(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに永久伸びの値が異なる材質からなる複数の層によって構成される積層構造のブレード部材と、
該ブレード部材の一端を保持する保持部材とを有し、
該ブレード部材の他端の先端稜線部であるエッジ部を表面移動する被清掃体の表面に当接させて、該被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置において、
上記ブレード部材を上記被清掃体に当接させた状態での初期線圧に対する１６０時間放置後の線圧の割合である線圧低下率が９０［％］以上であり、
該ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層は、他の層に比べて高硬度で永久伸びの値が大きく、且つ、２３［℃］における１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］のゴム材料によって形成され、
上記他の層は、上記エッジ層に比べて低硬度で永久伸びの値が小さく、且つ、２３［℃］における１００％モジュラスの値が小さいゴム材料によって形成されることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクリーニング装置において、
上記ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層を形成する材料の、０［℃］〜５０［℃］の範囲の温度変化における反発弾性率の最大値と最小値との差が３０［％］以下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、
上記エッジ層を形成する材料の、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、
上記ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層以外の層であるバックアップ層を形成する材料の、０［℃］〜５０［℃］の範囲の温度変化における反発弾性係数の最大値と最小値との差が３０［％］以下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１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、
上記ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層以外の層であるバックアップ層を形成する材料の、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、
上記被清掃体の表面に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
表面移動する潜像担持体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、
該潜像担持体を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング手段と、該潜像担持体とを一体に支持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６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
表面移動する像担持体上に形成した画像を中間転写体に転写し、この画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、
該中間転写体を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング手段と、該中間転写体とを一体に支持した中間転写ユニットにおいて、
上記クリーニング手段として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする中間転写ユニット。
【請求項９】
表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録体に転移させる画像形成装置において、
上記像担持体上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
上記画像を形成するトナーの形状係数ＳＦ１が１００以上１５０以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
表面移動部材する記録体搬送部材の表面に担持された記録体上に画像を形成する画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、
該記録体搬送部材を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段と、該記録体搬送部材とを一体に支持した記録体搬送ユニットにおいて、
上記クリーニング手段として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする記録体搬送ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面移動部材の表面上の付着物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、プロセスカートリッジ、中間転写ユニット及び記録体搬送ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、電子写真方式のものやインクジェット方式のものなど種々のものが知られており、表面移動部材を備えているものが多い。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体（像担持体）、中間転写ベルト等の中間転写体（像担持体）、紙搬送ベルト等の記録体搬送部材などの表面移動部材を備えたものが知られている。また、インクジェット方式の画像形成装置では、紙搬送ベルト等の記録体搬送部材などの表面移動部材を備えたものが知られている。一般に、このような表面移動部材の表面に不要な付着物が付着すると種々の不具合を引き起こすことから、表面移動部材を被清掃体としてその表面から不要な付着物を除去するクリーニング手段が必要となる。被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング手段としては、板状に成型したウレタンゴム等の弾性部材からなるブレード部材を用いたブレードクリーニング方式（特許文献１乃至３等）のものがある。
【０００３】
ブレードクリーニング方式のクリーニング装置では、装置の枠体に固定された金属等の剛性の高い材料からなる保持部材によってブレード部材を保持し、ブレード部材の一端を被清掃体の表面に押しつけてこの表面上の付着物を除去する。このようなブレードクリーニング方式のクリーニング装置は、構成が簡単でコストが安価であり、かつ付着物の除去性能にも優れていることから、広く利用されている。
【０００４】
ブレードクリーニング方式のクリーニング装置では、高い除去性能を得るためにブレード部材が被清掃体の表面に対して高い当接圧力で当接することが求められ、経時で安定した除去性能を得るために初期の当接状態を維持するが求められる。
しかし、ブレード部材全体が一様な弾性材料から構成される単層構造のブレード部材では、当接圧力を高くすることと、初期の当接状態を維持するととを両立することが困難である。これは、以下の理由による。
すなわち、比較的硬度の高い弾性材料からなる単層構造のブレード部材を用いると、被清掃体と当接するエッジ部における変形が小さく、当接面積が広くなることを抑制できるため、当接圧力を高く設定することができ、クリーニング性能の向上を図ることが出来る。しかし、硬度が高い弾性材料は一般的に永久伸びの値が大きくなる。ブレード部材はその一端を被清掃体の表面に押しつけられ撓んだ状態で被清掃体に当接している。このとき、永久伸びの値が大きい弾性材料からなるブレード部材を長期に渡って被清掃体に当接させ続けると、ブレード部材が撓んだ形状に永久変形する、所謂ヘタリが発生し、初期の当接状態と異なる当接状態になり、クリーニング不良の原因となる。
一方、比較的硬度の低い弾性材料からなる単層構造のブレード部材を用いた場合、硬度が低い弾性材料は一般的に永久伸びの値が小さいため、ブレード部材を長期に渡って被清掃体に当接させ続けてもヘタリが生じ難く、初期の当接状態を維持することができる。しかし、硬度が低い単層構造のブレード部材を用いると、被清掃体と当接するエッジ部における変形が大きく、当接面積が広くなるため当接圧力が低くなり、除去性能が不十分となる。
