JP2005326459A - Cleaning member, cleaning device, process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材と、そのクリーニング部材を有するクリーニング装置と、該クリーニング装置を具備するプロセスカートリッジと、該クリーニング装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention includes a support plate and an elastic blade bonded to each other, a cleaning member that presses the elastic blade against a member to be cleaned to clean the member to be cleaned, a cleaning device having the cleaning member, The present invention relates to a process cartridge including a cleaning device and an image forming apparatus including the cleaning device or the process cartridge.
上記形式のクリーニング部材は従来より周知であり、特に、電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその複合機などとして構成される画像形成装置に広く採用されている。 The above-mentioned type of cleaning member has been well known, and has been widely adopted in an image forming apparatus configured as an electronic copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof.
図10は、従来のクリーニング部材1Aの一例を示す概略図である。ここに示したクリーニング部材1Aは、互いに接合された支持板2Aと弾性ブレード3Aとを有し、その弾性ブレード3Aが被清掃体の一例である感光体4Aの表面に圧接し、矢印A方向に移動する感光体表面に付着した転写残トナーTを掻き取り除去する。弾性ブレード3Aは、例えばポリウレタンエラストマーより成り、支持板2Aは、例えば金属板より成る。ここで感光体4Aの表面に対向する側の支持板2Aの面を支持板表面5Aと称し、感光体表面に対向した側と反対側の弾性ブレード3Aの面をブレード背面6Aと称することにすると、弾性ブレード3Aは、そのブレード背面6Aの基端側の部分7Aが支持板表面5Aに接合され、ブレード背面6Aの先端側の部分8Aは、支持板2Aに接合されず、その支持板2Aの先端面9Aよりも感光体4Aの側へ突出している。
FIG. 10 is a schematic view showing an example of a conventional cleaning member 1A. The cleaning member 1A shown here has a support plate 2A and an
弾性ブレード3Aは感光体4Aの表面に対して加圧されているので、該弾性ブレード3Aは感光体表面から反力Nを受け、これによって弾性ブレード3Aは曲げ変形する。このとき、この弾性ブレード3Aは、図11に誇張して示すように、その基端側の部分7Aと先端側の部分8Aとの境界部10Aのところで急激に折れ曲がった状態に曲げ変形する。このため、弾性ブレード3Aのブレード背面6Aと反対側のブレード表面11Aが感光体4Aに対して大きな面積ARで接触する。弾性ブレード3Aが感光体表面に腹当て状態で接触するのである。このようになると、感光体4Aに対する弾性ブレード3Aの単位面積当りの圧力が小さくなり、感光体4Aを清掃する能力、すなわちクリーニング性能が低下する。特に、トナーが円形度の高い球形トナーであると、このトナーが弾性ブレード3Aに接触したとき回転し、当該トナーが回転しながら弾性ブレード3Aと感光体表面との間に入り込み、次いでここを擦り抜けてしまうおそれがあり、感光体4Aに対するクリーニング性能の低下が顕著となる。
Since the
そこで、図12に示すクリーニング部材1Bが提案されている(例えば特許文献1参照)。このクリーニング部材1Bも互いに接合された弾性ブレード3Bと支持板2Bとを有しており、この弾性ブレード3Bには溝12Bが形成され、この溝12Bに支持板2Bが嵌合し、当該溝12Bを区画する面の全体が支持板2Bに接合されている。かかるクリーニング部材1Bの弾性ブレード3Bも、感光体4Bの表面から反力Nを受けるので、該弾性ブレード3Bが矢印M方向に曲げ変形しようとする。ところが、この弾性ブレード3Bの溝12Bの底面は支持板2Bの先端面9Bに突き当って接合されているので、弾性ブレード3Bが矢印M方向に曲げ変形しようとしたとき、溝12Bの底面が弾性ブレード2Bの先端面9Bに受け止められる。このため、弾性ブレード3Bが、図11に示した弾性ブレード3Aの如く局所的に大きく折れ曲がるように曲げ変形することはなく、ブレード表面11Bが感光体表面に特に大きな面積で接触することはない。
Therefore, a cleaning member 1B shown in FIG. 12 has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The cleaning member 1B also has an
ところが、溝12Bに嵌合した支持板2Bの背面13Bも弾性ブレード3Bの溝12Bの面14Bに接合されているので、弾性ブレード3Bが矢印M方向に曲げ変形しようとしたとき、溝12Bの面14Bが支持板背面13Bに対して矢印B方向に滑ることができない。このため、弾性ブレード3Bが曲げ変形することが妨げられ、当該弾性ブレード3Bの曲げ変形量が極くわずかなものに抑えられる。支持板背面13Bが弾性ブレード3Bの溝12Bの面14Bに一体に接合されていることにより、弾性ブレード3Bの曲げ変形が強く抑制されるのである。このように、弾性ブレード3Bの曲げ変形量が少なくなると、図11に示した例の場合と逆に、感光体表面に対する弾性ブレード3Bの接触面積が過度に小さくなり、弾性ブレード3Bが感光体4Bの表面に対して均一な圧力で接触できなくなる。感光体表面に対する弾性ブレード3Bの当接圧がその長手方向(図12の紙面に垂直な方向)に亘って一定とならず、大きくばらついてしまうのである。これにより、弾性ブレード3Bによる転写残トナーの除去効率が低下し、特にトナーが球形トナーより成るときは、クリーニング部材1Bのクリーニング性能の低下が顕著となる。
However, since the
