JP2004037583A - クリーニングブレード、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】表面にトナー像が形成される像担持体と、該トナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニングブレードとを有し、該クリーニングブレードは、弾性体により構成され、かつその先端エッジが、移動する像担持体表面に当接して該表面を清掃するように構成されている画像形成装置において、クリーニングブレードのクリーニング性能を向上させる。
【解決手段】クリーニングブレード８が像担持体表面１０に当接していない状態で、クリーニングブレード８の先端エッジ９を形成する２面１１，１２のなす角度αが鋭角となるようにクリーニングブレード８を構成する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被清掃体表面を清掃するクリーニングブレードと、クリーニングブレードを有する画像形成装置と、同じくクリーニングブレードを有するプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
弾性体より成るクリーニングブレードの先端エッジを被清掃体表面に当接させることにより、移動する被清掃体表面を清掃するクリーニング装置は、多くの技術分野における機械、装置等に用いられている。例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの複合機などとして構成される画像形成装置においては、帯電、露光、現像によって表面にトナー像が形成される感光体より成る像担持体が用いられ、そのトナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するためにクリーニングブレードが用いられている。この転写材には、転写紙などの最終記録媒体のほかに、感光体より成る像担持体からトナー像を転写される中間転写体も含まれる。また中間転写体も、トナー像が形成される像担持体の一例をなすものであり、かかる像担持体上のトナー像を転写紙などの転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するためにもクリーニングブレードが用いられている。
【０００３】
図６は、従来のクリーニングブレード８Ａの一例を示す概略図である。このクリーニングブレード８Ａは平板状の弾性体、例えばゴムにより構成され、その先端エッジ９Ａが被清掃体の一例である像担持体１Ａの表面１０Ａに圧接している。像担持体表面１０Ａは矢印Ａ１方向に移動し、その表面に付着したトナーＴがクリーニングブレード８Ａの先端エッジ９Ａによって掻き取られ、その表面１０Ａが清掃される。クリーニングブレード８Ａは像担持体表面の移動方向Ａ１に対してカウンタ向きに配置され、先端エッジ９Ａはクリーニングブレード８Ａの先端面１１Ａと、像担持体表面１０Ａに対向する側面１２Ａとが交差する稜線として形成される。
【０００４】
従来のクリーニングブレード８Ａは、そのクリーニングブレードが被清掃体表面、すなわち像担持体表面１０Ａから離れたフリー状態にあるときに、先端エッジ９Ａを形成する２面１１Ａ，１２Ａのなす角度α１が９０°に設定されていた。これは、クリーニングブレード８Ａの製造時に、その素材をカットして先端エッジ９Ａを形成する際、当該先端エッジ９Ａが９０°となるように素材をカットすることが最も容易であるためである。
【０００５】
図７は、図６に示したクリーニングブレード８Ａの先端エッジ９Ａの近傍を拡大した図であり、この図ではトナーＴを模式的に拡大して示してある。図７から判るように、クリーニングブレード８Ａの先端面１１Ａの先端エッジ近傍の部分は、像担持体表面１０Ａから受ける摩擦力によって当該表面の移動方向Ａ１に引っ張られ、先端エッジ９Ａに近づくに従って、像担持体表面１０Ａとのなす角度が小さくなっている。ここで、像担持体表面上のトナーＴがクリーニングブレード８Ａの先端面１１Ａにおける符号１３Ａで示した接点でクリーニングブレード８Ａに接触したとする。このときトナーＴの粒子は、クリーニングブレード８Ａと像担持体表面１０Ａから外力を受ける。そこで、接点１３Ａにおいて、クリーニングブレード８ＡからトナーＴに加えられる力をＦとし、像担持体表面１０Ａの移動方向Ａ１と反対方向における力Ｆの分力をＦａ、トナーＴと像担持体表面１０Ａとの接点１４ＡにおいてトナーＴが像担持体表面から受ける像担持体表面移動方向における力をＦｐとしたとき、Ｆａ＞Ｆｐを満足させる必要がある。これを満足しないと、トナーＴがクリーニングブレード８Ａの先端エッジ９Ａをすり抜けてしまうおそれがあるからである。
【０００６】
接点１３Ａにおいてクリーニングブレード８Ａの先端面１１Ａに引いた接線と、像担持体表面１０Ａとのなす角度をθ１とすると、Ｆａ＞Ｆｐを満足させるべく、Ｆａを大きくするには、接点１３Ａにおいて、クリーニングブレード８ＡがトナーＴを押す力Ｆと、その分力Ｆａとのなす角度が小さくなればよく、このためには上述の角度θ１を９０°に近づければよい。ところが、クリーニングブレード８Ａの先端面１１Ａと側面１２Ａのなす角度α１（図６）が９０°であるため、角度θ１を９０°に近づけると、側面１２Ａと像担持体表面１０Ａとのなす角度が０°に近づき、当該側面１２Ａが像担持体表面１０Ａに接触するおそれがある。このような接触は、腹当りと称せられており、かかる腹当り現象が発生すると、クリーニングブレード８Ａが像担持体表面１０Ａに接触する面積が大きくなり、これによってクリーニングブレード８Ａが像担持体表面１０Ａに当接したときの単位面積当りの圧力が低下し、トナーＴに対するクリーニング不良が発生する。
