(57)【要約】【課題】像担持体に対する弾性部材の当接圧分布を均一化できて転写後残留現像剤のすり抜けを防止でき、画像欠陥のない良好なクリーニング性と耐久性を実現可能なクリーニング装置を提供する。【解決手段】支持部材１９と、支持部材１９に固定された弾性部材２０を備え、弾性部材２０の自由端側エッジ部を像担持体１の表面に当接させることで、像担持体１の表面から現像剤を除去するクリーニング装置６である。弾性部材２０の長手方向の中央部と端部における剛性を異ならせて、弾性部材２０の長手方向に渡る像担持体１に対する当接圧を均一にした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、当該支持部材に固定された弾性部材を備え、前記弾性部材の自由端側エッジ部を像担持体の表面に当接させることで、前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング装置において、
前記弾性部材の長手方向の中央部と端部における剛性を異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にしたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記弾性部材の長手方向の中央部と端部における自由長を異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にした請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記弾性部材の長手方向の中央部と端部における厚さを異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にした請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記弾性部材の長手方向の中央部と端部におけるヤング率を異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にした請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記弾性部材を、その長手方向の中央部側に配設された芯材と、それと異なるヤング率の部材で形成されると共に前記長手方向の端部側に配設された芯材と、前記各芯材の表面に渡って配設されると共に前記各芯材よりも小さいヤング率の部材によって形成された表層部材によって構成した請求項４に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記像担持体に対する前記弾性部材の当接圧の最大値と最小値の差を５Ｎ／ｍ以下とした請求項１から５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
前記像担持体に対する前記弾性部材の当接圧を１０Ｎ／ｍ〜６０Ｎ／ｍとした請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項８】
前記弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度を７０°〜８０°とした請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項９】
前記弾性部材の反発弾性を２０％〜５０％とした請求項１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項１０】
前記像担持体の表面の最大静止摩擦係数を０．５以下とした請求項１から９のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項１１】
像担持体と、当該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置を一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、
前記クリーニング装置として、請求項１から１０のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１２】
像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング装置として、請求項１から１０のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のプロセスユニットを備えた請求項１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置、そのクリーニング装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスは、帯電、露光、現像、転写、定着及びクリーニングの工程より成り立つが、最終工程のクリーニング工程においては、通常ブレードクリーニング方式が採用されている。
【０００３】
電子写真プロセスの一例を簡単に説明すると、まず帯電装置により各像担持体表面を一様に帯電させ、次いで、露光用光学系によりレーザビームを照射して各像担持体表面を露光し、像担持体上に静電潜像を形成する。該静電潜像は現像装置によりトナー（現像剤）を用いてトナー像として可視画像化される。次に、各像担持体上のトナー像を中間転写体に重ね合わせて転写し、重ね合わせ画像を転写紙に一括転写する。一括転写された転写紙は定着装置に送られ、転写紙上にトナー像が定着される。転写紙への転写後に、像担持体表面に残留したトナーは、クリーニング装置内のクリーニングブレードにより清掃除去される。
