JP2013218187A - クリーニングブレード、クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体の耐用寿命を短縮させることなく、感光体上の残留物を確実に除去することができるクリーニングブレードを提供する。
【解決手段】
本発明のクリーニングブレードは、電子写真方式の画像形成装置に設けられ、感光体３２周面に残留した現像剤Ｒを除去するものであって、感光体３２に対して摺動可能に圧接される第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２を備え、第１摺動部３７１は、第２摺動部３７２よりも感光体の摺動方向上流側に配置され、第２摺動部３７２よりも摺動抵抗が小さいことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に備えられるクリーニングブレードに関する。

複写機、プリンタ又はファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、帯電装置によって感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、露光装置にて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像装置から供給されるトナーを含む現像剤により現像して可視像とし、この可視像を紙などの記録紙に転写した後、定着ローラによって加熱および加圧して、記録紙に定着させることにより、記録紙上に画像が形成される。

このような画像形成装置は、記録紙にトナー像が転写された後の像担持体上に残留した現像剤を除去するためのクリーニング装置を備えている。クリーニング装置を用いたクリーニング方法として、基端部が筐体に固定され、遊端部のエッジ部分が像担持体に圧接されたクリーニングブレードを用いる方法が知られている。そして当該方法では、クリーニングブレードのエッジ部全体が、像担持体を均一に圧接することにより、像担持体上に残留した現像剤を掻き落として像担持体をクリーニングする。

ここで、通紙枚数の累積が多くなってくると、クリーニングブレードのエッジ部が、摩耗するので、該エッジ部が像担持体に対し均一に圧接できなくなる。こうなると像担持体から現像剤を充分に掻き取ることができず、通紙された記録紙に掻き取られなかった現像剤が転写され、黒スジ又は汚れ等の画像不良が発生しやすくなる。このような画像不良を防止するために、通常、通紙枚数が所定枚数に達するたびに、ユーザまたはサービスマンがクリーニングブレード全体を交換する必要があった。

上記のクリーニングブレードの摩耗の問題に対処するため、例えば、図６に示す特許文献１では、板金ホルダー９１と、先端部に階段状の複数のエッジ部９４を有するブレード本体９２とからなるクリーニングブレード９３が開示されている。特許文献１のクリーニングブレード９３によれば、感光体ドラム９０の周面に複数のエッジ部９４が圧接することにより、一方のエッジ部９４が均一に圧接せず現像剤を掻き残すことがあっても、他方のエッジ部９４で確実に除去することができ、長期間安定してクリーニングを行うことができる。

特開平１１−２４９５１６号公報

しかしながら、特許文献１のクリーニングブレード９３では、複数のエッジ部９４が圧接するので、感光体ドラム９０上の同じ部分を現像剤の残留に関係なく複数回摺動することになる。従って、感光体表面が必要以上に摩耗し、感光体ドラム９０の耐用寿命が短縮するという問題があった。また、複数のエッジ部を有するクリーニングブレードの問題は、感光体がベルト方式の場合でも、同様に当てはまるものである。

本願は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光体の耐用寿命を短縮させることなく、感光体に残留した現像剤を確実に除去できるクリーニングブレードを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のクリーニングブレードは、電子写真方式の画像形成装置に設けられ、感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニングブレードであって、感光体に対して摺動可能に圧接される第１摺動部及び第２摺動部を備え、第１摺動部は、第２摺動部よりも感光体の摺動方向上流側に配置され、第２摺動部よりも摺動抵抗が小さいことを特徴とする。

また、第１摺動部は、感光体に接触する断面円弧状部を有する。

また、第２摺動部は、感光体に接触する断面角部を有する。

また、第１摺動部は、摺動面に溝又は帯電付与層が設けられている。

また、第１摺動部は、感光体のクリーニング幅方向に当接する長さが第２摺動部の長さよりも大きい。

本発明のクリーニング装置は、上記のいずれかのクリーニングブレードを備える。

本発明の画像形成装置は、上記のいずれかのクリーニングブレードを備える。

本発明のクリーニングブレードによれば、感光体の耐用寿命を短縮させることなく、感光体上の残留物を確実に除去することができる。

本発明の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の実施例１のクリーニングブレードの構成を示す断面図である。 実施例２のクリーニングブレードの第１摺動部を示す斜視図である。 実施例３のクリーニングブレードの第１摺動部を示す斜視図である。 実施例４のクリーニングブレードの構成を示す斜視図である。 従来のクリーニングブレードの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態のクリーニングブレードについて図面を参照して説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、本実施形態では、ドラム方式の感光体を感光体の一例に挙げて説明するが、感光体はこれに限らず、例えば、ベルト方式などの他の感光体にも適用可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｚの全体構成を表す断面図である。図１に示すように、画像形成装置Ｚは、原稿読み取り部１０、給紙部２０、印刷部３０及び排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。

