(57)【要約】【課題】球形状の重合トナーでも十分にクリーニングできる電子写真用クリーニング装置を提供すること。【解決手段】回転体４の外周にスパイラルブレード５を等ピッチで、放射状に設けたブレード体２をクリーニング装置として用いる。スパイラルブレード５を感光体１の表面に当接するように設け、感光体１の回転方向とスパイラルブレード５の回転方向がカウンター方向になるようにして回転体４を回転させることによって、回転体４の外周に付着している転写残トナー３をクリーニングすることができる。このクリーニング装置によればビビリを解消し、クリーニング不良をなくすことができる。【選択図】　図１
2004070100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の外周にスパイラル形状を有する１〜１０本のブレードを設けてなるブレード体からなる電子写真用クリーニング装置。
【請求項２】
上記ブレードが回転体外周に、等しいピッチで、放射状に設置されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真用クリーニング装置。
【請求項３】
上記ブレードが感光体との接触部において感光体面とブレード面との角度が鈍角になるように寝かせて対向されていることを特徴とする請求項２記載の電子写真用クリーニング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真用クリーニング装置を備えた電子写真装置。
【請求項５】
回転体の外周にスパイラル形状を有する１〜１０本のブレードを設けてなるブレード体を用いることを特徴とする電子写真用クリーニング方法。
【請求項６】
上記ブレードが回転体外周に、等しいピッチで、放射状に設置されていることを特徴とする請求項５記載の電子写真用クリーニング方法。
【請求項７】
上記回転体を回転させながら感光体のクリーニングを行なうことを特徴とする請求項６記載の電子写真用クリーニング方法。
【請求項８】
上記回転体の回転方向が感光体の回転方向に対してカウンター方向であることを特徴とする請求項７記載の電子写真用クリーニング方法。
【請求項９】
前記１〜１０本のスパイラル状のブレードの最外周のピッチ間隔を最外周の周速で割った移動時間をＴ１、ひとつのスパイラル状ブレードが感光体に接し続ける時間をＴ２としたとき、Ｔ２≧Ｔ１となるようにスパイラル状のブレードのピッチを設定し、回転体の回転速度を設定することを特徴とする請求項８記載の電子写真用クリーニング方法。
【請求項１０】
重合トナーをクリーニングすることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の電子写真用クリーニング方法。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれかの電子写真用クリーニング方法を用いることを特徴とする電子写真方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真用クリーニング装置および該クリーニング装置を有する電子写真装置並びに該スパイラルブレードを用いた電子写真用クリーニング方法および該クリーニング方法を用いる電子写真方法に関する。特にビビリのない電子写真用クリーニング装置および電子写真装置並びに電子写真用クリーニング方法および電子写真方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は現在コピー機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置に広く用いられている。現在電子写真分野において広く用いられているクリーニング法としては、クリーニングブレードを用いたブレードクリーニング法と、ファーブラシを用いたファーブラシクリーニング法とがあるが、ファーブラシクリーニング法よりもブレードクリーニング法の方がクリーニング性能が優れると共に簡便であるため最も広く用いられている。
【０００３】
従来、粉砕トナーに対してはブレードクリーニング法で十分対応できていた。ところで、最近、小粒径、高画質、高転写率を謳い文句に重合トナーが市場に出回るようになっており、この重合トナーはその製法の性質上、特別なことをしない限り球形トナーとなるため、流動性が従来の粉砕トナーに比べると格段に良く、以って転写率が格段に高くなり、粉砕トナーでは高々８０％台であった転写率が重合トナーでは９０％台となる。
