JPH0533169U - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は、時間的コストをかける必要もな
く、最適なクリーニング装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 この考案のクリーニング装置は、感光体１０
表面に弾性クリーニングブレード１を撓ませて圧接さ
せ、感光体１０表面に残留するトナーを除去するクリー
ニング装置であって、感光体へのくい込み量をδmax（c
m）、撓み角をｉmax（rad）、圧接力をＦ（Kg/cm）、ク
リーニングブレードの自由長をｌ（cm）、ヤング率をＥ
（Kg/cm²）、クリーニングブレードの厚さをｔ（cm）と
したとき、 δmax＝４Ｆ１³／Ｅｔ³，ｉmax＝６Ｆ１²／Ｅｔ³ の関係式にほぼ基づいて、弾性クリーニングブレード１
を感光体１０表面に圧接せしめる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電子写真複写機、静電記録装置、ファクシミリプリンター等の画 像形成装置におけるクリーニング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電子写真複写装置等の画像形成装置において感光体に帯電、露光、現像、転写 及びクリーニング除電を１サイクルとしている。

【０００３】 図２には、電子写真複写装置の一例が概略的に示されている。 感光体１０の表面には光導電層が形成されており、この感光体１０の周辺に、 帯電用コロナ放電器１２、画像外除電ランプ１３、現像装置２０、転写用コロナ 放電器１５、分離用コロナ放電器１６、クリーニングブレード１７、除電用コロ ナ放電器１８がこの順に夫々で配置されている。帯電用コロナ放電器１２によっ て、一様に帯電された静電潜感光体１０の表面には、予め定められた画像領域外 の電荷をランプ１３からの光照射によって消去した後、図示されないスリット露 光装置によって複写すべき現像光像１９が照射される。これにより感光体１０表 面の電荷が、照射された光像の明暗により応じて選択的に除去され、そこに原稿 に対応した静電潜像が形成される。

【０００４】 この静電潜像を現像装置２０でトナーを供給して可視像化する。この現像装置 ２０は磁気ブラシ方式を採用しており、トナー２１を撹拌スクリュー２４によっ て撹拌し、摩擦帯電したのち上下２段になったマグネットローラ２２、２３によ って上方に汲み上げ、これを感光体１０の表面に接触させて現像を行なう。現像 によって得られたトナー像は給紙装置によって送られた記録紙３０と密着され、 この記録紙３０の背後から転写用コロナ放電器１５によるコロナ放電を受けて、 この後トナー像が記録紙３０に転写される。続いて、分離用コロナ放電器１６に よって、記録紙３０上に存在する電荷を除電して、記録紙３０と静電潜感光体１ ０との静電吸引力を減少して記録紙３０を感光体１０表面から分離しやすくした 後、案内ローラによって分離され記録紙定着装置に搬送する。

【０００５】 感光体１０表面に残留するトナーはクリーニングブレード１７によって除去さ れ、ついで感光体表面を除電用コロナ放電器１８によって除電して１回の複写サ イクルが終了する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記残留トナーのクリーニングに際して、クリーニングブレード１７を感光体 １０に大きな圧接力で接触させると感光体１０上のトナーが確実に除去される。 しかしながら、クリーニングブレードを感光体に大きな圧接力で接触させると感 光体面を損傷させ感光体、クリーニングブレードともに安定した性能を確保する のが難しかった。

【０００７】 更に、感光体として有機感光体を用いた場合、有機感光体面は、複写時、チッ ソ酸化物の付着、紙中の成分の付着、電気的特性の劣化により適度に削って使う ことが必要であった。これに対しクリーニングブレードを適切に用いることは何 度も長期に渡たり実験を繰返す必要があり、時間的コストが非常に高くかかった 。また、機械的合成力によって論じられることもあったが、実験的な実証が示さ れていなかった。

