JPH06118856A

JPH06118856A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06118856A
Application number: JP28342592A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kuribayashi; 栗林　　郁夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【構成】走行する像担持体表面に形成したトナー像を
転写材に転写した後に、像担持体表面に残留するトナー
をクリーニングブレードを用いてクリーニングする工程
を繰り返す画像形成装置であって、クリーニングブレー
ドと感光ドラムのブレード上当接部分を含むブレードの
表面の一部もしくは全部に微粒子が塗布されている。【効果】初期ドラムの表面粗さが粗いＯＰＣ感光ドラ
ムを用いたときでも、初期から良好なクリーニング状態
を維持でき、またドラム表面も次第に平滑化して、樹脂
ブレードのみでも十分なクリーニング性能を発揮でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体の周囲に画像
形成手段を有して構成される画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】走行する像担持体表面に形成したトナー
像を転写した後に、転写に寄与せず、像担持体表面に残
留するトナーをクリーニングする工程を繰り返す画像形
成装置は従来から周知である。この種の画像形成装置に
おいては、残留トナーの除去のために、ウレタンゴム等
の弾性体からなるクリーニングブレードが、その構成が
簡単で小型であり、コスト面からも有利であることか
ら、残留トナーのクリーニング手段として従来から広く
用いられている。

【０００３】図４はこのようなクリーニング装置の従来
の実施例である。紙面に垂直方向に延び、矢印方向に回
転走行する像担持体１に平行にクリーニング装置２が近
接配置してある。該クリーニング装置２にはクリーニン
グブレード３が配置してあり、このクリーニングブレー
ド３の端縁のひとつのエッジが像担持体表面に圧接し、
不図示の転写部位で発生してクリーニング部位に到来す
る残留トナーをかき落とし除外する。かき落とされたト
ナーはすくいシート４によって案内されてクリーニング
装置内のトナー貯蔵部に至り、ついで搬送スクリュー５
によって外部に排出される。なお、像担持体１の周辺に
は、一次帯電器、画像信号付与手段、現像器、転写手段
など画像形成に必要な部材が配設されていることは言う
までもないが、それらは本発明には直接関係がないので
省略してある。

【０００４】しかし、像担持体上残留トナーは電荷を持
っているため、像担持体表面とは強い静電的吸着力によ
り付着しており、クリーニングブレードはこのトナー粒
子のドラム表面への静電的吸着力に打ち勝ってトナー粒
子を像担持体表面から除去しなければならないので、大
きな圧力で像担持体表面に押しつけなければならない。
加えて、走行する像担持体表面に対して、走行する方向
に対抗するからブレードのエッジを像担持体に圧接させ
るものが多く、このためブレードエッジと像担持体との
間に大きな摩擦が発生してしまう。実際には、ブレード
によって像担持体からかき落とされたトナーが、像担持
体とブレードエッジとの間で潤滑剤として働き、摩擦力
を下げてはいるが、それでもブレードや像担持体が摩耗
したり、条件によってはクリーニングブレード先端部が
像担持体の回転方向に沿うように反転するという障害
（ブレードのめくれ）が発生していた。

【０００５】このような問題を解決する手段として、像
担持体表面とクリーニングブレードとの間の摩擦を減ら
すため、像担持体表面にコーティングを施したり、潤滑
剤となるトナーがクリーニングブレード近傍に溜り易く
なるように像担持体に対するクリーニングブレードの当
接位置を工夫したりする方法がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらクリーニ
ングブレードの感光ドラムへの当接圧が強い場合は、上
記構成をとっても像担持やクリーニングブレードなどの
摩耗は大きな問題であり、また極度に像密度の低いオリ
ジナル等を連続して複写した場合には、やはり前記ブレ
ード先端部のめくれや部分的な先端縁の損傷等が発生し
てしまい、良好なクリーニングが行えなくなるという問
題が発生している。前述の問題は、クリーニングブレー
ドと感光ドラムの当接部分を含むブレードの一部もしく
は全部に、ドラムとの摩擦係数がウレタンゴムよりも低
い有機樹脂層を設けることによって解決できる。

