(57)【要約】【課題】  たとえ重合法によるトナーを用いた場合でもそのクリーニング不良を抑えつつ、感光体を良好に駆動することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  クリーニングブレード１３３として、感光体１０１に当接する側の端部をホルダー１３２の自由端から突き出させないように全面をホルダー１３２に固定したものであって且つＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用いた。そして、これを１［Ｍｐａ］以上の圧力でカウンター方向に感光体１０１に当接させ、感光体１０１表面におけるブレードとの接線と、ブレードの両面のうちの感光体１０１に臨む方の面とのなす角である当接角度を１５〜４５［°］にした。【選択図】  図２
2006178164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、
これの表面に形成された潜像をトナーによってトナー像に現像する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に搭載され、
少なくとも該潜像担持体及びクリーニング手段を１つのユニットとして画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にするように共通の支持体に支持するプロセスユニットにおいて、
上記板状弾性体として、上記潜像担持体に当接する側の端部を上記梁部材の自由端から突き出させないように全面を該梁部材に固定したものであって且つＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用い、
該板状弾性体を１［Ｍｐａ］以上の圧力で該潜像担持体に当接させ、
該板状弾性体の先端を後端よりも該潜像担持体の表面移動方向上流側に位置させた状態で、該潜像担持体の表面における該板状弾性体との接線と、該板状弾性体の両面のうちの該潜像担持体に臨む方の面とのなす角である当接角度が１５〜４５［°］になるように、該板状弾性体及び潜像担持体を配設したことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項２】
トナー像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナー像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記板状弾性体として、上記潜像担持体に当接する側の端部を上記梁部材の自由端から突き出させないように全面を該梁部材に固定したものであって且つＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用い、
該板状弾性体を１［Ｍｐａ］以上の圧力で該潜像担持体に当接させ、
該板状弾性体の先端を後端よりも該潜像担持体の表面移動方向上流側に位置させた状態で、該潜像担持体の表面における該板状弾性体との接線と、該板状弾性体の両面のうちの該潜像担持体に臨む方の面とのなす角である当接角度が１５〜４５［°］になるように、該板状弾性体及び潜像担持体を配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記板状弾性体として、多層構造のものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３の画像形成装置において、
上記板状弾性体の長手方向の両端部が互いに反対方向に振れるように、上記梁部材を揺動可能に片持ち支持したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２、３又は４の画像形成装置において、
上記板状弾性体として、気温２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であって且つ１０［℃］から４０［℃］までの反発弾性率の変化率が３５０［％］以下であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかの画像形成装置であって、
上記トナー像担持体が露光によって静電潜像を担持する感光体であり、
その表面保護層又はこれより下層の電荷輸送層を構成するバインダー樹脂が架橋構造を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れかの画像形成装置において、
上記トナー像担持体として、露光によって静電潜像を担持する感光体を用い、
上記転写手段を経由した後、上記板状弾性体との当接位置に進入する前の該感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記トナー像形成手段として、現像手段の表面移動する現像剤担持体によって上記感光体の静電潜像にトナーを付着させて現像するものを用い、
上記潤滑剤塗布手段として、該現像剤担持体に駆動力を伝達する駆動源からの駆動を受けて回転しながら該感光体の表面に接触して潤滑剤を塗布する回転塗布部材を有するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項２乃至８の何れかの画像形成装置において、
上記トナー像形成手段として、互いに異なるトナー像担持体にトナー像を形成する複数のものを設け、
上記転写手段として、これら複数のトナー像担持体に形成されたトナー像を上記転写体に順次重ね合わせて転写するものを用いた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、片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを潜像担持体の表面に当接させながら、その表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段を備えるプロセスユニットに関するものである。また、かかるクリーニング手段を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置において、板状弾性体として、金属などの剛性材料、あるいはゴムなどの軟性材料からなるクリーニングブレードを用いるものが知られている。剛性材料からなるクリーニングブレードを用いるものにおいては、それを潜像担持体表面の微妙な凹凸にならわせて変形させることが困難であることから、潜像担持体表面との密着が不十分になり易い。そして、潜像担持体とクリーニングブレードとの間にできた微小な隙間にトナーをすり抜けさせて、クリーニング不良を生じ易かった。これに対し、ゴム等の軟性材料からなるクリーニングブレードを用いるものでは、それを潜像担持体表面の微妙な凹凸にならわせて柔軟に変形させることで、潜像担持体表面に良好に密着させることができる。このため、より優れたクリーニング性能を発揮することができる。このようなクリーニングブレードを用いる画像形成装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
一方、近年、より高解像度の画像の形成を可能にするという目的から、粉砕法によるトナーに代えて、小粒径且つ球形度に優れた重合法によるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置の開発が進められている。重合法によるトナーを用いることで、ドット形状の乱れの少ない高品質画像を形成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０９５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、重合法によるトナーを用いると、たとえクリーニングブレードとして軟性部材からなるものを用いたとしても、クリーニング不良を引き起こし易くなることが本発明者らの実験によって判明した。このクリーニング不良は、次のようにして引き起こされていることがわかった。即ち、比較的大粒径で球形度の低い粉砕法によるトナーは、その球形度の低さや表面に微妙な凹凸を有することなどに起因して、各トナー粒子同士が互いに引っ掛かり合ってまとまり易い。このため、クリーニングブレードに引っ掛かると、潜像担持体とクリーニングブレードとの当接部よりも潜像担持体の表面移動方向上流側にて、各トナー粒子が活発に動き回ることなく、ひとかたまりになったような状態で滞留する。そして、やがて潜像担持体表面から掻き取られる。これに対し、小粒径で球形度の高い重合トナーは、その球形度の高さに起因して各トナー粒子同士がまとまり難いため、上記当接部よりも潜像担持体の表面移動方向上流側で回転しながら活発に動き回る。このような活発な挙動を示すことに加えて、小粒径であることから、やがて、潜像担持体とクリーニングブレードとの当接部に潜り込むトナー粒子が出現する。そして、そのトナー粒子に後続のトナー粒子が連なって、前記当接部をすり抜けてしまうのである。
【０００６】
