JP2004325760A

JP2004325760A - Cleaning system, process cartridge, and image forming apparatus

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Publication number: JP2004325760A
Application number: JP2003119928A
Authority: JP
Inventors: Masaru Tanaka; 勝田中; Haruji Mizuishi; 治司水石; Makoto Hasegawa; 真長谷川; Mikio Ishibashi; 幹生石橋; Shinji Tamaki; 眞二田牧; Hiroshi Mizusawa; 浩水沢; Mitsuo Aoki; 三夫青木; Hiyo Shu; 冰朱
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP4265750B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the degradation in image quality by maintaining cleaning performance for a long period of time while preventing the early deterioration of the edge of a cleaning blade and the surface of an image carrier which an image forming apparatus has. <P>SOLUTION: A spring G is wound around a shank 35c on the left side in Figure of a bracket 35 for screwing a cleaning blade 17 by means of a blade holder 34 to energize the blade holder 34 to a right side. The tip of the shank 35c on the right side in Figure is thereby pressed to a cam surface 39a of a rocking gear 39 via a pin. The rocking gear is rotated by rotating a driving gear 41, to rock the cleaning blade. The rocking width of the cleaning blade is increased with lapse of time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートに画像を形成する画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置に備え、画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニング装置に関する。および、そのようなクリーニング装置と、少なくとも像担持体とを備え、画像形成装置に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、例えば帯電、書込みを行って像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着して現像することにより可視像化し、その可視像化することにより形成した像担持体上のトナー画像を用紙に転写して画像を形成していた。そして、その画像転写後の用紙を、定着装置を通すことにより、未定着転写画像を用紙に定着する一方、画像転写後の像担持体を、クリーニング装置でクリーニングしていた。
【０００３】
ところで、この種の画像形成装置で用いるクリーニング装置には、クリーニングブレードを備え、そのクリーニングブレードをドラム状の像担持体に所定の圧力で押し当てて、画像転写後の像担持体をクリーニングするものがあった。
【０００４】
しかし、このようなクリーニング装置を備える画像形成装置は、像担持体とクリーニングブレードとの間に異物を挟み込むことなどにより、クリーニング不良を発生して、形成した画像に縦スジ状の汚れを発生して、画像品質が低下する問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８６９８９号公報
【特許文献２】特開平１１−２１９０８８号公報
そこで、その問題を解決するため、従来の画像形成装置には、例えば、特許文献１、特許文献２などに記載される技術があった。それらの文献に記載されているクリーニング装置は、画像形成時、像担持体の回転とともに、クリーニングブレードを像担持体の幅方向に一定幅で揺動することにより異物を除去して、クリーニング不良の発生を防止し、画像品質が低下することを防止していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、画像形成装置を設置して後はじめて使用する場合、または小サイズの画像を連続して形成した場合など、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があったとき、クリーニングブレードと像担持体との間に摩擦力が大きい個所と小さい個所とができてしまう。このような摩擦力の大きさに偏差がある状態で、クリーニングブレードを揺動すると、摩擦力が大きい個所で、クリーニングブレードのエッジが劣化して、早期にクリーニング性能が低下して画像品質が低下するとともに、像担持体の表面に偏摩耗が発生して、画像品質が低下する問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【０００８】
ところで、従来、定着の際に発生するオフセットを防止することを主な目的として、画像形成装置に用いるトナーに、ワックスを添加したものがあった。
【０００９】
トナーからのワックス染み出し量は、温度が低い場合は少なく、高い場合は多い。また、ワックス染み出し量が多いほど、オフセットの発生を確実に防止することができる。
【００１０】
しかし、トナーからのワックス染み出し量が多くなり、前述した例の場合と同様に、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、ワックスにより、摩擦力の偏差が一層大きくなってしまう。よって、前述した問題が、一層悪化してしまう課題があった。
【００１１】
そこで、この発明の第２の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置に備えるクリーニング装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１２】
この発明の第３の目的は、上述した目的を達成したクリーニング装置を備えるとともに、メンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１３】
この発明の第４の目的は、第１または第２の目的を達成したクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
この発明の第５の目的は、第３の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
ところで、所定時間あたりの画像形成枚数が同じであるとき、画像形成装置が備える像担持体の直径が小さいと、像担持体の回転数が多くなる。よって、直径が小さい像担持体を用いると、それだけ像担持体やクリーニングブレードの上述した偏摩耗が大きくなる。
【００１６】
そこで、この発明の第６の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、直径の小さい像担持体を用いる画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１７】
さて、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、ワックスの添加量を少なくすると、定着の際にオフセットが発生する問題がある。一方、ワックスの添加量を多くすると、トナー帯電量が低下したり、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面に偏摩耗が発生したりして、画像品質が低下する問題があった。
【００１８】
そこで、この発明の第７の目的は、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、定着の際に発生するオフセットを防止するとともに、トナー帯電量の低下を防止し、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１９】
また、従来、トナーの中には、低温で定着可能なものがあった。そのトナーは、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であった。そして、このトナーに、わずかな熱や圧力が加えられた場合でも、ワックスが染み出た。
【００２０】
しかし、前述した例の場合と同様に、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、トナーから染み出たワックスにより、摩擦力の偏差が一層大きくなってしまう。よって、前述した問題が、一層悪化してしまう課題があった。
【００２１】
そこで、この発明の第８の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、いわゆる低温定着トナーを使用する画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを像担持体の幅方向に揺動する、画像形成装置に備えるクリーニング装置において、
クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加することを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、
ワックスを添加したトナーを使用する画像形成装置に備え、画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを像担持体の幅方向に揺動するクリーニング装置において、
クリーニングブレードの揺動幅が、像担持体の温度に応じて異なることを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、
請求項１または２に記載のクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジである、ことを特徴とする、。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、
請求項１または２に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、
請求項３に記載のプロセスカートリッジを備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的も達成すべく、
請求項４または５に記載の画像形成装置において、
像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、上述した第７の目的も達成すべく、
請求項４ないし６のいずれか１に記載の画像形成装置において、
トナー中のワックス添加量が３．５〜５．０重量％であることを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、上述した第８の目的も達成すべく、
請求項７に記載の画像形成装置において、
トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用し、トナーが、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。
図１には、この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成を示す。
【００３１】
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。図１から判るとおり、感光体１０のまわりには、その上に設ける帯電装置１１から感光体１０の矢印Ａで示す回転方向に順に、右に現像装置１２、下に転写・搬送装置１３、左にクリーニング装置１５を設ける。
【００３２】
そして、コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、図示しない画像読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１０と転写・搬送装置１３間に用紙などのシートを送り込む。
【００３３】
一方、感光体１０は、所定の周速度で回転し、その回転にともない、帯電位置ａで、表面を一様に帯電し、不図示の光書込み装置からレーザ光Ｌを照射して、書込位置ｂで表面に書き込みを行って、感光体１０上に、上記読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像位置ｃで、現像剤を付着して、静電潜像を可視像化したトナー画像を形成する。そして、形成したトナー画像を、上述したとおり感光体１０と転写・搬送装置１３間の転写位置ｄで、搬送したシート上に転写する。
【００３４】
転写後、シートは、静電的に付着する感光体１０から、分離爪１４により、機械的に分離して後、不図示の定着装置へ搬送してそこで転写画像を定着し、不図示の排紙部へと排出する。なお、分離爪１４に代えて、放電装置を設け、感光体から静電的に分離するようにしてもよい。
【００３５】
