JPH08234639A - クリーニングブレードとクリーニング方法及びそれらを用いた装置ユニットと画像形成装置 - Google Patents

クリーニングブレードとクリーニング方法及びそれらを用いた装置ユニットと画像形成装置

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JPH08234639A
JPH08234639A JP3858995A JP3858995A JPH08234639A JP H08234639 A JPH08234639 A JP H08234639A JP 3858995 A JP3858995 A JP 3858995A JP 3858995 A JP3858995 A JP 3858995A JP H08234639 A JPH08234639 A JP H08234639A
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cleaning blade
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JP3858995A
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Masanari Asano
真生 浅野
Yoshihiko Eto
嘉彦 江藤
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い、優れたクリーニングブレード
とクリーニング方法、及び装置ユニット、画像形成装置
の提供。 【構成】 有機感光体からなる像担持体表面に残留する
トナー粉体を圧接清掃除去するクリーニング装置におい
て、その材質が弾性体であり、該弾性体の硬度が50〜
90,ヤング率(kg/cm2)が40〜90,100
%モジュラス(kg/cm2)が20〜65,300%
モジュラス(kg/cm2)が70〜150,引っ張り
強さ(kg/cm2)が240〜500,伸び(%)が
290〜500,反発弾性(%)が30〜70,引裂強
さ(kg/cm2)が25〜75,永久伸び(%)が
4.0以下であり、圧接力を10〜50(gf/cm)
の範囲に設定した際、自由長部の厚さ(t)を1〜3m
m、自由長(L)を5〜15mm、L/t比を2〜8に
設定したことを特徴とするクリーニングブレードを用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機・同プ
リンター等静電転写プロセスを利用する画像形成装置の
クリーニングブレード、そのクリーニング方法、装置ユ
ニット及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】転写プロセスにおける無端走行する像担
持体表面のトナー像を転写材に転写し、この時転写に寄
与しない残留トナーを清掃する工程をくりかえす画像形
成装置において、残留トナーを除去する手段として従来
よりゴム質弾性材をクリーニングブレードとして用いて
いる。このクリーニングブレードは、簡単な構成であっ
て、トナー除去機能に優れているので、広く実用化され
ている。
【0003】この種のクリーニング素材としては耐摩耗
性に優れているポリウレタンゴムが多く使用されてお
り、その物性については、例えば特開昭53−3239
号公報では60〜90°のゴム硬度、特開昭54−10
4840号公報ではtanδ値が0.15〜0.95、
特開昭59−218476号公報ではTgが−35℃以
下で、tanδが0.30以下、特開平3−20768
号公報ではヤング率が38〜58kgf/m2で硬度
(JISA)60〜70°、特開平5−35156号公
報では反発弾性が60〜80%かつ硬度65〜70°、
特開平5−150697号公報では300%モジュラス
130〜250kg/cm2かつ硬度(JISA)が6
0〜70、特開平6−274079号公報では反発弾性
が62±8%、ヤング率55kg/cm2以上かつta
nδのピーク温度が−13〜−16℃である材料等を用
いているのが知られている。
【0004】又、圧接力、ブレード厚、ブレード長の規
定としては特開昭53−3239号公報、同53−93
036号公報、特開平3−20768号公報、同4−3
28788号公報等に記載されているが、これらと力学
的物性値との関連が明確になされていないのが実情であ
って、クリーニング不良による画質の悪化、感光体との
共振による異音トラブル、ブレードめくれ、損傷等は依
然として発生しており、満足なブレードはないのが実情
である。その1つにはクリーニングプロセスはきわめて
複雑な力学的系であって、クリーニングブレードの物性
値やブレード厚等を2つ、3つ規定してもしきれるもの
ではなく、又、感光体表面の材質や現像剤の組成、粒径
にも大きく影響を受けるからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