【０００４】
しかしながら、この重合トナーのクリーニングは粉砕に比べてし難いと言う問題があった。これは推測するに、粉砕トナーは不定形のためとっかかりがあるのに対し、重合トナーは球形であるためとっかかりがないためと考えられる。もう一つは粉砕トナーに比べて重合トナーは粒径がより小さいためと考えられる。
【０００５】
また、ブレードクリーニングは感光体の軸方向にブレードの軸（長い方向）を平行にして全体を一斉に突き当てるためブレードが所謂ビビリを起こすことが知られている。重合トナーがクリーニング困難であるひとつの理由として、このビビリによるトナーのすり抜けが重合トナーでは起こり易いためと考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、球形である重合トナーでも十分にクリーニングできる電子写真用クリーニング装置とクリーニング方法の提供、より詳細には、ビビリのない電子写真用クリーニング装置とクリーニング方法の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、クリーニング用のブレードとしてスパイラルブレードを用いることにより上記課題が解決できるとの知見を得た。
【０００８】
従来技術の項でも述べたように、従来法では、感光体の軸とブレードの長手方向とを平行にして、一斉に全長に亘って突き当てるためにブレードへの負荷が大きく、このためブレードが逃げようとするが、弾性により再び押し戻されてビビリが起こるのであり、この負荷を軽減すればビビリを低減もしくは解消することができると予測できる。そこで、本発明者は、ブレードを感光体に突き当てた時に起こるビビリの解消に着眼して、軸方向に平行に一斉に突き当てるのでなくブレードを感光体の軸に対して「はす」に当て、負荷を逃がし、且つ部分的に当て、なおかつこの部分を全長に延長し、これを連続的に行うことを発想し、このような操作はスパイラル形状のブレードによって実現できることを見出した。
【０００９】
すなわち、ブレードをスパイラルとすることにより、どこを取っても常に「はす」に当接し、負荷を逃がし、且つ部分的に当接しているため大幅に負荷を低減でき、これによってビビリを解消することができる。かつこの部分は軸方向に延長され、感光体のエンドに至るので感光体の全長がクリーニングされ、また、次のスパイラルブレードにより、以上のことが繰り返され、結局感光体の全面がクリーニングされる。以上によりブレードのビビリを解消することができ、延いてはクリーニング不良を解消することができるのである。
【００１０】
従来、ブレードクリーニングは広く知られているが、スパイラル形状を有するブレードからなるクリーニング装置は製品としては知られておらず、また、刊行物にも記載されていない。
【００１１】
上記の知見に基づいて本発明者は本発明を完成させたものであり、本発明は次の構成を有する。
（１）回転体の外周にスパイラル形状を有する１〜１０本のブレードを設けてなるブレード体からなる電子写真用クリーニング装置。
（２）上記ブレードが回転体外周に、等しいピッチで、放射状に設置されていることを特徴とする上記（１）記載の電子写真用クリーニング装置。
（３）上記ブレードが感光体との接触部において感光体面とブレード面の角度が鈍角になるように寝かせて対向されていることを特徴とする上記（２）記載の電子写真用クリーニング装置。
【００１２】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電子写真用クリーニング装置を備えた電子写真装置。
（５）回転体の外周にスパイラル形状を有する１〜１０本のブレードを設けてなるブレード体を用いることを特徴とする電子写真用クリーニング方法。
（６）上記ブレードが回転体外周に、等しいピッチで、放射状に設置されていることを特徴とする上記（５）記載の電子写真用クリーニング方法。
【００１３】
（７）上記回転体を回転させながら感光体のクリーニングを行なうことを特徴とする上記（６）記載の電子写真用クリーニング方法。
