JPH11119620A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーニング手段及び感光体の摩耗を抑えつ
つ、感光体へのトナーの付着を防ぐことができる画像形
成装置を提供すること。 【構成】 静電潜像を形成する感光ドラム（感光体）１
と、静電潜像を現像してこれをトナー像として顕像化す
る現像装置と、トナー像を転写する転写装置と、前記感
光ドラム１に当接してトナー像転写後の感光ドラム１上
に残留するトナーを清掃するクリーニングブレード（ク
リーニング手段）９−２を備えるクリーニング装置９と
を有する画像形成装置において、前記クリーニング装置
９のクリーニングブレード９−２の使用時の粘弾性率ｔ
ａｎδの値を０．１８〜０．３８に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用する複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーニング装置を有する従来の画像形
成装置においては、トナーの付着（融着を含む）とクリ
ーニング不良という問題がある。

【０００３】ここで、トナーの付着とは感光体表面にト
ナーが静電的若しくは表面張力の関係によって付着する
ことを指し、これには一般的に言われているトナー融着
が含まれる。このトナー付着という現象は、感光体表面
上に形成される画像（静電潜像を含む）形成を阻害し、
最終的に形成される画像上に画像欠損等を発生させる。

【０００４】そこで、従来はクリーニングブレードを感
光体表面に強く当接させ、感光ドラム表面に付着してい
るトナーを半ば削り取るかのように除去してきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
クリーニング方法では、感光体及びクリーニングブレー
ドの耐久安定性が損なわれ、長期に亘って信頼性を確保
できなくなる。例えば、クリーニングブレードを感光体
表面に強く当てると、感光体表面とクリーニングブレー
ドの間で生じる摩擦力も大きくなり、クリーニングブレ
ードを強固に支持しなければ該クリーニングブレードの
捲れが発生する。

【０００６】仮にクリーニングブレードを強固に支持す
ることができたとしても、今度は感光体の駆動に大きな
支障が生じ、画像形成そのものに悪影響を及ぼすことと
なる。

【０００７】又、高性能な駆動系及び強固な支持体が確
保できたとしても、最終的にはクリーニングブレード及
び感光体の摩耗が激しくなり、これらの長期に亘る使用
が不可能となる。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、クリーニング手段及び感光体
の摩耗を抑えつつ、感光体へのトナーの付着を防ぐこと
ができる画像形成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、請求項１記載の発明は、静電潜像を形成する感光体
と、静電潜像を現像してこれをトナー像として顕像化す
る現像装置と、トナー像を転写する転写装置と、前記感
光体に当接してトナー像転写後の感光体上に残留するト
ナーを清掃するクリーニング手段を備えるクリーニング
装置とを有する画像形成装置において、前記クリーニン
グ装置のクリーニング手段の使用時の粘弾性率ｔａｎδ
の値を０．１８〜０．３８に設定したことを特徴とす
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、画像形成時における前記クリーニング手段
の粘弾性率ｔａｎδの値が０．１８〜０．３８となるよ
う前記感光体若しくはクリーニング手段の温度を調整す
ることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、画像形成時において前記感光体若し
くはクリーニング手段が略一定温度に調整されているこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記クリーニング手段の感光体
に対する当接がクリーニング手段以外の弾性体により行
われていることを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記弾性体を前記クリーニング手段を支持
する部材を加圧するバネで構成したことを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記弾性体を前記クリーニング手段とこれ
を支持する部材との間に介設された板バネで構成したこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１〜５又は
６記載の発明において、感光体回転方向においてクリー
ニング手段上流側に感光体表面にトナーを供給するため
の機構を設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項１〜６又は
７記載の発明において、前記クリーニング手段をイコラ
イズ機構によって前記感光体に圧接したことを特徴とす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明に係る電子写真複写機要部の
断面図、図２は同電子写真複写機のクリーニング装置の
断面図である。