2,3の物性値で良好な範囲を定めていた素材に対し
て、更に多くの管理特性項目や物性値を定めることによ
り、信頼性の高い、優れたクリーニングブレードを提供
する点である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は下記いず
れかの構成により達成することが出来る。
【0007】(1)有機感光体からなる像担持体表面に
残留するトナー粉体を圧接清掃除去するクリーニング装
置に使用されるクリーニングブレードにおいて、その材
質が弾性体であり、該弾性体の硬度(JISAスケー
ル)が50〜90,ヤング率(kg/cm2)が40〜
90,100%モジュラス(kg/cm2)が20〜6
5,300%モジュラス(kg/cm2)が70〜15
0,引っ張り強さ(kg/cm2)が240〜500,
伸び(%)が290〜500,反発弾性(%)が30〜
70,引裂強さ(kg/cm2)が25〜75,永久伸
び(%)が4.0以下であり、かつ前記ブレードの圧接
力を10〜50(gf/cm)の範囲に設定した際、自
由長部の厚さ(t)を1〜3mm、ブレードの自由長
(L)を5〜15mm、L/t比を2〜8に設定したこ
とを特徴とするクリーニングブレード。
【0008】(2)クリーニングブレードの材質がポリ
ウレタンゴム弾性体であることを特徴とする(1)記載
のクリーニングブレード。
【0009】(3)有機感光体からなる像担持体表面に
残留するトナー粉体をポリウレタン弾性体からなるクリ
ーニングブレードで圧接させ、清掃除去するクリーニン
グ方法であって、前記ポリウレタン弾性体の硬度(JI
SAスケール)が50〜90,ヤング率(kg/c
2)が40〜90,100%モジュラス(kg/c
2)が20〜65,300%モジュラス(kg/c
2)が70〜150,引っ張り強さ(kg/cm2)が
240〜500,伸び(%)が290〜500,反発弾
性(%)が30〜70,引裂強さ(kg/cm2)が2
5〜75,永久伸び(%)が4.0以下であり、かつ前
記ブレードの圧接力を10〜50(gf/cm)の範囲
に設定した際、自由長部の(t)厚さを1〜3mm、ブ
レードの自由長(L)を5〜15mm、L/t比を2〜
8に設定したことを特徴とするクリーニング方法。
【0010】(4)帯電手段及び現像手段の少なくとも
1つを有機感光体及びクリーニングブレードとともに一
体に支持してユニットを形成し、装置本体に着脱自在の
単一ユニットとした装置本体ユニットにおいて、該クリ
ーニングブレードの材質がポリウレタン弾性体であり、
該ポリウレタン弾性体の硬度(JISAスケール)が5
0〜90,ヤング率(kg/cm2)が40〜90,1
00%モジュラス(kg/cm2)が20〜65,30
0%モジュラス(kg/cm2)が70〜150,引っ
張り強さ(kg/cm2)が240〜500,伸び
(%)が290〜500,反発弾性(%)が30〜7
0,引裂強さ(kg/cm2)が25〜75,永久伸び
(%)が4.0以下であり、かつ前記ブレードの圧接力
を10〜50(gf/cm)の範囲に設定した際、自由
長部の厚さ(t)を1〜3mm、ブレードの自由長
(L)を5〜15mm、L/t比を2〜8に設定したこ
とを特徴とする装置ユニット。
【0011】(5)有機感光体からなる像担持体、像担
持体を帯電する手段及びクリーニングブレードを備えた
画像形成装置において該クリーニングブレードの材質が
ポリウレタン弾性体であり、該ポリウレタン弾性体の硬
度(JISAスケール)が50〜90,ヤング率(kg
/cm2)が40〜90,100%モジュラス(kg/
cm2)が20〜65,300%モジュラス(kg/c
2)が70〜150,引っ張り強さ(kg/cm2)が
240〜500,伸び(%)が290〜500,反発弾
性(%)が30〜70,引裂強さ(kg/cm2)が2
5〜75,永久伸び(%)が4.0以下であり、かつ前
記ブレードの圧接力を10〜50(gf/cm)の範囲
に設定した際、自由長部の厚さ(t)を1〜3mm、ブ
レードの自由長(L)を5〜15mm、L/t比を2〜
8に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【0012】本発明の如く、各物性値、ブレード厚、自
由長、圧接力等の適正範囲を見出したことにより、優れ
たクリーニングブレードと、表面強度の必ずしも充分で
ない像担持体例えば有機感光体の組み合わせを効率良く
得ることができる。
【0013】なお本発明で用いられる物性値の測定はJ
ISK−6301加硫ゴム物理試験方法に準じる。
【0014】
【作用】クリーニングブレードの硬度、ヤング率あるい
は100%モジュラスが低すぎると、像担持体表面に圧
接時の圧力不足や弾性体の腰が弱く、クリーニングブレ
ードの接触面積が大きくなり、摩擦力が増加し、摺動性
が悪くなる。高すぎると、像担持体表面への傷の原因と
なる。
【0015】300%モジュラスが低すぎると、クリー
ニングブレードエッジは大きく変形する領域において、
