JP2013080173A - クリーニングブレードおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エッジの面取り部にカット面摩耗が生じにくいクリーニングブレードの提供を図る。
【解決手段】クリーニングブレード６０のエッジに平坦な面取り部６０ａを設け、その中間転写ベルト４１の表面に近い方の面取り角度θ_１を、θ_１＝２０°〜６５°に設定してある。これにより、プリント時摺擦状態で面取り部６０ａが中間転写ベルト４１の表面の移動方向ａに引き連られて摺擦幅が増大変化するのを抑制し、カット面摩耗の発生を回避する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファックス等、およびこれら複合機等の画像形成装置に用いられるクリーニングブレードおよびこれを用いた画像形成装置に関する。

上述の画像形成装置における現像工程では、トナー像の転写を終えた像担持体は、その表面に付着している残留トナーやその他の紙粉等の付着物を、クリーニングブレードにより掻き取り除去して、次のトナー像の形成に備えるようにしている。

クリーニングブレードには、例えば、特許文献１，２，３に示されているように、エッジによって像担持体の表面を傷つけることがないようにゴムブレードが多用されている。

そして、このクリーニングブレードを、像担持体の表面移動方向に対して、エッジがカウンタ方向に摺擦するように該像担持体の表面近傍位置に配設し、前述のように像担持体の表面に付着している残留トナーやその他の付着物をエッジにより掻き取り除去してクリーニングするようにしている。

特開２００６−２２０７１９号公報 特開平６−３３２３５０号公報 特開平１１−９５６３１号公報

クリーニングブレードのクリーニング性能がエッジの摩耗形態によって影響されることから、特許文献２，３のようにエッジに平坦な面取り部を形成することが行われている。

しかし、エッジに平坦な面取り部を形成すると、クリーニング時に像担持体の表面との摩擦抵抗によって、面取り部が像担持体表面の移動方向に引き連られて摺擦幅が増大変化する現象が生じる場合がある。

このような場合、面取り部がエッジから少しカット面側（摺擦上流側）に入った部分から摩耗していくカット面摩耗を誘起し、これが促進されて欠損部を生じて最終的にエッジが無くなって摩耗幅が大きくなり、クリーニング不良となる不具合が指摘されている。

そこで、本発明はエッジの面取り部を設けた場合でもカット面摩耗が生じにくく耐久性を高められ、もって、クリーニング性能を向上することができるクリーニングブレードおよびこれを用いた画像形成装置を提供するものである。

本発明は、像担持体の表面に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレードであって、前記クリーニングブレードの前記像担持体表面を摺擦するエッジに平坦な面取り部を設け、前記面取り部における前記像担持体の表面に近い方の面取り角度θ_１を、θ_１＝２０°〜６５°に設定したことを主要な特徴としている。

クリーニングブレードのエッジに平坦な面取り部を設け、その像担持体表面に近い方の面取り角度θ_１を、θ_１＝２０°〜６５°に設定することによって、プリント時摺擦状態で面取り部が像担持体表面の移動方向に引き連られて摺擦幅が増大変化するのを抑制することができる。

この結果、面取り部がエッジから少しカット面側に入った部分から摩耗していくカット面摩耗が発生するのを回避でき、耐久性を高められると共に、クリーニング性能を向上することができる。

本発明の実施形態としての画像形成装置を概念的に示す全体構成図。 図１のベルトクリーニング部を拡大して示す説明図。 図２のベルトクリーニング部におけるクリーニングブレードと中間転写ベルトとの関係を拡大して示す説明図。 クリーニングブレードの面取り角度を異ならせた場合のエッジ摩耗状況を（ａ）〜（ｃ）にて示す説明図。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示している。

この画像形成装置１は、像担持体としての複数の感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋを、転写装置における像担持体としての中間転写ベルト４１に対面させて縦方向に配列したフルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。

画像形成装置１は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１５に載置された原稿Ｄは、一枚ずつ分離されて原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１６により搬送される。

原稿読取部１０は、原稿画像読み取り位置ＲＰにおいて搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。第１搬送ガイドＧ１および原稿排出ローラ１７は、読み取り終了した原稿Ｄを原稿排紙トレイ１８に排出する。