このように、単層構造のブレード部材では、当接圧力を高くすることと、初期の当接状態を維持することとを両立することが困難であり、高い除去性能を経時で安定して得ることは困難である。
【０００５】
特許文献３には、それぞれ硬度が異なる弾性材料からなる二層の積層構造のブレード部材を用いるクリーニング装置が記載されている。このクリーニング装置のブレード部材は、被清掃体と接触するエッジ部を備えるエッジ層を硬度が高い材質によって形成させ、被清掃体と接触しないバックアップ層を硬度が低い材質によって形成されている。エッジ層の硬度が高いことで、上述した比較的硬度の高い弾性材料からなる単層構造のブレード部材と同様に、当接するエッジ部における変形が小さく、当接面積が広くなることを抑制できるため、当接圧力を高く設定することができる。さらに、被清掃体と接触しないバックアップ層は硬度が低く、永久伸びの値が小さいため、硬度の高い単層構造のブレード部材よりもヘタリが生じ難く、初期の当接状態を維持することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３のクリーニング装置が備えるブレード部材の概略図を図８に示す。図８は、硬度が高い弾性材料からなるエッジ層１及び硬度が低い弾性材料からなるバックアップ層２からなる二層の積層構造のブレード部材５と、ブレード部材５を保持するブレードホルダ３との説明図である。
図８に示すブレード部材５では、ブレードホルダ３によって保持される保持位置５ａからエッジ部１ｅ側のブレード部材５の先端までの全域に渡って永久伸びの値が大きいエッジ層１が存在する。このため、ブレード部材５が被清掃体に押しつけられ撓んだ状態では、ヘタリが生じ難いバックアップ層２だけでなく、ヘタリが生じ易いエッジ層１も撓んだ状態となり、ブレード部材５を長期に渡って被清掃体に当接させ続けると、エッジ層１のみに大きなヘタリが生じることがある。
エッジ層１にヘタリが生じるとエッジ層１は撓んだ状態の形状で形を維持しようとするため、ヘタリが生じていない、または、ヘタリが小さいバックアップ層２に対して撓む方向の力が働き、バックアップ層２と同じ材質のみからなる単層構造のブレード部材よりも経時での当接状態の変化が生じ易い。
このため、硬度が高いエッジ層１と硬度が低いバックアップ層２とからなる二層の積層構造のブレード部材５を用いた構成であっても、エッジ層１とバックアップ層２の材料の組合せによっては、初期のクリーニング性能を十分に維持することができない場合があった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の層によって構成される積層構造のブレード部材を用いた構成で、初期のクリーニング性能を十分に維持することができるクリーニング装置、並びに、これを備える画像形成装置、プロセスカートリッジ、中間転写ユニット及び記録体搬送ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、互いに永久伸びの値が異なる材質からなる複数の層によって構成される積層構造のブレード部材と、該ブレード部材の一端を保持する保持部材とを有し、該ブレード部材の他端の先端稜線部であるエッジ部を表面移動する被清掃体の表面に当接させて、該被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置において、上記ブレード部材を上記被清掃体に当接させた状態での初期線圧に対する１６０時間放置後の線圧の割合である線圧低下率が９０［％］以上であり、該ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層は、他の層に比べて高硬度で永久伸びの値が大きく、且つ、２３［℃］における１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］のゴム材料によって形成され、上記他の層は、上記エッジ層に比べて低硬度で永久伸びの値が小さく、且つ、２３［℃］における１００％モジュラスの値が小さいゴム材料によって形成される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に記載のクリーニング装置において、上記ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層を形成する材料の、０［℃］〜５０［℃］の範囲の温度変化における反発弾性率の最大値と最小値との差が３０［％］以下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、上記エッジ層を形成する材料の、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満である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乃至３のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、上記ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層以外の層であるバックアップ層を形成する材料の、０［℃］〜５０［℃］の範囲の温度変化における反発弾性係数の最大値と最小値との差が３０［％］以下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１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、上記ブレード部材の複数の層のうち上記エッジ部を備えるエッジ層以外の層であるバックアップ層を形成する材料の、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満であ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１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、上記被清掃体の表面に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、表面移動する潜像担持体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該潜像担持体を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング手段と、該潜像担持体とを一体に支持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６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、表面移動する像担持体上に形成した画像を中間転写体に転写し、この画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該中間転写体を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング手段と、該中間転写体とを一体に支持した中間転写ユニットにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録体に転移させる画像形成装置において、上記像担持体上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用い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９の画像形成装置において、上記画像を形成するトナーの形状係数ＳＦ１が１００以上１５０以下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、表面移動部材する記録体搬送部材の表面に担持された記録体上に画像を形成する画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該記録体搬送部材を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段と、該記録体搬送部材とを一体に支持した記録体搬送ユニットにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
【０００９】
表１及び表２を用いて後述する本発明者らの実験の結果、被清掃体に当接させた状態で所定の時間経過したときの線圧低下率が９０［％］以上となるブレード部材であれば、初期のクリーニング性能を十分に維持することが出来ることを確認した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブレード部材を被清掃体に当接させた状態での線圧低下率が９０［％］以上となるように各層を形成する材料や層厚を選択することにより、複数の層によって構成される積層構造のブレード部材を用いた構成で、初期のクリーニング性能を十分に維持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】