【０００８】 この考案は、時間的コストをかける必要もなく、最適なクリーニング装置を提 供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案のクリーニング装置は、感光体表面に弾性クリーニング部材を撓ませ て圧接させ、当該感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置であ って、 上記弾性クリーニング部材は、感光体へのくい込み量をδmax（cm）、撓み角 をｉmax（rad）としたとき、 δmax＝４Ｆ１³／Ｅｔ³，ｉmax＝６Ｆ１²／Ｅｔ³ （ここで、Ｆは圧接力（Kg/cm）、ｌはクリーニングブレードの自由長（cm） 、Ｅはヤング率（Kg/cm²）、ｔはクリーニングブレードの厚さ（cm）である。） の関係式にほぼ基づいて感光体表面に圧接せしめることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

理論的数値を用い必要項目をブレードくい込み量、圧接力、自由長、ヤング率 、厚さ、たわみ角から構成し、これらの設定した数値から実験を繰り返す。従っ て実験的実証を得ることができる。 定量的数値を論ずれば、長期に亘る実験を実施する必要もなくこれに伴うコス トも必要ない。また、定量的に論じているために容易に必要項目を絞ることがで きる。

【００１１】

【実施例】

図１はこの考案の要部である定量を説明するための断面図である。

【００１２】 図１に示すように、ポリ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１がブレード保持具２で支持され、感光体１０に撓ませて圧接させるものにお いて、理論的数値を用い必要項目であるブレードくい込み量、圧接力、自由長、 ヤング率、厚さ、たわみ角から構成し、これらの設定した数値から実験を繰り返 す。これによって実験的実証を確立させるものである。

【００１３】 即ち、ブレードくい込み量、圧接力、自由長、ヤング率、厚さ、撓み角を以下 の数式で示す関係式にほぼ基づいて算出し、クリーニングブレード１を感光体１ ０表面に圧接するものである。

【００１４】 図１において、δmaxはくい込み（cm）、Ｆは圧接力（Kg/cm）、ｌは自由長（ cm）、Ｅはヤング率（Kg/cm²）、ｔは厚さ（cm）、ｉmaxは撓み角（rad）、とし 、それぞれの項目を定め、次の２式を用いて、定量的に実証する。

【００１５】

【数１】 ４Ｆ１³ δmax＝━━━━━ …………… Ｅｔ³

【００１６】

【数２】 ６Ｆ１² ｉmax＝━━━━━ …………… Ｅｔ³ 式式より

【００１７】

【数３】 ３δmax ｉmax＝━━━━━ ……………………………… ２ｌ となる。 式より

【００１８】

【数４】 ｉmax（rad）×１８０／π＝ｉmax（deg）…… となり、クリーニング角、取付角、と撓み角の関係式は、

【００１９】

【数５】 φ１＝θ−ｉmax（deg）……… となる。

【００２０】 ここで、θはとりつけ角（deg）、φ１はクリーニング角（deg）である。 もちろんこれらの式は、感光体１０の静止時の関係である。

【００２１】 例えば、くい込み量δmaxを０．１５（cm）とし、自由長ｌを１（cm）のとき のクリーニング角度を算出するには、

【００２２】 式より ｉmax（deg）＝３δmax／２ｌ＝３×０．１５／（２×１）＝０．２２５（rad）

【００２３】 式より ｉmax（deg）＝０．２２５×１８０／π＝１２．８９（deg） 取付け角が２０゜あれば、

【００２４】 φ１＝２０−１２．８９＝７．１１ 従って、クリーニング角は７．１１゜である。

【００２５】 式、式から言えることは、くい込み量δmax、自由長ｌ、厚さｔといった ファクターは、従来機との関係から設定することは容易である。すると、圧接力 、ヤング率、取付角といったファクターを実験的実証を得ることにより設定する ことができる。

【００２６】 つまり、今回これらのファクターを変え、実機での実験を繰り返すことにより 、最適なクリーニング条件を求めることが出来る。

【００２７】 従って、クリーニングの制御因子は、 （１）取付け角、これに伴うクリーニング角 （２）材質によるヤング率、圧接力 に集約される。

【００２８】 すなわち、数個のファクターをあたえれば、式式から容易にクリーニング 特性を推し量ることができる。

【００２９】 クリーニングブレードのくい込み量、圧接力、自由長、ヤング率、厚さ、撓み 角から構成される理論式を用いることにより定量的にクリーニング特性を推し量 ることができる。