【０００４】
クリーニング装置に用いられるクリーニングブレードは、板状ブレード部材（弾性部材）とこれを支持する支持部材を有し、前記板状ブレード部材を感光ドラムなどの画像形成体（像担持体）に当接させ、その表面に残留するトナーを除去するのに用いられる（例えば、特許文献１、２参照）。板状ブレード部材としては、一般的には金属板上に樹脂層が設けられた積層体が用いられる。上記積層体における金属板としては、適度の機械的強度及び撓み性などを有するものであればよく、特に制限されず、様々な材料からなるものの中から、状況に応じて適宜選択して用いることができる。
【０００５】
なお、前記板状ブレード部材と一体化させる支持部材としては、該板状ブレード部材を画像形成体にしっかりと正確に押し付けなければならず、剛性が充分高く、寸法精度の良好なものであるという条件を満たすものであって、従来、電子写真装置における画像形成体用クリーニングブレードにおいて慣用されているものの中から適宜選択して用いることができる。
【０００６】
このように、金属板と積層構成とすることにより、板状ブレード部材の圧縮永久歪が低く、画像形成体に対して所定の面圧を与えることで、より安定したクリーニング性能を得ることができるとされている。
【特許文献１】特開２００４−１９９０４２号公報
【特許文献２】特開平８−２３４６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のクリーニング装置では、クリーニングブレードの長手方向端部への応力集中のため、長手方向の当接圧力の分布は中央部側で小さく、端部側で大きくなり、クリーニングブレード当接部と像担持体表面の摩擦によるクリーニングブレードの圧縮、復元の往復運動の顕著になる部位が生じ、これによって発生するクリーニングブレードと像担持体表面の部分的な微小空隙から転写後残留現像剤がすり抜けるクリーニング不良が発生していた。
【０００８】
転写後残留現像剤通過阻止力を上げるために、クリーニングブレードの像担持体表面への当接圧力を大きくすると、前記摩擦力も大きくなるため、クリーニングブレードの圧縮、復元の往復運動がより顕著になり、クリーニング不良が発生し易くなるのに加え、異常振動によるクリーニングブレードの鳴き、びびりが発生し易い。最悪の場合はクリーニングブレードが像担持体の回転方向に巻き込まれる現象が発生してしまう状況となる。
【０００９】
さらに、前記弾性体ブレードは金属板により剛体保持されるため、当接する弾性体部分による像担持体への押圧力が常時集中し、加えてクリーニングブレードと像担持体表面の摩擦力が増大すると、像担持体の感光層磨耗劣化が顕著になるので、特に長時間の使用や低温環境での使用において、像担持体の電位不良等による画像ノイズが発生する問題もあった。
【００１０】
本発明は、斯かる事情に鑑み、像担持体に対する弾性部材の当接圧分布を均一化できて転写後残留現像剤のすり抜けを防止でき、画像欠陥のない良好なクリーニング性と耐久性を実現可能なクリーニング装置、そのクリーニング装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、支持部材と、当該支持部材に固定された弾性部材を備え、前記弾性部材の自由端側エッジ部を像担持体の表面に当接させることで、前記像担持体の表面から現像剤を除去するクリーニング装置において、前記弾性部材の長手方向の中央部と端部における剛性を異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にしたものである。
【００１２】
弾性部材の長手方向の中央部と端部における剛性を異ならせることにより、弾性部材の長手方向に渡って像担持体に対する当接圧を均一にすることができるので、弾性部材と像担持体の表面間の良好な密着性を実現することができる。これにより、転写後の残留現像剤のすり抜けを抑制しやすくなる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記弾性部材の長手方向の中央部と端部における自由長を異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にしたものである。
【００１４】
弾性部材の長手方向の中央部と端部における自由長を異ならせることにより、弾性部材の長手方向の中央部と端部において剛性を異ならせることができる。これにより、弾性部材の長手方向に渡って像担持体に対する当接圧を均一にすることができ、弾性部材と像担持体の表面間の良好な密着性を実現することが可能となる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記弾性部材の長手方向の中央部と端部における厚さを異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にしたものである。
【００１６】
弾性部材の長手方向の中央部と端部における厚さを異ならせることにより、弾性部材の長手方向の中央部と端部において剛性を異ならせることができる。これにより、弾性部材の長手方向に渡って像担持体に対する当接圧を均一にすることができ、弾性部材と像担持体の表面間の良好な密着性を実現することが可能となる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記弾性部材の長手方向の中央部と端部におけるヤング率を異ならせて、当該弾性部材の長手方向に渡る前記像担持体に対する当接圧を均一にしたものである。
【００１８】
