(57)【要約】【課題】  振動による「鳴き」、「びびり」や部分的なクリーニング不良を発生することがないクリーニングブレード、クリーニング装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】  像担持体１０１に当接して前記像担持体をクリーニングする板状の弾性体ブレード１２１と、前記弾性体ブレード反当接側面の端縁部を接合固定する支持部材１２３とを備えたクリーニングブレード１２０において、前記弾性体ブレードにおける前記支持部材との接合側面に、前記前記弾性体ブレード長手方向に渡り、薄板状の弾性補強部材１２２を備え、弾性補強部材の像担持体側先端部と前記弾性体ブレードの前記像担持体当接側端部とは前記弾性体ブレード厚さの１／２以上離間した。【選択図】  図２
2006194938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に当接して前記像担持体をクリーニングする板状の弾性体ブレードと、前記弾性体ブレード反当接側面の端縁部を接合固定する支持部材とを備えたクリーニングブレードにおいて、
前記弾性体ブレードにおける前記支持部材との接合側面に、前記前記弾性体ブレード長手方向に渡り、薄板状の弾性補強部材を備えたことを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項２】
前記弾性補強部材の支持部材側端縁は、前記支持部材端部と密着して、または、前記支持部材端部と所定の間隔を設けて設けられると共に、前記弾性体ブレードの前記像担持体との当接側方向に向け接合されてなること特徴とする請求項１のクリーニングブレード。
【請求項３】
前記弾性補強部材はその前記像担持体側先端部が前記弾性体ブレードの前記像担持体当接側端部に至らないよう配置されたことを特徴とする請求項１または２のクリーニングブレード。
【請求項４】
前記弾性補強部材の像担持体側先端部と前記弾性体ブレードの前記像担持体当接側端部とは前記弾性体ブレード厚さの１／２以上離間されていることを特徴とする請求項３のクリーニングブレード。
【請求項５】
補強部材が厚さ０．０３〜０．８ｍｍの金属板であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのクリーニングブレード。
【請求項６】
弾性体ブレードのヤング率をＥ１、補強部材のヤング率をＥ２とし、Ｅ１＜Ｅ２としたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのクリーニングブレード。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかのクリーニングブレードを備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
クリーニングの対象である使用トナーの円形度が０．９５以上であることを特徴とする請求項７のクリーニング装置。
【請求項９】
弾性体ブレード及び像担持体間に付与される押圧力が４０Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする請求項７または８のクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかのクリーニング装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクリーニングブレード、クリーニング装置及び画像形成装置に係り、特に像担持体に当接して前記像担持体をクリーニングする板状の弾性体ブレードと、前記弾性体ブレード反当接側面の端縁部を接合固定する支持部材とを備えたクリーニングブレード、クリーニング装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスは、帯電、露光、現像、転写・定着およびクリーニングの工程より成り立つが、最終工程のクリーニング工程においては、通常ブレードクリーニング方式が採用されている。
【０００３】
このようなブレードクリーニング方式を採用する画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の画像転写部を備えている。これらの画像転写部は、回転自在に駆動可能な像担持体と、像担持体表面を一様に帯電させる帯電装置と、現像装置と、クリーニング装置とを備える。
【０００４】
このような画像転写部では、レーザビームが像担持体に照射され、像担持体を露光して像担持体上に静電潜像を形成させた後、現像ユニットでトナーが静電潜像に付着され現像がなされる
【０００５】