かかるすり抜けを抑えるには、活発に回転しながら動き回るトナーを上記当接部に潜り込ませない程度に、潜像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高める必要がある。しかしながら、従来のクリーニングブレードでは、当接圧力を高めるべく潜像担持体に向けてより強く押圧すると、その腰の弱さによって大きく撓ませてしまい、当接圧力を高めることが困難になる。それでも無理に押圧して当接圧力を高めると、ブレードのエッジ部だけでなくブレード面をも潜像担持体に密着させるいわゆる腹当たりを引き起こして、ブレードと潜像担持体との摩擦力を必要以上に高めてしまう。この結果、潜像担持体を良好に駆動することが困難になった。
【０００７】
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、たとえ重合法によるトナーを用いた場合でもそのクリーニング不良を抑えつつ、潜像担持体を良好に駆動することができるプロセスユニット及び画像形成装置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、潜像を担持する潜像担持体と、これの表面に形成された潜像をトナーによってトナー像に現像する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に搭載され、少なくとも該潜像担持体及びクリーニング手段を１つのユニットとして画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にするように共通の支持体に支持するプロセスユニットにおいて、上記板状弾性体として、上記潜像担持体に当接する側の端部を上記梁部材の自由端から突き出させないように全面を該梁部材に固定したものであって且つＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用い、該板状弾性体を１［Ｍｐａ］以上の圧力で該潜像担持体に当接させ、該板状弾性体の先端を後端よりも該潜像担持体の表面移動方向上流側に位置させた状態で、該潜像担持体の表面における該板状弾性体との接線と、該板状弾性体の両面のうちの該潜像担持体に臨む方の面とのなす角である当接角度が１５〜４５［°］になるように、該板状弾性体及び潜像担持体を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、トナー像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記板状弾性体として、上記潜像担持体に当接する側の端部を上記梁部材の自由端から突き出させないように全面を該梁部材に固定したものであって且つＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用い、該板状弾性体を１［Ｍｐａ］以上の圧力で該潜像担持体に当接させ、該板状弾性体の先端を後端よりも該潜像担持体の表面移動方向上流側に位置させた状態、該潜像担持体の表面における該板状弾性体との接線と、該板状弾性体の両面のうちの該潜像担持体に臨む方の面とのなす角である当接角度が１５〜４５［°］になるように、該板状弾性体及び潜像担持体を配設した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の画像形成装置において、上記板状弾性体として、多層構造のものを用い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２又は３の画像形成装置において、上記板状弾性体の長手方向の両端部が互いに反対方向に振れるように、上記梁部材を揺動可能に片持ち支持した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２、３又は４の画像形成装置において、上記板状弾性体として、気温２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であって且つ１０［℃］から４０［℃］までの反発弾性率の変化率が３５０［％］以下であるものを用いた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２乃至５の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像担持体が露光によって静電潜像を担持する感光体であり、その表面保護層又はこれより下層の電荷輸送層を構成するバインダー樹脂が架橋構造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、請求項２乃至６の何れかの画像形成装置において、上記トナー像担持体として、露光によって静電潜像を担持する感光体を用い、上記転写手段を経由した後、上記板状弾性体との当接位置に進入する前の該感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を設けた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の画像形成装置において、上記トナー像形成手段として、現像手段の表面移動する現像剤担持体によって上記感光体の静電潜像にトナーを付着させて現像するものを用い、上記潤滑剤塗布手段として、該現像剤担持体に駆動力を伝達する駆動源からの駆動を受けて回転しながら該感光体の表面に接触して潤滑剤を塗布する回転塗布部材を有するものを用いた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２乃至８の何れかの画像形成装置において、上記トナー像形成手段として、互いに異なるトナー像担持体にトナー像を形成する複数のものを設け、上記転写手段として、これら複数のトナー像担持体に形成されたトナー像を上記転写体に順次重ね合わせて転写するものを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、クリーニングブレード等の板状弾性体を梁部材の自由端から突出させないようにその全面を−梁部材に固定して、板状弾性体の全体を梁部材でバックアップする。これによって潜像担持体に向けて強く押圧した際の板状弾性体の撓みを回避する。すると、板状弾性体と潜像担持体との当接部よりも上流側で活発に動き回るトナーを当接部に容易に潜り込ませないほど強い当接圧力で板状弾性体を潜像担持体に向けて押圧した際における、板状弾性体の潜像担持体への腹当たりを回避することが可能になる。そして、潜像担持体を良好に駆動しつつ、重合法によるトナーのクリーニング不良を抑えることが可能になる。本発明者らは、後述する実験により、板状弾性体としてＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用い、その板状弾性体を１５〜４５［°］の当接角度で潜像担持体に当接させながら、潜像担持体と板状弾性体との当接圧力を１［ＭＰａ］以上にすることで、重合法によるトナーのクリーニング不良を許容範囲内に留め得ることを見出した。よって、これらの発明においては、たとえ重合法によるトナーを用いたとしても、そのクリーニング不良を抑えつつ、潜像担持体を良好に駆動することができる。なお、粉砕法によるトナーは、平均円形度で０．９４程度の球形度となる。これに対し、重合法によるトナーは、平均円形度で０．９８以上という非常に高い球形度となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の一実施形態について説明する。
【００１１】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、プロセスユニット１００、光書込ユニット１、給紙カセット１０、複数の搬送ローラ対２０、給紙路３０、レジストローラ対３１、転写搬送ユニット４０、定着装置５０、排紙ローラ対６０などを備えている。
【００１２】
［光書込ユニット］
上記光書込ユニット１は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、周知の技術により、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザー光を照射する。
【００１３】
［プロセスユニット］
図２は、プロセスユニット１００の概構成を示す拡大図である。同図において、トナー像を生成するプロセスユニット１００は、ドラム状の感光体１０１、帯電器１１０、現像器１２０、ドラムクリーニング装置１３０、除電器１４０などを有している。
【００１４】
一様帯電手段たる帯電器１１０は、潜像担持体たる感光体１０１に対して、帯電バイアスが印加されながら回転駆動せしめられる回転帯電部材たる帯電ローラ１１１を所定の微小ギャップを介して対向させている。そして、この微小ギャプにて、帯電ローラ１１１から感光体１０１に向けて放電を発生させて、感光体１０１を一様帯電せしめる。帯電ローラ１１１を回転させるのは、放電直後のローラ表面を微小ギャップから退避させるとともに、放電していないローラ表面を微小ギャップに進入させることで、安定した放電を生じさせるためである。帯電回転部材としては、帯電ロー１１１ラの他、帯電ドラムやローラ状の帯電ブラシなどを用いることができる。
【００１５】
