(57)【要約】【課題】ブレード方式のクリーニング装置において、コストを抑えつつブレードの長尺方向における当接圧の偏差を抑え、高耐久で除去能力の高いクリーニング装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム４に長尺な板状弾性部材よりなるブレード２を押しつけて感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、ブレードを支持するブレードホルダ１として可撓性を有するものを用い、ブレードの長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）でブレードホルダを加圧する。ブレードが感光体ドラムとの当接部に長尺方向に関するうねりを有していても、ブレードホルダがうねりに倣って長尺方向に渡って撓んでうねりを吸収する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する像担持体に長尺な板状弾性部材よりなるブレードの長尺方向に延びる一辺を押しつけて、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、
上記ブレードを支持する可撓性を有する支持体と、該ブレードの一辺を上記像担持体に押しつけるよう該支持体を該ブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧する加圧手段とを設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、上記支持体は可撓性材料にて成型したブロック状支持体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項２のクリーニング装置において、上記ブレードと上記ブロック状支持体とを一体的に成型したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１のクリーニング装置において、上記支持体は可撓性材料にて成型したブロック状の連結可能な部品を、上記ブレードの押しつけ方向に対してスライド移動可能に連結して構成されたものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項４のクリーニング装置において、上記加圧手段は上記支持体を構成するブロック状の連結可能な部品それぞれを加圧することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項４または５のクリーニング装置において、上記支持体を構成するブロック状の連結可能な部品は、押し出し加工材を切断してブロック状として組み合わせたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１のクリーニング装置において、上記支持体は弾性率の異なる複数の材質を上記ブレードの長尺方向に関して交互に繰り返し配設した積層構造であり、該ブレードの押しつけ方向に対して変位可能であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項７のクリーニング装置において、上記加圧手段は上記積層構造の弾性率の高い部分をそれぞれ加圧することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項７または８のクリーニング装置において、上記積層構造の弾性率の高い部分は樹脂または金属からなり、弾性率の低い部分はゴムからなることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の何れかのクリーニング装置において、上記ブレードは１００％モジュラスが９Ｍｐａ以上であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の何れかのクリーニング装置において、上記ブレードは上記支持体によって突出し量が略ゼロで支持されることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１２】
請求項１１のクリーニング装置において、上記ブレードは、上記支持体の上記像担持体の表面移動方向に関して上流側の面で支持されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の何れかのクリーニング装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１４】
像担持体と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを一体的に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１乃至１３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段として、請求項１乃至１３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記転写手段として中間転写体を用い、該中間転写体上の残留トナーを除去する中間転写体クリーニング手段として、請求項１乃至１３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面移動する像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置、並びに、これを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記クリーニング装置として、構成が簡単でかつ付着物の除去性能にも優れていることから、長尺な板状弾性部材からなるブレードの一辺である稜線部を像担持体の表面に押しつけて残留トナーを除去するブレード方式のものが広く利用されている。また、ブレード方式では、板状のブレードの稜線部を形成する一つの面に対向する面の一端部を支持体で支持し、支持体から突き出した自由長部分を撓ませて先端稜線部を像担持体に押しつけるものが広く知られている。
【０００３】
