JPH08123273A

JPH08123273A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08123273A
Application number: JP26393794A
Authority: JP
Inventors: Ichirou Katsuie; 勝家一郎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成装置に使用されるトナーの小粒径
化、低融点化においても、像担持体上の残留トナーを良
好にクリーニングして高画質の画像形成を可能にするこ
と。【構成】像担持体上にトナー像を形成した後転写材上
にトナー像を転写し、転写後に像担持面を清掃する工程
を含む画像形成装置において、清掃手段として鋭角のエ
ッジを像担持面に当接するクリーニングブレード（７
０）は、引っ張り弾性率５０００ｋｇｆ／ｃｍ² 以上、
圧縮強度１５０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上、ロックウェルＲ強
度５０以上の合成樹脂よりなる最大径１ｍｍ以下の棒状
又は厚さ０．５ｍｍ以下の板状のエッジ部材（７２，７
３）と、該エッジ部材を保持、圧接する弾性部材で作製
されたブレード本体（７１）とからなり、さらにエッジ
の近傍０．１ｍｍ以内には弾性部材が存在しない構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体上にトナー像
を形成し、次いで該トナー像を転写材上に転写する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】広く一般に用いられている電子写真式の
画像形成装置のように、像担持体上にトナー像を形成
し、このトナー像を転写材に転写して出力画像を得る画
像形成装置では、転写を行った後の像担持上に残ったト
ナーが次の画像形成に影響を及ぼさないよう像担持体を
清掃する必要がある。

【０００３】通常用いられる清掃手段としては、クリー
ニングブラシ、クリーニングブレードがあり、これらは
単独、もしくは他の補助手段と共に用い、２つの手段を
併用する場合もある。ブラシクリーニングシステムは非
常に安定性の高い方法であるが、バイアス印加、エア吸
引等を伴い、機構が複雑で大型になる。ブレードクリー
ニングシステムは簡易な構成で高いクリーニング性能を
得ることができる方法であるが、繊細なシステムであ
り、特殊な使用状況では種々の不具合が発生する場合も
ある。

【０００４】クリーニングブレードの設定条件は感光体
ドラムへの当接角、当接圧として示され、特に当接圧は
動作状態を決定する主要因となっている。これらはブレ
ード−ドラム間、ブレード−トナー間、トナー−ドラム
間の摩擦係数、ブレードのエッジ精度、トナーのガラス
転移点に代表される昇温時のトナーの軟化の程度、トナ
ー粒径、プロセススピード、ドラムの耐摩耗性当のパラ
メーターに影響を受ける、トナーのブレードからのすり
抜け、ブレードのめくれ、トナーのドラムへの付着や膜
形成、ドラムの摩耗といった障害に対する安定性の観点
から決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、高画質化、省消
費電力化をトナーの小粒径化、低融点化により実現する
ケースが増えてきた。トナーの融点を下げることは、複
写機の消費電力の支配要因である定着器の消費電力の削
減に非常に大きな効果がある。また、今後増加するであ
ろうデジタル複写機では、トナーの粒径を小さくするこ
とでドット再現性を向上することができ、高ＤＰＩ化に
も有利である。この傾向は今後一層進んでいくことが予
想される。

【０００６】しかし、これらのトナーの変更は、クリー
ニングシステムの性能、安定性を低下させる要因にな
る。ブラシを用いるクリーニングの清掃効率は、元々ト
ナーの粒径により変化する特性を持っており、粒径が小
さくなると清掃効率が落ちてしまう。また、ブレードを
用いたクリーニングでも種々の不具合が発生し易くな
る。

【０００７】現在主流になっているウレタンゴムブレー
ドを用いたブレードクリーニングシステムで問題になっ
ている不具合は、主として、当接圧が低い設定で発生す
る像担持体へのトナー付着と、当接圧が高い設定で発生
する像担持体上のトナー膜形成及びブレードのめくれで
あり、同時に像担持体の摩耗やクリーニング不良も抑え
込む必要がある。

【０００８】低当接圧条件で発生する像担持体へのトナ
ー付着の発生機構を図８に示す。画像形成動作により像
担持体が駆動されている状態では、良好な設定でのクリ
ーニング動作時（図７）には像担持体から掻き落とされ
ているトナーが、ブレードの像担持体への当接圧が比較
的低いためわずかにすり抜ける（図８の（ａ））。ま
た、このような状態でのブレードと像担持体としての感
光体ドラムの間の摺擦状態は一定でなく、ブレードの先
端は僅かに振動し、瞬間的に局所的に高い圧力が発生す
る。たまたまブレード下を通過していたトナーにこうし
た圧力が加えられると（図８の（ｂ））、トナーは像担
持体に付着する。トナーが付着した箇所は像担持体の回
動によりブレードを通過する度にブレードとの間に高い
圧力を発生し、次々とトナーが付着してゆく。こうして
トナー付着は初期の付着点から像担持体上の上流側へ向
けて成長してゆく（図８の（ｃ），（ｄ））。

