JPH08272271A

JPH08272271A - クリーニング装置

Info

Publication number: JPH08272271A
Application number: JP5167299A
Authority: JP
Inventors: Akihito Hosaka; 昭仁保坂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体表面を傷付けず、残留トナーを取除
くことができるクリーニングブレードを持つクリーニン
グ装置を提供する。【構成】クリーニングブレード２０は、ゴム状弾性板
に滑性粒子及びバインダー樹脂を含有する被膜層を有
し、クリーニングブレード２０は、像担持体である感光
ドラム１のスラスト方向に往復駆動する手段を有し、感
光ドラム１表面に付着する残留トナーを取除く構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば画像形成装置のト
ナー像形成面上に付着する残留トナーを除去するための
クリーニングブレード及びクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電記録装置、電子写真装置等の
画像形成装置では、感光体等の像担持体上にトナー像を
形成しこのトナー像を転写紙に転写した後、像担持体上
の残留トナーをクリーナでクリーニングしている。

【０００３】この像担持体上の残留トナーを除去するク
リーナとしては、像担持体と圧接するクリーニングブレ
ードを用いることが広く行なわれている。

【０００４】クリーニングブレードはゴム，金属の成形
品であり、像担持体表面に接触させ、その表面に付着し
たトナーを物理的に清掃除去する。しかしこの場合、ブ
レードは、トナー粒子の像担持体表面への静電的吸引力
を打ち勝ってトナー粒子を像担持体表面が除去しなけれ
ばならないので、大きな圧力で像担持体表面に押し付け
なければならない。そのため像担持体とクリーニングブ
レードとの間に大きな摩擦力が生じ、クリーニングブレ
ードがめくれて反転してしまい像担持体が駆動しなかっ
たりまたクリーニングを行なわなくなったり、像担持体
表面が柔らかいものの場合大きく表面を削り画像に不良
がでたり像担持体の寿命を短くしたりする。特に初期の
場合には、像担持体表面が平滑であるためブレードとの
間に凝着を起こしブレードがめくれ易くなっている。

【０００５】このような問題を解決するために種々の改
良がなされている。例えば特開昭５９−５２２７３号に
提案されているような滑性粒子及びバインダー樹脂を含
有する被膜層を有するウレタンゴムからなるクリーニン
グブレードを使用する方法がある。この方法では、摩擦
係数が低減し、クリーニングブレードのめくれを防止す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のクリーニング装置では、滑性粒子及びバインダー
樹脂を含有する被膜層を有するウレタンゴム板からのク
リーニングブレードと像担持体の接触部分は間隙を有し
ている。

【０００７】この間隙よりクリーニングブレードからト
ナー微粉及びトナーの外添剤が通過し、前記被膜層に静
電付着する。付着したトナーは耐久枚数が進むと、成長
し始め、トナー融着となり像担持体の表面を周方向に傷
付け、クリーニング不良を発生するという欠点があっ
た。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、その目的するところは、像担持体表
面を傷付けず、残留トナーを取除くことができるクリー
ニングブレードを持つクリーニング装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のクリーニング装置においては、トナー像を
担持する像担持体に当接するクリーニングブレードを有
するクリーニング装置において、前記クリーニングブレ
ードはゴム状弾性板に滑性粒子及びバインダー樹脂を含
有する被膜層を有し、前記クリーニングブレードは前記
像担持体のスラスト方向に往復駆動する手段を有するこ
とを特徴とする。

【００１０】前記バインダー樹脂はナイロン樹脂で構成
するとよい。

【００１１】前記滑性粒子は不定形形状で構成するとよ
い。

【００１２】前記滑性粒子はフッ素化合物で構成しても
よい。

【００１３】前記フッ素化合物はフッ化黒鉛とするとよ
い。

【００１４】前記クリーニングブレードの表面粗さをＲ
_Z Ｂ、前記像担持体の表面粗さをＲ_Z Ｄ、トナーの平均
粒径をＤとするとＲ_Z Ｂ／２＋Ｒ_Z Ｄ＜Ｄ／３が成立するように構成するとよい。