【００３０】 従って、この考案のクリーニング装置によれば、何度も長期に渡り実験を繰返 し時間的コストをかける必要もない。 今回、この定量解析を用いて、実験を行った。１０万枚の通紙実験においても 、クリーニング不良は発生せず感光体のけずれ量も最適であることが確認された 。

【００３１】 次に、クリーニング装置におけるクリーニングブレードのヤング率及びクリー ニングブレードの取付け角を各種理論的に設定し、クリーニング性能を測定し、 最適なクリーニングブレードの取付け角及びヤング率について、検討した結果に つきに説明する。

【００３２】 第１の実機テストは、ヤング率を各種理論的に設定し、三洋電機株式会社製の 商品名ＳＦＴ−Ｚ１２６の複写機を用い、通紙テストを行った。

【００３３】 第２の実機テストは、各種理論的に設定した角度、つまりクリーニングブレ ード先端部が感光体と接触する点と感光体の中心とを結び接点がを通る接線とク リーニングブレードが当接し、感光体移動方向との角度を定め、上記と同じ複写 機で行った。

【００３４】 上記２点の条件から最適ブレードを決めることができ、このブレードにて、三 洋電機株式会社製の商品名ＳＦＴ−Ｚ１３５の複写機で、更にクリーニング特性 をみた。

【００３５】 まず、はじめにクリーニングブレード先端部が感光体を接触する点と感光体の 中心とを結び、接点を通る接線とクリーニングブレードが当接し、感光体移動方 向とのなす角度を取付角（θ）と定める。

【００３６】 実機は上記商品名ＳＦＴ−Ｚ１２６の複写機を用いる。通紙はＡ４の用紙をた てに通紙し、全て実験環境は、クリーニング不良の発生しやすい低温、低湿（１ ０℃／３０％ＲＨ）いわゆるＬ／Ｌ環境である。

【００３７】 取付角（θ）を２２゜から１０゜までの設定値を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】 このときの材料特性は、ヤング率は６５（ｋｇ／ｃｍ²）、厚さは２（ｍｍ） である。

【００４０】 ２２゜のものも感光体にまき込まれ気味になりブレードのエッヂ摩耗が激しく ５，０００枚の通紙程度で黒スジが表れクリーニング不良になった。

【００４１】 また、１０゜のものはいわゆる感光体に腹あたり気味であり、５，０００枚の 通紙程度で、すり抜けのクリーニング不良になった。

【００４２】 あとの３種類は、１０，０００枚〜１２５，０００枚の通紙で感光体にＢ．Ｓ （ブラックスポット）が発生し、画像上に表れた。

【００４３】 次にクリーニング角度を８゜に設定し、ヤング率を変化させて実験を行なった 。その結果を表２に示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】 この実験の結果Ｄ、Ｅ、Ｆについては、３０，０００枚通紙あたりで、画像上 にＢ．Ｓ（ブラックスポット）が表れた。Ａ、Ｂ、Ｃでは４０，０００枚通紙ま で、画像上にはＢ．Ｓが表れなかった。

【００４６】 次に材料特性を変えた２つの実験を行なった。その結果を表３に示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】 表３の実験からは、ヤング率のみ、つまり圧接力を低くした。

【００４９】 これによってＸタイプでは、３０，０００枚通紙あたりで感光体にＢ．Ｓが発 生した。また、Ｙタイプでは、４０，０００枚通紙まで全く感光体上にＢ．Ｓは 発生しなかった。

【００５０】 次に角度依存性の確認実験を行なった。その結果を表４に示す。

【００５１】

【表４】

【００５２】 Ｇタイプでは、２０，０００枚通紙あたりで感光体上にＢ．Ｓがごくわずかに 発生した。Ｈ、Ｉタイプも、３０，０００枚通紙あたりで感光体上にごくごくわ ずかに発生した。Ｊタイプでは２０，０００枚通紙でもＢ．Ｓは全く発生しなか った。ブレード先端部が、ややかけた状態になった。

【００５３】 つまり表１から取付角度依存性をみることができる。表２からは、角度を一定 にしてヤング率を変化させ、圧接力の依存性がわかる。表４ではヤング率、圧接 力を一定にし、再び、角度の依存性をくらべた。クリーニング角度６゜〜９゜取 付角で云えば、１８．９゜〜２１．９゜である。