【００１１】
【図１】実施形態に係るクリーニング装置のブレード部材が感光体に当接する部分の説明図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタに設けられるプロセスカートリッジを示す概略構成図。
【図４】実施形態に係るクリーニング装置が備えるブレード部材とブレードホルダとの説明図。
【図５】測定器の斜視説明図。
【図６】測定器の側方説明図。
【図７】反発弾性係数の温度変化のプロファイルのグラフ。
【図８】従来の二層の積層構造のブレード部材とブレードホルダとの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を、画像形成装置としてのプリンタに適用した一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態における画像形成装置であるプリンタ１００を示す概略構成図である。
プリンタ１００は、フルカラー画像を形成するものであって、画像形成部１２０、二次転写装置１６０及び給紙部１３０から主として構成されている。なお、以下の説明において、添え字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋは、それぞれ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。
【００１３】
画像形成部１２０には、図中左側から順に、イエロートナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｙ、シアントナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｃ、マゼンタトナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｍ、ブラックトナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｂｋが設けられている。これらのプロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）は、略水平方向に並べて配置されている。
【００１４】
二次転写装置１６０には、複数の支持ローラに掛け渡された中間転写体である無端状の中間転写ベルト１６２と、一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）と、二次転写ローラ１６５とから主に構成されている。中間転写ベルト１６２は、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）の上方で、各プロセスカートリッジに設けられた表面移動する像担持体である潜像担持体としてのドラム状の感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）の表面移動方向に沿って配置されている。中間転写ベルト１６２は、感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）の表面移動に同期して表面移動する。また、各一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）は、中間転写ベルト１６２の内周面側に配置されており、これらの一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）により中間転写ベルト１６２の下側に位置する外周面（表面）が各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）の外周面（表面）に弱圧接している。
【００１５】
各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト１６２に転写する構成及び動作は、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）について実質的に同一である。ただし、カラー用の３つのプロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に対応した一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ）についてはこれらを上下に揺動させる図示しない揺動機構が設けられている。揺動機構は、カラー画像が形成されないときに感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に中間転写ベルト１６２を接触させないように動作する。
【００１６】
中間転写ユニットである二次転写装置１６０は、プリンタ１００の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ１００の画像形成部１２０を覆っている図２中の紙面手前側の前カバー（不図示）を開き、二次転写装置１６０を図２中の紙面奥側から手前側へスライドさせることで、プリンタ１００の本体から二次転写装置１６０を取り外すことができる。二次転写装置１６０をプリンタ１００の本体に装着する場合には、取り外し作業とは逆の作業をすればよい。
なお、中間転写ベルト１６２における二次転写ローラ１６５よりも表面移動方向下流側であってプロセスカートリッジ１２１Ｙの上流側には、二次転写後の残留トナー等の中間転写ベルト１６２上に付着した付着物を除去するための中間転写ベルトクリーニング装置１６７を設けている。中間転写ベルトクリーニング装置１６７は、中間転写ベルト１６２と一体に支持された状態で二次転写装置１６０として、プリンタ１００本体に対して着脱自在に構成されている。
【００１７】
二次転写装置１６０の上方には、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）に対応したトナーカートリッジ１５９（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）が略水平方向に並べて配置されている。
また、プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）の下方には、帯電された感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）の表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成する露光装置１４０が配置されている。
また、露光装置１４０の下方には、給紙部１３０が配置されている。給紙部１３０には、記録材としての転写紙を収容する給紙カセット１３１及び給紙ローラ１３２が設けられており、レジストローラ対１３３を経て中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間の二次転写ニップ部に向けて所定のタイミングで転写紙を給送する。
また、二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には定着装置９０が配置されており、この定着装置９０の転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部１３５が配置されている。
【００１８】
図３は、プリンタ１００が備えるプロセスカートリッジ１２１を示す概略構成図である。
ここで、各プロセスカートリッジ１２１の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを省略して、プロセスカートリッジ１２１の構成及び動作について説明する。
プロセスカートリッジ１２１は、感光体１０と、感光体１０の周りに配置されたクリーニング装置３０、帯電装置４０及び現像装置５０とを備えている。
【００１９】
クリーニング装置３０は、感光体１０の回転軸方向に長尺な弾性部材であるブレード部材（以下、ブレード部材５という。）におけるその長尺方向に延びる一辺（当接辺）をエッジ部として感光体１０の表面に押しつけて、感光体１０表面上の転写残トナー等の不要な付着物を引き離し除去する。そして、ブラシローラ２９によってブレード部材５の当接位置の感光体１０の表面移動方向上流側から排出スクリュ４３に向けて跳ね飛ばし、排出スクリュ４３によってクリーニング装置３０の外に排出する。本実施形態において、ブラシローラ２９の繊維材質は導電性のＰＥＴを使用している。クリーニング装置３０についての詳細な説明は後述する。