【００１５】

【作用】上記のように構成されたクリーニング装置で
は、クリーニングブレードはゴム状弾性板に滑性粒子及
びバインダー樹脂を含有する被膜層を有しているので、
摩擦抵抗が低くクリーニングブレードのめくれ等がなく
なり、また、永久歪が小さいのでクリーニングブレード
と像担持体表面との圧接力を維持できる。さらに、像担
持体のスラスト方向に往復駆動する手段を有するので、
像担持体のクリーニング不良が発生しない。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００１７】図１は本発明の実施例を示す電子写真方式
の画像形成装置の断面図である。

【００１８】一次帯電器２で像担持体である感光ドラム
１表面を負極性に帯電し、レーザ光による露光５により
イメージ露光によりデジタル潜像を形成し、極性ブレー
ド１１および磁石１４を内包している現像スリーブ４を
具備する現像器９の一成分系磁性現像剤１０で該潜像を
反転現像する。現像時には、現像部において像担持体１
の導電性基体１６と現像スリーブ４との間で、バイアス
印加手段１２により交互バイアス、パルスバイアス及び
／又は直流バイアスが印加される。

【００１９】感光層１５及び導電性基体１６を有する感
光ドラム１は、矢印方向に回転し、また現像剤担持体で
ある非磁性円筒の現像スリーブ４は、現像部において像
担持体１表面と同方向に進むように回転する。現像剤担
持体４の内部には、磁界発生手段である多極永久磁石
（マグネットロール）１４が回転しないように配されて
おり、現像器９内の一成分系絶縁性磁性現像剤１０は現
像剤担持体４の表面上に塗布され、かつ現像剤担持体４
表面とトナー粒子との摩擦によって、トナー粒子はマイ
ナスのトリボ電荷が与えられる。さらに現像剤担持体４
の表面に近接して（間隔５０μｍ〜５００μｍ）、多極
永久磁石の一つの磁極位置に対向配置される鉄製の磁性
ドクターブレード１１により、現像剤層は、厚さが薄く
（３０μｍ〜３００μｍ）且つ均一に規制され、現像部
における感光ドラム１と現像剤担持体４の間透よりも薄
く非接触となるように形成される。

【００２０】次に転写紙Ｐが搬送されて、転写部にくる
と感光ドラム１と接触する転写帯電器３により転写紙Ｐ
の背面（感光ドラム１側と反対側）から正極性の帯電を
することにより、感光ドラム１表面上の負荷電性トナー
像が転写紙Ｐ上へ静電転写される。感光ドラム１から分
離された転写紙Ｐは、加熱加圧ローラ定着器７により転
写紙Ｐ上のトナー画像は定着される。

【００２１】転写工程後の感光ドラム１に残留する一成
分系現像剤は、クリーニングブレード２０を有するクリ
ーニング器８で除去される。クリーニング後の感光ドラ
ム１は、イレース露光６により除電され、再度、一次帯
電器２による帯電工程から始まる工程が繰り返される。
また、二成分系現像剤を用いて画像を形成するトナー像
を転写機に転写する画像装置の場合にも、一成分系現像
剤を用いる場合と同様に感光ドラム１表面に残留する現
像剤をクリーニングブレード２０で除去される。

【００２２】本発明で用いるブレード本体としては、ゴ
ム状弾性体を有する材料である必要があり、例えばポリ
ウレタンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、クロロプ
レンゴムなどのゴム弾性を持つものが挙げられる。

【００２３】ブレード本体に用いる材料に望まれる他の
条件としては、感光ドラム１への圧接力の変化が小さい
すなわち永久歪が小さいものが良く、また被膜層との密
着性が良好である点があげられる。

