JP2006337588A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ブレードにおいてトナーのすり抜けが発生するのを確実に防止してクリーニング不良の発生及びこれによる不良画像の発生を防止することが可能な構成を備えたクリーニング装置を提供する。
【解決手段】 像担持体200の表面に接触可能なクリーニングブレード100を備え、該像担持体200に付着した転写残トナーを除去するクリーニング装置において、前記クリーニングブレード100は、前記像担持体200に接触する接触面100A2を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、像担持体上に付着した残トナーを除去するクリーニング装置およびこのクリーニング装置を備える画像形成装置に関する。
プリンタや複写機あるいはファクシミリ装置などの電子写真プロセスを用いる画像形成装置においては、像担持体をなす感光体に対して帯電工程、画像書き込み工程が実行されることにより感光体上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像工程においてトナーを用いて可視像処理される。
トナーにより可視像処理されたトナー像は転写紙などの記録媒体に対して転写工程により静電転写され、転写されたトナーが定着工程において定着されて複写物とされる。
転写行程後の感光体表面には、未転写トナー、いわゆる転写残トナーが付着しており、この転写残トナーはクリーニング行程において除去されるようになっている。
従来、クリーニング行程には、感光体表面に対してブレード先端のエッジ部を感光体表面に押し当てて感光体表面に付着している転写残トナーを掻き取るようにした構成が多用されている。
クリーニングブレードは、感光体表面に対して押圧されることにより先端のエッジ部が感光体表面に圧接し、これによって、エッジによる転写残トナーの掻き取り作用を得るようになっている。
しかし、カウンタ方式、つまり感光体表面における任意の位置が移動してくる移動方向上流側に対向してブレード先端を配置する方式とした場合、押圧力と感光体表面との摩擦係数などが影響して引きずりによるエッジ部のめくれ現象等の発生によって接触状態が悪化することがある。
特に感光体として、有機光導電性感光層を有した感光体を用いるような場合には、表面に形成された静電潜像を可視像化するために用いられるトナーとの間の接触エネルギーが大きいことが原因してブレード先端が反転しやすくなることが知られている(例えば、特許文献1)
そこで、従来では、感光体表面との間の摩擦係数を低減するためにエッジ部を含むブレード端面に潤滑剤を保持させるようにした構成(例えば、特許文献2)、あるいはブレードのエッジ部をなす2つの面をなす角度を規定してエッジ部での変形量を抑えるようにした構成(例えば、特許文献3)が提案されている。
特開2003−43896号公報(段落「0005」欄) 特開平10−10941号公報(段落「0028」欄) 特開2005−10576号公報(段落「0031」欄)
上記従来の構成においては、あくまでもブレード先端のエッジ部を感光体表面に当接させることが前提となっており、エッジ部をトナーがすり抜けた場合にはクリーニング不良が発生する虞がある。
特に、近年では、画質向上のため、現像剤として用いられるトナーの小粒径化が望まれてきていることから、エッジ部での当接条件によってはエッジ部をすり抜ける可能性も高くなり、クリーニング不良が発生してしまう虞もある。
本発明は、上記従来のクリーニング装置における問題に鑑み、ブレードにおいてトナーのすり抜けが発生するのを確実に防止してクリーニング不良の発生及びこれによる不良画像の発生を防止することが可能な構成を備えたクリーニング装置および画像形成装置を提供することにある。
請求項1記載の発明は、像担持体表面に接触可能なクリーニングブレードを備え、該像担持体に付着した転写残トナーを除去するクリーニング装置において、前記クリーニングブレードは、前記像担持体に接触する接触面を備えていることを特徴としている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面は、厚さ方向で前記感光体の移動方向下流側の端部が前記感光体表面に当接する圧力に比べて、前記感光体の移動方向上流側の端部が感光体表面に当接する圧力の方が強くなる関係とされていることを特徴としている。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードは、前記接触面とこれに連続して感光体に対向する面とのなす角度をαとし、前記感光体表面に対して前記接触面を当接させる際のクリーニングブレードの傾き角をθとした時、
θ≧180−α
の関係が設定されていることを特徴としている。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードが前記感光体表面に対して前記接触面における感光体移動方向上流側の端部が下流側の端部よりも先に接触可能な方向に揺動する構成であることを特徴としている。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面が前記感光体表面に向けて押圧付勢される構成を備えていることを特徴としている。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面は、前記感光体の移動方向上流側の端部が鋭角断面をなしていることを特徴としている。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面は、前記感光体の移動方向上流側の端部が該接触面とのなす角を鈍角とされていることを特徴としている。
請求項8記載の発明は、請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面は、前記感光体表面の形態に対応した表面状態とされていることを特徴としている。
請求項9記載の発明は、請求項8記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面が、前記感光体表面の曲率半径に対応した曲面とされていることを特徴としている。
請求項10記載の発明は、請求項8記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面が粗面とされていることを特徴としている。
請求項11記載の発明は、請求項8記載のクリーニング装置において、前記クリーニングブレードの接触面は、微細凹凸を形成されていることを特徴としている。
請求項12記載の発明は、請求項11記載のクリーニング装置において、前記微細凹凸は、深さが、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴としている。
請求項13記載の発明は、請求項11記載のクリーニング装置において、前記微細凹凸は、微細穴で構成されていることを特徴としている。
請求項14記載の発明は、請求項13記載のクリーニング装置において、前記微細穴は、深さが、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴としている。
請求項15記載の発明は、請求項13記載のクリーニング装置において、前記微細穴は、開口径が、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴としている。
請求項16記載の発明は、請求項11記載のクリーニング装置において、前記微細凹凸がブレードの幅方向に延長された線状溝であることを特徴としている。
請求項17記載の発明は、請求項16記載のクリーニング装置において、前記線状溝は、ブレードの幅方向で傾斜させてあることを特徴としている。
請求項18記載の発明は、請求項16または17記載のクリーニング装置において、前記線状溝は、深さが、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴としている。
請求項19記載の発明は、請求項16乃至18のうちの一つに記載のクリーニング装置において、前記線状溝は、開口幅が、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴としている。
請求項20記載の発明は、請求項1乃至19のうちの一つに記載のクリーニング装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
請求項21記載の発明は、請求項20記載の画像形成装置において、前記感光体として、表面における水の接触角が90°以上に設定されていることを特徴としている。
請求項22記載の発明は、請求項20または21記載の画像形成装置において、前記感光体表面に対する前記クリーニングブレードの当接圧力変更手段が設けられていることを特徴としている。
請求項23記載の発明は、請求項22記載の画像形成装置において、前記当接圧力変更手段は、前記感光体表面に対して前記クリーニングブレードの接触面を当接させる際のクリーニングブレードの傾き角を変更する構成が用いられることを特徴としている。
請求項24記載の発明は、請求項20乃至23のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記現像剤として用いられるトナーは球形トナーが用いられることを特徴としている。
本発明によれば、クリーニングブレードと像担持体との接触面積を大きくすることにより、すり抜けたトナーをブレードにより捕捉できるので、クリーニング不良を防止することができる。また、接触面に対して粗面加工や微細凹凸を施すことにより面接触による摺擦抵抗の低減を図ることができる。
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本実施例によるクリーニング装置に用いられるクリーニングブレードは、以下の構成とされている。
図1は、クリーニングブレードの一例を示しており、同図においてクリーニングブレード100は、片持ち梁状に支持される支持体101にブレード本体100Aが固定されている。
ブレード本体101Aは、図示しない像担持体として用いられる感光体表面と対向する対向面100A1と、感光体に対してカウンタ接触する側の端面で構成されて感光体表面に接触する接触面100A2と、接触面をはさんで対向面100A1と反対側に位置する背面100A3とを備え、対向面100A1と背面100A3との間が感光体の移動方向に沿った厚さ、いわゆる、肉厚に相当している。
本実施例におけるクリーニングブレード100のブレード本体100Aの材料には、弾性を有するものであればよく、天然ゴム、ポリウレタンゴム等が用いられる。これら材料を用いたブレード本体100Aの硬度は、ゴム硬度において60〜80度(JIS K6301A)が選択される。つまり、60度以下であると、しなりが大きくなりやすく、接触面100A2の先端、つまりエッジ部分が浮き上がってトナーがブレード本体の下方に潜り込みを起こしてクリーニング不良に陥りやすい。また、80度以上であると、接触状態は良好となるものの、押圧力によっては接触抵抗の増加による摩耗発生や感光体の駆動負荷の増加を招いたり、回収されたトナーが感光体表面に押し付けられてフィルミングを引き起こす虞がある。
また、ブレード本体100Aの300%モジュラスとしては、10〜250Kg/cmであることが望ましい。さらに、ブレード本体100Aの伸び率としては、押圧力の設定による摩擦熱あるいは使用環境での雰囲気温度などの要因にもよるが、300〜500%であることが好ましい。また、ブレード本体100Aの反発弾性率としては、23℃において10〜70%であることが好ましい。
図1において、支持体101は、ブレード本体100Aを挟み込むことができるコの字型(図1(A)、(B)参照)、あるいは、L字型さらには、図示しないが、単に長方形にカットした板状のものでブレード本体100Aを挟み込む構造などが用いられる。
支持体101には、取り付け穴101A、位置決め穴101Bが設けられており、クリーニング装置を構成するユニット(図示されず)の取り付け位置にネジ止めなどによって一体化されて片持ち梁状に支持され、自由端側にブレード本体100Aを位置させている。支持体101は、鉄板やアルミニウムあるいはステンレス等の金属または金属合金が使用され、厚みは材質によって異なるものの、重量増加さほど影響を及ぼさない約2〜5mm程度の肉厚のものが用いられる。
ブレード本体100Aは、その構成が図2以降に示されている。
図2において本実施例におけるブレード本体100Aは、感光体200の移動方向に沿った厚さ方向において感光体の移動方向(図示矢印方向)の上流側から下流側に至る各端部間の面が感光体200の表面に接触する接触面100A2とされている。
つまり、感光体200の移動方向上流側の端部のみが感光体200に接触する線接触ではなく、面接触部分を構成されている。これにより、線接触と違って、感光体200の移動方向上流側の端部が引き摺られることがなく、接触面積を大きくすることで転写残トナーの捕捉が確実化できる。しかも、移動方向上流側の端部が引きずられないので、その端部が反り返る現象であるめくれの発生が確実に阻止されてトナーのすり抜けを抑止することもできる。
本実施例においては、接触面100A2の全面を感光体200の表面に接触させるための条件が設定されており、その条件は次の通りである。
ブレード本体100Aは、接触面100A2とこれに連続して感光体200の表面に対向する対向面100A1とのなす角度をαとし、接触面100A2が感光体200の表面に当接される時のブレード本体100Aの傾き角をθとした場合、
θ≧180−α
の関係が設定されている。
この場合の当接される時とは、当接される前の段階および当接された段階のそれぞれを含んでおり、当接させた時の関係としては、図2に示すように、θ=180−αの関係とされ、当接させる前での関係は、図3に示すように、傾き角(便宜上、図2と違う状態であるので符号θ’で示す)がθ’>180−αの関係とされて、いわゆる、接触面の先端側が前のめりとなる状態となっている。
このような傾き角θの設定により、感光体200の移動方向上流側に位置する端部(便宜上、図2において符号100A4で示す)が感光体200の表面から浮き上がることがなく、換言すれば、上記角度以外の角度が存在しないことになるので、接触面100A2が感光体200の表面に対して面接触される。
この結果、ブレード本体100Aにおける感光体200の移動方向上流側の端部100A4が浮き上がることがないので、トナーのすり抜けによるクリーニング不良を確実に防止することができることになる。
また、感光体200の表面に当接させる前の段階での傾き角(図3において符号θ’で示す角度)の設定により、接触面100A2の先端側に位置する端部100A4が後端側に位置する端部100A5よりも先に感光体200の表面に当接し、このまま後端側の端部100A5が感光体200の表面に接触する時には先端側の端部100A4が感光体200の表面に食い込み傾向となって圧接することとなる。
本実施例では、ブレード本体100Aの接触面100A2が感光体200に当接する前の傾き角θ’の設定を利用して、接触面100A2において厚さ方向で感光体200の移動方向下流側の端部(便宜上、図2において符号100A5で示す)が感光体200表面に当接する圧力(図2中、符号P1で示す圧力)に比べて感光体200の移動方向上流側の端部が感光体200の表面に当接する圧力(図2中、符号P2で示す圧力)の方が強く(P1<P2)なる。
このような関係とすることにより、感光体200の移動方向下流側の端部100A5が感光体200の表面に接触した場合に感光体200の移動方向上流側の端部100A4は感光体表面に食い込み傾向となる。これにより、接触面100A2が確実に感光体表面に接触し、特に感光体200の移動方向上流側の端部100A4が感光体200の表面に対して下流側よりも高い圧力で接触することにより感光体200の表面に対して密着状態を維持することになり、トナーのすり抜けがほとんど起こらない状態とすることができる。
上述した接触面100A2の各端部での圧力関係は、ブレード本体100Aの感光体200に対する当接前での傾き角の設定だけでなく、ブレード本体100Aの支持構造においても得ることができる。