弾性部材の長手方向の中央部と端部におけるヤング率を異ならせることにより、弾性部材の長手方向の中央部と端部において剛性を異ならせることができる。これにより、弾性部材の長手方向に渡って像担持体に対する当接圧を均一にすることができ、弾性部材と像担持体の表面間の良好な密着性を実現することが可能となる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項４に記載のクリーニング装置において、前記弾性部材を、その長手方向の中央部側に配設された芯材と、それと異なるヤング率の部材で形成されると共に前記長手方向の端部側に配設された芯材と、前記各芯材の表面に渡って配設されると共に前記各芯材よりも小さいヤング率の部材によって形成された表層部材によって構成したものである。
【００２０】
中央部側に配設された芯材と端部側に配設された芯材を異なるヤング率の部材で形成したことによって、弾性部材の長手方向の中央部と端部においてヤング率を異ならせることができる。さらに、各芯材の表面に渡って各芯材よりも小さいヤング率の表層部材を配設したことによって、中央部側の芯材と端部側の芯材との境界における急激な剛性の変化を緩和させ、剛性を中央部から端部に向けてなだらかに変化させることができる。これにより、弾性部材の長手方向に渡ってなだらかに変化する当接圧力分布に対応して、弾性部材の剛性を変化させることができ、弾性部材の像担持体に対する当接圧を長手方向に渡ってより均一化することが可能となる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記像担持体に対する前記弾性部材の当接圧の最大値と最小値の差を５Ｎ／ｍ以下としたものである。
【００２２】
弾性部材の当接圧の最大値と最小値の差を５Ｎ／ｍ以下にすることで弾性部材と像担持体の当接部の圧力差による弾性部材のたわみを抑制することが可能となる。この結果、弾性部材と像担持体の密着性を弾性部材長手方向で安定して保持できる。このため部分的な微小空隙の発生を抑制し、良好なクリーニング性を実現することができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記像担持体に対する前記弾性部材の当接圧を１０Ｎ／ｍ〜６０Ｎ／ｍとしたものである。
【００２４】
弾性部材の当接圧を１０Ｎ／ｍ〜６０Ｎ／ｍとしたことにより、弾性部材と像担持体の表面の密着性が高くなる。このため、弾性部材と像担持体との間に生じる微小空隙の発生を抑制することができると共に、弾性部材や像担持体の経時的な摩耗や劣化が少ない良好なクリーニング性を実現することができる。
【００２５】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度を７０°〜８０°としたものである。
【００２６】
弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度を７０°〜８０°にすることで弾性部材の像担持体への当接時の弾性変形を抑制し、像担持体に対してシャープに当接されるため、良好なクリーニング性を長期間にわたり安定して得ることを実現できる。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記弾性部材の反発弾性を２０％〜５０％としたものである。
【００２８】
弾性部材の反発弾性を２０％〜５０％にすることで弾性部材と像担持体の摺擦時の摩擦による振動を吸収し、弾性部材及び支持部材（クリーニングブレード）の振動によるたわみを抑制し、現像剤のすり抜けを防止することで良好なクリーニング性を長期間に亘り安定して得ることを実現できる。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記像担持体の表面の最大静止摩擦係数を０．５以下としたものである。
【００３０】
像担持体の表面の最大静止摩擦係数を０．５以下としたことで、現像剤の像担持体への付着力を抑制することができる。これにより、現像剤が像担持体の表面に固着しにくくなるため、現像剤のすり抜けを防止でき、良好なクリーニング性を長期間に亘って安定して得ることが可能となる。
【００３１】
請求項１１の発明は、像担持体と、当該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置を一体に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、前記クリーニング装置として、請求項１から１０のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたものである。
【００３２】
これにより、像担持体とクリーニング装置を一体的に画像形成装置本体から着脱させることができ、メンテナンス作業及び交換作業が容易となる。また、プロセスユニットが請求項１から１０のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことによって、弾性部材と像担持体の表面間の良好な密着性を実現することができ、転写後の残留現像剤のすり抜けを抑制しやすくなる。
【００３３】
請求項１２の発明は、像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置として、請求項１から１０のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたものである。
【００３４】
画像形成装置が請求項１から１０のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えたことによって、弾性部材と像担持体の表面間の良好な密着性を実現することができ、転写後の残留現像剤のすり抜けを抑制しやすくなる。
