
規なクリーニングブレードに交換する必要がある。

【０００３】かなり以前の画像形成装置では、例えば１
５万部コピー完了のメンテナンス時に作業員が新規ブレ
ードに交換したクリーニング装置を感光体ドラムにセッ
ティングしていた。ところが、新規ブレードと清掃後の
感光体ドラムとを直接当接すると摩擦抵抗が大きすぎて
クリーニングブレードを損傷する可能性があるため、作
業員がブレードにセッティングパウダーをまぶしたり、
更には感光体ドラムにトナーを付着して相互の摩擦抵抗
を減じていた。このような操作は手間も掛かり熟練を要
するので改良されたクリーニング手段が例えば特開平６
−９５４４８号公報に記載されている。

【０００４】それは前記クリーニングブレードの交換を
自動交換方式にしたものであり、複数のクリーニングブ
レードを装着したホルダーを作り、クリーニングブレー
ドが劣化して交換するときに前記ホルダーを装着した設
定ユニットが後退して、クリーニングブレードが今まで
感光体に当接されていた位置を離れて交換位置まで後退
し、その位置で前記ホルダーを１ステーション回して劣
化したクリーニングブレードに変えて新規のクリーニン
グブレードに切り替わるようにしたものであり、その間
当接面の接触を円滑にするためのトナー供給が帯電一様
露光現像のプロセスによって行われた上で再び前記設定
ユニットが前進して感光体面に前記新規のクリーニング
ブレードが当接して、自動交換が支障無く完了するよう
にしてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような改
良を施しても感光体にあっては、その硬い表面保護層
（ＨＣ層）が経時による摩耗損失によってはげ落ちてし
まい、そのまま硬い材質のクリーニングブレードと交換
すると感光体は前記保護層の下の電荷輸送層や電荷発生
層を破壊してしまう怖れがあり、感光体を早く劣化して
しまうことになる。

【０００６】本発明はこのような問題点を解消した、ク
リーニングブレードや感光体がその性能を長時間劣化さ
せることなく、しかもクリーニングブレードの交換作業
を容易にした画像形成装置を提供することを課題目的に
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
（１）又は（２）項によって達成される。

【０００８】（１） 最表層にシロキサン系の樹脂を主
成分とした保護層を設けた感光体としての有機感光体
と、該感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング
手段と該クリーニング手段を構成するクリーニングブレ
ードと、該クリーニングブレードを自動的に交換する自
動交換手段を有する画像形成装置において、前記クリー
ニングブレードには、その自動交換前と後で材質の異な
るものが用いられることを特徴とする画像形成装置。

【０００９】（２） 前記クリーニングブレードには、
自動交換前には硬い材質のものが用いられ、自動交換後
には軟らかい材質のものが用いられるようにしたことを
特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の画像形成装置の実
施の形態について図１の概略構成図により説明する。

【００１１】図１に示す画像形成装置１は、デジタル方
式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像
処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、転写材搬送手段としての転写
材搬送部Ｄから構成されている。

【００１２】画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送
する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１
１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１
枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取
りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送
ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。

【００１３】一方、プラテンガラス１３上に置かれた場
合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び
第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖに
よる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び
第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向へ
の速度ｖ／２による移動によって読み取られる。

【００１４】読み取られた画像は、投影レンズ１７を通
してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像
される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学
像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ
／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィ
ルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メ
モリに記憶される。

【００１５】画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとし
て、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周
に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、現像手段
２３、転写手段である転写搬送ベルト装置４５、前記感
光体２１のクリーニング装置２６及び光除電手段として
のＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配
置されている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム
基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰ
Ｃ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転さ
れる。

【００１６】回転する感光体２１へは帯電手段２２によ
る一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学
系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画
像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段であ
る像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレー
ザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラ
ー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を
経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなさ
れるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像
露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜
像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対し
て露光を行い潜像を形成する。

【００１７】感光体２１上の潜像は現像手段２３によっ
て反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナ
ー像が形成される。転写材搬送部Ｄでは、画像形成ユニ
ットの下方に異なるサイズの転写材Ｐが収納された転写
材収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１
（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給
紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、そ
れらの何れかから選択された転写材Ｐは案内ローラ４３
によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される転写
材Ｐの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４に
よって転写材Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行わ
れ、搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及
び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー
画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５
によって転写搬送ベルト装置４５の転写搬送ベルト４５
４に載置搬送されながら転写材Ｐに転写され、該転写材
Ｐは感光体２１面より分離し、転写搬送ベルト装置４５
により定着器５０に搬送される。