【００２４】感光ドラム１へのクリーニング部材の圧接
力の変動は、その変動幅が所定の最低圧接力より低下す
ると、残留するトナーのクリーニングができなくなる問
題があり、このため圧接力を維持する必要がある。しか
しゴムには、圧接力に対しゴム内部での塑性流動に起因
して起こる非可逆的な変形すなわちクリープがあるた
め、ブレード本体に用いるゴムとしてはこれの小さいも
のが好ましく、この目安として圧縮永久歪が２０％以下
のものが好ましい。さらに、より好ましくは、圧縮永久
歪が１０％以下がよい。

【００２５】これらの事から考えるとブレード本体に用
いるゴムとしては、ポリウレタンゴムを使用することが
好ましい。特にポリウレタンゴムの中でも永久歪が小さ
いことから、二液性熱硬化型注型ポリウレタンゴムが特
に好ましい。

【００２６】滑性粒子としては、無機物質、有機物質等
一般的に固体潤滑剤として知られているものが使用で
き、無機物質としては、タルク、炭酸カルシウム、二硫
化モリブデン、二酸化ケイ素、黒鉛等があげられ、また
有機物質としては、フッ素樹脂、ナイロン樹脂（ポリア
ミド）、シリコン樹脂、ポリアセタール樹脂等があげら
れるが、この中でも特に有機物質、無機物質を問わずフ
ッ素系化合物は、特に摩擦抵抗が低いことから好まし
い。

【００２７】また滑性粒子に望まれる他の条件として
は、ブレード本体の表面に形成する被膜層のバインダー
樹脂との固着力が高い点である。従ってこの条件を満た
すためには、球形粒子よりも不定形形状粒子である方が
好ましい。不定形形状であれば、バインダー樹脂との密
着力に加えてアンカー効果による機械的固着力が加わる
ため、被膜層から滑性粒子が離脱しずらくなるからであ
る。

【００２８】これらの事から考えると、滑性粒子として
は、リン型状結晶であり不定形形状で、かつ摩擦係数の
低いフッ化黒鉛が特に好ましい。フッ化黒鉛としては、
例えば（Ｃ₂ Ｆ）_n 型であるセブボンＤＭ（セントラル
硝子社製）、（ＣＦ）_n 型であるセブボンＣＭＡ、セブ
ボンＣＭＦ（セントラル硝子社製）、フッ化炭素＃２０
６５、＃１０３０、＃１０００（旭硝子社製）、ＣＦ−
１００（日本カーボン）、または（ＣＦ）_n 型でフッ素
化率を変えたフッ化炭素＃２０２８、＃２０１０（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。

【００２９】また滑性粒子の平均粒子径はトナーのクリ
ーニングを損なわないために１０ミクロン以下が好まし
い。

【００３０】本発明で用いるバインダー樹脂としては、
一般にコーティング剤として使用されるものであれば良
いが、ブレード本体の表面に被膜層として形成し感光ド
ラム１と圧接して使用する事から考えると特に摩擦係数
の低い樹脂が好ましい。このようなバインダー樹脂とし
ては、ナイロン樹脂（ポリアミド）、ポリアセタール樹
脂等があげられる。

【００３１】またバインダー樹脂に望まれる他の条件と
しては、ブレード本体の弾性変形をさまたげることな
く、感光ドラム１の表面形状に追従する事ができる事で
ある。

【００３２】さらに他の条件としては、耐摩擦性が良好
であり、またブレード本体との密着性が良好であり、さ
らに滑性粒子との分散性が良好である。

【００３３】これらの事から考えると、バインダー樹脂
としてはナイロン樹脂材料のコーティング剤が好まし
い。このコーティング剤は、上述のフッ化黒鉛との分散
性が良好である。

【００３４】このコーティング剤は、製造の簡便さの観
点から溶剤に化溶であるのが好ましく、市販されている
ものとしてはプラタミドＭ１２７６、Ｍ９９５（プラー
テ・ボン社製）、ＣＭ４０００（東レ社製）あるいは架
橋可能であるトレンジンＦ３０、ＭＦ３０、ＥＦ３０Ｔ
（帝国化学産業社製）等が挙げられるがこれに限定され
るものではない。