画像形成装置１は、前記原稿読取部１０、露光部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ，画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、中間転写部４０と２次転写部４２からなる転写装置、定着部５０、排紙反転部７０、給紙部９０等から構成され、それらが一つの筺体内に収められている。

原稿読取部１０は、原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿Ｄの画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズ１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。画像読取制御部１４は、この画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、図外の制御部の記憶部に画像データとして変換する。記憶部に格納された画像データは、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。

露光部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、制御部から送られる出力画像データをもとに出力される出力情報に対応して、主帯電部３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面をレーザ光により走査露光し、感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１ＫにＹ色，Ｍ色，Ｃ色，ＢＫ色用の静電画像が形成される。

画像形成部３０Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周辺に配置されている主帯電部３２Ｙ，現像装置である現像部３３Ｙ，第１転写ローラ３４Ｙ，クリーニング部３５Ｙからなる。他の画像形成部３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋにおいても画像形成部３０Ｙと同様な構成であり、それぞれの感光体ドラム３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの周辺に、それぞれ対応して主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋが配置されている。

現像部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）のトナーで現像することによって感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上には、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）のトナー像が形成される。

中間転写部４０の第１転写ローラ３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋは、感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上の所定位置に重ね合わせて転写する。各色のトナー像が重ね合わされることにより中間転写ベルト４１上にカラー画像が形成される。無端状ベルトからなる中間転写ベルト４１は、ベルト駆動ローラ４４の駆動力によって図１の矢印に示す方向に回転しながら移動する。クリーニング部３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋは、トナー像の転写を終えた感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面に残留するトナーを除去して清掃し、清掃された感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、次のトナー像の形成に備える。

一方、２次転写部４２は、中間転写ベルト４１上に重ね合わされて転写されたカラー画像を、給紙部９０のトレイＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３から搬送され、レジストローラ９１によってタイミングが取られて送り出された記録媒体である用紙Ｐに転写する。ベルトクリーニング部４３は、カラー画像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１の表面に残留するトナーを除去して清掃し、清掃された中間転写ベルト４１は、次の画像転写に備える。

トナー像を担持した用紙Ｐは定着部５０に送られ、定着部５０は用紙Ｐを加圧加熱することによって、トナー像を用紙Ｐへ定着させる。図１に示す例では、定着部５０は加熱ローラ５２と加圧ローラ５３とからなるローラニップ方式の定着装置５１が用いられる。

排紙反転部７０は、定着部５０による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ７５に排紙する。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド７２が一旦用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ７３に用紙Ｐの後端を挟持させた後に反転搬送し、排紙ガイド７２が用紙Ｐを排紙ローラ７４に導いて排紙する。

用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、排紙ガイド７２は、表面のトナー像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部８０に搬送し、再給紙反転ローラ８１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路８２に送り出し、裏面への画像形成に供する。

画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋにおけるクリーニング部３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋ、および中間転写ベルト４０におけるベルトクリーニング部４３には、例えば、ウレタンゴム等の弾性材からなるクリーニングブレード６０が用いられる。

図２は中間転写部４０におけるベルトクリーニング部４３を示しており、クリーニングブレード６０は支持部材６１に装着され、先端を中間転写ベルト４１の表面の移動方向ａに対してエッジがカウンタ方向に摺擦するように、該中間転写ベルト４１の表面近傍位置に配設してある。

図示する例では、中間転写ベルト４１を掛架した上側のベルトガイドローラ４５に隣接してクリーニングブレード６０を配設してあり、中間転写ベルト４１の表面を摺擦するエッジに対して該中間転写ベルト４１を挟んで対向する位置に、該エッジを受けるブレードカウンタローラ４６を配設してある。

クリーニングブレード６０のエッジには、図３に示すように平坦な面取り部６０ａを形成してある。

この面取り部６０ａは、エッジを中間転写ベルト４１に摺擦させた状態でベルト表面に近い方の面取り角度θ_１が、表１に示す実験結果にもとづいてθ_１＝２０°〜６５°の範囲となるように形成してある。

面取り部６０ａは、クリーニング性能上１〜２０μｍの極く僅かな形成幅ｌとして形成され、例えばアルミニウム等の金属製の回転円筒体に研磨材としてチタン酸カルシウムを供給しながら摺接させる研磨加工、あるいはクリーニングブレード６０の成形型の型面形状によって形成可能である。

