(57)【要約】【課題】高硬度を有するクリーニングブレードにおいて、感光体との摩擦が大きくなるトナーを用いても感光体との間に高摩耗が発生しない画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光体１０の回転が停止しているときに、制御部２からの信号で、交流電源２１から交流電圧が帯電ロール２０に印加される。帯電ロール２０は、交流電圧が印加されると振動し、この振動が帯電ロール２０と接触している感光体１０に伝動して、この感光体１０も振動する。そして、この感光体１０と接触しているブレードエッジ７０ａは、この感光体１０の振動で加振される。この加振でブレードエッジ７０ａと感光体１０とのタック状態が解放される。【選択図】図３
2014153454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する感光体と、
前記感光体に接触し、残留しているトナーを除去するクリーニングブレードと、
前記感光体の回転の停止を判断し、前記クリーニングブレードを振動させる振動手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体に接触し、帯電する帯電部を有し、
前記振動手段は、前記帯電部に交流電圧を印加して、前記帯電部の振動が前記感光体を介して前記クリーニングブレードを振動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記交流電圧は、前記帯電部の放電電圧以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記クリーニングブレードは、前記感光体と接触する部分と接触しない部分とからなり、前記感光体と接触する部分のダイナミック超微小硬度が、０．２５〜０．６５、及び欠け性指標が≧１５であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体と接触しない部分が、１００％永久伸び１．０％以下、及び５０℃反撥弾性７０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンターなどの画像形成装置において、感光体に残留するトナーを除去するために、クリーニングブレードが設けられている。このクリーニングブレードは、例えば、熱可塑性又は熱硬化性のポリウレタン樹脂で形成されている。このようなクリーニングブレードの表面に硬化層を形成し、この表面の摩擦係数を低下させることで良好なクリーニング性と耐久性を実現しようとしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-３４３８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高硬度を有するクリーニングブレードにおいて、感光体との摩擦が大きくなるトナーを用いた場合でも、感光体との間に高摩耗が発生しない画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、回転する感光体と、前記感光体に接触し、残留しているトナーを除去するクリーニングブレードと、前記感光体の回転の停止を判断し、前記クリーニングブレードを振動させる振動手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記感光体に接触し、帯電する帯電部を有し、前記振動手段は、前記帯電部に交流電圧を印加して、前記帯電部の振動が前記感光体を介して前記クリーニングブレードを振動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記交流電圧は、前記帯電部の放電電圧以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記クリーニングブレードは、前記感光体と接触する部分と接触しない部分とからなり、前記感光体と接触する部分のダイナミック超微小硬度が、０．２５〜０．６５、及び欠け性指標が≧１５であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記感光体と接触しない部分が、１００％永久伸び１．０％以下、及び５０℃反撥弾性７０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、ブレードエッジのタック状態の解放を良好に行なうことができる。
請求項２に記載の発明によれば、ブレードエッジのタック状態の解放を簡易な構成で行なうことができる。
請求項３に記載の発明によれば、感光体の帯電状態を良好に保ちながらブレードエッジのタック状態の解放を行なうことができる。