帯電処理が施された感光体１０１の表面には、上記光書込ユニット（１）によって変調及び偏向されたレーザー光Ｌが照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１０１表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像手段たる現像器１２０によって現像されてトナー像となる。
【００１６】
トナー像担持体たる感光体１０１は、例えばアルミニウム等からなる素管に、感光性を発揮する有機感光材からなる感光層が被覆され、更にこの上に電荷輸送層が被覆されたドラム状のものである。ドラム状のものに代えて、ベルト状のものを採用してもよい。
【００１７】
現像器１２０は、ケーシング１２１内に現像部１２２と攪拌部１２３とを有している。現像部１２２には、ケーシング１２１の開口から周面の一部を露出させる現像剤担持体たる現像スリーブ１２４や、ドクターブレード１２５などが設けられている。
【００１８】
筒状の現像スリーブ１２４は、非磁性材料からなり、その表面がサンドブラスト処理等によって粗面化せしめられたものである。この粗面化により、現像剤搬送能力が高められている。粗面化の代わりに、表面に微小の溝を設けてもよい。現像スリーブ１２４は、図示しない駆動手段によって回転せしめられるようになっている。このように回転駆動せしめられる現像スリーブ１２４の内部には、マグネットローラ１２６がスリーブに連れ回らないように固定されている。このマグネットローラ１２６は、その周方向に分かれる複数の磁極を有している。これら磁極の影響により、現像スリーブ１２４の周囲上には磁界が形成される。
【００１９】
現像器１２０の攪拌部１２３には、２つの搬送スクリュウ１２７、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）１２８などが設けられており、磁性キャリアと、マイナス帯電性のトナーとを含む図示しない現像剤が収容されている。この現像剤は、２つの搬送スクリュウ１２７によって図中奥行き方向に撹拌搬送されて摩擦帯電せしめられる。この攪拌搬送の際、現像スリーブ１２４の表面に接触する。すると、スリーブ表面から攪拌部１２３内に向けて伸びている磁界の影響によって現像スリーブ１２４の表面に担持され、スリーブ表面の回転に伴って攪拌部１２３内から汲み上げられる。そして、スリーブ表面の回転に伴ってドクターブレード１２５との対向位置まで搬送される。この対向位置において、現像剤は、現像スリーブ１２４とドクターブレード１２５との間隙であるドクターギャップをすり抜ける際に層厚が規制されるとともに、トナーの摩擦帯電が助長される。
【００２０】
上記ドクターギャップを通過した現像剤は、スリーブ表面の回転に伴って、感光体１０１に対向する現像領域に至る。この現像領域では、感光体１０１と現像スリーブ１２４とが所定の現像ギャップを介して対向している。また、現像領域におけるスリーブ表面上では、マグネットローラ１２６の図示しない現像磁極からの磁力によって現像剤中の磁性キャリアが穂立ちして磁気ブラシを形成する。形成された磁気ブラシは、その先端を感光体１０１に摺擦させながら移動して、感光体１０１上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体１０１上にトナー像が形成される。
【００２１】
現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ１２４の回転に伴って現像器１２０内に戻る。そして、器内に形成されている反発磁界や重力の影響を受けてスリーブ表面から離脱して、現像部１２２より低い位置に配設された攪拌部１２３内に戻される。
【００２２】
上記攪拌部１２３内において、２つの搬送スクリュウ１２７の間には仕切壁１２９が設けられている。この仕切壁１２９により、攪拌部１２３内が２つに仕切られている。２つの搬送スクリュウ１２７のうち、図中右側に配設されている方は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像スリーブ１２４に供給する。図中奥端まで搬送された現像剤は、仕切壁１２９に設けられた図示しない開口部を通って図中左側の搬送スクリュウ１２７に受け渡される。そして、この搬送スクリュウ１２７の回転駆動により、今度は図中側から手前側へと搬送された後、仕切壁１２９に設けられた図示しないもう一方の開口部を通って図中右側の搬送スクリュウ１２７上に戻る。このようにして、現像剤は攪拌部１２３内を循環搬送せしめられる。
【００２３】
透磁率センサからなるＴセンサ１２８は、図中右側の搬送スクリュウ１２７の下方に設けられ、その上を搬送される現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ１２８はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＡＭ等を備えており、この中にＴセンサ１２８からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納している。このＶｔｒｅｆは、図示しないトナー供給装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ１２８からの出力電圧の値をＶｔｒｅｆに近づけるように、図示しないトナー供給装置を駆動制御して現像器１２０の攪拌部１２３内にトナーを補給させる。この補給により、現像器１２０内の現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される
【００２４】
［ドラムクリーニング装置］
感光体１０１上に形成されたトナー像は、後述の搬送ベルト４１の表面に保持されながら搬送される転写紙Ｐ上に転写される。転写工程を経た感光体１０１の表面は、ドラムクリーニング装置１３０によって転写残トナーがクリーニングされる。クリーニング手段たるドラムクリーニング装置１３０は、ケーシング１３１、梁部材たるホルダー１３２、板状弾性体たるクリーニングブレード１３３、回収スクリュウ１３４などを有している。
【００２５】
ホルダー１３２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなり、その一端部がケーシング１３１に片持ち支持されている一方で、自由端側でクリーニングブレード１３３を支持している。
【００２６】
ホルダー１３２の自由端側に固定されたクリーニングブレード１３３は、軟性材料たるポリウレタンゴムからなり、そのエッジを感光体１０１の表面に当接させながら、感光体１０１上の転写残トナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、回収スクリュウ１３４上に落下する。
【００２７】
図示しない駆動手段によって回転駆動される回収スクリュウ１３４は、図示しない電源から正極性のクリーニングバイアスの印加を受ける。回収スクリュウ１３４上に落下した転写残トナーは、回収スクリュウ１３４に静電吸着しながら、回収スクリュウ１３４の回転に伴って図示しない廃トナー容器に向けて搬送される。
【００２８】
ドラムクリーニング装置１３０によってクリーニングされた感光体１０１は、除電器１４０によって除電される。そして、帯電器１１０によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。
【００２９】
［給紙カセット］
先に示した図１において、プリンタ本体の下部では、転写紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット１０が、プリンタ本体に対して着脱可能に支持されている。給紙カセット１０は、内部に収容している紙束の一番上の転写紙Ｐに当接させている給紙ローラ１１を回転させることで、その転写紙Ｐを給紙路３０に向けて送り出す。この給紙路３０は、路中に所定の間隔で配設された複数の搬送ローラ対２０と、路の末端付近に配設されたレジストローラ対３１とを有している。そして、給紙カセット１０から受け取った転写紙Ｐを、複数の搬送ローラ対２０によってレジストローラ対３１に向けて搬送する。レジストローラ対３１は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを後述する転写ニップにてトナー像に密着させ得るタイミングで、転写ニップに向けて送り出す。これにより、転写ニップでは、転写紙Ｐが搬送ベルト４１の表面に保持されながら感光体１０１上のトナー像に密着する。
【００３０】
［転写搬送ユニット］
転写搬送ユニット４０は、搬送ベルト４１、駆動ローラ４２、転写バイアスローラ４３、ベルトクリーニング装置４４などを有している。
【００３１】
搬送ベルト４１は、ベルトループ内側から図示しないベース層、弾性層、表面層を有している。ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料を含有せしめた層である。かかるベース層としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレス状に成型したものを使用することができる。これらの材料についてはそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材によって導電性を調整したりすることが可能である。表面層は、フッ素系樹脂など、表面エネルギーが低くてトナーと良好な離型性を発揮する材料からなる層で、ベース層に対してスプレーやディッピング等の方法によって積層されたものである。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどの弾性材料からなる層で、ベルト全体にある程度の弾性を発揮させるために設けられている。