他方、画像転写後の感光体１０は、表面に残った残留トナーをクリーニング位置ｅで、クリーニング装置１５に備えるファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で除去して表面をクリーニングして後、除電ランプ１８で除電して表面電位を初期化する。
【００３６】
なお、このような複写機において、例えば感光体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１５とを不図示のカートリッジケース内に備え、プロセスカートリッジを構成してもよい。そして、そのプロセスカートリッジを、複写機装置本体に対して例えば正面側から出し入れして一括して着脱自在とするとよい。
【００３７】
さて、上述した感光体１０の近傍には、図示省略するサーミスタを設ける。そして、サーミスタにより、感光体１０の表面温度を測定する。なお、サーミスタに代えて、赤外線センサなどを設けて感光体１０の表面温度を測定しても良い。
【００３８】
また、上述した現像装置１２は、上部側に現像剤収容部２１を設け、下部側に現像剤担持部２２を設けて構成する。
【００３９】
現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤が、トナー補給部２４から補給口２５を介して補給され、その現像剤を収容する。また、現像剤収容部２１には、現像剤を撹拌しながら現像剤担持部２２へ搬送する搬送スクリュー２３を設ける。
【００４０】
一方、現像剤担持部２２には、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、例えば２つの現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂなどを設ける。
【００４１】
現像アジテータ２８は、搬送スクリュー２３から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、撹拌ローラ２９へ搬送する。
【００４２】
撹拌ローラ２９は、現像アジテータ２８から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。
【００４３】
現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂは、それぞれ内部に磁石を有し、ローラ状をしている。上に設ける現像剤担持体３０Ａは、現像剤供給量規制部材３１によって、現像剤担持体３０Ａで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。一方、下に設ける現像剤担持体３０Ｂは、上に設ける現像剤担持体３０Ａによって、現像剤担持体３０Ｂで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。
【００４４】
また、クリーニング装置１５には、詳しくは図２に示すように、クリーニングケース部１５ａに、感光体１０と対向して開口１５ｂを設ける。その開口１５ｂの感光体回転方向上流側にはファーブラシ１６を、感光体回転方向下流側には、クリーニングブレード１７を設ける。そして、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で、感光体１０上の残留トナーを除去して、画像転写後の感光体１０をクリーニングする。
【００４５】
そのクリーニングブレード１７は、図２および図３に示すように、細長な矩形状をし、ゴム製で、上端をブレードホルダ３４に接着して設ける。そのブレードホルダ３４は、細長で、断面Ｌ字状に設け、ブラケット３５にねじ止めする。
【００４６】
そのブラケット３５には、細長で、断面略Ｌ字状の本体部３５ａを設ける。その本体部３５ａの両端にはそれぞれ、本体部３５ａの長さ方向に対して垂直に、略矩形状の支持部３５ｂを設ける。
【００４７】
それらの支持部３５ｂの先端には、それぞれ軸部３５ｃを突き立てて、それらの軸部３５ｃを外向きに設ける。それらの軸部３５ｃは、複写機本体が備える側板Ｆに設けた不図示の孔にそれぞれ通して、クリーニングブレード１７を軸部３５ｃ中心に、図中矢印の方向に回動自在とする。
【００４８】
また、図３中左側に示す軸部３５ｃの先端にはカバー３６を設けるとともに、軸部３５ｃのまわりにはバネＧを巻き付けて、クリーニングブレード１７およびブラケット３５などを、図中右側に付勢する。
【００４９】
一方、図３中右側に示す軸部３５ｃの先端には、図４に示すように、切欠Ｈを設ける。そして、切欠Ｈ内にピン３７を入れ、そのピン３７をネジ３８で軸部３５ｃの先端に取り付ける。そして、ブラケット３５は、バネＧにより図中右側に付勢するので、軸部３５ｃの先端のピン３７を、揺動ギヤ３９の一方の側面に突き当てている。
【００５０】
その揺動ギヤ３９の一方の側面は、らせん状に設けて、カム面３９ａとする。そのカム面３９ａは、図５に示すように、段部３９ｂを始点とし、図中反時計まわりに揺動ギヤ３９を回転すると、その回転にともない高さが徐々に低くなる傾斜面とする。そのような揺動ギヤ３９は、図４に示すように、固定ブラケット４０の軸４０ａで回転自在に支持する。
【００５１】
その揺動ギヤ３９の下には、揺動ギヤ３９に噛み合わせる駆動ギヤ４１を、モータ４２の駆動軸４２ａの先端に設ける。モータ４２は、モータブラケット４２ｂで固定ブラケット４０に取り付けて支持する。固定ブラケット４０には軸受４３を設けて、駆動軸４２ａを回転自在とする。
【００５２】
ところで、図２および図３に示すように、本体部３５ａのほぼ中央には、舌片Ｊを設け、その舌片Ｊには、バネ４４の一端を取り付ける。一方、バネ４４の他端は、複写機本体内の固定ブラケット４５に取り付けて、クリーニングブレード１７を感光体１０に所定の圧力で押し当てる。
【００５３】
また、クリーニング装置１５には、クリーニングケース部１５ａ内に、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで除去した残留トナーを、感光体１０の幅方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材３２を備える。
【００５４】
さらに、この複写機には、クリーニング装置１５で回収した残留トナーを、パイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュ・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２の現像剤収容部２１へと戻す不図示のトナーリサイクル装置を備える。
【００５５】
そして、コピー時、図１に示す現像装置１２では、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して、搬送スクリュー２３、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂをそれぞれ回転する。
【００５６】
それにより、現像剤収容部２１内に収納する現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら、現像剤担持部２２へと搬送する。その後、現像剤担持部２２内の現像剤を、同様に撹拌しながら、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９を介して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。
【００５７】
一方、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂには、所定バイアスを印加して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂ上に現像剤を付着する。そして、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂの回転とともに、それらで担持する現像剤をそれぞれ薄層化してから、その薄層化後の現像剤中のトナーを、感光体１０上に形成した静電潜像に静電的に付着し、感光体１０上に可視像化したトナー画像を形成する。
【００５８】
また、クリーニング装置１５では、感光体１０の矢印Ａで示す時計まわりの回転とともに、ファーブラシ１６を反時計まわりに回転し、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで、残留トナーを除去する。このとき、ファーブラシ１６は、感光体１０と接触する位置で、同方向に回転するので、クリーニングケース部１５ａ内から残留トナーが漏れることを防止しつつ、残留トナーを、保持部１５ｃ内に溜める。
【００５９】
その保持部１５ｃ内の残留トナーは、トナー搬送部材３２の時計まわりの回転駆動によりただちに搬送して、クリーニングケース部１５ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置で現像装置１２に戻す。
【００６０】
また、例えば感光体１０の回転とともに、図４に示すモータ４２を駆動し、駆動軸４２ａを介して、図３に示す駆動ギヤ４１を時計まわりに回転する。その回転により、カム面３９ａを備える揺動ギヤ３９が、図中矢印で示す反時計まわりに回転する。それにより、バネＧの弾性力に抗して、ブラケット３５を図中左側に移動する。やがて、ピン３７が、カム面３９ａの段部３９ｂで落下すると、バネＧの弾性力によりブラケット３５が図中右側にただちに移動する。そして、揺動ギヤ３９の回転の繰り返しによって、クリーニングブレード１７を感光体１０の幅方向に揺動する。
【００６１】
なお、揺動ギヤ３９に代えて、例えば図６で示す揺動ギヤ５０としても良い。その揺動ギヤ５０の一方の側面は、らせん状のカム面を２つ有する。図６に示すように、内側のカム面５０ａと外側のカム面５０ｂは、それぞれの段部５０ｃ、５０ｄを始点とし、図中反時計まわりに揺動ギヤ５０を回転すると、その回転にともない高さがそれぞれ徐々に低くなる傾斜面とする。
【００６２】
また、段部５０ｃにおける高さをＨ１とし、段部５０ｄにおける高さをＨ２とすると、Ｈ１＜Ｈ２の関係とする。
【００６３】
このような揺動ギヤ５０を用い、その揺動ギヤ５０を図６（Ｂ）中矢印で示す上下方向に移動して、図４に示すブラケット３５の先端に取り付けたピン３７を、図６に示すカム面５０ａまたはカム面５０ｂに当たるようにしても良い。このようにすれば、ピン３７が当たるカム面５０ａ・５０ｂによって、クリーニングブレード１７の揺動幅を、Ｈ１またはＨ２の２通りに異なるようにすることができる。
【００６４】
なお、上述した例では、揺動幅が２通りに異なるものを説明したが、この発明はそれに限られず、揺動幅が３通り以上異なるようにしても良い。
【００６５】
次に、当初から一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動する複写機（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動するもの）と、揺動幅を時間の経過とともに増加する複写機（画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動するもの）とをそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成し、そのときのそれぞれのクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００６６】
また、それらの複写機には、トナー中にワックスを添加しない現像剤をそれぞれに用い、それらの複写機が備える感光体の直径は３０ｍｍである。その結果を図７に示す。
【００６７】
通常、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍ以上となったとき、クリーニング不良が発生しやすくなり、画像形成不良が発生するようになる。そこで、この実験では、偏摩耗量が１０μｍとなったときを、クリーニングブレード１７の許容限界とした。また、一定枚数の画像を形成したとき、として６０Ｋ枚画像を形成したときを主に比較した。
【００６８】
クリーニングブレード１７を当初から一定の揺動幅で揺動するものは、およそ４０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００６９】
一方、時間の経過とともにクリーニングブレード１７の揺動幅を増加するものは、およそ６０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００７０】
したがって、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止し、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。また、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止できるので、感光体１０の表面が早期に劣化することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００７１】
なお、上述した例では、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動したものを、揺動幅を時間の経過とともに増加するものとして説明したが、この発明はそれに限られず、画像形成装置の使用のはじめから、小さい幅で揺動し、所定の期間経過後、大きい幅で揺動しても良い。
【００７２】
ところで、上述した例では、トナー中にワックスを添加しない現像剤を用いて実験を行ったが、次に、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いて、同様の実験を行った。その結果を図８に示す。
【００７３】
当初から揺動幅が一定のものは、およそ５０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００７４】
一方、揺動幅が経時的に増加するものは、およそ６０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が６μｍであった。
【００７５】