そして、像担持体表面のトナーを中間転写ベルトの表面に転写し、この転写されたトナーを２次転写部で印刷用紙Ｐ上に転写された後、定着装置でトナー像が定着される。一方、像担持体表面に残留したトナーは、クリーニング装置内のクリーニングブレードにより清掃除去される。
【０００６】
図９にこのクリーニング装置２０を示す。このクリーニング装置２０は、ブレード部材２１として板状ブレード部材２２とこの板状ブレード部材２２が接合されて支持される支持部材２３とからなり、板状ブレード部材２２が像担持体１０に弾性的に接触する。そして前記ブレード部材２１は軸２４でケースに回動自在に軸支されたステー部材２５に取り付けられている。また、ステー部材２５は引っ張りバネ２６で板状ブレード部材２２が像担持体１０に押し付けられる方向に付勢されている。なお、図中符号２７は除去されたトナーを移送するスクリューを示している。
【０００７】
特許文献１には、この板状ブレード部材として、金属板上に樹脂層が設けられた積層体が記載されている。上記積層体における金属板としては、適度の機械的強度及びたわみ性などを有するもの使用し、様々な材料からなるものの中から、状況に応じて適宜選択して用いることができるとされる。
【特許文献１】特開平11-219082号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで上述した従来のクリーニングブレードでは、クリーニングブレードでの転写後残留現像剤通過阻止力を得るため、クリーニングブレードの像担持体への押圧力を増加させた場合、クリーニングブレードと像担持体との接触部の摩擦力が増加し、クリーニングブレード当接部の像担持体回転方向でのクリーニングブレード当接部での圧縮・復元の往復運動が顕著になるが、クリーニングブレード自体が金属板により剛体保持されるため、前記往復運動によって発生した振動を減衰しきれずに、前記クリーニングブレード長手方向において、前記当接部の部分的なクリーニングブレードめくれが発生し、転写後の残留現像剤が前記当接部を通過してしまい、クリーニング不良として画像上に現れてしまう。
また、振動によるクリーニングブレード「音鳴き」や「びびり」が発生してしまうという問題も併せて発生し易い状況となる。
【０００９】
加えて前記クリーニングブレードの弾性体ブレードは金属板により剛体保持されるため、当接する弾性体部分による像担持体への押圧力が常時集中し、像担持体の感光層削れが顕著に現れ易くなり、特に長時間の使用や低温環境での使用において、像担持体の電位不良等による画像ノイズが発生する問題も生じてしまう。
【００１０】
そこで本発明は、振動による「鳴き」、「びびり」や部分的なクリーニング不良を発生することがないクリーニングブレード、クリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、像担持体に当接して前記像担持体をクリーニングする板状の弾性体ブレードと、前記弾性体ブレード反当接側面の端縁部を接合固定する支持部材とを備えたクリーニングブレードにおいて、前記弾性体ブレードにおける前記支持部材との接合側面に、前記前記弾性体ブレード長手方向に渡り、薄板状の弾性補強部材を備えたことを特徴とするクリーニングブレードである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１のクリーニングブレードにおいて、前記弾性補強部材の支持部材側端縁は、前記支持部材端部と密着して、または、前記支持部材端部と所定の間隔を設けて設けられると共に、前記弾性体ブレードの前記像担持体との当接側方向に向け接合されてなること特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、前記弾性補強部材はその前記像担持体側先端部が前記弾性体ブレードの前記像担持体当接側端部に至らないよう配置されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３のクリーニングブレードにおいて、前記弾性補強部材の像担持体側先端部と前記弾性体ブレードの前記像担持体当接側端部とは前記弾性体ブレード厚さの１／２以上離間されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１ないし５のいずれかのクリーニングブレードにおいて、補強部材が厚さ０．０３〜０．８ｍｍの金属板であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかのクリーニングブレードにおいて、弾性体ブレードのヤング率をＥ１、補強部材のヤング率をＥ２とし、Ｅ１＜Ｅ２としたことを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかのクリーニングブレードを備えることを特徴とするクリーニング装置である。