【００３２】
搬送ベルト４１は、駆動ローラ４２と転写バイアスローラ４３とに掛け回されてテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ４２の回転によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。転写バイアスローラ４３は、搬送ベルト４１のベース層側（内周面側）に接触するように配設され、図示しない電源から転写バイアスの印加を受ける。また、搬送ベルト４１をそのベース層側から感光体１０１に向けて押圧して、反時計回りに無端移動する搬送ベルト４１と、図中時計回りに回転する感光体１０１とが当接する転写ニップを形成する。転写ニップでは、上記転写バイアスの影響によって感光体１０１と転写バイアスローラ４３との間に転写電界が形成される。
【００３３】
搬送ベルト４１は、レジストローラ対３１から転写紙Ｐが送り込まれてくる転写紙Ｐを、その上部張架面に保持する。そして、転写紙Ｐをその無端移動に伴って転写ニップ内に進入させる。転写ニップで感光体１０１に密着せしめられた転写紙Ｐには、上述の転写電界やニップ圧の影響によって感光体１０１上のトナー像が転写される。
【００３４】
このようにしてトナー像が転写された転写紙Ｐは、搬送ベルト４１の無端移動に伴って転写ニップを出た後、定着装置５０に受け渡される。転写紙Ｐを受け渡した後の搬送ベルト４１の表面には、僅かながらトナーが付着している。このトナーは、駆動ローラ４２との間には搬送ベルト４１を挟み込むベルトクリーニング装置４４によってクリーニングされる。なお、同図では、ベルトクリーニング装置４４として、回転するファーブラシ４４ａによってトナーをベルトから掻き落とす方式のものを示したが、クリーニングブレードによって掻き落とす方式のものでもよい。
【００３５】
［定着装置］
定着装置５０は、ハロゲンランプ等の発熱源をない方する定着ローラ５１と、これに押圧せしめられる押圧ローラ５２とを互いに順方向に回転させて定着ニップを形成している。そして、搬送ベルト４１から受け取った転写紙Ｐをこの定着ニップに挟み込んで、加熱しながら加圧する。この加熱や加圧の影響により、トナーが軟化して転写紙Ｐにトナー像が定着せしめられる。定着装置５０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対６０を経て機外へと排出か、あるいは、定着装置５０の下方に配設された紙反転ユニットに送られる。
【００３６】
次に、従来の画像形成装置におけるドラムクリーニング装置について説明する。図３は、従来のドラムクリーニング装置におけるホルダー１３２及びクリーニングブレード１３３を示す拡大構成図である。同図において、梁部材たるホルダー１３２は、図示しない領域で一端側がケーシングに固定されて片持ち支持されている。このホルダー１３２の自由端側には、クリーニングブレード１３３がホルダー１３２の先端から突出するように固定されている。そして、突出している先端のエッジＥを、図示しない感光体に当接させて、感光体表面の転写残トナーを掻き落とす。クリーニングブレード１３３は、感光体との密着性を高めるという目的から、軟性部材たるポリウレタンゴムから構成されているため、先端のエッジＥを感光体に当接させながら押圧されることで、ホルダー１３２から突出している先端側が図示のように僅かに撓む。従来の粉砕法によるトナーをクリーニングする場合には、比較的弱い押圧力で押圧されるだけで十分であったので、同図に示すような僅かな撓みで済んでいた。ところが、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い押圧力でクリーニングブレード１３３を感光体に向けて押圧すると、その先端側を大きく撓ませることになる。
【００３７】
図４は、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い押圧力で感光体に向けて押圧した従来のクリーニングブレード１３３の先端部を示す拡大図である。感光体１０１の表面は、同図における右側から左側に向けて移動する。同図のクリーニングブレード１３３において、符号Ｅで囲った箇所は、感光体１０１に当接しているエッジを示している。図示のように、感光体１０１に当接しているエッジＥは、感光体表面移動方向に沿って捲れるようにして、ブレードにおける感光体１０１との対向面の下に潜り込む。この捲れは、数μｍ程度の大きさで形成され、粉砕法によるトナーをクリーニングする際の弱い押圧力のときでも出現する。但し、従来は感光体１０１に当接するブレード箇所が、数μｍの大きさで僅かに捲れるエッジＥだけであった。しかし、強い押圧力で感光体１０１に向けて押圧したクリーニングブレード１３３では、大きく撓むことにより、エッジＥだけでなく、図中Ｂｓで囲って示すように、感光体１０１との対向面をも感光体１０１に当接させるいわゆる腹当たりの状態になる。このように腹当たりになった状態では、クリーニングブレード１３３と感光体１０１との摩擦力が過剰に高まって、感光体１０１を良好に回転駆動させるのが困難になる。
【００３８】
図５は、図４に示した状態のクリーニングブレード１３３の先端部における圧力分布図である。同図においては、圧力分布線が図中下側に位置するほど、ブレードに強い圧力がかかっていることを示す。重合法によるトナーを良好にクリーングするには、ブレードのエッジと感光体との当接部において図中一点鎖線で示した強さの当接圧力を得ればよい。ところが、従来のクリーニングブレード（１３３）では、ブレードのエッジと感光体との当接部でかかる当接圧力を得ようとすると、同図に示すように、腹当たりの部分同等の当接圧力が発生しまう。このことが、感光体の良好な回転駆動を妨げる大きな原因になっていることがわかった。
【００３９】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。図６は、本プリンタのクリーニング装置におけるホルダー１３２とクリーニングブレード１３３とを示す拡大図である。本プリンタのクリーニングブレード１３３は、同図に示すように、感光体１０１に当接する側の端部である先端を片持ち支持されるホルダー１３２の自由端から突き出させないように、その全面がホルダー１３２に固定されている。
【００４０】
かかる構成のクリーニングブレード１３３において、そのエッジと感光体１０１との単位面積あたりにおける当接圧力が重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度に強くなるように、押圧したとする。このような押圧でも、クリーニングブレード１３３は、その全面がホルダー１３２にバックアップされることから、その撓みが回避される。そして、図７に示すように、腹当たりを起こすことなく、エッジだけを感光体１０１に当接させる。参考までに、その圧力分布を図８に示す。感光体１０１に当接しているエッジに対して集中的に強い圧力がかかっていることがわかる。
【００４１】
本発明者らは、図３に示した従来のクリーニングブレードと、図６に示した本プリンタのクリーニングブレードとで、クリーニング性能を比較する実験を行った。ブレードのエッジにおける単位面積あたりの当接圧力を徐々に高めながら、クリーニング性がどのように高まっていくのかを、両クリーニングブレードについて確かめる実験である。実験条件は次に列記する通りである。
・感光体直径：６０［ｍｍ］
・感光体線速：２００［ｍｍ／ｓｅｃ］
・感光体長さ：３４０［ｍｍ］
・クリーニングブレード厚み：３［ｍｍ］
・従来のクリーニングブレードの先端部におけるホルダーからの突出長さ：７［ｍｍ］
【００４２】
なお、クリーニング性については、次のようにして測定した。即ち、基準画像をプリントアウトしている最中の実機を一旦停止して、クリーニング後の感光体表面に対して粘着テープを貼付・剥離してクリーニング残トナーを粘着テープに転移させる。そして、この粘着テープの画像濃度（ＩＤ）を周知の技術によって測定して残トナーＩＤとした。この残トナーＩＤの値が高くなるほど、クリーニング後の感光体表面に多くのクリーニング残トナーが付着している、即ち、クリーニング性が悪くなることを示す。本発明者らは、このようにして測定した残トナーＩＤが０．０２５を超えると、感光体上の残トナーによる画像汚れが急激に目立ち始めることを実験により見出している。この実験は、複数の被験者にて、テストプリントを肉眼にて観察し、その非画像部の汚れ具合を評価することで行った。
【００４３】
