(57)【要約】【課題】クリーニングブレードの摩耗やへたり等の劣化がなく、しかも像担持体を傷付けることもなく、小粒径の球形トナーに対しても長期にわたって安定したクリーニング性能を発揮することが可能な画像形成装置のクリーニング装置を提供する。【解決手段】トナー像を記録シート又は中間転写体に転写した後の像担持体の表面を清掃するクリーニング装置であって、ドクター方向に配置されると共に先端辺を含む規制面領域を像担持体に当接させた薄板からなるクリーニングブレードと、このクリーニングブレードに対して上記規制面領域の裏面側に圧接し、上記クリーニングブレードの規制面領域を像担持体に向けて押し付ける弾性押圧部材とから構成されている。【選択図】　　　図３
2004045450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を記録シート又は中間転写体に転写した後の像担持体の表面を清掃するクリーニング装置であって、
先端面を上記像担持体の回転方向と対向させるようにして配置されると共に先端辺を含む規制面領域を像担持体に当接させた薄板からなるクリーニングブレードと、このクリーニングブレードに対して上記規制面領域の裏面側に圧接し、上記クリーニングブレードの規制面領域を像担持体に向けて押し付ける弾性押圧部材とから構成されることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
上記弾性押圧部材は先端面を像担持体の回転方向と対向させるようにして配置されると共に、先端部を上記クリーニングブレードに圧接させた弾性体ブレードであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
上記弾性体ブレードの後端部と上記クリーニングブレードブレードの後端部との間には隙間が形成され、かかる弾性体ブレードは上記規制面領域の裏面側でのみクリーニングブレードに接触していることを特徴とする請求項２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
上記クリーニングブレードの後端は一対の保持プレートによって挟持され、これら保持プレートのうち、クリーニングプレートよりも像担持体側に位置する一方の保持プレートは、他方の保持プレートよりも像担持体に向けて突出していることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項５】
クリーニングプレートよりも像担持体側に位置する保持プレートの先端は尖塔状に形成され、クリーニングプレートと像担持体の周面とが形成する楔状空間に挿入されていることを特徴とする請求項４記載のクリーニング装置。
【請求項６】
上記クリーニングブレードの板厚が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置において、トナー像を記録シートや中間転写体へ転写した後の像担持体の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、画像データに応じて感光体ドラム等の像担持体の表面にトナー像を形成した後、かかるトナー像を記録シートに転写し、転写されたトナー像を記録シートに加熱定着することで記録画像を得ている。また、近年のフルカラー複写機、フルカラレーザビームプリンタにおいては、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、かかる中間転写体上でイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色のトナー像を重ね合わせ、これら合成トナー像を記録シートに一括して二次転写することでフルカラー記録画像を形成するものも知られている。
【０００３】
トナー像の転写効率を１００％に保つことは困難であるため、記録シートや中間転写体へトナー像を転写した後の像担持体の表面には、転写されなかったトナーが残留してしまう傾向にある。このため、従来より、トナー像の転写部位の下流側にクリーニング装置が設けられ、次のトナー像の形成に先立って残留トナーの除去を行うのが通例となっている。この種のクリーニング装置としては、ウレタンゴム等からなる厚さ２〜５ｍｍ程度のクリーニングブレード（以下、「弾性体ブレード」という）の先端エッジを像担持体の表面に圧接させ、かかる先端エッジで像担持体の表面からトナーを掻き落とすようにしたものが知られている。このように弾性体ブレードを用いるのは、先端エッジを像担持体の表面へ圧接させた際の密着性が高いことと、像担持体の表面を傷付け難いためである。また、弾性体ブレードの先端エッジと像担持体との圧接力は、かかる弾性体ブレードの撓み量を調整することによって容易に決定することができる。
