JP2003248404A - 画像形成装置及びクリーニングブレードの製造方法 - Google Patents
画像形成装置及びクリーニングブレードの製造方法Info
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Abstract
行うことができるようにする。 【解決手段】像担持体と、該像担持体と当接させられて
配設され、前記像担持体上の異物を除去するクリーニン
グブレード59とを有する。そして、該クリーニングブ
レード59は、ゴム硬度が50〜75〔°〕(JIS
A)であり、カーボンの充填(てん)量が0〜45〔重
量%〕である水素化ニトリルゴムによって形成される。
この場合、クリーニングブレード59は、ゴム硬度が5
0〜75〔°〕(JIS A)であり、カーボンの充填
量が0〜45〔重量%〕である水素化ニトリルゴムによ
って形成されるので、クリーニングブレード59に欠
け、へたり等が発生したり、像担持体の表面に傷が発生
したりするのを十分に抑制することができる。
Description
クリーニングブレードの製造方法に関するものである。
置においては、像担持体としての感光体ドラムの表面を
帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させ、露
光手段によって感光体ドラムの表面を露光することによ
り静電潜像を形成し、現像ブレード及び現像ローラを備
えた現像装置によって前記静電潜像を現像してトナー像
を形成し、転写ローラによってトナー像を用紙に転写す
るようになっている。トナー像が転写された後の用紙は
定着ローラに送られ、トナー像が定着されて画像にな
る。また、転写後に感光体ドラム上に残留したトナー、
紙粉等の異物は、クリーニングブレード等を感光体ドラ
ムに当接させた状態で感光体ドラムを回転させることに
よって、感光体ドラムから除去され、回収される。
ムの表面と常に摺(しゅう)動摩擦させられるので、強
度及び耐摩耗性の高い材料を使用するのが好ましい。ま
た、除去したトナーをはじき飛ばす必要があるので、弾
性の高い材料を使用するのが好ましい。そこで、前記ク
リーニングブレードとして、一般にウレタンゴム材料が
使用されている。
来の画像形成装置においては、印刷機構部が高速で駆動
されることが多く、その場合、クリーニングブレードと
感光体ドラムとの摺動摩擦による発熱量が多くなるだけ
でなく、画像形成装置の小型化に伴って内部に熱がこも
り易くなり、画像形成装置内の温度が高くなってしま
う。
低く、高温領域において機械的な物性が著しく劣化して
しまうので、前記クリーニングブレードとしてウレタン
ゴム材料を使用すると、トナーを除去する際に、トナー
によって、又はトナーの流動性を高くするために外添さ
れたシリカ等によって、クリーニングブレードにおける
感光体ドラムとの当接部に欠けが発生し、異物を除去す
ることができなくなってしまう。その結果、用紙を汚し
てしまうだけでなく、高速で印刷を行うことができなく
なってしまう。
点を解決して、用紙を汚してしまうことがなく、高速で
印刷を行うことができる画像形成装置及びクリーニング
ブレードの製造方法を提供することを目的とする。
像形成装置においては、像担持体と、該像担持体と当接
させられて配設され、前記像担持体上の異物を除去する
クリーニングブレードとを有する。
硬度が50〜75〔°〕(JISA)であり、カーボン
の充填(てん)量が0〜45〔重量%〕である水素化ニ
トリルゴムによって形成される。
て図面を参照しながら詳細に説明する。
画像形成装置の概念図である。
光手段としてのLEDヘッド13、転写手段としての転
写ローラ14、像担持体としての感光体ドラム16、帯
電手段としての帯電ローラ17、現像手段としての現像
装置18、ブレードホルダ58、クリーニング手段とし
てのクリーニングブレード59等を備え、前記現像装置
18は、トナー担持体及び回転体としての現像ローラ1
9、現像ブレード55、トナー供給手段としてのトナー
供給ローラ56等を備える。なお、本実施の形態におい
ては、露光手段としてLEDヘッド13を使用している
が、該LEDヘッド13に代えて、レーザ、液晶シャッ
タ等を使用することもできる。