【００１９】図１において、１は像担持体としての感光
ドラムであり、該感光ドラム１は周知のように内周側に
設置されたアルミニウム製ドラム等の導電性支持体の上
又は外周に光導電層を形成することによって構成され、
図１の矢印方向に回転している。

【００２０】そして、上記感光ドラム１の周囲には、帯
電装置２、現像装置３、転写ガイド６、転写分離装置
７、クリーニング装置９等が配設されている。

【００２１】上記帯電装置２は図示例ではスコロトロン
チャージャーであって、これは感光ドラム１を一次帯電
するものである。この帯電装置２のドラム回転方向下流
側には公知の露光部（図示せず）が設けられており、該
露光部からの露光Ｌによって感光ドラム１上に静電潜像
が形成され、この静電潜像は前記現像装置３によって現
像される。即ち、現像装置３には、内部に磁界発生手段
を有する現像ローラ４が設けられており、この現像ロー
ラ４は内部に貯蔵されているトナー５を摩擦帯電すると
ともに感光ドラム１の表面の静電潜像に対してトナー５
を供給し、該静電潜像を現像してトナー像として顕像化
する。

【００２２】尚、トナー５は１成分磁性トナー（スチレ
ンアクリル系トナー）であって、その体積抵抗値は１０
⁶ 〜１０¹²Ωｃｍ、臨界表面張力は約３５ｄｙｎ／ｃｍ
である。因に、感光ドラム１表面の臨界表面張力は４０
〜４５ｄｙｎ／ｃｍである。

【００２３】一方、転写紙８は、前記転写ガイド６によ
ってガイドされて転写分離装置７と感光ドラム１の間に
供給され、該転写紙８には前記転写分離装置７の作用に
よって感光ドラム１上のトナー像が転写される。尚、転
写分離装置７はコロナ放電を利用してトナー像の感光ド
ラム１から転写紙８への転写及びトナー像の転写を受け
た転写紙８の感光ドラム１からの分離を助けるものであ
る。ここで、転写に利用するコロナ放電の極性はトナー
５と逆極性であり、分離に利用するコロナ放電の極性は
トナー５と同極性である。

【００２４】ところで、前記クリーニング装置９はトナ
ー像の転写後に感光ドラム１上に残留する転写残トナー
を回収するものであり、これはクリーニング容器９−１
とクリーニングブレード９−２を有している。クリーニ
ングブレード９−２は感光ドラム１の表面に当接して該
感光ドラム１表面の転写残トナーを剥ぎ取り、剥ぎ取ら
れた転写残トナーはクリーニング容器９−１の内部に設
けられた図２に示すトナー搬送スクリュー９−４によっ
て画像形成装置内に設けられた不図示の廃トナーボック
スに搬送されて回収される。

【００２５】而して、上記クリーニングブレード９−２
の粘弾性率（以下、ｔａｎδと称す）は温度に対して図
２に示すように変化する特性を有している。

【００２６】ところで、本実施の形態に係る電子写真複
写機においては、感光ドラム１の内部には他の目的で使
用するドラムヒータ１−１が設けられており、このドラ
ムヒータ１−１によって感光ドラム１の表面温度が略４
２℃に保たれている。この影響によってクリーニングブ
レード９−２の使用環境温度も略４２℃となる。

【００２７】クリーニングブレード９−２は、厚み３ｍ
ｍの板状のウレタンゴムを支持板金９−５と押さえ板９
−６とで挟み込んで固定されており、その自由長は３ｍ
ｍに設定されている。そして、このクリーニングブレー
ド９−２の固定位置における設定角はドラム接線方向に
対して２８度に設定されている。尚、この設定角につい
ては２４度〜３２度まで同様の結果が得られていること
を確認済である。

【００２８】本実施の形態において使用されたクリーニ
ングブレード９−２の粘弾性特性は従来一般に使用され
てきたクリーニングブレードに対してｔａｎδが高く、
感光ドラム１表面への追従性が多少低下すると考えられ
る。