【０００７】
上述した不具合は、被清掃体が像担持体以外のものであるときも同様に発生するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、従来よりもクリーニング性能を高めることのできるクリーニングブレードと、クリーニングブレードを有する画像形成装置と、同じくクリーニングブレードを有するプロセスカートリッジを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、弾性体により構成されていて、先端エッジが、移動する被清掃体表面に当接して該表面を清掃するクリーニングブレードにおいて、該クリーニングブレードが被清掃体表面に当接していない状態で、前記先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角であることを特徴とするクリーニングブレードを提案する（請求項１）。
【００１０】
また、本発明は、上記目的を達成するため、表面にトナー像が形成される像担持体と、該トナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニングブレードとを有し、該クリーニングブレードは、弾性体により構成され、かつその先端エッジが、移動する像担持体表面に当接して該表面を清掃するように構成されている画像形成装置において、前記クリーニングブレードが像担持体表面に当接していない状態で、前記先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角であることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項２）。
【００１１】
その際、前記像担持体がドラム状に形成され、該像担持体の内部に制振部材が設けられていると有利である（請求項３）。
【００１２】
また、上記請求項２又は３に記載の画像形成装置において、前記トナー像を形成するトナーとして、重合法により製造されたトナーが使用されていると有利である（請求項４）。
【００１３】
さらに、上記請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体は、その表面に低摩擦材料を有していると有利である（請求項５）。
【００１４】
また、上記請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布装置を有していると有利である（請求項６）。
【００１５】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、少なくとも、表面にトナー像が形成される像担持体と、該トナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニングブレードとが一体的に組み付けられたプロセスカートリッジであって、前記クリーニングブレードは、弾性体により構成され、かつその先端エッジが、移動する像担持体表面に当接して該表面を清掃するように構成されているプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニングブレードが像担持体表面に当接していない状態で、前記先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角であることを特徴とするプロセスカートリッジを提案する（請求項７）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、クリーニングブレードが画像形成装置に用いられた場合の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
図１は画像形成装置の一例を示す概略部分断面図である。ここに示した画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転駆動されるドラム状の感光体より成る像担持体１を有し、この像担持体１は帯電装置２によって所定の極性に帯電される。その帯電面に対して、図示していない露光装置からの書き込み光Ｌが照射され、これによって像担持体１に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置３によってトナー像として可視像化される。このようにして、像担持体１の表面にトナー像が形成される。一方、図示していない給紙装置から、例えば転写紙より成る最終記録媒体としての転写材Ｐが矢印Ｂ方向に給送され、転写装置４の作用によって、像担持体上のトナー像がこの転写材Ｐに転写される。像担持体１を離れた転写材Ｐは図示していない定着装置を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材Ｐ上に定着される。
【００１８】
トナー像を転写したあとの像担持体表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置５により除去され、次いでその像担持体表面は除電ランプ６からの光を照射されてその表面電位が初期化される。図１に示したクリーニング装置５は、クリーニングケース７と、基端部がこのクリーニングケース７に固定支持されたクリーニングブレード８を有しており、クリーニングブレード８は、トナー像を転写したあとの像担持体表面を清掃する用をなす。