【００３５】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、請求項１１に記載のプロセスユニットを備えたものである。
【００３６】
画像形成装置が請求項１１に記載のプロセスユニットを備えたことによって、像担持体とクリーニング装置を一体的に画像形成装置本体から着脱させることができ、メンテナンス作業及び交換作業が容易となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、弾性部材の長手方向に渡って像担持体に対する当接圧を均一にすることができる。この結果、弾性部材の当接部分での摩擦による振動、たわみ変形による弾性部材と像担持体との間の微小空隙の発生を抑制し、現像剤のすり抜けを抑制することが可能になり、良好なクリーニング性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態における画像形成装置の構成の概要を説明する。この画像形成装置は、複数の像担持体として、複数のドラム状の光導電性感光体（以下、感光体ドラムという）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを並置したフルカラー画像形成装置であり、この４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した画像を形成するものである。なお、色の順はこの限りではなく任意に設定することができる。
【００３９】
感光体ドラム１Ｙの周囲には、この感光体ドラム１Ｙの表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２Ｙと、帯電された感光体ドラム１Ｙの表面にレーザビーム３Ｙを照射して静電潜像を形成する図示しない露光用光学系と、静電潜像をトナー像に可視像化する現像装置４Ｙと、感光体ドラム１Ｙ上のトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト７に転写する１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｙと、転写後に感光体ドラム１Ｙ上に残留したトナーを除去するクリーニング装置６Ｙが配置されている。感光体ドラム１Ｙ、帯電装置２Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング装置６Ｙは、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスユニットとして一体に構成されている。
【００４０】
他の色（Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）についても同様の構成を有しており、符号に色別の欧文字を付して説明は省略する。図１では、ブラックの現像装置のみにおいて現像剤を表示し、他の現像装置においては省略している。また、中間転写ベルト７は、図示しない複数のローラ間に掛け回されて回転駆動されるようになっている。
【００４１】
上記中間転写ベルト７の外周面には、中間転写ベルト７に転写されたトナー像を転写紙に転写する２次転写手段としての２次転写ローラ８が当接している。また、この２次転写ローラ８と中間転写ベルト７の当接位置（二次転写ニップ）の図の上方には、転写紙にトナー像を定着させる定着装置９が配設されている。さらに、中間転写ベルト７の図の下方には、転写紙又はＯＨＰシート等の記録媒体を２次転写ローラ８と中間転写ベルト７の当接位置（二次転写ニップ）に供給する給紙装置（図示省略）が配設されている。また、図１において符号１０で示す二点鎖線は、前記給紙装置から送り出された転写紙等が搬送される経路を示す。
【００４２】
次に、図１を参照して上記画像形成装置の基本動作について説明する。なお、各感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ上にトナー像を形成する動作については、いずれの場合も同様の動作であるので、以下の動作説明において色の区別を示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの表示を省略する。
【００４３】
帯電ローラ２により感光体ドラム１の表面が一様に帯電される。次いで、露光用光学系によりレーザビーム３が照射され、感光体ドラム１の表面を露光して感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。現像装置４内の現像剤が感光体ドラム１の表面に移動し、感光体ドラム１上に可視画像（トナー像）が形成される。次に、中間転写ベルト７と感光体ドラム１との当接部において、当接部における中間転写ベルト７の内部に設けられた１次転写ロ−ラ５により、各感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト７に重ね合わせて転写される。転写されたトナー像は、中間転写ベルト７に当接した２次転写ローラ８によって、図示しない給紙装置から所定のタイミングで給紙された転写紙に一括転写された後、定着装置９に供給され、転写紙上にトナー像が定着される。定着を終えた転写紙は図示しないトレイに排出される。一方、感光体ドラム１の表面に残留した現像剤は、クリーニング装置６内の後述するクリーニングブレードにより清掃除去される。
【００４４】
以下、本実施形態における上記感光体ドラム１について説明する。