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項７記載のクリーニング装置において、クリーニングの対象である使用トナーの円形度が０．９５以上であることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項７または８のクリーニング装置において、弾性体ブレード及び像担持体間に付与される押圧力が４０Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項７ないし９のいずれかのクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るクリーニングブレード、クリーニング装置及び画像形成装置によれば、クリーニングブレードは振動による「鳴き」、「びびり」を発生せず、また、部分的なクリーニング不良を発生することがないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
以下本発明に係る画像形成装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す図、図２は実施例に係るクリーニング装置を示す図、図図３は実施例に係るクリーニングブレードを示す斜視図、図４はクリーニングブレードと像担持体との接触状態を示す拡大図、図５は実施例に係るクリーニングブレードの拡大図、図６はクリーニングブレードの厚さと先端間距離との関係を示すグラフ、図７はクリーニングブレード厚さ及び材質とブレード先端押圧力との関係を示すグラフ、図８は他の実施例に係るクリーニングブレードの拡大図である。
【００２４】
本例において、画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置であり、図中右側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）の順に配置された４台の画像転写部１００を備えている。これらの画像転写部１００は同一の構成であるので、黒（Ｂｋ）を例として説明する。画像転写部１００は、回転自在に駆動可能な像担持体１０１と、像担持体１０１表面を一様に帯電させる帯電装置１０２、現像装置１０４とクリーニング装置１１０とを備える。
【００２５】
本例に係る画像転写部１００では、図示していない露光用光学系で発生したレーザビーム１０３が像担持体１０１に照射され、像担持体１０１表面を露光して像担持体１０１上に静電潜像を形成させた後、現像ユニット１０４内の現像剤（トナー）１０５を像担持体１０１表面の静電潜像に付着させて、像担持体１０１上に可視画像を形成する。
【００２６】
そして、像担持体１０１に形成された可視画像は転写ロ−ラ１０７により、像担持体１０１表面の現像剤１０５を中間転写ベルト１０６の表面に転写する。転写された現像剤１０５は２次転写部１０８で印刷用紙Ｐ上に転写された後、定着装置１０９でトナー像が定着される。
【００２７】
一方、像担持体１０１表面に残留した現像剤１０５は、クリーニング装置１１０内のクリーニングブレード１２０により除去清掃される。
【００２８】
本例に係るクリーニング装置１１０は、図２に示すように、トナー回収ケース１１とこのトナー回収ケース１１１内に設けられたクリーニングブレード１２０、可動部材１１５、引張バネ１１６を備える。可動部材１１５は支点軸１１４により支持され、像担持体１０１方向に回転可動が可能であり、且つクリーニングブレード１２０が取り付けられている。
【００２９】
引張バネ１１６は、クリーニングブレード１２０装着位置と反対側の可動部材１１５端部とトナー回収ケース１１１との間に装着され、可動部材１１５に回転力を与え、クリーニングブレード１２０が所定の押圧力で像担持体１０１に接触させる。また、本例ではクリーニングブレード１２０の接触により像担持体１０１表面より掻き取られたトナーをトナー回収ケース１１１内で移送するスクリュー１１７を備える。
【００３０】
クリーニングブレード１２０は、図３ないし５に示すように、板状の弾性体ブレード１２１及びこれを接着支持する支持部材１２３、及び前記支持部材１２３の像担持体方向先端部に接触して（符号ａ）、弾性体ブレード１２１の像担持体側と反対側の面に弾性ブレード長手方向に渡って接着される弾性補強部材１２２とからなり、弾性体ブレード１２１の像担持体との接触方向先端１２１ａと弾性補強部材１２２の像担持体方向先端１２２ａとの間には所定の間隔ｓが設けられている。
【００３１】