上述のように、感光体表面のクリーニング性能を高めるには、弾性ブレードを適度に曲げ変形させ、感光体表面と弾性ブレードとの接触面積を適度な大きさに設定し、感光体表面に対する弾性ブレードの圧接力を高めると共に、弾性ブレードを感光体表面に均一な圧力で圧接させる必要があるが、図10に示したクリーニング部材によると、感光体表面に対する接触面積が過度に大きくなり、その単位面積当りの圧力が小さくなりすぎて感光体に対するクリーニング性能が低下する。逆に図12に示したクリーニング部材の場合には、その弾性ブレードが充分に曲げ変形できず、この弾性ブレードが感光体表面に均一に接触できなくなり、やはり感光体表面に対するクリーニング性能が低下する。このことは、被清掃体が感光体以外の物であるときも同様に言えることである。 As described above, in order to improve the cleaning performance of the photosensitive member surface, the elastic blade is appropriately bent and deformed, the contact area between the photosensitive member surface and the elastic blade is set to an appropriate size, and the elastic blade with respect to the photosensitive member surface is set. 10 and the elastic blade must be brought into pressure contact with the surface of the photosensitive member with a uniform pressure. However, according to the cleaning member shown in FIG. 10, the contact area with the surface of the photosensitive member becomes excessively large and the unit area thereof is increased. The contact pressure becomes too small, and the cleaning performance for the photoreceptor is lowered. On the other hand, in the case of the cleaning member shown in FIG. 12, the elastic blade cannot be sufficiently bent and deformed, and the elastic blade cannot uniformly contact the surface of the photoreceptor, and the cleaning performance with respect to the surface of the photoreceptor is also lowered. This is also true when the object to be cleaned is something other than the photoreceptor.
本発明の目的は、被清掃体に対する弾性ブレードの当接圧を高め、しかも弾性ブレードを均一な圧力で被清掃体に圧接させることのできるクリーニング部材と、該クリーニング部材を有するクリーニング装置と、該クリーニング装置を具備するプロセスカートリッジと、そのクリーニング装置ないしはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to increase the contact pressure of the elastic blade against the object to be cleaned, and to press the elastic blade against the object to be cleaned with a uniform pressure, a cleaning device having the cleaning member, It is an object of the present invention to provide a process cartridge having a cleaning device and an image forming apparatus having the cleaning device or process cartridge.
本発明は、上記目的を達成するため、互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材において、前記被清掃体に対向する側の支持板の面を支持板表面とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレードの面をブレード背面としたとき、該弾性ブレードは、そのブレード背面の基端側の部分だけが支持板表面に接合され、支持板表面には接合されていないブレード背面の先端側の部分と、支持板の先端面とに補強弾性体が接合されていることを特徴とするクリーニング部材を提案する(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cleaning member that includes a support plate and an elastic blade that are joined together, and that cleans the object to be cleaned by pressing the elastic blade against the object to be cleaned. When the surface of the support plate facing the body is the surface of the support plate and the surface of the elastic blade opposite to the side facing the body to be cleaned is the blade back surface, the elastic blade is the base end side of the blade back surface. And a reinforcing elastic body is bonded to the tip side of the back surface of the blade that is not bonded to the surface of the support plate and the tip surface of the support plate. A member is proposed (claim 1).