【０００４】
一方、近年では、静電潜像をトナー現像するトナーとして、粉砕等の製法によって得られた不定形トナーではなく、形状が略球形状に揃った所謂球形トナーが使用されつつあり、また、高画質化への要求としてトナー粒径の小径化が進んでいる。このような小粒径の球形トナーは従来の不定形トナーに比べて像担持体からの除去が困難であり、従来の弾性体ブレードで球形トナーのクリーニング性を向上させるためには、先端エッジの像担持体に対する圧接力を高め、あるいは一層柔軟な弾性体を使用して像担持体との密着性を高めなければならない。
【０００５】
しかし、このような方法では、像担持体と弾性体ブレードとの間の摩擦力が大きくなり、像担持体の回転時に弾性体ブレードの先端エッジにめくれ、欠け、摩耗、へたりが生じ、残留トナーのクリーニング性が著しく悪化してしまう。また、像担持体表面の感光層の摩耗が促進され、像担持体の寿命が短命化してしまう他、像担持体の駆動トルクが上昇し、駆動モータの大型化やそれに伴うコストアップが生じてしまう。
【０００６】
一方、特開昭６１−１４０９７５号公報には、厚さ３０〜５００μｍ程度の合成樹脂又は金属からなる薄板状のクリーニングブレード（以下、「剛体ブレード」という）を用いたクリーニング装置が開示されている。このクリーニング装置では、先端面が像担持体の回転方向と対抗するように上記剛体ブレードの先端部を像担持体に接触させる（以下、このようなクリーニングブレードの配置を「ドクター方向」という）と共に、かかる剛体ブレードの後端部を保持しているホルダーを像担持体に向けて押圧することで該剛体ブレードの先端部を像担持体に圧接させている。このような剛体ブレードを用いたクリーニング装置では、かかる剛体ブレードの先端エッジのめくれ、欠け、へたりが弾性体ブレード程には問題とならず、また、かかるブレードとして摺擦性の高い材料を選択することにより、感光層の摩耗や像担持体の駆動トルクの上昇を抑えることができ、先端エッジの像担持体に対する圧接力を高めることが可能となる。
【０００７】
しかし、このような薄板の剛体ブレードは後端部をホルダーで保持した際に先端エッジの直線性が損なわれ易いといった問題点がある。すなわち、剛体ブレードの後端部をホルダーにねじ止めすると、そのねじ止め位置に応じた圧力分布のばらつきに起因して、あるいは、後端部をホルダーに接着すると、接着時の歪みに起因して先端エッジに波うちが生じてしまうのである。このため、剛体ブレードの先端エッジと像担持体との間に微少な隙間が生じてしまい、残留トナーのクリーニング性が悪化してしまう。
【０００８】
剛体ブレートそのものの厚さを増加すれば、こような先端エッジの波うちを防止することは可能であるが、それでは残留トナーを掻き落としている先端エッジが像担持体の表面の凹凸に柔軟に追従することができず、やはり像担持体との間に隙間が生じてしまう。また、先端エッジと像担持体との間に繊維状の異物が挟まってしまった場合等にも、かかる異物の周囲で像担持体と剛体ブレードとの間に大きな隙間が形成されてしまうので、かかる隙間をトナーが通過してしまい、クリーニング性が悪化してしまうことになる。加えて、剛体ブレードそのものの厚みが増加すると、かかるブレードが撓み難くなるで、先端エッジの像担持体表面に対する接触の柔軟性が失われ、像担持体の表面を傷付け易くなってしまう。
【０００９】
そこで、特開平６−２３０７０９号公報に開示されるクリーニング装置では、先端面が像担持体の回転方向の下流側へ向面するように剛体ブレードの先端部を像担持体に接触させる（以下、このようなクリーニングブレードの配置を「ワイパー方向」という）と共に、かかる接触部の近傍において剛体ブレードを裏面側から像担持体へ向けて押圧する加圧手段を設け、剛体ブレードの先端エッジと像担持体との密着性を確保している。
【００１０】