ーラ17によって感光体ドラム16の表面が一様に、か
つ、均一に帯電させられ、LEDヘッド13によって感
光体ドラム16が露光されて静電潜像が形成され、前記
現像装置18によって静電潜像が現像され、トナー57
が前記感光体ドラム16に付着させられてトナー像が形
成される。なお、前記トナー57は、トナー供給ローラ
56によって現像ローラ19に供給され、現像ブレード
55によって、前記現像ローラ19の表面において厚さ
が均一な薄層にされる。
記録媒体としての図示されない用紙に転写し、トナー像
が転写された後の用紙は、定着手段としての図示されな
い定着装置に送られ、トナー像が定着されて画像にな
る。また、転写後に感光体ドラム16上に残留したトナ
ー、紙粉等の異物は、クリーニングブレード59を感光
体ドラム16に当接させた状態で感光体ドラム16を回
転させることによって、感光体ドラム16から除去さ
れ、回収される。
レード材料について説明する。
ブレード材料の特性を示す図である。
強度は35〔MPa〕であり、耐熱温度は50〜60
〔℃〕である。また、ニトリルゴムに水素を添加するこ
とによって製造された水素化ニトリルゴムの引張強度は
27〔MPa〕であり、耐熱温度は120〜160
〔℃〕である。なお、前記引張強度は、試験片の最大引
張破壊荷重を試験片の最小原断面積で除算することによ
って得られる。また、ニトリルゴムに水素を添加するこ
とによって、分子構造の一部が結晶構造になり、引張強
度はニトリルゴムの1.5倍以上になる。
耐熱性がウレタンゴムより高く、かつ、引張強度等の機
械的な強度も比較的高いので、高速で印刷を行うのに適
している。また、ニトリルゴムは油に強く、オイルを多
く含むトナーが付着しても劣化しにくい。
ルゴムとしてHNBR(日本ゼオン株式会社製)を使用
したときの、クリーニングブレードの最適条件について
説明する。
クリーニングブレードの先端を示す要部斜視図である。
のクリーニングブレード、60は該クリーニングブレー
ド50に内在するカーボン(C)等の充填剤、60aは
前記クリーニングブレード50の感光体ドラム16(図
1)に当接する稜(りょう)線部分50aに偏在する充
填剤である。なお、前記充填剤は水素化ニトリルゴムの
強度を高くするために充填される。したがって、前記充
填剤が、前記稜線部分50aのような、感光体ドラム1
6に当接する部分に存在すると、画像形成装置を連続的
に駆動した場合、充填剤60aによって感光体ドラム1
6の表面を傷つけたり、充填剤60aが脱落してクリー
ニングブレード50に欠けが生じたりすることがある。
きの水素化ニトリルゴムの硬度(JIS A:ショア硬
さHs)について説明する。
水素化ニトリルゴムの特性を示す図である。
ンを使用し、カーボンの充填量を変えると、水素化ニト
リルゴムのショア硬さHsが変化することが分かる。
ア硬さHsが50〜55〔°〕であり、カーボンが35
〔%〕の場合はショア硬さHsが65〜70〔°〕であ
り、カーボンが45〔%〕の場合はショア硬さHsが7
0〜75〔°〕であり、カーボンが55〔%〕の場合は
ショア硬さHsが75〜80〔°〕である。
トリルゴムを使用してクリーニングブレード50(図
3)を製造し、各クリーニングブレード50を使用して
印刷を行ったときのクリーニングブレード50及び感光
体ドラム16(図1)の寿命について説明する。
画像形成装置の特性比較図である。
きのクリーニングブレード50(図3)の欠け、及び感
光体ドラム16(図1)の傷がない状態を、△は3万枚
の印刷を行ったときのクリーニングブレード50の欠
け、及び感光体ドラム16の傷がわずかにある状態を、
×は3万枚の印刷を行ったときのクリーニングブレード
50の欠け、及び感光体ドラム16の傷が所定の量ある
状態を示す。
使用した場合、クリーニングブレード50の欠け、及び
感光体ドラム16の傷が発生する。また、カーボンを添
加しない水素化ニトリルゴムを使用したクリーニングブ
レード50、及びカーボンを35〔%〕充填した水素化
ニトリルゴムを使用した場合は、クリーニングブレード
50の欠け、及び感光体ドラム16の傷が発生しない。
素化ニトリルゴムを使用した場合は、クリーニングブレ
ード50の欠け、及び感光体ドラム16の傷がわずかに
発生するが、画像品位を低下させることはない。そし