また、上記請求項1に記載のクリーニング部材において、前記支持板表面と反対側の支持板の面を支持板背面としたとき、該支持板背面に面する領域には弾性ブレードと補強弾性体のいずれの部分も配置されていないと有利である(請求項2)。
Further, in the cleaning member according to
さらに、上記請求項1又は2にに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体が板状弾性体より成ると有利である(請求項3)。
Further, in the cleaning member according to
また、上記請求項1又は2に記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体が弾性接着剤より成ると有利である(請求項4)。
In the cleaning member according to
さらに、上記請求項1乃至4のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体の幅は、クリーニング部材の長手方向に亘ってほぼ一定となっていると有利である(請求項5)。
Furthermore, in the cleaning member according to any one of
また、上記請求項1乃至5のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体の幅は、前記ブレード背面の先端側の部分の幅よりも小さく設定されていると有利である(請求項6)。
In the cleaning member according to any one of
さらに、上記請求項6に記載のクリーニング部材において、前記弾性ブレードの厚さをt1、該弾性ブレードの厚さと前記補強弾性体の厚さを合せた合計厚さをt2、前記支持板の厚さをt3としたとき、t3+t1≧t2>t1を満たすように各厚さを設定すると有利である(請求項7)。 Furthermore, in the cleaning member according to claim 6, the thickness of the elastic blade is t 1 , the total thickness of the elastic blade and the thickness of the reinforcing elastic body is t 2 , When the thickness is t 3 , it is advantageous to set each thickness so as to satisfy t 3 + t 1 ≧ t 2 > t 1 (Claim 7).
また、上記請求項6に記載のクリーニング部材において、前記弾性ブレードの厚さをt1、該弾性ブレードの厚さと前記補強弾性体の厚さを合せた合計厚さをt2、前記支持板の厚さをt3としたとき、t3+t1≦t2を満たすように各厚さが設定されていると有利である(請求項8)。 Further, the cleaning member according to the claim 6, the thickness of the elastic blade t 1, t 2 the total thickness of the combined thickness of the thickness and the reinforcing elastic member of the elastic blade, the support plate It is advantageous that each thickness is set so as to satisfy t 3 + t 1 ≦ t 2 when the thickness is t 3 (claim 8).
さらに、上記請求項1乃至8のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記被清掃体に対向した側の弾性ブレードの面をブレード表面とし、該ブレード表面と、弾性ブレードが被清掃体表面に接した位置に引いた接線との成す角度をθ1、前記支持板の先端面に対向する補強弾性体の後端面の上端と被清掃体に対する弾性ブレードの圧接部を結ぶ線と、前記ブレード表面との成す角度をθ2としたとき、θ1≦θ2を満たすように各角度を設定すると有利である(請求項9)。
The cleaning member according to any one of
また、上記請求項1乃至9のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体のJIS A硬度は、前記弾性ブレードのJIS A硬度以上の大きさに設定されていると有利である(請求項10)。
In the cleaning member according to any one of
さらに、上記請求項1、2及び5乃至9のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体が金属箔より成ると有利である(請求項11)。
Further, in the cleaning member according to any one of
さらに、上記請求項1乃至11のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記弾性ブレードのJIS A硬度が65°乃至80°であると有利である(請求項12)。
Furthermore, in the cleaning member according to any one of
また、上記請求項1乃至12のいずれかに記載のクリーニング部材において、常温(24℃±3℃)における弾性ブレードの反発弾性係数は30%以下であり、10℃から40℃への温度変化に伴う弾性ブレードの反発弾性係数の変化率は350%以下であると有利である(請求項13)。
In the cleaning member according to any one of
さらに、上記請求項1乃至13のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記ブレード背面に接合されている面と反対側の補強弾性体の面と、前記支持板の先端面とに接合された補強部材を具備すると有利である(請求項14)。
The cleaning member according to any one of
また、上記請求項1乃至13のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記支持板の先端面に対向する補強弾性体の後端面と、前記支持板背面とに接合された補強部材を具備すると有利である(請求項15)。
The cleaning member according to any one of
さらに、上記請求項14又は15に記載のクリーニング部材において、前記補強部材のヤング率は、前記補強弾性体のヤング率よりも大きく設定されていると有利である(請求項16)。 Furthermore, in the cleaning member according to claim 14 or 15, it is advantageous that the Young's modulus of the reinforcing member is set larger than the Young's modulus of the reinforcing elastic body (Claim 16).
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項1乃至16のいずれかに記載のクリーニング部材を具備するクリーニング装置を提案する(請求項17)。
In order to achieve the above object, the present invention proposes a cleaning device comprising the cleaning member according to any one of
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、少なくとも、請求項17に記載のクリーニング装置と、該クリーニング装置によって清掃される像担持体が一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを提案する(請求項18)。
In order to achieve the above object, at least the cleaning device according to
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項17に記載のクリーニング装置を具備する画像形成装置を提案する(請求項19)。 In order to achieve the above object, the present invention proposes an image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 17 (claim 19).
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、請求項18に記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置を提案する(請求項20)。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention proposes an image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 18 (claim 20).