【０００９】また、高当接圧条件で発生する像担持体上
のトナー膜の発生機構を図９に示す。画像形成動作時、
クリーニングされたトナーはクリーニングエッジ近傍に
しばらく滞留する。このとき、クリーニングエッジ近傍
の温度は高当接圧のため大きく上昇している。エッジ近
傍に滞留しているトナーは加熱のため軟化し、エッジに
よって像担持体上に擦り付けられた膜を形成する。温度
上昇は常に発生するため、トナーの膜におおわれた領域
は徐々に広がってゆく。また、当接圧が高くなると像担
持体の摩耗も悪化する。

【００１０】ウレタンゴム製のクリーニングブレードを
用い、当接圧を変化させた場合のクリーナーに起因する
不具合の発生の様相が、トナーの粒径、ガラス転移点に
依存してどのように変化するかを図１０に示す。

【００１１】当接圧が低い側から、顕著なトナー抜け、
像担持体へのトナーの付着、像担持体上のトナー膜形
成、ブレードのめくれが発生する。安定なクリーニング
動作領域はトナーの付着が発生する領域とトナー膜が形
成される領域の間にある。トナーの抜けとトナーの付着
の間の領域は、目立たないながらもトナーの抜けが発生
しており、１次帯電器の汚染や次の画像形成での背景部
へのかぶりを生じるため、安定動作領域としては不適で
ある。

【００１２】粒径が１０μｍ、ガラス転移点が６０度の
トナーを用いた場合、安定動作領域は充分に確保できる
（図１０の（ａ））。

【００１３】粒径が８μｍ、ガラス転移点が６０度のト
ナーを使用した場合、トナー抜けが発生する領域と、ト
ナー付着が発生する領域が、それぞれより高い当接圧の
方向に拡大している（図１０の（ｂ））。これは、トナ
ーの粒径が小さくなったことで、より高い当接圧でトナ
ーのすり抜けが発生するようになったことを示す。

【００１４】また、粒径が１０μｍ、ガラス転移点が５
８度のトナーを使用した場合は、トナー膜が形成される
領域がより低い当接圧の方向に拡大している（図１０の
（ｃ））。これは、ガラス転移点を低くしてことによ
り、より低いエッジ温度、すなわちより低い当接圧でト
ナーが軟化するようになったことを示す。

【００１５】このように、トナーの粒径が小さくなる、
あるいはガラス転移点が低くなると、安定動作領域は狭
くなる。さらに、粒径が８μｍ、ガラス転移点が５８度
のトナーを用いると、トナー付着が発生する領域はより
高い当接圧側へ、トナー膜が形成される領域はより低い
当接圧側へそれぞれ拡大し、安定動作領域はなくなって
しまう（図１０の（ｄ））。また一般に球形の重合トナ
ーを用いた場合、すり抜けが不利になる。これに付随し
てトナー付着の発生領域はさらに高当接圧側になり、安
定領域が狭くなる。

【００１６】また、粒径が１０μｍ、ガラス転移点が６
０度のトナーを用い、画像形成速度を速くした場合、ト
ナー膜が形成される領域が低い当接圧側に拡大する（図
１０の（ｅ））。これは画像形成速度が上がったことに
より、同じ当接圧でのエッジ温度が上昇し、結果的によ
り低い当接圧でトナーが軟化するようになったためであ
る。このように、画像形成速度を速くすることも、安定
動作領域を狭くする要因となる。具体的には、画像形成
速度が３００ｍｍ／ｓｅｃを越えるとブレード単体で安
定動作領域を確保できない場合が出て来る。

【００１７】ここに述べた例では安定動作領域は低当接
圧側のトナー付着と高当接圧側のトナー膜形成が発生す
る２つの領域に挟まれた形を取っているが、システムの
構成によっては高当接圧側がクリーニングブレードのめ
くれが発生する領域によって制限される場合もある（図
１０の（ｆ））。いずれの形を取るかはブレードの構成
や当接角、ドラムの材質に依存する。

【００１８】本発明は、上述のようなブレードクリーニ
ングシステムに発生する不具合を抑え、少ない消費電力
で長期間安定かつ高画質の画像形成を行うことができる
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】像担持体としての感光体
ドラムとの間の摩擦係数を下げたクリーニングブレード
を用いた場合のクリーナーに起因する不具合の発生の態
様を図１１に示す。