【００１８】定着器５０は定着ローラ５１と加圧ローラ
５２とを有しており、転写材Ｐを定着ローラ５１と加圧
ローラ５２との間を通過させることにより、加熱、加圧
によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終え
た転写材Ｐは排紙トレイ６４上に排出される。

【００１９】以上は転写材の片側への画像形成を行う状
態を説明したものであるが、本実施の形態の画像形成装
置１は転写材Ｐの排出前に反転搬送を行い、転写材Ｐの
裏面への画像形成も行い両面転写も行えるようにしてあ
るが、この両面転写については本発明に直接関係がない
のでその説明を省略する。

【００２０】次にクリーニングブレードを自動的に交換
する自動交換手段を有するクリーニング装置２６の構成
を図２及び図３に基づき詳細に説明する。尚、図２は図
３のＡ−Ａ断面図でもある。クリーニング装置２６は、
ハウジング２１４の内外にクリーニング手段２１５とブ
ラシローラ（又はスポンジローラ）２１６とトナー搬送
手段２１７とを有し、クリーニング手段２１５に備えら
れるクリーニングブレード２１８を感光体２１の周面に
押圧接触させて残留トナーを掻き落とし、これをブラシ
ローラ（又はスポンジローラ）２１６に乗せてフリッカ
ーローラ２１６ａ及びスクレーパ２１６ｂを介してトナ
ー搬送手段２１７の送りネジ２１７ａの中に落とし込
む。送りネジ２１７ａはトナーを図示しない経路を経て
再度現像手段２３に送り出すか又は図示しない回収ボッ
クスに集めて廃棄する。

【００２１】クリーニング手段２１５は、複数のクリー
ニングブレード２１８を固着するブレード支持軸２１９
と、このブレード支持軸２１９を所定方向に回転する支
持軸回転手段２２０と、ブレード支持軸２１９を感光体
２１に対して接触又は離隔する支持軸移動手段２２１と
を有している。

【００２２】クリーニングブレード２１８は、２枚の断
面Ｌ型金具より構成されるブレードホルダ２１８ａによ
り挟持固定されており、支持ピン２１８ｂを用いてブレ
ード支持軸２１９に回動可能に取り付けられている。こ
の実施例では２枚のクリーニングブレード２１８がブレ
ード支持軸２１９の対称な位置に取り付けられている
が、この発明はこれに限定されるものではなく、３枚以
上の複数枚を取り付けたものにすることができる。しか
し、簡単のために以下の説明でも２枚構成のものについ
てのみ述べる。

【００２３】ブレード支持軸２１９は支持軸移動手段２
２１の一部を構成する軸ホルダ２２２の両側の２枚のホ
ルダ側板２２２ａに回転可能に支持されている。軸ホル
ダ２２２は、ホルダ側板２２２ａに連続するホルダ天板
２２２ｂとホルダ背面板２２２ｃとを有し、ホルダ天板
２２２ｂからは両側部に２本の圧着解除軸２２３が突設
する。この圧着解除軸２２３はハウジング２１４の両側
板２１４ａに回動可能に支持されている。又ホルダ背面
板２２２ｃにはウエイト板２２４が係止されており、軸
ホルダ２２２及びブレード支持軸２１９に圧着解除軸２
２３を中心とする回転モーメントを与え、クリーニング
ブレード２１８の先端部が感光体２１の表面に一定の圧
力を持って接触するように調整している。

【００２４】圧着解除軸２２３の一方の端部は側板２１
４ａを挿通し、支持軸移動手段２２１の一部を構成する
カム機構２２５に接続している。このカム機構２２５
は、圧着解除軸２２３の端部に固着し従動子を構成する
アーム２２６と、このアーム２２６を上下動して圧着解
除軸２２３を回動するカム２２７と、軸２２７ａを介し
てカム２２７に回転力を伝える従動ギヤ２２８と、アイ
ドルギヤ２２９を介して従動ギヤ２２８に連結する駆動
ギヤ２３０と、この駆動ギヤ２３０に所定方向の回転力
を伝達する駆動モータ２３１とを有している。駆動モー
タ２３１は画像形成装置１に内蔵される制御手段２１３
の制御を受けてこれら一連の支持軸移動手段２２１を駆
動しており、支持軸移動手段２２１及びクリーニングブ
レード２１８をブレード当接位置、クリーニング解除位
置、ブレード交換位置の３段階で選択的に移動してい
る。

