JPH0887219A - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】像担持体の表面に付着したカプセルトナーを潰
すおそれが少なく、しかもカプセルトナーをそこから除
去するのに十分な圧接力で像担持体に接触することがで
きる画像形成装置のクリーニング装置を提供する。 【構成】クリーニング装置１３は、弾性体からなるクリ
ーニングブレード１６を有しており、クリーニングブレ
ード１６のエッジ１７を感光体ドラム１の表面に圧接さ
せ、ここに付着したカプセルトナー２を除去する。エッ
ジ１７を感光体ドラム１に圧接したときの接触部におけ
る感光体ドラム１の表面と、エッジ１７の感光体ドラム
１が回転する方向を向く面とのなす角をΦ₁ とし、エッ
ジ１７をなす二つの面のなす角をΦ₂ とすると、Φ₁ ＋
Φ₂ ＜９０°、かつ５°＜Φ₁＜２０°の関係が成立す
るようになされている。また、クリーニングブレード１
６は、板状バネ部材１５で支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、ファック
ス、プリンター等の電子写真方式を用いる画像形成装置
のクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式での画像形成は、
像担持体である感光体ドラムを帯電させ、露光すること
によって感光体ドラムにトナーを現像し、このトナーを
用紙に転写するようになっている。転写工程が終了する
と、感光体ドラムはクリーニングおよび除電され、その
一方でトナーが用紙に定着される。この一連の工程中、
クリーニングにおいては、装置の構成が簡素でありコス
トが低く済むことから、クリーニングブレードを回転中
の感光体ドラムに圧接させてトナーを落とすブレードク
リーニング方式が広く採用されている。この種のクリー
ニングブレードは、ポリウレタン等の適宜な弾性体から
通常長方形板状に形成されており、感光ドラムの画像形
成領域の全幅にわたって接触するようになされている。

【０００３】図４は、クリーニングブレードを用いたク
リーニング装置の従来より典型的な使用の態様を示す。
同図において、符号１は感光体ドラムを示し、この感光
体ドラム１は矢印方向に回転されている。感光体ドラム
１の表面は部分的に帯電されて、その帯電された部分に
は露光によってトナー２が付着される。感光体ドラム１
の回転に伴って、トナー２が図示しない用紙に転写され
た後、残留したトナー２は、クリーニング装置３に到達
する。クリーニング装置３においては、剛体である支持
部４に取付金具５が固定され、取付金具５にクリーニン
グブレード６が固定されている。残留したトナー２は、
このクリーニングブレード６によってせき止められて、
感光体ドラム１の表面からかき落とされる。

【０００４】近年では例えば、特開昭５７−１７９８６
０号公報、特開昭５８−６６９４８号公報、特開昭５９
−１４８０６６号公報、特開昭５９−１６２５６号公報
に開示されているように、カプセルトナーが提案されて
いる。このカプセルトナーは、外側のカプセルを加圧し
て潰すことにより、内部の芯材料がこの圧力によって用
紙に定着するようになっている。このため、従来のよう
に定着時に加熱する必要がなく、省力化の点で優れてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】カプセルトナーのう
ち、ポリマーを溶剤で溶解した芯材料をカプセルに封入
した構造のものは、粒径１５μｍ程度であると、用紙に
圧力定着し、それより粒径が小さいと圧力定着しにくい
傾向がある。この圧力定着するカプセルトナー１個につ
いては、０．０３ｇｆ程度の荷重で破壊が始まり、０．
３ｇｆ程度で用紙、すなわち定着対象物に定着する。こ
のため、用紙に定着するのに十分な荷重としては少なく
て済む反面、上記のようなクリーニング装置を用いた場
合、クリーニングブレードの圧接力により、簡単にカプ
セルトナーが破壊されて、感光体ドラム１の表面へ固着
してしまう不具合がある。これについて図５を参照して
説明する。

【０００６】図５は、クリーニングブレード６が取付金
具５に支持されて、なおかつ感光体ドラム１の表面に圧
接されている状態を示す。図中、クリーニングブレード
１と感光体ドラム１の間の圧接力をＦとすると、感光体
ドラム１の接線方向における分力がＦa、感光体ドラム
１の法線方向における分力がＦb となる。これらの分力
のうち、分力Ｆaが残留トナー２を除去する力である。
感光体ドラム１の表面に付着している残留トナー２がク
リーニングブレード６のエッジ７に到達すると、それら
の接触部にトナー２が押し込まれ、上記の力にさらされ
る。特に、従来ではエッジ７が図示のようにトナー２に
被さるような角度を持って配置されていたために、分力
Ｆbがトナー２を押し潰す方向に働いていた。そして、
この分力Ｆbによるトナー２の一個あたりにかかる荷重
が破壊開始荷重を越えると、カプセルが破壊されて、感
光体ドラム１の表面にカプセル内部の芯材料が付着する
ことが多かった。