【００２０】粒径１０μｍ、ガラス転移点６０度のトナ
ーを用いると、ドラム上のトナー膜が形成される領域と
ブレードのめくれが発生する領域は共に高当接側にシフ
トしており、ドラムへのトナーの付着が発生する領域は
低当接圧側にシフトしている（図１１の（ａ））。この
ため安定動作領域は広くなり、粒径８μｍ、ガラス転移
点５８度のトナーを用いた場合も有効な安定動作領域を
確保できる（図１１の（ｂ））。摩擦係数を下げて行け
ば、さらに粒径が小さく、ガラス転移点の低いトナーに
対応することも可能である。従ってトナーの粒径を小さ
くすることによって高画質を、ガラス転移点を下げるこ
とによって省エネルギーを実現する構成を取る場合、現
行のウレタンブレードよりも低い摩擦係数のクリーニン
グブレードを共に用いることが必須となる。また、ブレ
ードのめくれに対しても、有効な対策になる（図１１の
（ｃ））。

【００２１】安定動作領域を拡大するためクリーニング
ブレードとドラムの間の摩擦係数を下げる際に、摩擦係
数を下げる方法そのものは問題ではない。いかなる方法
をとろうと動作状態での摩擦係数とその他の機械特性が
同じであれば同じ安定動作領域が得られる。

【００２２】一般に硬度の高い非弾性の合成樹脂は弾性
の大きなエラストマーと比べ遥かに良好な摺動性を持
つ。このため弾性材よりなるブレード本体上に非弾性の
合成樹脂をコートしたクリーニングブレードが用いられ
てきたが、摩耗に対する耐久性が低く、安定性が低下す
る欠点があった。

【００２３】これに対し非弾性の合成樹脂のバルク材即
ち一材料よりなるクリーニングブレードは摺動性がよ
く、耐久性も高く、硬いことによりエッジ近傍の微細な
振動も抑えられるためクリーニング性能も安定している
が、エッジを確実に像担持体に当接させることが難しか
った。

【００２４】本発明は、高性能、高安定、高耐久のクリ
ーニングを実現するための像担持面と接触するエッジを
形成するエッジ部材と、該エッジ部材を支持して所定の
条件で像担持面に当接させるブレードの機械的な意味で
の本体となる部材を分離し、前者を非弾性の合成樹脂の
バルク材よりなる細い棒状もしくは薄板状の部材として
形成し、弾性材料よりなる後者に装着してクリーニング
ブレードを構成することを要点とする。すなわちクリー
ニングエッジとして機能するために必要かつ十分な領域
だけを非弾性の合成樹脂で形成することで、クリーニン
グ性能と確実な当接を確保するためのエッジの柔軟性を
両立させる、これを弾性部材を用いて像担持面に押し当
てることにより、確実な当接を実現する。

【００２５】本発明は、像担持体上に着色粉体のトナー
でトナー像を形成した後転写材上にトナー像を転写し、
転写後に像担持体の像担持面を清掃する工程を含む画像
形成装置であって、像担持面の清掃手段として鋭角のエ
ッジを像担持面に当接してトナーを掻き落とすクリーニ
ングブレードを用い、該クリーニングブレードは、引っ
張り弾性率５０００ｋｇｆ／ｃｍ² 以上、圧縮強度１５
０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上、ロックウェルＲ硬度５０以上の
合成樹脂よりなる最大径１ｍｍ以下の棒状又は厚さ０．
５ｍｍ以下の板状のエッジ部材と、該エッジ部材を保
持、圧接する弾性部材で作製されたブレード本体とから
なり、さらにエッジの近傍０．１ｍｍ以内には弾性部材
が存在しないことを特徴とする。エッジ部の材料の機械
特性はトナーとの摺動に対する耐摩耗性の観点からの要
請である。エッジ部の寸法は、エッジ部が柔軟に当接す
る為に、又、エッジ近傍に弾性部材が存在しないこと
は、エッジが摩耗した際に弾性部材が像担持体に接触し
ない為に必要である。

【００２６】また、像担持面に当接するエッジ部材は、
使用しているトナーの半径と同じかそれ以下の曲率半径
を持ち、且つ像担持面へ当接した状態で、エッジをはさ
む２つの面のうち像担持体の移動方向に対し上流側を向
く面と像担持面の上流側となす角が９０度以上、下流側
を向く面と像担持の下流側となす角が５度以上であるこ
とを特徴とする。これ等を満たすことにより、トナーの
すり抜け、像担持体へのトナー付着がより発生しにくく
なる。

