JP7281365B2 - クリーニングブレード及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニングブレード及び画像形成装置に関する。

感光体ドラム表面に形成された静電画像をトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像をベルト状像担持体（中間転写ベルトとも称される）に転写し、中間転写ベルト上に形成されたトナー像を紙に転写する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、中間転写ベルト上に残ったトナーを清掃するためのクリーニング装置が備えられている。
クリーニング装置として、例えば、特許文献１に金属からなる剛体ブレードを備えるものが開示されている。特許文献１に記載の剛体ブレードは、金属製の基材の、像担持体の移動方向の上流がトナー粒子の平均粒径よりの小さい曲率半径のアール形状を有するものである。

特開２０１７－２０３８２８号公報

近年、ベルト状像担持体上に残存するトナー等の異物を清掃するクリーニングブレードの性能向上は、高品質な画像を形成するために重要である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ベルト状像担持体上に残るトナー等の異物を良好に除去するクリーニングブレード及び高品質な画像を提供することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、ブレードの先端部を特定の形状にすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、ベルト状像担持体に当接されベルト状像担持体の表面を清掃するクリーニングブレードであって、導電性薄板からなり、ベルト状像担持体に当接される先端部が複数の凸部を有し、複数の凸部のうち、一の凸部が他の凸部より突出しているクリーニングブレードである。

凸部は、３つであることが好ましい。

一の凸部が中央に位置していることが好ましい。

一の凸部の先端と他の凸部の先端との高さの差が、５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。

クリーニングブレードは、ステンレス鋼、ハードン鋼又はミガキ平鋼からなることが好ましい。

複数の凸部間の距離は、５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。

クリーニングブレードの厚さは、７０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。

クリーニングブレードは、電圧印加されることにより、ベルト状像担持体の表面を帯電するものであってもよい。

本発明の画像形成装置は、本発明のクリーニングブレードを備えたものである。

本発明のクリーニングブレードによれば、ベルト状像担持体上に残るトナー等の異物を良好に除去することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、高品質な画像を得ることができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略断面図である。 クリーニングブレードの平面図である。 クリーニングブレードとベルト状像担持体との当接状態を示す概略断面図である。 クリーニングブレード先端部の断面図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら、説明する。
［画像形成装置］
本発明の電子写真方式の画像形成装置の一実施形態について説明する。本実施形態の画像形成装置は、本発明のクリーニングブレードを備える。
画像形成装置１０は、各色（黒色、シアン、マゼンタ、黄色）の現像ユニット１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙに装備された複数の感光体ドラム１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ及び１２Ｙをベルト状像担持体１７上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置である。
各現像ユニット１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙには、一成分非磁性の、黒色現像剤、シアン現像剤、マゼンタ現像剤及び黄色現像剤がそれぞれ収納されている。

現像ユニット１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙにおいて、帯電手段１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ及び１４Ｙで帯電した感光体ドラム１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ及び１２Ｙの表面に露光手段１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ及び１３Ｙにより静電潜像が形成され、トナー供給ローラ１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｍ及び１６Ｙにより供給されたトナーで黒色の静電潜像が現像される。現像された黒色トナー像、シアン色トナー像、マゼンタ色トナー像及び黄色トナー像が、順次、一次転写ローラ１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ及び１５Ｙにより、ベルト状像担持体１７上に転写されて、カラートナー像が形成される。

ベルト状像担持体１７上に形成されたカラートナー像は、二次転写ローラ１８及び１９によって電圧印加されて、給紙部２６から送出された紙２７に転写される。その後、紙２７に転写されたカラートナー像は、定着手段２０における加圧ローラ２１及び定着ローラ２２により溶融されて紙２７上に定着される。