【００２０】
なお、クリーニング装置３０には潤滑剤塗布装置を設けてもよい。潤滑剤塗布装置としては、固形潤滑剤と、固形潤滑剤を支持する潤滑剤支持部材と、固形潤滑剤及び感光体１０の両方に接触して回転するブラシローラ２９とで構成されたものを利用できる。このような潤滑剤塗布装置では、ブラシローラ２９により固形潤滑剤から削り取った粉末状の潤滑剤をブラシローラ２９により感光体１０の表面に塗布する。また、ブラシローラ２９によって感光体１０の表面に潤滑材を塗布する構成の場合、ブラシローラ２９よりも感光体１０の表面移動方向下流側に、感光体１０の表面に当接するように塗布ブレードを配置してもよい。この塗布ブレードは、その先端部が感光体１０の表面に当接する状態で塗布ブレードホルダに支持され、感光体１０の表面に塗布された潤滑剤を均してその厚さを均一にするためのものである。
【００２１】
帯電装置４０は、感光体１０に当接するように配置された帯電ローラ４１と、この帯電ローラ４１に当接して回転する帯電ローラクリーナ４２とから主として構成されている。
現像装置５０は、感光体１０の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものであり、現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ５１を備える。現像装置５０は、この現像ローラ５１と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ５２と、攪拌された現像剤を現像ローラ５１に供給しながら搬送する供給スクリュ５３と、から主として構成されている。
【００２２】
以上のような構成を有する４つのプロセスカートリッジ１２１は、それぞれ単独でサービスマンやユーザにより着脱・交換が可能となっている。また、プリンタ１００から取り外した状態のプロセスカートリッジ１２１については、感光体１０、帯電装置４０、現像装置５０、クリーニング装置３０が、それぞれ単独で新しい装置との交換が可能に構成されている。なお、プロセスカートリッジ１２１は、クリーニング装置３０で回収した転写残トナーを回収する廃トナータンクを備えていてもよい。この場合、更に、プロセスカートリッジ１２１において廃トナータンクが単独で着脱・交換が可能な構成とすれば利便性が向上する。
【００２３】
次に、プリンタ１００の動作について説明する。
プリンタ１００では、不図示のオペレーションパネルやパーソナルコンピュータ等の外部機器からプリント命令を受け付けると、まず、感光体１０を図中矢印Ａの方向に回転させ、帯電装置４０の帯電ローラ４１によって感光体１０の表面を所定の極性に一様帯電させる。帯電後の感光体１０に対し、露光装置１４０は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザービーム光を色ごとに照射し、これによって各感光体１０の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。各静電潜像に対し、各色の現像装置５０の現像ローラ５１から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。次いで、一次転写ローラ１６１にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することによって、中間転写ベルト１６２を挟んで感光体１０と一次転写ローラ１６１との間に一次転写電界を形成し、一次転写ローラ１６１で中間転写ベルト１６２を弱圧接することで一次転写ニップを形成する。これらの作用により、各感光体１０上のトナー像は中間転写ベルト１６２上に効率よく一次転写される。中間転写ベルト１６２上には、各感光体１０で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。
【００２４】
中間転写ベルト１６２上に一次転写された積層トナー像は、給紙カセット１３１内に収容されている転写紙が給紙ローラ１３２やレジストローラ対１３３等を経て所定のタイミングで給送される。そして、二次転写ローラ１６５にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより、転写紙を挟んで中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間に二次転写電界を形成し、転写紙上に積層トナー像が転写される。積層トナー像が転写された転写紙は定着装置９０に送られ、熱及び圧力で定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙ローラによって排紙収納部１３５に排出、載置される。一方、一次転写後の各感光体１０上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置３０のブレード部材５によって掻き取られ、除去される。
【００２５】
次に、本発明の特徴部分であるクリーニング装置３０について詳しく説明する。
図１は、クリーニング装置３０のブレード部材５が感光体１０に当接する部分を感光体１０の回転軸方向から見たときの説明図である。
【００２６】
クリーニング装置３０は、複数の層から構成される弾性体をクリーニングブレードとして使用した積層構造のブレード部材５と、ブレード部材５の一端を保持するブレードホルダ３とを有する。ブレード部材５は、複数層として互いに永久伸びの値が異なる材質からなるエッジ層１及びバックアップ層２の二つの層によって構成されており、被清掃体である感光体１０と当接する層がエッジ層１であり、エッジ層１の背面の層がバックアップ層２である。そして、クリーニング装置３０は、ブレード部材５のブレードホルダ３によって保持される保持位置５ａ側とは反対側の端部のエッジ部１ｅを図１中の矢印Ａ方向に表面移動する感光体１０の表面に当接させて、感光体１０の表面をクリーニングする構成である。エッジ部１ｅを備えるエッジ層１はバックアップ層２に比べて永久伸びの値が大きい材質によって形成されている。
【００２７】
図４は、図１に示すブレード部材５とブレードホルダ３との説明図である。
図４中のＥはエッジ層１の層厚、Ｂはバックアップ層２の層厚、Ｌ０は自由長の長さを示しており、Ｌ１は、ブレード部材５全体の厚さを示している。
エッジ層１には、永久伸びが大きく、１００％モジュラスの値が大きい材料を用い、バックアップ層２にはエッジ層１に比べて永久伸びが小さく、１００％モジュラスの値が小さい材料を用いる。
そして、エッジ層１とバックアップ層２とをあわせた積層構造のブレード部材５は、クリーニング装置３０に組み付けた状態での、線圧低下率が９０［％］以上となるように適宜エッジ層１及びバックアップ層２の厚さを調整する。
また、感光体１０に対するブレード部材５の食込み量ｄ［ｍｍ］や当接圧ｆ［ｇ／ｃｍ］、当接角度α[°]などの設定は、エッジ層１とバックアップ層２と合わせたブレード部材５の材料物性を測定し、それに応じて設定すればよい。
例えば、ｄは０＜ｄ＜１．５、ｆは１０≦ｆ≦８０、αは５≦α≦２５の範囲で適宜設定すればよい。
具体的な二層構造のブレード部材５の実施例としては、後述する実験例に示したブレード（６）〜（９）及び（１２）〜（１４）を挙げることができる。
【００２８】
上述のように、感光体１０と当接するエッジ層１には、高硬度で、１００％モジュラスの値が高い材料を用いる。これは、感光体１０と当接させたときに、ニップ幅が不必要に大きくなることがなく、近年の小粒径で円形度の高いトナーを阻止するのに必要な高いピーク圧力を得ることが出来るからである。また、画像パターンが異なることによって発生するブレードと感光体との間の摩擦力の変動に対しても、高硬度で１００％モジュラスの値が高い材料を用いることで、ニップ幅の変動が小さく、当接圧力、ピーク圧力の変動を抑制することが出来る。このため、クリーニング性能の変動を抑え、安定したクリーニング性能を維持することが出来る。
【００２９】
一方、バックアップ層２には、エッジ層１に比べて低硬度で、１００％モジュラスの値が小さく、永久伸び値が小さな材料を用いる。
エッジ層１に用いるのに適した高硬度で、１００％モジュラスの値が大きく、永久伸びの値が大きい材質のみからなるブレード部材では、そのヘタリによって経過時間や環境の変化によって安定した線圧を維持できなかった。これに対して、バックアップ層２に低硬度で、１００％モジュラスの値が小さく、永久伸びの値が小さい材質を用いることで、ブレード全体のヘタリを抑制する構成である。
感光体１０と当接するエッジ層１には永久伸びが２［％］以上で１００％モジュラスの値が高い材料を用い、バックアップ層２には永久伸びが２［％］以下の材料を用いることにより、小粒径、球形の重合トナーに対しても、ヘタリの発生がなく、初期から長期にわたって良好なクリーニング性能を維持することが出来る。