【００１９】
図１に示した画像形成装置においては、感光体より成る像担持体１上のトナー像が直接、最終記録媒体としての転写材Ｐに転写されるように構成されているが、像担持体上のトナー像を中間転写体より成る転写材に転写し、そのトナー像を最終記録媒体としての転写材に転写するように構成することもできる。このように、転写材には、最終記録媒体のほかに中間転写体が含まれる。
【００２０】
図２は、図１に示した像担持体１とクリーニングブレード８の相対位置関係を示す説明図である。ここに示したクリーニングブレード８の基本構成は、図６及び図７に示した従来のクリーニングブレード８Ａと変わりはない。すなわち、このクリーニングブレード８も例えばゴムなどの弾性体より成る平板状に形成され、その先端エッジ９が、矢印Ａ方向に移動する被清掃体表面、この例では像担持体表面１０に当接して、その表面１０に付着した転写残トナーＴを掻き取り除去して当該表面１０を清掃する。このクリーニングブレード８も、像担持体表面１０の移動方向Ａに対してカウンタ向きに配置され、その先端エッジ９が、当該クリーニングブレード８の先端面１１と、像担持体表面１０に対向した側面１２の２つの面とが交差する稜線として形成されている。
【００２１】
ここで、クリーニングブレード８が従来のクリーニングブレード８Ａと異なるところは、当該クリーニングブレード８が被清掃体表面（この例では像担持体表面１０）に当接していない状態で、先端エッジ９を形成する２面、すなわち先端面１１と側面１２のなす角度αが鋭角となっている点である。図３は、図２に示したクリーニングブレード８の先端エッジ９の近傍を拡大して示す説明図であり、この図においても像担持体上の転写残トナーの粒子を模式的に拡大して示し、そのトナーに符号Ｔを付してある。このトナーＴは、クリーニングブレード８の先端面１１に接点１３において接触するものとする。またそのトナーＴがクリーニングブレード８から受ける力をＦ、像担持体表面１０の移動方向Ａと反対方向における力Ｆの分力をＦａ、トナーＴと像担持体表面１０との接点１４においてトナーＴが像担持体表面１０から受ける像担持体表面移動方向の力をＦｐとする。さらに、接点１３においてクリーニングブレード８の先端面１１に引いた接線と、像担持体表面１０とのなす角度をθとする。ここで、分力Ｆａを大きくして、Ｆａ＞Ｆｐを満足させるには、前述のように角度θを９０°近傍に設定すればよいが、このように角度θの値を大きく設定しても、角度αが９０°よりも小さいため、クリーニングブレード８の側面１２と像担持体表面１０とのなす角度が極端に小さくなることはない。このため、クリーニングブレード８の腹当り現象の発生を阻止でき、像担持体表面１０に対するクリーニングブレード８の単位面積当りの圧力の低下を阻止できる。このように支障なく角度θを９０°近くに設定し、効率よく転写残トナーを像担持体表面から除去することができ、クリーニングブレード８によるクリーニング性能を高めることができる。しかも、角度θを９０°近くに設定することにより、分力Ｆａと力Ｆとのなす角度が小さくなり、分力Ｆａが大きくなるので、像担持体表面１０に対して垂直な方向の力Ｆの分力Ｆｂが小さくなる。これにより、トナーＴと像担持体表面１０との接点１４において、トナーＴに作用する像担持体表面１０からの反力が減少し、その結果として像担持体表面からトナーＴに作用する摩擦が低くなり、Ｆｐが小さくなるので、Ｆａ＞Ｆｐの関係をより確実に満足させることができる。
【００２２】
ところで、先端エッジ９の角度αを鋭角に設定すると、クリーニングブレード８の先端部の厚みが従来のクリーニングブレード８Ａより薄くなり、像担持体１の回転中にクリーニングブレード８が大きな振幅でスティックスリップを起こし、これによって像担持体１が大きな異音を発生しやすくなる。そこで、図４に示すように、ドラム状に形成された像担持体１の内部に制振部材１５を設け、像担持体の振動、ひいてはその異音の発生を抑制できるように構成することが好ましい。制振部材１５を、振動吸収率の高い弾性体や、質量の大なる金属などから構成すると有利である。
【００２３】
また、図１に示した現像装置３によって像担持体表面１０にトナー像を形成するトナーとして、重合法により製造されたトナーを使用すると、当該トナーは、その粒径分布や帯電分布が均一であるため、高画質なトナー像を形成できる。ところが、かかるトナーの粒子は球形に近くなるため、一般にそのトナーをクリーニングブレードによって除去し難くなる。ところが、本例のクリーニングブレード８は前述の如く構成されているので、そのクリーニングブレード８によって、重合法により製造されたトナーも効率よく像担持体表面から掻き取ることができる。クリーニング不良の防止と高画質化を両立させることができる。
【００２４】
また、クリーニングブレード８の先端部の厚みが薄くなることにより、像担持体表面１０から受ける摩擦力によって、クリーニングブレード８が図５に破線で示すように反転するおそれがある。そこで、像担持体１が、その表面に低摩擦材料、例えばポリテトラフルオロエチレンを有しているように構成することが好ましい。これにより、クリーニングブレード８に対する像担持体表面の摩擦係数が低下し、クリーニングブレード８が反転することを阻止でき、常に高いクリーニング性能を維持することができる。同様の理由で、像担持体表面１０に潤滑剤を塗布する塗布装置を設けることもできる。例えば、図１に示すように塗布ブラシ１６を像担持体表面１０に接触させると共に、この塗布ブラシ１６に固形状の潤滑剤ブロック１７を当接させ、塗布ブラシ１６によって潤滑剤を少量ずつ削りながら、これを像担持体表面１０に塗布する。これによっても像担持体表面の摩擦係数を下げ、クリーニングブレード８の反転を防止することができる。潤滑剤としては、例えばステアリン酸亜鉛などを用いることができる。