ベルト状像担持体１７は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリルニトリル・ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等からなる無端ベルトであり、図１の中の矢印方向に周回する。
ベルト状像担持体１７上のカラートナー像が紙２７に転写された後、ベルト状像担持体１７上に残存するトナー等の異物は、クリーニング装置２３のクリーニングブレード２４によって除去される。
本発明の画像形成装置は、本発明のクリーニングブレード２４を備えるため、ベルト状像担持体１７の表面に残存するトナーが良好に除去されるので、高品質な画像を得ることができる。

［クリーニングブレード］
次に、本実施形態におけるクリーニング装置２３のクリーニングブレード２４について説明する。
クリーニング装置２３は、図２及び図３に示すように、ベルト状像担持体１７に当接されベルト状像担持体１７を清掃する導電性薄板からなるクリーニングブレード２４とクリーニングブレード２４を支持する支持体２５とを有する。クリーニングブレード２４は、角度（θ）１０°以上９０°以下の範囲で、その先端部２４ｄがベルト状像担持体１７に当接されるように配置されている。

図３に示すように、クリーニングブレード２４は、長手方向を、ベルト状像担持体１７の周回方向に対して直角に配置されている。また、本実施形態のクリーニングブレード２４は、図３及び図４に示すように、ベルト状像担持体１７に当接する先端部２４ｄが３つの凸部２４ａ、２４ｂ及び２４ｃを有する。３つの凸部のうち、中央に位置している凸部２４ａが、両端の凸部２４ｂ及び２４ｃのいずれからも突出している。クリーニングブレード２４がベルト状像担持体１７に傾斜して設けられていることにより、少なくとも、最も突出している凸部２４ａ及び下流側の凸部２４ｃの２点が、ベルト状像担持体１７に接している。
クリーニングブレード２４がベルト状像担持体１７に当接される圧力は、ベルト状像担持体１７の材質、クリーニングブレード２４の先端の凸部の数、当接角度によって適宜調整されることが好ましい。

本発明のクリーニングブレード２４は、従来の凸部を設けていない矩形状の先端部を有するクリーニングブレードに比べてトナー等の異物の除去効果が高い。これは、詳細は不明であるが、クリーニングブレード２４の突出した薄い凸部によって、ベルト状像担持体１７とクリーニングブレード２４の先端との間でトナーが潰れずに良好に除去できるため推測する。
また、クリーニングブレード２４の当接角度及び圧力によっては、少なくとも２箇所の凸部（２４ａ及び２４ｃ）が、ベルト状像担持体１７の表面に接するので、最初の凸部２４ａで除去し切れなかったトナー等の異物が、下流側の凸部２４ｃで除去されるためとも推測される。

図４に示すように、真ん中の凸部２４ａの先端と両側の凸部２４ｂ及び２４ｃの先端との差ｈ_２４は、トナー等の異物の除去性及び凸部の加工性の観点から、５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。
ここで、最も突出している凸部以外の他の凸部が２以上ある場合、上記差ｈ_２４は、他の凸部と最も突出している凸部とのそれぞれの差を示し、それぞれの差がいずれも上記数値範囲であることを示す。

クリーニングブレード２４の厚さＴ_２４（図４参照）は、７０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。７０μｍ以上であることにより、クリーニングブレードとして十分な強度が得られ、凸部の加工がしやすい。また、１２０μｍ以下であることにより、複数の凸部をベルト状像担持体１７に当接しやすく、ベルト状像担持体１７が傷つくのを防止することができる。

凸部間の距離Ｐ_２４は、クリーニングブレードの材料と凸部の加工性の観点から、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
また、凸部間の距離Ｐ_２４は、トナー像を構成するトナーの平均粒径より大きいことが好ましい。通常、電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナーの平均粒径は、およそ２μｍ以上１０μｍ以下の範囲である。凸部間の距離Ｐ_２４が、トナー像を構成するトナーの平均粒径より大きいことにより、最も突出する凸部２４ａで除去されたトナー等の異物が、凸部間の凹部に入り込むことで、先端部２４ｄの他の箇所で押し潰されてベルト状像担持体１７の表面又は先端部２４ｄに付着するのを防止することができると推測される。
さらに、クリーニングブレード２４に後述する電圧印加手段を設けて、トナーと逆の電位を与えた場合、トナーが凹部に収容されることにより、再度、ベルト状像担持体１７に付着することがないので、除去効果の向上が期待される。