しかし、ワイパー方向に剛体ブレードを配置すると、図８に示すように、剛体ブレード１００によって像担持体１０１の表面から掻き取った残留トナーＴが該剛体フレード１００と像担持体１０１とが形成する楔状の領域に蓄積され易く、蓄積された残留トナーＴが剛体ブレード１００の先端を像担持体１０１から持ち上げるように作用するので、剛体ブレード１００と像担持体１０１との間に隙間が生じ易い。特に、小粒径の球形トナーを使用している場合には、剛体ブレードの先端エッジが僅かにでも持ち上がると、かかる球形トナーが先端エッジと像担持体との間に潜り込み易く、クリーニング不良が発生し易い。
【００１１】
対策としては、楔状領域にトナーが蓄積されないよう、剛体ブレードによって像担持体の表面から掻き取られた残留トナーを回転するブラシロールによって逐次排除していくことが考えられるが、剛体ブレードをワイパー方向に配置している場合は、ブラシロールの毛先が楔状領域に届くように該ブラシロールを配置することが非常に困難であり、また、ブラシロールの分だけけ製作コストも嵩むといった問題点もある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、クリーニングブレードの摩耗やへたり等の劣化がなく、しかも像担持体を傷付けることもなく、小粒径の球形トナーに対しても長期にわたって安定したクリーニング性能を発揮することが可能な画像形成装置のクリーニング装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明のクリーニング装置は、トナー像を記録シート又は中間転写体に転写した後の像担持体の表面を清掃するクリーニング装置であって、ドクター方向に配置されると共に先端辺を含む規制面領域を像担持体に当接させた薄板からなるクリーニングブレードと、このクリーニングブレードに対して上記規制面領域の裏面側に圧接し、上記クリーニングブレードの規制面領域を像担持体に向けて押し付ける弾性押圧部材とから構成されている。
【００１４】
ここで、上記薄クリーニングブレードとしては、ウレタンゴム等からなる従来の弾性体ブレードよりも硬質で、しかも像担持体に対する摩擦係数が小さい材料が好ましく、ステンレス鋼、りん青銅、ベリリウム鋼等のバネ性を備えた金属薄板や、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアセタール、ポリアミドのような合成樹脂薄板を使用することができる。
【００１５】
また、上記クリーニングブレードは先端辺を含む規制面領域が像担持体から浮き上がることなく面接触することが必要であり、かかる観点からすれば、クリーニングブレードは像担持体表面の凹凸に対して柔軟に追従することができるよう、厚さ５０μｍ以下に、更に好ましくは２０μｍ以下に設定されているのが好ましい。
【００１６】
更に、上記弾性押圧部材としては、クリーニングブレードの規制面領域を像担持体の表面と隙間なく面接触させることができるよう、像担持体の回転軸方向に沿ってクリーニングブレードの規制面領域の裏面側に一様に圧接することが必要であり、例えば、クリーニングブレードと同じ幅に形成されたウレタンゴム等からなる弾性体ブレードを使用することができる。この弾性押圧部材がクリーニングブレードを押圧する位置としては、クリーニングブレードの規制面領域、すなわちクリーニングブレードが像担持体と接触している領域の裏面側であり、クリーニングブレードの先端辺を像担持体に緊密に接触させるという観点からすれば、クリーニングブレードの先端近傍に圧接することが必要である。具体的には、弾性押圧部材の下からはみ出すクリーニングブレードの先端長さを１ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００１７】
そして、このような技術的手段によれば、上記クリーニングブレードはドクター方向に配置されると共に、先端辺を含む規制面領域を像担持体に面接触させており、また、上記弾性押圧部材はクリーニングブレードの規制面領域の裏面側に圧接して、かかる規制面領域を像担持体に向けて押し付けているので、クリーニングブレードの規制面領域は弾性押圧部材と像担持体との間に挟み込まれた状態となっている。このため、像担持体の表面に僅かな凹凸が存在しても、弾性押圧部材は像担持体の表面に倣った形状に変形し、これに伴いクリーニングブレードの規制面領域は像担持体表面の凹凸に柔軟に追従してこれに緊密に接触するようになる。従って、クリーニングブレードの先端辺と像担持体との間には隙間ができ難くなり、トナーや異物をクリーニングブレードの先端面で確実に像担持体の表面から掻き取ることができるものである。また、クリーニングブレードは先端辺を含む比較的広い規制面領域において像担持体と緊密に面接触するので、この点においてもトナーが像担持体とクリーニングブレードとの間を通過し難くなる。