て、カーボンを55〔%〕充填した水素化ニトリルゴム
を使用した場合は、クリーニングブレード50の欠け、
及び感光体ドラム16の傷が所定の量発生することが分
かった。
5〔%〕にし、ショア硬さHsが75〔°〕(JIS
A)以下の水素化ニトリルゴムを使用してクリーニング
ブレード59(図1)を形成すると、クリーニングブレ
ード59に欠け、へたり等が発生したり、感光体ドラム
16の表面に傷が発生したりするのを十分に抑制するこ
とができる。したがって、クリーニングブレード59に
よって異物を十分に除去することができるので、用紙を
汚してしまうことがなく、高速で印刷を行うことができ
る。
にし、ショア硬さHsが50〜75〔°〕(JIS
A)の水素化ニトリルゴムを使用してクリーニングブレ
ード59を形成すると、クリーニングブレード59に欠
けが発生したり、感光体ドラム16の表面に傷が発生し
たりするのを一層抑制することができる。
メタクリル酸亜鉛を微分散させることによって強度を高
くすることができる。
クリル酸亜鉛を微分散させてポリマーアロイを形成し、
該ポリマーアロイとしてZSC(日本ゼオン株式会社
製)を使用したときのクリーニングブレードの最適条件
について説明する。
ブレード材料の特性を示す図である。
強度は、常温の23〔℃〕で35〔MPa〕であり、高
温の100〔℃〕で4〔MPa〕であり、耐熱温度は5
0〜60〔℃〕である。これに対して、前記ポリマーア
ロイの引張強度は、常温の23〔℃〕で48〔MPa〕
であり、高温の100〔℃〕で7〔MPa〕であり、耐
熱温度は120〜160〔℃〕である。すなわち、ポリ
マーアロイは耐熱性だけでなく、引張強度等の機械的な
強度がウレタンゴムより高い。
ルゴムとを配合することによって形成された配合材料の
硬度(JIS A:ショア硬さHs)について説明す
る。
配合材料の特性を示す図である。
00〔%〕使用した場合は、ショア硬さHsは95
〔°〕であり、ポリマーアロイを85〔%〕、水素化ニ
トリルゴムを15〔%〕使用した場合は、ショア硬さH
sは90〔°〕であり、ポリマーアロイを70〔%〕、
水素化ニトリルゴムを30〔%〕使用した場合は、ショ
ア硬さHsは80〔°〕である。
素化ニトリルゴムを40〔%〕使用した場合は、ショア
硬さHsは70〔°〕であり、ポリマーアロイを50
〔%〕、水素化ニトリルゴムを50〔%〕使用した場合
は、ショア硬さHsは60〔°〕であり、ポリマーアロ
イを40〔%〕、水素化ニトリルゴムを60〔%〕使用
した場合は、ショア硬さHsは50〔°〕である。
ロイの配合比率を高くするほどショア硬さHsが高くな
り、カーボン等の充填剤を添加することなく、十分なシ
ョア硬さHsを得ることができる。
配合材料をブレード材料として使用してクリーニングブ
レードを製造し、各クリーニングブレードを使用して印
刷を行ったときのクリーニングブレード及び感光体ドラ
ム16(図1)の寿命について説明する。
画像形成装置の特性比較図である。
きのクリーニングブレードの欠け、へたり等、及び感光
体ドラム16(図1)の傷がない状態を、△は3万枚の
印刷を行ったときのクリーニングブレードの欠け、へた
り等、及び感光体ドラム16の傷がわずかにある状態
を、×は3万枚の印刷を行ったときのクリーニングブレ
ードの欠け、へたり等、及び感光体ドラム16の傷が所
定の量ある状態を示す。
使用した場合は、ショア硬さHsが60〜80〔°〕で
あり、クリーニングブレードの欠け、へたり等、及び感
光体ドラム16の傷が発生する。また、配合材料を使用
してショア硬さHsを50〔°〕又は80〔°〕にした
場合は、クリーニングブレードの欠け、へたり等、及び
感光体ドラム16の傷がわずかに発生するが、画像品位
を低下させることはない。
sを60〔°〕又は70〔°〕にした場合は、クリーニ
ングブレードの欠け、へたり等、及び感光体ドラム16
の傷が発生しない。そして、配合材料を使用してショア
硬さHsを90〔°〕又は95〔°〕にした場合は、ク
リーニングブレードの欠け、へたり等、及び感光体ドラ
ム16の傷が発生することが分かった。
0〔°〕(JIS A)、すなわち、ポリマーアロイと
水素化ニトリルゴムとの配合比率が40:60〜70:
30の範囲の配合材料を使用してクリーニングブレード
59を形成すると、クリーニングブレード59の欠け、
へたり等が発生したり、感光体ドラム16の表面に傷が
発生したりするのを十分に抑制することができる。した
がって、クリーニングブレード59によって異物を十分
に除去することができるので、用紙を汚してしまうこと
がなく、高速で印刷を行うことができる。なお、ショア
硬さHsが60〜70〔°〕(JIS A)、すなわ
ち、ポリマーアロイと水素化ニトリルゴムとの配合比率
が50:50〜60:40の範囲の配合材料を使用して
クリーニングブレード59を形成すると、クリーニング
ブレード59の欠け、へたり等が発生したり、感光体ド
ラム16の表面に傷が発生したりするのを更に抑制する
ことができる。
リーニングブレード59の構造及び製造方法について説
明する。
方法を説明する図、図10はクリーニングブレードの第
2の製造方法を説明する図である。
第1のプレス型、72は該第1のプレス型71に配設さ
れたヒータ、73は第2の成形型としての第2のプレス
型、74は該第2のプレス型73に配設されたヒータで
ある。
のポリマーアロイ75を、第2のプレス型73上に配設
した後、所定の厚さになるようにプレス成形を行うと、
前記第1、第2のプレス型71、73にポリマーアロイ
75が張り付いてしまい、ポリマーアロイ75を取り出
すのが極めて困難になってしまう。これは、水素化ニト
リルゴムに添加されているポリメタクリル酸亜鉛のカル
ボン酸と、前記第1、第2のプレス型71、73を構成
する金属との親和性が高いためであると推定される。し
たがって、ブレード材料の成形歩留りが低くなってしま
う。
1のプレス型71におけるポリマーアロイ75と対向す
る面に離型層76を、第2のプレス型73におけるポリ
マーアロイ75と対向する面に離型層77をそれぞれ形
成するのが好ましい。なお、離型層76、77は、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等によっ
て形成される。この場合、前記離型層76、77が第
1、第2のプレス型71、73から剥(はく)離しない
ように第1、第2のプレス型71、73のメンテナンス
が必要になり、クリーニングブレード59の製造装置の
コストがその分高くなってしまう。
のうちの一方にばね性を有する薄い金属を配設し、該金
属上でポリマーアロイ75を成形するようにしている。
るクリーニングブレードの製造方法を説明する第1の
図、図12は本発明の第3の実施の形態におけるクリー
ニングブレードの製造方法を説明する第2の図、図13
は本発明の第3の実施の形態におけるクリーニングブレ
ードの配設状態を示す図である。
ての第1のプレス型、72は該第1のプレス型71に配
設されたヒータ、73は第2の成形型としての第2のプ
レス型、74は該第2のプレス型73に配設されたヒー
タ、75はブレード材料としてのポリマーアロイ、76
は離型層である。
型71、73のうちの一方、本実施の形態においては、
第2のプレス型73に、ばね性を有し、厚さtが20〜
200〔μ〕である薄い金属箔(はく)としてのステン
レス箔78を接合させて配設し、該ステンレス箔78上
でポリマーアロイ75をプレス成形するようにしてい
る。
アロイ75にステンレス箔78を被覆することができる
ので、プレス成形が終了した後、ポリマーアロイ75を
ステンレス箔78と共に第2のプレス型73から容易に
離型させることができる。また、ポリマーアロイ75の
弾性はウレタンゴムより数十〔%〕低いが、前記ステン
レス箔78が有する弾性によってその分を補うことがで
きる。
ステンレス箔78とポリマーアロイ75とは接合された
状態で成形され、積層体としてのポリマーアロイ積層体
70が形成される。続いて、該ポリマーアロイ積層体7
0は、図12のラインL1に沿ってクリーニングブレー
ド59の寸法に合わせて切断される。そして、図13に
示されるように、前記クリーニングブレード59はブレ
ードホルダ58に取り付けられ、クリーニングブレード
アッセンブリ80が形成される。また、16は感光体ド
ラムである。
うちの他方、本実施の形態においては、第1のプレス型
71にもステンレス箔を配設することができる。
クリーニングブレード59の弾性を高くするために、水
