JP2955949B2 - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、同プリンタなど電子写真方
式を利用する画像形成装置、とくにそのクリーニング装
置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に形成した可転写トナー像を、紙等の転
写材に転写する工程をくり返す周知の画像形成装置にお
いては、転写時に、転写材に転移せず像担持体に残る残
留トナーを、その都度十分にクリーニングすることが必
須である。

このためのクリーニング手段としては従来から種々な
ものが提案されているが、ウレタンゴム等の弾性材料か
らなるブレードの一方の端縁の一つのエッジを、転写後
の位置で像担持体に当接させ、残留トナーをかき落とし
除去するようなものが、構成が簡単、小型でコスト的に
も有利であり、トナー除去機能も優れているのでひろく
実用されていることはよく知られているとおりである。

この種のクリーニング装置におけるクリーニングブレ
ードとしては、前述のようにウレタンゴムが多用されて
おり、このブレードを像担持体表面の走行方向に対し
て、カウンタ方向に当接させるのが普通であるが、ウレ
タンゴムは像担持体との間の摩擦力が大きいので、とく
にクリーニングブレードを像担持体に初めて装着作動さ
せた場合、トナー消費量の少ない画像を連続的に多量コ
ピーした場合などには、大きい摩擦のために、ブレード
エッジが像担持体の走行方向にめくれてクリーニング不
能となることがあった。

このような事態を回避するために、ブレードエッジ部
分や像担持体表面にポリフッ化ビニリデンやポリ四フッ
化エチレンなどフッ素系の微細樹脂粉末を塗布して潤滑
剤として作用させることが行なわれているが、このよう
な手段は、ブレードエッジ長手方向に均一に塗布するこ
とが容易ではなく、塗布のばらつきによって前述のよう
なブレードめくれの発生を抑えることができなくなった
り、また、該粉末のが多すぎると、像担持体やトナーの
静電特性に悪影響を及ぼすなどの不都合を避けられなか
った。

さらに、クリーニング作用をくり返すうちに、前記微
粉末はブレードエッジ部分から無くなり、これに変わっ
てトナーが潤滑剤の作用をするようになるが、この場合
には潤滑作用の低減は避けられず、このために、とく
に、比較的機械的強度の低い有機半導体を感光層として
使用する場合には該感光層を損傷して像担持体の寿命を
短くするなどの問題を残していた。

また、ウレタンゴムとしては、像担持体に対する耐摩
耗性がすぐれ、これから浸出する成分によって像担持体
を汚染するようなことがないなどの理由で、熱硬化性の
注型タイプの液状ウレタンが利用されてきたが、このよ
うなものは熱硬化するまでの時間が長く、空気中の水分
との反応性が大きいので、製造設備上のコスト、品質管
理上に問題があった。

本発明は、画像形成装置のクリーニング装置、就中、
ウレタン製ブレードの上述のような問題に対処すべく成
されたものであって、常時安定的に像担持体との摩擦を
小さく維持してその表面を損傷するおそれがなく、製作
が容易で、品質も安定したブレードを提供することを目
的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用） 上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に圧
接するクリーニングブレードを使用するクリーニング装
置において、該クリーニングブレードが、シリコンゴム
組成物からなり、像担持体当接部にはエッジを有し、像
担持体への当接状態を設定する位置決め基準たる剛性支
持部材と一体に射出成形によって形成されており、前記
クリーニングブレードが、シリコンゴム中に含有する低
粘度オルガノシロキサン成分が５重量％以下で、ゴム硬
度がJISAで40〜90゜の範囲にあり、圧縮永久歪が20％以
下であるクリーニング装置である。

このように構成することによって、クリーニングブレ
ード自体が微細粉体状に摩耗して潤滑剤として作用する
ので、ブレードめくれなどの発生がなく常時安定したク
リーニングを行なうことが出来る。

（実施例の説明） 第１図は本発明を適用するに適したクリーニング装置
の側断面図であって、紙面に垂直方向に軸線を有し、矢
印ａ方向に回転する像担持体１に近接してクリーニング
装置５が平行に配置されており、クリーニング装置に取
着された、金属などの剛性材料からなる支持部材２に、
弾性クリーニングブレード３が射出成型によって一体に
取り付けられており、該ブレード３の一つのエッジが像
担持体１表面にカウンタ方向に圧接している。

不図示の転写部位において、転写材に転移しなかった
残留トナーがクリーニングブレード３の位置に到来する
と、このトナーはブレード３によってかき落とされてク
リーニング装置内に貯留される。なお図示符号４はすく
いシートである。