【００２５】
また、少なくとも、表面にトナー像が形成される像担持体と、そのトナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニングブレードとを一体的に組み付けたプロセスカートリッジを構成することもできる。図１に示した画像形成装置においては、像担持体１と、その像担持体表面１０に当接した帯電ローラより成る帯電装置２と、現像装置３と、クリーニング装置５と、除電ランプ６とがケース１８に組み付けられて一体的なプロセスカートリッジ１９が構成され、そのプロセスカートリッジ１９が画像形成装置の本体筐体に着脱自在に装着されている。かかるプロセスカートリッジ１９の構成要素であるクリーニングブレード８が前述のように構成されているので、転写残トナーがそのクリーニングブレード８をすり抜けることを防止でき、これによって像担持体表面に当接した部材、例えば帯電ローラの周面にトナーが付着し、その帯電ローラの寿命が縮められる不具合を防止できる。このため、プロセスカートリッジ自体の寿命を長くすることができる。
【００２６】
以上、像担持体が表面にトナー像を形成される感光体より成る場合についての具体例を説明したが、像担持体が、感光体からトナー像を転写されて当該トナー像を形成される中間転写体であるときも、本発明を適用でき、前述の各構成をそれぞれ採用することができる。さらに、被清掃体が像担持体以外のものであるときも、本発明を適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、クリーニングブレードによるクリーニング性能を、従来よりも効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示した像担持体とクリーニングブレードとの位置関係を説明する図である。
【図３】図２に示したクリーニングブレードの先端エッジ近傍の拡大図である。
【図４】像担持体内に制振部材を設けた例を示す断面図である。
【図５】クリーニングブレードが反転することを説明する図である。
【図６】従来のクリーニングブレードを示す図である。
【図７】図６に示したクリーニングブレードの先端エッジ近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１　像担持体
８　クリーニングブレード
９　先端エッジ
１０　像担持体表面
１１　面
１２　面
１５　制振部材
１９　プロセスカートリッジ
Ｐ　転写材
Ｔ　トナー
α　角度

Claims (7)

1. 弾性体により構成されていて、先端エッジが、移動する被清掃体表面に当接して該表面を清掃するクリーニングブレードにおいて、該クリーニングブレードが被清掃体表面に当接していない状態で、前記先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角であることを特徴とするクリーニングブレード。
2. 表面にトナー像が形成される像担持体と、該トナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニングブレードとを有し、該クリーニングブレードは、弾性体により構成され、かつその先端エッジが、移動する像担持体表面に当接して該表面を清掃するように構成されている画像形成装置において、前記クリーニングブレードが像担持体表面に当接していない状態で、前記先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角であることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記像担持体がドラム状に形成され、該像担持体の内部に制振部材が設けられている請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー像を形成するトナーとして、重合法により製造されたトナーが使用されている請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、その表面に低摩擦材料を有している請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する塗布装置を有している請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 少なくとも、表面にトナー像が形成される像担持体と、該トナー像を転写材に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニングブレードとが一体的に組み付けられたプロセスカートリッジであって、前記クリーニングブレードは、弾性体により構成され、かつその先端エッジが、移動する像担持体表面に当接して該表面を清掃するように構成されているプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニングブレードが像担持体表面に当接していない状態で、前記先端エッジを形成する２面のなす角度が鋭角であることを特徴とするプロセスカートリッジ。

Images