【００１８】
また、クリーニングブレードはドクター方向に配置されており、しかも先端辺を含む規制面領域で面接触しているので、像担持体に付着している残留トナーはクリーニングブレードの先端面によって掻き取られることになり、掻き取られたトナーはクリーニングブレードの先端に溜まることになる。しかし、クリーニングブレードが充分に薄く形成されていれば、掻き取られたトナーはクリーニングブレードの裏面側、すなわち弾性押圧部材が接触してる面に逃げるので、蓄積されたトナーがクリーニングブレードを押し上げるような力を発揮することもない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のクリーニング装置を詳細に説明する。
図１は本発明を適用したレーザビームプリンタの第１実施例を示す概略図である。このレーザビームプリンタは、表面に感光層が形成されると共に矢線方向へ回動する像担持体としての感光体ドラム１と、この感光体ドラム１を一様な背景部電位に帯電させる帯電器２と、画情報に応じて変調された光ビームＢｍで感光体ドラム１の表面を露光する図示外のラスタ走査ユニットと、露光によって感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器４と、感光体ドラム１上に現像されたトナー像を記録シートＰに転写する転写ロール５と、トナー像の転写が終了した感光体ドラム１の表面を清掃するクリーニング装置６とを備えている。これらの機器により、感光体ドラム１の周囲では、かかる感光体ドラム１の回転に伴って帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程が順に行われ、記録シートＰに転写するトナー像を連続的に形成することができるように構成されている。
【００２０】
ここでは、感光体ドラム１のプロセラススピードを２２０ｍｍ／ｓｅｃとし、上記帯電器２としてはスコロトロンを使用して、感光体ドラム１を−７００Ｖの背景部電位に帯電させる一方、露光による画像部電位を−３００Ｖとした。また、上記現像器４で使用される現像剤としてはトナーとキャリアが混合された二成分現像剤を用い、磁気ブラシ現像法によって感光体ドラム１上の静電潜像の現像を行った。現像剤の磁気ブラシを保持して回転する現像ロール４０は感光体ドラム１の周速の１．７５倍、すなわち３８５ｍｍ／ｓｅｃで回転しており、感光体ドラム１と現像ロール４０との間に現像バイアス電圧を印加して、露光により形成された静電潜像の画像部を現像するようにした。かかる現像バイアス電圧としてはＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したものを用い、ＤＣ成分は−５８０Ｖ、ＡＣ成分はピーク・トゥ・ピーク電圧ＶＰＰが１．０ｋＶ、周波数４．０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ０．６の矩形波とした。
【００２１】
上記トナーとしては、乳化重合法により作成され、コールターカウンター（コールター社製）で測定した体積平均粒径が６．５μｍのものを用いた。必ずしもこの粒径である必要はなく、３〜７μｍのものを使用することができる。また、トナーには平均粒径１０〜１５０ｎｍのシリカおよびチタニア等の無機微粒子を外添剤として適宜量添加した。上記キャリアとしは、平均粒径３５μｍのフェライトビーズを用いた。このときのトナーの帯電量は、感光体ドラム１に対向する現像ロール上で−２５〜−３５μＣ／ｇであり、静電潜像の現像によって感光体ドラム１へ付着したトナーの帯電極性は負極性であった。尚、トナーは乳化重合法以外の、例えば懸濁重合法、溶解懸濁法、混練粉砕法等により作成しても良い。
【００２２】