また、像担持体周辺には、図示してないが、一次帯電
器、画像信号付与手段、現像器、転写手段その他画像形
成に必要な部材が配設されていることは勿論である。

クリーニングブレードは、末端にビニル基を有するポ
リシロキサンのポリマーにヒドロシランを白金系触媒の
存在下でヒドロシリル化反応させる付加型の液状シリコ
ン材であるTSE3032（商品名：東芝シリコン社製）100g
r、シリコン樹脂成分および反応率で硬度を調整したも
のに疎水性乾式処理シリカRX200（商品名：日本アエロ
ジル社製）20grに白金系触媒を添加したビニルポリシロ
キサンのポリマーにヒドロシラン架橋剤を、射出成型機
を用いて混合射出して成型した。

射出する金型は予め170℃に加熱しておき、これに加
硫接着剤で接着処理した支持部材２を装着した状態でゴ
ムを型に射出し、射出後60秒して、支持部材２とクリー
ニングブレード３の一体となったものを型から取り出
し、二次加硫を200℃、４時間行なった。

このようにして、ゴム硬度66゜（JISA）、低粘度のオ
ルガノシロキサン成分（オイル含有量）を2.6重量％含
有し、圧縮永久歪（70℃）７％のクリーニングブレード
を得た。

なお、シリコンゴム組成物からなるクリーニングブレ
ードは、ベース材としてのシリコン材は上記のTSE 3032
に限定されるものではなく、また、充填剤たるシリカも
前記RX−200に限られるものではなく、充填剤として
は、無機系微粉末としては二硫化モリブデン、フルオロ
カーボンなどが、有機系微粉末としては超高密度ポリエ
チレン、ナイロン、フッ素系の各樹脂などを単体として
ないしは適宜混合して多成分系として利用することがで
きる。

ブレードエッジの形状については、第３図において、
エッジｂの両側面のなす図示の角度θをほぼ90゜とする
のが好適であるが、この角度は70〜90゜の範囲で適宜に
設定できる。

エッジｂを形成する一方の面ｃは、成型精度が高い場
合には成型後そのままでもよいが、精度をを上げるには
カットするのが好適である。

なお、エッジを成型したしたままで使用するには、前
記の充填剤の粒度は一次粒度で１μｍ以下のものを使用
しないと、エッジ精度が低下してクリーニング不良を惹
起するおそれがある。

クリーニングブレードと像担持体との関係位置設定手
段について第２図によって説明する。

クリーニング容器側の、クリーニングブレードを配設
する側の面には、ブレード位置出し用の突部６、６が形
成してあり、ブレード支持部材２には、これら突部６に
係合する凹部６′、６′が設けてあって、両者を係止す
ることによって、第４図に符号ｅで示すブレードの像担
持体への侵入量が定まる。この場合、侵入量はブレード
が変形しない状態における、ブレードエッジｆとブレー
ドエッジを含む面の像担持体に対向する面と交点に相当
する点（実際には線）ｇとの距離として表わされてい
る。

クリーニングブレード３の、像担持体１への当接する
方向は、第３図に示す、ブレードエッジと像担持体との
接点ｂにおける像担持体１への接線に対する角度αが、
15〜30゜程度となるように設定するのが好適で、当接圧
力は6.5〜45gr/cmとする。

実施態様として、像担持体にはOPC感光体を使用し、
ゴム硬度66゜（JISA）、角度αを25゜とし、侵入量0.8m
m、圧力30gr/cmとして、3000枚の通紙テストを行なった
ところ、像担持体の傷による不良画像はなく、初期およ
び作動中でのブレードめくれの発生もなく、最後まで良
好な画像が得られた。

また、このブレードは前述のように、低粘度のオルガ
ノシロキサン成分が2.6重量％含まれているのみである
ので、オイルの浸出もなかった。

なお、オイルガノシロキサン成分は５重量％程度まで
はオイルの浸出がないことが確認された。

シリコンゴムブレードの硬度は、あまり低いとゴムの
腰が弱くなって像担持体に対して大きい面で当接して摺
動性が悪くなるので、JISA40゜以上の硬度をそなえるこ
とが望ましく、硬度が高すぎると、像担持体を損傷する
おそれがあるので、硬度はJISA硬度90゜以下が好適で、
好ましくはJISA50〜80゜がよい。

クリーニングブレードの像担持体への圧接力はあまり
小さいと、たとえば前述の6.5gr/cm以下のような場合に
は、クリーニング不良を発生するのである程度の圧接力
を維持する必要があるが、圧接力によってゴム内部に非
可逆性の変形（クリープ）が生ずるので、これが小さい
ものが好ましく、このためには圧縮永久歪が20％以下、
好ましくは10％のものがよい。

