(57)【要約】【課題】  トナーの回転する力と制止させる力の方程式を導き、トナーが擦り抜けないでクリーニング不良を防止するクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体２上のトナーをブレード１６１で除去するクリーニング装置１６において、ブレード１６１と像担持体２との関係が下記の式：ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０を満たすクリーニング装置１６とする（ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数、μ２：トナーとブレード間の摩擦係数、Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力、Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力、θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度））。【選択図】      図２
2005099125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上のトナーをブレードで除去するクリーニング装置において、
ブレードと像担持体との関係が下記の式を満たす
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０
ことを特徴とするクリーニング装置。
ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数  
μ２：トナーとブレード間の摩擦係数  
Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力  
Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力
θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度）
【請求項２】
請求項１に記載のクリーニング装置おいて、
前記クリ−ニング装置は、ＮｔｐとＮｂｔの関係をＮｔｐ＜Ｎｂｔとする
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のクリーニング装置おいて、
前記クリ−ニング装置は、μ１とμ２の関係がμ２／μ１＞１．５とする
こと特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置おいて、
前記トナーは、トナーの平均円形度が０．９５以上ある
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のクリーニング装置おいて、
前記ブレードと像担持体間で形成する角度は、7０°以上である
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のクリーニング装置おいて、
前記ブレード先端部は、外部からの駆動によって振動する
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のクリーニング装置おいて、
前記ブレードの反発弾性係数は、４０％以上である
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記ブレードに加える線圧力が１０ｇｆ／ｃｍ以上、６０ｇｆ／ｃｍ以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
少なくとも像担持体とクリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記クリーニング装置が、像担持体上のトナーをブレードで除去するブレードを備え、ブレードと像担持体との関係が下記の式を満たす
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数  
μ２：トナーとブレード間の摩擦係数  
Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力  
Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力
θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度）
【請求項１０】
請求項９に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項２ないし８のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
潜像を担持する像担持体と、帯電部材を像担持体表面に接触又は近接させて像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、像担持体とこれに接触しつつ移動する中間転写体及び／又は記録部材との間に転写電界を形成して、像担持体に形成されたトナー像を、中間転写体及び／又は記録部材上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と  を備える画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、像担持体上のトナーをブレードで除去するブレードを備え、ブレードと像担持体との関係が下記の式を満たす
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数  
μ２：トナーとブレード間の摩擦係数  
Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力  
Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力
θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度）
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項２ないし８のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項９又は１０に記載のプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１１又は１２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項９又は１０に記載のプロセスカートリッジを複数備える
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、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられるクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の発展に伴い、電子写真複写機、電子写真プリンターなどの画像形成装置には画像形成速度の高速化、オフィス環境の効率的利用の観点から小型化、高品質な情報の伝達を目的に更なる高画質化、更に地球環境保護の観点から,装置の長寿命化が要求されている。よって、画像形成装置に使用される電子写真像担持体にも高速応答性、小型化、高耐久化が要求されている。そのために、有機像担持体表面に無機物を添加した有機コート層を設けたり、アモルファス−Ｓｉの像担持体によって長寿命化を図ってきた。
また、高画質化の要求に対しては、トナー自身の小径×球径化が最も寄与が大きいことが解り、トナー開発や市場の傾向が小径／球形化の方向になってきた。トナーが小径で球形性が高くなると、クリーニングしづらくなる方向にある。一方、像担持体に最もダメージを与えるクリーニング工程では、物理的な衝撃が弱いと考えられるブラシクリーニングによって静電的に吸着する方法が提案されている。
【０００３】
しかし、静電的に吸着するときは転写時の放電によって、トナー極性は正、負の両者が混在するような状態となる。ブラシに印加する極性はトナーの逆極性を印加するのであるが、両者の極性を有する場合は、両方の極性電源が必要となる。これによって装置コストが高くなることは必然的である。又、ブラシクリーニングおいては、ブラシで静電的に捕獲したトナーを再度ブラシから取り除かねばならない。この除去においても静電力を使用すると何段も除去手段を設ける必要が生じて、最後までトナーが回収装置に収納されない事態となる。よって、現時点では円形度の高い小粒径トナーを用いた高耐久画像形成装置に、決定的なクリーニング手段は開発されていない。
【０００４】
これまで、ブラシクリーニングとは異なる方式であるクリーニングブレード方式が、簡易で低コストであることから広く利用されていた。
このクリーニングブレードで方式では、
例えば、特許文献１では、平均ドメイン径０．１〜１．１μｍの離型剤を含有するトナーを用いて、反発弾性３５〜７５％のクリーニングブレード部材を像担持体の回転方向に対してカウンター方向１０〜４５°の角度で、且つ当接圧力５〜４５ｇｆ／ｃｍ、クリーニング部材に対する像担持体の静止摩擦係数が１．０以下となるように像担持体表面が加工されている画像形成方法が開示されている。
また、特許文献２では、クリーニング動作中のクリーニング角度を決定する特性値でクリーニングブレードヤング率Ｅ、クリーニングブレード厚さｔ、ブレードの突出し量Ｌを一定の関係を満足させるて、良好なクリーニング性能を発揮させるクリーニング装置が開示されている。
また、特許文献３では、トナーの平均体積径Ｄと平均円形度Ｓを用いて、所定の条件を満たす圧接力を設定する画像形成装置が開示されている。
また、特許文献４では、ゴムブレードを振動大きさ１０〜２００μｍの条件で振動させてクリーニングする電子写真画像形成方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２９２７２２号公報
【特許文献２】特開平５−１１９６８６号公報
【特許文献３】特開２０００−３３０４４１号公報
【特許文献４】特開２００１−６６９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記いずれの開示された技術でも、小径化・球径化されたトナーをブレードでクリーニングすることは困難である。特に、実際のクリーニングにおいては、クリーニングに関与する物体はブレード、トナー、及び像担持体の三者の関係が得られていないと良好なクリーニンは得られない。単にブレードを強く押しつけて堰を設けるだけでは、今後益々小径化傾向にあるトナーには対応しきれない。
トナー形状の円形度が高くて小径のものはブレードクリーニングする際にブレードによって堰きとめ難くクリーニング不良を起こしやすく、この不良メカニズムは像担持体とブレードが接触した状態で、像担持体が動くと固定されたブレードの端部は巻き込まれるようにめくれる。このめくれは“くさび形状”となるため、球形トナーは入り込み易い状態となり、像担持体上のトナーの一つがブレードを持ち上げて、通り抜けると後続のトナー群は連続的に擦り抜けてクリーニング不良が生じると考えられている。
したがって、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、今回、発明者らの高速度カメラで観察でブレードクリーニングのトナーとブレードの挙動をとらえ、ブレード下面を擦り抜けるトナーが回転しながら擦り抜けることが解った。