【００２９】そこで、本実施の形態においては、クリー
ニングブレード９−２の感光ドラム１表面への追従性の
低下を抑えるために、クリーニングブレード９−２の感
光ドラム１への当接設定おいて加圧バネ９−３を用いた
バネ加圧系によってクリーニングブレード９−２を感光
ドラム１表面に加圧するようにした。クリーニングブレ
ード９−２のバネ加圧力は２０ｇ／ｃｍであり、加圧バ
ネ９−３によってクリーニングブレード９−２を感光ド
ラム１表面に加圧した結果、感光ドラム１とクリーニン
グブレード９−２は安定したニップを形成して所望のク
リーニング機能を果たすことができる。尚、バネ加圧の
他にクリーニングブレードを固定するだけの系も考えら
れるが、この系においてはクリーニングブレード先端に
作用する圧力をクリーニングブレードの先端以外で固定
されていない部位において発生する弾性力で賄うことに
なる。クリーニングブレード自体の弾性力で賄うのもそ
の設定次第では可能と思われるが、ｔａｎδの高いクリ
ーニングブレードを使用する上ではその設定は難しく、
又、信頼性の面でも弊害も予想される。

【００３０】バネ加圧系によるクリーニングブレード９
−２の略一定の加圧によって該クリーニングブレード９
−２の感光ドラム１への追従性が高められ、クリーニン
グブレード９−２の粘弾性特性によってトナー付着除去
の効果が得られる。

【００３１】尚、粘弾性特性において粘性が徒に高い場
合は、クリーニングブレードの捲れによるクリーニング
不良が発生する。弾性項の値が低いということはスティ
ックスリップが結果として起きる場合にその振動数が低
いということであり、このことはクリーニング不良が発
生する場合があるということを意味する。

【００３２】本実施の形態においては、クリーニング装
置９の内部にトナー５の再コート機構が設けられてお
り、この構成によりクリーニングブレード９−２と感光
ドラム１間のニップにおける一定領域には潤滑剤として
トナー５が供給される。この機構によりクリーニングブ
レード９−２とトナー５を介しての感光ドラム１との摩
擦係数は約０．１となり、摩擦力は低い値で安定し、ス
ティックスリップ等は基本的に発生しない。

【００３３】しかし、クリーニングブレード９−２の長
手方端部においては、前記トナー５の再コートが十分に
及ばない場合がある。その場合には、クリーニングブレ
ード９−２と感光ドラム１表面のニップ部の摩擦係数は
０．５に及び、その部分ではスティックスリップが発生
する蓋然性が高くなる。クリーニングブレード９−２の
弾性項の比率が高ければ該クリーニングブレード９−２
に発生する振動の振動数は高く、仮にスティックスリッ
プが発生してもその影響がクリーニング不良にまで発展
しない。これに対して仮に粘性が更に高いクリーニング
ブレードを使用したとすると、スティックスリップが結
果としてクリーニング不良に繋がる。

【００３４】従って、本実施の形態においては、クリー
ニングブレード９−２のｔａｎδの値を０．１８〜０．
３８に設定した。

【００３５】［確認実験］クリーニングブレードのｔａ
ｎδに依存する効果を確認した。

【００３６】上限としてはクリーニングブレードのクリ
ーニング不良発生を基準とし、下限として融着の発生防
止効果を確認した。

【００３７】上下限値を設定するに当たり、感光ドラム
表面の温度は本実施の形態に記載の通り４２℃に設定し
た。そして、クリーニングブレードに係る他の物性値が
変化しないように心掛け、ｔａｎδの値を０．０２刻み
で振っていった。