本発明によれば、被清掃体に対する弾性ブレードの当接圧を高め、しかも弾性ブレードを均一な圧力で被清掃体に圧接させることができ、被清掃体に対するクリーニング性能を向上させることができる。 According to the present invention, the contact pressure of the elastic blade with the object to be cleaned can be increased, and the elastic blade can be brought into pressure contact with the object to be cleaned with a uniform pressure, so that the cleaning performance for the object to be cleaned can be improved.
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は画像形成装置の一例を示す概略断面図であり、その本体15内には、ドラム状の感光体4より成る像担持体が配置されている。この感光体4は、矢印A方向に回転駆動され、このとき、帯電装置16によって感光体表面が所定の極性に帯電される。その帯電面に、露光装置17から出射した光変調されたレーザ光Lが照射され、これによって感光体4に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置18によってトナー像として可視像化される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an image forming apparatus, and an image carrier made up of a drum-shaped
一方、画像形成装置本体15内の下方領域には、給紙カセット19と、給紙ローラ20とを有する給紙装置21が配置され、その給紙カセット19に収容された記録紙Pが給紙ローラ20の回転によって矢印C方向に送り出される。この記録紙Pは、一対の支持ローラ22,24に巻き掛けられて矢印D方向に回転駆動される転写ベルト23と感光体4との間に送り込まれ、このとき転写ローラを兼ねる支持ローラ22に転写電圧が印加されることにより感光体4上のトナー像が記録紙Pに転写される。トナー像を転写された記録紙Pは、さらに転写ベルト23に担持されて搬送され、定着装置25を通過する。このとき、記録紙P上のトナー像がその記録紙に定着される。定着装置25を通過した記録紙Pは、画像形成装置本体外の排紙トレイ26上に排出される。転写ベルト23に付着したトナーや紙粉は、ベルト用のクリーニング装置27によって除去される。
On the other hand, a
記録紙Pに転写されずに感光体4上に残った転写残トナーは、クリーニング装置28のクリーニング部材1によって感光体4の表面から掻き取り除去される。感光体4から除去されたトナーは、クリーニング装置28のケーシング29内に配置されたトナー搬送部材30によってケーシング外に搬送される。クリーニング装置28により表面を清掃された感光体表面は、除電ランプ31によって除電作用を受け、その表面電位が初期化される。
Untransferred toner remaining on the
上述のクリーニング装置28のクリーニング部材1は、図2及び図3にも示すように、互いに接合された支持板2と弾性ブレード3とを具備している。支持板2は、図3に示すように、その長手方向LLに細長く延びた薄板状に形成され、例えば金属又は硬質樹脂などの高剛性材料により構成されている。また弾性ブレード3は、例えばポリウレタンエラストマーなどの弾性材料により構成されている。図1に示すように、支持板2の基端部32がクリーニング装置28のケーシング29に固定され、図2に示すように弾性ブレード3の先端エッジ部が被清掃体の一例を構成する感光体4の表面に圧接し、矢印A方向に移動する感光体表面に付着した転写残トナーTを除去して該感光体を清掃する。弾性ブレード3は、感光体4の移動方向、すなわち矢印A方向に対してカウンタ向きの姿勢で該感光体4の表面に圧接している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the cleaning
本例のクリーニング部材1は、その支持板3の基端部32がクリーニング装置28のケーシング29に固定されているが、クリーニング部材1が図1に矢印Eで示した方向に揺動できるように該クリーニング部材1をケーシング29に対して支持し、またクリーニング部材1が感光体4の軸方向に揺動するように該クリーニング部材1をケーシング29に支持することもできる。
In the cleaning
ここで、図2に示すように、被清掃体を構成する感光体4の表面に対向する側の支持板2の面を支持板表面5とし、その支持板表面5と反対側の支持板2の面を支持板背面13とする。さらに、支持板2の基端部32と反対側の自由端側の端面を支持板2の先端面9と称することにする。また、被清掃体の一例である感光体4に対向した側の弾性ブレード3の面をブレード表面11とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレード3の面をブレード背面6とする。さらにブレード背面6のうちの感光体表面から離れた側の部分をブレード背面6の基端側の部分7とし、感光体表面に近い側の部分をブレード背面6の先端側の部分としたとき、弾性ブレード3は、そのブレード背面6の基端側の部分7だけが支持板表面5に接合され、支持板表面5には接合されていないブレード背面6の先端側の部分8と、支持板2の先端面9とに補強弾性体41が接合されている。図2及び図3に示したクリーニング部材1においては、補強弾性体41が板状弾性体より成る。かかる板状弾性体は、弾性ブレード3と同等の材料で構成することもできるが、安価な天然ゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムなどのゴム材を使用することもできる。