シリコンゴムの材質としては、室温硬化型のRTV、低
温硬化型のLTV、高温硬化型のHTVなどいずれも上記の要
件を満たすものであればよいが、ゴムの流れ性のよさ、
熱に対する反応性の速さ、反応残渣がなく、成型収縮量
の少なさなどの点から、付加型の液状シリコンゴムであ
るLTVが好適である。

以上説明したように、クリーニングブレードとしてシ
リコンゴムを使用することによって、極めて安定してお
り、良好なクリーニング機能をそなえたクリーニングブ
レードを得ることができた。

第５図は本発明の他の実施態様を示すもので、図示の
装置においては、クリーニングブレードを像担持体１に
順方向に当接してある。

ブレード支持部材２をクリーニング装置の容器５に対
する取付け手段は、前記第１図々示のものと同様で、対
応する部分には同一の符号を付して示してある。

図示の装置のブレード３は、斜面部ｈが形成してある
異形ブレードであって、このように構成することによっ
て、ブレードの変形による局所的な応力集中を素子して
長期にわたって安定したクリーニングを行なうことがで
きる。

第６図は他の実施態様を示すクリーニングブレードを
形成するための金型（下型）を示すもので、型７にブレ
ード支持部材をセットする部位２′とブレード材を流し
込む部位３′が形成してある。

ブレードを流し込む部位３′には多数の微小な凹凸が
形成してあり、これによって、形成されるブレードの当
接面側をクリーニング性を損なわない程度に荒らすこと
によって、ブレードのさらなる低摩擦化が実現でき、ブ
レードめくれの発生を低減し、像担持体の駆動トルクを
も減少させることが可能となる。

この場合の、前記凹凸は、クリーニングすべきトナー
の平均粒径が10μｍ程度の場合、R_z＝１μｍ以下とする
のが好適である。

なお、このようにして構成されたクリーニングブレー
ドが、そのカウンタ配置、順方向配置いずれの場合にも
適用できるものであることは論を俟たない。

第７図はクリーニングブレードを製作するための金型
を示すもので、図示の場合、１つの型に３個のブレード
を一度に形成することが可能となっている。

複数の支持部材設置部位２′、ブレード材流し込み部
位３′をそなえた下型71と上型72とを重畳し、これによ
って形成される射出注入孔８から液状シリコンを注入し
て、ブレードを構成するが、一度に形成されるブレード
の数が３個に限るものでないことは勿論である。

液状シリコンの反応の早さ、射出形成が可能である利
点を生かして、上述のような仕方で生産性を大巾に向上
させることができる。

（３）発明の効果 以上説明したように、本発明によるときは、クリーニ
ング手段として弾性クリーニングブレードを使用するに
あたり、該クリーニングブレードを、シリコンゴムを主
材とし、これに含有する低粘度のオルガノシロキサン成
分が５重量％以下で、ゴム硬度がJISAで40〜90゜、圧縮
永久歪が20％以下とすることによって、像担持体表面を
損傷することなく、極く少量ずつ微細な粉体に自己摩耗
してゆき、これがブレードエッジと像担持体との間に常
時存在して潤滑剤として作用し、両者間の摩擦を軽減し
てブレードめくれの発生、像担持体の損傷などを発生す
ることなく、常時安定したクリーニング作用を得て、良
質の画像を得るのに顕著な効果があり、また、射出成形
を利用して信頼性のあるブレードを効率的に製作出来る
ので、コストダウンにも有効である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を適用するに適したクリーニング装置の
側断面図、 第２図はクリーニングブレードの位置決め手段を示す要
部の斜面図、 第３図はクリーニングブレードの像担持体への当接条件
を説明する要部の側面図、 第４図はクリーニングブレードの像担持体表面への侵入
量を説明する説明図、 第５図は他の実施態様を示す側断面図、 第６図、第７図は、それぞれ本発明によるクリーニング
ブレードを製作するための金型を示す平面図および斜面
図である。 １……像担持体、２……支持部材、３……クリーニング
ブレード、４……すくいシート、５……容器、６……位
置決め用の突部。

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Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に圧接するクリーニングブレード
   を使用するクリーニング装置において、 該クリーニングブレードが、シリコンゴム組成物からな
   り、像担持体当接部にはエッジを有し、像担持体への当
   接状態を設定する位置決め基準たる剛性支持部材と一体
   に射出成形によって形成されており、 前記クリーニングブレードが、シリコンゴムに含有する
   低粘度オルガノシロキサン成分が５重量％以下で、ゴム
   硬度がJISAで40〜90゜の範囲にあり、圧縮永久歪が20％
   以下であるクリーニング装置。