【０００７】クリーニングブレード６まで到達するトナ
ー２は、現像工程および転写工程を経て、用紙に転写さ
れなかったトナーであり、このようなトナーは帯電量が
大きく、感光体ドラム１から容易には剥離しない。ま
た、通常このような残留トナーは粒径が小さく強度が低
いので潰れやすい。一方、残留トナー２をかき落とすに
は、分力Ｆaを一定以上にしなければならないため、圧
接力Ｆもまたある程度大きくしなければならない。従っ
て、クリーニングブレード６による分力Ｆbを、トナー
２の破壊開始荷重以下に維持することは困難である。

【０００８】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたものであり、像担持体の表面に付着した
カプセルトナーを潰すおそれが極めて少なく、しかもカ
プセルトナーをそこから除去するのに十分な圧接力で像
担持体に圧接させることができる画像形成装置のクリー
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】上記の課題を解決するた
め、この発明に係る画像形成装置のクリーニング装置
は、弾性体からなるクリーニングブレードのエッジを像
担持体の表面に圧接させて、この表面に付着したカプセ
ルトナーを除去する画像形成装置のクリーニング装置に
おいて、上記エッジを上記像担持体に圧接したときの接
触部における上記像担持体の表面と、上記エッジの上記
像担持体の進行方向を向く面とのなす角をΦ₁ とし、上
記エッジをなす二つの面のなす角をΦ₂ とすると、Φ₁
＋Φ₂ ＜９０°、かつ５°＜Φ₁ ＜２０°の関係が成立
するようにしたものである。

【００１０】

【作用】上記構成の画像形成装置のクリーニング装置に
よれば、Φ₁ ＋Φ₂ ＜９０°としているので、エッジが
トナーを掻き取る面（以下、「すくい面」と称する）と
像担持体の表面とのなす角度が鈍角になる。つまり、エ
ッジのすくい面が像担持体の反対側を向くので、像担持
体に作用するエッジの法線方向の分力Ｆbがトナーに作
用せず、よって、トナーの破壊が防止される。また、エ
ッジと像担持体との接触部に達したトナーは、エッジの
すくい面に掻き上げられ、すくい面に沿って移動するの
で上記接触部から速やかに離脱する。したがって、像担
持体に作用するエッジの接線方向の分力Ｆaによるトナ
ーの破壊も防止することができるばかりでなく、トナー
がエッジをすり抜けて行くことが少なく、よって、像担
持体の表面を確実にクリーニングすることができる。

【００１１】さらに、上記構成のクリーニング装置で
は、エッジのすくい面と反対側の面（以下、「逃げ面」
と称する）と像担持体とのなす角度Φ₁を５゜＜Φ₁＜２
０゜としているので、以下のような作用効果を奏する。
すなわち、５°＜Φ₁ としたことにより、十分な力でエ
ッジを像担持体に圧接することができるので、カプセル
トナーがエッジと像担持体との間に侵入することも殆ど
なく、従ってカプセルトナーを押し潰すこともほとんど
ない。さらにΦ₁ ＜２０°としたことにより、クリーニ
ングブレードのエッジをなす角Φ₂ があまりにも小さく
なってトナーを除去する際の反力でクリーニングブレー
ドが浮き上がって、結局トナーを除去できなくなるよう
な不都合を回避することができる。

【００１２】

【実施例】

（１） 実施例の構成 以下、この発明に係る一実施例について図１ないし図３
を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施例のクリ
ーニング装置１３の使用態様を示す断面図である。この
クリーニング装置１３においては、図４と同様の剛体の
支持部（図１には示さず）に固定された板状バネ（板バ
ネ状部材）１５に、クリーニングブレード１６の感光体
ドラム（像担持体）１とは反対側の面が接着されて、こ
の板状バネ１５でクリーニングブレード１６が支持され
ている。板状バネ１５の素材としては、例えばＳＵＳ鋼
板、リン青銅板、その他バネ特性を有する金属材料が好
ましく、クリーニングブレード１６の素材としては、例
えばポリウレタン等のゴム材料、その他ゴム材料と同等
の弾性を持つ材料が好適である。

【００１３】また、この実施例においては、クリーニン
グブレード１６のエッジ１７を感光体ドラム１に圧接し
たときの接触部における感光体ドラム１の表面と、エッ
ジ１７の感光体ドラム１が回転する方向を向く面１７ａ
（以下、「逃げ面」と称する）とのなす角をΦ₁ とし、
逃げ面１７ａと他方の面１７ｂ（以下、「すくい面」と
称する）とのなす角をΦ₂ とすると、Φ₁ ＋Φ₂ ＜９０
°、かつ５°＜Φ₁ ＜２０°の関係が成立するように、
クリーニングブレード１６が配置されていると共に、エ
ッジ１７が形成されている。