また、ブレードのエッジと感光体との単位面積あたりの当接圧力については、次のようにして測定した。即ち、まず、感光体と同じ曲率の透明ガラス管を用意して、これを実機にセットする。そして、これにクリーニングブレードを当接させて、その単位長さ（ドラム軸線方向）あたりにおける加重Ｆを、Ｉ−ＳＣＡＮ加重測定器（ニッタ株式会社製）によって測定する。次に、クリーニングブレードの裏側を透明ガラス管を通して撮影する。そして、撮影像に基づいて、ブレードと透明ガラス管との当接幅（表面移動方向の長さ）Ｗを求める。そして、加重Ｆと当接幅Ｗとに基づいて、単位面積あたりの当接圧力を求めた。最後に、透明ガラス管を感光体に交換して、透明ガラス管のときと同じ加重Ｆが得られるように感光体にクリーニングブレードを当接させて、基準画像を出力した。当然ながら、重合法によるトナーを用いて基準画像を出力した。
【００４４】
この結果を、グラフとして図９に示す。同図に示すように、従来のクリーニングブレード、本プリンタのクリーニングブレードともに、１［Ｍｐａ］以上の当接圧力でエッジを感光体に当接させれば、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得ることがわかった。
【００４５】
なお、本プリンタのクリーニングブレードを使用して１［Ｍｐａ］の当接圧力を得たときにおける感光体の駆動モータの駆動トルクは、１［ｋｇ・ｃｍ］程度であった。これに対し、従来のクリーニングブレードを使用して１［Ｍｐａ］の当接圧力を得たときにおける感光体の駆動モータの駆動トルクは、０．５〜０．７［ｋｇ・ｃｍ］程度である。
【００４６】
そこで、本プリンタにおいては、図６に示したクリーニングブレード１３３のエッジＥを、１［Ｍｐａ］以上の当接圧力で感光体１０１に当接させるように、クリーニングブレード１３３と感光体１０１とを配設している。
【００４７】
次に、本発明者らは、本プリンタのクリーニングブレード１３３として、様々な硬度（ＪＩＳ−Ａ）のものを用意して、それぞれについて、先と同様の実感を行った。そして、各硬度において、クリーニング性能を比較した。この実験の結果をグラフとして図１０に示す。
【００４８】
図１０において、何れの硬度のブレードでも、当接圧力１［Ｍｐａ］以上（一点鎖線及びこれよりも上側の領域）では、概ね良好なクリーニング性能が得られたが、中には部分的なクリーニング不良を引き起こすものがあった。この部分的なクリーニング不良とは、感光体軸線方向において、一部の箇所で０．０２５以上の残トナーＩＤを出現させる現象である。部分的なクリーニング不良は、同図における２点鎖線よりも左側の領域、即ち、ブレードの食い込み量が０．５［ｍｍ］未満である領域で発生した。硬度６０［°］、７０［°］、８０［°］のクリーニングブレードでは、図示のように、１［Ｍｐａ］以上の当接圧力を発揮させると、ブレードの食い込み量が必然的に０．５［ｍｍ］以上になったため、部分的なクリーニング不良は生じなかった。これに対し、硬度９０［°］のクリーニングブレードでは、１［Ｍｐａ］の当接圧力を発揮させても、ブレードの食い込み量が０．５［ｍｍ］未満であるため、部分的なクリーニング不良を引き起こしてしまった。よって、重合法によるトナーを確実にクリーニングするためには、１［Ｍｐａ］以上の当接圧力を発揮させるだけではだめで、硬度８０［°］以下のクリーニングブレードを用いる必要があることがわかった。
【００４９】
０．５［ｍｍ］未満の食い込み量で部分的なクリーニング不良が発生する理由は次のように考えられる。即ち、ブレードエッジは感光体の回転に伴って微妙に振れるため、エッジと感光体との当接幅は常に一定ではない。また、ブレードや感光体の真直度誤差などにより、ブレード長さ方向における当接幅にはバラツキが生ずる。これらの結果、ブレードをある程度の食い込み量で感光体に当接させないと、感光体の軸線方向において必要な当接幅が確保されない箇所が部分的に生じて、そこでトナーがすり抜けていると考えられる。
【００５０】
なお、ブレードの食い込み量とは、ブレードの先端のエッジを感光体にソフトタッチさせた状態をゼロとし、この状態からブレードを感光体に向けて押圧したときのブレード固定位置の感光体へのシフト量を示す。
【００５１】
また、硬度６０［°］未満のブレードでは、その柔らかさに起因して、感光体との接触面積が急激に大きくなるため、面圧を高める効果が急激に低下し始めることが判明した。
【００５２】
そこで、本プリンタにおいては、クリーニングブレード１３３として、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜８０［°］のものを用いている。なお、図９に示した先の実験では、クリーニングブレード１３３として、硬度７０［°］のものを使用した。
【００５３】
次に、本発明者らは、従来のクリーニングブレードや本プリンタのクリーニングブレードにおいて、感光体との当接角度θを順次異ならせながら、クリーニング性能を確かめる実験を行った。この当接角度θとは、先に図６に示したように、ブレードの先端を後端よりも感光体表面移動方向上流側に向けた当接状態（カウンタ当接）において、ブレードにおける感光体表面との対向面と、感光体におけるブレードの接線とのなす角のことである。この接線は、ブレードをソフトタッチさせた時の感光体におけるブレードとの接線である。実際には、ブレードをソフトタッチさせる位置よりも感光体に食い込ませて使用するのであるが、食い込んだ状態における接線を求めることが困難であることから、ソフトタッチさせた状態で接線を求める。なお、ブレードと感光体との当接圧力については１［ｍＰａ］に設定した。
【００５４】
この実験結果をグラフとして、図１１に示す。従来のクリーニングブレードでは、図示のように、当接角度θを２０［°］以上に設定すると、ブレード先端が感光体との間に巻き込まれてしまい、本来とは反対側の面が感光体に当接するようになって、クリーニング機能が失われてしまった。これに対し、本プリンタのクリーニングブレードでは、当接角度θを２０［°］以上に設定しても、ブレード先端部がホルダー部にバックアップされていることにより、感光体との間に巻き込まれるようなことはなかった。
【００５５】
本プリンタのクリーニングブレードにおいて、当接角度θを１５［°］未満に設定すると、図示のように、１［Ｍｐａ］の当接圧力でブレードを感光体に当接させても、許容範囲を超える残トナーＩＤになってしまうことがわかった。
【００５６】
また、図示を省略しているが、本プリンタのクリーニングブレードにおいて、当接角度θを４５［°］よりも大きくすると、長期の使用に伴ってブレード先端側のホルダーからの剥がれが急激に発生し易くなって、この剥がれによるクリーニング不良を引き起こすことがわかった。
【００５７】
そこで、本プリンタにおいては、クリーニングブレード１３３を１５〜４５［°］の当接角度θで感光体に当接させるようにしている。
【００５８】
本プリンタでは、重合法によるトナーとして、平均円形度が０．９８以上であって、且つ、体積平均粒径が５［μｍ］のものを用いるようになっている。平均円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）を用いて測定することが可能である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１［万個／μｌ］となるようにしたものを上記分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、トナー投影形状の外周長をＬ１、その投影面積をＳとし、この投影面積Ｓと同じ真円の外周長をＬ２としたときのＬ２／Ｌ１を求め、その平均値を円形度とする。
【００５９】
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス(日科機社製)を介してパーソナルコンピューターに送って解析するのである。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料たるトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては、１００［μｍ］のものを用い、５０，０００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上３２．０μｍ以下のトナー粒子を対象とする。そして、「体積平均粒径＝ΣＸｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出する。但し、Ｘは各チャンネルにおける代表径、Ｖは各チャンネルの代表径における相当体積、ｆは各チャンネルにおける粒子個数である。
【００６０】
今後、粉砕法がより発展していくことにより、粉砕法によっても、非常に平均円形度の高いトナーを得ることが可能になるかもしれない。その場合、粉砕法によるトナーでも、重合法によるトナーと同様に、クリーニング不良が発生し易くなる。
【００６１】
上述した各実験に用いたトナーは（平均円形度０．９８以上、体積平均粒径５μｍ）では、図１９に示すように、粒径２．５〜７．０［μｍ］の範囲に９５［％］のトナー粒子が存在している。この分布状態は、転写残トナー（実際にクリーニングされるトナー）についても同様である。
【００６２】