【０００７】ただし、ブレードの表面を樹脂層で構成し
た場合、一般にブレード母材のウレタンゴムに比べ硬度
が高いため、ウレタンゴムブレードに比べて、ドラム表
面の凹凸に対する追従性が悪くなるという欠点がある。
ところで、筆者等の検討によれば、初期、ドラムの表面
が粗いドラムを用いる場合、ブレード表面に潤滑性微粒
子を塗布することによって、初期のクリーニング性を大
幅に向上させることが出来ることが分かった。これは、
特に初期ドラムの表面粗さが粗い時、ブレードの表面に
大量の潤滑微粒子を留まらせておくことによって、次の
２つの理由によって初期のクリーニング性能を向上させ
ている。

【０００８】１．ブレード近傍に留まっている微粒子
が、ドラム上トナーのブレードすり抜けを防止してい
る。（トナーのブロック）２．微粒子の潤滑作用で、ブレードとドラムの摩擦力を
下げる。

【０００９】そこで本発明は、クリーニングブレードと
感光ドラムの当接部分を含むブレードの一部もしくは全
部にドラムとの摩擦係数がウレタンゴムよりも低い有機
樹脂層を設ているクリーニングブレードにおいて、該ブ
レードの表面の一部もしくは全部に直径数μｍ程度の潤
滑性微粒子を塗布することを特徴とする。本発明を用い
ることによって、特に初期ドラムの表面粗さが粗いドラ
ムを用いたときでも、良好なクリーニング状態を維持で
きる。

【００１０】ところで、この潤滑性微粒子は耐久により
次第にブレード表面から離脱してしまうが、ドラム表面
も次第に平潤化し、樹脂ブレードのみでも十分なクリー
ニング性能が発揮できるようになる。以後は、樹脂ブレ
ードの特徴である高耐久、低摩擦状態を生かし、良好な
クリーニング状態を保つことが出来る。

【００１１】以下に本発明の実施例を説明する。

【００１２】

【実施例】

［実施例１］図１（Ａ）はクリーニング手段としてのク
リーニング装置の概略図であって、矢印Ａ方向に回転す
る像担持体としての感光ドラム１に当接してクリーニン
グ装置２を設けており、このクリーニング装置２のクリ
ーニングブレード３が感光ドラム１の回転方向と逆の方
向から感光ドラム１の表面に圧接してある。一方転写部
位において、転写に寄与せず感光ドラム１の表面に残る
残留トナーは、クリーニング装置２に至り、クリーニン
グブレード３によって感光ドラム１表面よりスクイシー
ト４上にかき落とされる。

【００１３】しかし、ドラム上残留トナーは電荷を持っ
ているため、感光ドラム表面とは強い静電的吸着力によ
り付着しており、図１のようなクリーナーの場合、クリ
ーニングブレードはこのトナー粒子のドラム表面への静
電的吸着力に打ち勝ってトナー粒子を感光ドラム表面か
ら除去しなければならないので、大きな圧力で感光ドラ
ム表面に押しつけなければならない。

【００１４】加えて、従来、このクリーニングブレード
３の材質としては、耐薬品性、耐摩耗性、成形性、機械
的強度といった点から、ウレタンゴムが主に用いられて
きているが、このウレタンゴム性クリーニングブレード
は、例えば、表面層がポリカーボのような高分子樹脂で
構成されるＯＰＣ感光ドラムとのあいだの摩擦係数が非
常に高いことから、このような組合せの場合、感光ドラ
ムとクリーニングブレードの間に大きな摩擦力が生じ、
クリーニングブレードが感光ドラムの回転方向に添って
反転してしまい（ブレードめくれ）、感光ドラムが駆動
しなかったり、クリーニングが行なわれなくなったりし
てしまう。

【００１５】そこで、クリーニングブレード表面にコー
ティング材を塗布することによってブレードと感光ドラ
ム間の摩擦力が下がり、ブレードめくれが防止され、効
果的にクリーニングを行なうことが出来る。

【００１６】さらに溶剤に滑性粒子を均一に分散させた
ものを用いることにより、ドラムとブレード間の摩擦力
をより一層低減させ、より効率的に端部からのブレード
めくれを防止することが出来る。上記滑性粒子は不定形
状を有する粒子を用いることにより、被膜層のバインダ
ー樹脂に対し、アンカー効果による機械的固着力も加わ
って固着された状態で被膜層を形成するので、滑性粒子
は被膜層からさらに離脱しずらくなり、クリーニングブ
レード端部は、より一層摩擦係数を安定して低く維持す
ることが出来る。