図1(B)においては、コの字型の支持体101の片部のうちで、ブレード本体100Aの背面100A3側に位置する片部(便宜上、図1(B)において符号101Cで示す)が対向面100A1側の片部(便宜上、図1(B)において符号101Dで示す)よりも長くされて背面100A3における接触面100A2における感光体200の移動方向上流側の端部を押さえ付けることができる構成とされている。
さらに、このような圧力関係は、後述するが、片持ち梁状の支持体101を揺動可能な構成とした場合に、ブレード本体100Aが感光体200に対して接離する方向を揺動方向として、接触面100Aにおける感光体200の移動方向上流側の端部(図2において符号100A4で示した端部)に至る揺動半径を感光体200の移動方向下流側の端部(図2において符号100A5で示した端部)に至る揺動半径よりも大きくし、そして揺動中心を接触面よりも上位とすることで、上流側の端部100A4が下流側の端部100A5よりも先に感光体200の表面に接触し、この状態から下流側の端部100A5が感光体200の方面に接触し始めるのに従って、先に接触している上流側の端部100A4を感光体200の表面に食い込み傾向とすることで設定できる。
また、揺動支持ではなく、感光体200に対してその表面と直角な方向に往復動することで接触面100A2が接離可能な構成とした場合には、当接される前の傾き角を上述した角度(θ’)を用いた関係を保った状態で押圧付勢することにより感光体200の移動方向上流側の端部100A4が下流側の端部100A5よりも先に感光体200の表面に接触するようにすることで上述した圧力関係を設定することができる。
接触面100A2を有するブレード本体100Aは、図2および図3に示すように、感光体200の移動方向上流側の端面形状として、接触面100A2と背面100A3とのなす角度が鋭角とされて断面三角形状あるいは、図4に示すように、矩形断面の肩部を斜めに断ち切った形状とされている。
このような端面形状においては、三角形状の場合には、感光体200の表面に付着している転写残トナーの掬い上げが容易となり、また矩形断面の肩部を斜めに断ち切った形状の場合には、カウンタ方向に対向する端面に作用する衝突力に対して耐久性を持たせて、いわゆる、ラッセル車のような掻き取り作用を得ることができる。
一方、接触面100A2は、感光体200の表面形態に対応した表面状態とされている。以下、これについて説明する。
図5は、接触面100A2が感光体200の曲率半径Rに対応した曲面とされている。これにより、感光体200の表面との密着性が確保できることになり、接触面全域に亘っての接触が容易となり、接触面積の拡大によるトナーの捕捉領域を確保することができる。
図6は、接触面100A2が粗面加工を施された状態を示している。これにより、接触面100A2が面接触することによる摺擦抵抗を軽減することができる。しかも、粗面加工された接触面100A2には、感光体200の移動方向上流側の端部から転写残トナーがすり抜けた場合でもそのトナーの捕捉空間が存在していることになるので、接触面100A2からの転写残トナーのすり抜けを抑止してクリーニング不良が発生するのを防止することができる。
特に現像剤として用いられるトナーが小粒径の球形トナーである場合には、小径の球形であることにより転動しやすく、感光体200の移動方向上流側の端部を通過した場合でも粗面化による捕捉空間内に入り込むことですり抜けが防止される。
接触面での摺擦抵抗を低減することができる接触面100A2の表面形態としては、粗面化の他の例として、図7に示すような微細凹凸100A20とすることも可能である。この場合には、微細凹凸100A20が深さTとして、トナーの体積平均粒径の1/2以上とする。深さが1/2未満であると、捕捉されたトナーが接触面100A2の表面から突出することがあり、これにより接触面100A2が浮き上がり、これによりトナーのすり抜けが発生する。また、微細凹凸100A20における凸部間の間隔Lは、トナーの体積平均粒径以上若しくは、少なくとも体積平均粒径と同じとすることにより接触面での摺擦抵抗の低減とすり抜けたトナーの捕捉が確実に行える。
接触面100A2における微細凹凸100A20の深さTおよび間隔Lを、上述した範囲とすることにより、小粒径化、球形化されたトナーを用いた場合でも、転写残トナーを微細凹凸100A20内に確実に捕捉され、転写残トナーの転動を止めることができ、転動することですり抜けようとするトナーを確実に除去することが可能となる。このため、クリーニングブレード100によるクリーニング性を向上させることが可能となる。
さらに、微細凹凸100A20内に取り込まれたトナーの作用により、接触面100A2における感光体200との間の摩擦力を低減することも可能となる。
接触面100A2の粗面化の他の例としては、図8に示すように、微細穴100A21を多数設けた構成がある。
図8において、前記微細穴100A21の形状としては、特に制限はなく、例えば、断面形状において、凹形状、V字形状、半円形状などが挙げられる。いずれの形状とする場合においても、初期の目的である転写残トナーの捕捉が確実に行える条件、つまり捕捉できる深さや開口サイズを具備していることが重要である。また、開口形状において、四角形状、円形状などが挙げられる。
図9は、図8における符号(9)で示す方向の断面図であり、同図に示すように、接触面100A2における微細穴100A21は、開口形状が円形であり、断面形状が半円形状とされている。
微細穴100A21の深さDとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、微細穴100A21の深さDがトナーの体積平均粒径の1/2以上であることが好ましい。微細穴100A21の深さDが、トナーの体積平均粒径の1/2未満であると、微細穴100A21に取り込まれて捕捉されたトナーが接触面100A2の表面から突出し、接触面100A2が感光体200の表面から浮き上がりやすくなり感光体表面との間の密着性が阻害されて異物の除去性能が悪化することがある。
微細穴100A21の開口径Hとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、開口径Hは、前記トナーの体積平均粒径以上とすることが好ましく、前記トナーの体積平均粒径と略同一とすることがより好ましい。
微細穴100A21の深さDおよび開口径Hを、このような範囲とすることにより、小粒径化、球形化されたトナーであっても、転写残トナーを微細穴100A21内に確実に捕捉して保持することにより転写残トナーの転動によるすり抜けを防止して感光体表面に残留する転写残トナーを確実に掬い取るあるいは掻き取ることが可能となる。このため、クリーニングブレード100によるクリーニング性を向上させることが可能となる。
さらに、微細穴100A21内に取り込まれたトナーの作用により、ブレード本体100Aの接触面100A2と感光体200との間の摩擦力を低減することが可能となる。
図10は、接触面100A2における粗面化のさらに別例を示しており、同図において接触面100A2には、感光体200の移動方向と平行でかつクリーニングブレード100の幅方向に沿った複数の線状溝100A22が設けられている。
図11は、図10における符号(11)で示す方向の断面図であり、同図において線状溝100A22の深さDとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、トナーの体積平均粒径の1/2以上であることが好ましい。
線条溝100A22Eの深さDが、トナーの体積平均粒径の1/2未満であると、線条溝100A22に取り込まれたトナーが接触面100A2の表面から突出し、接触面100A2が感光体200の表面から離れて浮き上がってしまい、転写残トナーを確実に除去することができなくなることがある。
線条溝100A22の開口幅Lとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナーの体積平均粒径以上とすることが好ましく、前記トナーの体積平均粒径と略同一とすることがより好ましい。