したがって、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いる画像形成装置において、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止し、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。また、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止できるので、感光体１０の表面が早期に劣化することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００７６】
ところで、感光体１０の表面温度は、通常、２０℃〜３５℃くらいである。しかし、連続して画像を形成すると、定着を行う際の熱によって、複写機本体内の温度が上昇し、感光体１０の表面温度も上昇する。また、シートの両面に画像を形成すると、表面に定着をおこなったシートを、感光体１０と転写・搬送装置１３間に送り込むことにより、感光体１０に熱が持ち込まれ、感光体１０の表面温度が上昇する。よって、複写機の機外温度、すなわち環境温度が高い場合、連続して画像を形成した場合、またはシートの両面に画像を形成した場合には、感光体１０の表面温度が上昇する。
【００７７】
一方、環境温度が低い場合、または画像を形成する頻度が少ない場合、感光体１０の表面温度が低下する。
【００７８】
そこで、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いる複写機において、感光体１０の表面温度が高い場合と低い場合に、クリーニングブレード１７の偏摩耗量がそれぞれどのように変化するのか実験した。
【００７９】
その実験結果を図９および図１０に示す。実験では、当初から一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動した複写機（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動したもの（揺動幅一定のものを×で示す））、揺動幅を時間の経過とともに増加した複写機（画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を１ｍｍ揺動したものを☆で、２ｍｍ揺動したものを△で、４ｍｍで揺動したものを○でそれぞれ示す）とをそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成し、その時のそれぞれのクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００８０】
なお、図９で結果を示す複写機は、環境温度が１０℃、相対湿度が１５％で実験を行い、一方、図１０で結果を示す複写機は、環境温度が３０℃、相対湿度が９０％で実験を行った。すなわち、図９で示すものは、感光体１０の表面温度を低くする一方、図１０で示すものは、感光体１０の表面温度を高くして実験を行った。
【００８１】
図９に示すもので、当初から一定の揺動幅のもの（図９中×で示すもの）は、およそ４０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を２ｍｍ揺動したもの（図９中△で示すもの）は、およそ６０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を４ｍｍ揺動したもの（図９中○で示すもの）は、６０Ｋ枚画像を形成したとき偏摩耗量がおよそ９μｍであった。
【００８２】
図９の実験結果から、感光体１０の温度が低い場合、揺動幅を大きくしてもクリーニングブレード１７の劣化がさほど大きくないことが判る。
【００８３】
また、図１０に示すもので、当初から揺動幅一定のもの（図１０中×で示すもの）は、およそ４０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を２ｍｍ揺動したもの（図１０中△で示すもの）は、およそ６０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を１ｍｍ揺動したもの（図１０中☆で示すもの）は、６０Ｋ枚画像を形成したとき偏摩耗量が６μｍであった。
【００８４】
図１０から、感光体１０の温度が高い場合、揺動幅を大きくすると、クリーニングブレード１７の劣化が大きくなることが判る。
【００８５】
そこで、感光体１０の温度が低い場合、揺動幅を広くしてクリーニング性能を向上するようにし、一方温度が高い場合、揺動幅を狭くして、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面の劣化を防止するようにし、感光体１０の温度に応じて、クリーニングブレード１７の揺動幅を異なるようにすれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００８６】
なお、上述した例では、狭い揺動幅が１ｍｍ、通常の揺動幅が２ｍｍ、広い揺動幅が４ｍｍのもので説明したが、この発明は、それに限られず、適宜の幅で、感光体１０の温度に応じて、揺動幅を異なるようにしても良い。
【００８７】
次いで、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍの直径の感光体１０を備える複写機をそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成した後、それぞれの複写機が備えるクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００８８】
このとき、一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動し（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動）、ワックスを添加しないトナーをそれぞれ用いた。そして、３０ｍｍまたは６０ｍｍの直径の感光体１０を備える複写機の結果を図１１に示す。
【００８９】
３０ｍｍのものは、およそ４０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００９０】
一方、６０ｍｍのものは、６０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量は、およそ８μｍであった。
【００９１】
したがって、直径が小さい感光体１０を用いると、それだけクリーニングブレード１７の偏摩耗量が大きくなることが分かる。
【００９２】
また、この実験により、特に、感光体１０の直径が、４０ｍｍ以下のものは、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化し、クリーニング性能を長期間維持できず、画像品質を低下することが判った。
【００９３】
そこで、感光体１０の直径が４０ｍｍ以下の複写機において、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９４】
ところで、複写機において、トナー中のワックス添加量を３．５重量％より小とすると、定着の際にオフセットが発生する。一方、トナー中のワックス添加量を５．０重量％より大とすると、トナー帯電量が低下する一方、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面に偏摩耗が発生して、画像品質が低下する。
【００９５】
そこで、トナー中のワックス添加量を、３．５〜５．０重量％とすれば、定着の際に発生するオフセットを防止することができる。加えて、トナー帯電量の低下を防止するとともに、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面に偏摩耗が発生することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９６】
また、２成分現像剤のトナーの中には、低温で定着可能なものがある。そのトナーは、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であった。そして、このトナーは、わずかな熱や圧力が加えられた場合でもワックスが染み出た。
【００９７】
そして、このようないわゆる低温定着トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用する複写機において、感光体１０上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、トナーから染み出たワックスにより摩擦力の偏差が大きくなってしまい、クリーニングブレード１７のエッジおよび感光体１０の表面に偏摩耗が発生してしまう。
【００９８】
そこで、２成分現像剤を使用する複写機において、前述した例のように、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加したり、感光体１０の温度に応じて揺動幅を異なるようにしたりすれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加するので、画像形成装置を設置したときは、クリーニングブレードを揺動せず、または小さい揺動幅で揺動し、適宜の期間を経過し、トナーがブレードの長さ方向にほぼ均一に付着して後、大きい揺動幅で揺動するから、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニングブレードを揺動して像担持体とクリーニングブレードとの間に挟み込んだ異物を除去してクリーニング性能を長期間維持し、画像品質の低下を防止することができる。
【０１００】
請求項２に係る発明によれば、クリーニングブレードの揺動幅が、像担持体の温度に応じて異なるので、像担持体の温度が高く、トナーからのワックス染み出し量が多くて、摩擦力の偏差が一層大きくなる場合は、揺動幅を小さくしてクリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止し、他方像担持体の温度が低く、トナーからのワックス染み出し量が少なくて、摩擦力の偏差が小さい場合は、揺動幅を大きくしてクリーニング性能を向上し、画像品質の低下を防止する。このようにすることにより、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、温度に応じて、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０１】
請求項３に係る発明によれば、プロセスカートリッジが、請求項１または２に記載のクリーニング装置を備えるから、上述した各効果を有するクリーニング装置を備えるとともにメンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することができる。
【０１０２】
請求項４に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項１または２に記載のクリーニング装置を備えるから、上述した効果を有するクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【０１０３】
請求項５に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項３に記載のプロセスカートリッジを備えるから、上述した各効果を有するプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することができる。
【０１０４】
請求項６に係る発明によれば、像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であるので、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、直径の小さい像担持体を用いる画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０５】
請求項７に係る発明によれば、トナー中のワックス添加量が、３．５〜５．０重量％であるので、定着の際に発生するオフセットを防止することができる。加えて、トナー帯電量の低下を防止する一方、像担持体の表面やクリーニングブレードに偏摩耗が発生することを防止することができるから、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０６】
請求項８に係る発明によれば、いわゆる低温定着トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用する画像形成装置であるので、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成図である。
【図２】そのレーザ複写機が備えるクリーニング装置の概略構成図である。
【図３】そのクリーニング装置の要部の斜視図である。
【図４】そのクリーニング装置への駆動伝達系の構成図である。
【図５】そのクリーニング装置が備える揺動ギヤの、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は回転角度とカム面の高さとの関係を示す説明図である。
【図６】そのクリーニング装置が備える別の揺動ギヤの、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は回転角度とカム面の高さとの関係を示す説明図である。
【図７】トナーにワックスを添加しない現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図８】トナーにワックスを添加した現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図９】感光体の温度が低い場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図１０】感光体の温度が高い場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図１１】感光体の直径を変えた場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０感光体（像担持体）