ここで、中間転写ベルト４１に対するクリーニングブレード６０の傾斜配設角度、即ち、中間転写ベルト４１の表面とクリーニングブレード６０の腹面とでなす角度θ_２は、中間転写ベルト４１との摩擦によってエッジにめくれを発生したり、クリーニング不良を生じることがないθ_２＝１０°〜２０°が実効当接角度として経験的に知得される。

そこで、このクリーニングブレード６０の実効当接角度（θ_２＝１０°〜２０°）との関係において、θ_１とθ_２との関係を、θ_１−θ_２＝０°〜５５°となるように設定している。

［表１］は、前記クリーニングブレード６０のエッジの面取り部６０ａの面取り角度θ_１をθ_１＝１５°〜７０°の範囲、およびクリーニングブレード６０の傾斜配設角度θ_２をθ_２＝５°〜２５°の範囲で種々選択して設定して１００時間連続プリント運転した場合のエッジ摩耗状況の実験結果を示している。

［表１］の実験結果から、θ_１＝２０°〜６５°の範囲では、θ_２＝１０°〜２０°の何れの実効当接角度でクリーニングブレード６０を配設しても、面取り部６０ａに前述のカット面摩耗の発生は認められず、正常摩耗することが確認された。

即ち、面取り角度θ_１が３０°〜６０°の範囲であれば、図４（ａ），（ｃ）に示すように傾斜配設角度θ_２が実効当接角度（θ_２＝１０°〜２０°）であれば、面取り部６０ａのエッジから摺擦上流側のカット面側へ入った部分から摩耗していくカット面摩耗を発生することがなく、該面取り部６０ａが正常に摩耗する。

図４（ａ）は、面取り角度θ_１をθ_１＝４５°に設定した場合で、この面取り角度ではエッジと中間転写ベルト４１の表面との摺擦がプリント運転を開始する初期当接状態から、矢印ａに示すようにプリント運転状態に移行した状態でも、面取り部６０ａに中間転写ベルト４１との摩擦による引き連れを生じることがなく、エッジ摺擦幅が面取り部６０ａの形成幅よりも大きくなることはない。これにより、矢印ｂに示すように面取り部６０ａは平坦な状態で正常に摩耗する。

図４（ｃ）は、面取り角度θ_１をθ_１＝３５°に設定した場合で、この面取り角度にあっても、摺擦が初期当接状態から、矢印ａに示すようにプリント運転状態に移行しても、面取り部６０ａに引き連れを生じることがなく、エッジ摺擦幅が面取り部６０ａの形成幅よりも大きくなることはない。これにより、矢印ｂに示すように面取り部６０ａは平坦な状態で正常に摩耗する。

ここで、面取り角度θ_１＝２０°の場合、傾斜配設角度θ_２を前記実効当接角度の上限値、即ち、θ_２＝２０°の場合（θ_１−θ_２＝０°）は面取り部６０ａのカット面摩耗は上述の場合と同様にその発生は認められない。しかし、実効当接角度を下限値θ_２＝１０°とした場合には、面取り部６０ａに引き連れが生じる傾向となるものの、この場合もカット面摩耗を生じることがない許容レベルであることが確認された。

また、面取り角度θ_１＝６５°の場合、傾斜配設角度θ_２を前記実効当接角度の下限値θ_２＝１０°およびその近傍のθ_２＝１３°とした場合は、何れも面取り部６０ａに引き連れが生じる傾向となるものの、カット面摩耗を生じることがない許容レベルであることが確認された。

一方、面取り角度θ_１が前記６５°よりも大きく、θ_１＝６８°，θ_１＝７０°とした場合には、図４（ｂ）に示すように、面取り部６０ａにカット面摩耗６０ｂが発生して、該面取り部６０ａが異常摩耗することが確認された。

図４（ｂ）は、面取り角度θ_１をθ_１＝７０°とした場合で、この場合、傾斜配設角度θ_２が前記実効当接角度θ_２＝１０°〜２０°の範囲、あるいはその範囲外としても、摺接が初期当接状態から、矢印ａに示すようにプリント運転状態に移動すると、面取り部６０ａに引き連れを生じて、エッジ摺接幅が面取り部６０ａの形成幅よりも大きくなる。これにより、矢印ｂに示すように面取り部６０ａにカット面摩耗６０ｂが発生して、一旦、カット面摩耗６０ｂが発生すると摩擦力が増大して該カット面摩耗６０ｂが促進され、最終的にエッジが無くなると摩耗幅が急速に大きくなってクリーニング不良となる。