線条溝100A22の深さDおよび開口幅Lを、このような範囲とすることにより、接触面での摺擦抵抗を低減できると共に、小粒径化、球形化されたトナーであっても、転写残トナーを線条溝100A22内に捕捉して確実に保持することにより転写残トナーの転動によるすり抜けを止めて、感光体表面に残留する転写残トナーを確実に除去することが可能となる。これにより、クリーニングブレード100によるクリーニング性を向上させることが可能となる。更に、線条溝100A22内に取り込まれたトナーの作用により、接触面100A2と感光体200の表面との間の摩擦力を低減することが可能となる。
線条溝100A22の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図12(A)〜(D)に示すように断面形状において、半円形状、V字形状、荒溝形状、凹形状などが挙げられる。
図13は、線状溝100A22の一部変形例を示す図であり、同図において線状溝(便宜上、符号100A22’で示す)は、クリーニングブレード100の幅方向で傾斜させてある(符号γで示す角度を持たせてある)。
前記傾斜角γの設定により、線状溝100A22’に取り込まれたトナーは、溝内における取り込まれた位置を始発位置として、溝の傾きに沿って移動することができる。これにより線状溝100A22内に捕捉されたトナーは、感光体200の表面と接触した場合に発生する移動力あるいは感光体200の回転による周囲の気流圧力を利用して線状溝100A22内を移動してブレード外に排出されることになる。
図14は、トナーが排出される状態を矢印Wで示している。
このような線状溝の構成により、捕捉されたトナーの排出が容易となり、線状溝内に堆積した場合にそのトナーにより接触面100A2が浮き上がるのを防止することが可能となる。
前記線条溝の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図12(A)〜(D)に示した断面形状と同様な形状である、半円形状、V字形状、荒溝形状、凹形状などが挙げられる。
前記線条溝100A22’の深さ及び開口幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図10に示した接触面100A2における線条溝10022と同様とすることができる。
図15は、図10あるいは図13に示した線状溝の変形例を示しており、同図において線状溝(便宜上、符号100A220で示す)は、ブレード本体100Aの幅方向の中心を境にして幅方向端部に向けて幅方向で傾斜させることにより正面視形状が逆V字状をなしている。このような線状溝100A220の構成により、線状溝100A220に捕捉されたトナーがブレード本体100Aの幅方向両側から排出されることになり、換言すれば、排出のための移動経路長が短くなるので、回収トナーの排出が容易となる。
線条溝100A220の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図12(A)〜(D)に示した断面形状と同様な形状である、半円形状、V字形状、荒溝形状、凹形状などが挙げられる。さらに、線条溝100A220の深さおよび開口幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図10に示した接触面100A2における線条溝100A22と同様とすることができる。
次に、上述したクリーニングブレード100のブレード本体100Aの製造に関して説明する。
本実施例に用いられるクリーニングブレードの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜することができるが、例えば、図16(A)〜(C)に示すような切断刃300による作製方法が挙げられる。
即ち、図16(A)に示すように、矩形板状の弾性体における肩部分の角に相当するエッジ部分を該弾性体の長手方向に沿って平板状の切断刃300により切断することにより、該切断面に図2に示したような接触面100A2を形成することができる。
また、図16(B)は、接触面100A2が、図6に示したような曲面である場合を示しており、この場合には、矩形板状の弾性体における肩部分の角が相当するエッジ部分を曲面状の切断刃300Aにより切断することにより、切断面に曲面形状の接触面100A2を形成することができる。
また、図16(C)は、接触面10A2が、図10に示したような線状溝100A22により粗面化されている場合を示しており、同図において、矩形板状の弾性体における肩部分の角が相当するエッジ部分を、線条溝に対応した凹凸300B1が表面に形成された切断刃300Bにより切断することにより、該切断面、つまり接触面にクリーニングブレードの幅方向に沿う線条溝が形成されることになる。
クリーニングブレード100におけるブレード本体100Aは、その接触面の形成方法として、前述したような裁断方式だけでなく、ブレード本体の成形によって得ることもできる。以下、これについて説明する。
図17は、ブレード本体100Aを成形するための金型を示しており、同図において成形金型400は、複数のブロック材400A〜400Eを用いてブレード本体100Aに相当する空間、いわゆるキャビティ401が構成されている。キャビティ401の一部には、接触面に相当する部分402が設けられており、図17に示す接触面に相当する部分402の表面には線状溝に対応する表面処理が施されている。
キャビティ401に対してはブロック材400Aに貫通させて設けた射出口400A1から熱可塑性樹脂などを射出することにより樹脂が充填され、キャビティ401の空間形状に合わせた形状のブレード本体が成形される。キャビティ401における接触面に相当する部分402には、線状溝に代えて、微細穴や微細凹凸を設けることももちろん可能である。
図18は、本実施例によるクリーニングブレード100を用いたクリーニング装置が装備される画像形成装置を示しており、同図において画像形成装置500は、ドラム状の感光体200を備えており、感光体200の周囲には、矢印R1で示す回転方向に沿って画像形成処理を行うための帯電装置501,書き込み装置502,現像装置503、記録媒体Pに対して画像を転写可能な転写装置504およびクリーニングブレード100を備えたクリーニング装置505が配置されている。本実施例におけるクリーニング装置505には、ハウジング505Aの内部に、図1(C)に示した形式で支持されているクリーニングブレード100に加えて、感光体200に接触しながら回転可能なクリーニングブラシ505Bが用いられている。
帯電装置501は、感光体200に近接対向するローラで構成されており、感光体200の表面を一様帯電するようになっている。
図18に示す画像形成装置500に用いられる感光体200は、有機光導電性感光層を表面に備えた金属ローラであり、その表面での表面エネルギーとして表現できる水の接触角が90°以上に設定されている。つまり、水の接触角が90°未満であると、トナーとの間の付着力が大きくなり、小粒径化されて球形のトナーを用いた場合には感光体側に付着したままでクリーニング装置でのクリーニングブレードによる掻き取り率が悪化する原因となる。
前記接触角の測定としては、協和界面科学(株)社製自動接触角計CA−Wを用いて行うことが可能である。
感光体200の表面における水との接触角が90°以上とする方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、感光体表面における表面エネルギーを小さくする方法が挙げられる。
前記感光体表面における表面エネルギーを小さくする方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光層としての光導電性の有機半導体(OPC)材料に、表面エネルギーの小さい材料を添加する方法、表面エネルギーの小さい材料を前記感光層の厚み方向に濃度分布を持たせて存在させる方法、前記感光体表面に撥水性物質等を塗布する方法、などが好適に挙げられる。