【００１４】（２） 実施例の動作 この実施例では、感光体ドラム１の回転に伴って、カプ
セルトナー２が図示しない用紙に転写された後、感光体
ドラム１の表面に残留したカプセルトナー２は、クリー
ニングブレード１６のエッジ１７に到達する。そして、
残留したトナー２は、エッジ１７によって、感光体ドラ
ム１の表面からかき落とされる。ここで、Φ₁ ＋Φ₂ ＜
９０°としたことにより、エッジ１７のすくい面１７ｂ
と感光体ドラム１の表面とのなす角が鈍角になる。つま
り、エッジ１７のすくい面１７ｂが感光体ドラム１の反
対側を向くので、感光体ドラム１に作用するエッジ１７
の法線方向の分力Ｆbがカプセルトナー２に作用せず、
よって、カプセルトナー２の破壊が防止される。また、
エッジ１７と感光体ドラム１との接触部に達したカプセ
ルトナー２は、エッジ１７のすくい面１７ｂに掻き上げ
られ、すくい面１７ｂに沿って移動するので上記接触部
から速やかに離脱する。したがって、感光体ドラム１に
作用するエッジ１７の接線方向の分力Ｆaによるカプセ
ルトナー２の破壊も防止することができるばかりでな
く、カプセルトナー２がエッジ１７をすり抜けて行くこ
とが少なく、よって、感光体ドラム１の表面を確実にク
リーニングすることができる。

【００１５】また、仮に５°≧Φ₁ とすると、エッジ１
７の逃げ面１７ａと感光体ドラム１の表面とがほぼ平行
になって、十分な圧接力でエッジ１７を感光体ドラム１
に接触させることができず、エッジ１７と感光体ドラム
１との間にカプセルトナー２が侵入してここで停止し、
カプセルトナー２が押し潰されてしまうおそれがある。
しかし、この実施例では５°＜Φ₁ としたことにより、
この圧接力を十分大きくすることができるので、カプセ
ルトナー２がエッジ１７と感光体ドラム１との間に侵入
することも殆どなく、これによりカプセルトナー２を押
し潰してしまうことも殆どない。さらに、仮にΦ₁ ≧２
０°とすると、エッジ１７の逃げ面１７ａとすくい面１
７ｂとのなす角Φ₂ があまりにも小さくなって、エッジ
１７の薄肉の部分が長くなり、トナー２を除去する際の
反力でクリーニングブレード１６が浮き上がって、トナ
ーを除去できなくなるような不都合があるが、この実施
例にあっては、Φ₁ ＜２０°としたことにより、このよ
うな不都合を回避することができる。

【００１６】クリーニングブレード１６の素材は、ポリ
ウレタン等のゴム材料、その他ゴム材料と同等の弾性を
持つ材料であるが、これらは粘弾性が大きく、温度に依
存して弾性力が変化してしまう。このために、クリーニ
ングブレード１６のみでは、常に一定の圧接力を得るの
は困難であるが、この実施例においては、金属製の板状
バネ１５でクリーニングブレード１６を支持させている
ために、クリーニングブレード１６の温度に依存して弾
性力が変化する性質を、弾性力が温度変化しない板状バ
ネ１５で補填することができる。これにより温度の変動
が大きい環境中でも、クリーニンングブレード１６から
感光体ドラム１に与える圧接力を一定に維持することが
可能である。従って、エッジ１７と感光体ドラム１との
間にカプセルトナー２が侵入するのを防止することがで
き、さらにカプセルトナー２を潰すおそれが少なくな
り、良好なクリーニングを行うことができる。

【００１７】また、上記のように、Φ₁ ＋Φ₂ ＜９０°
であるから、エッジ１７の逃げ面１７ａとすくい面１７
ｂとのなす角Φ₂ が鋭角になるため、クリーニングブレ
ード１６のみでは、撓みが大きくなり過ぎ、力の伝達の
無駄が大きくなる。だが、この実施例のように板状バネ
１５で支持することによって、板状バネ１５からクリー
ニングブレード１６に与えられた力が、ほぼそのまま圧
接力としてクリーニングブレード１６と感光体ドラム１
の間に作用するようになって、力を効率的に利用するこ
とができる。

【００１８】さらにまた、Φ₁ ＋Φ₂ ＜８０°では、ク
リーニングブレード１６のエッジ１７をなす角Φ₂ があ
まりにも小さくなって、エッジ１７の薄肉の部分が長く
なり、十分な圧接力を与えられなかったり、トナー２を
除去する際の反力でクリーニングブレード１６が浮き上
がったりするような不都合が起こりやすいが、この実施
例では、８０°≦Φ₁ ＋Φ₂ とすることにより、このよ
うな不都合を回避することができる。