【００３８】ｔａｎδの上限値を設定するに当たり、画
像出力が最も平均的と言われている印字比率６％の原稿
を用いて約５０万枚の画像形成耐久を行った。その耐久
工程においてクリーニングブレードのビビリ若しくは
「ナリ抜け」によるクリーニング不良が発生するか否か
の検討を行った。その結果、ｔａｎδの値が使用環境に
おいて０．４０であった場合には、耐久枚数約４０万枚
の画像形成時にクリーニング不良が発生した。

【００３９】ｔａｎδの下限値を決定するに当たり、そ
の付着トナー解消能力を把握し、従来使用していたクリ
ーニングブレードを使用してトナー付着が発生した感光
ドラムを使用してその表面に付着したトナーの解消能力
を確認した。

【００４０】トナー付着が発生した感光ドラムに対して
上記と同様にｔａｎδの値を振った各々のクリーニング
ブレード交換後、耐久枚数１０００枚でそのトナー付着
が解消方向に向かっていればトナー付着解消能力がある
と確認する。尚、トナー付着解消能力があると認められ
たクリーニングブレード（ｔａｎδ＝０．１８のもの及
びｔａｎδ＝０．２８のもの）を使用して長期耐久（１
００万枚）を確認的に行ったところ、トナー付着減少は
長期耐久中一切確認できなかった。このため、トナー付
着防止効果があるものと判断できる。

【００４１】尚、ｔａｎδ＝０．１６のクリーニングブ
レードを使用して耐久実験を行ったところ、約３０万枚
で画像上において感光ドラム表面にトナーの付着があっ
たことが確認された。従って、ｔａｎδの下限値は０．
１８とした。

【００４２】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図４に基づいて説明する。尚、図４は本実施の形
態に係る電子写真複写機のクリーニング装置の断面図で
あり、本図においては図２に示したと同一要素には同一
符号を付している。

【００４３】実施の形態１においては加圧バネ９−３を
用いてクリーニングブレード９−２の感光ドラム１への
加圧を行ったが、本実施の形態ではクリーニングブレー
ド９−２を固定する支持板金９−５とクリーニングブレ
ード９−２自身の間にＳＵＳ製の板バネ９−７を介設し
た。この板バネ板９−７はクリーニングブレード９−２
の稜線部分以外の部位における弾性の不足分を補う。ク
リーニングブレード９−２の稜線部においては直接的に
感光ドラム１上に付着したトナーを除去する効果を維持
し、そのクリーニングブレード９−２の稜線が確実に感
光ドラム１の表面に接するため、稜線部以外の部位にお
いて板バネ９−７によるクリーニングブレード９−２の
圧接能力を確保する。

【００４４】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３を図５及び図６に基づいて説明する。尚、図５は本
実施の形態に係る電子写真複写機のクリーニング装置の
断面図、図６は同クリーニング装置の加圧機構の斜視図
であり、これらの図においても図２に示したと同一要素
には同一符号を付している。

【００４５】実施の形態１においてはクリーニングブレ
ード９−２のバネ加圧力を１５ｇ／ｍｍまで下げて使用
した。

【００４６】本実施の形態は、クリーニングブレード９
−２の稜線部の摩耗量を抑え、耐久使用可能期間を約２
倍にしたものである。

【００４７】バネ加圧力を下げることによってクリーニ
ングブレード９−２と感光ドラム１表面のニップ量は平
均的に２０μｍあったものが、本実施の形態では１２μ
ｍとなった。このことにより、クリーニングブレード９
−２の加圧力のみを下げて実施の形態１と同一の構成を
採用すると、クリーニングブレード９−２と感光ドラム
１の間でのトナーの摺り抜け等が発生する可能性があ
る。