なお、先に説明した特許文献１に記載のクリーニングブレードは、本プリンタのクリーニングブレードと同様に、その先端をホルダーから突出させないように、全面がホルダーに固定されている。しかしながら、特許文献１に記載のクリーニングブレードは、次に説明する理由により、感光体に対して１［Ｍｐａ］以上の当接圧力で当接せしめられるものではない。即ち、同クリーニングブレードは、ブレード先端ニップ部が０．１〜４［μｍ］の範囲で変化するように振動せしめられながら感光体に当接するものである（同特許文献１の段落番号００８３）。また、感光体へのニップ部のし付け量ｄ（食い込み量）が５０［μｍ］に設定されるものである（同特許文献１の段落番号００９６）。これに対し、先に図１０に示したように、１［Ｍｐａ］以上の当接圧力を発揮させるためには、硬度６０、７０、８０［°］のクリーニングブレードで、０．７、０．３５、０．１１［ｍｍ］の食い込み量を必要とする。よって、５０［μｍ］の食い込み量では、１［Ｍｐａ］の当接圧力を達成することはできない。
【００６３】
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。
［第１実施例］
図１２は、本第１実施例に係るプリンタのクリーニングブレード１３３及びホルダー１３２を示す拡大構成図である。図示のように、本第１実施例のプリンタにおいては、板状弾性体たるクリーニングブレード１３３として、図示しない感光体に当接する表層１３３ａと、これよりも下側にある下層１３３ｂとからなる多層構造のものを用いている。何れの層も、ポリウレタン材料からなるものであるが、それぞれポリウレタン材料の特性が異なっている。また、層の厚みは、下層１３３ｂの方が表層１３３ａよりも大きくなっている。下層１３３ｂは、表層１３３ａよりも低硬度になっている。かかる構成では、表層１３３ａが下層１３３ｂよりも高硬度であることで、単層構造のクリーニングブレードに比べて当接圧力を高めることができる。また、下層１３３ｂとして低硬度のものを用いることで、表層１３３ａと感光体との密着性を向上させることが可能になる。
【００６４】
クリーニングブレード１３３における反発弾性率（反発弾性係数ＪＩＳ−Ｋ−６２５５）と温度との関係を図１３に示す。同図において、丸形状のプロット点を結ぶグラフは、下層１３３ａだけからなるクリーニングブレード１３３の特性を示している。また、菱形形状のプロット点を結ぶグラフは、図１２に示した２層構造のクリーニングブレード１３３の特性を示している。また、矩形のプロット点を結ぶグラフは、表層１３３ａだけからなるクリーニングブレードの特性を示している。何れのクリーニングブレード１３３においても、ブレード全体の厚みは同じにしている。
【００６５】
同図に示すように、高硬度の表層１３３ａと低硬度の下層１３３ｂとを組み合わせることで、表層１３３ａのみと、下層１３３ｂのみとの中間的な特性を発揮するクリーニングブレードを得ることができる。これにより、ブレードのエッジの捲れ形状を乱すことなくエッジを確実に感光体に当接させつつ、下層１３３ｂの高反発特性によってトナーを跳ね返してクリーニング能力を向上させることができる。
【００６６】
なお、に環境変動に余裕度をもたせる目的で、互いにｔａｎδピーク温度の異なる材料を表層１３３ａと下層１３３ｂとに用いてもよい。こうすることで、例えば一方の層の材料として、ｔａｎδピーク温度が−１５［℃］程度であるものを用いるとともに、他方の層の材料として、ｔａｎδピーク温度が２５［℃］程度であるものを用いることが可能になる。かかる構成では、２層合わせたｔａｎδピーク温度が、１８［℃］程度というように、プリンタの使用環境温度範囲５〜３５［℃］の範囲において略中間の温度になって、環境変動に対して余裕度の得られるクリーニング特性を得ることができる。
【００６７】
［第２実施例］
図１４は、本第２実施例に係るプリンタのクリーニングブレード１３３とその周囲構成とを示す拡大構成図である。本プリンタでは、クリーニングブレード１３３の長手方向の両端部が互いに反対方向に振れるように、ホルダー１３２を揺動可能に片持ち支持している。具体的には、ホルダー１３２は、その長手方向における中央部に貫通穴が形成され、この貫通穴に、ケーシングに固設された円柱状の突起部材１４３が挿入されている。そして、この状態で、突起部材１４３に挿入されたバネ１３５によってケーシング１３１に向けて付勢されることで、突起部材１４３を軸にして揺動可能に片持ち支持される。
【００６８】
かかる構成では、次に説明する理由により、クリーニングブレードの弾性材料として、比較的高硬度のものを用いた場合におけるブレードのエッジと感光体との部分的な密着不良を抑えることができる。即ち、クリーニングブレード１３３をその先端側がホルダー１３２の先端から突出しないようにブレード全面をホルダー１３２にバックアップさせると、上述したように、クリーニングブレード１３３を感光体に向けて非常に強く押圧しても、その撓みを回避することになる。このような撓まないクリーニングブレード１３３では、感光体に対するブレードのエッジの密着性がブレードのエッジ付近における表面側の弾性変形だけに依存するようになる。一方、ブレード先端から感光体に至るまでの相対距離は、ブレード軸線方向で微妙なバラツキがある。ブレードの真直度誤差、感光体の真直度誤差、ブレードや感光体の組付誤差、ブレードや感光体のスキュー等によるバラツキである。このようにバラツキがあるにもかかわらず、クリーニングブレードとして比較的高硬度の材料からなるものを用いると、その弾性変形のし難さと前記バラツキとにより、部分的な密着不良を起こし易い。この密着不良は、特にブレードや感光体のスキューによるものが発生し易い。そこで、本プリンタにおいては、クリーニングブレード１３３を、図１４に示したように揺動可能に支持させている。かかる構成では、その揺動により、ブレードの長手方向において、ブレードを均一な幅で感光体に当接させることができる。そして、このことにより、クリーニングブレードの弾性材料として、比較的高硬度のものを用いた場合におけるブレードのエッジと感光体との部分的な密着不良を抑えることができる。
【００６９】
［第３実施例］
反発弾性率が比較的高いクリーニングブレード１３３では、トナーをクリーニングするときに、ブレードと接触したトナーを跳ね返す作用を発揮する。平均円形度に劣る粉砕法によるトナーについては、反発弾性率の高いクリーニングブレード１３３を用いることで、ブレードでトナーを跳ね返してクリーニング性能を高めることができる。しかし、重合法によるトナーを用いる場合、トナーが跳ね返る前にブレード下面へ潜り込むことがあることが判ってきた。これは次に説明する理由による。即ち、ブレードの反発弾性率が高くなるほど、感光体の回転に伴うブレード先端部の挙動が活発になる。粉砕法によるトナーの場合、ブレード先端付近に滞留しているときに殆ど動き回らないため、ブレード先端部が微妙に振動すると、ブレード下面に潜り込む作用よりも、感光体表面からはじき飛ばされる作用が大きく働く。これに対し、重合法によるトナーの場合、ブレード先端付近に対流しているときに活発に動き回るため、ブレード先端部が微妙に振動すると、感光体表面からはじき飛ばされる作用よりも、ブレード下面に潜り込む作用が大きく働く。このため、重合法によるトナーをクリーニングする場合には、低反発弾性率のクリーニングブレードを用いることが望ましい。反発弾性率を小さくするには、ポリウレタン成分のハードセグメントを多くすればよい。
【００７０】
互いに反発弾性率の異なるＡ〜Ｄという４種類のクリーニングブレード１３３における反発弾性率と温度との関係を図１５に示す。図示のように、反発弾性率は温度上昇に伴って高くなる傾向にある。図中Ｃで示したクリーニングブレード１３３は、温度変化に伴う反発弾性率の変化率が２００［％］程度と比較的低いが、温度１０［℃］で比較的高い反発弾性率を発揮する。このようなブレードでは、プリンタ内で一般的に推移する温度範囲において、比較的高い反発弾性率を発揮することから、重合法によるトナーのすり抜けが危惧される。また、図中Ｂで示したクリーニングブレード１３３は、低温領域で非常に小さな反発弾性率を発揮する。但し、温度変化に伴う反発弾性率の変化率が６００［％］程度と高いことから、温度４０［℃］付近で図中Ｃのクリーニングブレードと同等の反発弾性率を発揮してしまう。これらに対し、図中Ａで示したクリーニングブレード１３３は、温度２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であって、１０［℃］から４０［℃］までにおける反発弾性率の変化率が３５０［％］以下である。このようなブレードでは、プリンタ内で一般的に推移する温度範囲において、比較的低い反発弾性率を発揮することから、重合法によるトナーのすり抜けを抑えることが可能となる。本発明者らは、図中Ａで示したクリーニングブレードにおいて、温度変化にかかわらず、良好なクリーニング性能を発揮し得ることを実験によって確かめた。そこで、本第３実施例に係るプリンタでは、クリーニングブレード１３３として、気温２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であって且つ１０［℃］から４０［℃］までの反発弾性率の変化率が３５０［％］以下であるものを用いている。
【００７１】
［第４実施例］