従来、弾性体ブレードと支持部材間に挟み込むように補強部材を介在させる方法が提案されているが、材質の異なる補強部材を介在させることより、支持部材と弾性体ブレード間の接着強度が低下し易い傾向を持つ。また、支持部材先端から弾性体ブレードの感光体当接側先端までの距離及び補強部材の貼り付け精度についても、支持部材先端を基準としても間に補強部材が存在する為、弾性体ブレード自由端を決める冶具の取り付けが困難となり、高精度化に難が生じる傾向にある。
【００３２】
以上のように、支持部材１２３と弾性体ブレード１２１に挟み込まれること無く、弾性体ブレード１２１に直接接着することにより、支持部材１２３と弾性体ブレード１２１間の接着強度を損なうことなく支持部材先端から弾性体ブレードの感光体当接側先端までの距離及び補強部材の貼り付け精度を向上させることができる。
【００３３】
図６は接触方向先端１２１ａと像担持体方向先端１２２ａとの先端間距離ｓを変化させた場合のクリーニング不良発生状況をブレード厚さ毎に示したものである。このクリーニング不良の判定は、現像を行って像担持体上に形成されたトナー像を未転写の状態でクリーニングブレード当接部を通過させた状態で停止させ、ブレード当接部の通過前後のトナーの状態から判定を行うものとした。
【００３４】
この結果から、ブレードの厚み毎にクリーニング不良の発生開始先端間距離が異なっており、高い押圧を加えた際においても、ブレード当接部に発生する振動を吸収し、良好なクリーニング性を得るにはブレード厚さの半分乃至３／４以上の先端間距離あればよいことがわかる。
【００３５】
このように、弾性体ブレード像担持体方向先端部と弾性補強部材先端部との間に所定の距離を設けることにより、高負荷を与えた場合においても弾性体ブレードと像担持体との接触面が常に安定した状態で保たれ、部分的なトナーの通過を阻止し、長期にわたって安定したクリーニング性能が得られる。
【００３６】
またクリーニングブレード１２０はバネ等による付勢手段により、弾性補強部材１２２との接着面と反対側の面における弾性体ブレード１２１の自由端側先端部１２１ａがクリーニングブレード１２０が装着固定された前記可動部材１１５と共に回転移動し、図４に示すように、矢印方向に回転する像担持体１０１の表面に所定の接触角θで圧接、使用される。このため、可動部材１１５や引張バネ１１６を使用しないで支持部材１２３を直接筐体等にビス等で固定し、像担持体１０１と当接した時点で弾性変形させる構成をとることで、その復元力により線圧を得る固定式のクリーニング装置でも同じ効果が得られる。
【００３７】
また、上記弾性補強部材１２２としては、適度の機械的強度及びたわみ性などを有するものであればよく、少なくとも硬度、ヤング率において接着対象である弾性体ブレード以上であれば特に制限されず、感光体と接触する弾性体ブレードが押圧力により弾性変形する際において、感光体との接触面が感光体周方向で拡大するのを抑止し、接触角θを少なくとも５°以上に保つことが望ましく、この条件を満たすものであれば、様々な材料からなるものの中から状況に応じて適宜選択して用いることができる。
【００３８】
弾性補強部材の素材としては、ＳＳ系などの一般的な鋼板，ＳＵＳ３００系やＳＵＳ４００系などのステンレス鋼板，銅板，亜鉛めっき鋼板，アルミニウム／亜鉛合金めっき鋼板，真鍮板，アルミニウム板，アルミニウム合金板などが挙げられる。特に弾性補強部材を金属にすることで、温度依存等の影響を少なくすることが可能となり、高温環境下における保管性の面で変形の少ないクリーニングブレードを提供することが可能となる。
【００３９】
これらの金属板の厚さは、得られる積層体の圧縮永久歪，機械的強度，たわみ性，弾性率などを考慮し、使用する材料の種類などに応じて適宜選定されるが、一般的には０.０３〜０．０８ｍｍの範囲である。また、この弾性補強部材の物性については、ＪＩＳ  Ｚ２２４１による測定において、引張強さが３０〜４０ｋｇ／ｍｍ2 、降伏点が２０ｋｇ／ｍｍ2
以上、ＪＩＳＫ６３０１による測定において、伸びが２０％以上であるのが好ましい。
【００４０】
図７は弾性補強部材有無でのブレード撓み量の変化を示したものである。ここで用いた補強部材はＳＵＳ３０４は弾性体ブレードとして用いたウレタンゴムのヤング率６.０Ｎ／ｍｍ2に対し、１９００００Ｎ／ｍ2と高いため、肉厚０.０８ｍｍと薄板材でも、補強部材無しの状態に比べブレード全体の撓み変化を抑えることが可能となる。
【００４１】