請求項４に記載の発明によれば、クリーニングブレードが高硬度であっても、感光体の端部との高摩耗を抑制することができる。
請求項５に記載の発明によれば、クリーニングブレードのそりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】ブレードエッジのタック状態を示す模式図である。
【図３】実施形態の振動手段を示す模式図である。
【図４】感光体の摩耗を示すグラフである。
【図５】欠け性指標を求めるために用いた装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略構成図である。実施形態の画像形成装置１は、制御部２と、感光体１０、帯電部としての帯電ロール２０、交流電源２１、露光部３０、現像部４０、転写部５０、定着部６０、クリーニングブレード７０、及び用紙収納部８０を有し、供給される画像情報に基づいて記録媒体である用紙Ｐなどに画像を形成する。
【００１３】
制御部２は、ＣＰＵ（Central
Processing Unit）などの演算装置やメモリを備え、画像形成装置１の各構成の動作を制御する。
【００１４】
感光体１０は、像を保持するための有機感光材料で形成された感光層を有する円筒状の図１に示す矢印方向に回転する回転体である。
【００１５】
帯電ロール２０は、感光体１０の表面に接触して回転し、帯電電圧を印加する。交流電源２１は、制御部２の制御により帯電ロール２０に交流電圧を印加する。なお、帯電部としては、ブラシなどを用いて感光体１０と接触して帯電させる接触帯電方式、又はコロナ放電を利用して感光体１０を帯電させる非接触帯電方式のものがある。
【００１６】
露光部３０は、帯電ロール２０で帯電された感光体１０の表面に、画像データに応じた光を照射して、電位差に基づく潜像電位からなる静電潜像を形成する。この静電潜像は、感光体１０の回転にともない現像部４０が配置されている位置まで移動する。
【００１７】
現像部４０は、回転する現像ロール４２を有し、この現像ロール４２に吸着されているトナーが感光体１０に移行する。すなわち、このトナーは、感光体１０に形成されている静電潜像と帯電したトナーとの電位差によって、感光体１０の表面に移動する。このようにして、感光体１０にトナー像の形成が行われ、このトナー像は、感光体１０の回転にともない転写部５０が配置されている位置まで移動する。
【００１８】
転写部５０は、感光体１０に形成されているトナー像を、搬送ロール９１により搬送されてきた用紙Ｐに転写する。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ロール９１で定着部６０に搬送される。
【００１９】
定着部６０は、熱源を有する定着ロール６１と、この定着ロール６１と対向して設けられている加圧ロール６２とを有し、用紙Ｐの未定着のトナー像を加熱及び加圧して定着させる。定着部６０でトナー像が定着された用紙Ｐは、搬送ロール９１で搬送され収容される。
【００２０】
クリーニングブレード７０は、用紙Ｐにトナー像が転写された後に、感光体１０の表面に残留しているトナーなどを除去する。クリーニングブレード７０の詳細については後述する。
【００２１】
用紙収納部８０では、複数の用紙Ｐが収納されている。用紙Ｐは、用紙収納部８０から給紙ロール９０により取り出され、搬送ロール９１によって、転写部５０に搬送される。
【００２２】
なお、実施形態の画像形成装置１は、現像部４０が、１色のトナーを現像する構成であるが、例えば、ロータリー現像方式を用いてもよい。このロータリー現像方式では、例えば、イエロー
、マゼンタ、シアン、ブラックの各色が現像され感光体１０に、これら各色がトナー像として形成される。また、実施形態の画像形成装置１は、複数の感光体１０で構成されているタンデム現像方式を用いたフルカラーのものであってもよい。
【００２３】
次に、実施形態のクリーニングブレード７０について説明する。図１に示すとおり、クリーニングブレード７０は、感光体１０の表面の軸方向に接触するように配置されている。
【００２４】
クリーニングブレード７０は、感光体１０と接触する部分であるブレードエッジ７０ａ、及び感光体１０と接触しない部分であるブレードエッジ７０ａの背面側に、ブレードエッジ７０ａと一体的に設けられている背面層７０ｂを有する。
【００２５】
ブレードエッジ７０ａは、感光体１０と接触する部分のダイナミック超微小硬度が、０．２５〜０．６５、及び欠け性指標が、≧１５であるとよい。また、背面層７０ｂは、へたり抑制である１００％永久伸びが、１．０％以下、及びブレード鳴き抑制である５０℃反撥弾性が、７０％以下であるとよい。
【００２６】