【００３０】
〔実験例〕
本実験では、構成が異なる複数のブレード部材を用意し、各ブレード部材を感光体に当接させた状態で、長時間放置し、初期線圧に対して経時の線圧がどの程度低下するかについて検討した。
実験に用いた１４種類のブレード部材であるブレード（１）〜（１４）の構成を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0005633775.tif 000002
【００３２】
表１における単層構造（ブレード全体でゴム材料の組成が一様）のブレード部材であるブレード（１）〜（５）としては、厚さが１.８［ｍｍ］、自由長が７.２［ｍｍ］のものを用いた。
また、本実験に用いた二層構造のブレード部材であるブレード（６）〜（１４）は、図４に示すように、エッジ層の層厚Ｅが０．５［ｍｍ］、バックアップ層の層厚Ｂが１.３［ｍｍ］で、ブレード部材５全体の厚さＬ１が１.８［ｍｍ］、自由長Ｌ０が７.２［ｍｍ］のものを用いた。
【００３３】
ブレード（１）は、円形度が０．９６程度で低く、粒径が５〜６［μｍ］程度の異形トナーをクリーニングするときに使用されてきた従来のブレード部材である。
ブレード（２）〜（５）はブレード（１）に比べて、小粒径で円形度の高いトナーに対するクリーニング性能を高めるために、ブレード部材と感光体との間の当接部の当接圧力、ピーク圧力を高めるために有効な高硬度で１００％モジュラスの値が大きい材料Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを単層で用いたブレード部材である。
ブレード（６）〜（１４）は二層構造のブレード部材で、エッジ層に高硬度で１００％モジュラスの値が大きい材料Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用い、バックアップ層にエッジ層より低硬度で１００％モジュラスの値が小さく、永久伸びが小さい材料を用いている。
【００３４】
ここで、１００％モジュラスの値が大きいほど、ブレード先端稜線（エッジ部）が感光体との間に働く摩擦力によって変形する量が少なく、不必要にニップ幅が広がることがなく、当接圧力ＵＰ、ピーク圧力ＵＰに有効である。また、画像パターン変動によって発生するブレードと感光体との間の摩擦力の変動に対しても、ニップ幅が変動し難く、当接圧力、ピーク圧力を安定して維持することが出来るメリットもある。
一方、永久伸びが大きい材料ほど、ブレード部材のヘタリが大きくなり、経時の圧力低下の原因となる。
【００３５】
上記表１の線圧低下率[％]は、各ブレード（１）〜（１４）をブレード部材５として、プロセスカートリッジ１２１（感光体ユニット：ＡＩＯ）に組み付けた状態（実際に画像形成動作可能なＡＩＯ）で、組付け直後からの線圧を１６０時間連続して測定し、組付け直後の線圧に対して、１６０時間後の線圧がどの程度変化しているかの割合を示している。
具体的には、（１６０時間放置後の線圧）／（初期線圧）×１００で求まる値である。
なお、ブレード部材の線圧低下率の測定は、そのブレード部材を用いる感光体ユニットに組み付けて測定を行う。このため、本実施形態とは異なる構成の感光体ユニットであっても、その感光体ユニットにブレード部材を組み付けることで、同様の評価を行うことができる。
【００３６】
また、従来使用されているブレード（１）では、組付け直後から１６０時間放置すると、線圧の低下が十分に飽和しており、実際のオフィス環境下での使用にあたってもヘタリによるクリーニング不良等の問題発生がない。従って、ブレード（２）〜（１４）について、１６０時間放置後の線圧低下率がブレード（１）と同等であれば、ヘタリによるクリーニング不良の発生はなく、実際のオフィス環境下で使用したときにも、ヘタリによる圧力低下、クリーニング性能の低下は発生しないと判断することが出来る。
【００３７】
図５及び図６は、線圧を測定する測定器２００の説明図である。
組み付け状態におけるブレードの当接による線圧を測定する測定器２００は、感光体１０に相当する径で、ブレード部材５のエッジ層１が接する場所に設けた受け台１０２を備える。受け台１０２は、長手方向に三分割された構成であり、ロードセル１０１にブレード部材５の作用力を伝える。ロードセル１０１は三つの受け台１０２のそれぞれに接触するように配置されており、ロードセル１０１としては、例えば、ＫＹＯＷＡ製ＬＭＡ−Ａ-１〇Ｎを用いることが出来る。また、測定器２００は、ロードセル１０１に作用する力を表示するためのパネル１０３を備える。パネル１０３としては、例えばＫＹＯＷＡ製計装パネルＷＧＡ−６５０を用いることが出来る。さらに、ロードセル１０１で測定される測定値を時系列に記録するためのロガー１０４（パーソナルコンピュータでのロギング）を用意し、実際の使用に即したレイアウトでブレード部材を組み付ける。そして、記録された測定値について、ブレード組み付け時を初期値として、その値と所定の経過時間時の測定値とを比較することで、線圧の低下率を算出する。
図示の例では、測定に用いる受け台１０２を３分割しているが、受け台１０２の分割数は任意で良い。
【００３８】
表１に示すブレード（１）〜（１４）の異形トナーと球形トナーに対するクリーニング性能を評価した。この評価結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
0005633775.tif 000003
【００４０】
表２に示す異形トナーとは、円形度０.９６程度で、粒径約６［μｍ］の重合トナーであり、球形トナーとは円形度０.９８以上で、粒径約４［μｍ］の重合トナーである。
【００４１】
または、本実験では、感光体上に潤滑剤を塗布しており、感光体上に形成される画像のトナーの量が多いほど潤滑剤がトナーに取られて、ブレード部材と感光体との間の摩擦係数μが大きくなり、感光体上のトナーの量が少ないと潤滑剤があまり減少しないため、摩擦係数μがあまり大きくならない。
そして、表２中の「低μ」は、５％チャートの画像を連続入力した条件である。トナーの入力量は通常であるため、ブレード部材と感光体との間の摩擦力は通常となる、長手方向での摩擦力変動はほとんどない。
一方、表２中の「高μ」は、縦帯２０％チャートの画像を連続入力した条件である。トナーの入力量が多いため、ブレード部材と感光体との間の摩擦力は大きくなり、長手方向での摩擦力変動が大きく、クリーニング性が低下し易い条件である。
【００４２】
表１に示す各ブレードの１００％モジュラスの値、永久伸び値、及び線圧低下率と、表２のクリーニング性結果について以下に説明する。
表２に示すクリーニング性評価では、５％チャートを連続入力した低μ条件と、縦帯２０％チャートを連続入力した高μ条件とについて、初期から８０Ｋ（８万枚）まで通紙を行い、紙上に発生したクリーニング不良、及び感光体表面上の在留トナー量の程度により「◎」、「○」、「×」に分類した。また、トナー種類については、異形トナーと球形トナーに２種類について実施した。
ここで、クリーニング性能について、初期とは、通紙枚数１枚目〜１０００枚目までの１０００枚のサンプルについて以下の判定を行った。また、８０Ｋとは、８万枚通紙を行い、７９００１枚目〜８００００枚目の１０００枚のサンプルについて以下の判定を行った。
「◎」：紙上に顕在化したクリーニング不良なし、感光体表面上の残留トナーなし
「○」：紙上に顕在化したクリーニング不良なし、感光体表面上に残留トナーあり
「×」：紙上に顕在化したクリーニング不良あり、感光体表面上に残留トナーあり
【００４３】
＜単層ブレード＞
ブレード（１）は、円形度が０．９６以下、粒径約５〜６［μｍ］の所謂異形トナー用に従来から採用されているブレード部材で、単層材料Ａの１００％モジュラスの値の値は３．５［ＭＰａ］程度、永久伸びは０．９５［％］であり、線圧低下率は９３．７［％］となった。
表２に示すように、異形トナーに対して低μ条件では初期から８０Ｋまでクリーニング性能良好で、「◎」である。また、高μ条件では、初期、８０Ｋのいずれも「○」となった。高μ条件で「○」となった理由は、高μ条件下ではピーク圧力が低下し、クリーニング性能が低下したと考えられる。
しかし、球形トナーに対しては低μ初期でクリーニング不良が発生し、「×」である。これは、１００％モジュラスの値が低く、球形トナーをクリーニングするために必要なピーク圧力を得られないためである。
【００４４】
ブレード（２）は、単層材料Ｂで、１００％モジュラスの値は５．３［ＭＰａ］程度、永久伸びは２．１［％］であり、線圧低下率が９１［％］となった。ブレード（１）に比べて、永久伸びが悪化しているため、線圧低下率が悪化している。しかし、表２に示すように、異形トナーに対して低μ初期から８０Ｋまでクリーニング性能は良好で、「◎」であり、高μ初期も「◎」となっている。１００％モジュラスの値を大きくしたことにより、ブレード（１）に比べて高μ初期時にもピーク圧力が高く維持されているためである。