本発明の構成として、像担持体として使用する有機電子写真感光層は単層構成であっても、電荷発生層と電荷輸送層との積層構成であってもよい。電荷発生層は、電荷発生物質又は電荷発生物質と結着樹脂から構成され、膜厚は０．０５μｍ〜３μｍの範囲が好ましい。電荷発生物質としては、例えばシーアイピグメントブルー２５（カラーインデックスＣＩ２１１８０）、シーアイピグメントレッド４１（ＣＩ２１２００）、シーアイシッドレッド５２（ＣＩ４５１００）、シーアイベーシックレッド３（ＣＩ４５２１０）、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルベンゼン骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などのアゾ顔料；例えばシーアイピグメントブルー１６（ＣＩ７４１００）などのフタロシアニン系顔料；例えばシーアイバットブラウンＣＩ７３４１０）、シーアイバットダイ（ＣＩ７３０３０）などのインジゴ系顔料；アルゴールスカーレット５（バイエル社製）、インダスレンスカーレットＲ（バイエル社製）などのペリレン系顔料、スクエリック染料、六方晶Ｓｅ粉末などが挙げられる。
【００４５】
これらの電荷発生物質をテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロルエタンなどの溶媒と共に、ボールミル、アトライター、サンドミルなどの方法で粉砕、分散する。この時、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどの樹脂を結着剤として加えてもよい。
【００４６】
電荷輸送物質としては、主鎖又は側鎖にアントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネンなどの多環芳香族化合物又はインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物を有する化合物、トリフェニルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、α−フェニルスチルベン化合物などが使用される。これら電荷輸送物質をポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート多環芳香族化合物又はインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾールなどの含窒素環式化合物を有する化合物、トリフェニルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、α−フェニルスチルベン化合物などが使用される。これら電荷輸送物質をポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレートジオキサン、ジクロルエタンなどの溶剤に溶解して電荷輸送層形成液を調製し、スプレー塗工し、予備乾燥を経た後本乾燥して電荷輸送層を形成する。
【００４７】
これまでは有機電子写真感光層が電荷発生層と電荷輸送層との積層タイプとしたもので説明してきたが、有機電子写真感光層はもちろん単層のものであってもよい。また、必要に応じて導電性支持体とそれに隣接する電荷輸送層又は電荷発生層の間に下引き層を設けることもできる。
【００４８】
その場合、電荷発生層の結着樹脂として挙げた樹脂の中から選ばれた材料を用いることができ、さらに酸化チタン等の白色顔料やスルホン酸又はスルホン酸のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のアニオン系導電性ポリマーを添加することもできる。この時下引き層の上に積層される層の形成液に使用される溶剤に溶解しない材料を選択することが好ましい。
【００４９】
図２に各色におけるクリーニング装置の拡大詳細図を示す。
図２に示すように、クリーニング装置６は、トナー回収ケース１１と、このトナー回収ケース１１内に設けられた支点軸１２を中心に感光体ドラム（被クリーニング部材）１に対して接近離間する方向に回動可能な可動部材１３と、この可動部材１３に装着されたクリーニングブレード１４と、可動部材１３を介してクリーニングブレード１４に感光体ドラム１に対する押圧力（当接力、圧接力）を生じさせる付勢手段としての引張りバネ１５と、クリーニングブレード１４により感光体ドラム１の表面から掻き取られたトナーをトナー回収ケース１１内で移送する移送手段としてのスクリュ１６を有している。
【００５０】
可動部材１３は、支点軸１２に回動可能に支持されたアーム１７と、このアーム部１７に一体に設けられた平板状のベース１８を有する。クリーニングブレード１４は、感光体ドラム１の軸方向に沿って長手状に配設された板状の弾性部材２０と、その弾性部材２０を長手方向に渡って固定すると共に前記ベース１８に取り付けられた平板状でＬ字形の支持部材１９によって構成されている。弾性部材２０は、支持部材１９の感光体ドラム１側に、重ね合わせ状態に固定（貼り付け、接合の概念を含む）されている。また、引張りバネ１５は、ベース１８の支持部材１９を固定した端部と反対側の端部に係止されている。
【００５１】
引張りバネ１５の付勢力によってクリーニングブレード１４の弾性部材２０を感光体ドラム１に対して圧接させた際、図３に示すように、弾性部材２０の支持部材１９との接合面から突出したエッジ部２０ａは、矢印方向に回転する感光体ドラム１の表面に所定の接触角θをもって圧接（当接）される。
【００５２】