【００１７】そこで、本発明者らは、図１（Ｂ）のよう
なブレードを試作し検討を行った。すなわち、表面層が
ポリカーボネートのような高分子樹脂で構成されるＯＰ
Ｃ感光ドラムに対して、ヤング率が３５〜６０ｋｇｆ／
ｃｍ²の間でポリウレタンゴム６製のクリーニングブレ
ードを作成し、このブレードの表面に感光ドラムとの当
接部に設けるコーティング層７としては、フッ化黒鉛粉
末をナイロン等の高分子樹脂溶剤に分散して、クリーニ
ングブレードにディッピング塗布した後、乾燥、加熱、
硬化させた樹脂層からなるコーティング材を設けた。

【００１８】本発明者等の実験に依れば、該ブレードを
用いることにより、非常に効果的にブレードめくれが防
止できることが分かった。

【００１９】本発明に用いることのできるフッ化黒鉛と
しては、たとえば、（Ｃ２Ｆ）ｎ型であるセフボンＤＭ
（セントラル硝子社製）、（ＣＦ）ｎ型であるセフボン
ＣＭＡ、セフボンＣＭＦ（セントラル硝子社製）、フッ
化炭素＃２０６５、＃１０３０、＃１０００（旭硝子社
製）、ＣＦ−１００（日本カーボン）、また（ＣＦ）ｎ
型で、フッ素化率を変えたフッ化炭素＃２０２８、＃２
０１０、（旭硝子社製）、さらには上記フッ化黒鉛をア
ミン等の塩基で処理し表面のフッ素を除去したもの等が
挙げられるが、これに限定されるものではない。またフ
ッ化黒鉛の平均粒子径はトナーのクリーニングを損わな
いために２０μｍ以下、特には１μｍ〜８μｍの範囲が
好ましい。

【００２０】しかしながら、この樹脂コーティング層は
ナイロンの種類及び含有しているフッ化カーボンの分散
により変動するが、ヤング率が３５００〜６０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²と大きくブレード母材のウレタンゴムに比べ
１００倍程度大きいので、非常に硬度が高くなり、この
ため、ウレタンゴムのみのブレードに比べて、ドラム表
面の凹凸に対する追従性が悪くなるという欠点がある。
本発明者等の検討によると、上記のようなクリーニング
ブレードを用いた場合、ドラムの表面粗さが、Ｒｚ≦
０．５程度では充分なクリーニング性能を発揮するが、
Ｒｚ＝１．０程度では、クリーニング性能がかなり低下
することが分かった。

【００２１】図２は、本実施例で用いた感光ドラムにお
けるコピー枚数とドラムの表面粗さとの関係をあらわし
たグラフである。このドラムは、表面がポリカーボネー
トを主成分とする有機感光層またはその保護層からな
り、初期のドラム表面のＲｚ値は１．０と比較的大きな
値を示しているが、耐久が進むにつれて表面の凹凸が削
られて、ドラムの表面粗さが小さくなっているのが分か
る。

【００２２】このようなドラムに対し、上述したような
ウレタン表面に樹脂をコーティングしたブレードを用い
た場合、ブレードめくれ等は効果的に防止できる反面、
初期、ドラムの表面粗さが粗いうちはクリーニング性能
がわずかに低下してしまうという問題があった。そこで
本発明者等の検討によれば、このようなドラムに対し表
面に樹脂層７をコーティングしたブレードの表面に、直
径数μｍ程度の潤滑微粒子８を塗布することによって初
期のクリーニング性能を格段に向上させることが可能と
なった。これは、特に初期ドラムの表面粗さが粗い時、
ブレードの表面に大量の潤滑微粒子８を留まらせておく
ことによって、次の２つの理由によって初期のクリーニ
ング性能を向上させている。

【００２３】１．ブレード近傍に留まっている微粒子８
が、ドラム上トナーのブレードすり抜けを防止してい
る。（トナーのブロック）２．微粒子８の潤滑作用で、ブレードとドラムの摩擦力
を下げる。

【００２４】ブレード表面に塗布する潤滑微粒子８とし
ては、コーティング層に分散してあるのと同様のフッ化
黒鉛を用いている。フッ化黒鉛は、ブレード表面のコー
ティング材の主成分であるナイロンに対し、良く固着
し、より長くクリーニング性能を向上させることが出来
る。そして、ブレード表面に塗布したフッ化カーボン
は、耐久により次第にブレード表面から離脱してしまう
が、ドラム表面も次第に平滑化し、樹脂コーティングブ
レードのみでも十分なクリーニング性能が発揮できるよ
うになる。