また、近年、画像品質向上の要求が強まっており、その要求に応えるべく、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、より高精度で高精細な高解像度の画像を得ることができ、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。しかしながら、小粒径化、球形化が進んだトナーはブレードにもぐり込み易く、クリーニング装置には高い除去性能が要求されてくる。
【０００４】
除去性能を高めるためには、ブレードの先端稜線部と像担持体との当接圧を高めるべくブレードを大きな力で押しつけることが考えられる。しかしながら、ブレードを大きな力で押しつけ過ぎると、ブレードの自由長部分の撓みやブレード稜線部の変形などが大きくなる。このため、ブレードと像担持体との当接面積が増大してしまい、ブレードを大きな力で押しつけても逆に当接圧が小さくなって除去性能が低下してしまう。
【０００５】
特許文献１には、先端稜線部を形成する一つの面に対向する面全体を剛体からなる支持体で支持するものが記載されている。この装置は、面全体が支持体に支持されており、支持体から突き出す自由長部分を有しない、所謂突き出し量ゼロの支持方法である。このような支持方法では、ブレードを大きな力で押しつけてもブレードは撓むことがないため、当接圧を大きくすることができ除去性能を向上させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ブレード方式のクリーニング装置では、長尺な板状弾性部材からなるブレードの部品レベルの寸法誤差や、ブレードの支持体への貼り付け誤差により、ブレードの像担持体に当接する先端稜線部は長尺方向にうねりを持っている。このため、像担持体に押しつけた際に長尺方向に当接圧の偏差が生じてしまい、除去性能を高められなかったり、磨耗量に偏差がでて寿命低下が発生したりすることがある。従来のブレードの一端部を支持体で支持し、支持体から突き出したブレードの自由長を撓ませて先端稜線部を像担持体に押しつける支持方法では、自由長部分が撓むことによりうねりを吸収して、当接圧の偏差をある程度は緩和することができる。しかしながら、上記特許文献１の突き出し量ゼロの支持方法では、ブレードの撓みが規制されるため、ブレードの稜線部の僅かな変形のみによってうねりを吸収することになり、結果として当接圧の偏差は十分に緩和されずに顕著に顕れてしまう。このため、うねりを抑えるように、部品レベルでブレードをより高精度に管理したり、組立工程で貼りつけ精度をより高精度に管理したりする必要がある。しかしながら、部品に要求する精度や組立工程における精度が高くなると、コストアップとなってしまう。
【０００７】
また、従来のブレードの自由長を撓ませて先端稜線部を押しつける支持方法でも、部品に要求する精度や組立工程における精度が低めでも長尺方向に均一な当接圧を得ることができれば、精度を低めに見直すことによりコストダウンを図ることができる。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、長尺な板状弾性部材からなるブレードの一辺を像担持体の表面に押しつけて残留トナーを除去するもので、コストを抑えつつブレードの長尺方向における当接圧の偏差を抑え、高耐久で除去能力の高いクリーニング装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する像担持体に長尺な板状弾性部材よりなるブレードの長尺方向に延びる一辺を押しつけて、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、上記ブレードを支持する可撓性を有する支持体と、該ブレードの一辺を上記像担持体に押しつけるよう該支持体を該ブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧する加圧手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記支持体は可撓性材料にて成型したブロック状支持体であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２のクリーニング装置において、上記ブレードと上記ブロック状支持体とを一体的に成型したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記支持体は可撓性材料にて成型したブロック状の連結可能な部品を、上記ブレードの押しつけ方向に対してスライド移動可能に連結して構成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のクリーニング装置において、上記加圧手段は上記支持体を構成するブロック状の連結可能な部品それぞれを加圧することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４または５のクリーニング装置において、上記支持体を構成するブロック状の連結可能な部品は、押し出し加工材を切断してブロック状として組み合わせたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記支持体は弾性率の異なる複数の材質を上記ブレードの長尺方向に関して交互に繰り返し配設した積層構造であり、該ブレードの押しつけ方向に対して変位可能であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７のクリーニング装置において、上記加圧手段は上記積層構造の弾性率の高い部分をそれぞれ加圧することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７または８のクリーニング装置において、上記積層構造の弾性率の高い部分は樹脂または金属からなり、弾性率の低い部分はゴムからなることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の何れかのクリーニング装置において、上記ブレードは１００％モジュラスが９Ｍｐａ以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の何れかのクリーニング装置において、上記ブレードは上記支持体によって突出し量が略ゼロで支持されることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１のクリーニング装置において、上記ブレードは、上記支持体の上記像担持体の表面移動方向に関して上流側の