【００５４】 これらの実験から云えることは、以下の２つの因子を押さえることである。 取付角、これに伴なうクリーニング角 材質によるヤング率、圧接力

【００５５】 次に、クリーニング特性を評価する上でもう１つ重要な項目は、感光体が有機 感光体であれば、感光面を削って使うといったことである。つまり感光面上に生 成されるチッソ酸化物、紙粉中の異物の付着、電気的疲労等をとり除くためにク リーニングブレードを用いて削るということである。かつ、クリーニングブレー ドのライフ及び感光体のライフが問題となる。そこで、上記の実験からヤング率 ５４（ｋｇ／ｃｍ²）、取付角２１．９゜、圧接力２０．１（ｇ／ｃｍ）、クリ ーニング角８゜とし、三洋電機株式会社製の商品名ＳＦＴ−Ｚ１３５の複写機に 用いて、通紙する場合、通紙しない場合の２種の実験を行なった。 なお、感光体周速２１０ｍｍ／ｓｅｃ、外径φ８０、である。

【００５６】

【表５】

【００５７】 このＫタイプにおける実験結果では、通紙しない複写機動作実験では、感光体 のけずれは５０，０００枚通紙で０．５（μｍ）オーダーであった。通紙実験で は、１００，０００枚通紙で３．５〜７．５（μｍ）のけずれがみられた。

【００５８】 感光体から考えると、感光体面上に再生されるチッソ酸化物、紙粉中の異物の 付着、電気的疲労等を除去し最も適切であった。つまり紙粉とトナーが介在する ことによりブレード先端に感光体面に加わる摩擦、抵抗力は、ブレードのわん曲 面を圧縮しながら、ブレードを押し圧縮歪として貯えられ、その反力はエッジの 圧接力となり、最も効果的な摩擦力を感光体面に加え残留トナーの除去効率を著 しく向上させる。

【００５９】 理論的にヤング率を設定したものと、クリーニングブレードと感光体との当接 角度を設定したものとの決定要素からクリーニングブレードを定める。

【００６０】 クリーニングブレード先端部が、感光体と接触する点と感光体の中心とを結び 接点を通る接線とクリーニングブレードが当接し、感光体移動方向との角度、つ まり図１のθを１０゜〜３０゜以内に設定しこの弾性部材のヤング率を８０（ｋ ｇ／ｃｍ²）以下に設定する。

【００６１】 この２つの点を設定することによって感光体の残留トナーが確実に除去され、 感光体を損傷させることもなく、感光体のライフ、クリーニングブレードのライ フを著しく向上させた。

【００６２】 従って、いわゆるクリーニング不良を発生させることもなく、感光体上のトナ ーは確実に除去され、感光体を損傷することもない。かつ、１０万枚通紙テスト においても問題なくライフも著しい向上できる。

【００６３】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、クリーニングブレードのくい込み量 、圧接力、自由長、ヤング率、厚さ、撓み角から構成される理論式を用いること により定量的にクリーニング特性を推し量ることができる。 従って、何度も長期に渡り実験を繰返し時間的コストをかける必要もなく、最 適なクリーニング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の要部である定量を説明するための断
面図である。

【図２】電子写真複写装置の一例を概略的に示した断面
図である。

【符号の説明】

１ クリーニングブレード ２ クリーニングード保持金具 １０ 感光体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体表面に弾性クリーニング部材を撓
   ませて圧接させ、当該感光体表面に残留するトナーを除
   去するクリーニング装置であって、 上記弾性クリーニング部材は、感光体へのくい込み量を
   δmax（cm）、撓み角をｉmax（rad）としたとき、 δmax＝４Ｆ１³／Ｅｔ³，ｉmax＝６Ｆ１²／Ｅｔ³ （ここで、Ｆは圧接力（Kg/cm）、ｌはクリーニング
   ブレードの自由長（cm）、Ｅはヤング率（Kg/cm²）、ｔ
   はクリーニングブレードの厚さ（cm）である。）の関係
   式にほぼ基づいて感光体表面に圧接せしめることを特徴
   とするクリーニング装置。