トナーの形状は形状係数で表現されるが、かかる形状係数は、光学顕微鏡（ミクロフォトＦＸＡ；ニコン社製）でトナーの拡大写真を得た後、かかる写真をイメージアナライザーＬｕｚｅｘ３（ＮＩＲＥＣＯ社製）により画像解析し、次式によって算出される。この式に示されるように、トナー形状係数は該トナーの投影面積とそれに外接する円の面積の比率で表されており、真球の場合が１００となり、形状が崩れるにつれて値が増加する。すなわち、形状係数が１００に近い程、トナーの形状は球形に近似している。また、かかる形状係数を求める場合は、トナー粒子複数個に対して計算を行い、その平均値を代表値として表している。
【００２３】
【数１】
2004045450.tif 000003
【００２４】
そして、本実施例では形状係数１３０以下の球形トナーを用いた。このようにこのトナーの形状が球形状に近いと、トナー像を記録シートＰに転写する際に高い転写率が得られ、クリーニング装置６で感光体ドラム１上から除去しなければならない未転写残留トナーが低減し、かかるトナーをクリーニング装置６から回収するためのボトルサイズを小さくすることができるので、プリンタ内のスペースや回収ボトルのコストを低減することが可能となる。
【００２５】
図２は上記クリーニング装置６の詳細を示す断面図である。
このクリーニング装置は、感光体ドラム１の表面の移動方向を妨げる向きに回転するブラシロール６０と、このブラシロールよりも感光体ドラムの回転方向の下流側で該感光体ドラム１に当接する薄板状のクリーニングブレード６１と、このクリーニングブレード６１を感光体ドラム１に対して所定の圧力で押圧する弾性押圧部材６２で構成されている。
【００２６】
上記クリーニングブレード６１は厚さ２０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる薄板であり、図３に示すように、先端部を感光体ドラム１に当接させている。感光体ドラム１を傷つけることがないよう、クリーニングブレード６１の先端部にはエッチング処理がなされている。このクリーニングブレード６１としては、この例に限られず、厚さ５０μｍ以下の薄板を使用すればよく、金属材料の場合にはステンレス鋼ばかりではなく、リン青銅、ベリリウム銅などのばね性を有する材料が適している。
【００２７】
上記クリーニングブレード６１は一対の平板状の保持プレート６３，６４に後端部を挟持され、図３に示すように、先端面を感光体ドラム１の回転方向と対向させるようにして配置されている。すなわち、クリーニングブレード６１はドクター方向に配置されている。２枚の保持プレート６３，６４のうち、クリーニングブレード６１よりも感光体ドラム１側に位置する保持プレート６３は他方の保持プレート６４よりも感光体ドラム１に向けて突出しており、その先端部６３ａは感光体ドラム１の周面との接触を避けるように尖塔状に形成されている。そして、かかる先端部６３ａはクリーニングブレードと感光体ドラムとの間に形成された楔状の空間に挿入されている。
【００２８】
一方、上記弾性押圧部材６２は、ヤング率が６９０ｇｆ／ｍｍ２、硬度７０度（ＪＩＳ・Ａ）、永久伸び１．２％のウレタンゴムからなる厚さ２ｍｍの弾性体ブレードであり、感光体ドラムの軸方向へ上記クリーニングブレードと同じ長さで設けられている。この弾性体ブレード６２はその先端部がクリーニングブレード６１を介して感光体ドラム１に圧接する一方、後端部はホルダ６５に接着されており、クリーニングブレード６１と同様、先端面を感光体ドラム１の回転方向に対向させたドクター方向に配置されている。また、上記弾性体ブレード６２はホルダ６５から突出した先端部の自由長が８ｍｍに設定されると共に、ブレードセットアングル、すなわち感光体ドラム１への圧接位置における感光体ドラム表面の接線と弾性体ブレード６２の固定端と接触点を結ぶ直線のなす角が２２°に設定され、自らの弾性変形によってクリーニングブレード６１の上から感光体ドラム１に圧接している。
【００２９】
図３に示すように、弾性体ブレード６２はクリーニングブレード６１の先端部の裏面側に圧接して、かかるクリーニングブレード６１を感光体ドラム１に押し付けている。前述の通り、クリーニングブレード６１は厚さ５０μｍと極めて薄く形成されていることから、このように裏面側から弾性体ブレード６２に押圧されると、容易に変形して感光体ドラム１に接触し、弾性体ブレード６２と感光体ドラム１との間に挟み込まれた状態となる。これにより、クリーニングブレード６１は感光体ドラム１と面接触し、トナーの通過を妨げる規制面領域Ｓを形成する。また、弾性体ブレード６２はクリーニングブレード６１の先端面に充分近接した位置で該クリーニングブレード６１を押圧していることから、図４に示すように、上記規制面領域Ｓはクリーニングブレード６１の先端辺６１ａを含んだものとなる。つまり、クリーニングブレード６１の先端は浮き上がることなく感光体ドラム１に接している。このようなクリーニングブレード６１と感光体ドラム１との接触状態を作り出すため、弾性体ブレード６２はクリーニングブレード６１の先端から１ｍｍ以内の位置で該クリーニングブレード６１の裏面に圧接するのが好ましい。