【００１９】上記の数値に対応したクリーニング装置１
３を製造して、実際の圧接力を計測した。この実験で、
板状バネ１５は、厚さ０．１０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ
のＳＵＳ材であり、クリーニングブレード１６は、スプ
リング式硬さ試験機（JIS-A）によるブレード硬度７７
°で厚さｔが３ｍｍ、のポリウレタンであり、そのエッ
ジ１７の角度Φ₂ は７５°であった。クリーニングブレ
ード１６と板状バネ１５の接触長さｌは８ｍｍとした。
そして、このクリーニングブレード１６を設定角度２２
°（非圧接時のエッジ１７と感光体ドラム１の表面の接
平面との間の角度）で感光体ドラム１に接触させた後、
さらに感光体ドラム１の半径方向内側に進行距離（喰い
込み量）１．３ｍｍ分、押し付けた結果、Φ₁ は１３°
となった。なお、感光体ドラム１としては、有機系感光
体の感光層を備えた物を使用した。

【００２０】そして、このクリーニング装置１３を画像
形成装置たる複写機（図示せず）に装着し、この複写機
の処理速度１０５ｍｍ／ｓｅｃで、用紙を７０００枚複
写した。なお、このときの感光体ドラム１の周速も１０
５ｍｍ／ｓｅｃになる。その際の環境条件は、室温１０
°Ｃで湿度１５％の場合と、室温２８°Ｃで湿度８５％
の場合の二通りであった。この実験では、カプセルトナ
ー２が押し潰されることがなく、感光体ドラム１の表面
に芯材料が付着せず、クリーニング不良の発生はなかっ
た。

【００２１】図２および図３は、上記の実施例のクリー
ニングブレード１６を板状バネ１５で支持した効果を確
かめるための実験結果を示す。図２に対応する実験で
は、板状バネ１５のような支持部材を用いず、図４に示
す従来のクリーニングブレード６単独で感光体ドラム１
に圧接させたときの喰い込み量と圧接力との関係を調
べ、図３に対応する実験では、実施例のようにクリーニ
ングブレード１６を板状バネ１５で支持して、感光体ド
ラム１に圧接させて喰い込み量を変化させ、喰い込み量
と圧接力との関係を調べた。その際の環境条件は、室温
５°Ｃで湿度１５％の場合と、室温４５°Ｃで湿度８５
％の場合の二通りであった。なお、その他の実験条件
は、上記と同様であった。これらの図を比較すると、図
２では温度の変動の影響が顕著であるのに対して、図３
ではその影響は極めて少ない。従って、明らかに板状バ
ネ１５を用いた方が温度変動による圧接力の変動を防止
できることが確認された。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、像担持体の表面に付着した残留カプセルトナーの機
械的強度が低くても、これを押し潰すおそれが極めて少
なくなり、しかも残留したカプセルトナーを除去するの
に必要十分な圧接力で像担持体とクリーニングブレード
とを接触させることができる。また、この圧接力が温度
等の影響により経時的に変動したり、クリーニングブレ
ードが浮き上がったりするような不都合も回避すること
ができる。従って、カプセルが押し潰されることによっ
て内部の芯材料が像担持体に付着することが極めて少な
く、クリーニング性能を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る画像形成装置のクリーニング装
置の実施例を示す側面断面図である。

【図２】板状バネ部材を使用しない従来のクリーニング
装置で温度変動による影響を調べた結果を示すグラフで
ある。

【図３】板状バネ部材を使用した実施例のクリーニング
装置で温度変動による影響を調べた結果を示すグラフで
ある。

【図４】従来の画像形成装置のクリーニング装置を示す
側面断面図である。

【図５】図４のクリーニング装置を拡大した図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（像担持体）、２ カプセルトナー、
３ クリーニング装置、４ 支持体、１５ 板状バネ
（板バネ状部材）、１６ クリーニングブレード、１７
エッジ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体からなるクリーニングブレードの
   エッジを回転する像担持体の表面に圧接させて、この表
   面に付着したカプセルトナーを除去する画像形成装置の
   クリーニング装置において、 上記エッジを上記像担持体に圧接したときの接触部にお
   ける上記像担持体の表面と、上記エッジの上記像担持体
   の進行方向を向く面とのなす角をΦ₁ とし、上記エッジ
   をなす二つの面のなす角をΦ₂ としたときに、 Φ₁ ＋Φ₂ ＜９０°、かつ５°＜Φ₁ ＜２０°の関係が
   成立するようにしたことを特徴とする画像形成装置のク
   リーニング装置。
2. 【請求項２】 上記クリーニングブレードを板状バネ部
   材で支持するとともに、 ８０°≦Φ₁ ＋Φ₂ の関係が成立するようにしたことを
   特徴とする請求項１に記載の画像形成装置のクリーニン
   グ装置。