【００２７】また、クリーニングの像担持体への当接部
の線圧が６ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とし、また、
未当接の実装状態でクリーニングに用いるエッジの直線
からのズレが、１ｍｍ以下であることを特徴とし、ま
た、未当接の実装状態でクリーニングに用いるエッジの
直線からのズレの空間周波数０．１ｍｍ^-1以上の成分の
振幅が、任意の測定範囲において０．２ｍｍ未満である
ことを特徴とする。また、未当接の実装状態でクリーニ
ングに用いるエッジの直線からのズレの空間周波数０．
１ｍｍ^-1以上の成分の振幅が、任意の測定範囲において
共に用いるトナーの直径の１０倍未満であることを特徴
とする。上記はブレードエッジ部が像担持体に十全に当
接する為に必要である。

【００２８】また、前記エッジ部材は、フッ素樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリス
チレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化
ビニール樹脂のいずれかよりなることを特徴とする。上
記の樹脂は各々コスト、成形性、摺動性、耐摩耗性に特
徴を持ち、システムの要請に応じ使用される。

【００２９】また、前記エッジ部材は射出成形あるいは
押出成形により作製され、また、前記板状のエッジ部材
はカレンダー成形による母材から切り出された後研磨及
び／又は熱処理を行ったものであることを特徴とする。
エッジの作製方法は、主としてエッジの材質により選択
される。

【００３０】また、前記エッジ部材はブレード本体への
取り付けのための突起が設けられていることを特徴とす
る。

【００３１】また、像担持体として有機感光体もしくは
アモルファスシリコン感光体を用いることを特徴とす
る。また、トナーが非磁性であることを特徴とし、ま
た、トナーが重合トナーであることを特徴とする。

【００３２】上記の構成は粒径８μｍ以下、ガラス転移
点が５８℃以下のトナーに対し特に有効である。又、ク
リーナーでの障害を起こしやすい非磁性トナー、重合ト
ナーに対しても安定なクリーニングを実現できる。ま
た、クリーニング条件が厳しくなる３００ｍｍ／ｓｅｃ
以上の画像形成速度にも対応できる。

【００３３】次に具体的なブレードの構成例を図１に示
す。図１の（ａ）において、ブレード７０は弾性材料よ
りなるブレード本体７１と非弾性の合成樹脂よりなるエ
ッジ部材７２からなる。エッジ部材７２は断面三角形の
棒状体をなし、ブレード本体７１に刻設された溝７１ａ
に嵌合されている。該溝は、当接に際して圧力がかかる
ことによりエッジ部材が適切な位置に収まるような形状
になっていることが望ましい。この例では当接点に力が
かかると自然に支点となる頂点が取付溝の角に収まるよ
うになっている。これにより組立が容易になり、信頼性
も高まる。また、この例ではエッジ部材の背面に取付け
用の突起７２ａが設けられており、ブレード本体７１の
対応する孔７１ｂに嵌合するようになっている。ただし
当接時のエッジ部材の保持はあくまで取付け溝で行われ
るよう、ゆるいはめ合いにする必要がある。この突起は
必ずしも必要ではないが、これにより組立がさらに容易
になり、組立後の取扱も楽になる。前記棒状体の最大径
は１ｍｍ以下にされており、棒状体７２の断面形状は、
上記以外に四角形等の多角形とすることができる。図１
の（ｂ）はエッジ部材が薄板形状の例を示す。すなわち
薄板状のエッジ部材７３は、厚さが０．５ｍｍ以下で、
構成は比較的単純であり、エッジを形成した非弾性の合
成樹脂性の薄板状のエッジ部材７３を、弾性材料からな
るブレード本体７１に接着剤、両面テープ等で貼着され
る。この構成は図１の（ａ）に示す構成に比し、ブレー
ド本体の加工が簡単で、コストは安くなるが、エッジ部
材を貼着するときの精度により不良が発生する可能性が
あり、貼着工程には注意が必要である。

【００３４】上記各エッジ部材７２，７３は、弾性のブ
レード本体７１に対し、エッジの近傍０．１ｍｍ以内に
は弾性部材が存在しないように装着される。これにより
耐久に伴いエッジの摩耗が進んだ場合にも安定な動作を
確保できる。

【００３５】さらに、エッジ部材がエッジの他にエッジ
との位置関係を保証された像担持面との接触部を持ち、
エッジ部材を像担持面に押し当てるだけでエッジと接触
部が共に像担持面に接触する形でエッジの当接状態を保
証する構成も可能である。この場合ブレード本体はエッ
ジ部材に上から適当な力をかけられるものであればよ
く、発泡体のブロック等が考えられる。