（８）上記回転体の回転方向が感光体の回転方向に対してカウンター方向であることを特徴とする上記（７）記載の電子写真用クリーニング方法。
【００１４】
（９）前記１〜１０本のスパイラル状のブレードの最外周のピッチ間隔を最外周の周速で割った移動時間をＴ１、ひとつのスパイラル状ブレードが感光体に接し続ける時間をＴ２としたとき、Ｔ２≧Ｔ１となるようにスパイラル状のブレードのピッチを設定し、回転体の回転速度を設定することを特徴とする上記（８）記載の電子写真用クリーニング方法。
（１０）重合トナーをクリーニングすることを特徴とする上記（５）〜（９）のいずれかに記載の電子写真用クリーニング方法。
（１１）上記（５）〜（１０）のいずれかの電子写真用クリーニング方法を用いることを特徴とする電子写真方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を本発明の一つの実施例を示す図１に基づいて説明する。また、図１は本発明の基本構成を示す図でもある。
【００１６】
図１に示すようにクリーニング部はブレード体２で構成されている。ブレード体２は例えば回転体４とスパイラルブレード５を主体として構成され、回転体４の外周に複数のスパイラルブレード５が等間隔で放射状に設置されている。感光体１の回転方向とスパイラルブレード５の回転方向はカウンター方向が好ましい。これによって、クリーニング残トナーがきれいにクリーニングできる。逆のウイズ方向であるとすり抜けるトナーが生じてクリーニング不良となる。なお、図１ではカバー、オーガの図示は省略されている。また、回転駆動部も省略されている。
【００１７】
更に図２の（ａ）、（ｂ）に示したように、感光体１に対するブレードの当接角度は従来のブレードクリーニングと同様に接触部において感光体の面とブレードの面とが鈍角に当たることがクリーニング残トナーなく拭取る上で好ましい。その反面負荷は高くなる。図２（ｂ）は接触部の断面を示したものである。
【００１８】
スパイラルブレードは図　４（ａ）に示したように、感光体の軸方向に対して「はす」に（斜めに）当接しており、負荷は逃げる。また部分的に接触していることからも負荷は軽減される。図４（ａ）のように接触部は実施例の場合矢印の方向（図上左方向）に移動し結局感光体の全長に亘ってクリーニングされる。スパイラルブレードの回転に伴い、トナーも図上左方向に移動される。
【００１９】
図４（ｂ）は図４（ａ）の接触部を軸方向から見た図である。図２（ｂ）に示されるように、スパイラルブレードはカウンター方向に回転しているため、ブレードの先端が感光体に接触する時スパイラルブレードの先端の巻き込み（逆向きに折れ曲がってしまう状態）が起こる可能性があるが、本発明は、１）ブレードがスパイラル形状で回転体に支持されているため、ブレードの刃に垂直な方向の力に対し強くなっていること、２）全体で接触するのでなく部分的に接触すること、のため折れ曲がりは起き難い。
【００２０】
複数のスパイラルブレードは回転体の外周に等間隔で設置されることが好ましいが、その間隔即ちピッチは、図５（ａ），（ｂ）、（ｃ）に示すように、最外周（ブレード体の最先端が軸に垂直になす円周）上でのピッチ間隔：Ｌ１を最外周の周速で割った移動時間をＴ１、ひとつのスパイラル状ブレードが感光体に接し続ける感光体周長Ｌ２を感光体の周速で割った時間をＴ２とすると、Ｔ２≧Ｔ１となるようにスパイラル状のブレードのピッチを設定し、回転体の回転速度を設定ことにより未クリーニング部が周方向で見てなく、全周がクリーニングされる。
【００２１】
本発明の付随する効果は図３に示すように感光体上のトナーを十分にクリーニングできるのみならず、スパイラルブレードの回転により、クリーニングトナーをスパイラルブレードの一端に寄せ集めることが出来、クリーニングと同時にトナーの回収もできることである。また、通常の回収用オーガを兼用することができる。
【００２２】
本発明におけるスパイラルブレードの材料としては従来のブレード用材料が使用できる。例えば、ポリウレタンをはじめ天然または合成ゴムが好適である。即ち先述したようにブレードは弾性を有していることが好ましい。この弾性は、１）感光体を傷付けないように柔らかいため、２）負荷で歪められた形状から元に戻ろうとする復元力によりトナーを拭き取るため、及び、３）圧力下で、感光体表面の凹凸に応じ容易に変形し、隙間無くトナーを拭き取るため、に必要である。