【００３５】本発明の滑性粒子とバインダー樹脂を含有
する被膜層の膜厚は、ブレード本体の弾性変形への影響
や耐久性、密着性その他種々の条件を考慮すると１〜１
００μｍ程度であることが好ましく、更に好ましくは５
〜３０μｍである。

【００３６】本実施例のクリーニングブレード２０を製
造する場合、予め成形しておいた板状あるいはチップ状
のブレード本体に、アルコール等の溶剤に溶解したナイ
ロン樹脂溶液にフッ化黒鉛粉末を分散させた後、該溶液
をはけ、コーターバー等で塗布するか、あるいはデイッ
ピングすることにより任意に厚みにコントロールして製
造することができる。この場合の溶剤としては、ナイロ
ン樹脂を溶解し、かつフッ素化合物が均一に分散されれ
ばどのようなものでも良い。以下に本発明の実施例を説
明する。

【００３７】（第１実施例）・ブレード本体を形成する材料ゴム材料エチレンアジペート系ウレタンプレポリマー１００ｇ
ｒ（日本ポリレタン工業製Ｍｎ１５００ＮＣＯ６．
２ｗｔ％）硬化剤１，４−ブタンジオール３．９ｇｒトリメチロールプロパン２．１成形温度１３０℃ 成形時間３０分二次加硫温度１３０℃ 二次加硫時間４時間成形物物
性ゴム硬度ＪＩＳＡ６２圧縮永久歪（７０℃）９％・バインダー樹脂コーティング材プラタミドＭ９９５（商品名）（プラーテ・ボン社製）・滑性粒子セフボン−ＤＭ（フッ化黒鉛）（商品名）（セントラル硝子社製、平均粒子系３μｍ）・クリーニング部材の作り方加熱溶解したウレタンプレポリマーに硬化剤を混合し、
予めゴムとの接続部に接着処理した支持用板金を装着し
た型に注型し加熱硬化させ所定の形状に加工した。その
ブレード本体の先端部に、プラタミド２０重量部をメチ
ルアルコール１００重量部に予め溶解し、フッ化黒鉛４
重量部を均一分散させた溶液をデイップングによりコー
トし、自然乾燥後１３０℃１０分加熱乾燥を行い被膜層
を形成した。このブレードを切断し図３に示されるよう
な支持用板金２６，ブレード本体１８および被膜層１９
からなる幅１０ｍｍ，全長２４０ｍｍ，先端部厚み１．
２ｍｍ、被膜厚み１０ミクロンの本発明のクリーニング
ブレード２０を製造した。

【００３８】上記の様に製造された滑性粒子とバインダ
ー樹脂を含有する被膜層１９を有するクリーニングブレ
ード２０を用いて、前述の図１の画像形成装置におい
て、実験を行なうとクリーニングブレード２０のめくれ
という弊害は発生しないが、耐久枚数が進むとクリーニ
ング不良が発生する。

【００３９】これはデイッピングで塗工されたクリーニ
ングブレード２０の被膜層１９の表面粗さＲ_Z は２．０
μｍで形成される。

【００４０】また像担持体としての感光ドラム１その表
面粗さＲ_Z は１．０μｍで形成されている。そこでクリ
ーニングブレード２０と、感光ドラム１の接触部におい
て、間隙があり、この間隙をトナーの微粉及びトナーの
外添剤がクリーニングブレード２０を通過して、被膜層
１９に付着する。被膜層１９はナイロン樹脂であると強
ポジ帯電しているのでトナーは静電気により被膜層１
９に付着する。付着トナーは融着して感光ドラム１を傷
つけ、クリーニング不良となる。

【００４１】そこで本発明では上記滑性粒子とバインダ
ー樹脂を含有する被膜層１９を有するクリーニングブレ
ード２０を図２に示した様に感光ドラム１のスラスト方
向に往復駆動させる。