繰り返して集中応力を受ける為、エッジの欠損が生じや
すい。又、高くなりすぎると感光体ドラムとクリーニン
グブレードとのなじみが悪く、接触不良によるクリーニ
ング不良を生じる。
【0016】本発明において100%モジュラス又は3
00%モジュラスとはそれぞれ伸びが100%又は30
0%の時の引っ張り強さを意味する。
【0017】引っ張り強さが小さすぎると、耐久性が低
くなり、伸びが小さすぎると、しなやかさが足りなくな
り追随性が悪化する。
【0018】反発弾性が低すぎると、高速度で走行する
感光体の表面に追随して弾性変形したエッジの復元速度
が遅く巻き込まれやすい。高すぎると、始動時に感光体
ドラムとクリーニングブレードとの間に摺擦音(鳴き)
が生じる。
【0019】引き裂き強さが小さいと過負荷により耐久
性が急速に悪化する。
【0020】永久伸びが大きすぎると、ブレードと感光
体との接触面積が時間、荷動力の増加とともに増し、ク
リーニング不良発生の原因となる。
【0021】圧接力(F)が10gf/cmより小さい
場合には、感光体ドラムのクリーニングにムラが生じ、
また50gf/cmを超えると、ブレードが感光体ドラ
ムの表面を傷付けたり、異音を発生させ、駆動モータ等
の過負荷によりシステムに異常を来すため、適切な圧接
力(F)の範囲としては、10gf/cm〜50gf/
cmが好ましく、更に好ましくは10〜35gf/cm
である。
【0022】また、ブレードの自由長部の厚さt(m
m)が、1.0mm未満の場合には、熱可塑性樹脂例え
ばポリウレタンにおいて成形性が悪くなり、製造が困難
であると言うような問題があり、また3.0mmより大
の場合には、ブレードの剛性により感光体ドラムを傷付
けると言う問題があるため、自由長部の厚さ(t)は、
1.0mm〜3.0mmの範囲が好適であり、更に好ま
しくは1.5〜2.5mmである。更にブレードの自由
長L(mm)も、5.0mm未満の場合には、ブレード
の剛性により感光体ドラムを傷付けると言う問題があ
り、15mmより大の場合には、熱可塑性ウレタンが反
転し、十分なクリーニング性能が得られなくなると言う
ような問題があるため、ブレードの自由長(L)は5.
0mm〜15mmの範囲が好適である。更に好ましくは
8〜12mmであって、L/t比は2〜8であるのが好
ましく更に好ましくは4〜6である。なお、ブレードが
階段状やテーパ状等で厚さが均一となっていない場合に
は、その平均厚さを自由長部の厚さt(mm)とするも
のである。
【0023】上記は一般的な傾向であるが実際には上記
各力学的物性、ブレード厚、自由長、圧接力は相互に複
雑に関連し合っており実際の複写機を用いて適正値を定
める。
【0024】本発明において使用する弾性体としては前
記の諸特性を比較的容易に得られることからポリウレタ
ン弾性体が好ましい。ポリウレタン弾性体としては、一
般にイソシアネートとポリオール及び各種水素含有化合
物との付加反応を経て合成されるポリウレタンが用いら
れており、ポリオール成分として、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテ
ル系ポリオールや、アジペート系ポリオール、ポリカプ
ロラクタム系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオー
ル等のポリエステル系ポリオールを用い、ポリイソシア
ネート成分として、トリレンジイソシアネート、4,
4′ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレン
ポリフェニルポリイソシアネート、トルイジンジイソシ
アネート、等の芳香族系ポリイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート
を用いてウレタンプレポリマーを調製し、これに硬化剤
を加えて、所定の型内に注入し、架橋硬化させた後、常
温で熟成することによって製造されている。上記硬化剤
としては、通常、1,4−ブタンジオール等の二価アル
コールとトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル等の三価以上の多価アルコールとが併用される。
【0025】更に、ポリウレタン弾性体には、上記の条
件を満たす範囲で炭素数40〜100の不飽和脂肪酸ア
ミドを含有させたり、シリコンオイル含有層を設けたり
してもよい。又、シリカ等の微粒子を混入させてもよ
い。
【0026】本発明のクリーニングブレードの形状は特
に限定されず種々のものが用いられるが、その具体例と
して図1に本発明で用いられるブレード例(a),
(b),(c)を示す。
【0027】又、図2に本発明で用いられるクリーニン
グブレードの断面図を示し、1は支持金具、2は支持金
具1と一体的に形成された熱可塑性ウレタンからなるブ
レードを示し、図2において、tはブレード2の支持端
から自由端までの自由長部の厚さ(mm)、Lはブレー