１５クリーニング装置
１７クリーニングブレード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a sheet such as a sheet of paper or an OHP film, such as a copier, a printer, a facsimile, or a multifunction peripheral thereof. In addition, the present invention relates to a cleaning device that is provided in such an image forming apparatus and cleans an image carrier after image transfer. Also, the present invention relates to a process cartridge including such a cleaning device and at least an image carrier, and being detachably mounted on the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, for example, an electrostatic latent image is formed on an image carrier by performing charging and writing, and a toner image is attached to the electrostatic latent image and developed to form a visible image. The toner image on the image carrier formed by the visualization is transferred to a sheet to form an image. Then, the untransferred image is fixed on the sheet by passing the image-transferred sheet through a fixing device, and the image carrier after the image transfer is cleaned by a cleaning device.
[0003]
By the way, a cleaning device used in this type of image forming apparatus includes a cleaning blade, and the cleaning blade is pressed against a drum-shaped image carrier at a predetermined pressure to clean the image carrier after image transfer. was there.
[0004]
However, in an image forming apparatus including such a cleaning device, a cleaning defect occurs due to a foreign object being sandwiched between the image carrier and the cleaning blade, and vertical stripe-like stains are generated on the formed image. Therefore, there is a problem that image quality is reduced.
[0005]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-186899
[Patent Document 2] JP-A-11-219088
Therefore, in order to solve the problem, a conventional image forming apparatus has a technique described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H11-157, and H11-64768. The cleaning devices described in these documents remove foreign matter by rotating the cleaning blade at a constant width in the width direction of the image carrier while rotating the image carrier at the time of image formation, thereby removing a cleaning defect. This has prevented the occurrence and the deterioration of image quality.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when there is a deviation in the amount of residual toner deposited on the image carrier, for example, when the image forming apparatus is used for the first time after installation, or when small-sized images are continuously formed, the cleaning blade is used. And a small frictional force are formed between the image bearing member and the image bearing member. When the cleaning blade is swung in a state where there is a deviation in the magnitude of the frictional force, the edge of the cleaning blade is deteriorated at a portion where the frictional force is large, and the cleaning performance is quickly reduced to deteriorate the image quality. In addition, there is a problem that uneven wear occurs on the surface of the image carrier and image quality deteriorates.
[0007]
Therefore, a first object of the present invention is to maintain the cleaning performance for a long period of time while preventing the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from being deteriorated early, and to prevent the image quality from being deteriorated. is there.
[0008]
By the way, conventionally, there has been a toner in which a wax is added to a toner used in an image forming apparatus for the main purpose of preventing an offset generated at the time of fixing.
[0009]
The amount of wax exuding from the toner is small when the temperature is low, and is large when the temperature is high. Further, the larger the amount of wax exudation, the more reliably the occurrence of offset can be prevented.
[0010]
However, when the amount of wax exuding from the toner increases and the amount of residual toner deposited on the image carrier varies, as in the case of the above-described example, the deviation of the frictional force is further increased by the wax. Would. Therefore, there is a problem that the above-mentioned problem is further exacerbated.
[0011]
Therefore, a second object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a toner to which wax is added, in which the edge of the cleaning blade is likely to deteriorate early or uneven wear is likely to occur on the surface of the image carrier. It is an object of the present invention to maintain the cleaning performance for a long period of time while preventing the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from being deteriorated at an early stage, and to prevent a deterioration in image quality.
[0012]
A third object of the present invention is to provide a process cartridge having a cleaning device that achieves the above-mentioned object and having improved maintainability.
[0013]
A fourth object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a cleaning device that achieves the first or second object.
[0014]
A fifth object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a process cartridge which has achieved the third object.
[0015]
By the way, when the number of image formations per predetermined time is the same, if the diameter of the image carrier provided in the image forming apparatus is small, the number of rotations of the image carrier increases. Therefore, when an image carrier having a small diameter is used, the above-mentioned uneven wear of the image carrier and the cleaning blade increases accordingly.
[0016]
Therefore, a sixth object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a small-diameter image carrier, in which the edge of the cleaning blade is likely to deteriorate early or uneven wear is likely to occur on the surface of the image carrier. Another object of the present invention is to maintain the cleaning performance for a long period of time while preventing the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from deteriorating at an early stage, and to prevent deterioration in image quality.