図４に、クリーニングブレード１４が感光体ドラム１の表面に当接している状態を示す。符号Ｔは、感光体ドラム１の表面上の残留トナーを示している。弾性部材２０のエッジ部２０ａは当接圧力により弾性変形し、感光体ドラム１の表面に密着する。このように、弾性部材２０のエッジ部２０ａで感光体ドラム１上の現像剤を阻止することによって、感光体ドラム１の表面から現像剤が除去される。
【００５３】
図５に本発明に係るクリーニングブレードの第１の実施形態を示す。
第１の実施形態では、支持部材１９の弾性部材２０を固定した側の端面１９ａは、その長手方向の中央部において、図示しない感光体ドラム１側に凸となる円弧状に形成されている。一方、弾性部材２０の支持部材１９から突出した端面２０ｂは、その長手方向において図示しない感光体ドラム１の軸方向と平行な直線状に形成されている。従って、弾性部材２０の長手方向における中央部の自由長Ｌ１と、端部の自由長Ｌ２の間に、Ｌ１＜Ｌ２の関係が成立するように形成されている。ここでいう「自由長」とは、弾性部材２０が支持部材１９から露出（突出）している部分の長さである。また、支持部材１９の端面１９ａを凸となる円弧状に形成しているため、弾性部材２０の自由長は中央部から端部へ渡ってなだらかに増加（漸増）している。なお、上記中央部の自由長Ｌ１と端部の自由長Ｌ２は、クリーニング性能や耐久性を向上させると共に、摩擦による鳴き・びびり・捲れなどを抑制するために、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
図６に上記クリーニングブレードの第２の実施形態を示す。
第２の実施形態では、弾性部材２０の長手方向における中央部の厚さＴ１と端部の厚さＴ２との間に、Ｔ１＞Ｔ２の関係が成立するように形成されている。また、弾性部材の厚さは、長手方向の中央部から両端部に向かってなだらかに減少（漸減）するように構成されている。
【００５５】
図７に上記クリーニングブレードの第３の実施形態を示す。
第３の実施形態では、弾性部材２０を、３つの芯材２１，２２，２３と、これら芯材２１，２２，２３の図の上面と下面の両表面に配設された２つの表層部材２４，２５によって構成している。３つの芯材２１，２２，２３のうち、弾性部材２０の長手方向の中央部側に配設された芯材２２は、長手方向の両端部側に配設された芯材２１，２３とは、異なるヤング率の部材で形成されている。この実施形態では、長手方向の中央部側に配設されている芯材２２のヤング率Ｅ１は６９ｋｇ／ｃｍ２であり、長手方向の端部側に配設されている芯材２１，２３のヤング率Ｅ２は５５ｋｇ／ｃｍ２である。すなわち、中央部側の芯材２２のヤング率Ｅ１と端部側の芯材２１，２３のヤング率Ｅ２との間に、Ｅ１＞Ｅ２の関係が成立するようにしている。なお、中央部側の芯材２２のヤング率Ｅ１と、端部側の芯材２１，２３のヤング率Ｅ２は、上記、６９ｋｇ／ｃｍ２と５５ｋｇ／ｃｍ２に限らず適宜変更可能である。
【００５６】
２つの表層部材２４，２５は、各芯材２１，２２，２３よりも小さいヤング率の部材によって形成されている。また、図７に示す実施形態では、各芯材２１，２２，２３の図の上面と下面の両表面に渡ってそれぞれ表層部材２４，２５が配設されているが、各芯材２１，２２，２３の図示しない感光体ドラム１と対向する面（図の下面）にのみ、表層部材を配設してもよい。
【００５７】
以下、上記第１〜第３の各実施形態のクリーニングブレードを使用した場合の作用・効果について説明する。
【００５８】
まず、図５において説明した第１の実施形態の作用・効果について説明する。
第１の実施形態は、弾性部材２０の中央部の自由長Ｌ１を端部の自由長Ｌ２よりも小さくしているので、弾性部材２０の中央部における剛性が端部における剛性よりも大きくなる。これにより、従来、小さくなる傾向にあった弾性部材２０の中央部における感光体ドラムに対する当接圧を、それよりも大きくすることができ、その結果、弾性部材２０の長手方向に渡って感光体ドラムに対する当接圧を均一にすることができる。
【００５９】
また、従来のクリーニングブレードの当接圧力分布は、弾性部材２０の長手方向の中央から端部にかけてなだらかな曲線となっている。そのため、弾性部材２０の長手方向に渡る剛性は、前記当接圧力分布に対応して変化させることが好ましい。そこで、第１の実施形態では、弾性部材２０の自由長を中央部から端部へ渡ってなだらかに増加（漸増）させることによって、弾性部材２０の剛性を中央部から端部へ渡ってなだらかに低下させることが可能である。これにより、弾性部材２０の長手方向に渡る当接圧をより均一化することが可能となる。
【００６０】
また、本発明者は、上記第１の実施形態のクリーニングブレードを使用して、感光体ドラムのクリーニング実験を行った。クリーニングブレードの弾性部材２０としては、板厚２．０ｍｍで硬度７５°、反発弾性３５％のポリウレタンゴムを用いた。支持部材１９として、ＳＵＳ板を使用した。ＪＩＳ１級１５０ｍｍ金尺にて弾性部材２０の自由長を測定したところ、中央部における自由長Ｌ１＝６．０ｍｍ、端部における自由長Ｌ２＝７．０ｍｍであった。このように構成したクリーニングブレードの弾性部材２０のエッジ部２０ａを感光体ドラムの回転方向接線に対し当接角θ＝２５°で当接させ、ロードセルによって弾性部材２０の感光体ドラムに対する圧接線圧を測定したところ、５４Ｎ／ｍであった。また、シート型圧力分布測定システム（ＮＩＴＴＡ製）にてクリーニングブレード長手方向の圧接線圧分布を測定したところ、最大値と最小値の差が４Ｎ／ｍであった。
【００６１】
トナーについては、高画質化を考慮する上で小径化傾向が進んでおり、体積平均粒径において７．０μｍ以下（コールター製マルチサイザーＩＩＩ測定値）が好ましいという理由から、堆積平均粒径６．７μｍのものを使用した。また感光体ドラムにおいてはオイラーベルト式摩擦係数測定方法により、クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触部（当接部）における摩擦力および振動を抑えるため、静止摩擦係数が０．５以下となる感光体を使用した。