ダイナミック超微小硬度は、ダイナミック超微小硬度をＤＨとすると、ＤＨ＝α×Ｐ／Ｄ2で算出される。この式のαは圧子形状による定数、Ｐ（ｍＮ）は圧子を試料に一定の押込み速度（ｍＮ／ｓ）で進入させたときの試験荷重、及びＤ（μｍ）は押込み深さである。
ダイナミック超微小硬度は、以下の方法により測定を行い、上記式を用いて求めた。
具体的には、実施形態におけるダイナミック超微小硬度の測定は、ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−Ｗ２０１Ｓ（（株）島津製作所製）により行った。より具体的には、軟質材料測定により行い、圧子にダイアモンド三角錐圧子（陵間角：１１５°、α：３．８５８４）を用いた。押込み深さＤは、押込み速度０．０４７３９９ｍＮ／ｓ、試験荷重４．０ｍＮ、試験環境２３℃で、ダイアモンド三角錐圧子をブレードエッジ７０ａの感光体１０と接触する部分に侵入させて測定した。
【００２７】
また、欠け性指標は、以下のようにして求めた。
図５は、欠け性指標を求めるために用いた装置１０００の概略図である。
装置１０００は、ターンテーブル１１００とフォースゲージ１２００と引掻針１３００とを備えている。
クリーニングブレード７０は、ブレードエッジ７０ａをターンテーブル１１００に向け、ターンテーブル１１００に対し２１°の角度で配置し、ターンテーブル１１００とブレードエッジ７０ａで線接触させた。クリーニングブレード７０には、荷重を加え、線接触部において単位長さ当たりの荷重を３ｇｆ／ｍｍとした。
【００２８】
ターンテーブル１１００は、アルミプレートからなり、クリーニングブレード７０の先端に向かって図に示した方向に回転させる。ターンテーブル１１００の周速度は、３０９ｍｍ／ｓｅｃとした。
ターンテーブル１１００のブレードエッジ７０ａが接触している面には、引掻針１３００が配置され、引掻針１３００は、ターンテーブル１１００が一回転するごとに、クリーニングブレード７０のブレードエッジ７０ａに当たる。ここで、引掻針１３００の材質は、サファイアで、形状は高さ５０μｍ、先端角６０°先端Ｒ０．０５ｍｍのものを用いた。
欠け性指標は、欠けの発生する回転数を指標とした。
【００２９】
また、１００％永久伸びは、ＪＩＳ  Ｋ６２６２（引っ張り永久ひずみ試験）により行った。具体的には、ダンベル形試験片に引張り荷重をかけて規定伸び率まで引き伸ばし、１０分間その状態で保持した後、速やかに荷重を除き、１０分間放置した後の原長に対する伸び率である。
反撥弾性については、ＪＩＳ  Ｋ６２５５によって評価した。
【００３０】
クリーニングブレード７０は、上記のようなブレードエッジ７０ａと背面層７０ｂとから構成されることで、高硬度で且つそりの小さいものとなっている。このような高硬度のクリーニングブレード７０を用いると、感光体１０に対する圧力は小さいものとなるが、研磨剤が外添されているトナー等、使用するトナーによっては、この感光体１０との間に高摩擦が発生することが起こり得る。
【００３１】
図２は、感光体１０の回転時に、感光体１０の表面の残留トナーが剥ぎ取られている状態を示している。図２に示すとおり、ブレードエッジ７０ａは、先端が巻き込まれた状態で、感光体１０との接触面で、トナーＴに含まれている図示しない無機粒子等からなる外添剤が詰まることで、このトナーＴをせきとめている。
【００３２】
ここで、感光体１０の休止時において、感光体１０の軸方向の中央部では、上記のタック状態（先端が巻き込まれた状態）が解放されやすい傾向にある。一方、感光体１０の軸方向端部においては、このタック状態が保持されたままとなり、これらの端部で高摩耗が発生してしまうという傾向にある。
タック状態では、ブレードエッジ７０ａと感光体１０間に外添剤が噛みこまれた状態となる。したがって、タック状態が続くと、研磨効果を有する外添剤と感光体１０との摺擦で感光体１０を摩耗させているため、ブレードエッジ７０ａと感光体１０との間に外添剤が噛みこまれたままの端部と、タック状態が解消しブレードエッジ７０ａと感光体１０との間に噛みこまれた外添剤の量が減っている中央部とでは、感光体１０が再び回転しだしたときの回転初期の摩耗量に偏りが生じる。
【００３３】
感光体摩耗の促進効果を有するトナーＴの外添剤の例として、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、シリカ（ＳｉＯ２）が挙げられる。
【００３４】
次に、図３を用いて実施形態の振動手段について説明する。図３に示すとおり、この振動手段の機能は、制御部２の制御により交流電圧を印加する交流電源２１、帯電ロール２０、及び感光体１０を構成としている。すなわち、感光体１０の回転が停止しているときに、制御部２からの信号で、交流電源２１から交流電圧が帯電ロール２０に印加される。