面で支持されていることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の何れかのクリーニング装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、像担持体と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを一体的に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１乃至１３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段として、請求項１乃至１３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記転写手段として中間転写体を用い、該中間転写体上の残留トナーを除去する中間転写体クリーニング手段として、請求項１乃至１３の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、ブレードの一辺を像担持体に押しつけるよう加圧するブレードの支持体として可撓性を有するものを用い、この支持体をブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧する。これにより、ブレードの像担持体との当接部に長尺方向に関するうねりがあっても、可撓性を有する支持体がうねりに倣って長尺方向に渡って撓んでうねりを吸収する。よって、部品の寸法精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、長尺な板状弾性部材からなるブレードの一辺を像担持体の表面に押しつけて残留トナーを除去するもので、コストを抑えつつブレードの長尺方向における当接圧の偏差を抑え、高耐久で除去能力の高いクリーニング装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】トナー像形成部の概略構成図。
【図３】クリーニング装置の主要部概略構成図。
【図４】ブレードホルダとブレードとの拡大図。
【図５】ブレードホルダ加圧前にブレードが感光体ドラムに接する様子を示す図。
【図６】ブレードホルダとして剛体を用いた場合にブレードが感光体ドラムに接する様子を示す図。
【図７】ブレードホルダとして可撓性を有するものを用いた場合にブレードが感光体ドラムに接する様子を示す図。
【図８】ブレードホルダ加圧点の必要個数説明のためのモデル図。
【図９】変形例１に係るクリーニング装置の主要部概略構成図。
【図１０】変形例１に係るブレードホルダの構成の説明図。
【図１１】変形例２に係るクリーニング装置の主要部概略構成図。
【図１２】変形例２に係るブレードホルダの構成の説明図。
【図１３】ブレードの自由長を撓ませて感光体ドラムに当接させた構成のクリーニング装置の主要部概略構成図。
【図１４】ブレードと感光体ドラムとが当接した状態を観察した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１の画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つのトナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが並列配置され、各トナー像形成部により形成されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する、所謂タンデム型画像形成装置である。各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれ像担持体として回転駆動される感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを備えている。また、各感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに各色の画像情報に基づいてレーザ光又はＬＥＤ光により露光して潜像を形成する露光装置４５が設けられている。
【００１４】
また、各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに対向するように、中間転写体としての中間転写ベルト６０が表面移動可能に配設されている。中間転写ベルト６０を介して感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと相対する位置には、感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０に転写する一次転写ローラ６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが配置されている。一次転写ローラ６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、後述する各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋにより形成された各色トナー像を、中間転写ベルト６０上に順次転写し、重ね合わせることによりフルカラー画像を形成する。また、中間転写ベルト６０の表面移動方向に関して１次転写ローラ６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの下流には、中間転写ベルト６０上のトナー像を転写紙に一括転写する２次転写装置６５が配置されている。さらに、２次転写装置６５よりも下流には、中間転写ベルト６０表面に残留するトナーを取り除くためのベルトクリーニング装置６６が設けられている。
【００１５】
画像形成装置の下部には、給紙カセット７１、給紙ローラ７２等からなる給紙部７０が設けられており、レジストローラ７３に向かって転写紙を送り出す。レジストローラ７３は上記トナー像形成のタイミングに合わせて、中間転写ベルト６０と２次転写装置６５との対向部に向かって転写紙を送り出す。中間転写ベルト６０上のフルカラートナー像は、２次転写装置６５により転写紙上に転写され、ついで定着装置９０により定着された後に、機外に排出される。
【００１６】