Here, as shown in FIG. 2, the surface of the
支持板2と弾性ブレード3と補強弾性体41とを接合するには、接着剤を用いることもできるし、一体成形により接合することもできる。接着剤を用いる場合には、例えば、ポリウレタンエラストマーから成る板状の成形物を所定寸法に裁断して短冊状の弾性ブレード3を得、この弾性ブレード3に接着剤を介して鋼製の支持板2を接着一体化すると共に、その支持板2と弾性ブレード3に板状弾性体より成る補強弾性体41を接着剤により一体に接合する。また、弾性ブレード3を支持板2に一体成形するには、例えば、支持板2に接着剤を塗布すると共に、その接着剤を乾燥させておき、かかる支持板2を金型にセットし、次いでその金型内にポリウレタンエラストマー形成液を入れてこれを架橋硬化させ、その支持板2と弾性ブレード3に補強弾性体41を接着剤により一体に接合する。
In order to join the
図2に示すように、クリーニング部材1は、その弾性ブレード3の先端エッジ部が感光体表面に圧接しているので、弾性ブレード3は感光体表面から反力Nを受けて矢印M方向に曲げ変形する。このとき、弾性ブレード3のブレード背面6と、支持板2の先端面9には、補強弾性体41が一体に接合されているので、弾性ブレードが曲げ変形したとき、補強弾性体も曲げ変形する。このため、支持板2の先端面9に接合した補強弾性体41の後端面35が支持板2の先端面9に力Fを及ぼし、この力Fは先端面9によって受け止められる。このため、図11に示した弾性ブレード3Aの如く、局部的に大きく折れ曲がるように曲げ変形することはなく、感光体表面に対する弾性ブレード3の接触面積が過度に大きくなって、感光体4に対する弾性ブレード3の単位面積当りの圧力が過度に小さくなることはない。補強弾性体41が鎹の機能を果たし、弾性ブレード3が局部的に折れ曲がることを阻止するのである。このようにして、感光体4に対する弾性ブレード3の単位面積当りの圧力を大きく保ち、高いクリーニング性能を確保できるのである。しかも、支持板背面13には弾性ブレード3が接合していないので、図12に示した弾性ブレード3Bのように、弾性ブレード3の曲げ変形を妨げるものがない。このため、弾性ブレード3は適度に曲げ変形し、感光体表面に対する弾性ブレード3の接触面積が小さくなりすぎることを阻止できる。また、補強弾性体41は、ゴムなどの弾性材より成るので、弾性ブレード3の適正な曲げ変形が阻害されることはない。このようにして、弾性ブレード3をその長手方向LL全体に亘って均一な圧力で感光体表面に圧接させることができる。弾性ブレード3の曲げ変形量が大きすぎたり小さすぎたりすることを阻止し、画像形成装置において使用されるトナーが球形トナーであるときも、感光体表面に付着した転写残トナーTを効率よく除去することができるのである。
As shown in FIG. 2, the cleaning
図4に示したクリーニング部材1は、その補強弾性体41が弾性接着剤より成る。弾性接着剤としては、例えば、シリコーン変性ポリマー系、ウレタン系、エポキシ系などの一液性、二液性の何れの物も使用できる。互いに一体に接合された支持板2の先端面9と、弾性ブレード3のブレード背面6とのコーナ部に、ディスペンサによって容易に塗布できる液状の接着剤を用い、その塗布後に、当該接着剤を硬化させるようにすると、簡単に弾性接着剤によって補強弾性体41を構成することができる。補強弾性体41として弾性接着剤を使用することで、弾性ブレード3の適度な曲げ変形を保証できると共に、接着剤の塗布後に、これが硬化収縮する際、その収縮率が小さいため、弾性ブレード3がうねった状態に変形せず、その平面性と真直性を維持できる。図4に示したクリーニング部材1の他の構成と、その基本的な作用は、図1乃至図3に示したクリーニング部材と変りはない。よって、図2に付した各部分に対応する図4における各部分には、図2に付した符号と同一の符号を付して同一部分についての説明は省略する。
In the cleaning
また、本例のクリーニング部材1においては、図2及び図4に示すように、支持板背面13に面する領域Sには、弾性ブレード3と補強弾性体41のいずれの部分も配置されていない。支持板背面13に、弾性ブレード3や補強弾性体41が接合されていないだけでなく、その支持板背面13に面する領域Sに、弾性ブレード3と補強弾性体41が存在しないのである。このため、図12に示した弾性ブレード3Bよりも少量の材料で弾性ブレード3を構成することが可能となり、弾性ブレード3の製造コストを低減することができる。
Further, in the cleaning
また、図3に示すように、補強弾性体41の幅W1は、クリーニング部材1の長手方向LLに亘ってほぼ一定となっている。この構成は、図4に示したクリーニング部材1のように補強弾性体41が弾性接着剤より成り、或いは後述するように金属箔より成るときも採用できる。かかる構成によって、弾性ブレード3が、その長手方向LL全体に亘って感光体表面により一層均一に圧接することができ、均一なクリーニング性能が得られる。