【０００７】
そこで、この観察結果より、トナーの回転する力と制止させる力の方程式を導き、トナーが擦り抜けないでクリーニング不良を防止するクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明のクリーニング装置は、像担持体上のトナーをブレードで除去するクリーニング装置において、ブレードと像担持体との関係が下記の式
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０
を満たすことを特徴とする。（ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数、          μ２：トナーとブレード間の摩擦係数、Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力、Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力、θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度））
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、ＮｔｐとＮｂｔの関係をＮｔｐ＜Ｎｂｔとすることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、μ１とμ２の関係がμ２／μ１＞１．５とすること特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記トナーは、トナーの平均円形度が０．９５以上あることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記ブレードと像担持体間で形成する角度は、7０°以上であることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記ブレード先端部は、外部からの駆動によって振動することを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記ブレードの反発弾性係数は、４０％以上であることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記ブレードに加える線圧力が１０ｇｆ／ｃｍ以上、６０ｇｆ／ｃｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも像担持体とクリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニング装置が、像担持体上のトナーをブレードで除去するブレードを備え、ブレードと像担持体との関係が下記の式
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０
を満たすことを特徴とする。（ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数、          μ２：トナーとブレード間の摩擦係数、Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力、Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力、θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度））
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、請求項２ないし８のいずれかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、帯電部材を像担持体表面に接触又は近接させて像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、像担持体とこれに接触しつつ移動する中間転写体及び／又は記録部材との間に転写電界を形成して、像担持体に形成されたトナー像を、中間転写体及び／又は記録部材上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と  を備える画像形成装置において、前記クリーニング装置は、像担持体上のトナーをブレードで除去するブレードを備え、ブレードと像担持体との関係が下記の式
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０
を満たすことを特徴とする。（ここで、μ１：トナーと像担持体間の摩擦係数、          μ２：トナーとブレード間の摩擦係数、Ｎｔｐ：トナーと像担持体の付着力、Ｎｂｔ：トナーがブレードから受ける力、θ：ブレードと像担持体間で形成する角度（クリーニング角度））
また、本発明の画像形成装置は、さらに、請求項２ないし８のいずれかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、請求項９又は１０に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、請求項９又は１０に記載のプロセスカートリッジを複数備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記解決するための手段によって、本発明のクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置では、トナーの回転力を小さくでき、ブレードを擦り抜けることが防止でき、クリーニング性が向上させることができ、かつ、長期に安定したクリーニング性を得ることができる。