ド2の支持端までの自由長(mm)の長さを示してい
る。
【0028】図3にドラム型感光体を用いた一般的な転
写式電子写真装置の概略構成を示した。
【0029】図3において、11は像担持体としてのド
ラム型感光体(以下単に感光体ともいう)であり軸11
aを中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
該感光体11はその回転過程で帯電手段12によりその
周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで
露光部13にて不図示の像露光手段により光像露光L
(スリット露光・レーザービーム走査露光など)を受け
る。これにより感光体周面に露光像に対応した静電潜像
が順次形成されていく。
【0030】その静電潜像はついで現像手段14でトナ
ー現像されそのトナー現像された画像が転写手段5によ
り不図示の給紙部から感光体11と転写手段15との間
に感光体11の回転と同期取りされて給送された転写材
Pの面に順次転写されていく。
【0031】像転写を受けた転写材Pは感光体面から分
離されて像定着手段18へ導入されて像定着を受けて複
写物(コピー)として機外へプリントアウトされる。
【0032】像転写後の感光体11の表面は本発明によ
るクリーニングブレード2にて転写残トナーの除去を受
けて清浄面化されて、さらに、前露光手段17により除
電処理されて繰り返して像形成に使用される。
【0033】感光体11の均一帯電手段12としてはコ
ロナ帯電装置が一般に広く使用されている。また転写手
段15もコロナ転写手段が一般に広く使用されている。
電子写真装置として、上述の感光体や現像手段、クリー
ニングブレード2などの構成要素のうち、複数のものを
装置ユニットとして一体に結合して構成し、このユニッ
トを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。例え
ば、帯電手段及び現像手段の少なくとも1つを感光体及
びクリーニングブレード2とともに一体に支持してユニ
ットを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットと
し、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在
の構成にしても良い。このとき、上記の装置ユニットの
ほうに帯電手段及び/または現像手段を伴って構成して
も良い。
【0034】また、光像露光Lは、電子写真装置を複写
機やプリンターとして使用する場合には、原稿からの反
射光や透過光、あるいは、原稿を読み取り信号化し、こ
の信号によりレーザービームの走査、LEDアレイの駆
動、または液晶シャッターアレイの駆動などにより行わ
れる。
【0035】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。
【0036】実施例1 コニカ(株)社製のKonicaU−BIX4045複
写機(有機感光体、クリーニングブレードカウンター方
向突き当て、感光体・クリーニングブレード・現像器を
単一ユニット化したもの)を用いた。表1に示す如く、
各力学的物性及び圧接力、自由長、厚さ、L/t等が異
なる24種のポリウレタン弾性体ブレードを順次用い、
各々5000枚の実写テストを行った。
【0037】
【表1】
【0038】評価 1.ブレードめくれ … 初期摺動時の複写機本体から
上記単一ユニットを取り出して観察 2.感 光 体 傷 … 5000枚通紙後の適正濃度
の実写テストで感光体ドラム円周方向の黒線がベタ白部
に有るかどうか観察 3.クリーニング性 … クリーニング後の感光体面上
の残留トナーの有無を肉眼にて観察 4.ブレード鳴き … 実写中の異音を判定 5.ブレード耐久性 … 5000枚通紙後のブレード
エッヂ部の摩耗を観察 結果を表2に示す。
【0039】○: 実用的に問題なし △: 実用にはやや問題あり ×: 実用上きわめて問題
【0040】
【表2】
【0041】本発明のブレードは圧接力、自由長、厚
さ、L/t比が規定内にあり、かつ各力学的特性値が定
めた範囲内にあるものを用いることにより、ブレードめ
くれがなく、感光体表面を傷付けず、クリーニング性が
良好であり、ブレード鳴き等の異音がない等、ブレード
の耐久性及び作動性に勝ることがわかった。
【0042】
【発明の効果】本発明により、クリーニングブレードの
物性値及び画像形成装置本体への取り付け条件が所定の
範囲に入っているか細かくチェックする必要はあるが、
信頼性の高い、優れたクリーニングブレード及びそれを
用いたクリーニング装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクリーニングブレード形状例の概要断
面図。
【図2】本発明のクリーニングブレード取付け方、自由
長とその部分の厚さを説明する断面図。
【図3】本発明に係わる電子写真画像形成装置の概要構