【００３０】
また、ホルダ６５に接着された弾性体ブレード６２の後端部と保持プレート６３，６４によって挟持されたクリーニングブレード６１の後端部とは互いに平行であるが、両者の間には隙間が形成されており、かかる弾性体ブレード６２は先端部においてのみクリーニングブレード６１に接触している。これにより、クリーニングブレード６１の先端部を感光体ドラム１に向けて押圧し、かかる先端部のみを感光体ドラム１と圧接させて規制面領域Ｓを設ける本発明の構成を小さいスペースで実現することが可能となっている。また、室温等の環境変動によって弾性体ブレード６２が膨張又は収縮を生じても、弾性体ブレード６２は先端部でのみクリーニングブレード６１と接しているので、クリーニングブレード６１がそのような弾性体ブレード６２の膨張等の影響を受け難くなっている。
【００３１】
図６は弾性体ブレード６２の撓み量と感光体ドラム１上における線圧との関係を示すグラフであり、弾性体ブレード６２と感光体ドラム１との間にクリーニングブレード６１が存在する場合と、存在しない場合とについて結果を示している。ここで、弾性体ブレード６２の撓み量とは、クリーニングブレード６１が存在しない場合における弾性体ブレード６２の固定端に対する先端の反り量を示したものであり、このときクリーニングブレード６１は弾性体ブレード６２の先端から０．５ｍｍ突出している。このグラフに示されるように、両結果を比較すると、クリーニングブレード６１の有無に拘らず、感光体ドラム１上の線圧は弾性体ブレード６２の撓み量に依存していることが明らかであり、それ故、本発明の構成によれば、クリーニングブレード６１が感光体ドラム１と接する圧力も弾性体ブレード６２の押圧力にのみ依存していることが明らかである。つまり、クリーニングブレード６１は感光体ドラム１に圧接はしているものの、その圧接力は総て弾性体ブレード６２が発揮したものであり、クリーニングブレード６１自らは何ら圧接力を発揮していないことになる。これにより、クリーニングブレード６１の材質としては、感光体ドラム１に対する摩擦係数や、感光体ドラム１表面の凹凸に対する追従性等の観点からのみ選択することができ、より感光体ドラム１に対して優しいクリーニングブレード６１を得ることができる。
【００３２】
また、上記ブラシロール６０は、矢線方向へ回転する軸芯部材に対して３デニールの摺擦毛を３０万本／平方インチの密度で植毛したものであり、摺擦毛の毛足長さは３ｍｍ、感光体ドラム１の表面と摺擦毛の根元との最近接距離は２ｍｍに設定されている。このブラシロールはクリーニングブレードによる残留トナーの掻き落としに先立って感光体ドラム表面を摺擦することにより、かかる残留トナーの感光体ドラムに対する付着力を弱めると共に、クリーニングブレードの先端に付着したトナーを払い落とし、クリーニングブレードの先端にトナーが蓄積されるのを防止している。
【００３３】
そして、以上のように構成される本実施例のクリーニング装置では、トナー像を記録シートＰへ転写した後の感光体ドラム１の表面がクリーニング装置の配設位置まで回転してくると、図４に示すように、弾性体ブレード６２の押圧力Ｆによって感光体ドラム１に押し付けられたクリーニングブレード６１の先端が未転写残留トナーＴを塞き止め、これを感光体ドラム１の表面から掻き落とす。このとき、クリーニングブレード６１は先端辺６１ａを含む規制面領域Ｓで感光体ドラム１に接しているが、クリーニングブレード６１は厚さ２０μｍと極めて薄く形成されており、しかも規制面領域Ｓの裏面側から弾性体ブレード６２によって押圧されているので、規制面領域Ｓにおけるクリーニングブレード６１は感光体ドラム１の表面に凹凸が存在する場合であっても、かかる凹凸に柔軟に追従した状態で感光体ドラム１の表面に密着する。このため、図６に示すように、クリーニングブレード６１と感光体ドラム１との間に異物７が挟まっても、異物７の周囲には殆ど隙間が形成されず、トナーＴがクリーニングブレード６１をすり抜けてしまうのを防止することができるものである。