【００３６】ウレタンゴムブレード（以下ウレタンブレ
ード）、ウレタンゴムブレードのナイロン塗布品（以下
ナイロン塗布ブレード）、ナイロンバルク材エッジ＋弾
性支持部材よりなるクリーニングブレードについて、ド
ラムとの摩擦係数、ドラムの摩耗量と摩耗むらの耐久に
伴う変化を図１２に示す。耐久の初期にはナイロン塗布
ブレードとナイロンバルク材エッジ＋弾性支持部材より
なるクリーニングブレードの摩擦係数はほぼ等しく、ウ
レタンブレードに比べてかなり低いところで推移する。
ドラムの摩耗量、摩耗むらともに同様の推移を示す。耐
久が進行してくると、ナイロン塗布ブレードの摩擦係数
が上昇を始め、最後にはウレタンブレードと同程度の摩
擦係数になってしまう。これに従い、ドラムの摩耗量、
摩耗むらともに大きくなってくる。特に摩耗むらはウレ
タンブレードよりもひどくなってしまう。

【００３７】これはナイロンブレードの表面のナイロン
塗布層が耐久に従い摩耗し、ウレタンゴムが露出したこ
とによる。またナイロン塗布層の摩耗の過程で、ナイロ
ン層の塗布むらや摩耗むらによりウレタンゴムの露出は
場所により異なる時点で始まり、このことが摩耗むらを
大きくする原因になっている。以上により、大きな耐久
枚数が要求される場合ナイロン塗布ブレードを用いるこ
とはできないことが分かる。

【００３８】ナイロンバルク材のエッジ部材７２を用い
た場合、一旦トナーの擦り抜けが発生した場合、その硬
度故にトナーに強い力がかかり、エッジ部材、トナー、
像担持面共に大きなダメージを受ける。従ってトナーの
擦り抜けが発生しない条件を保証する必要がある。本発
明によるエッジ部材７２又は７３のエッジの曲率半径Ｒ
２をトナーの半径と同じかそれ以下にし（図２の
（ａ））、像担持面の移動方向上流側を向いたエッジ部
材７２の側面７２ｂと像担持面の上流側とがなす角θ１
を鈍角とすること（例えば９０度以上、図２の（ｂ））
で、エッジに進入してきたトナーがエッジ近傍でパッキ
ングすることなく逃げてゆける構成とすること、確実な
当接を確保するためにエッジ当接する線圧を十分に大き
くすること、当接しない状態でのエッジの直線からのず
れを小さい値にすること、及び像担持面の下流側を向い
たエッジ部材の側面７２ｃと像担持面の下流側とがなす
角θ２をある程度大きく（例えば５度以上）保つことに
よりエッジの浮きを防ぐことが非常に重要である。

【００３９】エッジ部材に用いる合成樹脂材料として
は、摺動性の点からフッ素樹脂、ポリアミド樹脂が望ま
しいが、加工が難しいためにコストが高くなる。これに
対し、ポリアセタール樹脂は高い摺動性と良好な成形性
を兼ね備える。ポリプロピレン樹脂は良好な機械特性と
成形性、材料コストが安価である等好適な材料である。
ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等も使用可
能である。

【００４０】エッジ部材の成形方法としては射出成形、
押出成形が採用される。但し、押出成形、カレンダー成
形後カッティングを採用した場合、エッジの荒れを抑え
るため後工程として研磨及び／又は熱処理によるエッジ
出しの後処理を行うことが好ましい。

【００４１】上記のようにして成形されたエッジ部材７
２、７３のエッジ部は、像担持体に対する未当接の実装
状態において、その両端部を結ぶ仮想直線に対するずれ
乃至たわみ量が１ｍｍ以下にされる。このようにするこ
とにより、エッジ部材を当接状態で実装した場合、エッ
ジ部はほぼ直線的となり良好なクリーニングが可能とな
る。

【００４２】エッジ部材のエッジ部の条件は、上記の他
に、未当接の実装状態でクリーニングに用いるエッジの
直線からのズレの空間周波数０．１ｍｍ^-1以上の成分の
振幅が、任意の測定範囲において０．２ｍｍ未満とした
り、また、未当接の実装状態でクリーニングに用いるエ
ッジの直線からのズレの空間周波数１ｍｍ^-1以上の成分
の振幅が、任意の測定範囲において共に用いるトナーの
直径の１０倍未満として所期のクリーニングを行うこと
ができる。

【００４３】また、ブレード本体に用いる材質としては
ウレタンゴム、シリコンゴム等のエラストマー及びその
発泡体が考えられる。特にシリコンゴムは経時劣化が少
なく、良好な特性を維持することができる。また発泡体
は、発泡状態で見かけの弾性率をコントロールできるの
で、エッジの当接状態をエッジ部材のみで保証する構成
の際に好適である。