以上のことより硬さはビッカース硬度で３０〜６０度が好ましい。
【００２３】
寸法はコピー機、クリーニング装置の大きさに依るが、幅は０．５〜２０ｍｍ、高さは５〜５０ｍｍが好ましい。長さは感光体の長さに依存する。スパイラルのピッチは特に限定はされないが、回転体軸方向で２０ｍｍ／回〜５００ｍｍ／回位が好ましい。
【００２４】
回転体の寸法はコピー機、感光体のサイズに依るが、径は８〜５０ｍｍφが好ましい。また、長さは感光体に依る。材質としては、アルミニウム、鉄、真鍮、銅等の金属、プラスティック、発泡材、紙、木材等が使用できる。
【００２５】
ブレード体の一製造例を示すことにもなるが、回転体の周囲には複数のスパイラル溝が掘られていることが好ましい。一例としてこの溝に通常のブレードを接着剤等で固定することにより容易にブレード体が得られる。溝の幅、深さはブレードに応じて決められる。回転体の外周面から表面に出ているブレードの長さはこだわらないが、２〜５０ｍｍが好ましい。また、先述の鈍角に対向させるため、図６に示したようにブレード体２のスパイラルブレードを設置する溝を斜めに設けることによってスパイラルブレードを感光体に対し鈍角に対向させることができる。
【００２６】
本発明はクリーニングが課題である重合トナー即ち球形トナーでも十分なクリーニング性を得ることができるクリーニング装置とクリーニング方法および電子写真装置と電子写真方法を提供するものであり、言うまでもなく重合トナーに好適であるが、勿論粉砕トナーにおいても従来以上の高いクリーニング性が得られることは言うまでもない。
【００２７】
球形トナーはどこから球形と言うかの明確な境界があるわけではないが、粉砕トナーとの関係から本発明者は円形度で見て０．９４０〜０．９９５が球形トナーに該当すると考えている。
【００２８】
粉砕トナーおよび重合トナーを構成する材料、粒径、粒径分布、熱的特性等が特定のものに限定されないのは言うまでもない。また、白黒トナーでもカラートナーであっても良いことも言うまでもない。
【００２９】
（作用機構）
図１に示すように、転写残トナー３が付着した感光体１が図示の方向に回転され、クリーニンング部に到達する。クリーニン部は前記ブレード体２で構成されている。ブレード体２は例えば回転体４とスパイラルブレード５を主体として成り、回転体４の外周部に等間隔で複数のスパイラルブレード５が放射状に設置されており、図示の方向に感光体の回転方向に対してカウンター方向に回転されている。
【００３０】
スパイラルブレード５は図２（ａ）に示したように、感光体の軸方向に対して「はす」に（斜めに）当接しており、負荷は逃げる。回転体の回転に伴い接触部は図３のようにこの例では矢印の方向に移動し、トナーも同時にスパイラルブレードにより矢印の方向に運ばれる。スパイラルブレード５は感光体１に対し図２（ｂ）のように接触している。スパイラルブレード５は感光体１に対し、図２（ａ）に示すように感光体の面とブレードの面とが鈍角になるように対向されているためクリーニング残がなくきれいに拭取られる。図２（ｂ）のようにスパイラルブレード５の外側（図で接触している面）が感光体に接触している。
【００３１】
この時スパイラルブレード５は感光体１に対し鈍角に対向しているためブレードの先端部分が感光体１に接触する時巻き込み（逆向きに折れ曲がってしまう状態）が指摘できるが、先述の理由により折れ曲がり難い。なお、この折れ曲がりの積極的な防止策として、スパイラルブレード５の先端が他の材料で構成されるか、または部材が付加されることにより、補強されていても良い。
【００３２】
複数のスパイラルブレード５は等間隔で設置されているが、その間隔即ちピッチは、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、最外周（ブレード体の最先端が軸に垂直になす円周）上でのピッチ間隔：Ｌ１を最外周の周速で割った移動時間をＴ１、ひとつのスパイラル状ブレードが感光体に接し続ける感光体周長Ｌ２を感光体の周速で割った時間をＴ２とすると、Ｔ２≧Ｔ１となるようにスパイラル状のブレードのピッチを設定し、回転体の回転速度を設定することにより、未クリーニング部がなく全周に亘ってクリーニングすることができる。
【００３３】