【００３４】
また、クリーニングブレードの後端部は一対の保持プレートによって挟持されており、これら保持プレートのねじ止めの影響から、クリーニングプレートの先端部には感光体ドラムの軸方向に沿って波うちが発生し易いが、前述の如く、クリーニングプレートは極めて薄く形成されており、その先端部は弾性体ブレードと感光体ドラムとの間に挟み込まれていることから、後端部を保持した結果として生じる先端部の歪みは完全に排除され、クリーニングプレートの先端部を感光体ドラムと緊密に接触させることができるものである。
【００３５】
更に、クリーニングブレード６１はドクター方向に配置されているので、クリーニングブレード６１の先端に塞き止められたトナーＴが蓄積しても、かかるトナーはクリーニングブレード６１の裏面側に乗り上げるだけであり、ワイパー方向に配置されている場合のようにクリーニングブレード６１に対してこれを押し上げるような力を生じさせることはない。この点においても、クリーニングブレード６１先端の規制面領域Ｓと感光体ドラム１との密着性が向上し、トナーＴのすり抜けを防止することができるものである。
【００３６】
また更に、クリーニングブレード６１は単に弾性体ブレード６２によって感光体ドラム１へ押さえつけられているのみなので、かかるクリーニングブレード６１としては曲げ弾性係数を考慮することなく、摩擦係数の低い材料を選択することができ、クリーニングブレート６１そのものの耐摩耗性を高めることができる他、感光体ドラム１表面の感光層の摩耗も防止することが可能となり、長期にわたって高いクリーニング性を発揮し得ると共に、良好な画質を維持することが可能となるものである。
【００３７】
一方、クリーニングブレード６１は弾性体ブレード６２によって押さえつけられているのみなので、感光体ドラム１が回転すると、クリーニングブレード６１の先端部が感光体ドラム１の回転方向下流側へ移動してしまうことが考えられる。しかし、クリーニングブレード６１はドクター方向に配置されており、しかも該クリーニングブレード６１を挟持する保持プレート６３，６４のうち、感光体ドラム１側に位置する保持プレート６３はその先端部がクリーニングブレート６１を支えるようにして感光体ドラム１の周面近傍にまで延びているので、そのようなクリーニングブレード６１の先端部の移動は阻止され、長期にわたって安定した状態で感光体ドラムのクリーニングを行うことができるものである。
【００３８】
本発明の有効性を確認するため、厚さの異なる数種類のクリーニングブレードを準備すると共に、これらクリーニングブレードを実施例のクリーニング装置に装着して、Ａ４用紙１０００枚のプリントを実施し、未転写残留トナーのクリーニング性、感光体ドラムの傷の有無、感光体ドラムの駆動トルクを確認する実験を行った。以下の表１に実験結果を示す。尚、弾性体ブレードの撓み量は０．９ｍｍとし、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間の線圧は２．６４ｇｆ／ｍｍに設定した。
【００３９】
【表１】
2004045450.tif 000004
【００４０】
この結果から明らかなように、感光体ドラム１の駆動トルクはクリーニングブレード６１の厚さに関係なく同程度であったが、感光体ドラム１の表面状態には差が生じた。すなわち、比較的厚いクリーニングブレード６１を使用すると、感光体ドラム１の表面に傷が認められたが、厚さ５０μｍ以下の薄いクリーニングブレード６１を使用した場合には、傷が認められなかった。これは、厚みの大きなクリーニングブレード６１を使用すると、クリーニングブレード６１そのものが撓み難く、感光体ドラム１と接触している先端辺に押圧力が集中し易いことから、かかる先端辺で感光体ドラム１の表面を傷付けてしまったものと推測される。これに対し、クリーニングブレート６１が５０μｍ以下と充分に薄い場合には、クリーニングブレード６１が撓み易くなることから、クリーニングブレード６１そのものは殆ど押圧力を発揮しておらず、弾性体ブレード６２の押圧によって規制面領域Ｓが略均等に感光体ドラム１に圧接するため、感光体ドラム１に傷が発生し難くなるものと考えられる。
【００４１】