また、面取り角度θ_１を前記２０°よりも小さく、θ_１＝１８°、θ_１＝１５°とした場合には、傾斜配設角度θ_２を前記実効当接角度θ_２＝１０°〜２０°の範囲、又はその範囲外としても、図４（ｂ）に示した場合と同様にプリント運転状態で面取り部６０ａに引き連れを生じて、カット面摩耗６０ｂを発生することが確認された。

以上のことから、面取り部６０ａの面取り角度θ_１をθ_１＝２０°〜６５°に設定し、そして、クリーニングブレード６０の傾斜配設角度θ_２を実効当接角度のθ_２＝１０°〜２０°とした場合に、これらθ_１とθ_２との関係をθ_１−θ_２＝０°〜５５°となるように設定することが、面取り部６０ａの正常摩耗を促す上で如何に有効であることか理解される。

以上のように本実施形態のクリーニングブレードおよび画像形成装置の構成によれば、クリーニングブレード６０のエッジに設けた平坦な面取り部６０ａの、中間転写ベルト４１の表面に近い方の面取り角度θ_１を、実験結果から得られた最適なθ_１＝２０°〜６５°に設定してある。これにより、プリント時摺擦状態で面取り部６０ａが中間転写ベルト４１の移動方向に引き連られて摺擦幅が増大変化するのを抑制することができる。

この結果、面取り部６０ａがエッジから少しカット面側に入った部分から摩耗していくカット面摩耗が発生するのを回避でき、クリーニングブレード６０の耐久性を高められると共に、クリーニング性能を向上することができる。

また、クリーニングブレード６０の傾斜配設角度θ_２を、実効当接角度のθ_２＝１０°〜２０°とした場合に、θ_１とθ_２との関係をθ_１−θ_２＝０°〜５５°となるようにして、上記面取り部６０ａのカット面摩耗の発生回避を徹底することができて、より一層耐久性とクリーニング性能の向上を図ることができる。

更に、クリーニングブレード６０を、中間転写ベルト４１の表面の保護に有利なゴムブレードとしてあり、面取り部６０ａはエッジを研磨加工あるいはクリーニングブレード６０を型成形する際の型面形状により形成する等、汎用の加工手段で形成することができて、コスト的に有利に得ることができる。

なお、前記実施形態では画像形成装置１の中間転写部４０におけるクリーニング部４３を例に採ってクリーニングブレード６０の構成を説明したが、画像形成部３０におけるクリーニング部３５に用いられるクリーニングブレードに適用できることは勿論であり、この場合、感光体ドラム３１が像担持体となる。

１…画像形成装置
３５…画像形成部のクリーニング部
４３…中間転写部のクリーニング部
６０…クリーニングブレード
６０ａ…面取り部

Claims (6)

1. 像担持体の表面に付着した残留トナーを除去するクリーニングブレードであって、
   前記クリーニングブレードの前記像担持体表面を摺擦するエッジに平坦な面取り部を設け、
   前記面取り部における前記像担持体の表面に近い方の面取り角度θ_１を、θ_１＝２０°〜６５°に設定したことを特徴とするクリーニングブレード。
2. 前記像担持体の表面と前記クリーニングブレードの腹面とでなす角度θ_２を、実効当接角度であるθ_２＝１０°〜２０°とした場合に、前記θ_１とθ_２との関係を、θ_１−θ_２＝０°〜５５°となるように設定したことを特徴とする請求項１に記載のクリーニングブレード。
3. 前記クリーニングブレードが、ゴムブレードであることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニングブレード。
4. 前記クリーニングブレードのエッジを、研磨加工して前記面取り部を形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のクリーニングブレード。
5. 前記クリーニングブレードを型成形して、前記エッジの面取り部を成形型の型面形状により形成したことを特徴と請求項１〜３の何れか１つに記載のクリーニングブレード。
6. 請求項１〜５の何れか１つに記載のクリーニングブレードを有する画像形成装置。

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