【００３５】
帯電ロール２０は、交流電圧が印加されると振動し、この振動が帯電ロール２０と接触している感光体１０に伝動し、この感光体１０を振動させる。感光体１０のこの振動が、感光体１０に接触しているブレードエッジ７０ａを加振する。そして、ブレードエッジ７０ａ感光体１０とのタック状態が解放されることになる。
【００３６】
次に、図４を用いて上記の振動手段の効果について説明する。図４の横軸は、感光体１０の軸方向のＯＵＴ（手前）側からＩＮ（奥）側に向かう位置を示し、縦軸は、感光体１０の摩耗率（ｎｍ／ｋｃｙｃ）を示している。
【００３７】
図４に示す「□」は、摩擦係数の大きい高μの感光体１０に対して、上記の振動手段を用いない場合の軸方向における摩耗率の変化を示している。図４に示す「△」は、摩擦係数の小さい低μの感光体１０に対して、振動手段を用いない場合の軸方向における摩耗率の変化を示している。図４に示す「○」は、摩擦係数の大きい高μの感光体１０に対して、振動手段を用いた場合の軸方向における摩耗率の変化を示している。
【００３８】
摩擦係数の具体値の例としては、以下の値が挙げられる。
摩擦係数の高い感光体とクリーニングブレードとの間の摩擦係数は、例えば約４であり、
摩擦係数の低い感光体とクリーニングブレードとの間の摩擦係数は、例えば約３である。
【００３９】
図４に示すグラフで分かるように、摩擦係数の大きな感光体１０では、高硬度なブレードエッジ７０ａを用いて感光体１０の表面の残留トナーが剥ぎ取られると、両端の摩耗率が大きくなり、「□」のように変化する。すなわち、ブレードエッジ７０ａの両端が反りあがり感光体１０に噛みこんでいるような状態となり、上記の摩耗率の増大となっている。
【００４０】
一方、上記の振動手段を用いてクリーニングブレード７０に振動を与えると、摩擦係数の大きな感光体１０に対して高硬度のブレードエッジ７０ａを用いても、図４に示す「○」の変化のとおり、この感光体１０の両端の摩耗率は小さなものとなっている。すなわち、ブレードエッジ７０ａに対して振動手段を用いることで、上記の感光体１０に噛みこんでいるような状態が解放され、両端の摩耗率が小さくなる。このように振動手段を用いると摩擦係数の大きい高μの感光体１０での摩耗率は、摩擦係数の小さい低μの感光体１０に対する摩耗率である「△」よりも小さなものとなっている。
【００４１】
以上が実施形態の画像形成装置１の説明である。この実施形態によれば、感光体１０と接触する部分であるブレードエッジ７０ａのダイナミック超微小硬度の範囲を規定することで、クリーニング性を向上させている。また、ブレードエッジ７０ａがこのように高硬度化されていても、帯電ロール２０を用いた簡易な構成で、感光体１０との端部における高摩耗が発生しないようにしている。すなわち、感光体１０の回転の休止時には、接触している帯電ロール２０に交流電源２１から交流電圧を印加することにより、ブレードエッジ７０ａの端部における感光体１０との高摩擦を抑止し、クリーニングブレード７０の歪を解放する。
【００４２】
以上が実施形態の画像形成装置１についての説明であるが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態も可能である。以下、他の実施形態について説明する。
【００４３】
実施形態の画像形成装置１は、クリーニングブレード７０を振動させる振動手段が、制御部２で制御される交流電源２１、帯電ロール２０、及び感光体１０を用いた構成であるが、これに限定されない。例えば、クリーニングブレード７０に、交流電源２１から交流電圧を印加して、クリーニングブレード７０を振動させるような構成であってもよい。
【００４４】
実施形態の画像形成装置１では、交流電源２１から印加される交流電圧に制限を設けていないが、この交流電圧を帯電ロール２０の放電電圧以下にするとよい。このような構成により感光体１０の帯電状態は良好なものとなる。
【符号の説明】
【００４５】
１  画像形成装置
２  制御部
１０  感光体
２０  帯電ロール
２１  交流電源
３０  露光部
４０  現像部
４２  現像ロール
５０  転写部
６０  定着部
６１  定着ロール
６２  加圧ロール
７０  クリーニングブレード
７０ａ  ブレードエッジ
７０ｂ  背面層
８０  用紙収納部
９０  給紙ロール
９１  搬送ロール
Ｐ  用紙
Ｔ  トナー
【図１】
2014153454.tif 000003
【図２】
2014153454.tif 000004
【図３】
2014153454.tif 000005
【図４】
2014153454.tif 000006
【図５】
2014153454.tif 000007