次に、各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについて説明する。各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、収容されるトナーの色が異なる以外は、構成及び動作がほぼ同一であるので、以下の説明では色分け用の添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを省略して、トナー像形成部２０構成及び動作について説明する。
図２は、トナー像形成部の概略構成図である。トナー像形成部２０の感光体ドラム４の周囲には、帯電装置４０、現像装置５０、クリーニング装置３０等の電子写真プロセスを実行する各手段が配置されており、公知の動作で感光体ドラム４上に各色トナー像を形成する。このようなトナー像形成部２０は、一体的に形成され、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【００１７】
次に、本発明の特徴部であるクリーニング装置３０について説明する。
クリーニング装置３０は、感光体ドラム４の回転軸方向に長尺な板状弾性部材であるクリーニングブレード（以下、単に「ブレード」という。）２と、ブレード２を支持する支持体としてのブレードホルダ１と、ブレードホルダ１を加圧する加圧手段と、クリーニング装置３０内部からトナーを排出するトナー排出スクリュー１９等を備えている。ブレード２は、その長尺方向に延びる一辺（先端稜線部）を感光体ドラム４の表面に押しつけて、感光体ドラム４表面上の転写残トナー等の不要な付着物を除去する。本実施形態において、ブレード２の材料としては、他の弾性材料に比べて感光体ドラム４に対する摩耗性及び自身の耐摩耗性に優れていることからウレタンゴムを使用している。
【００１８】
図３は、本実施形態のクリーニング装置３０の主要部概略構成図である。クリーニング装置３０では、ブレード２は可撓性を有するブレードホルダ１に保持されている。このブレードホルダ１は、感光体ドラム４の回転軸方向に直交する断面に沿って切断したときの断面形状が略直方体となるブロック状である。また、ブレード２の感光体ドラム４当接する稜線部を形成する上流側の面の裏面全体が、可撓性を有するブレードホルダ１に貼り付けられており、図示しない加圧手段により矢印３に示す方向からブレードホルダ１を加圧することにより、ブレード２の稜線部が所定の当接圧で感光体ドラム４に当接する。このような構成では、感光体ドラム４の回転によりブレード２の先端稜線部が受ける力をブレードホルダ１により裏面全体でバックアップしてブレード２の撓みを防止することができ、これにより当接圧を高めて除去性能を向上させている。
【００１９】
また、クリーニング装置３０では、ブレード２を感光体ドラム４に押しつけるようブレードホルダ１を加圧するための加圧点（矢印３）は、ブレード２の長尺方向に多数設けられている。これにより、ブレード２が感光体ドラム４に当接する稜線部に長尺方向に関するうねりを有していても、可撓性を有するブレードホルダ１がうねりに倣って長尺方向に渡って撓んでうねりを吸収する。このように、可撓性を有するブレードホルダ１を用い、ブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
【００２０】
図４は、ブレードホルダ１とブレード２との拡大図である。ブレードホルダ１は可撓性を有する弾性体であり、樹脂、たとえば、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＳ、ＰＯＭなどが良い。特に、線膨張係数がブレード２の材質であるウレタンゴムとほぼ同じものが望ましい。具体的には、ゴム、例えば、ウレタンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭが望ましいが、経時劣化を考慮すると耐オゾン性の高いゴムを選択するのが良い。また、図４に示すように、ブレードホルダ１とブレード２とを一体的に成型することで、ブレード２の稜線部のうねりに関して精度アップにつながる。また、ブレードホルダ１とブレード２との密着力がアップし、ブレードはがれなどの問題もおきにくくなる。また、図４に示すようにブレードホルダ１をブロック状とすることで、振動、異音が発生し難くなる。さらには、ブレードホルダ１が弾性体であることで、振動を吸収する効果もある。
【００２１】
なお、図３に示すように、感光体ドラム４の回転方向５に関してブレードホルダ１の上流側面でブレード２を支持して、ブレード成型時のカット面が感光体ドラム４の回転方向下流側に配置され、エア面（或いは金型面）が感光体ドラム４の回転方向上流側に配置される。カット面は、エア面（金型面）に比べて刃物による成型時のカットにより表面に微小なカット傷があり、耐磨耗性悪化の原因となる。しかしながら、このような配置とすることにより、感光体ドラム４の回転時に、カット面が圧縮変形され、エア面（或いは金型面）が引っ張られる構成となる。よって、ブレード２の耐磨耗性を向上させることができる。
【００２２】
次に、本実施形態のクリーニング装置３０による長尺方向の当接圧の偏差を抑える効果について、従来と比較して説明する。図５、６、７は、図３におけるＡ方向からブレード２が感光体ドラム４に接する様子を見たものを示した図である。
図５は、ブレードホルダ１加圧前のブレード２が感光体ドラム４に接する様子を示す図である。このときのブレード２のうねり量をδ０とする。
【００２３】
図６は、特許文献１に記載されるもので、ブレードホルダ１として剛体のものを用いた場合のブレード２が感光体ドラム４に接する様子を示す図である。この場合、長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）でブレードホルダ１を加圧することによりブレード２自体は変形してうねりを吸収してうねり量をδ０からδ１（ここで、δ０＞δ１）まで小さくすることができるが、十分とは言えない。このため、ブレード２の感光体ドラム４への長尺方向の当接圧の偏差は大きい。
【００２４】
図７は、本実施形態のクリーニング装置３０であり、ブレードホルダ１として可撓性を有するものを用いた場合のブレード２が感光体ドラム４に接する様子を示す図である。この場合、ブレード２自体の変形に加え、ブレードホルダ１も変形し、ブレード２のうねりを吸収して、うねり量をδ０からδ２（ここで、δ０＞δ１＞δ２）まで小さくすることができる。このように、ブレードホルダ１として可撓性を有するものとすることで、ブレードホルダ１が剛体の場合に比べ、ブレード２の感光体ドラム４への当接圧の偏差を小さくすることができる。