前記表面エネルギーの小さい材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、パーフルオロアルキルビニルエーテル、これらの中から選ばれる2種以上を含有する重合体、これらの中から選ばれる2種以上を含有する共重合体、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄等の金属石鹸、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル、酸化チタン、シリカ、酸化アルミ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化アンチモンをドープした酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物など、が挙げられる。
前記感光体表面に撥水性物質等を塗布する方法としては、例えば、撥水性物質等をアルコール等の適当な溶媒に希釈し、感光体最表面に塗布方法などが挙げられる。
前記感光体表面に撥水性物質等を塗布することにより、前記感光体表面が低表面エネルギー化され、前記接触角の条件を満たすことができる。
前記撥水性物質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルジメトキシシラン等のアミノ基含有シランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト基を含有するシランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ基を含有するカップリング剤、フッ素含有シランカップシング剤等のシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、イソプロピルトリ、(ジオクチルパイロホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリルデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、イソプロピルトリオクタノイトチタネート等のチタンカップリング剤、などが挙げられる。
本実施例における画像形成装置500に用いられるトナーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、球形トナーが好適に挙げられる。
前記球形トナーを用いることにより、クリーニング装置505がクリーニング効果を特に効果的に発揮する。
球形トナーとしては、例えば、トナーの構成材料である樹脂や着色剤などを混合攪拌後に溶融混練し、粉砕・分級して作製した粉砕トナーを熱や機械的な力で球形化したトナー、分散重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の重合法により作製されたトナーなどが挙げられ、これらの中でも、重合法により作製されたトナーが好適である。
前記球形トナーとしては、式(1)により表される形状係数が1.0〜1.5であることが好ましい。前記形状係数は、真球に近づくほど1に近づく。
形状係数={(粒子の周囲長)/(粒子の投影面積)}×(1/4π)・・(1)
但し、前記粒子の周囲長は、トナー粒子の2次元投影像における周囲長を示す。
前記形状係数が1.5を超えると、画像のドット形成が不均一となり、画像の粒状性が悪化することがある。
前記球形係数の測定方法としては、例えば、日立製作所製FE−SEM(S−4500)を用い、1000倍に拡大したトナー像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報を、例えば、画像処理ソフト(Media Cybernetics製Image−Pro Plus)を用いて解析をおこない算出することにより測定することが可能である。
前記球形のトナーの体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、が1〜7μmであることが好ましい。
前記体積平均粒径がトナーの粒径1μm未満であると、画像不良が発生することがあり、7μmを超えると、電子写真画像の高解像度の要求に対応するのが困難となることがある。
前記体積平均粒径の測定方法としては、コールターエレクトリク社製コールターマルチサイザー測定により測定することが可能である。
更に、画像形成装置500に用いられるトナーとしては、表面が外添剤によって被覆されているトナーが好適に挙げられる。
前記トナーの表面を外添剤によって被覆することにより、トナーと感光体との間の付着力を低減してクリーニング装置100によるクリーニング効果を高めることが可能となる。
前記外添剤の形状、粒径、外添剤被覆率、材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記外添剤の形状としては、他部材との接触面積が均一化される点から球形であることが好適である。また、前記外添剤の粒径としては、1次粒子径の平均値が5nm〜150nmであることが好適である。また、前記外添剤の外添剤被覆率としては、10〜90%であることが好ましい。
前記外添剤被覆率が10%未満であると、トナーと感光体との間の付着力を適切な大きさにすることが困難となることがあり、転写残トナーの増加を引き起こすことがある。前記外添剤被覆率が90%を超えると、外添剤がトナーから極端に分離し易くなり、感光体等の画像形成装置の構成部材が損傷し易くなることがある。
なお、外添剤被覆率は、トナー1粒子の表面積に対する外添剤の被覆面積比率を、トナー表面の電子顕微鏡画像を画像解析することによって計測することが可能である。
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機微粒子、無機微粒子などが挙げられる。
前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ、チタン、アルミナ、これらの中から2種を併用したもの、などが好適に挙げられる。
前記無機微粒子としては、例えば、吸湿性を有する無機微粒子である場合には、環境安定性等を考慮すると、疎水化処理を施したものが好ましい。
前記疎水化処理の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、疎水化処理剤と前記微粉末とを高温度下で反応させる方法などが挙げられる。
前記疎水化処理剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記外添剤の外添方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノフージョン等の各種混合装置を用い方法が好適に挙げられる。
図18に示した画像形成装置500に装備されているクリーニング装置505は、その構成が図19に示してある。
図19において、クリーニング装置505は、内部に装備されているクリーニングブレード100の接触面100A2を感光体200に当接させる際の傾きを変更できる構成を備えている。つまり、クリーニングブレード100は、図1(A)に示した形式の支持体101によって支持されており、支持体101は、当接角変更手段5050によって当接角を変更可能に支持されている。当接角変更手段5050は、片持ち梁状の支持体101の一面に対して上下方向で端部がピボット連結された一対の支軸5051,5052を備えており、支軸5051、5052は、軸受け部材5053によって摺動可能に支持されている。
支軸5051、5052の軸方向端部の他方は支軸5051、5052を軸方向に駆動するためのアクチュエータ(図示されず)に連結されており、軸方向の駆動量を調整することにより、支持体101の傾斜状態を変化させて感光体200に対するクリーニングブレードの当接角θを変化させることができる。当接角θの変更は、感光体200の表面状態の変化や転写残トナーの多少などに対応しており、特に、当接角θの変化により、ブレード本体100Aの接触面先端側の端部、つまり、感光体200の移動方向上流側の端部の接触状態を下流側のそれよりも強くした状態を維持しながら、接触面全体での感光体200に対する接触圧力を変更できるようになっている。また、支軸505A1、505A2の進退量を同じに設定すれば、支持体101が往復動することになり、この場合においてもクリーニングブレード100における接触面100A2の接触圧力を変更することができる。