【００４８】本実施の形態ではトナーの付着を防止しつ
つ、実施の形態１よりも更に長期に亘って同一のクリー
ニングブレード９−２を使用することができる構成を示
す。

【００４９】即ち、本実施の形態では、クリーニングブ
レード９−２の支持機構にイコライズ機構を付加した。
ここで、イコライズ機構は、クリーニングブレード支持
板金９−５の中心部に軸孔９−５ａを開け、その軸孔９
−５ａに通した加圧軸９−８によって支持板金９−５及
びクリーニングブレード９−２を図６の矢印方向に回動
可能に保持する機構である。このイコライズ機構によっ
てクリーニングブレード９−２はその長手方向の手前側
と奥側において略均一な加圧がなされ、該クリーニング
ブレード９−２の長手方向において安定したニップの形
成が可能となる。

【００５０】支持板金９−５は加圧軸９−８に対して垂
直面に回転可能となり、クリーニングブレード９−２の
奥側と手前側の位置は感光ドラム１の表面に追従するこ
ととなり、該クリーニングブレード９−２の長手方向の
圧力バランスは略均等になる。従って、クリーニング不
良に対する安定性が確保でき、その確保した安定性によ
ってクリーニングブレード９−２の加圧力を下げた状態
においても粘弾性特性のｔａｎδの値が０．１８〜０．
３８のクリーニングブレード９−２を実現することが可
能となる。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、静電潜像を形成する感光体と、静電潜像を現像
してこれをトナー像として顕像化する現像装置と、トナ
ー像を転写する転写装置と、前記感光体に当接してトナ
ー像転写後の感光体上に残留するトナーを清掃するクリ
ーニング手段を備えるクリーニング装置とを有する画像
形成装置において、前記クリーニング装置のクリーニン
グ手段の使用時の粘弾性率ｔａｎδの値を０．１８〜
０．３８に設定したため、クリーニング手段及び感光体
の摩耗を抑えつつ、感光体へのトナーの付着を防ぐこと
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明野実施の形態１に係る電子写真複写機要
部の断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る電子写真複写機の
クリーニング装置の断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１において使用したクリー
ニングブレードの粘弾性特性を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係る電子写真複写機の
クリーニング装置の断面図である。

【図５】本発明の実施の形態３に係る電子写真複写機の
クリーニング装置の断面図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る電子写真複写機の
クリーニング装置の加圧機構の斜視図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（感光体） ３ 現像装置 ５ トナー ７ 転写分離帯電器（転写装置） ９ クリーニング装置 ９−１ クリーニング容器 ９−２ クリーニングブレード ９−３ 加圧バネ（弾性体） ９−４ トナー搬送スクリュー ９−５ クリーニングブレード支持板金 ９−６ 押さえ板 ９−７ 板バネ（弾性体） ９−８ 加圧軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を形成する感光体と、静電潜像
   を現像してこれをトナー像として顕像化する現像装置
   と、トナー像を転写する転写装置と、前記感光体に当接
   してトナー像転写後の感光体上に残留するトナーを清掃
   するクリーニング手段を備えるクリーニング装置とを有
   する画像形成装置において、 前記クリーニング装置のクリーニング手段の使用時の粘
   弾性率ｔａｎδの値を０．１８〜０．３８に設定したこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 画像形成時における前記クリーニング手
   段の粘弾性率ｔａｎδの値が０．１８〜０．３８となる
   よう前記感光体若しくはクリーニング手段の温度を調整
   することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 画像形成時において前記感光体若しくは
   クリーニング手段が略一定温度に調整されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記クリーニング手段の感光体に対する
   当接がクリーニング手段以外の弾性体により行われてい
   ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の画像形成
   装置。
5. 【請求項５】 前記弾性体は、前記クリーニング手段を
   支持する部材を加圧するバネで構成されることを特徴と
   する請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記弾性体は、前記クリーニング手段と
   これを支持する部材との間に介設された板バネで構成さ
   れることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 感光体回転方向においてクリーニング手
   段上流側に感光体表面にトナーを供給するための機構が
   設けられていることを特徴とする請求項１〜５又は６記
   載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記クリーニング手段をイコライズ機構
   によって前記感光体に圧接したことを特徴とする請求項
   １〜６又は７記載の画像形成装置。