【００６２】
画像面積率２．５％のトナー像を形成し、上記のような装置を用いて２００００枚の転写残トナーをクリーニングした後、感光体ドラム上にベタの未転写トナー像を作成して、クリーニング性と信頼性の評価を実施したところ、クリーニングブレードを通過するトナーの発生は無く、画像欠陥の無い良好な画像が得られることが確認された。さらに本実験における線圧条件下では、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間の摩擦による鳴き、びびり、捲れの発生も無かった。
【００６３】
次に、図６において説明した第２の実施形態の作用・効果について説明する。
第２の実施形態は、弾性部材２０の中央部の厚さＴ１を端部の厚さＴ２よりも大きくしているので、弾性部材２０の中央部における剛性が端部における剛性よりも大きくなる。これにより、従来、小さくなる傾向にあった弾性部材２０の中央部における感光体ドラムに対する当接圧を、それよりも大きくすることができ、その結果、弾性部材２０の長手方向に渡って感光体ドラムに対する当接圧を均一にすることができる。
【００６４】
また、弾性部材２０の長手方向に渡る剛性を、中央部から端部にかけてなだらかに変化する当接圧力分布に対応して変化させるために、弾性部材２０の厚さを中央部から端部へ渡ってなだらかに減少（漸減）させることが好ましい。これにより、弾性部材２０の長手方向に渡る当接圧をより均一化することが可能となる。
【００６５】
また、本発明者は、上記第２の実施形態のクリーニングブレードを使用して、感光体ドラムのクリーニング実験を行った。支持部材１９としてＳＵＳ板を使用し、クリーニングブレードの弾性部材２０としてはポリウレタンゴムを用いた。弾性部材２０の厚さをＪＩＳ１級１５０ｍｍ金尺にて測定したところ、中央部における厚さＴ１＝２．０ｍｍ、端部における厚さＴ２＝１．８ｍｍであった。また、この場合、弾性部材２０の中央部における硬度は７５°、反発弾性は３５％であった。このクリーニングブレードをクリーニング構成に組み込んで、上記第１の実施形態と同様のクリーニング実験を実施したところ、トナーのすり抜けや、クリーニングブレードの鳴き、びびり、捲れが発生せず、画像欠陥の無い良好な画像が得られた。本実験においては、クリーニングブレードの特性以外の条件は、第１の実施形態における実験条件に合わせ、ロードセルによってクリーニングブレード（弾性部材２０）の感光体ドラムに対する圧接線圧を測定したところ、５６Ｎ／ｍであった。また、シート型圧力分布測定システムにてクリーニングブレード長手方向の圧接線圧分布を測定したところ、最大値と最小値の差は３Ｎ／ｍとなっていた。
【００６６】
また、図７において説明した第３の実施形態の作用・効果について説明する。
第３の実施形態は、弾性部材２０の長手方向の中央部側に配設した芯材２２のヤング率を、端部側に配設した芯材２１，２３のヤング率よりも大きくしているので、弾性部材２０の中央部における剛性が端部における剛性よりも大きくなる。これにより、従来、小さくなる傾向にあった弾性部材２０の中央部における感光体ドラムに対する当接圧を、それよりも大きくすることができ、その結果、弾性部材２０の長手方向に渡って感光体ドラムに対する当接圧を均一にすることができる。
【００６７】
また、弾性部材２０の長手方向に渡る剛性を、中央部から端部にかけてなだらかに変化する当接圧力分布に対応して変化させるために、弾性部材２０のヤング率を中央部から端部へ渡ってなだらかに減少（漸減）させることが好ましい。このため、図７に示す第３の実施形態では、各芯材２１，２２，２３の表面に渡って、各芯材２１，２２，２３よりもヤング率の小さい表層部材２４，２５を配設している。これにより、中央部側の芯材２２と端部側の芯材２１，２３との境界における急激な剛性の変化を緩和させ、剛性を中央部から端部に向けてなだらかに変化させることができる。また、表層部材２４，２５を配設することで、弾性部材２０を製作する際に芯材２１，２２，２３同士の間に発生する微小な隙間や段差による当接圧への影響を解消することが可能である。このように、各芯材２１，２２，２３の表面に表層部材２４，２５を配設することによって、弾性部材２０の長手方向に渡る当接圧をより均一化することが可能となる。また、図７に示す実施形態においては、芯材に用いる材料は二種類の材料として例示したが、中央部に近づくほど段階的にヤング率が大きくなるように、三種類以上の材料を用いて芯材を構成することもできる。その場合は、より滑らかにヤング率の分布を調整することができるという利点がある。
【００６８】
また、本発明者は、上記第３の実施形態のクリーニングブレードを使用して、感光体ドラムのクリーニング実験を行った。支持部材１９にはＳＵＳ板を使用し、弾性部材２０を構成する各芯材２１，２２，２３及び各表層部材２４，２５にポリウレタンゴムを使用した。弾性部材２０の長手方向の中央部側に配設した芯材２２と表層部材２４，２５との積層部分において、自由長７.０ｍｍ、板厚２．０ｍｍ、みかけ硬度（芯材２２と表層部材２４，２５との積層状態でのゴム硬度）８０°、反発弾性５０％とした。また、端部側に配設した芯材２１，２３と表層部材２４，２５との積層部分においては、自由長７.０ｍｍ、板厚２．０ｍｍ、みかけ硬度（各芯材２１，２３と表層部材２４，２５との積層状態でのゴム硬度）７０°、反発弾性２０％とした。
【００６９】