素化ニトリルゴムにステンレス箔を接合することができ
る。
説明する。なお、第3の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。
るクリーニングブレードの製造方法を説明する第1の
図、図15は本発明の第4の実施の形態におけるクリー
ニングブレードの製造方法を説明する第2の図である。
の第2のプレス型83にホルダ挿入逃げ83a、83b
を形成し、金属箔としてのステンレス箔78a、78b
をそれぞれ保持するホルダ79a、79bを第2のプレ
ス型83のホルダ挿入逃げ83a、83bにセットす
る。
の実施の形態と同様であり、クリーニングブレードアッ
センブリ80の製造コストを低くすることができる。な
お、ステンレス箔78a、78b間に切断のための隙
(すき)間81が形成されるが、該隙間81の幅は0.
5〜1〔mm〕程度であり、微小であるので離型に影響
を与えることはない。
13)における他方の面にもステンレス箔を被覆するよ
うにした本発明の第5の実施の形態について説明する。
なお、第3の実施の形態と同じ構造を有するものについ
ては、同じ符号を付与することによってその説明を省略
する。
るクリーニングブレードの製造方法を説明する第1の
図、図17は本発明の第5の実施の形態におけるクリー
ニングブレードの製造方法を説明する第2の図、図18
は本発明の第5の実施の形態におけるクリーニングブレ
ードの製造方法を説明する第3の図である。
1、第2のプレス型71、73のうちの一方、本実施の
形態においては、第2のプレス型73に金属箔としての
ステンレス箔78を、第1、第2のプレス型71、73
のうちの他方、本実施の形態においては、第1のプレス
型71に、ばね性を有し、厚さtが20〜200〔μ〕
である薄い金属箔としてのステンレス箔85を配設し、
前記ステンレス箔85上でブレード材料としてのポリマ
ーアロイ75を成形するようにしている。
レード59における感光体ドラム16と当接する箇所、
すなわち、金属箔面に長溝状の開口部85a、85bが
形成され、プレス成形後において、図17に示されるよ
うに、積層体としてのポリマーアロイ積層体はラインL
2〜L5で切断される。そして、図18に示されるよう
に、前記クリーニングブレード59は、感光体ドラム1
6と開口部85a、85bとが対向するようにブレード
ホルダ58に取り付けられ、クリーニングブレードアッ
センブリ91が形成される。なお、ラインL2、L3は
開口部85a、85b内を通過するように設定される。
アロイ75にステンレス箔78、85を被覆することが
できるので、プレス成形が終了した後、ポリマーアロイ
75をステンレス箔85、78と共に第1、第2のプレ
ス型71、73から容易に離型させることができる。ま
た、ポリマーアロイ75の弾性はウレタンゴムより数十
〔%〕低いが、前記ステンレス箔78、85が有する弾
性によってその分を補うことができる。
ンブリ91において、クリーニングブレード59のポリ
マーアロイ75と感光体ドラム16とが当接させられる
ので、クリーニングブレード59における感光体ドラム
16との当接力の均一性を確保することができる。
成されているので、クリーニングブレード59の第1の
プレス型71からの離型性がわずかに低くなる。そこ
で、クリーニングブレード59の第1のプレス型71か
らの離型性を向上させるようにした本発明の第6の実施
の形態について説明する。
るクリーニングブレードの断面図である。
ド59は、ブレード材料としてのポリマーアロイ75の
両面に金属箔としてのステンレス箔78、88が被覆さ
れ、感光体ドラム16(図18)と当接する箇所にテー
パ面93が切断によって形成される。したがって、クリ
ーニングブレード59の第1のプレス型71(図16)
からの離型性を向上させることができる。
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
れば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持
体と当接させられて配設され、前記像担持体上の異物を
除去するクリーニングブレードとを有する。
硬度が50〜75〔°〕(JISA)であり、カーボン