【００２５】
次に、本実施形態のクリーニング装置３０で、ブレードホルダ１がブレード２のうねり形状に倣って撓むための加圧条件について説明する。
本実施形態のクリーニング装置３０で吸収するブレード２のうねりピッチは３０［ｍｍ］程度より大きいものを対象とする。また、うねり量δは自由長や材質、製造方法にもよるが、およそ１００［μｍ］を最大として製造したものとする。これよりも小さなピッチのうねりはブレード２自体の先端変形によって吸収され、感光体ドラム４へ密着する。すなわち、以下の説明では、加圧時に３０［ｍｍ］ピッチの１００［μｍ］のうねりを吸収できることを狙いとする。
【００２６】
図８は、ブレード２のうねりピッチと加圧点ピッチとの関係の説明図である。図８（ａ）は、加圧点ピッチがうねりピッチと同じである場合を示しているが、この場合押さえたい箇所が押さえられない可能性がある。このことより、少なくとも加圧点ピッチは、ブレードのうねりピッチの半分以下を確保するのが望ましい。図８（ｂ）、（ｃ）は、加圧点ピッチをうねりピッチの半分をとした場合を示すものであり、この構成にすることで凹凸部をムラ無く押さえることができる。さらに加圧点ピッチを、これよりも小さなピッチとすることができれば上記狙いのブレード２のうねりをブレードホルダ１の撓みで吸収することが可能となる。
【００２７】
また、ブレードホルダ１を加圧するために与える荷重は、うねりの吸収はもとより感光体ドラム４上の残留トナー除去のために必要な押しつけ力を得ることが必要である。本実施形態のように、突き出し量ゼロの支持方法は、小粒径や、球形のトナーを除去するための高線圧を与えることが可能であり、従来の自由長を有する支持方法では線圧２０〜３０［Ｎ／ｍ］のところ、線圧８０〜１５０［Ｎ／ｍ］程度まで押しつけ力を高めることを狙いとしている。このように、良好なクリーニング性能を得るために必要な線圧を複数の加圧点で実現するためには、
（１）ブレードのうねりピッチの半分以下の加圧点確保。
（２）ブレード線圧が（１）の加圧点の個数で実現できること。
の二つが必要条件となり、これにより、ブレード２のうねりを感光体ドラム４に倣わせつつ、必要な押しつけ力を得て、良好なクリーニング性能を得ることができる。
【００２８】
このような構成を可能とする具体的条件の例を以下に示す。
ブレードホルダ１は可撓性を有するＡＢＳ等の一般的な樹脂で、ヤング率Ｅが２０００［Ｍｐａ］、３０００［Ｍｐａ］の２種類とする。また、ブレードホルダ１の断面形状は長方形で、幅ｂを１５［ｍｍ］、厚さｈを変更する。この条件で、狙いの線圧を８０［Ｎ／ｍ］とし、ブレード２のうねりピッチ３０［ｍｍ］内に何個の加圧点が配置できるかを計算した結果を表１に示す。
【表１】
2010186158.tif 000003
【００２９】
表１に示すように、ブレードホルダ１のヤング率Ｅが２０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．４［ｍｍ］以下で構成する必要がある。また、ブレードホルダ１のヤング率Ｅが３０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．２［ｍｍ］以下で構成する必要がある。
【００３０】
さらに、この条件でブレードホルダ１、ブレード２で、狙いの線圧を１５０［Ｎ／ｍ］に高め場合に、ブレード２のうねりピッチ３０［ｍｍ］内に何個の加圧点が配置できるかを計算した結果を表２に示す。
【表２】
2010186158.tif 000004
【００３１】
表２に示すように、ブレードホルダ１のヤング率Ｅが２０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．６［ｍｍ］でもよく、ヤング率Ｅが３０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．４［ｍｍ］でもよく、狙いの線圧を１５０［Ｎ／ｍ］にした場合はさらにブレードホルダ１の厚さの自由度が増すことがわかる。
【００３２】
このように、吸収する狙いのブレード２のうねりピッチを３０ｍｍとして、加圧点ピッチがその半分の１５［ｍｍ］となるようにする。すなわち、加圧点は、ブレード２の長さを加圧点ピッチ１５［ｍｍ］で除した個数＋１が必要個数となり、これが多数の加圧点の個数となる。例えば、ブレード２の全長３３０［ｍｍ］とすれば、２２＋１で加圧点は２３点となる。もちろん、吸収する狙いのうねりはブレードの変形量とも関連するので、加圧点の必要個数はそのつど変化する。
【００３３】
このように、クリーニング装置３０で、ブレードホルダ１として可撓性を有するものを用い、ブレードホルダ１をブレード２の長尺方向を、上記必要個数の多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、加圧時に３０［ｍｍ］ピッチの１００［μｍ］のうねりを吸収でき、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。よって、ブレード２の部品精度やブレード２の組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向に関して均一な当接圧を維持して良好なクリーニング性能を得ることが可能である。
【００３４】
次に、本実施形態のクリーニング装置３０で、好適に用いられるブレード２について説明する。上述のように、従来の自由長を有する支持方法では線圧２０〜３０［Ｎ／ｍ］のところ、本実施形態の突き出し量ゼロの支持方法は線圧８０〜１５０［Ｎ／ｍ］程度まで押しつけ力を高めることが可能である。従来の自由長を有する支持方法では、ブレード２の材料として使用されるウレタンゴムの１００％モジュラスは３〜５Ｍｐａ程度の変形しやすいものを用いることが一般的である。一方、本実施形態の突き出し量ゼロの支持方法では、ブレード２とし１００％モジュラスが３〜５Ｍｐａ程度の変形しやすい材料を用いた場合、高い線圧が加えられる反面、感光体ドラム４の回転方向に沿ってブレード２の稜線部が引き込まれる量が大きくなり易いという傾向がある。このため、トナーが入力してブレードの稜線部と接触する部分のクリーニング角度が小さくなる。
【００３５】