画像形成装置Ｚは、印刷モードとして例えば複写モード、プリンタモード及びＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、後述する制御部によって選択される。

以下に、上記印刷モードの中から複写モードについて説明する。ユーザが、原稿読み取り部１０のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後、給紙部２０の給紙カセット２１或いは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙を装着し、さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キーで印刷枚数や印刷倍率等を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作すると原稿の複写が開始される。

スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（不図示）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ給紙され、給紙された用紙は一対のレジストローラ３１に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により、像担持体である感光体ドラム３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために用紙は一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。

一方、原稿読み取り部１０においては、光源となるコピーランプ１２ａが点灯し、コピーランプユニット１２が矢印Ｃ方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿からの画像情報を含む反射光となり、該反射光は、コピーランプ１２ａの近傍に設けられたミラー１２ｂを介して、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１３、第２ミラー１４、光学レンズ１５から、ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。

このようにして読み取られた画像情報は、不図示のＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。

他方、帯電手段である帯電ユニット３４により、感光体ドラム３２の周面の一部が軸方向全体に渡って所定帯電電位に帯電され、感光体ドラム３２が回転することによってその周面全体が所定の負の帯電電位に帯電される。帯電した感光体ドラム３２表面は、感光体ドラム３２の回転により次工程へ移動する。

次に、露光手段であるレーザスキャナユニット３３では、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー及び各種光学系により、半導体レーザから出射されたレーザ光が偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより、レーザ光が帯電ユニット３４により帯電した感光体ドラム３２上を走査されて、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。

その後、現像手段である現像装置Ｘでは、現像槽６１内の負の直流電位に印加された現像ローラ６２により、現像槽６１内のトナーが、回転する感光体ドラム３２表面上に供給され、静電潜像はこのトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化されることにより現像が行われる。

また、現像のタイミングと合わせてレジストローラ３１により、用紙が感光体ドラム３２方向へ搬送され、転写手段であるコロナチャージャ等の転写ユニット３６により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。転写されずに感光体ドラム３２上に残留した現像剤は、クリーニング装置３７に備えられたクリーニングブレード３７０により掻き取られて回収される。

クリーニング装置３７によりクリーニングされた感光体ドラム３２の表面は、再び帯電ユニット３４へ移動する途中で除電手段である除電装置３９により必要に応じて除電される。

他方、トナーの転写が終了した用紙は、定着工程に移行し、定着装置３８の加熱ローラ３８ａと加圧ローラ３８ｂとの間を通過して、圧力と加熱ヒータ３８ｃの熱が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。

なお、原稿トレイ１９に原稿が載置されている場合には、所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１が回転し、原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には、レジストローラ５３が設けられており、このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。

そして、コピーランプユニット１２が所定の原稿読み取り位置で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。このようにして画像が読み取られた原稿は、原稿排出部１８へ排出される。

＜実施例１＞
図２は、本発明の実施例となるクリーニング装置３７に設けられるクリーニングブレード３７０の構成を示す断面図である。クリーニング装置３７は、感光体ドラム３２などの感光体をクリーニングするため、用紙などのシート状記録媒体に転写されずに感光体ドラム３２上に残留した現像剤Ｒを除去するクリーニングブレード３７０を備えている。クリーニングブレード３７０は、感光体に対し摺動可能に圧接される第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２並びに第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２を支持する支持体３７３から構成されている。また、感光体３２は図２に記載している通り、矢印Ａ方向に周動（摺動）する。

第１摺動部３７１は、第２摺動部３７２よりも感光体ドラム３２の摺動方向上流側、即ち周動方向Ａの上流側に配置され、感光体ドラム３２上に残留した現像剤Ｒを最初に摺動し、ある程度除去しやすくするための予備クリーニングを行うものである。第２摺動部３７２は、第１摺動部３７１の感光体周動方向Ａの後方側に配置され、第１摺動部３７１の摺動後に残留した現像剤Ｒを確実に除去するための本クリーニングを行うものである。