また、小径化・球形化トナーを用いても、トナーの回転力を小さくでき、ブレードを擦り抜けることが防止されクリーニング性を向上させることができる。
また、ブレードを持ち上げる力に対抗できクリーニング条件に対して余裕度を持たせ、さらに、ブレードと像担持体間の摩耗が押さえられ耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は、本発明のクリーニング装置を搭載する画像形成装置の構成を示した概略図である。像担持体２である感光体ドラムの周囲には、帯電ローラ等で像担持体２の表面を帯電する帯電装置３、レーザー光線等で像担持体２の一様帯電処理面に潜像を形成する露光装置４、像担持体２上において潜像に対し帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成させる現像装置６、転写ベルトまたは転写ローラ、チャージャー等で像担持体２上に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置１２、転写後に像担持体２上に残ったトナーを除去するクリーニング装置１６、像担持体２上の残留電位を除去する除電装置１８が順に配列されている。
このような構成において、帯電装置３の帯電ローラによって表面を一様に帯電された像担持体２は、露光装置４によって静電潜像を形成され、現像装置６によってトナー像を形成される。当該トナー像は転写装置１２によって像担持体２表面から、給紙トレイ９から搬送された記録紙へ転写される。その後記録紙上のトナー像は定着装置１４によって記録紙に定着される。一方、転写されずに像担持体２上に残ったトナーはクリーニング装置１６によって回収される。残留トナーを除去された像担持体２は除電装置１８のランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
【００１３】
図２は、本発明のクリーニング装置におけるブレードと像担持体との関係を説明するために示す模式図である。像担持体２上に転写後に残留したトナーはクリーニングされるためにブレード１６１し堰き止められる。この時、トナーと像担持体２との付着力Ｎｔｐとブレード１６１から受ける反発力で像担持体２に押しつける成分Ｎｂｔ×ｃｏｓθの和、即ちトナーの像担持体２から受ける抗力（Ｎｔｐ＋ Ｎｂｔ×ｃｏｓθ）と像担持体２とトナーとの摩擦係数μ１の積は時計方向に回転するモーメントが働く。この回転する駆動力をＦ１とする。
一方、トナーはブレード１６１から回転を阻止するための力を得ている。これは、ブレード１６１から受ける力Ｎｂｔとブレード１６１とトナー間の摩擦係数μ２の積で反時計方向に回転するモーメントとして働く。この時計方向に回転させる力に反して阻止する力をＦ２とする。この両者の関係でブレード１６１のクリーニング性が決められる。即ち、Ｆ１＞Ｆ２であるとトナーは時計方向に回転して弾性体であるブレード１６１をめくり上げる。これによって、トナーは擦り抜けてクリーニング不良となる。
【００１４】
しかし、Ｆ１＜Ｆ２であるとトナーの時計方向の回転を阻止する力が大きい。よって、ブレード１６１をめくり上げる力は働かないためブレード１６１からトナーが擦り抜けてクリーニング不良となることはない。ここで、Ｆ２ −Ｆ１＞０を書き直すと以下の如くなる。
Ｎｂｔ×μ２−（Ｎｔｐ＋ Ｎｂｔ×ｃｏｓθ）×μ１＞０
このとき、反力と付着力の関係を規格化して、角度θの関数で表すと次の如く式（１）で表せる。
ｆ（θ）＝μ２−μ１×（Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＋ｃｏｓθ）＞０…(１)
したがって、ブレード１６１のクリーニング角度θ、反力Ｎｂｔ、付着力Ｎｐｔ及びそれぞれの物体間の摩擦係数μ１、μ２を上式の関係にすることでトナーの回転を止め、トナーがブレード１６１をすり抜けるのを抑えて、クリーニングすることができる。
【００１５】
また、本発明のクリーニング装置は、ＮｂｔとＮｔｐの大小関係においてＮｂｔを大きくする。ここで、Ｎｂｔはトナーがブレード１６１から受ける反発力でこの値が大きいことはブレード１６１にトナーが衝突したとき跳ね返され戻る力となる。一方Ｎｔｐはトナーと像担持体２の付着力で主に二つの力成分よりなっている。まず一つ目は帯電した物体が電界によって引き寄せられる静電気力、そして二つ目は接触する二つの物体がもつそれぞれの分子中の極性に起因するファンデル・ワールス力である。ここで請求項１における(１)式において、クリーニング角度θを変数にして、Ｎｔｐ／Ｎｂｔをパラメータすると式(１)を、図に示すことができる。  
【００１６】
図３は、Ｆ１＜Ｆ２となる領域、即ち、ｆ(θ)＞０の時に球形トナーは回転しないでクリーニングが可能となる領域を、Ｎｔｐ／Ｎｂｔをパラメータとして示した図である。
この時のパラメータＮｔｐ／Ｎｂｔは小さいほどクリーニング角度θが小さくてもＦ１＜Ｆ２となる。例えば、Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＝１の時はθが7０°以上にしないとＦ１＜Ｆ２にならない。ところが、Ｎｔｐ／Ｎｂｔ＝０．８にするとθは５７°まで立てることができ、ブレード１６１を初期設定する際の余裕度となる。
また、この時、角度を7０°にすることでクリーニング性に対する余裕度ともなる。ここで、Ｎｔｐを下げる具体的なやりかたは、トナーのもつ帯電量を下げるとか、又は、ブレード１６１に突入する前に除電させる手段を設けて帯電量をさげることが挙げられる。
一方、Ｎｂｔを大きくすることも同等な効果が得られる。具体的にはブレード１６１からの反発係数を大きくすることである。