【００４４】

【実施例】

＜第１実施例＞本発明の第１実施例を図３に示す。同図
に示される画像形成装置の実施例において、有機感光体
を用いた像担持体としての感光ドラム１の表面に一次帯
電器２で一様な電荷を付与した後レーザー走査光学系６
０により露光することで潜像形成を行い、それぞれイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを現
像する４組の２成分現像器を有する回転式現像ユニット
４を用いて各原色及び黒色の単色トナー像を形成する動
作を４回繰り返し、各色のトナー像を回転する回転ドラ
ム５１の周上に保持した転写材に４回多重転写し、フル
カラー画像を形成する。

【００４５】感光体ドラムの転写部位から下流側にはク
リーニングブレード７ａを有するクリーナー７が設けら
れ、感光体ドラム表面の転写されなかったトナーを清掃
し、さらにクリーナーの下流の帯電前露光ランプ８によ
り残留する電荷が消去され、再び単色画像形成工程に入
っていく。

【００４６】

【表１】

【００４７】本実施例において、トナー及びクリーニン
グブレードを変化させたときの耐久結果を表１に示す。
トナーは分級により粒径を変化させており、ガラス転移
点は５７度である。

【００４８】ウレタンゴム製のクリーニングブレードを
用いる場合、トナーの粒径が１０μｍの時は安定な設定
が可能であるが、８μｍになるとトナー付着の発生する
領域が高当接圧側まで広がって安定動作領域が殆どなく
なり、６μｍの時は設定が不可能になってしまう。

【００４９】摩擦係数を下げるコーティングを行ったウ
レタンゴムブレードとナイロンバルク材エッジ部材＋弾
性支持部材よりなるクリーニングブレードを用いた場合
は、いずれも６μｍトナーに対し安定な初期設定が可能
である。

【００５０】しかし耐久が進むと、コーティングを行っ
たウレタンゴムブレードの不具合発生領域はコーティン
グを行わないウレタンゴムブレードの場合と殆ど差異が
なくなってしまう。これは耐久に伴ってブレード表面の
コーティング膜が摩耗によるものであることは、前述の
とおりである。

【００５１】これに対し、ナイロンバルク材エッジ部材
＋弾性支持部材よりなるクリーニングブレードでは、耐
久後も不具合発生領域は殆ど変化せず、適切な初期設定
により良好なクリーニング動作を継続させることができ
る。またドラムの摩耗量、摩耗のむらも小さいため、ド
ラムの摩耗むらに起因する画像むらも小さくなる。

【００５２】＜第２実施例＞本発明の第２実施例を図４
に示す。同実施例において、感光ドラムとしてアモルフ
ァスシリコンドラム１０１を用い、現像器１０４により
一成分現像剤を用いて潜像の現像を行う。クリーナー１
０７はナイロンバルク材エッジ＋弾性支持部材よりなる
クリーニングブレード１０７ａを有し、ブレードのみを
用いてドラムの清掃を行う。

【００５３】アモルファスシリコンドラムは有機感光体
ドラムに比べ、摺擦に際して摩擦係数が高く、ウレタン
ブレードを単体で用いるとブレードのめくれが発生し易
いため、粒径１０μｍ、ガラス点移転６０度のトナーに
対してさえ安定動作領域を確保できない。従来は図１３
に示すように、この点を転写後のドラム上にトナーを一
様にローラ２０７ｃにより塗布した後ウレタンブレード
を用いてクリーニングを行い、クリーニングの際の見か
け上の摩擦係数を下げることで対応してきた。この方法
は非常に有効であるが、トナー塗布ローラ２０７ｃを用
いたトナー塗布の際にドラム上をトナーで摺擦するた
め、微粉化したトナーが発生し、トナー付着に対しては
不利な方向になる。実際粒径８μｍ、ガラス転移点５８
℃のトナーがこの方法を適用できる限界である。これに
対し、ナイロンバルク材エッジ部材＋弾性支持部材より
なるクリーニングブレードを用いると、図４（ａ）中１
０７に示す用にブレードのみによるクリーニングシステ
ムで粒径６μｍ、ガラス点移転５７℃のトナーにも対応
できる。さらに図１３に示すトナー塗布ローラを有する
ブレードクリーニングシステムにナイロンバルク材エッ
ジ部材＋弾性支持部材よりなるクリーニングブレードを
用いることで、さらに粒径が小さい、あるいはガラス点
移転の低いトナーにも対応できるものと思われる。

【００５４】また、特にアモルファスシリコンドラムを
用いたときに顕著である高速化にょるドラム上のトナー
膜形成に対しても摩擦係数の低いナイロンバルク材＋弾
性支持部材よりなるクリーニングブレードは有利であ
る。粒径８μｍ、ガラス転移点５８℃のトナーを用いた
場合、画像形成速度がおよそ２００ｍｍ／ｓｅｃの場合
は安定な動作領域があるが、３００ｍｍ／ｓｅｃではト
ナー膜の形成領域の拡大により安定な動作領域は確保で
きなくなる。この場合もフッ素系複合弾性材料を用いた
クリーニングブレードにより、安定動作領域を十分に確
保できる。