上記構成のクリーニング装置３０では、クリーニング性能は線圧、クリーニング角度などと密接に関係しており、クリーニング角度が小さくなるとクリーニング性能が低下する傾向がある。よって、高い線圧で加圧可能な突出し量ゼロの支持方法では、高いクリーニング性能を維持するためには、使用されるゴム材料の１００％モジュラスの値が従来よりも大きな１００％モジュラスの値のゴム材料をもちいる。これにより、ブレード２の稜線部が引き込まれる量を小さくし、クリーニング角度を大きく維持することを可能とする。詳しくは、以下の実験に示すように、ブレード２として１００％モジュラスを９Ｍｐａ以上のものを使用することで、良好なクリーニング性能を維持できる。
【００３６】
具体的には、以下の５種類の構成例のブレード２を用いて、クリーニング角度と実際のクリーニング性能とを検討した。
＜ブレード構成例１＞自由長を有し、モジュラス３．２Ｍｐａのブレードを保持
自由長：７．６ｍｍ
ブレード材料の１００％モジュラス：３．２Ｍｐａ
ブレード材料の板厚：ｔ＝１．８ｍｍ
線圧：２０Ｎ／ｍ
初期当接角度：２１．５°
＜ブレード構成例２＞自由長ゼロで、モジュラス値３．２Ｍｐａのブレードを保持
自由長：０ｍｍ
ブレード材料の１００％モジュラス：３．２Ｍｐａ
ブレード材料の板圧：ｔ＝２．０ｍｍ
線圧：８０Ｎ／ｍ
初期当接角度：１０°
＜ブレード構成例３＞自由長ゼロで、モジュラス値４．６Ｍｐａのブレードを保持
自由長：０ｍｍ
ブレード材料の１００％モジュラス：４．６Ｍｐａ
ブレード材料の板圧：ｔ＝２．０ｍｍ
線圧：８０Ｎ／ｍ
初期当接角度：１０°
＜ブレード構成例４＞自由長ゼロで、モジュラス値８．９Ｍｐａのブレードを保持
自由長：０ｍｍ
ブレード材料の１００％モジュラス：９．２Ｍｐａ
ブレード材料の板圧：ｔ＝２．０ｍｍ
線圧：８０Ｎ／ｍ
初期当接角度：１０°
＜ブレード構成例５＞自由長ゼロで、モジュラス値１１．５Ｍｐａのブレードを保持
自由長：０ｍｍ
ブレード材料の１００％モジュラス：１１．５Ｍｐａ
ブレード材料の板圧ｔ＝２．０ｍｍ
線圧：８０Ｎ／ｍ
初期当接角度：１０°
【００３７】
図１４は、ブレード２が感光体ドラム４と当接している状態を観察した模式図である。ここでのクリーニング角度とは、４μｍトナーが感光体ドラム４の回転方向に引っ張られているブレード稜線と接する箇所での接線と感光体ドラム４表面との角度を示している。上記ブレード構成例１〜５についてクリーニング角度を計測した結果は以下となる。
ブレード構成例１：５２°
ブレード構成例２：２９°
ブレード構成例３：３０°
ブレード構成例４：５５°
ブレード構成例５：５９．５°
【００３８】
ブレード構成例１とブレード構成例２とではゴム材料が同一であるが、ブレード構成例１ではクリーニング角度が５２°であるのに対して、高線圧を付加したブレード構成例２ではクリーニング角度が２９°に低下している。また、実際に球形４μｍのトナーを用いて「縦帯が５本の帯チャート」を連続して１０００枚出力するクリーニングテストを行い、クリーニング性能を比較した。その結果、ブレード構成例１では画像上に顕在化する筋状のクリーニング不良が発生するが、ブレード構成例２では画像上に顕在化する筋上のクリーニング不良は発生しない。これは、もともとブレード構成例２での線圧が高いことにもよる。
【００３９】
一方、ブレード構成例２、３、４、５について、上記と同様なクリーニングテストを行うと、何れも画像上に顕在化するクリーニング不良は発生しなかった。
【００４０】
さらに、ブレード構成例２、３、４、５について、クリーニング動作時にブレードを通過するトナー量（以下、すり抜けトナー量という）を比較した。なお、すり抜けトナー量を比較するには、例えば５％チャートを連続５枚出力する際に、クリーニングブレード下流に設けた不織布等でトナーを吸着することにより比較が可能である。すり抜けトナー量を比較すると、画像上に顕在化するクリーニング不良が発生しない場合でも、すり抜けトナー量が多い場合には、次第に帯電ローラが汚染や、画像上に地汚れとして発生するなどの不具合を予測することができる。よって、すり抜けトナー量は少ない方がクリーニング性能に余裕度があると考えられる。
【００４１】
すり抜けトナー量は、ブレード構成例４、５に比べて、ブレード構成例２、３で非常に多くなっている。また、ブレード構成例２、３とブレード構成例１を比較した場合には、構成例１の方が少ないという結果となった。また、すり抜けトナー量はブレード構成例５が最も少なく、ついでブレード構成例４が少ない。ブレード構成例２、３は略同等のすり抜けトナー量となった。ブレード構成例２、３では、１００％モジュラスが十分に大きくない材料を用いた為に、高線圧を付加した結果、クリーニング角度が低下してすり抜けトナー量が増加していると考えられる。これに対して、ブレード構成例４、５では、１００％モジュラスが各々８．９Ｍｐａ、１１．５Ｍｐａの材料を用いたことにより、クリーニング角度の低下がなく、自由長を有するブレード構成例１に対して、高線圧を付加した構成であってもすり抜けトナー量が低減される結果となっている。
【００４２】
以上の検討結果より、自由長ゼロでブレードを保持する場合、従来の１００％モジュラスが３〜５Ｍｐａの材料では画像上に顕著に顕在化する筋状のクリーニング不良は発生しないものの、すり抜けトナー量増加という不具合が発生する可能性がある。一方、１００％モジュラスを少なくとも９Ｍｐａ程度とすることにより、画像上に顕在化する筋状のクリーニング不良の発生を抑制し、すり抜けトナー量の増加も防ぐ事が可能となる。
【００４３】
以上より、本実施形態のクリーニング装置３０のように、突き出し量ゼロの支持方法で高線圧でクリーニングする場合には、ブレード２として１００％モジュラスが９Ｍｐａ以上の材料を使用し、かつ、ブレードホルダ１として可撓性を有するものを用い、ブレードホルダ１をブレード２の長尺方向を、多数の加圧点で加圧することにより、長尺方向に関して均一な当接圧を維持して良好なクリーニング性能を得ることが可能である。
【００４４】
上記構成のクリーニング装置３０は、高い除去能力が必要となる小径、球形のトナーに対して特に有効である。これより、本実施形態の画像形成装置としては、トナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０を用いることができる。トナーの形状係数ＳＦ１とは、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。 