【００１７】
また、本発明のクリーニング装置は、トナーと像担持体２との摩擦係数μ１、ブレード１６１とトナー間の摩擦係数μ２は次のようする。
まず、ブレード１６１とトナー間は平板状の擬似像担持体基板上にトナーを現像して塗布する。この時の付着量は一般の転写後に残るトナー量を想定して０.０５〜０.１ｍｇ／ｃｍ２とする。この基板の上をブレード１６１で接触しながら走査する。このとき、ブレード１６１をカウンタ方向に走査すると擬似像担持体基板上のトナーはクリーニング除去される為ブレード１６１とトナー間の正確な摩擦係数は測定できない。それを改善するためにブレード１６１をトレーリング方向に走査する。そうすることで、擬似像担持体基板上のトナーは除去されず、滑らかにブレード１６１はトナー表面を走査する。これによって、擬似像担持体基板とブレード１６１面の摩擦係数の測定が可能となる。この時の、走査速度は１ｍｍ／ｓでブレード１６１面に加える荷重は実際に電子写真装置に搭載されているブレード１６１と等価な荷重を加える。本発明においては２０〜５０ｇｆ／ｃｍの線圧荷重（Ｗ）を加えた。これを引っ張る荷重（Ｆ）をひずみ測定器で計測する。これらの値を用いてμ２＝Ｆ／Ｗと算出される。実際には新東科学（株）製ＨＥＩＤＯＮ表面性試験機器を用いることで時間と摩擦係数の関係を画面上に表わせ、平均摩擦係数などの演算も自動的に行うことが出来る。
次に、μ１であるが、像担持体２はブレード１６１のような弾性体でないためトナーと面で接触させることが出来ない。この時はＨＥＩＤＯＮ表面性試験機器に表面摩擦係数測定用ステンレス球（φ６）を用いて、ステンレス球で像担持体基板の摩擦係数（μｓｐ）、ステンレス球とクブレード１６１の摩擦係数（μｓｂ）を測定する。これらの値に既に測定したトナーとブレード１６１間の摩擦係数μ２（＝μｔｂ）を用いてμ１＝μｔｂ×μｓｐ／μｓｂが算出できる。
【００１８】
図４は、Ｆ１＜Ｆ２となる領域、即ち、ｆ(θ)＞０の時に球形トナーは回転しないでクリーニングが可能となる領域を、μ１をパラメータとして示した図である。この時、μ２はポリウレタン系のゴム材であるため０.２４とほぼ一定となるのでμ１が大きくなるとともにθが大きくなりクリーニング余裕度が無くなることが分かる。例えば、μ１＝０.２５の時はθが９０°にしてもＦ１＜Ｆ２とならないためクリーニングされないことが分かる。この時９０°以上であることはブレード１６１の側面が像担持体２に接触する状態、すなわち腹当たり状態となりクリーニングはまったく不能となる。
しかし、μ１がこれより小さい値となると角度の小さい状態からＦ１＜Ｆ２が成立するようになる。したがって、μ１＝０.０４となった場合はどんな角度でもクリーニングすることができる。
【００１９】
また、近年は省エネと共にトナーの生産性をあげるためトナーの製造方法に重合法を用いるようになってきた。本発明のクリーニング装置では、高画質に必要なトナーは特定の形状を有すことが重要であり、平均円形度が０．９５未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状では、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。クリーニングにおいては逆に０．９５未満であると回転力が小さいため、ブレード１６１を擦り抜けることはなく、ブレード１６１によって容易に堰き止めることが出来る。なお、形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９５以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である事が判明したより好ましくは、平均円形度が０．９５０から０．９９８である。この値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）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ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０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μＬとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００２０】
また、クリーニング性は満足するがブレード１６１自身が像担持体２と振動して“鳴き”、“ビビリ”等の不具合が生じる。図５は、ブレード１６１が巻き込まれた状態を示す模式図である。図５に示すように、θ＜４５°の時にブレード１６１自身が巻き込まれる。巻き込みと戻りを繰り返すことで振動の不具合が生じ、クリーニング不良が発生する。そこで、θ＞８５°にすると、ブレード１６１と像担持体２で構成するθの反対面が小さくなりブレード１６１が像担持体２面を押しつける応力が小さくなる。この状態は一般には腹あたり状態と言われ、クリーニング不良を発生し易い状態である。そこで、ブレード１６１の巻き込みを防止して、応力を大きくするためにθは７０°以上がよい。好ましくは８０°未満にすることが、さらに、好ましい。
【００２１】
また、本発明のクリーニング装置では、ブレード１６１先端を外部からの駆動で振動させる。これは、Ｎｂｔを大きくする手段としてブレード１６１自身に振動を付加することでブレード１６１に付着したトナーに反発力を与えられＮｂｔは大きくなる。図６は、ブレード１６１が像担持体２から反発した状態を示した模式図である。ブレード１６１に侵入してきたトナーはブレード１６１が上下振動することで図６の破線位置に引かれ、実線の位置に戻ると云う呼吸運動をしてトナーにＮｂｔを増幅させる。この時ブレード１６１は像担持体２から離れない程度の微小な振幅量であればよい。具体的な構成はブレード１６１を支持する金属板に圧電素子を装着し、駆動周波数を２０〜４０ｋＨｚでブレード１６１先端部の振幅量が０.１〜１μｍになるような電圧を印加することで充分な反発力が得られる。