当接角θの変更は、接触面全体の接触圧の変更に限らず、図2,図3に関する説明において挙げたように、接触面100A2での感光体200の移動方向上流側の端部での接触圧力と下流側の端部での接触圧力との関係を設定する場合にも有効であり、当接角θの変更に際してクリーニングブレードを揺動させる場合にはその端部間での揺動半径の違いを利用することができる。
また、図20は、クリーニングブレード100の揺動支持を行う構成の一つを示しており、この構成においては、ブレード本体100Aが感光体200に対して接離することができるようになっている。このための構成として、クリーニング装置505には、クリーニングブレード100が揺動端に取り付けられて揺動可能なブラケット510が装備されている。
ブラケット510は、支軸511を支点としてブレード本体100Aが感光体200に対して接離できる方向に揺動可能な部材であり、ブレード本体100Aと反対側の揺動端に掛け止められたバネなどの弾性体512の付勢によりブレード本体100Aの接触面100A2を感光体200の表面に全面接触させている。弾性体512の付勢に抗してブラケット510を揺動させると、ブレード本体100Aが接触面100A2を感光体200から離すことができる。このような揺動機構を用いることで、接触面100A2での感光体移動方向下流側の端部が感光体200に接触した時点に上流側の端部を感光体200の表面に対して食い込み傾向とすることができる。クリーニングブレード100を感光体200から離す場合としては、感光体200の挿脱作業時が相当しており、この場合には感光体200の挿脱の邪魔にならないようにクリーニングブレード100を離すことが行われる。なお、図20において符号520は記録媒体の分離爪であり、符号530は、回収されたトナーを搬送するスクリューオーガである。
本実施例においては、クリーニング装置500に加えて、感光体200およびこれの周囲に配置されている各装置を纏めて収納したプロセスカートリッジを用いることができる。
図21は、プロセスカートリッジの構成例を示しており、同図においてプロセスカートリッジB内には、図18において示した書き込み装置502および転写装置504を除く各装置が纏めてハウジングの内部に収納されており、プロセスカートリッジBは画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられている。なお、図21中、符号503Aは現像スリーブを、符号503Bは搬送・攪拌用スクリューオーガをそれぞれ示している。
また、本実施例では、単一色を対象とした画像形成に限らず、複数色の画像を形成する場合に各色の画像を形成する作像部に前述した構成のクリーニング装置を用いることも可能である。
図22は、複数色の画像を形成可能な画像形成装置を示しており、同図に示す画像形成装置600は、色毎の画像を形成する作像ステーションを、これら各作像ステーションで形成された画像が順次転写される中間転写ベルト601の展張方向に沿って並置して構成したタンデム方式の画像形成装置である。なお、便宜上、図22においては、イエロー画像を形成するプロセスカートリッジBを対象としてのみ、図21に示した部材の符号の一部が示されている。
各作像ステーションには、図21において説明したプロセスカートリッジBが配置されており、この場合には、色分解の補色関係にあるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーを用いた画像形成が可能な現像装置を装備したプロセスカートリッジ(便宜上、感光体内に色の種類を示す符号Y、M、C、Kを付ける)が並置されている。この画像形成装置では、各作像ステーションで形成された画像が中間転写ベルト601に順次転写されて重畳画像が形成され、その重畳画像が2次転写手段としての転写ローラ602を介して記録媒体Pに対して一括転写される。中間転写ベルト601への転写が終了した作像ステーションでは感光体がクリーニング装置により転写残トナーを除去される。
なお、上述した感光体としては、ドラム状に限らずベルト状を対象とすることも可能である。
次に、上述した実施例に用いた部材の具体例について説明する。
(1)具体例1
(1−1)トナーの作製
トナー組成物である樹脂や着色剤などを混合攪拌した後に、溶融混練し、次いで、溶融混練された前記構成材料を粉砕・分級してトナー材料を得た。得られた該トナー材料を熱気流中で結着樹脂の軟化点転以上の温度に加熱することにより球形化処理を施し、更に、球形処理を施されたトナー材料を分級してトナー粒子を作製した。
得られたトナー粒子の体積平均粒径は、5.0(μm)、形状係数は、1.160であった。
前記トナー粒子に対して、疎水化処理したシリカ(一次粒子径平均値25nm)を、トナー量の1.0重量%、疎水化処理した酸化チタン(一次粒子径平均値15nm)を、トナー量の1.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して、実施例1の現像剤であるトナーを作製した。
得られた前記実施例1のトナーは、トナー表面の電子顕微鏡画像を画像解析することによって計測される外添剤被覆率が、40%であった。
(1−2)クリーニングブレードの作製
矩形板状のポリウレタンゴムの感光体と当接する端面の肩部角に相当するエッジ部を、クリーニングブレードの先端側が、該クリーニングブレード対向面と当接面とのなす角αが160°で傾斜した平面となるように切断することにより、感光体表面への接触面を有するクリーニングブレードを作製した。
前記クリーニングブレードの物性としては、以下に示すとおりであった。
ゴム硬度(JIS K6301 A):75度
23℃の反発弾性率(JIS K6255):40%
(1−3)クリーニング不良の評価
このクリーニングブレードを、クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして前記作製方式により得られたトナーを使用して、以下の評価を行った。
即ち、前記複写機を用いて、記録紙100枚に所定の画像を複写した後に、該複写機の感光体を取り出してクリーニング後の「クリーニング残トナーID」を調べ、クリーニング不良の評価を行った。
「クリーニング残トナーID」の測定方法としては、感光体上のクリーニング残トナーを透明テープ(日東電工製プリンタック)によって転写し、その画像濃度(Image Density)を画像濃度計(X−Rite938)により測定して「残トナーID」とするとともに、感光体上にトナーが存在しない場合の前記透明テープの前記画像濃度を測定して「リファレンスID」とし、前記「残トナーID」から「リファレンスID」を差し引くことで、クリーニング残トナーIDを測定した。結果を後程挙げる表1に示した。
(2)具体例2
(2−1)クリーニングブレードの作製
クリーニングブレードの感光体への接触面に、深さの平均が2.5μm、開口径の平均が6.0μmの微細穴を多数形成したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2のクリーニングブレードを作製した。
(2−2)クリーニング不良の評価
(2−1)で得られたクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)で得られたものと同様のトナーを使用して、(2−1)のクリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(3)具体例3
(3−1)クリーニングブレードの作製
クリーニングブレードの感光体への接触面に、凸部の深さの平均が2.5μm、凸部の間隔の平均が6.0μmの微細凹凸を多数形成したこと以外は、具体例1と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
(3−2)クリーニング不良の評価
(3−1)により得られたクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)と同様のトナーを使用して、(3−1)で得られたクリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(4)具体例4
(4−1)クリーニングブレードの作製