【００４２】なお、この実施例ではクリーニングブレー
ド２０を感光ドラム１のスラスト方向に往復駆動させて
いるが、相対的に往復駆動するものであればよく、感光
ドラム１をスラスト方向に往復駆動させてもよい。

【００４３】図２について説明すると１は感光ドラム、
２０は滑性粒子とバインダー樹脂とを含有する被膜層を
有するクリーニングブレード、２１はクリーニングブレ
ード２０を支持する支持板、２２は支持板２１を駆動す
る駆動軸、２３は駆動軸２２を駆動する駆動ギアであ
る。感光ドラム１が矢印の方向に回転し始めると、図示
していない感光ドラム１の駆動ギアが駆動ギア２３を回
転させ、駆動軸２２に伝達されてクリーニングブレード
２０が感光ドラムのスラスト方向に往復駆動される。上
記の様にクリーニングブレード２０が駆動されることに
よって、クリーニングブレード２０と感光ドラム１で形
成される間隙は常時変化する。駆動がない場合は大小の
間隙が形成されており、大の間隙の箇所はトナー微粉及
びトナー外添剤が通過してクリーニングブレード２０の
被膜層１９に付着して、耐久枚数が進むとトナー融着と
なりクリーニング不良が発生する。そこで上記の様に感
光ドラム１のスラスト方向にクリーニングブレード２０
を往復駆動させる。本実施例では駆動ストローク２ｍ
ｍ，駆動周期１Ｈｚ、で駆動タイミングは感光ドラム１
駆動時に行なうことによって、クリーニングブレード２
０と感光ドラム１の接触部での大小の間隙は常時変化す
るので、特定箇所でのトナー微粉及びトナー外添剤の通
過する量をおさえることができ、クリーニングブレード
２０の被膜層１９にトナー融着は発生せず、長寿命のク
リーニング装置を達成することができた。

【００４４】（第２実施例）・ブレード本体を形成する材料エチレンアジペート系ウレタンプレポリマー１００重量
部（日本ポリレタン工業社製Ｍｎ１５００ＮＣＯ含
量６．２ｗｔ％）・硬化剤１，４−ブタンジオール３．９重量部トリメチロールプロパン２．１重量部・バインダー樹脂コーティング剤トレジンＥＦ３０Ｔ（商品名）（帝国化学産業社製）・滑性粒子フッ化炭素＃２０２８（フッ化黒鉛）（商品名；旭硝子社製、平均粒子系０．３μｍ）以上の材料を用いて以下の通りクリーニングブレード２
０を製造した。

【００４５】加熱溶解したウレタンプレポリマーに硬化
剤である１，４−ブタンジオールとトリメチロールプロ
パンを混合し、予め板金を装着した金型に注型し加熱硬
化させ切断し、幅１０ｍｍ、全長２４０ｍｍ、先端部厚
み１．２ｍｍにポリウレタン製ブレード本体を製造し
た。そのブレード本体の先端部にトレジン１０重量部を
メチルアルコール２０重量部、イソプロピルアルコール
８０重量部に予め溶解しフッ化黒鉛２重量部を均一分解
させた溶液をディッピングによりコートし、自然乾燥後
１５０℃，２０分加熱乾燥および架橋を行い被膜層１９
の厚み２０ミクロン，先端部厚み０．５ｍｍの本発明の
クリーニングブレード２０を製造した。滑性粒子径が小
さいのでクリーニングブレード２０の被膜層１９の表面
粗さＲ_Z は１．０μｍとなった。

【００４６】上記のクリーニングブレード２０を駆動ス
トローク２ｍｍ，駆動周波数１Ｈｚの駆動を行なうこと
により更に良好なクリーニング性が得られた。（第３実施例）本実施例のトナーは以下の材料を用いて
製造した。