しかし、ブレード（１）同様に、球形トナーに対しては初期でクリーニング不良が発生し、「×」である。
【００４５】
ブレード（３）は、単層材料Ｃで、１００％モジュラスの値は５．９［ＭＰａ］程度、永久伸びは２．３［％］であり、線圧低下率が８８［％］となった。ブレード（１）及び（２）に比べて１００％モジュラスの値を大きくしており、低μ初期、高μ初期では球形トナーに対して画像上は問題のないクリーニング性が得られており、「○」である。これは、１００％モジュラスの値を５．９［ＭＰａ］程度とすることにより、球形トナーをクリーニングするために必要なピーク圧力が得られた結果である。一方、８０Ｋでは球形トナーのクリーニング性が「×」となっている。これは、線圧低下率が８８［％］に低下していることから判るように、１００％モジュラスの値を高めた結果、永久伸び値が悪化し、所謂ヘタリにより、初期のピーク圧力維持できなくなった結果である。
一方、異形トナーに対しては線圧低下率８８［％］であっても、８０Ｋでクリーニング性が「◎」であり、ヘタリによってピーク圧力が低下した場合でも、十分クリーニング出来ることがわかる。
【００４６】
ブレード（４）は、単層材料Ｄで、１００％モジュラスの値は７．５［ＭＰａ］程度、永久伸びは２．８６［％］であり、線圧低下率が８４［％］となった。ブレード（３）に比べて永久伸び値が大きい分、線圧低下率は８４［％］に悪化している。球形トナーに対するクリーニング性は、低μ初期で「◎」、高μ初期で「○」、低μ８０Ｋではヘタリの影響で「×」となっている。
【００４７】
ブレード（５）は、単層材料Ｅで、１００％モジュラスの値は１２［ＭＰａ］程度、永久伸びは４．９［％］であり、線圧低下率が７５［％］となった。初期では低μ、高μの両条件で良好なクリーニング性であり、「◎」となった。これは、１００％モジュラスの値が大きい材料を用いることで、高μ条件においてもニップ幅が広くならず、高いピーク圧力を維持出来るからである。
一方、単層であるため、ヘタリの影響によって線圧低下率が７５［％］と著しく悪化している。その結果、低μ８０Ｋでもクリーニングが「×」となった。
【００４８】
以上、ブレード（１）〜（５）の結果から、初期的に球形トナーに対して、紙上に顕在化しない程度にクリーニング性を確保するためには、感光体と当接する部分のゴム材料としては、ピーク圧力を高められる１００%モジュラスの値が５．９〜１２［ＭＰａ］の材料を用いる必要があることがわかる。一方、線圧低下率がいずれも８８［％］を下回っており、単層では経時でピーク圧力を維持できないことがわかる。
【００４９】
＜二層ブレード＞
ブレード（６）は、エッジ層のゴム材料Ｃ（１００％モジュラスの値は５．９［ＭＰａ］、永久伸びは２．３［％］）、バックアップ層にはブレード（３）における線圧低下率の改善目的でゴム材料Ｇ（１００％モジュラスの値は３．５［ＭＰａ］、永久伸びは１．２［％］）を設けている。線圧低下率は９１．１［％］となり、ブレード（３）に比べて大幅に改善している。また、低μ８０Ｋで「◎」、高μ８０Ｋで「○」となり、ヘタリによるクリーニング性低下は改善されている。
【００５０】
ブレード（７）は、エッジ層のゴム材料Ｄ（１００％モジュラスの値は７．５［ＭＰａ］、永久伸びは２．８６［％］）、バックアップ層にはブレード（４）における線圧低下率の改善目的でゴム材料Ｇ（１００％モジュラスの値は３．５［ＭＰａ］、永久伸びは１．２［％］）を設けている。線圧低下率は９０．１［％］となり、ブレード（４）に比べて大幅に改善している。また、低μ８０Ｋで「◎」、高μ８０Ｋで「○」となり、ヘタリによるクリーニング性低下は改善されている。
【００５１】
ブレード（８）及び（９）は共に、エッジ層にゴム材料Ｆ（１００％モジュラスの値は１０［ＭＰａ］、永久伸びは４．３［％］）を用いている。そして、バックアップ層にはブレード（８）では、ゴム材料Ｊ（１００％モジュラスの値は４．３［ＭＰａ］、永久伸びは０．９２［％］）を用い、ブレード（９）では、ゴム材料Ｈ（１００％モジュラスの値は２．３［ＭＰａ］、永久伸びは０．３２［％］）を用いている。
線圧低下率は各々９０．２［％］及び９０．７［％］で、ブレード（８）及び（９）共に低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋでクリーニング性「◎」となっており、ヘタリによる線圧低下は解消されている。ブレード（６）に比べてエッジ層に１００％モジュラスの値が大きい材料を設けることで、高μ条件でもピーク圧力が十分維持されている。
【００５２】
ブレード（１０）、（１１）、（１２）、（１３）及び（１４）は、エッジ層にゴム材料Ｅ（１００％モジュラスの値は１２［ＭＰａ］、永久伸びは４．９［％］）を用いている。そして、バックアップ層には１００％モジュラスの値、永久伸びが異なる５種類のゴム材料Ｉ、Ｊ、Ｈ、Ｋ及びＬを設けた。そして、５種類のブレード部材について、各々、線圧低下率、及び球形トナーのクリーニング性能を評価した。
ブレード（１０）及び（１１）では、バックアップ層の永久伸びが１．５９［％］及び０．９２［％］、線圧低下率が８０．５［％］及び８１．９［％］で大幅に９０［％］を下回っており、低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋではヘタリによる圧力低下によってクリーニング不良が発生し、「×」となっている。
ブレード（１２）は線圧低下率が８９．７［％］、低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋでクリーニング性能が「○」となった。
ブレード（１３）及び（１４）では線圧低下率が９０．５［％］、９１．２［％］、低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋでクリーニング性能が「◎」となった。
【００５３】
以上、二層構成ブレード（６）〜（１４）の検討結果から、初期から経時に渡って球形トナーに対して良好なクリーニング性を得られる構成をまとめる。
ブレード（６）及び（７）の検討結果から、球形トナーに対して初期、８０Ｋ時にクリーニング性能「○」以上を得るには、エッジ層に１００％モジュラスの値が５．９［ＭＰａ］以上のゴム材料を用いる。また、エッジ層の１００％モジュラスの値を７．５［ＭＰａ］に高め、低μ初期、低μ８０Ｋ時のクリーニング性能を「◎」に改善した場合にも、線圧低下率を９０．１［％］（９０［％］）以上となるようにバックアップ層を構成すれば、８０Ｋ時にもクリーニング性能「○」以上を得ることが出来る。
すなわち、球形トナーに対して初期、８０Ｋ時にクリーニング性能「○」以上を得るには、エッジ層に１００％モジュラスの値が５．９［ＭＰａ］以上のゴム材料を用い、線圧低下率を９０［％］以上となるようにバックアップ層を構成する。
【００５４】
ブレード（８）及び（９）の検討結果から、球形トナーに対して、低μ初期、高μ初期、低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋの何れの条件でもクリーニング性能「◎」を得るには、エッジ層に１００％モジュラスの値が１０［ＭＰａ］以上のゴム材料を用い、線圧低下率が９０［％］以上となるようにバックアップ層を構成する。
すなわち、エッジ層の１００％モジュラスの値をブレード（６）及び（７）に比べて高めた分、バックアップ層の１００％モジュラスの値を低め、また永久伸び値のより小さな材料（実験例では０．９２［％］以下）を用いることにより、線圧低下率が９０［％］以上となるように構成する。
【００５５】
ブレード（１３）及び（１４）の検討結果から、エッジ層に１００％モジュラスの値が１２［ＭＰａ］のゴム材料を用いた場合にも、線圧低下率が９０［％］以上となるようにバックアップ層を構成することにより、低μ初期、高μ初期、低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋの何れの条件でもクリーニング性能「◎」を得ることが出来る。具体的には、永久伸びが０．２［％］以下の材料をバックアップ層に用いている。
また、ブレード（１２）の検討結果から、１００％モジュラスの値が１２［ＭＰａ］のゴム材料をエッジ層に用いた、バックアップ層に永久伸び０．３２［％］の材料を用いると、線圧低下率は８９．７［％］で、９０［％］をわずかに下回るが、低μ８０Ｋ、高μ８０Ｋでクリーニング性能「○」以上が得られている。
【００５６】
以上から、少なくとも初期、経時に渡ってクリーニング性能「○」以上を得るには、エッジ層に１００％モジュラスの値が５．９［ＭＰａ］（約６．０［ＭＰａ］）以上のゴム材料を用い、線圧低下率が８９．７［％］（約９０［％］）以上となるようにバックアップ層の１００％モジュラスの値、永久伸びの値を選択する。