予備クリーニングを行う第１摺動部３７１は、感光体に接触する断面円弧状部を有しており、本クリーニングを行う第２摺動部３７２は、感光体に接触する断面角部を有している。また、第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２の材料としては、ウレタンゴムが適しており、ポリオール成分として、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール等を用い、ジイソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイソシアネート又はヘキサメチレンジイソシアネート等が用いられる。

第１摺動部３７１の円弧状部の半径は２ｍｍであり、支持体３７３からの高さは２ｍｍである。また、第２摺動部３７２の支持体３７３から角部までの高さは２ｍｍである。第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２の感光体の回転軸心方向における長さは３３３ｍｍである。即ち、第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２について、感光体３２のクリーニング幅方向に当接する長さが３３３ｍｍということになる。尚、クリーニング幅方向とは、クリーニングブレードが感光体を摺動する摺動方向（図２及び図５の矢印Ａ方向）に対し垂直方向の幅をいい、感光体がドラム形式なら感光体の回転軸方向の幅となり、感光体がベルト形式ならベルト移動方向に対して垂直方向の幅となる。
第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で６５〜８５°であり、表面粗さＲａはどちらも０．０４μｍ程度である。

支持体３７３は、剛性を有する金属板金が用いられ、この剛性により、第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２のそれぞれを、一定圧力で感光体ドラム３２上に圧接している。支持体３７３を構成する金属板金としては、剛性を有すること、並びに第１摺動部３７１及び第２摺動部３７２を支持体３７３に成型加工する場合には耐熱性を有することを満足すれば、特に限定されるものではないが、例えば、リン青銅板、ステンレス板又はベリリウム銅板等を挙げることができる。本発明では、支持体３７３の一例として、厚みが２ｍｍの板状の鉄板を用い、支持体３７３が固定される基端部から遊端部までの長さを２５ｍｍに設定した。

感光体ドラム３２上に残留した現像剤Ｒは、最初に、第１摺動部３７１により摺動されるが、第１摺動部３７１の接触部分が円弧状部となっており、エッジ部を有さないことにより比較的低い摺動抵抗で摺動される。このため、第１摺動部３７１では、残留した現像剤Ｒを完全に掻き取るまでには至らないものの、感光体の膜減りを生じさせずに現像剤Ｒをある程度の薄層に均すことができる。

続いて、薄層化された現像剤Ｒは、第２摺動部３７２により摺動されるが、第２摺動部３７２の接触部分が角部となっており、従来のブレードと同様のエッジ部を有することにより、ある程度の摺動抵抗を持って摺動される。このため、第２摺動部３７２では角部により現像剤Ｒを効率よく確実に掻き取ることができる。

すなわち、本発明のクリーニングブレード３７０は、第２摺動部３７２の本クリーニングに先行して、第１摺動部３７１による予備クリーニングを第２摺動部３７２よりも小さな摺動抵抗で行い、感光体ドラム３２に残留した現像剤Ｒを段階的に掻き取ることにより、感光体ドラム３２の耐用寿命を短縮させることなく、残留した現像剤Ｒを確実に除去することができる。

したがって、本発明のクリーニング装置３７を備えた画像形成装置は、感光体ドラム３２を長期間安定してクリーニングすることができ、黒スジ、汚れ等の画像不良のない良好な画像を形成することができる。

なお、本実施例における「摺動抵抗」とは、第１摺動部３７１を感光体に圧接した状態で水平方向に引き抜くときに要する力を表わし、言い換えれば「摩擦力」とも言える。例えば、第１摺動部３７１は、感光体側に円弧状部で圧接するため食い込み難く、摩擦力は感光体側に食い込やすいエッジ部を有する第２摺動部３７２よりも小さい。

＜実施例２＞
図３は、実施例２として、第１摺動部３７１の変形例を示した斜視図である。実施例１との違いは、第１摺動部３７１の摺動面に溝３８０が形成されていることであり、他の構成は同じであるため詳細な説明は省略する。

第１摺動部３７１の溝３８０は、回転する感光体ドラム３２上に残留した現像剤Ｒの凝集を抑制するものであり、例えば、磨り潰し効果が高くなるような、すり鉢や石臼の溝等のような配置形状とすることが望ましい。また、感光体ドラム３２の回転方向と直交する方向に溝を配置してもよい。

溝３８０の断面形状としては、残留した現像剤Ｒが転がり易い半円形状や、現像剤Ｒとの摩擦を大きくできる三角形状、台形状等の形状が挙げられる。即ち、溝３８０の断面形状は、現像剤Ｒの粒径、形状又は材質等の特性に応じて適宜設計することが望ましい。