【００２５】上記樹脂コートブレードにおいて、潤滑性
の微粒子を塗布する場所は少なくともブレードとドラム
の当接する部分を含むブレード表面の一部もしくは全部
に塗布すればよい。

【００２６】［実施例２］前記実施例１では、ウレタン
ブレード表面の樹脂コーティング層の中に分散している
潤滑微粒子と同様のものを、ブレード表面に塗布してい
るが、コーティング層の中に分散しているものとは異な
る微粒子をブレード表面に塗布してもよい。例えば、シ
リコンの微粒子であるトスパール（東芝シリコン社製）
などは、表面の自由エネルギーが低く、樹脂コーティン
グ層の中に分散してしまうとコーティング層の強度が低
下してしまうが、一方、ブレード表面に塗布することに
よって、ドラムとブレードの摩擦力を大幅に低下させる
ことが出来る。そこで、前記実施例のように、ウレタン
ブレードの表面に、フッカカーボンを分散させたナイロ
ンをコーティングしたクリーニングブレードの表面に、
シリコン微粒子を塗布することによって、ブレードの強
度を保ったまま、シリコン微粒子によってトナーを効果
的にブロックし、ブレードとドラムの摩擦力を下げるこ
とが出来るので、樹脂コートブレードの高耐久性を維持
したままクリーニング性を向上させることが出来る。

【００２７】［実施例３］前記実施例１および２では、
ウレタンブレード表面に樹脂層をコーティングしたブレ
ードを用いているが、図３（Ａ）のようにウレタンブレ
ードのドラムとの当接部分を含む一部に樹脂をはりつけ
たブレードや、ウレタン以外の例えばクロロプレンゴム
等のゴムブレードの一部に樹脂をコーティング、または
張りつけて作られたブレードに対し、潤滑性微粒子を塗
布してもよい。

【００２８】また、材料が樹脂のみで構成されたブレー
ドや、図３（Ｂ）のようにリン青銅などの金属板の表面
に樹脂をコーティングまたは張りつけたブレードに対し
て潤滑性の微粒子を塗布してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明を用い、樹脂
層を有するクリーニングブレードを用いたクリーナーに
おいて、ブレード表面に直径が数μｍの潤滑性微粒子を
塗布することによって、特に初期ドラムの表面粗さが粗
いＯＰＣ感光ドラムを用いたときでも、初期から良好な
クリーニング状態を維持できる。

【００３０】この潤滑性微粒子は耐久により次第にブレ
ード表面から離脱してしまうが、ドラム表面も次第に平
滑化し、樹脂ブレードのみでも十分なクリーニング性能
が発揮できるようになる。以後は、樹脂ブレードの特徴
である高耐久、低摩擦状態を生かし、良好なクリーニン
グ状態を保つことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による画像形成装置にお
けるクリーニングブレードを示すもので、（Ａ）は動作
状態の断面図、（Ｂ）は拡大断面図。

【図２】本発明の第１の実施例におけるクリーニングブ
レードの自由長とコート層膜厚との関係を示すグラフ。
本発明の第１の実施例を示すグラフ。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３の実施例におけ
るブレードを示す断面図。

【図４】従来のクリーニング装置の断面図。

【符号の説明】

１感光ドラム２クリーナー３クリーニングブレード４スクイシート５廃トナー搬送スクリュー６ウレタンゴム７樹脂８微粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行する像担持体表面に形成したトナー
像を転写材に転写した後に、転写に寄与せず、像担持体
表面に残留するトナーをクリーニングブレードを用いて
クリーニングする工程を繰り返す画像形成装置で、クリ
ーニングブレードと感光ドラムのブレード上当接部分を
含むブレードの一部もしくは全部に有機樹脂を有するク
リーニングブレードにおいて、該ブレードの表面の一部
もしくは全部に微粒子を塗布することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記微粒子は潤滑性を有する微粒子であ
ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記微粒子はフッカカーボンまたはシリ
コン微粒子であることを特徴とする請求項１または２に
記載の画像形成装置。
【請求項４】前記有機樹脂はフッカカーボンを分散し
ているナイロン層であり、前記クリーニングブレードは
ウレタンブレードの表面に該ナイロン層をコーティング
してあるブレードであることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記有機樹脂はヤング率が３５００〜６
０００ｋｇｆ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１
または４に記載の画像形成装置。