特に使用するトナーが測定装置ＦＰＩＡ−２１００における円形度で０．９５以上の場合、転写されずに残留するトナーがブレードニップ部に到達した際、ニップ近傍の微小空間に於いてトナー粒子に回転力が発生し、ブレードニップ部がトナーに乗り上げる形ですり抜ける現象が発生し易くなっているが、これに対しては従来のクリーニングブレードで使用されているものよりはるかに高いトナー通過阻止力（ブレード押圧力３０〜４０（Ｎ/ｍ）以上）が必要となる。本来ならば４０Ｎ／ｍ以上の押圧力を加えた場合、弾性体ブレードが感光体当接部から弾性変形を開始し、大きく撓んでブレードニップも拡大、トナー通過阻止力も分散する方向となるが、このように押圧力が４０Ｎ／ｍを越えるような状況下においても補強部材により、ブレードエッジと感光体との接触面積の拡大を抑えることが可能となり、安定且つシャープな現像剤通過阻止力を得ることが可能となる。
【００４２】
この弾性体ブレード１２１を構成する樹脂としては、硬度〔ＪＩＳ−Ａ型〕が６０〜８０、伸びが３００〜３５０％、永久伸びが1.０〜５.０％、３００％モジュラスが１００〜３５０ｋｇ／ｃｍ2の範囲にあるものが好ましく用いられ、従来板状ブレード部材において慣用されている樹脂、例えばウレタン系，スチレン系，オレフィン系，塩化ビニル系，ポリエステル系，ポリアミド系，フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂の中から適宜選択して用いることができる。
【００４３】
このように本例によれば、弾性補強部材を弾性体ブレードと支持部材間に介在させず、弾性補強部材の基端接着位置を支持部材の像担持体側先端とし、弾性体ブレードにおける像担持体との接触部のある面と反対側の面に接着することにより、弾性体ブレード押圧時での過剰な撓み変形を抑止し、像担持体との接触面でのトナー阻止力の分散を抑えることが可能となり、長期にわたって安定したクリーニング性が得られる。また、弾性補強部材により変形を抑えることから、弾性体ブレードについては柔軟な材質を選択することが可能となり、押圧接触時においても像担持体を不要に傷つけることがなく、弾性体ブレードおよび像担持体交換サイクルの延長することが可能となり、ランニングコストを低下させることが可能となる。加えて、弾性体ブレードの像担持体接触側先端と弾性補強部材の像担持体側先端部に所定の距離を設けることにより、弾性補強部材の影響を弾性体ブレード先端部のみ除外させる。これにより押圧力を増加させた場合において発生する接触部での振動等を弾性体ブレードにより吸収させ、振動による鳴き、びびりや部分的なクリーニング不良を抑えることが可能となる。
【００４４】
なお、図８に示すように、支持部材１２３の像担持体方向先端部端１２３ａと弾性補強部材１２２の先端１２２ｂとの間に所定の距離ｂを設けて弾性補強部材１２２を弾性体ブレード１２１に接着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
（本発明が産業上利用できることが明らかでない場合に）
本発明の活用例として、
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す図である
【図２】実施例に係るクリーニング装置を示す図である。
【図３】実施例に係るクリーニングブレードを示す斜視図である。
【図４】クリーニングブレードと像担持体との接触状態を示す拡大図である。
【図５】実施例に係るクリーニングブレードの拡大図である。
【図６】クリーニングブレードの厚さと先端間距離との関係を示すグラフである。
【図７】クリーニングブレード厚さ及び材質とブレード先端押圧力との関係を示すグラフである。
【図８】他の実施例に係るクリーニングブレードの拡大図である
【図９】従来のクリーニング装置を示す図である
【符号の説明】
【００４７】
１０：像担持体
１１：トナー回収ケース
２０：クリーニング装置
２１：ブレード部材
２２：板状ブレード部材
２３：支持部材
２４：軸
２５：ステー部材
２６：バネ
１００：画像転写部
１０１：像担持体
１０２：帯電装置
１０３：レーザビーム
１０４：現像装置
１０５：現像剤（トナー）
１０６：中間転写ベルト
１０７：ラ
１０８：２次転写部
１０９：定着装置
１１０：クリーニング装置
１１１：トナー回収ケース
１１４：支点軸
１１５：可動部材
１１６：引張バネ
１１７：スクリュー
１２０：クリーニングブレード
１２１：弾性体ブレード
１２１ａ：接触方向先端
１２２：弾性補強部材
１２２ａ：像担持体方向先端
１２２ｂ：先端
１２３：支持部材
１２３ａ：像担持体方向先端部端
【図１】
2006194938.tif 000003
【図２】
2006194938.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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