このようなクリーニングブレードを用いて、クリーニングブレードの特性以外の実験条件を上記第１、第２の実施形態における実験条件と同一とした上で、第１、第２の実施形態と同様のクリーニング実験を実施したところ、トナーのすり抜けや、クリーニングブレードの鳴き、びびり、捲れは発生しなかった。また、本実験において、クリーニングブレードの特性以外の条件は、第１及び第２の実施形態における実験条件に合わせ、ロードセルによってクリーニングブレード（弾性部材２０）の感光体ドラムに対する圧接線圧を測定したところ、６０Ｎ／ｍであった。また、シート型圧力分布測定システムにてクリーニングブレード長手方向の圧接線圧分布を測定したところ、最大値と最小値の差は５Ｎ／ｍであった。
【００７０】
本発明に係る第１から第３の実施形態を用いたクリーニング実験によれば、クリーニングブレード１４の感光体ドラム１への当接圧力が１０Ｎ／ｍ以上の場合において、クリーニングブレード１４を通過するトナーの発生が無い。さらに望ましくは、特に小粒径の現像剤や円形度の高い現像剤を使用した場合にもクリーニングブレード１４（弾性部材２０）のエッジ部２０ａにおける現像剤阻止力が高くなり、良好なクリーニング性を長期に亘って実現できるように、当接圧力は２０Ｎ／ｍ以上とするとよい。また、クリーニングブレード１４の当接圧力分布が均一であると、クリーニングブレード１４と感光体ドラム１の表面の間に形成される微小空隙の発生を抑制することができ、当接圧力がほぼ均一であればクリーニングブレード１４の当接圧力を小さく設定することができるため、クリーニングブレード１４の磨耗劣化を抑制することができる。更にはクリーニングブレード１４の摩擦による振動を吸収すれば、クリーニングブレード１４と感光体ドラム１表面との当接部分が安定し、良好なクリーニング性を長期に亘って維持することができる。以上のような、クリーニングブレード１４と感光体ドラム１との表面の摺動性の観点から、本クリーニング実験においては、感光体ドラム１に対する弾性部材２０の当接圧の最大値と最小値の差は５Ｎ／ｍ以下、弾性部材２０の硬度はＪＩＳ−Ａ規格で７０°以上８０°以下、弾性部材２０の反発弾性は２０％以上５０％以下、感光体ドラム１の表面の最大静止摩擦係数は０．５以下とし、この範囲においては良好なクリーニング性が実現され得ることを確認した。
【００７１】
なお、一般的なクリーニング装置は、クリーニングブレードの長手方向の中央部において感光体ドラムに対する当接圧が小さくなるため、弾性部材２０の圧縮、復元の往復運動が顕著となる端部において現像剤のすり抜けが発生する傾向にある。そのため、上記本発明の各実施形態では、弾性部材２０の中央部の剛性を端部の剛性よりも大きくして、弾性部材２０の長手方向に渡って感光体ドラムに対する当接圧を均一にするようにしている。しかし、反対に、クリーニングブレードの端部における当接圧が小さいことに起因して現像剤のすり抜けが発生する場合は、弾性部材２０の端部の剛性を中央部の剛性よりも大きくすることにより、弾性部材２０の長手方向に渡って感光体ドラムに対する当接圧を均一にすることが可能である。
【００７２】
本発明によれば、弾性部材２０の長手方向に渡って感光体ドラム１に対する当接圧を均一にすることができるので、弾性部材２０と感光体ドラム１の表面間の良好な密着性を実現することが可能となる。この結果、弾性部材２０の当接部分での摩擦による振動、たわみ変形による弾性部材２０と感光体ドラム１との間の微小空隙の発生を抑制し、現像剤のすり抜けを抑制することが可能になり、良好なクリーニング性を実現することができる。
【００７３】
また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明の構成を、像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）の表面をクリーニングするクリーニング装置に適用することも可能である。また、上記各実施形態では、クリーニングブレード１４を可動部材１３で支持し、引張りバネ１５で付勢する構成としたが、支持部材を平板状としてトナー回収ケース１１の上端部に固定し、所定の当接圧を得る従来の取り付け方式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るクリーニング装置の拡大詳細図である。
【図３】感光体ドラムに対するクリーニングブレードの接触角を示す図である。
【図４】クリーニングブレードの弾性部材が感光体ドラムの表面に当接している状態の要部拡大図である。
【図５】クリーニングブレードの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図６】クリーニングブレードの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図７】クリーニングブレードの第３の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    感光体ドラム
６    クリーニング装置
１４  クリーニングブレード
１９  支持部材
２０  弾性部材
２１  芯材
２２  芯材
２３  芯材
２４  表層部材
２５  表層部材
Ｌ１  自由長
Ｌ２  自由長
Ｔ１  厚さ
Ｔ２  厚さ
【図１】
2010102027.tif 000003
【図２】
2010102027.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010102027.tif 000008
【図７】
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