成図。
【符号の説明】
1 支持金具 2 クリーニングブレード 11 ドラム型感光体 12 帯電手段 13 露光部 14 現像手段 15 転写手段 L ブレードの自由長 t 自由長部の厚さ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機感光体からなる像担持体表面に残留
    するトナー粉体を圧接清掃除去するクリーニング装置に
    使用されるクリーニングブレードにおいて、その材質が
    弾性体であり、該弾性体の硬度(JISAスケール)が
    50〜90,ヤング率(kg/cm2)が40〜90,
    100%モジュラス(kg/cm2)が20〜65,3
    00%モジュラス(kg/cm2)が70〜150,引
    っ張り強さ(kg/cm2)が240〜500,伸び
    (%)が290〜500,反発弾性(%)が30〜7
    0,引裂強さ(kg/cm2)が25〜75,永久伸び
    (%)が4.0以下であり、かつ前記ブレードの圧接力
    を10〜50(gf/cm)の範囲に設定した際、自由
    長部の厚さ(t)を1〜3mm、ブレードの自由長
    (L)を5〜15mm、L/t比を2〜8に設定したこ
    とを特徴とするクリーニングブレード。
  2. 【請求項2】 クリーニングブレードの材質がポリウレ
    タンゴム弾性体であることを特徴とする請求項1記載の
    クリーニングブレード。
  3. 【請求項3】 有機感光体からなる像担持体表面に残留
    するトナー粉体をポリウレタン弾性体からなるクリーニ
    ングブレードで圧接させ、清掃除去するクリーニング方
    法であって、前記ポリウレタン弾性体の硬度(JISA
    スケール)が50〜90,ヤング率(kg/cm2)が
    40〜90,100%モジュラス(kg/cm2)が2
    0〜65,300%モジュラス(kg/cm2)が70
    〜150,引っ張り強さ(kg/cm2)が240〜5
    00,伸び(%)が290〜500,反発弾性(%)が
    30〜70,引裂強さ(kg/cm2)が25〜75,
    永久伸び(%)が4.0以下であり、かつ前記ブレード
    の圧接力を10〜50(gf/cm)の範囲に設定した
    際、自由長部の厚さ(t)を1〜3mm、ブレードの自
    由長(L)を5〜15mm、L/t比を2〜8に設定し
    たことを特徴とするクリーニング方法。
  4. 【請求項4】 帯電手段及び現像手段の少なくとも1つ
    を有機感光体及びクリーニングブレードとともに一体に
    支持してユニットを形成し、装置本体に着脱自在の単一
    ユニットとした装置ユニットにおいて、該クリーニング
    ブレードの材質がポリウレタン弾性体であり、該ポリウ
    レタン弾性体の硬度(JISAスケール)が50〜9
    0,ヤング率(kg/cm2)が40〜90,100%
    モジュラス(kg/cm2)が20〜65,300%モ
    ジュラス(kg/cm2)が70〜150,引っ張り強
    さ(kg/cm2)が240〜500,伸び(%)が2
    90〜500,反発弾性(%)が30〜70,引裂強さ
    (kg/cm2)が25〜75,永久伸び(%)が4.
    0以下であり、かつ前記ブレードの圧接力を10〜50
    (gf/cm)の範囲に設定した際、自由長部の厚さ
    (t)を1〜3mm、ブレードの自由長(L)を5〜1
    5mm、L/t比を2〜8に設定したことを特徴とする
    装置ユニット。
  5. 【請求項5】 有機感光体からなる像担持体、像担持体
    を帯電する手段及びクリーニングブレードを備えた画像
    形成装置において該クリーニングブレードの材質がポリ
    ウレタン弾性体であり、該ポリウレタン弾性体の硬度
    (JISAスケール)が50〜90,ヤング率(kg/
    cm2)が40〜90,100%モジュラス(kg/c
    2)が20〜65,300%モジュラス(kg/c
    2)が70〜150,引っ張り強さ(kg/cm2)が
    240〜500,伸び(%)が290〜500,反発弾
    性(%)が30〜70,引裂強さ(kg/cm2)が2
    5〜75,永久伸び(%)が4.0以下であり、かつ前
    記ブレードの圧接力を10〜50(gf/cm)の範囲
    に設定した際、自由長部の厚さ(t)を1〜3mm、ブ
    レードの自由長(L)を5〜15mm、L/t比を2〜
    8に設定したことを特徴とする画像形成装置。
JP3858995A 1995-02-27 1995-02-27 クリーニングブレードとクリーニング方法及びそれらを用いた装置ユニットと画像形成装置 Pending JPH08234639A (ja)

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