また、クリーニング性に関しては、ブラシロール６０の摺擦毛を強制的にクリーニングブレード６１の先端と感光体ドラム１との間に挟み込み、トナーの通過の有無、すなわちクリーニング不良が発生するか否かを確認した。この実験ではＡ３用紙サイズ相当で４．５ｇ／ｍ２のトナー像を感光体ドラム１上に形成し、記録シートＰへ転写することなくクリーニング装置６によってこれを除去するように構成した。結果としては、表１に示されるように、クリーニングブレード６１の厚みが増加するにつれ、クリーニングブレード６１をすり抜けるトナーが顕著になった。これは、クリーニングブレード６１の厚みが大きい程、かかるクリーニングブレード６１の規制面領域が感光体ドラム１表面の凹凸に対して柔軟に追従することができず、図７に示すように、異物７の周辺で大きな隙間が形成されてしまうためと考えられる。これに対し、クリーニングブレードの厚みが２０μｍのように極めて薄くなると、図６を用いて説明したように、異物７の周囲には殆ど隙間が形成されず、トナーＴがクリーニングブレード６１をすり抜けるのを有効に防止することができ、その分だけクリーニング不良が発生し難くなっているものと考えられる。
【００４２】
実際の画像形成装置の使用時には、感光体ドラムの軸芯の振れ等に起因して、ブラシロールの摺擦毛や紙粉等の繊維状の異物がクリーニングブレードと感光体ドラムの間に挟み込まれてしまう可能性があり、前述の実験結果からすれば、そのような異物が挟み込まれてしまった場合であっても、本発明のクリーニング装置であれば、良好なクリーニング性を確保することができるものである。
【００４３】
次に、板厚２０μｍのクリーニングブレード６１を使用し、記録シート１０万枚のプリント（感光体ドラム約１２００００回転相当）を実施した。その結果、クリーニングブレード６１の感光体ドラム１への当接不良などの姿勢変化や、摩耗・へたり等の劣化に関係するクリーニング性の低下はみられず、良好なクリーニング状態が得られた。また、感光体ドラム１の表面が傷付いたことに起因する画像欠陥等も発生せず、長期にわたって良好な画層品質を維持し得ることが確認された。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のクリーニング装置によれば、像担持体の表面に僅かな凹凸が存在しても、弾性押圧部材は像担持体の表面に倣った形状に変形し、これに伴いクリーニングブレードの先端は像担持体表面の凹凸に柔軟に追従してこれに緊密に接触するので、クリーニングブレードの先端辺と像担持体との間には隙間ができ難くなり、トナーや異物をクリーニングブレードの先端面で確実に像担持体の表面から掻き取ることが可能となる。また、クリーニングブレードの摩耗やへたり等の劣化がなく、しかも像担持体を傷付けることもなく、小粒径の球形トナーに対しても長期にわたって安定したクリーニング性能を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニング装置を適用したレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】実施例にかかるクリーニング装置を示す拡大図である。
【図３】クリーニングブレード、弾性体ブレード及び感光体ドラムの三者の接触状態を示す拡大図である。
【図４】クリーニングブレードが感光体ドラム上の残留トナーを排除する様子を示す拡大図である。
【図５】弾性体ブレードの撓み量と感光体ドラムに対する線圧との関係を示すグラフである。
【図６】クリーニングブレードが充分に薄い場合の該クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触状態を示す図である。
【図７】クリーニングブレードが厚い場合の該クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触状態を示す図である。
【図８】クリーニングブレードをワイパー方向に配置した場合の該クリーニングブレードと感光体ドラムとの接触状態を示す図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム（像担持体）、６…クリーニング装置、６１…クリーニングブレード、６２…弾性体ブレード、６３，６４…保持プレート、Ｔ…トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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