重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度にブレードの当接圧力を高めると、その圧力と表面摩擦係数によって感光体に大きな摩擦力を発生させて、感光体表面を損傷させる可能性がある。そこで、本プリンタでは、感光体として、その表面保護層又はこれより下層の電荷輸送層を構成するバインダー樹脂が架橋構造を有するものを用いている。具体的には、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いてこの反応性モノマーに架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成したものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発揮する。かかる感光体では、ブレードとの摩擦による損傷を抑えることができる。
【００７２】
電気的な安定性、耐摩擦性、長寿命化などの観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用すると非常に有効である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、表面保護層としての機能を十分に発揮させることが可能となる。
【００７３】
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に、電荷輸送性成分と、加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物を例示することができる。同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等でもよい。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いことや、キャリアの移動度が速いことなどから、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーを用いることが望ましい。
【００７４】
反応性モノマーの他に、塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能を付与する目的で、１官能及び２官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用してもよい。かかる重合性モノマー、重合性オリゴマーとしては、公知のものを使用することができる。
【００７５】
熱によって正孔輸送性化合物の重合反応を生起せしめる場合には、熱エネルギーのみで重合反応を進行させるケースと、重合開始剤によって重合反応を促進するケースとがある。より低い温度で効率よく重合反応を進行させるには、重合開始剤を添加することが好ましい。
【００７６】
光により重合させる場合には、光として紫外線を用いることが好ましい。但し、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であるので、光重合開始剤を併用するのが一般的である。この場合の重合開始剤とは、主には波長４００［ｎｍ］以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。上述した熱による重合反応を促進する重合開始剤を併用してもよい。
【００７７】
網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、過剰に厚膜化せしめるとクラックを生じる場合がある。このような場合には、表面保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する保護層を形成すると良い。
【００７８】
以上のような表面保護層を設けた感光体については、例えば、保護層塗工液、膜厚、作成条件を次に説明するように工夫する点の他は、周知の方法と同様にして製造することができる。即ち、まず、メチルトリメトキシシラン１８２重量部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０重量部、２−プロパノール２２５重量部、２％酢酸１０６重量部、及び アルミニウムトリスアセチルアセトナート１重量部を混合して表面保護層用の塗布液を得る。この塗布液を、電荷輸送層の上に塗布して乾燥させた後、１１０［℃］の環境下で１時間の加熱硬化処理して、膜厚３［μｍ］の表面保護層を形成する。
【００７９】
また、例えば、保護層塗工液、膜厚、作成条件を次に説明するように工夫する点の他は、周知の方法と同様にしてもよい。即ち、化１で化学構造式を示した正孔輸送性化合物３０重量部、及び化２で化学構造式を示したアクリルモノマーと光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）との混合物０．６重量部を、モノクロロベンゼン５０重量部／ジクロロメタン５０重量部の混合溶媒中に溶解して、表面保護層用塗料得る。この塗料をスプレーコーティング法により電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００［ｍＷ／ｃｍ２］ の光強度で３０秒間硬化させることによって膜厚５μｍの表面保護層を形成する。
【化１】
2006178164.tif 000003
【化２】
2006178164.tif 000004
【００８０】
［第５実施例］
図１６は、本第５実施例に係るプリンタのプロセスユニット１００を示す概略構成図である。同図において、ドラムクリーニング装置１３０は、転写手段たる転写搬送ユニット４０を経由した後、クリーニングブレード１３３との当接位置に進入する前の感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段たるブラシユニット１３６を備えている。このブラシユニット１３６は、潤滑剤固形物１３６ｂと、この潤滑剤固形物１３６及び感光体１０１に当接しながら回転駆動されるファーブラシ１３６ａとを有している。
【００８１】
ファーブラシ１３６ａは、芯材にアクリルカーボン製の起毛が無数に植毛されたローラ状ブラシである。図示しない無数の起毛の先端を感光体１０１に順次摺擦させるように、感光体１０１との対向部でカウンタ方向の表面移動となる図中時計回りに回転駆動される。この回転駆動により、潤滑剤固形物１３６から掻き取った潤滑剤粉末を、感光体１０１の表面に塗布する。
【００８２】
ファーブラシ１３６ａを設けずに、潤滑剤固形物１３６ｂを感光体１０１に直接摺擦させると、潤滑剤固形物１３６ｂの偏摩耗を引き起こしたり、感光体１０１の表面に潤滑剤粉末の塗布量不均一化を引き起こしたりする。そこで、ファーブラシ１３６ａにより、潤滑剤固形物１３６ｂから潤滑剤粉末を掻き取り、それを感光体１０１に塗布するようにしている。かかる構成では、上述した偏摩耗や塗布量不均一化を抑えることができる。
【００８３】
また、ファーブラシ１３６ａを用いる場合、その回転数を調整することで、感光体１０１への潤滑剤粉末塗布量を容易に調整することが可能になる。更には、ファーブラシ１３６ａの回転方向を感光体１０１の回転方向に対してカウンタ方向にすることで、クリーニングブレード１３３に接触させる前の転写残トナーに潤滑剤を塗布してクリーニング性を向上させることもできる。
【００８４】
潤滑剤固形物１３６ｂとしては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウムなどの金属石鹸を固形化したものを用いることができる。
【００８５】
図１７は、本第５変形例装置に係るプリンタのプロセスユニット１００の変形例を示す概略構成図である。この変形例のプロセスユニット１００においては、クリーニングブレード１３３によってクリーニングされた後の感光体１０１表面に対して、ファーブラシ１３６ａによって潤滑剤粉末を塗布するようになっている。また、ブラシユニット１３６と帯電器１１０との間に均しブレード１３７を有し、これの先端を感光体１０１の表面に当接させている。この均しブレード１３７は、ファーブラシ１３６ａによって感光体１０１表面に塗布された潤滑剤粉末の表面上における塗布状態を均一化する役割を担っている。
【００８６】
図１６に示した構成では、クリーニングブレード１３３によってクリーニングされる前の感光体１０１表面に潤滑剤を塗布するようになっていたが、潤滑剤が比較的大きな塊の状態で感光体に塗布される場合がある。そうすると、トナー表面の外添剤がブレードニップを擦り抜けたり、トナーがブレードニップを擦り抜けたりして、画像に悪影響を及ぼすことになる。
【００８７】
これに対し、図１７に示した変形例では、感光体１０１表面に塗布した潤滑剤を均しブレード１２７によって均した後に、クリーニング装置１３０のブレードニップに進入させるため、潤滑剤の塊による外添剤やトナーのすり抜けを回避することができる。
【００８８】
［第６実施例］
図１８は、本第６実施例に係るプリンタを示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。
【００８９】