クリーニングブレードの感光体への接触面に、感光体の移動方向と垂直な方向(前記クリーニングブレードの幅方向に沿う方向)に、条溝の深さが2.5μm、条溝の開口幅が6.0μm、条溝と条溝との間隔が6.0μmである線条溝を多数形成したこと以外は、具体例1と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
(4−2)クリーニング不良の評価
前記のクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)と同様のトナーを使用して、本具体例4のクリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(5)具体例5
(5−1)クリーニングブレードの作製
クリーニングブレードの感光体への接触面に、感光体の移動方向と垂直な方向(前記クリーニングブレードの幅方向に沿う方向)に対して、5度の角度をもって傾斜する条溝であって、条溝の深さが20.0μm、条溝の開口幅が15.0μm、条溝と条溝との間隔が10.0μmである線条溝を多数形成したこと以外は、具体例1と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
(5−2)クリーニング不良の評価
クリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)と同様のトナーを使用して、本具体例5のクリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(6)具体例6
(6−1)
画像形成装置として、具体例1と同様のリコー製複写機において、感光体表面に、潤滑剤を付与する潤滑材付与手段を設け、該潤滑材付与手段が、潤滑剤を固形化した潤滑剤ブロックを、スプリングによる押し付け力を利用して、感光体表面に加圧当接するよう構成されている。そして、前記潤滑剤ブロックによって、潤滑材が回転駆動される感光体の表面に微量ずつ塗布される。
前記潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛を使用した。
また、前記潤滑材付与手段は、潤滑剤ブロックの感光体表面への押しつけ力が可変とされ、潤滑剤を感光体表面に押しつける圧力を変化させることで、潤滑剤の塗布量を調整して、前記感光体の表面における水との接触角が、92°以上となるように保たれている。
(6−2)クリーニング不良の評価
具体例1と同様のクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、(6−1)に挙げた画像形成装置に装着し、また、トナーとして(1−1)と同様のトナーを使用して、クリーニングブレード及び画像形成装置について、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(7)具体例7
(7−1)クリーニングブレードの作製
矩形板状のポリウレタンゴムの感光体と当接するエッジ部を、クリーニングブレードの先端側が、該クリーニングブレード対向面と当接面とのなす角αが150°で傾斜した平面となるように切断することにより、感光体への接触面を有するクリーニングブレードを作製し、該クリーニングブレードの感光体への接触面に、深さの平均が2.5μm、開口径の平均が6.0μmの微細穴を多数形成したこと以外は、実施例1と同様にして実施例7のクリーニングブレードを作製した。
(7−2)クリーニング不良の評価
(7−1)によるクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが30°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)と同様のトナーを使用して、クリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(8)具体例8
(8−1)トナーの作製
トナー組成物である樹脂や着色剤などを混合攪拌した後に、溶融混練し、次いで、溶融混練された前記構成材料を粉砕・分級してトナー材料を得た。
得られた該トナー材料を熱気流中で結着樹脂の軟化点転以上の温度に加熱することにより球形化処理を施し、更に、球形処理を施されたトナー材料を分級してトナー粒子を作製した。
得られたトナー粒子の体積平均粒径は、5.0(μm)、形状係数は、1.350であった。
得られた、前記トナー粒子に対して、実施例1と同様にして、実施例8の現像剤であるトナーを作製した。
(8−2)クリーニング不良の評価
前記具体例1と同様のクリーニングブレードを使用し、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(8−1)によるトナーを使用して、クリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(9)具体例9
(9−1)クリーニングブレードの作製
矩形板状のポリウレタンゴムの感光体と当接するエッジ部を、クリーニングブレードの先端側が、該クリーニングブレード対向面と当接面とのなす角αが165°で傾斜した平面となるように切断することにより、感光体への接触面を有するクリーニングブレードを作製したこと以外は、具体例1と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
(9−2)クリーニング不良の評価
(9−1)によるクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)のトナーを使用して、クリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(10)比較例1
(10−1)クリーニングブレードの作製
矩形板状のポリウレタンゴムよりなり、感光体と当接するエッジ部を切断せず、断面形状を直方体形状としたこと以外は、具体例1と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
(10−2)クリーニング不良の評価
(10−1)によるクリーニングブレードを、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが20°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして(1−1)と同様のトナーを使用して、本比較例1でのクリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を後程挙げる表1に示した。
(11)比較例2
(11−1)クリーニング不良の評価
前記比較例1と同様のクリーニングブレードを使用し、該クリーニングブレードの感光体への当接角度θが30°となるように、リコー製複写機Imagio MF3550に装着し、また、トナーとして前記具体例1と同様のトナーを使用して、本比較例2のクリーニングブレードについて、具体例1と同様にして、クリーニング不良の評価を行った。結果を表1に示した。
Figure 2006337588
表1の結果から、具体例1〜9のクリーニングブレード、及び該クリーニングブレードを用いた画像形成装置は、小粒径化、球形化されたトナーであっても、クリ−ニング時のトナーのすり抜けによるクリーニング不良を防止でき、感光体表面に残留する転写残トナーを確実に除去して、クリーニング不良による画像不良の発生を防止して、安定して良好な画像が得られることが判る。
一方、比較例1のクリーニングブレード及び該クリーニングブレードを用いた画像形成装置は、クリーニング残トナーIDの値が高く、感光体の表面から確実に転写残トナーを除去することができないことが判る。
また、比較例2のクリーニングブレード及び該クリーニングブレードを用いた画像形成装置は、評価中にクリーニングブレード先端部が異音を発し大きくめくれあがり、最終的にはクリーニングブレード全体が折れ曲がり変形してしまったため、途中で評価を停止した。