つまり、 ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2 ／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）によって定義されるものである。
【００４５】
＜変形例１＞
図９は、変形例１に係るクリーニング装置３０の主要部概略構成図であり、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、変形例１に係るブレードホルダ１の構成の説明図である。変形例１のクリーニング装置３０では、可撓性を有するブレードホルダ１として、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、ブロック状の連結部材１１を、ブレード２の加圧方向に対してスライド可能に連結したものを用いる。また、図１０（ｃ）に示すように、ブレード２の感光体ドラム４に当接する稜線部を形成する上流側の面の裏面全体が、その連結した面と直交しスライド方向と平行な面に貼り付けられている。
【００４６】
このようなブレードホルダ１のそれぞれの連結部材１１を、図示しない加圧手段により図９の矢印３方向から加圧することにより、連結部材１１がブレード２の加圧方向に対してスライドしながら、ブレード２の稜線部が所定の当接圧で感光体ドラム４に当接する。これにより、ブレード２が感光体ドラム４に当接する稜線部に長尺方向に関するうねりを有していても、連結部材１１がブレード２の加圧方向に対してスライドすることで、ブレードホルダ１がうねりに倣って変形し、うねりを吸収する。このように、連結部材１１からなる可撓性を有するブレードホルダ１を用い、ブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、長尺方向における当接圧の偏差を抑える。
【００４７】
ブロック状の連結部材１１としては、樹脂、たとえば、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＳ、ＰＯＭなどが良い。特に、線膨張係数がウレタンゴムと近いものが望ましい。具体的には、ゴム、たとえば、ウレタンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭが望ましいが、経時劣化を考慮すると耐オゾン性の高いゴムを選択するのが良い。また、連結部材１１として樹脂、または、ゴムを使用することで、振動を吸収する効果が得られ、振動、異音が発生し難くなる。また、ブロック状の連結部材１１は、ブロック押し出し加工材を切断することにより容易に量産可能であり、また、連結する際に必要な精度についても必要な要件を満たすことができる。
【００４８】
変形例１においても、上記実施形態と同様に、ブレードホルダ１として可撓性を有するものを用い、ブレードホルダ１をブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。よって、長尺方向に関して均一な当接圧を維持して良好なクリーニング性能を得ることが可能である。
【００４９】
＜変形例２＞
図１１は、本実施形態の変形例２に係るクリーニング装置３０の主要部概略構成図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、変形例２に係るブレードホルダ１の構成の説明図である。
変形例２のクリーニング装置３０では、可撓性を有するブレードホルダ１として、図１２（ａ）に示すように、弾性率の異なる２種類の材質である高弾性体部８（弾性率の比較的高い材質からなる部分）と低弾性体部９（弾性率の比較的低い材質からなる部分）とをブレード２の長尺方向に関して交互に繰り返し配設した積層構造のものを用いている。この積層構造は接着あるいは一体成型等により構成される。また、図１２（ｂ）に示すように、ブレード２の感光体ドラム４に当接する稜線部を形成する上流側面の裏面全体が、ブレードホルダ１の積層構造と直交する面に貼り付けられている。
【００５０】
このようなブレードホルダ１のそれぞれの高弾性体部８を長尺方向に渡って、図示しない加圧手段により図１１の矢印３方向から加圧することにより、ブレードホルダ１はブレード２の加圧方向に変位しながら、ブレード２の稜線部を所定の当接圧で感光体ドラム４に当接する。これにより、ブレード２が感光体ドラム４に当接する稜線部に長尺方向に関するうねりを有していても、ブレード２の加圧方向に対して変位することで、ブレードホルダ１がうねりに倣って変形することによりうねりを吸収する。また、図示しない加圧手段により高弾性体部８を加圧することで、ブレードホルダ１はブレードのうねりに倣いやすくなる。このように、弾性率の異なる２種類の材質の積層構造からなる可撓性を有するブレードホルダ１を用い、ブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、長尺方向における当接圧の偏差を抑える。
【００５１】
高弾性体部８は、金属、または、樹脂、たとえば、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＳ、ＰＯＭなどを用いることができる、また、低弾性体部９はゴム、例えばウレタンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭが望ましいが、経時劣化を考慮すると耐オゾン性の高いゴムを選択するのが良い。このような積層構造とすることで、振動を吸収する効果が得られ、振動、異音が発生し難くなる。
【００５２】
以上、本実施形態においては、ブレード２の稜線部を形成する上流側面の裏面全体をブレードホルダ１に貼り付け、ブレード２の稜線部が受ける力をブレードホルダ１により裏面全体でバックアップしてブレード２の撓みを防止する、所謂突き出し量ゼロの支持方法を採用するクリーニング装置３０を用いて本発明を説明した。しかしながら、本発明はこれに限ることなく、図１３に示すような、ブレード２の一端部をブレードホルダ１で支持し、自由長を撓ませて先端稜線部を感光体ドラム４に当接させた構成のクリーニング装置においても適用可能であり、同様の効果が得られる。この場合、部品レベルでブレード２に要求される精度や組立工程における精度が低めでも長尺方向に均一な当接圧が得ることができ、これらの精度を下げることによりコストダウンを図ることができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、感光体ドラム４上の残留トナーを除去するクリーニング装置を用いて本発明を説明したが、中間転写ベルト６０上の転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置６６に適用することも可能であり、同様の効果が得られる。