[0017]
Now, in an image forming apparatus using a toner to which wax has been added, if the amount of wax added is reduced, there is a problem that offset occurs during fixing. On the other hand, when the added amount of the wax is increased, there has been a problem that the image quality is deteriorated due to a decrease in the toner charge amount or uneven wear on the edge of the cleaning blade or the surface of the image carrier.
[0018]
Therefore, a seventh object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a toner to which wax is added, to prevent offset generated at the time of fixing, to prevent a decrease in toner charge amount, and to prevent an edge of a cleaning blade or an image from being removed. An object of the present invention is to maintain the cleaning performance for a long period of time while preventing the surface of the carrier from being deteriorated at an early stage, and to prevent deterioration in image quality.
[0019]
Conventionally, some toners can be fixed at a low temperature. The toner has an average particle diameter of 10 μm or less, contains at least a binder resin and a colorant, and has a molecular weight distribution determined by gel permeation chromatography (GPC) determined from tetrahydrofuran (THF) soluble matter of 1, It had at least one peak between 000 and 10,000, and the half-width of the molecular weight distribution was 15,000 or less. Then, even when slight heat or pressure was applied to this toner, wax was exuded.
[0020]
However, as in the case of the above-described example, if there is a deviation in the amount of the residual toner deposited on the image carrier, the deviation of the frictional force is further increased due to the wax oozing out of the toner. Therefore, there is a problem that the above-mentioned problem is further exacerbated.
[0021]
Therefore, an eighth object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a so-called low-temperature fixing toner, in which the edge of a cleaning blade is likely to deteriorate early and uneven wear is likely to occur on the surface of an image carrier. It is an object of the present invention to maintain the cleaning performance for a long period of time while preventing the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from being deteriorated at an early stage, and to prevent a deterioration in image quality.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the invention described in claim 1 aims to achieve the first object described above.
A cleaning device provided in the image forming apparatus, which swings a cleaning blade for cleaning the image carrier after the image transfer in the width direction of the image carrier,
The swing width of the cleaning blade is increased over time.
[0023]
The second aspect of the present invention is to achieve the second object described above.
In a cleaning device, which is provided in an image forming apparatus using a toner to which wax is added and swings a cleaning blade for cleaning an image carrier after image transfer in a width direction of the image carrier,
The swing width of the cleaning blade is different depending on the temperature of the image carrier.
[0024]
The invention according to claim 3 achieves the third object described above.
A process cartridge provided with the cleaning device according to claim 1 or 2.
[0025]
The invention according to claim 4 achieves the fourth object described above,
An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1 or 2.
[0026]
The invention described in claim 5 is to achieve the fifth object described above.
An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 3.
[0027]
The invention according to claim 6 achieves the sixth object described above,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein
The diameter of the image carrier is 40 mm or less.
[0028]
The invention described in claim 7 is to achieve the seventh object described above.
The image forming apparatus according to any one of claims 4 to 6,
It is characterized in that the amount of wax added to the toner is 3.5 to 5.0% by weight.
[0029]
The invention according to claim 8 achieves the eighth object described above,
The image forming apparatus according to claim 7,
Using a two-component developer having a toner and a carrier, the toner has an average particle diameter of 10 μm or less, contains at least a binder resin and a colorant, and has gel permeation determined by a soluble component of tetrahydrofuran (THF). It has a characteristic feature that the molecular weight distribution has at least one peak between 1,000 and 10,000 by chromatography (GPC), and the half width of the molecular weight distribution is 15,000 or less.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of a laser copying machine according to the present invention.
[0031]
In the drawing, reference numeral 10 denotes a drum-shaped photoconductor serving as an image carrier. As can be seen from FIG. 1, around the photoreceptor 10, a developing device 12 on the right, a transfer / transport device 13 on the lower side, and a left Is provided with a cleaning device 15.
[0032]
When a copy is to be taken, as is well known, an original is set on a contact glass (not shown), and then a copy switch is pressed, and an image of the original is read by an image reading device (not shown). Feeding a sheet such as paper between the transporting devices 13;
[0033]
On the other hand, the photoreceptor 10 rotates at a predetermined peripheral speed, and with the rotation, uniformly charges the surface at a charging position a, and irradiates a laser beam L from an optical writing device (not shown) to perform writing. Writing is performed on the front surface at the position b to form an electrostatic latent image of the read original image on the photoreceptor 10, and then, at the developing position c, a developer is attached to form an electrostatic latent image. A visualized toner image is formed. Then, the formed toner image is transferred onto the conveyed sheet at the transfer position d between the photoconductor 10 and the transfer / conveyance device 13 as described above.
[0034]
After the transfer, the sheet is mechanically separated by a separation claw 14 from the photoreceptor 10 to which the electrostatically adheres, and then conveyed to a fixing device (not shown) to fix the transferred image there, and discharge the sheet (not shown). Discharge to paper. Note that a discharge device may be provided in place of the separation claw 14 to electrostatically separate from the photoconductor.
[0035]
On the other hand, the photoreceptor 10 after the image transfer removes the residual toner remaining on the surface at the cleaning position e by the fur brush 16 and the cleaning blade 17 provided in the cleaning device 15 and cleans the surface. The charge is removed to initialize the surface potential.
[0036]
In such a copying machine, for example, a photoreceptor 10, a charging device 11, a developing device 12, and a cleaning device 15 may be provided in a cartridge case (not shown) to constitute a process cartridge. The process cartridge is preferably inserted into and removed from the main body of the copying machine, for example, from the front side, and is detachable as a whole.
[0037]
A thermistor (not shown) is provided near the photoconductor 10 described above. Then, the surface temperature of the photoconductor 10 is measured by a thermistor. Note that an infrared sensor or the like may be provided instead of the thermistor to measure the surface temperature of the photoconductor 10.
[0038]
Further, the above-described developing device 12 is configured such that a developer accommodating portion 21 is provided on an upper side and a developer carrying portion 22 is provided on a lower side.
[0039]
A dry two-component developer composed of a carrier and a toner is supplied to the developer accommodating section 21 from a toner replenishing section 24 via a replenishing port 25 and accommodates the developer. The developer accommodating section 21 is provided with a transport screw 23 for transporting the developer to the developer carrying section 22 while stirring the developer.
[0040]
On the other hand, the developer carrying section 22 is provided with a developing agitator 28 and a stirring roller 29, for example, two developer carrying bodies 30A and 30B.
[0041]
The development agitator 28 conveys the developer conveyed from the conveyance screw 23 to the stirring roller 29 while stirring.
[0042]
The stirring roller 29 conveys the developer conveyed from the development agitator 28 to the developer carriers 30A and 30B while stirring.
[0043]
The developer carrying members 30A and 30B each have a magnet inside, and have a roller shape. The developer carrier 30A provided above supplies the developer to the photoconductor 10 by thinning the developer carried by the developer carrier 30A by the developer supply amount regulating member 31. On the other hand, the developer carrier 30B provided below supplies the developer to the photoconductor 10 by thinning the developer carried on the developer carrier 30B by the developer carrier 30A provided above.
[0044]
Further, in the cleaning device 15, as shown in detail in FIG. 2, an opening 15 b is provided in the cleaning case portion 15 a so as to face the photoconductor 10. A fur brush 16 is provided upstream of the opening 15b in the photoconductor rotation direction, and a cleaning blade 17 is provided downstream of the opening 15b in the photoconductor rotation direction. Then, the residual toner on the photoconductor 10 is removed by the fur brush 16 and the cleaning blade 17, and the photoconductor 10 after the image transfer is cleaned.