本発明実施例によるクリーニング装置に用いられるクリーニングブレードの構成を説明するための図であり、(A)、(B)はブレード本体の厚さ方向両面が支持されている状態を、(C)はブレード本体の厚さ方向片面が支持されている状態を示している。 図1に示したブレード本体の感光体に対する設置状態を説明するための図である。 図1に示したブレード本体の感光体に対する設置状態の他の例を説明するための図である。 図1に示したブレード本体の端面形状の一つを示す図である。 図1に示したブレード本体の接触面の形態の一例を示す図である。 図1に示したブレード本体の接触面の形態の他の例を示す図である。 図6に示したブレード本体の断面図である。 図1に示したブレード本体の接触面の形態の別の例を示す図である。 図8において符号(9)で示す部分の拡大断面図である。 図1に示したブレード本体の接触面の形態のさらに他の例を示す図である。 図10中、符号(11)で示す方向の断面図である。 図10に示した接触面の形態の要部変形例を示す図である。 図10に示した接触面に設けられている線状溝の変形例を示す図樽。 図13に示した線状溝による作用を説明するための図である。 図13に示した線状溝の変形例を示す図である。 ブレード本体の接触面の形成方法を説明するための図である。 ブレード本体の作製方法の他の例を説明するための図である。 本実施例によるクリーニング装置が適用される画像形成装置の一例を示す図である。 クリーニング装置におけるクリーニングブレードの支持構造に関する一例を示す図である。 クリーニング装置におけるクリーニングブレードの支持構造に関する他の例を示す図である。 画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジを説明するための図である。 画像形成装置の他の例を示す図である。
符号の説明
100 クリーニングブレード
100A ブレード本体
100A2 接触面
200 感光体
500 画像形成装置
505 クリーニング装置
α ブレード本体における接触面およびこれに連続して感光体との対向面とで なす角度
θ 感光体に対するクリーニングブレードの当接角

Claims (24)

  1. 像担持体表面に接触可能なクリーニングブレードを備え、該像担持体に付着した転写残トナーを除去するクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードは、前記像担持体に接触する接触面を備えていることを特徴とするクリーニング装置。
  2. 請求項1記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面は、厚さ方向で前記感光体の移動方向下流側の端部が前記感光体表面に当接する圧力に比べて、前記感光体の移動方向上流側の端部が感光体表面に当接する圧力の方が強くなる関係とされていることを特徴とするクリーニング装置。
  3. 請求項1または2記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードは、前記接触面とこれに連続して感光体に対向する面とのなす角度をαとし、前記感光体表面に対して前記接触面を当接させる時のクリーニングブレードの傾き角をθとした時、
    θ≧180−α
    の関係が設定されていることを特徴とするクリーニング装置。
  4. 請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードが前記感光体表面に対して前記接触面における感光体移動方向上流側の端部が下流側の端部よりも先に接触可能な方向に揺動する構成であることを特徴とするクリーニング装置。
  5. 請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面が前記感光体表面に向けて押圧付勢される構成を備えていることを特徴とするクリーニング装置。
  6. 請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面は、前記感光体の移動方向上流側の端部が鋭角断面をなしていることを特徴とするクリーニング装置。
  7. 請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面は、前記感光体の移動方向上流側の端部が該接触面とのなす角を鈍角とされていることを特徴とするクリーニング装置。
  8. 請求項1乃至3のうちの一つに記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面は、前記感光体表面の形態に対応した表面状態とされていることを特徴とするクリーニング装置。
  9. 請求項8記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面が、前記感光体表面の曲率半径に対応した曲面とされていることを特徴とするクリーニング装置。
  10. 請求項8記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面が、粗面とされていることを特徴とするクリーニング装置。
  11. 請求項8記載のクリーニング装置において、
    前記クリーニングブレードの接触面は、微細凹凸を形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
  12. 請求項11記載のクリーニング装置において、
    前記微細凹凸は、深さが、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴とするクリーニング装置。
  13. 請求項11記載のクリーニング装置において、
    前記微細凹凸は、微細穴で構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
  14. 請求項13記載のクリーニング装置において、
    前記微細穴は、深さが、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴とするクリーニング装置。
  15. 請求項13記載のクリーニング装置において、
    前記微細穴は、開口径が、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴とするクリーニング装置。
  16. 請求項11記載のクリーニング装置において、
    前記微細凹凸がブレードの幅方向に延長された線状溝であることを特徴とするクリーニング装置。
  17. 請求項16記載のクリーニング装置において、
    前記線状溝は、ブレードの幅方向で傾斜させてあることを特徴とするクリーニング装置。
  18. 請求項16または17記載のクリーニング装置において、
    前記線状溝は、深さが、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴とするクリーニング装置。
  19. 請求項16乃至18のうちの一つに記載のクリーニング装置において、
    前記線状溝は、開口幅が、現像剤として用いられるトナーの体積平均粒径の、1/2以上であることを特徴とするクリーニング装置。
  20. 請求項1乃至19のうちの一つに記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
  21. 請求項20記載の画像形成装置において、
    前記感光体表面は、水の接触角が90°以上に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
  22. 請求項20または21記載の画像形成装置において、
    前記感光体表面に対する前記クリーニングブレードの当接圧力変更手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
  23. 請求項22記載の画像形成装置において、
    前記当接圧力変更手段は、前記感光体表面に対して前記クリーニングブレードの接触面を当接させる際のクリーニングブレードの傾き角を変更する構成が用いられることを特徴とする画像形成装置。
  24. 請求項20乃至23のうちの一つに記載の画像形成装置において、
    前記現像剤として用いられるトナーは球形トナーが用いられることを特徴とする画像形成装置。
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