JPH06266263A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーニングブレード表面にコーティング層
を形成する際に生ずる液だれ部分が像担持体に接触しな
いようにする。 【構成】 液だれ部からクリーニングブレード先端まで
の幅が、像担持体とクリーニングブレードとの当接幅よ
り広くなるように、クリーニングブレードを像担持体に
当接させる。 【効果】 液だれ部分が像担持体に接触しないのでクリ
ーニングブレードの当接精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やレーザービーム
プリンタ等の電子写真技術を用いた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【関連技術】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６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２に平行にクリーニング装置８が近
接配置してある。該クリーニング装置８にはクリーニン
グブレード１３が配設してあり、このクリーニングブレ
ード１３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去する。かき落とされ
たトナーは、すくいシート１０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１４によって外部に排出される。なお、像担持体
２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。

【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
に対抗する方向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】この問題を解決する手段として、クリーニ
ングブレードの表面にブレードよりも摩擦係数の低いコ
ーティング材をコートすることが種々提案されている。

【０００６】ブレード表面へ液状のコーティング材を塗
布する方法としては、ブレード表面へコート材をスプレ
ー塗布する方法や、コート材を満たした槽のなかにブレ
ードを浸す方法（ディッピング塗布）などがあり、それ
ぞれ一長一短があるが、クリーニングブレードとして
は、コート面の平面精度が良いことが重要であり、比較
的平面精度の出しやすいディッピング塗布が広く用いら
れている。

【０００７】このディッピング塗布法を用いたクリーニ
ングブレードの製造方法は、例えばウレタンゴムから成
るブレードをアルコールで溶解したナイロン樹脂溶液に
浸し、この後ブレードを乾燥させてアルコールを蒸発さ
せることによってブレード表面にナイロンの被覆層を形
成するものである。

【０００８】このようにして表面被覆層を有するクリー
ニングブレードを製造すると、図５に示すようにブレー
ド先端に液だれ部ａが残ったままとなってしまう。よっ
てこの液だれ部ａを取り除くために図５に示すようにブ
レードの先端部をカットしている。これにより、像担持
体に当接するブレードのエッジ精度が確保される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、図５のｂ部に示すようにブレード先端から外れた
位置にも、わずかながら、コート層のもり上りがあるこ
とを発見した。実測によれば、このもり上りは、ディッ
ピング条件によっても異なるが、高さが数１０ミクロ
ン、幅が最大６００ミクロン以下程度であった。このよ
うなもり上り部分がドラムと当接した場合、ブレードの
平面精度が出ていないため、クリーニング性能が低下し
てしまうことが予測される。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明は、回動する像担持体と、この像担持体に当接し
て残留トナーを除去するクリーニングブレードであって
表面被覆層を有するクリーニングブレードと、を有する
画像形成装置において、上記表面被覆層は上記ブレード
の先端から外れた位置に液だれ部を有し、この液だれ部
から上記ブレード先端までの幅が上記像担持体と上記ブ
レードとの当接幅より広いことを特徴とする。

【００１１】

【実施例】図１は本発明を用いた画像形成装置の概略構
成図である。

【００１２】原稿台１に原稿を載置して不図示のコピー
ボタンを押すと感光ドラム（像担持体）２表面が帯電器
３によって一様に帯電される。帯電された感光ドラム２
には原稿台ぬからの反射光が光学系４によって導かれ、
感光ドラム上に静電潜像が形成される。この潜像に現像
器５からトナーを供給し感光ドラム２上の潜像は現像さ
れる。この後感光ドラム上のトナー像は転写帯電器６に
よって記録材Ｐに転写され、定着器７によって記録材Ｐ
上に定着された後排紙トレイＴ上に排紙される。トナー
像転写後の感光ドラム２表面は、記録材に転写されずに
残ったトナー等を除去するためにクリーニングブレード
器８によってクリーニングされる。

【００１３】図２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２に当接してクリーニング装置
８を設けており、このクリーニング装置８のクリーニン
グブレード９が感光ドラム２の回転方向と逆の方向から
感光ドラム２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２の表面に残る残留ト
ナーは、クリーニング装置８に至り、クリーニングブレ
ード９によって感光ドラム２表面よりスクイシート１０
上にかき落とされる。

【００１４】しかし、ドラム上残留トナーは電荷を持っ
ているため、感光ドラム表面に強い静電的吸着力により
付着しており、図２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。