[0045]
As shown in FIGS. 2 and 3, the cleaning blade 17 has an elongated rectangular shape, is made of rubber, and has an upper end adhered to a blade holder 34. The blade holder 34 is elongated and has an L-shaped cross section, and is screwed to a bracket 35.
[0046]
The bracket 35 is provided with a slender main body 35a having a substantially L-shaped cross section. At both ends of the main body 35a, substantially rectangular support portions 35b are provided perpendicular to the length direction of the main body 35a.
[0047]
Shafts 35c are protruded from the ends of the support portions 35b, and the shafts 35c are provided outward. The shaft portions 35c are respectively passed through holes (not shown) provided in the side plate F provided in the copying machine main body, and the cleaning blade 17 is rotatable around the shaft portion 35c in the direction of the arrow in the drawing.
[0048]
A cover 36 is provided at the tip of the shaft 35c shown on the left side in FIG. 3, and a spring G is wound around the shaft 35c to urge the cleaning blade 17 and the bracket 35 to the right in the figure. .
[0049]
On the other hand, a notch H is provided at the tip of the shaft portion 35c shown on the right side in FIG. 3, as shown in FIG. Then, the pin 37 is inserted into the notch H, and the pin 37 is attached to the tip of the shaft portion 35c with the screw 38. Then, the bracket 35 is urged to the right side in the figure by the spring G, so that the pin 37 at the tip of the shaft portion 35c abuts one side surface of the swing gear 39.
[0050]
One side surface of the oscillating gear 39 is spirally provided to be a cam surface 39a. As shown in FIG. 5, the cam surface 39a has a stepped portion 39b as a starting point, and when the swing gear 39 is rotated counterclockwise in the drawing, the cam surface 39a has an inclined surface whose height gradually decreases with the rotation. Such a swing gear 39 is rotatably supported by a shaft 40a of a fixed bracket 40, as shown in FIG.
[0051]
A drive gear 41 that meshes with the swing gear 39 is provided below the swing gear 39 at the tip of a drive shaft 42 a of the motor 42. The motor 42 is mounted and supported on the fixed bracket 40 by a motor bracket 42b. A bearing 43 is provided on the fixed bracket 40 so that the drive shaft 42a is rotatable.
[0052]
By the way, as shown in FIGS. 2 and 3, a tongue J is provided substantially at the center of the main body 35a, and one end of the spring 44 is attached to the tongue J. On the other hand, the other end of the spring 44 is attached to a fixed bracket 45 in the copying machine main body, and presses the cleaning blade 17 against the photoconductor 10 with a predetermined pressure.
[0053]
Further, the cleaning device 15 includes a coil-shaped toner conveying member 32 that conveys the residual toner removed by the fur brush 16 and the cleaning blade 17 in the width direction of the photoconductor 10 in the cleaning case portion 15a.
[0054]
Further, in this copying machine, the residual toner collected by the cleaning device 15 is passed through a transport path formed by a pipe or the like, using a transport member such as a screw, a coil, or a belt, or by utilizing gravity to form the developing device 12. A toner recycling device (not shown) that returns the developer to the developer storage unit 21 is provided.
[0055]
At the time of copying, in the developing device 12 shown in FIG. 1, a drive motor (not shown) is driven, and the drive is transmitted to drive the transport screw 23, the developing agitator 28, the stirring roller 29, and the developer carrying members 30A and 30B. Rotate each.
[0056]
As a result, the developer contained in the developer accommodating portion 21 is stirred, and the toner and the carrier are conveyed to the developer carrying portion 22 while being frictionally charged. Thereafter, the developer in the developer carrier 22 is conveyed to the developer carriers 30A and 30B via the development agitator 28 and the stirring roller 29 while being similarly stirred.
[0057]
On the other hand, a predetermined bias is applied to the developer carrying members 30A and 30B so that the developer adheres to the developer carrying members 30A and 30B. Then, with the rotation of the developer carrying members 30A and 30B, the developer carried thereon is thinned, and the toner in the developer after the thinning is applied to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 10. The toner image electrostatically adheres to the image to form a visible toner image on the photoconductor 10.
[0058]
In the cleaning device 15, the fur brush 16 is rotated counterclockwise along with the clockwise rotation of the photoconductor 10 indicated by the arrow A, and the residual toner is removed by the fur brush 16 and the cleaning blade 17. At this time, the fur brush 16 rotates in the same direction at a position where it contacts the photoconductor 10, so that the residual toner is stored in the holding portion 15c while preventing the residual toner from leaking from inside the cleaning case portion 15a. .
[0059]
The residual toner in the holding portion 15c is immediately conveyed by the clockwise rotation of the toner conveying member 32, collected on the near side in the cleaning case portion 15a, and returned to the developing device 12 by the toner recycling device.
[0060]
Further, for example, the motor 42 shown in FIG. 4 is driven together with the rotation of the photoconductor 10, and the drive gear 41 shown in FIG. 3 is rotated clockwise via the drive shaft 42a. By the rotation, the swing gear 39 having the cam surface 39a rotates counterclockwise as indicated by an arrow in the figure. Thereby, the bracket 35 is moved to the left in the drawing against the elastic force of the spring G. Eventually, when the pin 37 falls on the step portion 39b of the cam surface 39a, the bracket 35 immediately moves to the right side in the drawing by the elastic force of the spring G. Then, the cleaning blade 17 is swung in the width direction of the photoconductor 10 by repeating the rotation of the swing gear 39.
[0061]
Note that, instead of the swing gear 39, for example, a swing gear 50 shown in FIG. 6 may be used. One side surface of the oscillating gear 50 has two spiral cam surfaces. As shown in FIG. 6, the inner cam surface 50a and the outer cam surface 50b start at the step portions 50c and 50d, respectively, and when the swing gear 50 is rotated counterclockwise in the figure, the height thereof increases with the rotation. Are gradually reduced.
[0062]
Further, assuming that the height at the step portion 50c is H1 and the height at the step portion 50d is H2, the relationship is H1 <H2.
[0063]
Using such a swing gear 50, the swing gear 50 is moved in the vertical direction indicated by the arrow in FIG. 6B, and the pin 37 attached to the tip of the bracket 35 shown in FIG. You may make it contact the cam surface 50a or the cam surface 50b shown. By doing so, the swing width of the cleaning blade 17 can be made different in two ways, H1 and H2, depending on the cam surfaces 50a and 50b on which the pins 37 contact.
[0064]
In the above-described example, the case where the swing width is different in two ways has been described. However, the present invention is not limited to this, and the swing width may be different in three or more ways.
[0065]
Next, a copying machine that swings the cleaning blade 17 with a constant swing width from the beginning (the one that swings 2 mm in the width direction of the photoreceptor 10) and a copying machine that increases the swing width with time (image (Which does not swing up to 5K sheets, but swings 2 mm in the width direction of the photoreceptor 10 thereafter) to form a fixed number of images. The uneven wear amount was measured.
[0066]
Further, in these copying machines, a developer in which wax is not added to the toner is used, and the diameter of the photoconductor provided in the copying machine is 30 mm. FIG. 7 shows the result.
[0067]
Usually, when the uneven wear amount of the cleaning blade 17 is 10 μm or more, defective cleaning is likely to occur, and defective image formation occurs. Therefore, in this experiment, the time when the uneven wear amount became 10 μm was set as the allowable limit of the cleaning blade 17. In addition, the comparison was mainly made when forming a fixed number of images and forming 60K images.