【００５４】
以上、本実施形態によれば、ブレード２を支持するブレードホルダ１として可撓性を有するものを用い、ブレードホルダ１をブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）で加圧して、ブレード２を感光体ドラム４に押しつける。これにより、ブレード２が感光体ドラム４との当接部に長尺方向に関するうねりを有していても、可撓性を有するブレードホルダ１がうねりに倣って長尺方向に渡って撓んでうねりを吸収する。よって、部品精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
また、ブレードホルダ１は可撓性材料にて成型したブロック状としたことにより、振動、異音が発生し難くなる。
また、ブレード２とブロック状のブレードホルダ１とを一体的に成型したことにより、ブレード２の稜線部のうねりに関して精度アップにつながる。また、ブレードホルダ１とブレード２との密着力がアップし、ブレードはがれなどの問題もおきにくくなる。
また、ブレードホルダ１は可撓性材料にて成型したブロック状の連結可能な連結部材１１で構成され、ブレード２の加圧方向に対してスライド移動可能である。このため、連結部材１１がブレード２の加圧方向に対してスライドしながら、ブレード２の稜線部が所定の当接圧で感光体ドラム４に当接する。これにより、ブレード２が感光体ドラム４に当接する稜線部に長尺方向に関するうねりを有していても、連結部材１１がブレード２の加圧方向に対してスライドすることで、ブレードホルダ１がうねりに倣って変形し、うねりを吸収する。よって、部品精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
また、加圧手段によりブレードホルダ１構成するブロック状の連結部材１１のそれぞれを加圧することにより、ブレードホルダ１がよりうねりに倣って変形し易くなり、より効果的にうねりを吸収して長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
また、ブロック状の連結部材１１は、ブロック押し出し加工材を切断することにより容易に量産可能であり、また、連結する際に必要な精度についても必要な要件を満たすことができる。
また、ブレードホルダ１は弾性率の異なる２種類の材質である高弾性体部８と低弾性体部９とをブレード２の長尺方向に関して交互に繰り返し配設した積層構造のもので、ブレード２の加圧方向に対して変位可能である。このため、積層構造部がブレード２の加圧方向に対して変位しながら、ブレード２の稜線部が所定の当接圧で感光体ドラム４に当接する。これにより、ブレード２が感光体ドラム４に当接する稜線部に長尺方向に関するうねりがあっても、ブレード２の加圧方向に対して変位することで、ブレードホルダ１がうねりに倣って変形し、うねりを吸収する。よって、部品精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
また、加圧手段が積層構造のそれぞれの高弾性体部８を加圧することにより、ブレードホルダ１がよりうねりに倣って変形し易くなり、より効果的にうねりを吸収して長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。
また、積層構造の高弾性体部８は樹脂または金属からなり、低弾性体部９はゴムからなることにより、振動を吸収する効果が得られ、振動、異音が発生し難くなる。
また、ブレード２は１００％モジュラスが９Ｍｐａ以上のものを用いることで、ブレードの稜線部でのクリーニング角度の低下が抑制され、クリーニング性能の余裕度を向上させることができる。
また、ブレード２はブレードホルダ１によって突出し量が略ゼロで支持されていることにより、ブレードの撓みを抑制し、当接圧を高めて除去性能を向上させることができる。
また、トナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０である。このようなトナーを用いた場合、クリーニング装置には高い除去能力が必要となるので、特に有効である。
また、感光体ドラム４とクリーニング装置３０とを一体的に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジとすることにより、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１    ブレードホルダ
２    ブレード
３    加圧点
４    感光体ドラム
５    感光体ドラムの回転方向
８    高弾性体部
９    低弾性体部
１１  ブロック状の連結部材
２０  トナー像形成部
３０  クリーニング装置
４０  帯電装置
５０  現像装置
６０  中間転写ベルト
６６  ベルトクリーニング装置
７０  給紙部
９０  定着装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００７−０３３５０３号公報
【図１】
2010186158.tif 000005
【図２】
2010186158.tif 000006
【図３】
2010186158.tif 000007
【図４】
2010186158.tif 000008
【図５】
2010186158.tif 000009
【図６】
2010186158.tif 000010
【図７】
2010186158.tif 000011
【図８】
2010186158.tif 000012
【図９】
2010186158.tif 000013
【図１０】
2010186158.tif 000014
【図１１】
2010186158.tif 000015
【図１２】
2010186158.tif 000016
【図１３】
2010186158.tif 000017
【図１４】
2010186158.tif 000018