Further, as shown in FIG. 3, the width W <b> 1 of the reinforcing
さらに、図2及び図4に示すように、補強弾性体41の幅W1は、ブレード背面6の先端側の部分8の幅W2よりも小さく設定されている。このため、弾性ブレード3と補強弾性体41の全体を1つの弾性体と考えたとき、その弾性体の先端側の厚さが薄くなる。これにより、矢印A方向に移動する感光体4上の転写残トナーTをクリーニング部材1が除去しているとき、その弾性ブレード3がスティックスリップを起こすことを防止でき、安定したクリーニング性能を維持することができる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the width W <b> 1 of the reinforcing
また、図2及び図4に示したクリーニング部材1においては、補強弾性体41の先端面42がテーパ状に形成され、補強弾性体41の厚さが弾性ブレード3のブレード背面6に向けて徐々に小さくなっているので、弾性ブレード3が局部的に折れ曲がるように曲げ変形することをより確実に防止することができる。
Further, in the cleaning
図5及び図6にクリーニング部材の他の例を示す。ここに示したクリーニング部材1も、その基本構成は図2及び図3に示したクリーニング部材と変りはない。よって、図2に示した各部分に対応する図5及び図6における各部分には、図2に付した符号と同一の符号を付し、同一部分についての説明は省略する。
5 and 6 show other examples of the cleaning member. The basic structure of the cleaning
ここで、図5及び図6に示すように、弾性ブレード3の厚さをt1、その弾性ブレード3の厚さと補強弾性体41の厚さを合せた合計厚さをt2、支持板2の厚さをt3としたとき、図5に示したクリーニング部材1は、t3+t1≧t2>t1を満たすように、その各厚さが設定されている。このように構成することにより、弾性ブレード3の厚さと補強弾性体41の厚さを合せた合計厚さt2を薄くすることができる。
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the thickness of the
一方、図6に示したクリーニング部材1においては、t3+t1≦t2を満たすようにその各厚さが設定されている。これにより、合計厚さt2を大きくすることができるので、支持板2の先端面9に対向した補強弾性体41の後端面35の面積を大きくすることができ、これによって支持板2の先端面9が、より確実に、かつ安定して補強弾性体41の後端面35を受け止めることができる。弾性ブレード3が局部的に折れ曲がった状態に曲げ変形することを、より一層確実に防止することができるのである。
On the other hand, in the cleaning
図6に示すように、被清掃体の一例である感光体4の表面に対向する側の弾性ブレード3の面であるブレード表面11と、弾性ブレード3が感光体表面に接した位置に引いた接線との成す角度をθ1、支持板2の先端面9に対向する補強弾性体41の後端面35の上端と感光体表面に対する弾性ブレード3の圧接部を結ぶ線と、ブレード表面11との成す角度をθ2としたとき、図6に示したクリーニング部材1においては、θ1≦θ2を満たすように各角度が設定されている。このように、角度θ2が大きくなれば、補強弾性体41の後端面35の面積が大きくなり、上述したところと同じ理由によって、弾性ブレード3が局部的に折れ曲がった状態で曲げ変形することをより確実に防止することができる。弾性ブレード3が感光体表面に対して腹あたり状態となることを防止でき、しかも弾性ブレード3の巻き込みも防止でき、これにより、安定したクリーニング性能を得ることができるのである。角度θ2は20°乃至30°であることが望ましい。
As shown in FIG. 6, the blade surface 11 which is the surface of the
一方、角度θ1は15°乃至25°であることが好ましい。角度θ1が15°よりも小さいと、弾性ブレード3は感光体表面に腹当りとなって先端エッジ部が滑り、転写残トナーTをせき止める力がなくなるおそれがある。逆に角度θ1が25°よりも大きくなると、感光体表面と弾性ブレード3との摩擦力によって、弾性ブレード3が巻き込まれるおそれがある。弾性ブレード3が巻き込まれると、クリーニング不良が発生するだけでなく、電子写真システムが成立せずに異常状態となる。
On the other hand, the angle θ 1 is preferably 15 ° to 25 °. If the angle theta 1 is less than 15 °, the
さらに、補強弾性体41のJIS A硬度が、弾性ブレード3のJIS A硬度以上に設定されていることが好ましい。これにより、弾性ブレードが局部的に折れ曲がった状態に曲げ変形して該弾性ブレードが感光体表面に腹当りすることをより確実に防止することができる。なお、JIS A硬度はヤング率に換算できるものであり、Eをヤング率、HsをJIS A硬度としたとき、両者の関係は次式で表わされる。