第１摺動部３７１の摺動面に溝３８０が形成されていることにより、大きな塊となって残留した現像剤Ｒでも、磨り潰されて一定量以下の層厚にされるため、続いて摺動される第２摺動部３７２の角部で除去し易くすることができる。

＜実施例３＞
図４は、実施例３として、第１摺動部３７１の変形例を示した斜視図である。実施例１との違いは、第１摺動部３７１の摺動面に帯電付与層３８１が設けられていることであり、他の構成は同じであるため詳細な説明は省略する。

帯電付与層３８１は、アクリルシリコーン系樹脂又はアクリルフッ素系樹脂等のアクリル系樹脂の塗布剤を用い、第１摺動部３７１の摺動面にスプレー塗装又はディッピング塗装等により容易に塗布することができる。

現像剤Ｒ自身は帯電により凝集している場合があるので、現像剤Ｒと逆の帯電特性を有する帯電付与材を第１摺動部３７１に塗布しておくことにより、第１摺動部３７１を通過した残留現像剤Ｒを、除電して凝集を抑制でき、続いて摺動される第２摺動部３７２の角部で除去し易くすることができる。

＜実施例４＞
図５は、実施例４のクリーニングブレード３７０の構成を示す斜視図である。実施例４のクリーニングブレード３７０と実施例１との違いは、第１摺動部３７１の感光体３２の軸心方向に当接する長さ（感光体３２のクリーニング幅）Ｗ１が、第２摺動部３７２の長さ（感光体３２のクリーニング幅）Ｗ２よりも大きいことであり、他の構成は同じであるため詳細な説明は省略する。

図５において、矢印Ａは感光体ドラム３２の周動方向（摺動方向）を示している。また、Ｐｘとして示す領域は用紙にトナー像を転写する領域であり、現像剤Ｒが残留し易く、特にクリーニングが必要とされる領域である。

実施例１から実施例３では、第１摺動部３７１と第２摺動部３７２の長さ、即ち感光体のクリーニング幅をこの領域Ｐｘに合わせて３３３ｍｍとしたが、本実施例４では、第２摺動部３７２の長さＷ２を３３３ｍｍとし、第１摺動３７１の長さＷ１を第２摺動部３７２より大きい３５０ｍｍとした。

実施例４のクリーニングブレード３７０によれば、第１摺動部３７１で予備クリーニングされる領域が広くなるため、第２摺動部３７２で行う本クリーニングの領域を確実に予備クリーニングすることができ、現像剤Ｒの掻き取り漏れを防止することができる。また、第１摺動部３７１を長くすることにより、感光体ドラム３２への当接圧が弱まるので、予備クリーニング時の感光体ドラム３２へのダメージをより低減することができる。

なお、実施例１から実施例４により、感光体ドラム３２のクリーニングに用いるクリーニング装置について説明したが、現像剤の残留物を除去する用途であれば、これらに限定されるものではなく、例えば、感光体ベルトや転写ユニットのクリーニング装置としても適用することが可能である。また、実施例１から実施例４に示した各構成の併用も可能であることは言うまでもない。

１０ 原稿読み取り部
２０ 給紙部
３０ 印刷部
４０ 排紙部
３２ 感光体ドラム
３７ クリーニング装置
Ｒ 残留現像剤
３７０ クリーニングブレード
３７１ 第１摺動部
３７２ 第２摺動部
３７３ 支持体

Claims (8)

1. 電子写真方式の画像形成装置に設けられ、感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニングブレードであって、
   前記感光体に対して摺動可能に圧接される第１摺動部及び第２摺動部を備え、
   前記第１摺動部は、前記第２摺動部よりも前記感光体の摺動方向上流側に配置され、前記第２摺動部よりも摺動抵抗が小さいことを特徴とするクリーニングブレード。
2. 前記第１摺動部は、前記感光体に接触する断面円弧状部を有する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. 前記第２摺動部は、前記感光体に接触する断面角部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニングブレード。
4. 前記第１摺動部は、摺動面に溝が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
5. 前記第１摺動部は、摺動面に帯電付与層が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
6. 前記第１摺動部は、前記感光体のクリーニング幅方向に当接する長さが前記第２摺動部の長さよりも大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニングブレードを備えることを特徴とするクリーニング装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニングブレードを備えることを特徴とする画像形成装置。