【００２５】又図４の回路図に示すように制御手段２１
３に内蔵されるクリーニングブレード交換時動作回路２
１３ａは、画像形成回数が耐用回数に達したことを検知
して、支持軸移動手段２２１がクリーニングブレード２
１８の交換位置に到達する時に、感光体２１の図示しな
い駆動源、帯電手段２２、現像手段２３、クリーニング
装置２６、そして帯電前露光部（ＰＣＬ）２７をそれぞ
れブレード交換用に作動させ、減摩剤としてのトナーが
感光体２１上に適度に供給されて交換後のクリーニング
ブレードに直ちに効果が表れるように制御する。

【００２６】次にブレード支持軸２１９を所定方向に回
転してクリーニングブレード２１８を自動的に交換する
自動交換手段として支持軸回転手段２２０の構成につい
て説明する。軸ホルダ２２２のホルダ側板２２２ａから
ハウジング２１４の側板２１４ａ内面に向かって突出す
るブレード支持軸２１９の一端部にはブレード交換バネ
２３３が巻着し、その先端部にはブレード支持軸２１９
の回転を制御するラチェット２３４を固設する。ラチェ
ット２３４にはクリーニングブレード２１８の数と同数
の切欠部２３２が形成されており、この実施例では２枚
のブレード２１８に対応する２箇所の切欠部２３２が設
けられる。ホルダ側板２２２ａには、切欠部２３２に嵌
合するラチェット爪２３５が付設される。このラチェッ
ト２３４及びラチェット爪２３５の存在により、支持軸
移動手段２２１がブレード離隔位置にある時にのみブレ
ード支持軸２１９を回転させることが可能になる。

【００２７】なお、支持軸回転手段２２０を構成するブ
レード交換バネ２３３は、２枚のクリーニングブレード
２１８を固着するブレード支持軸２１９を回動し得る弾
性が必要であるが、その弾性力は外力によりチャージさ
れる。例えばこの実施例のように、ブレード支持軸２１
９の一端部にワイヤ２３６等を巻き付け、このワイヤ２
３６を引き出すことでチャージを行なう。

【００２８】次にクリーニング装置２６の作用を図５に
基づき説明する。図５はカム機構２２５に連動して回動
する軸ホルダ２２２及びブレード支持軸２１９の作用を
説明する説明図である。図５（ａ）は支持軸移動手段２
２１がブレード当接位置にある時、図５（ｂ）はクリー
ニング解除位置にある時、図５（ｃ）はブレード交換位
置にある時を示している。

【００２９】複写機等画像形成装置１の電源をＯＮにす
ると、制御手段２１３が作動し駆動モータ２３１を駆動
させて、アーム２２６とカム２２７とを非接触状態に
し、クリーニングブレード２１８を感光体２１に圧着す
る。転写処理が完了して所定時間経過すると、制御手段
２１３はカム２２７を回転してアーム２２６に接触させ
圧着解除軸２２３とこれに接続する軸ホルダ２２２をア
ーム２２６の回転角度に対応して回動し、図５（ｂ）に
示すようにクリーニングブレード２１８を感光体２１か
ら離隔する。この実施例ではクリーニング解除位置での
回転角度は約７度としている。このクリーニング解除位
置でクリーニングブレード２１８に付着するトナー、紙
粉等を振り落とす。

【００３０】クリーニング手段２１５はクリーニング解
除位置とブレード当接位置とを通常往復動しているが、
クリーニングブレード２１８の交換時期に達すると制御
手段２１３がカム２２７を更に回転させてブレード交換
位置に移行する。この場合の回転角度は約２０度として
いる（図５（ｃ））。このブレード交換位置で支持軸回
転手段２２０を作動しブレード支持軸２１９を所定方向
に回転して新規クリーニングブレード２１８に交換する
が、同時にブレード交換時動作回路２１３ａは、感光体
２１の図示しない駆動源、帯電手段２２、現像手段２
３、クリーニング装置２６、そして帯電前露光部（ＰＣ
Ｌ）２７をそれぞれブレード交換用に作動する。