上記実施形態では、凸部が３つの場合について記載したが、２つであってもよく、４つ以上でもよい。異物の除去性及び凸部の加工性の観点から、２つ及び３つが好ましく、３つが最も好ましい。また、上記実施形態は、最も突出している凸部を中央に配置しているが、中央に限られず、端であってもよい。凸部が４つ以上ある場合は、中央及び端以外であってよい。

クリーニングブレード２４の凸部は、凸部に相当する位置にマスクを設け、深掘ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で形成することができる。深掘ＲＩＥには、高密度プラズマを用いたエッチング（ＩＣＰ－ＲＩＥ）又はマイクロ波を用いたエッチング（ＥＣＲ－ＲＩＥ）等がある。

クリーニングブレード２４の長さＬ_２４（図２参照）は、ベルト状像担持体１７の幅にも依るが、２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下であることが好ましい。

クリーニングブレード２４は、耐久性及び加工性の点から、硬度が高いＳＵＳ（ステンレス剛）、ハードン鋼、ミガキ平鋼等の金属が好ましい。

クリーニングブレード２４は、電圧印加手段（不図示）を備えていてもよい。電圧印加手段によって、クリーニングブレード２４に、トナーとは逆の電位を付与することによって、ベルト状像担持体１７の表面がトナーとは逆の電荷を帯びる。これにより、残存するトナー等の異物を電気的にクリーニングブレード２４に電気的に引き寄せることができるため、より異物除去性が向上する。

上記のように、本発明のクリーニングブレードは、先端に複数の凸部を有し、複数の凸部のうち、一の凸部が他の凸部より突出しているので、ベルト状像担持体に当接して使用した場合にトナー等の異物を良好に除去することができる。
また、このようなクリーニングブレードを備えた画像形成装置は、ベルト状像担持体にトナー等の異物が良好に除去されているため、高品質な画像を得ることができる。

１０ 画像形成装置
１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 現像ユニット
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 感光体ドラム
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 帯電手段
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ 一次転写ローラ
１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ トナー供給ローラ
１７ ベルト状像担持体
１８、１９ 二次転写ローラ
２０ 定着手段
２１ 加圧ローラ
２２ 定着ローラ
２３ クリーニング装置
２４ クリーニングブレード
２５ 支持体
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 凸部
２４ｄ 先端部
２５ 支持体
２６ 給紙部
２７ 紙

Claims (8)

1. ベルト状像担持体に当接され前記ベルト状像担持体の表面を清掃するクリーニングブレードであって、
   導電性薄板からなり、
   前記ベルト状像担持体に当接される先端部が複数の凸部を有し、前記複数の凸部のうち、一の凸部が他の凸部より突出しており、前記複数の凸部間の距離が、５μｍ以上２５μｍ以下であるクリーニングブレード。
2. 前記凸部が３つである請求項１記載のクリーニングブレード。
3. 前記一の凸部が中央に位置している請求項２記載のクリーニングブレード。
4. 前記一の凸部の先端と前記他の凸部の先端との高さの差が、５μｍ以上１５μｍ以下である請求項１から３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が、ステンレス剛、ハードン鋼又はミガキ平鋼からなる請求項１から４いずれか１項記載のクリーニングブレード。
6. 前記クリーニングブレードの厚さが、７０μｍ以上１２０μｍ以下である請求項１から５いずれか１項記載のクリーニングブレード。
7. 前記クリーニングブレードが、電圧印加されることにより、前記ベルト状像担持体の表面を帯電する請求項１から６いずれか１項記載のクリーニングブレード。
8. 請求項１から７いずれか１項記載のクリーニングブレードを備えた画像形成装置。
   

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