また、初期のクリーニング性能「◎」、経時のクリーニング性能「○」を得るには、エッジ層に１００％モジュラスの値が１０［ＭＰａ］以上のゴム材料を用い、線圧低下率が９０［％］以上となるようにバックアップ層の１００％モジュラスの値、永久伸び値を選択する。
【００５７】
以上、二層構成のブレード（６）〜（９）及び（１２）〜（１４）の検討結果から、球形トナーに対しては、エッジ層として１００％モジュラスの値が７．５［ＭＰａ］以上の材料を用い、バックアップ層には線圧低下率が８９．７［％］（約９０［％］）以上となるように低永久伸びの材料を組み合わせることにより、ヘタリを防ぎ、初期から経時に渡って球形トナーに対する良好なクリーニング性能を得ることが出来る。
【００５８】
以上、少なくとも二層以上の層から構成されるゴム材料を用いたブレード部材において、感光体と当接するエッジ層に永久伸びの大きなゴム材料を用いた場合に、バックアップ層にエッジ層よりも永久伸び値が小さなゴム材料を用い、線圧低下率が９０［％］以上となるように構成することにより、ヘタリによる当接圧力の低下なく、初期から経時に渡って良好なクリーニング性を維持することが出来る。
【００５９】
また、本実施形態のブレード部材５としては、エッジ層１の粘弾性特性の環境変動を抑えることが望ましい。
このため、エッジ層１に用いるゴム材料は、反発弾性係数の変動が小さいゴム材料とする。
図７は、従来のブレード部材に使用されて来たゴム材料（実線）と、本実施形態のブレード部材５のエッジ層１に用いるゴム材料（破線）について、反発弾性係数の温度変化のプロファイルを模式的に示している。実線で示されるゴム材料では、０［℃］から５０［℃］の間で反発弾性が約６０［％］変化している。一方、破線で示す本実施形態のエッジ層１に用いるゴム材料では、０［℃］から５０［℃］の間で反発弾性係数が約３０［％］の変化に抑えられている。
【００６０】
トナーの除去性能やブレード磨耗に起因する耐久性能はエッジに使用されるゴム材料の反発弾性係数に大きく影響される。実線で示す従来のブレード部材で使用されてきたゴム材料の場合には、温度変化によって大きく反発弾性係数が異なるため、温度変化によるトナー除去性能の変動、低下が大きく、また、使用温度環境によって耐久性能、寿命が大きく変動してしまうという不具合が発生しやすい。
使用温度環境によってブレード部材の耐久性能、寿命が変動すると、次のような問題が生じる。すなわち、プロセスカートリッジ１２１のように、感光体ユニットとしてブレード部材と他の部材とを一体的に交換可能とした構成で、使用温度環境によってブレード部材の耐久性能、寿命が低下すると、他の部材は寿命に到達していないにも係わらず、感光体ユニットを交換する必要がある。一方、使用温度環境によってブレード部材の耐久性能、寿命が向上すると、ブレード部材はまだ使える状態でも他の部材の寿命に合わせて感光体ユニットを交換する必要がある。
【００６１】
一方、破線で示すように、エッジ層１に使用するゴム材料として、反発弾性係数の温度変化の小さい材料を用いることにより、環境変動に対して安定したトナー除去性能が得られ、また使用温度環境による耐久性能の変動も発生し難い。
これにより、ブレード部材５の部材寿命を感光体ユニットを構成する他の部材に合わせ易くなる。
【００６２】
このように、エッジ層１の反発弾性係数の温度変化が小さくすることに加え、バックアップ層にもエッジ層同様（１００％モジュラスの値、永久伸び値はエッジ層よりも小さく設定する）に、反発弾性係数の温度変化が小さい材料を用いることにより、環境変動に対する安定したトナー除去性能や、安定した耐久性能を得ることが出来る。
すなわち、反発弾性係数の温度依存性が低ければ、温度依存に寄らず安定したクリーニングが行えるため、経時に渡って安定したクリーニング性を維持することが出来る。
【００６３】
また、エッジ層１及びバックアップ層２に用いるゴム材料としては、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満のものを用いる。これにより、１０［℃］という低温環境でも、エッジ層１及びバックアップ層２がゴム材料として機能し、所望のクリーニング性を得ることが出来る。また、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満のゴム材料としては、ｔａｎδピーク温度が５［℃］未満の材料であれば５［℃］以上の環境下、ｔａｎδピーク温度が−２０［℃］未満の材料であれば−２０［℃］以上の環境下、でエッジ層１及びバックアップ層２がゴム材料として機能し、所望のクリーニング性を得ることが出来る。すなわち、エッジ層１及びバックアップ層２に用いるゴム材料のｔａｎδピーク温度の値が低ければ低いほどより低温環境下での使用が可能になる。
【００６４】
上述した実施形態では、永久伸びの値が大きいエッジ層１と永久伸びの値が小さいバックアップ層２からなる積層構造のブレード部材５を備えるクリーニング装置３０は、感光体１０を被清掃体としてその表面の付着物を除去する構成である。本実施形態と同様のブレード部材を備えたクリーニング装置の被清掃体としては、感光体に限るものではない。例えば、中間転写ベルト１６２を被清掃体として、中間転写ベルトクリーニング装置１６７のクリーニング部材として、ブレード部材５と同様のものを用いることが出来る。さらに、被清掃体としては感光体１０や中間転写ベルト１６２のようなトナー像担持体に限るものではなく、未転写のトナー像が形成された記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルトを清掃体として、記録媒体搬送ベルトのクリーニング装置のクリーニング部材としてもブレード部材５と同様のものを用いることが出来る。また、記録媒体搬送ベルトを備える画像形成装置としては、電子写真方式のものに限らず、インクジェット方式のものであって、記録媒体搬送ベルトのクリーニング装置のクリーニング部材としてもブレード部材５と同様のものを用いることが出来る。
さらに、ブレード部材５はカウンター方式で感光体１０に当接する構成であるが、当接方式としては、トレーリング方式でも適用可能である。
【００６５】
以上、本実施形態のクリーニング装置３０は、互いに永久伸びの値が異なる材質からなる複数の層によって構成される積層構造のブレード部材５と、ブレード部材５の一端を保持する保持部材であるブレードホルダ３とを有する。クリーニング装置３０は、ブレード部材５の他端の先端稜線部であるエッジ部１ｅを表面移動する被清掃体である感光体１０の表面に当接させて、感光体１０の表面をクリーニングする構成である。このようなクリーニング装置３０で、ブレード部材５を感光体１０に当接させた状態で所定の方法で測定する線圧低下率が９０［％］となるように各層を形成する材料や層厚を選択することにより、複数の層によって構成される積層構造のブレード部材５を用いた構成で、初期のクリーニング性能を十分に維持することができる。
【００６６】
また、クリーニング装置３０は、ブレード部材５の複数の層のうちエッジ部１ｅを備えるエッジ層１は、他の層であるバックアップ層２に比べて永久伸びの値が大きい材質によって形成される。
このように、少なくとも二層以上の層から構成される弾性体をブレード部材５として用いる積層ブレードにおいて、像坦持体である感光体１０と当接するエッジ層１に高硬度で、１００％モジュラスの値が大きい材料を用いる。そして、少なくとも一層以上の層から構成されるバックアップ層２に、エッジ層１よりも低硬度で、１００％モジュラスの値が小さく、永久伸び値が小さな材料を用い、ブレード部材５の線圧低下率を９０［％］以上となるように構成することにより、初期から長期に渡ってヘタリによる当接条件、当接圧力の変動がなく、小粒径で円形度の高いトナーに対する良好なクリーニング性能を長期に渡って維持することが出来る。
【００６７】
また、従来、粉砕トナーや円形度が低く、粒径が約６［μｍ］以上の重合トナーをクリーニングするために用いられるブレード部材では、単層のゴム材料を用い、その１００％モジュラスの値は約５［ＭＰａ］以下で、永久伸びは約１．５［％］以下であることが一般的であった。
一方、硬度が高く、１００％モジュラスの値の大きいウレタンゴム材料をもちいることで、感光体等の像坦持体との当接領域における当接圧力を上げることが出来、小粒径、球形の重合トナーをクリーニングすることができる。しかし、１００％モジュラスの値が大きいウレタンゴム材料は、一般的に永久伸びが大きくなる傾向がある。