E=(7.32+Hs)/(0.454×(100−Hs))〔Mpa〕
Furthermore, it is preferable that the JIS A hardness of the reinforced
E = (7.32 + Hs) / (0.454 × (100−Hs)) [Mpa]
また、補強弾性体41を、厚さが例えば0.05〜0.5mmの金属箔によって構成することもできる。
Moreover, the reinforcement
図2乃至図6に示した弾性ブレード3のJIS A硬度と、感光体表面に対する弾性ブレード3の線圧の関係の一例を図7に示す。実線aはJIS A硬度90°の弾性ブレードであり、一点鎖線bはJIS A硬度80°の弾性ブレードである。また破線cはJIS A硬度70°の弾性ブレードを示し、二点鎖線dはJIS A硬度60°の弾性ブレードを示している。この図から弾性ブレード3の硬度が高くなると、線圧が大きくなることが判る。すなわち、弾性ブレード3の硬度が高いと、弾性ブレード3の感光体4に対する食い込み量がわずかでも、大きな線圧が得られるのである。しかし、弾性ブレード3の真直度や感光体自身の真直度のばらつきから、弾性ブレード3を高硬度にすると、弾性ブレード3と感光体表面との接触むらが発生し、線圧は高いがクリーニングむらを生じる結果となる。また、弾性ブレード3の硬度が80°以上になると、弾性ブレード自身がクリープを起こし、初期には高線圧が得られるが、時間の経過と共に線圧が低下し、弾性ブレードの弾性力が低下する。
An example of the relationship between the JIS A hardness of the
一方、弾性ブレード3の硬度が低いと、食い込み量に対する線圧変化が小さくなり線圧のばらつきが低減するが、線圧を高めるには弾性ブレードを大きく食い込ませなければならない。弾性ブレード3の硬度が低い上に、食い込み量を大きくすると、感光体に対する弾性ブレードの接触面積が大きくなり、圧力分布が平坦となる。これらのことから、弾性ブレード3のJIS A硬度が65°乃至80°が適正で、かつ線圧は40乃至120gf/cmが好適であり、これによって高いクリーニング性能が得られる。
On the other hand, when the hardness of the
ところで、弾性ブレード3の反発弾性は、該弾性ブレード3が転写残トナーをクリーニングするときに、その弾性ブレードに接触しているトナーを跳ね返す作用がある。非球形である粉砕トナーを感光体表面から除去するときは、弾性ブレードの反発弾性が大きい方が、トナーを跳ね返すことができるので、クリーニング能力を高めることができる。ところが、球形トナーは、弾性ブレードによって跳ね返される前に、弾性ブレードと感光体との間に潜り込むので、弾性ブレードの反発弾性が大きくとも、トナーの除去効率を高めることはできない。むしろ、弾性ブレードの反発弾性が小さい方が、感光体表面に接触した弾性ブレード下面を球形トナーが通過し難くなり、そのクリーニング性能が向上する。このように、トナーとして球形トナーを用いる場合には、低反発弾性の弾性ブレード3を用いることが好ましい。弾性ブレード3の反発弾性を下げるには、例えば、弾性ブレード3を構成するポリウレタン成分のハードセグメントを多くすればよい。
By the way, the rebound resilience of the
その際、弾性ブレード3の反発弾性係数は温度の上昇と共に高くなる傾向にあるので、温度変化に伴う反発弾性係数の変化率も考慮に入れる必要がある。実験によると、24℃±3℃を常温としたとき、その常温における弾性ブレードの反発弾性係数が30%以下であり、10℃から40℃への温度変化に伴う弾性ブレードの反発弾性係数の変化率が350%以下であると、環境の変化に左右されずに高いクリーニング性能が得られた。
At that time, since the rebound resilience coefficient of the
図8は温度変化に対する反発弾性係数の変化の一例を示説明図である。図8に曲線e,f,g,hで示した弾性ブレードのうち、曲線eで示した弾性ブレードは、常温時の反発弾性係数が30%以下であり、かつ10度℃から40℃への温度変化に伴う反発弾性係数の変化率が350%以下であるので、かかる弾性ブレードを用いることが好ましい。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a change in the rebound resilience coefficient with respect to a temperature change. Among the elastic blades indicated by the curves e, f, g, and h in FIG. 8, the elastic blade indicated by the curve e has a rebound resilience coefficient of 30% or less at normal temperature and from 10 ° C. to 40 ° C. Since the rate of change of the rebound resilience coefficient accompanying temperature change is 350% or less, it is preferable to use such an elastic blade.