【００２２】
また、本発明のクリーニング装置では、反発弾性係数が４０％以上である。トナーはＮｐｔとの力によって像担持体２上に乗って移動してきて、ブレード１６１と云う壁に衝突する。この時、壁となるブレード１６１の反発弾性係数が小さいと像担持体２の移動速度に負けて、充分な反発が得られない。反発弾性係数はが４０％以下であると充分なクリーニング性が得られず、４０％以上にすることでクリーニング不良が解消できる。大きいほどＮｐｔが大きくなりクリーニング性は向上するが、余り大きくするとトナーへの反発が大きくなりすぎてとクリーニング部でトナー飛散を発生させることがある。
【００２３】
また、本発明のクリーニング装置では、線圧力が１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下にする。図２に示したように、クリーニング不良となる現象は、トナーが回転してブレード１６１下面に潜り込み、ブレード１６１を押し上げて擦り抜ける。基本的には(１)式を満たせばクリーニング不良は防止できる。しかし、ブレード１６１が浮き上がらないで、像担持体２と密着することでトナーはブレード１６１によって確実に堰き止められる。この時、ブレード１６１の押しつけ力は１０ｇｆ／ｃｍ以上にすることで確実に密着が得られ、トナーの回転によるブレード１６１の持ち上げる力に対抗できる。又、逆に線圧が大きくなりすぎるとブレード１６１と像担持体２間の摩擦力が大きくなり、像担持体２を回転させるための駆動力が大きくなるなどの不具合が生じてくる。更に両部材の接触摩耗によって、耐久性が低下する等の問題も生じてくる。これらの問題に対応するためにはブレード１６１の線圧力を６０ｇｆ／ｃｍ以下にすることでクリーニング性に余裕度が得られる。
【００２４】
また、本発明のクリーニング装置を用いるプロセスカートリッジとすることができる。図７は、本発明のプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。図７に示すように、像担持体２、像担持体２をクリーニングするクリーニング装置１６、像担持体２を帯電する帯電装置３、像担持体２に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置６を一体化構造で形成し、一体化構造で脱着可能なエンジンカートリッジ構造とする。これによって、プロセスカートリッジ内に収容されたブレード１６１の寿命を延ばすことができ、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。  
【００２５】
また、本発明のクリーニング装置を用いる画像形成装置とすることができる。図１に示したように、クリーニング装置１６を含むプロセスカートリッジ１７を１個の搭載することができる。これによって、トナーの回転力を小さくでき、ブレード１６１を擦り抜けることが防止でき、クリーニング性が向上させることができ、かつ、長期に安定したクリーニング性を得ることができる。
また、図８は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。図８に示すように、画像形成装置１はめくれが定常的に生じていないクリーニング装置を含むプロセスカートリッジ１７を複数個搭載され、例えば右のプロセスカートリッジ１７よりマゼンタ１７Ｍ、シアン１７Ｃ、イエロー１７Ｙ及びブラック１７Ｂの４原色を有するプロセスカートリッジ１７を一台の内部に装着している。これによって、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ１７を交換すればよく、利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のクリーニング装置を搭載する画像形成装置の構成を示した概略図である。
【図２】本発明のクリーニング装置におけるブレードと像担持体との関係を説明するために示す模式図である。
【図３】Ｆ１＜Ｆ２となる領域、即ち、ｆ(θ)＞０の時に球形トナーは回転しないでクリーニングが可能となる領域を、Ｎｔｐ／Ｎｂｔをパラメータとして示した図である。
【図４】Ｆ１＜Ｆ２となる領域、即ち、ｆ(θ)＞０の時に球形トナーは回転しないでクリーニングが可能となる領域を、μ１をパラメータとして示した図である。
【図５】ブレードが巻き込まれた状態を示す模式図である。
【図６】ブレードが像担持体から反発した状態を示した模式図である。
【図７】本発明のプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。
【図８】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  画像形成装置
２  像担持体
３  帯電装置
４  露光装置
６  現像装置
９  給紙トレイ
１２  転写装置
１３  搬送ベルトクリーニング装置
１４  定着装置
１５  排紙ローラ
１６  クリーニング装置
１６１  ブレード
１６２  トナー搬送スクリュー
１７  プロセスカートリッジ
１８  除電装置
【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】
2005099125.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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