先述したように本発明はトナーの搬送機能を具備するものではあるがトナーのこぼれを完全に防ぐためには図６に示すように全長に亘るカバー６を有することが好ましい。カバー６の底部は断面が半円状になっており中にトナー搬送用オーガ７が設置されていることが好ましい。
【００３４】
スパイラルブレードが残トナーを拭き取るのに要する圧力は先述した弾性による反発力を利用する。即ち図２（ｂ）で示すスパイラルブレードの食い込み量を確保するためには外部から図示しない圧力付与部材により圧力が加えられている。
【００３５】
本発明の他の変形実施例としては、図６のカバー６内でブレード体２の下に、感光体１に接する受け用の回転ローラーを設けても良い。この回転ローラーはカバー６の外即ちクリーニング部外に回収トナーがこぼれることを防止する効果がある。またこの回転ローラーに代えて可撓性の、柔らかい樹脂またはゴムのフィルムをカバーの下端部に沿わせた角度（感光体に対し鈍角の位置）で感光体に対して設置し、先端部が接点以上に伸びる長さになるように設置されていても良い。効果は回転ローラーと同様である。
【００３６】
本発明におけるブレード体は従来のクリーニング装置、例えば従来のブレード、ファーブラシ、静電気力を利用した所謂静電クリーニング装置等と組み合わせても良い。ブレード体の支持方法（図示しない）は、感光体が支持されているコピー機の筐体に対し固定されていても（回転可能にすることは勿論であるが）良いが、感光体面に対しスプリングを介して、加圧保持されていても良い。
【００３７】
本発明は言うまでもないが、白黒コピー機に使用でき、カラーコピー機にも使用できる。図６は白黒コピー機に適用した例であり、図７はカラーコピー機に適用した例である。図７では簡略化のため、帯電部、露光部、除電部は省略されている。
なお、図６のコピー機におけるブレード体の感光体に対するレイアウトについては、本例では図面右側に配置してあるが、左側の除電部の前または後に配置しても良いことは当然である。
【００３８】
図６のコピー機で、重合トナーを用い、試作したスパイラルブレードをテストした結果、初期５０枚のコピーテストで、クリーニング後の感光体を観察した所、感光体面はクリーニング残のないきれいな面であった。１万枚のコピーテストでも僅かにフィルミング（感光体上の異物による皮膜）があったが、従来の粉砕トナーと従来のブレードを用いた自社製品の結果と同程度であった。スパイラルブレードの摩耗も見受けられたが、クリーニング性能には問題のない程度であった。
【００３９】
図７のコピー機でも同様のテストを行なったが、同様の結果が得られた。
なお、図６、図７の装置全体の作用機構は本発明の要旨ではないので特に説明を省略し、図面に各部の名称を記載するに止める。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真用クリーニング装置の概要を示す図である。
【図２】本発明の電子写真用クリーニング装置におけるスパイラルブレードと感光体面との当接状況を示す図である。
【図３】本発明の電子写真用クリーニング装置におけるスパイラルブレードによってトナーがクリーニングされる様子を示す図である。
【図４】本発明の電子写真用クリーニング装置におけるスパイラルブレードと感光体面との接触部の移動状況を示す図である。
【図５】本発明の電子写真用クリーニング装置におけるスパイラルブレードによってトナーがクリーニングされる様子を示す図である。
【図６】本発明の電子写真用クリーニング装置を白黒コピー機に適用した例を示す図である。
【図７】本発明の電子写真用クリーニング装置をカラーコピー機に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　ブレード体
３　転写残トナー
４　回転体
５　スパイラルブレード
６　カバー
７　トナー搬送用オーガ
【図１】
2004070100.tif 000003
【図２】
2004070100.tif 000004
【図３】
2004070100.tif 000005
【図４】
2004070100.tif 000006
【図５】
2004070100.tif 000007
【図６】
2004070100.tif 000008
【図７】
2004070100.tif 000009