また、図5に示すように、ブレード背面6に接合されている面と反対側の補強弾性体41の面43と、支持板2の先端面9とに接合された補強部材37を設けると、支持板2の先端面9が補強弾性体41の後端面35から力Fを受けるだけでなく、弾性ブレード3に固定された補強部材37からも力を受けるので、支持板2が補強弾性体41をより確実に受け止めることができ、弾性ブレード3が局部的に折れ曲がるように曲げ変形することをより一層確実に防止できる。
Further, as shown in FIG. 5, when a reinforcing
また、図6に示すように、支持板2の先端面9に対向する補強弾性体41の後端面35と、支持板背面13とに接合された補強部材38を設けると、補強弾性体41の後端面35からの力Fが、補強部材38によっても受け止められるので、弾性ブレード3が局部的に折れ曲がるように曲げ変形することをより一層確実に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 6, when a reinforcing
上述の補強部材37,38として、接着剤を用いることもできる。また、これらの補強部材37,38の剛性が低いと、上述した作用を確実に得ることはできない。従って、補強部材37,38のヤング率を補強弾性体41ののヤング率よりも大きく設定することが好ましい。より具体的に示すと、補強弾性体41のヤング率が60乃至150kgf/cm2である場合、補強部材37,38として10000乃至30000kgf/cm2のヤング率を有するエポキシ樹脂を使用する。かかる樹脂を塗布して補強部材37,38を構成することができる。
An adhesive may be used as the reinforcing
ところで、図1に示した画像形成装置においては、感光体4と、帯電装置16と、現像装置18と、クリーニング装置28と、除電ランプ31とが、ユニットケース39に一体的に組み付けられたプロセスカートリッジ40として構成され、そのプロセスカートリッジ40が画像形成装置本体15に着脱可能に装着されている。プロセスカートリッジ40を構成する要素は、図1に示した例に限らず、適宜選択できる。要は、プロセスカートリッジは、少なくとも、前述の如く構成されたクリーニング部材1を有するクリーニング装置28と、そのクリーニング装置28によって清掃される像担持体が一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるものである。
Incidentally, in the image forming apparatus shown in FIG. 1, the process in which the
像担持体は、前述の例のように感光体である場合と、感光体からトナー像が転写される中間転写体である場合とがある。後者の中間転写体を有する画像形成装置においては、その中間転写体上のトナー像を記録紙に転写した後に、当該中間転写体上に付着する転写残トナーを、前述のクリーニング部材1によって除去する。また、本発明に係るクリーニング部材によりクリーニングされる被清掃体としては、上述の感光体と中間転写体のほかに、図1に示した転写ベルト23を挙げることができる。かかる転写ベルト23が、上述したクリーニング部材1と同様に構成されたクリーニング部材101を有するクリーニング装置27によってクリーニングされるのである。
The image carrier may be a photosensitive member as in the above-described example, or may be an intermediate transfer member to which a toner image is transferred from the photosensitive member. In the image forming apparatus having the latter intermediate transfer member, after the toner image on the intermediate transfer member is transferred to the recording paper, the transfer residual toner adhering to the intermediate transfer member is removed by the cleaning
また、図9に示すように、複数のプロセスカートリッジ40Y,40C,40M,40BKを並置し、その各感光体4Y,4C,4M,4BK上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及び黒トナー像をそれぞれ形成し、これらのトナー像を転写ベルト123によって担持されて搬送される記録紙に転写してカラー画像を得る画像形成装置にも本発明を適用できる。すなわち、各プロセスカートリッジのクリーニング装置28Y,28C,28M,28BKのクリーニング部材1Y,1C,1M,1BKと、転写ベルト123用のクリーニング装置127のクリーニング部材201を、前述のクリーニング部材1と同じく構成するのである。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of
1,1Y,1C,1M,1BK、101,201 クリーニング部材
2 支持板
3 弾性ブレード
5 支持板表面
6 ブレード背面
7 基端側の部分
8 先端側の部分
9 先端面
11 ブレード表面
13 支持板背面
27,28,28Y,28C,28M,28BK,127 クリーニング装置
35 後端面
37,38 補強部材
40,40Y,40C,40M,40BK プロセスカートリッジ
41 補強弾性体
43 面
LL 長手方向
S 領域
W1,W2 幅
1, 1Y, 1C, 1M, 1BK, 101, 201
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