【００５５】＜第３実施例＞図５に本発明の第３実施例
を示す。本実施例において、第１一次帯電器３１２によ
り一様に帯電されたアモルファスシリコン感光ドラム３
０５上に３６０に示す第１レーザー走査光学系の露光に
より第１潜像を形成し、第１潜像を非磁性着色トナーを
用いる現像器３１４により現像する。次いでトナー像の
上から第２前露光３２１により除電を行い、第２一次帯
電器３２２によって再び一様な帯電を行い、第２レーザ
ー走査光学系３７０により第２潜像を形成し、これを黒
色の磁性トナーよりなる１成分現像剤を用いる第２現像
器３２４を用いて現像することで、１パス２色の画像形
成を可能としている。

【００５６】黒以外の色トナーの場合、同じガラス転移
点でもトナー付着やトナー膜が発生し易い。これは、添
加してある色素の影響等によるトナーのガラス転移点前
後での粘弾性が小さくなっているためと考えられる。こ
の影響は、アモルファスシリコンドラムにおいて顕著に
現れる。アモルファスシリコンドラムと磁性１成分現像
剤を用いる際にクリーナーの安定動作領域を確保するた
めに行うトナーの塗布では、磁気を帯びたトナー塗布ロ
ーラ上に磁性トナーを吸着して磁気ブラシを形成し、こ
の磁気ブラシでドラムを摺擦することによりドラム及び
トナーに対するダメージの小さい、均一なトナーの塗布
を実現しているが、非磁性トナーではこの方法は採用で
きず、トナーの塗布が難しくなる。この場合もナイロン
バルク材エッジ＋弾性支持部材よりなるクリーニングブ
レードを用いることにより、安定な動作領域を確保でき
る。

【００５７】＜第４実施例＞図６に本発明の第４実施例
を示す。本実施例において、クリーナー４０７に回収さ
れたトナーをトナー搬送路４３２、再利用トナーホッパ
４３１ｂを介して再び現像器４３０に戻し、再利用する
リユース系になっている。再利用トナーは外添された流
動化剤の内添化により、流動性が落ち易く、再利用トナ
ーを含む現像剤により画像形成されたドラム面に転写後
も残留するトナーは、ドラムとクリーニングブレードと
の摩擦を下げる働きも弱い。また、再利用トナーはダメ
ージによる微粉を含んでおり、さらにドラムとの親和力
が上がっており、ドラムにつれ回ってクリーナーからの
擦り抜けが増加する。従って、クリーナーによるドラム
上のトナー付着、トナー膜形成の範囲がそれぞれ拡大
し、クリーナーの安定動作領域は狭くなっている。

【００５８】この場合もナイロンバルク材エッジ部材＋
弾性支持部材よりなるクリーニングブレードを用いるこ
とにより、トナー付着、トナー膜形成領域がそれぞれ縮
小し、安定動作領域を広くとることができる。

【００５９】上記各実施例において、クリーニングブレ
ードの像担持体への当接部の線圧は６ｇ／ｃｍ以上に設
定され、また画像形成のために用いられるトナーは、非
磁性又は重合トナーが採用され、画像形成３００ｍｍ／
ｓｅｃは速度で行われる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
形成装置は、そのクリーニングブレードが弾性を有する
ブレード本体と所定の物理的性質を具備する非弾性のエ
ッジ部材とで構成されているので、小粒径、低融点のト
ナーの使用に際し像担持体上の残留トナーの良好にクリ
ーニングし、高画質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置におけるクリーニン
グブレードの例を示す図