[0068]
When the cleaning blade 17 was oscillated with a constant oscillating width from the beginning, the amount of uneven wear of the cleaning blade 17 exceeded 10 μm when about 40K images were formed.
[0069]
On the other hand, in the case where the swing width of the cleaning blade 17 increases with the passage of time, the uneven wear amount of the cleaning blade 17 exceeded 10 μm when about 60K images were formed.
[0070]
Therefore, if the swing width of the cleaning blade 17 is increased with the passage of time, the edge of the cleaning blade 17 is prevented from being deteriorated at an early stage, the cleaning performance is maintained for a long time, and the deterioration of image quality is prevented. be able to. Further, since the edge of the cleaning blade 17 can be prevented from being deteriorated at an early stage, the surface of the photoconductor 10 can be prevented from being deteriorated at an early stage, and the image quality can be prevented from being deteriorated.
[0071]
In the above-described example, a case where the number of image formed sheets does not swing up to 5K sheets, and thereafter, the photosensitive body 10 swings 2 mm in the width direction has been described as a case where the swing width increases with the passage of time. However, the present invention is not limited thereto, and may swing with a small width from the beginning of use of the image forming apparatus, and may swing with a large width after a predetermined period has elapsed.
[0072]
By the way, in the above-described example, an experiment was performed using a developer in which wax was not added to the toner. Next, a similar experiment was performed using a developer in which wax was added to the toner. FIG. 8 shows the result.
[0073]
In the case where the swing width was constant from the beginning, the amount of uneven wear of the cleaning blade 17 exceeded 10 μm after forming about 50K sheets of images.
[0074]
On the other hand, when the swing width increases with time, the uneven wear amount of the cleaning blade 17 was 6 μm when about 60K sheets of image were formed.
[0075]
Therefore, in an image forming apparatus using a developer in which wax is added to toner, if the swing width of the cleaning blade 17 is increased with time, the edge of the cleaning blade 17 is prevented from being deteriorated early, It is possible to maintain the cleaning performance for a long time and prevent the image quality from deteriorating. Further, since the edge of the cleaning blade 17 can be prevented from being deteriorated at an early stage, the surface of the photoconductor 10 can be prevented from being deteriorated at an early stage, and the image quality can be prevented from being deteriorated.
[0076]
By the way, the surface temperature of the photoconductor 10 is usually about 20 ° C. to 35 ° C. However, when images are continuously formed, the temperature in the copying machine increases due to the heat generated during the fixing, and the surface temperature of the photoconductor 10 also increases. Further, when an image is formed on both sides of the sheet, the sheet fixed on the surface is fed between the photoreceptor 10 and the transfer / transport device 13, so that heat is brought into the photoreceptor 10 and the surface temperature of the photoreceptor 10 is increased. Rises. Therefore, when the temperature outside the copying machine, that is, the environmental temperature is high, when images are continuously formed, or when images are formed on both sides of a sheet, the surface temperature of the photoconductor 10 increases.
[0077]
On the other hand, when the environmental temperature is low or when the frequency of forming an image is low, the surface temperature of the photoconductor 10 decreases.
[0078]
Therefore, in a copying machine using a developer in which a wax is added to a toner, an experiment was conducted on how the uneven wear amount of the cleaning blade 17 changes when the surface temperature of the photoconductor 10 is high and when the surface temperature is low.
[0079]
The experimental results are shown in FIGS. In the experiment, the copying machine (the one that oscillated by 2 mm in the width direction of the photoreceptor 10 (the one with a constant oscillating width is indicated by x)) in which the cleaning blade 17 was oscillated with a constant oscillating width from the beginning, the oscillating width Is a copier that has increased over time (the number of images formed does not swing up to 5K sheets, and thereafter, the cleaning blade 17 that has been swung 1 mm in the width direction of the photoconductor 10 has been swung 2 mm by ☆). △ and those oscillated at 4 mm are indicated by）), a fixed number of images were formed, and the uneven wear amount of each cleaning blade 17 at that time was measured.
[0080]
The copying machine showing the results in FIG. 9 performs an experiment at an environmental temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 15%, while the copying machine showing the results in FIG. 10 has an environmental temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 90%. The experiment was performed in%. That is, the experiment shown in FIG. 9 was conducted with the surface temperature of the photoconductor 10 lowered while the one shown in FIG.
[0081]
In FIG. 9, the one having a constant swing width from the beginning (indicated by “x” in FIG. 9) has an uneven wear amount exceeding 10 μm at about 40K sheets and does not swing until the number of image formed sheets reaches 5K sheets. After that, when the cleaning blade 17 is swung by 2 mm in the width direction of the photoreceptor 10 (shown by △ in FIG. 9), the uneven wear amount exceeds 10 μm at about 60K sheets, and the number of image formation is up to 5K sheets. When the cleaning blade 17 was swung 4 mm in the width direction of the photoreceptor 10 without swinging thereafter (shown by ○ in FIG. 9), the uneven wear amount was about 9 μm when 60K sheets of images were formed. .
[0082]
From the experimental results shown in FIG. 9, it can be seen that when the temperature of the photoconductor 10 is low, the cleaning blade 17 is not significantly deteriorated even if the swing width is increased.
[0083]
Further, in FIG. 10, in which the swing width is constant from the beginning (indicated by “x” in FIG. 10), the uneven wear amount exceeds 10 μm at about 40K sheets, and the image forming sheet is rocked to 5K sheets. In the case where the cleaning blade 17 was oscillated by 2 mm in the width direction of the photoreceptor 10 thereafter (shown by △ in FIG. 10), the uneven wear amount exceeded 10 μm at about 60K sheets, and the number of image formation was up to 5K sheets. In the case where the cleaning blade 17 was swung 1 mm in the width direction of the photoreceptor 10 without swinging thereafter (shown by ☆ in FIG. 10), the uneven wear amount was 6 μm when 60K sheets of images were formed.
[0084]
FIG. 10 shows that when the temperature of the photoconductor 10 is high, the deterioration of the cleaning blade 17 increases as the swing width increases.
[0085]
Therefore, when the temperature of the photoconductor 10 is low, the swinging width is widened to improve the cleaning performance. On the other hand, when the temperature is high, the swinging width is narrowed so that the edge of the cleaning blade 17 and the photoconductor 10 If the surface is prevented from deteriorating and the swinging width of the cleaning blade 17 is made different according to the temperature of the photoconductor 10, the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoconductor 10 may be deteriorated early. The cleaning performance can be maintained for a long time while preventing the deterioration of the image quality.
[0086]
In the above-described example, the narrow swing width is 1 mm, the normal swing width is 2 mm, and the wide swing width is 4 mm. However, the present invention is not limited to this. The swing width may be changed in accordance with the temperature of 10.
[0087]
Next, copiers each including the photoconductor 10 having a diameter of 30 mm, 40 mm, 50 mm, and 60 mm were prepared, and after forming a fixed number of images, the uneven wear amount of the cleaning blade 17 provided in each copier was measured.
[0088]
At this time, the cleaning blade 17 was oscillated with a constant oscillating width (oscillated by 2 mm in the width direction of the photoreceptor 10), and toner to which no wax was added was used. FIG. 11 shows the result of a copying machine having the photoconductor 10 having a diameter of 30 mm or 60 mm.
[0089]
In the case of 30 mm, after forming about 40K images, the uneven wear amount of the cleaning blade 17 exceeded 10 μm.
[0090]
On the other hand, in the case of 60 mm, after forming 60K images, the uneven wear amount of the cleaning blade 17 was about 8 μm.
[0091]
Therefore, it can be seen that the use of the photoconductor 10 having a small diameter increases the uneven wear of the cleaning blade 17.