そのため、従来から使用されてきた自由長を有し、単層のウレタンゴム材料を保持部材である金属製の支持板で支持するタイプのブレード部材に、１００％モジュラスの値が大きい材料を用いた場合には、所謂ヘタリが発生しやすく、初期のクリーニング性能が維持できず、長期に渡るクリーニング性能の維持が困難な場合があった。
【００６８】
一方、本実施形態のクリーニング装置３０では、小粒径、球形の重合トナーをクリーニングするために、被清掃体との当接領域における当接圧力を上げる目的で、被清掃体と当接する部分（エッジ層１）に高硬度で、１００％モジュラスの値が大きい材料を使用している。ここで、エッジ層１は、１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］以上のゴム材料であることが望ましい。
１００％モジュラスの値の高い材料を使用した際に課題となるヘタリを防止するため、エッジ層１の背面（被清掃体とは反対側）にゴム材料の組成が異なるバックアップ層２を設けている。このバックアップ層２に用いる材料には、エッジ層１に比べて低硬度で、１００％モジュラスの値が小さく、永久伸びが小さい材料を使用する。
【００６９】
このような、エッジ層１に比べてバックアップ層２が低硬度、低１００％モジュラスの値、低永久伸びとなる組合せに加えて、線圧低下率が９０［％］以上となるようにバックアップ層２の材料を適宜選択する。
これにより、ヘタリによるクリーニング性能の低下を抑制し、エッジ層１に永久伸びが大きく、１００％モジュラスの値の高い材料を用いた場合にも、初期から長期に渡って小粒径、球形の重合トナーに対して、良好なクリーニング性能を維持することが出来る。
【００７０】
また、クリーニング装置３０では、ブレード部材５のエッジ層１を形成する材料として、２３［℃］における１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］となるゴム材料を用いている。これにより、感光体１０に対するブレード部材５の当接圧力を上げることが出来、小粒径、球形の重合トナーをクリーニングすることができる。
【００７１】
また、クリーニング装置３０では、ブレード部材５のエッジ層１を形成する材料として、０［℃］〜５０［℃］の範囲の温度変化における反発弾性率の最大値と最小値との差が３０［％］以下となるゴム材料を用いている。このように、エッジ層１の反発弾性の温度依存性を小さくすることにより、使用環境によるトナー除去性能の変化、低下を防ぎ、安定したトナー除去性能、及び安定した耐久性能を得ることが出来る。
【００７２】
また、クリーニング装置３０では、ブレード部材５のエッジ層１を形成する材料として、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満となるゴム材料を用いている。これにより、１０［℃］という低温環境でも、エッジ層１がゴム材料として機能し、所望のクリーニング性を得ることが出来る。
【００７３】
また、クリーニング装置３０では、ブレード部材５のバックアップ層２を形成する材料として、０［℃］〜５０［℃］の範囲の温度変化における反発弾性係数の最大値と最小値との差が３０［％］以下となるゴム材料を用いている。さらに、バックアップ層２を形成する材料として、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満となるゴム材料を用いている。このように、エッジ層１の温度依存性を小さくすると共に、バックアップ層２の温度依存性を小さくすることにより、さらに安定したトナー除去性能、及び安定した耐久性能を得ることが出来る。
【００７４】
また、クリーニング装置３０としては、被清掃体である感光体１０の表面に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段を配置することが望ましい。被清掃体に潤滑剤を塗布することにより、ブレード部材５によるクリーニング性能を補助することが出来る。さらに、潤滑剤を塗布する対象が感光体１０であることにより、帯電装置４０による帯電工程のときに感光体１０の表面が潤滑剤によって保護された状態となり、帯電による感光体１０表面の劣化を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態のプリンタ１００は、表面移動する潜像担持体である感光体１０上に形成した画像を最終的に記録媒体である転写紙に転移させるものであり、このプリンタ１００本体に着脱自在に構成され、感光体１０を上記被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング手段と、感光体１０とを一体に支持したプロセスカートリッジ１２１を備える。そして、このプロセスカートリッジ１２１のクリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置３０を用いることにより、従来よりも初期の当接状態を維持することができ、感光体１０に対して長期に渡って安定したクリーニングを行うプロセスカートリッジ１２１を実現できる。
【００７６】
また、プリンタ１００は、表面移動する像担持体である感光体１０上に形成したトナー像を中間転写体である中間転写ベルト１６２に転写し、このトナー像を最終的に記録媒体である転写紙に転移させるものであり、このプリンタ１００本体に着脱自在に構成され、中間転写ベルト１６２を被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング手段である中間転写ベルトクリーニング装置１６７と、中間転写ベルト１６２とを一体に支持した中間転写ユニットである二次転写装置１６０を備える。そして、中間転写ベルトクリーニング装置１６７として、クリーニング装置３０と同様のブレード部材を備えるクリーニング装置を用いることにより、長期に渡って中間転写ベルト１６２のクリーニングを良好に行うことが出来る二次転写装置１６０を実現できる。
【００７７】
また、プリンタ１００は、表面移動部材である感光体１０上に形成したトナー像を最終的に転写紙に転移させる画像形成装置であり、感光体１０上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、クリーニング装置３０を用いることにより、長期に渡って感光体１０のクリーニングを良好に行うことができ、良好な画像形成を行うことが出来る。
【００７８】
また、プリンタ１００では、トナー像を形成するトナーは、形状係数ＳＦ１が１００以上１５０以下の重合トナーである。重合トナーによっては球形に近く、より高画質なトナー像を形成することが出来るものがあるが、このような球形トナーは高い除去性能を要する。クリーニング装置３０は、当接圧力を高くすることと、初期の当接状態を維持するととを両立することができるため、高い除去性能を要する球形トナーであっても良好にクリーニングを行うことができ、プリンタ１００は、安定して高画質な画像形成を行うことができる。
【００７９】
また、画像形成装置としては、表面移動部材する記録体搬送部材である記録体搬送ベルトの表面に担持された記録体上に画像を形成する本体に着脱自在に構成され、記録体搬送ベルトを被清掃体としてその表面上に付着した不要な付着物を除去するための搬送ベルトクリーニング手段と、記録体搬送ベルトとを一体に支持した記録体搬送ユニットを備えるものがある。このような構成の画像形成装置における搬送ベルトクリーニング手段として、クリーニング装置３０と同様のブレード部材を備えるクリーニング装置を用いることにより、長期に渡って記録体搬送ベルトのクリーニングを良好に行うことが出来る記録体搬送ユニットを実現できる。
【符号の説明】
【００８０】
１  エッジ層
１ｅ  エッジ部
２  バックアップ層
３  ブレードホルダ
５  ブレード部材
５ａ  保持位置
１０  感光体
３０  クリーニング装置
５１  現像ローラ
９０  定着装置
１００  プリンタ
１２０  画像形成部
１２１  プロセスカートリッジ
１４０  露光装置
１６０  二次転写装置
１６２  中間転写ベルト
１６７  中間転写ベルトクリーニング装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特許３２７６４６２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８７３７号公報
【特許文献３】特開２００７−０８６２０２号公報
【図１】
0005633775.tif 000004
【図２】
0005633775.tif 000005
【図３】
0005633775.tif 000006
【図４】
0005633775.tif 000007
【図５】
0005633775.tif 000008
【図６】
0005633775.tif 000009
【図７】
0005633775.tif 000010
【図８】
0005633775.tif 000011