【図２】本発明による画像形成装置におけるクリーニン
グブレードの例の要部拡大図

【図３】本発明による画像形成装置の第１の実施例を示
す図

【図４】本発明による画像形成装置の第２の実施例を示
す図

【図５】本発明による画像形成装置の第３の実施例を示
す図

【図６】本発明による画像形成装置の第４の実施例を示
す図

【図７】クリーニングブレードの良好な設定時のクリー
ニング動作を示す図

【図８】クリーニングブレードの低当接圧条件で発生す
る像担持体へのトナー付着の発生機構を示す図

【図９】クリーニングブレードの高当接圧条件で発生す
る像担持体へのトナー付着の発生機構を示す図

【図１０】ウレタンゴム製のクリーニングブレードを用
い、当接圧を変化させた場合のトナーに起因する不具合
の発生の態様を示す図

【図１１】ドラムとの摩擦係数を下げたクリーニングブ
レードを用いた場合のクリーナーに起因する不具合の発
生の態様を示す図

【図１２】ドラムの摩耗量、摩耗むら、摩擦係数の耐久
に伴う変化を示す図

【図１３】従来の画像形成装置の一例を示す図

【符号の説明】

１、１０１、２０１、３０１、４０１…像担持体２、２０２、３１２、３２２、４０２…一次帯電器３、１０３、２０３、３１３、３２３、４０３…露光４、１０４、２０４、３１４、３２４…現像ユニット５、１０５、２０５、３０５、４０５… ６、１０６、２０６、３０６、４０６… ７、１０７、２０７、３０７、４０７…クリーニング装
置７ａ、１０７ａ、２０７ａ、３０７ａ、４０７ａ…クリ
ーニングブレード７ｂ、１０７ｂ、２０７ｂ、３０７ｂ、４０７ｂ… ８、１０８、２０８、３０８、４０８…露光ランプ９ａ、１０９ａ、２０９ａ、３０９ａ、４０９ａ… ９ｂ、１０９ｂ、２０９ｂ、３０９ｂ、４０９ｂ… ５０ａ… ５０ｂ… ５１… ６０、３６０、３７０…レーザー走査光学系６１…レーザー発振器６２…ポリゴンミラー６３…レンズ６４…ミラー７０…クリーニングブレード７１…ブレード本体７１ａ…溝７１ｂ…孔７２、７３…エッジ部材７２ａ…突起７２ｂ…上流側側面７２ｃ…下流側側面１５０、２５０、３５０、４５０… ４０４… ４３１…ホッパー４３２…トナー搬送路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に着色粉体のトナーでトナー
像を形成した後転写材上にトナー像を転写し、転写後に
像担持体の像担持面を清掃する工程を含む画像形成装置
であって、像担持面の清掃手段として鋭角のエッジを像
担持面に当接してトナーを掻き落とすクリーニングブレ
ードを用い、該クリーニングブレードは、引っ張り弾性
率５０００ｋｇｆ／ｃｍ² 以上、圧縮強度１５０ｋｇｆ
／ｃｍ² 以上、ロックウェルＲ硬度５０以上の合成樹脂
よりなる最大径１ｍｍ以下の棒状又は厚さ０．５ｍｍ以
下の板状のエッジ部材と、該エッジ部材を保持、圧接す
る弾性部材で作製されたブレード本体とからなり、さら
にエッジの近傍０．１ｍｍ以内には弾性部材が存在しな
いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、
粒径８μｍ以下、ガラス転移点が５８℃以下のトナーを
用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、
像担持面に当接するエッジ部材は、使用しているトナー
の半径と同じかそれ以下の曲率半径を持ち、且つ像担持
面へ当接した状態で、エッジをはさむ２つの面のうち像
担持体の移動方向に対し上流側を向く面と像担持面の上
流側となす角が９０度以上、下流側を向く面と像担持の
下流側となす角が５度以上であることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項４】請求項１記載の画像形成装置において、
クリーニングの像担持体への当接部の線圧が６ｇ／ｃｍ
以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１記載の画像形成装置において、
未当接の実装状態でクリーニングに用いるエッジの直線
からのズレが、１ｍｍ以下であることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項６】請求項１記載の画像形成装置において、
未当接の実装状態でクリーニングに用いるエッジの直線
からのズレの空間周波数０．１ｍｍ^-1以上の成分の振幅
が、任意の測定範囲において０．２ｍｍ未満であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１記載の画像形成装置において、
未当接の実装状態でクリーニングに用いるエッジの直線
からのズレの空間周波数１ｍｍ^-1以上の成分の振幅が、
任意の測定範囲において共に用いるトナーの直径の１０
倍未満であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１記載の画像形成装置において、
前記エッジ部材は、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ
樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂のいず
れかよりなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】請求項１記載の画像形成装置において、
前記エッジ部材は射出成形により作製されていることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記エッジ部材は押出成形により作製されているこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記板状のエッジ部材はカレンダー成形による母材
から切り出された後研磨及び／又は熱処理を行ったもの
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記エッジ部材はブレード本体への取り付けのため
の突起が設けられていることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１３】請求項１記載の画像形成装置におい
て、像担持体として有機感光体を用いることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項１４】請求項１記載の画像形成装置におい
て、像担持としてアモルファスシリコン感光体を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】請求項１記載の画像形成装置におい
て、画像形成速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】請求項６記載の画像形成装置におい
て、トナーが非磁性であることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１７】請求項６記載の画像形成装置におい
て、トナーが重合トナーであることを特徴とする画像形
成装置。