[0092]
In addition, according to this experiment, in particular, when the diameter of the photoconductor 10 is 40 mm or less, the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoconductor 10 are deteriorated early, and the cleaning performance cannot be maintained for a long period of time. It was found to decrease.
[0093]
Therefore, in a copying machine in which the diameter of the photoconductor 10 is 40 mm or less, if the swing width of the cleaning blade 17 is increased with time, the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoconductor 10 may deteriorate early. The cleaning performance can be maintained for a long time while preventing the deterioration of the image quality.
[0094]
By the way, in a copying machine, if the added amount of wax in the toner is smaller than 3.5% by weight, an offset occurs at the time of fixing. On the other hand, if the amount of the wax added in the toner is more than 5.0% by weight, the toner charge amount is reduced, while uneven wear occurs on the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoconductor 10, thereby deteriorating the image quality. I do.
[0095]
Therefore, if the amount of the wax added to the toner is set to 3.5 to 5.0% by weight, it is possible to prevent offset generated at the time of fixing. In addition, it is possible to prevent a decrease in the toner charge amount and prevent uneven wear on the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoconductor 10, thereby preventing a deterioration in image quality.
[0096]
Some of the two-component developer toner can be fixed at a low temperature. The toner has an average particle diameter of 10 μm or less, contains at least a binder resin and a colorant, and has a molecular weight distribution determined by gel permeation chromatography (GPC) determined from tetrahydrofuran (THF) soluble matter of 1, It had at least one peak between 000 and 10,000, and the half-width of the molecular weight distribution was 15,000 or less. This toner exudes wax even when slight heat or pressure is applied.
[0097]
In a copier using such a two-component developer having a so-called low-temperature fixing toner and a carrier, if there is a deviation in the amount of residual toner deposited on the photoreceptor 10, friction is caused by wax oozing out of the toner. The deviation of the force becomes large, and uneven wear occurs on the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoconductor 10.
[0098]
Therefore, in a copying machine using a two-component developer, as in the above-described example, the swing width of the cleaning blade 17 increases with time, or the swing width varies depending on the temperature of the photoconductor 10. By doing so, it is possible to maintain the cleaning performance for a long period of time while preventing the edge of the cleaning blade 17 and the surface of the photoreceptor 10 from deteriorating at an early stage, and to prevent deterioration in image quality.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the swing width of the cleaning blade increases with time, so that when the image forming apparatus is installed, the cleaning blade does not swing or is small. After oscillating with a oscillating width, and after an appropriate period of time, toner adheres almost uniformly in the length direction of the blade, and then oscillates with a large oscillating width, the edge of the cleaning blade and the image carrier The cleaning blade is swung to remove foreign substances caught between the image carrier and the cleaning blade, preventing the surface from deteriorating early and maintaining the cleaning performance for a long period of time, preventing deterioration in image quality can do.
[0100]
According to the second aspect of the present invention, since the swing width of the cleaning blade varies according to the temperature of the image carrier, the temperature of the image carrier is high, the amount of wax oozing out of the toner is large, and the frictional force is increased. If the deviation becomes larger, the swing width is reduced to prevent the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from deteriorating early, while the temperature of the image carrier is low and wax stains from the toner When the protrusion amount is small and the deviation of the frictional force is small, the swing width is increased to improve the cleaning performance and prevent the image quality from deteriorating. By doing so, in the image forming apparatus using the toner to which the wax is added, the cleaning performance can be maintained for a long time while preventing the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from being deteriorated early according to the temperature. It is possible to maintain and maintain the image quality.
[0101]
According to the third aspect of the present invention, since the process cartridge includes the cleaning device according to the first or second aspect, it is possible to provide a process cartridge including the cleaning device having each of the above-described effects and having improved maintainability. Can be.
[0102]
According to the fourth aspect of the present invention, since the image forming apparatus includes the cleaning device according to the first or second aspect, it is possible to provide an image forming apparatus including the cleaning device having the above-described effects.
[0103]
According to the fifth aspect of the present invention, since the image forming apparatus includes the process cartridge according to the third aspect, it is possible to provide an image forming apparatus including the process cartridge having each of the effects described above.
[0104]
According to the invention according to claim 6, since the diameter of the image carrier is 40 mm or less, particularly, the edge of the cleaning blade is easily deteriorated, and uneven wear is easily generated on the surface of the image carrier. In an image forming apparatus using an image carrier having a small diameter, the cleaning performance is maintained for a long period of time while preventing the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from deteriorating at an early stage, thereby preventing deterioration in image quality. be able to.
[0105]
According to the seventh aspect of the present invention, since the amount of wax added to the toner is 3.5 to 5.0% by weight, it is possible to prevent offset generated at the time of fixing. In addition, while preventing a decrease in the toner charge amount, it is possible to prevent uneven wear on the surface of the image carrier and the cleaning blade, so that the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier deteriorate quickly. While maintaining the cleaning performance for a long period of time, it is possible to prevent a decrease in image quality.
[0106]
According to the eighth aspect of the present invention, since the image forming apparatus uses a two-component developer having a so-called low-temperature fixing toner and a carrier, it is possible to prevent the edge of the cleaning blade and the surface of the image carrier from being deteriorated early. The cleaning performance can be maintained for a long time while preventing the deterioration of the image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a laser copying machine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a cleaning device provided in the laser copying machine.
FIG. 3 is a perspective view of a main part of the cleaning device.
FIG. 4 is a configuration diagram of a drive transmission system to the cleaning device.
5A is a side view of the swing gear provided in the cleaning device, and FIG. 5B is an explanatory view showing a relationship between a rotation angle and a height of a cam surface.
6A is a side view, FIG. 6B is a perspective view, and FIG. 6C is an explanatory view showing a relationship between a rotation angle and a height of a cam surface of another swing gear provided in the cleaning device. .
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between the number of formed images and the uneven wear amount of a cleaning blade in an image forming apparatus using a developer in which wax is not added to toner.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of formed images and the uneven wear amount of the cleaning blade in an image forming apparatus using a developer in which wax is added to toner.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of formed images and the amount of uneven wear of the cleaning blade when the temperature of the photoconductor is low.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of formed images and the uneven wear amount of the cleaning blade when the temperature of the photoconductor is high.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of formed images and the uneven wear amount of the cleaning blade when the diameter of the photoconductor is changed.
[Explanation of symbols]
10 Photoconductor (image carrier)
15 Cleaning device
17 Cleaning blade

Claims

A cleaning device provided in an image forming apparatus, wherein a cleaning blade for cleaning an image carrier after image transfer is swung in a width direction of the image carrier.
A cleaning device, wherein a swing width of the cleaning blade increases with time.

A cleaning device, which is provided in an image forming apparatus using a toner to which wax is added, and swings a cleaning blade for cleaning an image carrier after image transfer in a width direction of the image carrier.
A cleaning device, wherein a swing width of the cleaning blade varies according to a temperature of the image carrier.

A process cartridge comprising the cleaning device according to claim 1.

An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1.

An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 3.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein a diameter of the image carrier is 40 mm or less.

The image forming apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the amount of wax added to the toner is 3.5 to 5.0% by weight.

Gel permeation chromatography using a two-component developer having a toner and a carrier, wherein the toner has an average particle size of 10 μm or less, contains at least a binder resin and a colorant, and is determined by a tetrahydrofuran-soluble component. The image according to claim 7, wherein the molecular weight distribution has at least one peak between 1,000 and 10,000, and the half-value width of the molecular weight distribution is 15,000 or less. Forming equipment.