の充填量が0〜45〔重量%〕である水素化ニトリルゴ
ムによって形成される。
硬度が50〜75〔°〕(JISA)であり、カーボン
の充填量が0〜45〔重量%〕である水素化ニトリルゴ
ムによって形成されるので、クリーニングブレードに欠
け、へたり等が発生したり、像担持体の表面に傷が発生
したりするのを十分に抑制することができる。したがっ
て、クリーニングブレードによって異物を十分に除去す
ることができるので、用紙を汚してしまうことがなく、
高速で印刷を行うことができる。
置の概念図である。
料の特性を示す図である。
グブレードの先端を示す要部斜視図である。
リルゴムの特性を示す図である。
置の特性比較図である。
料の特性を示す図である。
特性を示す図である。
置の特性比較図である。
する図である。
明する図である。
ングブレードの製造方法を説明する第1の図である。
ングブレードの製造方法を説明する第2の図である。
ングブレードの配設状態を示す図である。
ングブレードの製造方法を説明する第1の図である。
ングブレードの製造方法を説明する第2の図である。
ングブレードの製造方法を説明する第1の図である。
ングブレードの製造方法を説明する第2の図である。
ングブレードの製造方法を説明する第3の図である。
ングブレードの断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 (a)像担持体と、(b)該像担持体と
当接させられて配設され、前記像担持体上の異物を除去
するクリーニングブレードとを有するとともに、(c)
該クリーニングブレードは、ゴム硬度が50〜75
〔°〕(JIS A)であり、カーボンの充填量が0〜
45〔重量%〕である水素化ニトリルゴムによって形成
されることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 (a)像担持体と、(b)該像担持体と
当接させられて配設され、前記像担持体上の異物を除去
するクリーニングブレードとを有するとともに、(c)
該クリーニングブレードは、水素化ニトリルゴムにポリ
メタクリル酸亜鉛を微分散させたポリマーアロイと水素
化ニトリルゴムとを配合することによって形成され、
(d)前記クリーニングブレードは、ゴム硬度が50〜
80〔°〕(JIS A)であり、(e)前記ポリマー
アロイと水素化ニトリルゴムとの配合比率が40:60
〜70:30であることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】 前記クリーニングブレードは、少なくと
も像担持体と対向しない側の面に金属箔が被覆される請
求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 (a)前記クリーニングブレードは、両
側の面に金属箔が被覆され、(b)前記クリーニングブ
レードにおける像担持体と当接する金属箔面に、開口部
が形成される請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 (a)前記クリーニングブレードは、両
側の面に金属箔が被覆され、(b)前記クリーニングブ
レードにおける像担持体と当接する面に、テーパ面が形
成される請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 (a)ブレード材料の一方の面に金属箔
を被覆し、(b)第1、第2の成形型によって前記ブレ
ード材料及び金属箔にプレス成形を施すことにより積層
体を形成し、(c)該積層体を切断してクリーニングブ
レードを形成することを特徴とするクリーニングブレー
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002049549A JP3866117B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002049549A JP3866117B2 (ja) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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