【００１５】加えて、従来、このクリーニングブレード
９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、このウレタンゴム製クリーニングブレード
は、例えば、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と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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】本実施例ではヤング率が３５〜６０ｋｇｆ
／ｃｍ²のポリウレタンゴム製のブレードをフッ化黒鉛
粉末を分散したナイロン樹脂溶剤（フッ化黒鉛の分散量
５〜５０重量％）にディッピング塗布した後、乾燥、加
熱、硬化させてクリーニングブレードを作成した。この
ブレードの先端部には液だれが生じるので、液だれのあ
る先端をカットした。

【００１９】ナイロン樹脂溶液に分散するフッ化黒鉛と
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１μｍ〜８μｍの範囲が好ま
しい。

【００２０】この樹脂コーティング層の弾性率はナイロ
ンの種類及び含有しているフッ化カーボンの分散量によ
り変動するが、ヤング率が３５００〜６０００ｋｇｆ／
ｃｍ²と大きく、ブレード母材のウレタンゴムに比べ１
００倍程度大きいので、非常に硬度が高くなり、このた
め出来る限りブレードとドラムの当接部分（ニップ部）
近傍のみにコーティングするほうがブレード自体の弾性
を失わないですむので望ましい。

【００２１】本実施例では上述した方法で作成するクリ
ーニングブレード９を感光ドラム２に対して、当接角
（クリーニングブレードと感光ドラムの当接部を含む感
光ドラムの接平面と、ブレード支持部材１１と、のなす
角：図２（Ａ）参照）αを２５°、当接圧を２０ｇ／ｃ
ｍで当接させた。尚、良好なクリーニングを行うために
は当接角αを２４°〜３０°、当接圧を１５〜４０ｇ／
ｃｍの範囲で設定するのが好ましい。

【００２２】しかしながら図２（Ｂ）に示すようにコー
ティング層１２には、ブレード先端部の他に記号ｂのよ
うな液だれ部分が存在している。この液だれ部はブレー
ド長手方向において不均一な大きさ（最大で高さｈ：３
０μｍ、幅ｂ：６０μｍ）で存在しており、よってこの
液だれ部が感光ドラムに当接すると、ブレードの感光ド
ラムへの当接圧が長手方向で不均一になってしまい、ク
リーニング性能が低下してしまう。

【００２３】そこで本発明は、液だれ部からブレード先
端までの幅［即ち、図２（Ｂ）のｆの長さ］を、感光ド
ラムとブレードの当接幅［図２（Ｃ）のｉの長さ］より
広くしたものである。

【００２４】本実施例では、図２に示したようなクリー
ニングブレード表面に、コーティング幅ｅが０．７ｍｍ
以上になるようにコーティングを施している。このブレ
ードを用いた場合、ブレードとドラムの当接部分である
ニップ部ｉは０．１ｍｍ以下程度であった。また図２Ｂ
のｂ部の長さが最大でも０．６ｍｍ程度であるため、ブ
レード上のコート層ｅの長さは少なくとも０．７ｍｍ以
上あればコート層中の平面部、すなわち図２ｆ部でブレ
ードとドラムが当接することになる。

【００２５】また本実施例のような形状のブレードは、
永久変形が起きにくい形状となっている。すなわち、ｄ
部において、応力の分散を行ないやすくし、１点に力が
集中することを避ける役目をしている。このため、コー
ト層が、このｄ部にかかるか否かによって、ブレードの
弾性性能に及ぼす影響が大幅に変化する。コート層の塗
り幅が２ｍｍ以上になると、コート層が図２のｄ部を覆
ってしまうので、所望の当接圧より大きな圧力が感光ド
ラムに加わってしまう。

【００２６】以上のことから、ブレード自体の弾性をあ
まり変化させず、効果的なクリーニングを行うため、本
実施例のような形状のクリーニングブレードにコーティ
ングする場合、コート層の塗り幅ｅは、０．７ｍｍ以上
２ｍｍ未満であることが望ましい。

【００２７】次に、前述実施例のものとはウレタンゴム
の形状の異なる第２実施例を示す。

【００２８】本実施例では、図３に示したようなクリー
ニングブレード表面に、前記実施例１と同様なディッピ
ング溶液をコーティングした場合、コーティング幅ｆが
０．８ｍｍ以上になるようにコーティングを施してい
る。