転写搬送ユニット４０の搬送ベルト４１は、駆動ローラ４２と従動ローラ４５とに掛け回されてテンション張架されている。各プロセスカートリッジ１００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ搬送ベルト４１の上部張架面に当接して転写ニップを形成している。これら転写ニップでは、ベルトループ内側に配設された転写バイアスローラ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが感光体１０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に搬送ベルト４１を挟み込んでいる。
【００９０】
搬送ベルト４１の上部張架面に保持されながら図中右側から左側に向けて搬送される転写紙Ｐ上には、各転写ニップにおいて、感光体１０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて転写される。これにより、転写紙Ｐには、フルカラー画像が形成される。
【００９１】
これまで、潜像担持体として機能するとともにトナー像担持体として機能する感光体１０１の転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置に、本発明を適用したプリンタについて説明した。しかし、トナー像担持体として機能する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、本発明を適用してもよい。
【００９２】
また、本発明をプロセスユニット１００に適用した例について説明したが、クリーニング手段をプロセスユニットとして構成していない画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
【００９３】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、板状弾性体たるクリーニングブレードとして、多層構造のものを用いているので、上述した理由により、単層構造のクリーニングブレードに比べて当接圧力を高めることができる。また、ブレードと感光体１０１との密着性を向上させることができる。
【００９４】
また、第２実施例に係るプリンタにおいては、クリーニングブレード１３３の長手方向の両端部が互いに反対方向に振れるように、梁部材たるホルダー１３２を揺動可能に片持ち支持している。かかる構成では、上述した理由により、クリーニングブレード１３３の弾性材料として、比較的高硬度のものを用いた場合におけるブレードのエッジと感光体１０１との部分的な密着不良を抑えることができる。
【００９５】
また、第３実施例に係るプリンタにおいては、クリーニングブレードとして、気温２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であって且つ１０［℃］から４０［℃］までの反発弾性率の変化率が３５０［％］以下であるものを用いている。かかる構成では、上述した理由により、温度変化にかかわらず、良好なクリーニング性能を発揮することができる。
【００９６】
また、第４実施例に係るプリンタや第５実施例に係るプリンタにおいては、トナー像担持体として、露光によって静電潜像を担持する感光体１０１を用いているので、電子写真プロセスによって画像を形成することができる。更には、第４実施例に係るプリンタにおいては、感光体１０１の表面保護層や電荷輸送層を構成するバインダー樹脂が架橋構造を有するので、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い当接圧力でクリーニングブレード１３３を感光体１０１に当接させても、感光体１０１の摩耗を抑えることができる。
【００９７】
また、第５実施例に係るプリンタにおいては、転写手段たる転写搬送ユニット４０を経由した後、クリーニングブレード１３３との当接位置に進入する前の感光体１０１表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段たるブラシユニット１３６を設けている。かかる構成では、上述した理由により、感光体１０１の摩耗を抑えることができる。また、クリーニングブレード１３３によってクリーニングされる前の感光体１０１表面に潤滑剤を塗布することで、クリーニング性能をより向上させることができる。
【００９８】
また、第５実施例に係るプリンタにおいては、トナー像形成手段として、現像手段たる現像器の表面移動する現像剤担持体としての現像スリーブ１２４によって感光体１０１の静電潜像にトナーを付着させて現像するプロセスユニット１００を用いているので、電子写真プロセスによって画像を形成することができる。更には、ブラシユニット１３６として、現像スリーブ１２４に駆動力を伝達する駆動源たる駆動モータからの駆動を受けて回転しながら感光体１０１表面に接触して潤滑剤を塗布する回転塗布部材たるファーブラシ１３６ａを有するものを用いているので、新たな駆動源を設けることなく、ファーブラシ１３６ａを回転駆動させることができる。
【００９９】
また、第６実施例に係るプリンタにおいては、トナー像形成手段として、互いに異なるトナー像担持体たる複数の感光体１０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにトナー像を形成する複数のもの（１００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を設け、転写手搬送ユニット４０として、これら複数の感光体１０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに形成されたトナー像を転写体たる転写紙Ｐに順次重ね合わせて転写するものを用いているので、いわゆるタンデム方式によってフルカラー画像を高速に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図３】従来のドラムクリーニング装置におけるホルダー及びクリーニングブレードを示す拡大構成図。
【図４】重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い押圧力で感光体に向けて押圧した従来のクリーニングブレードの先端部を示す拡大図。
【図５】図４に示した状態のクリーニングブレード１３３の先端部における圧力分布図。
【図６】実施形態に係るプリンタのクリーニング装置におけるホルダーとクリーニングブレードとを示す拡大図。
【図７】同クリーニングブレードの先端部を示す拡大図。
【図８】同クリーニングブレードの圧力分布図。
【図９】残トナーＩＤと当接圧力との関係を示すグラフ。
【図１０】エッジ当接圧力と食い込み量との関係を示すグラフ。
【図１１】残トナーＩＤと当接角度θとの関係を示すグラフ。
【図１２】第１実施例に係るプリンタのクリーニングブレード及びホルダーを示す拡大構成図。
【図１３】クリーニングブレードの反発弾性率と温度との関係を示すグラフ。
【図１４】第２実施例に係るプリンタのクリーニングブレードとその周囲構成とを示す拡大構成図。
【図１５】４種類のクリーニングブレードにおける反発弾性率と温度との関係を示すグラフ。
【図１６】第５実施例に係るプリンタのプロセスユニットを示す概略構成図。
【図１７】同プロセスユニットの変形例装置を示すグラフ。
【図１８】第６実施例に係るプリンタを示す概略構成図。
【図１９】トナーの粒径分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１０１】
４０      転写搬送ユニット（転写手段）
１００    プロセスユニット（トナー像形成手段）
１０１    感光体（潜像担持体、トナー像担持体）
１２０    現像器（現像手段）
１３０    ドラムクリーニング装置（クリーニング手段）
１３２    ホルダー（梁部材）
１３３    クリーニングブレード（板状弾性体）
１３６    ブラシユニット（潤滑剤塗布手段）
１３６ａ  ファーブラシ（回転塗布部材）
θ        当接角度
Ｐ        転写紙（転写体）
【図１】
2006178164.tif 000005
【図２】
2006178164.tif 000006
【図３】
2006178164.tif 000007
【図４】
2006178164.tif 000008
【図５】
2006178164.tif 000009
【図６】
2006178164.tif 000010
【図７】
2006178164.tif 000011
【図８】
2006178164.tif 000012
【図９】
2006178164.tif 000013
【図１０】
2006178164.tif 000014
【図１１】
2006178164.tif 000015
【図１２】
2006178164.tif 000016
【図１３】
2006178164.tif 000017
【図１４】
2006178164.tif 000018
【図１５】
2006178164.tif 000019
【図１６】
2006178164.tif 000020
【図１７】
2006178164.tif 000021
【図１８】
2006178164.tif 000022
【図１９】
2006178164.tif 000023