【００３１】このような構成のクリーニング装置２６の
クリーニングブレード２１８と接離を繰り返す感光体２
１は、軽量で製作し易く高性能な画質の得られる有機感
光体が好ましく用いられる。該有機感光体の層構成は図
６に示すように基体の上に、酸化チタン、チタン酸スト
ロンチウム、チタン酸カルシウム、酸化タングステン、
酸化鉄、酸化ビスマス、硫化モリブデン等の半導電性物
質を含有する層からなる下引き層があり、初期帯電能の
低下を低減させる効果を持たせ、その上に感光体が平均
波長６００から８００ｎｍに感度を有するフタロシアニ
ン化合物を含む層を電荷発生層として設け、更にその上
に電荷輸送層を設けた上に保護層としてシロキサン系の
樹脂を主成分としたハードコート層（ＨＣ層）を保護層
として設けた構成にしてある。その耐用画像形成回数
（耐用コピー数）の前半には表層にＨＣ層が存在して摩
耗しにくいので、自動交換前の即ち、１枚目のクリーニ
ングブレード２１８には硬い材質のものを用いるように
した。

【００３２】しかし耐久時間の後半になるとＨＣ層が減
耗して来て摩耗しやすい電荷輸送層や電荷発生層が表れ
かけて来るので、摩耗の進行を押えるために自動交換さ
れる２枚目のクリーニングブレードには軟らかい材質の
ものを用いるようにしてクリーニングブレードの耐久性
を大きく高めることができた。

【００３３】このクリーニングブレードを構成する材料
としてポリウレタンゴムを用いているが、ポリウレタン
ゴムとは、ウレタン結合（−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−）を有す
る高分子化合物の総称で一般的にポリイソシアネート
（ＯＣＮ−Ｒ₁−ＮＣＯ）と活性水素化合物のポリオー
ル（ＨＯ−Ｒ₂−ＯＨ）との重付加反応によって、−
［Ｒ₁−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ₂］−として得られるもので
ある。そして高分子Ｒ₁及びＲ₂の構造を組み替えること
により硬度、ヤング率、引張強度等の物性を広範囲に変
えることが可能になった。

【００３４】このようなポリウレタンゴムは北辰工業
（株）製のものを用い、前記１枚目のクリーニングブレ
ード２１８用には表１に示すような硬度（ＪＩＳ Ｋ６
３０１による）が７０度，７７度の硬い材料を用い、コ
ニカＳｉｔｉｏｓ７０７５（商品名）の画像形成装置に
搭載して耐久テストを行い、それぞれ表３に示す良好な
結果を得た。

【００３５】

【表１】

【００３６】前記２枚目のクリーニングブレード２１８
用には表２に示すような硬度（ＪＩＳ Ｋ６３０１によ
る）がそれぞれ６４度，６６度，６７度の軟らかい材料
を用いて耐久テストを行い、表３に示す良好な結果を得
た。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】このようにして、クリーニングブレードの
耐久性が大きく高まると共に、感光体２１としての有機
感光体の耐久性も大きく向上した。

【００４０】

【発明の効果】本発明により、クリーニングブレードの
耐久性が大きく高まると共に、感光体２１としての有機
感光体の耐久性も大きく向上した。更にクリーニングブ
レードの交換における操作性も損なわれることなく自動
的で効率的に行うことができ高画質の画像が長期間安定
して作成できる画像形成装置が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略構成図である。

【図２】本発明の画像形成装置を構成するクリーニング
手段のクリーニングブレードの交換部を示す正面断面図
である。

【図３】本発明の画像形成装置を構成するクリーニング
手段のクリーニングブレードの交換部を示す側断面図で
ある。

【図４】本発明の画像形成装置のクリーニングブレード
交換時の動作を示す回路図である。

【図５】回動するクリーニングブレードホルダの作用の
説明図である。

【図６】有機感光体の層構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２１ 感光体 ２２ 帯電手段 ２３ 現像手段 ２４ 転写極 ２５ 分離極 ２６ クリーニング装置 ３０ 露光光学系 ２１３ 制御手段 ２１３ａ クリーニングブレード交換時動作回路 ２１５ クリーニング手段 ２１８ クリーニングブレード ２１９ ブレード支持軸 ２２１ 支持軸移動手段 ２２３ 圧着解除軸 ２２４ ウエイト板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最表層にシロキサン系の樹脂を主成分と
   した保護層を設けた感光体としての有機感光体と、該感
   光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と該
   クリーニング手段を構成するクリーニングブレードと、
   該クリーニングブレードを自動的に交換する自動交換手
   段を有する画像形成装置において、前記クリーニングブ
   レードには、その自動交換前と後で材質の異なるものが
   用いられることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記クリーニングブレードには、自動交
   換前には硬い材質のものが用いられ、自動交換後には軟
   らかい材質のものが用いられるようにしたことを特徴と
   する請求項１に記載の画像形成装置。