【００２９】本実施例で用いているブレードは、ウレタ
ン部分は厚みが２ｍｍ、長さが１０ｍｍ程度の板形状と
なっている。このブレードを用いた場合、ブレードとド
ラムの当接部分であるニップ部は最大でも０．２ｍｍ以
下程度であった。また図３のｂ部のコート層のもり上り
が、前記実施例１と同様のディッピングによるものであ
るため、最大でも０．６ｍｍ以下程度となり、ブレード
上のコート層ｆは少なくとも０．８ｍｍ以上必要とな
る。

【００３０】前記実施例１および実施例２において、コ
ーティング層は樹脂で構成されているためブレード母材
のウレタンゴムに比べ非常に硬度が高い。よってコーテ
ィング層の厚みがなるべく薄いほうがブレード自体の弾
性を失わないので望ましい。

【００３１】またコーティング層の厚みを薄くしたほう
が、液だれも小さくなるのでブレードを感光ドラムに当
接しやすくなる。

【００３２】しかしながらコーティング層が薄すぎる
と、ウレタンゴムとコーティング層の境目が感光ドラム
に静電的に強固に付着しているトナー層に接触しやすく
なる。

【００３３】これによりウレタンゴムとコーティング層
がはがれ易くなるという問題が生じる。

【００３４】そこで本発明の第３実施例では更に、コー
ティング層の厚みを、使用されるトナーの平均粒径より
厚くしたものである。

【００３５】ここで、図４にクリーニングブレードの自
由長［ブレードを感光ドラムに当接させた時に生ずる応
力集中部（図２Ｂのｄ部）からブレード先端までの長
さ］とコーティング層の厚みとの関係を示す。

【００３６】現在、複写機等で使用されているトナーの
平均粒径は、６μｍ〜１０μｍ程度であり、従って、コ
ーティング層の厚みは少なくとも１０μｍ以上あること
が必要である。

【００３７】また、ブレードの自由長を短くすると、そ
の分だけブレードと感光ドラムの当接波はが狭くなる
（即ち、ブレード先端と感光ドラムの当接角が大きくな
る）ので、ブレードのウレタンゴム部分が直接感光ドラ
ムに接触してブレードがめくれてしまう可能性が大きく
なる。よってブレードの自由長を短くすれば、ウレタン
ゴムが感光ドラムと直接接触するのを避けるためにそれ
だけコーティング層の厚みを厚くするほうが好ましい。

【００３８】このようなコーティング層の剥離やブレー
ドのめくれを防止するための関係が図４の斜線領域で示
してある。

【００３９】前述したようにウレタンゴムからコーティ
ング層が剥離するのを防止するためにコーティング層の
厚みは図４の直線ｍより大きな値でなければならない。
また、感光ドラムに対するブレードのめくれを防止する
ためにはコーティング層の厚みを図４の直線ｌより大き
な値にするのが好ましい。この両者の関係を満たすのが
図４の斜線領域である。

【００４０】本実施例で用いたクリーニングブレード
（第１実施例と同様のもの）では直線ｌと直線ｍの交点
の自由長が２．６ｍｍであった。よってコーティング層
の厚みは以下の式で表わせる。

【００４１】自由長≦２．６ｍｍの時 コーティング層の厚み（μｍ）≧１８．６−３．３＊自
由長（ｍｍ） 自由長≧２．６ｍｍの時 コーティング層の厚み（μｍ）≧１０（μｍ）

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明はクリーニン
グブレード表面の液だれ部からブレード先端までの幅
を、像担持体とブレードとの当接幅より広くしたので、
コーティング層の液だれ部が像担持体に接触することが
なく、優れたクリーニング性能を得ることができる。

【００４３】本発明は上述した実施例に限られるもので
はなく、同じ技術思想内のあらゆる変形例を含むもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いた画像形成装置の概略図。

【図２】本発明の第１の実施例における画像形成装置の
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、（Ｃ）はブレードと感
光ドラムの当接領域の拡大図。

【図３】本発明の第２の実施例における画像形成装置の
クリーニングブレードを示す拡大断面図。

【図４】本発明の第３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を
示す図。

【図５】従来のクリーニングブレードを示す断面図。

【図６】図４のクリーニングブレードの使用状態の断面
図。

【符号の説明】

９ クリーニングブレード １２ 表面被覆層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動する像担持体と、この像担持体に当
   接して残留トナーを除去するクリーニングブレードであ
   って表面被覆層を有するクリーニングブレードと、を有
   する画像形成装置において、 上記表面被覆層は上記ブレードの先端から外れた位置に
   液だれ部を有し、この液だれ部から上記ブレード先端ま
   での幅が上記像担持体と上記ブレードとの当接幅より広
   いことを特徴とする画像形成装置。