【００４７】不飽和ポリエステル樹脂１００重量部帯電制御剤４．０重量部キナクリドン系顔料３．５重量部（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０２）メチン系染料０．５重量部（Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ１４）上記材料をロールミルで溶融混練し、冷却後、ジェット
ミルで微粉砕、分級を行い、平均粒径８μｍおよび
平均粒径６μｍの分級品を得た。この分級品に０．５重
量％の疎水性シリカ（商品名Ｒ−９７２，日本エアロジ
ル社製平均粒径０．００８μｍ）をヘンジェルミキサー
で外添し、本実施例のトナーを得た。さらに該トナーと
キャリアを混合し、トナー濃度６％の現像剤とした、こ
の現像剤を使用して、図１に示す感光ドラム１を有し
た、電子写真装置の現像装置にて、トナーの平均粒径と
クリーニングブレード２０の被膜層１９の表面粗さＲ_Z
Ｂと感光ドラム１の表面粗さＲ_Z Ｄの変化させて複写試
験を行った。その結果を表１，表２に示す。表１，表２
は、それぞれトナーの平均粒径８μｍの場合、トナ
ーの平均粒径６μｍの場合である。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】以上の実験よりクリーニングブレード２０の被膜層１９
のＲ_Z Ｂと感光ドラム１のＲ_Z Ｄ、トナー平均粒径をＤ
とすると、次の関係式が得られた。

【００５０】Ｒ_Z Ｂ／２＋Ｒ_Z Ｄ＜Ｄ／３これはクリーニングブレード２０と感光ドラム１とで形
成される間隙は各々の表面粗さで決まるがクリーニング
ブレード２０は弾性体であるために凹凸に対して、変形
しやすい。そこで感光ドラム１の表面粗さが間隙形成に
対しては大きく起因している。また本実施例のトナーの
粒度分布は、平均粒径の１／３の粒径全体の１０％以下
であるので、ほとんどがクリーニングブレード２０と感
光ドラム１とで形成される間隙を通過することがない。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、クリーニングブレードはゴム状弾性板に滑性粒
子及びバインダー樹脂を含有する被膜層を有しているの
で、摩擦抵抗が低くクリーニングブレードのめくれ等が
なくなり、また、永久歪が小さいのでクリーニングブレ
ードと像担持体表面との圧接力を維持でき、残留トナー
を除去、清掃することができる。さらに、像担持体のス
ラスト方向に往復駆動する手段を有するので、像担持体
のクリーニング不良が発生せず、良好な画像を常に安定
して得られることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例を適用した画像形成装
置の断面図である。

【図２】図２は、本発明の実施例のクリーニングブレー
ド周辺の概略図である。

【図３】図３は、本発明の実施例のクリーニングブレー
ドの断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２一次帯電器３転写帯電器５露光８クリーニング器９現像器２０クリーニングブレード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持する像担持体に当接する
クリーニングブレードを有するクリーニング装置におい
て、前記クリーニングブレードはゴム状弾性板に滑性粒子及
びバインダー樹脂を含有する被膜層を有し、前記クリー
ニングブレードは前記像担持体のスラスト方向に往復駆
動する手段を有することを特徴とするクリーニング装
置。
【請求項２】前記バインダー樹脂はナイロン樹脂であ
ることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装
置。
【請求項３】前記滑性粒子は不定形形状であることを
特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装
置。
【請求項４】前記滑性粒子はフッ素化合物であること
を特徴とする請求項１，２または３に記載のクリーニン
グ装置。
【請求項５】前記フッ素化合物はフッ化黒鉛であるこ
とを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
【請求項６】前記クリーニングブレードの表面粗さを
Ｒ_Z Ｂ、前記像担持体の表面粗さをＲ_Z Ｄ、トナーの平
均粒径をＤとするとＲ_Z Ｂ／２＋Ｒ_Z Ｄ＜Ｄ／３であることを特徴とする請求項１，２，３，４または５
に記載のクリーニング装置。