(57)【要約】【課題】使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、感光体の長寿命化を図りながら、感光体本来の電子写真性能を低下させることなくクリーニング性を良好とし、かつ、感光体の均一帯電をも可能にできるクリーニング装置、画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１の表面にエッジ部分を当接させてトナーを掻き取るブレード２１と、感光体１の表面にブラシの毛の先端を接触させて掻き取った潤滑剤２７の微粒子を供給するブラシローラ２２が備えられ、ブレード２１が反発弾性１０〜４５％、ヤング率５〜１１ＭＰａに規定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に備えられ、回転駆動される像担持体の表面よりトナーを除去するクリーニング装置であって、
像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードが備えられると共に、
該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を供給する回転ブラシが備えられ、
上記ブレードのブレード材質は反発弾性１０〜４５％で、ヤング率５〜１１ＭＰａであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
上記ブレードの像担持体に対する線圧が０．１０〜０．２６Ｎ/ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
回転駆動される像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、像担持体上より残留するトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
上記クリーニング手段が、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードと、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に配された、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を供給する回転ブラシとを有すると共に、上記ブレードのブレード材質は反発弾性１０〜４５％で、ヤング率５〜１１ＭＰａであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
回転駆動される像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、像担持体上より残留するトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
上記帯電手段が、上記像担持体に接触して帯電させる接触帯電部材を備えた接触帯電方式であり、かつ、
上記クリーニング手段が、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードと、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に配された、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を供給する回転ブラシとを有し、上記ブレードのブレード材質は、反発弾性１０〜４５％で、ヤング率５〜１１ＭＰａであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
上記ブレードの像担持体に対する線圧が０．１０〜０．２６Ｎ/ｃｍであることを特徴とする請求項３又は４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、電子写真方式を採用した画像形成装置に搭載され、感光体ドラム等の像担持体の表面にブレードを当接させて残留トナーを除去するクリーニング装置に関するものであり、より詳細には、像担持体の帯電に接触帯電方式を用いる画像形成装置により好適なクリーニング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に採用されている電子写真方式では、像担持体である感光体の表面を帯電装置にて帯電した後、露光装置にて露光して静電潜像を形成し、現像装置にて該静電潜像を現像してトナー像とする。そして、該トナー像を転写装置にて転写媒体である用紙等に静電的に転写し、その後、用紙上に転写されたトナー像を定着装置にて定着し、用紙上に画像を形成する。
【０００３】
上記帯電装置は、帯電ローラや帯電ブラシ等を用いる接触帯電方式と、コロナ帯電に代表される非接触帯電方式とに大きくは分類される。中でも、接触帯電方式は、感光体にローラやブラシ等の帯電部材を直接接触させて電子を付着させるため、帯電を効率よく行うことができ、帯電部材に印加する電圧が低くて済み、環境汚染の原因となるオゾンの発生も極めて少ないといった利点がある。
【０００４】
また、上記感光体の周囲には、感光体上に残留するトナーを除去するためのクリーニング装置が配設されている。今日、該クリーニング装置としては、省スペース化、設計容易性、機構簡易性等の理由にて、感光体表面に当接してトナーを除去するブレード（クリーニングブレード）を用いたタイプが多用されている。
【０００５】
さらに近年、電子写真方式の画像形成装置において主流となっている高速機やカラー機においては、画像の高解像度化のために粒径が５μｍ程度の小さいトナー（小粒径トナー）が用いられ始めている。特に、小粒子径トナーの中でも、例えば重合法で製造され、クリーニング性を考慮した形状制御トナーが広く使用されている。
【０００６】
ところで、上記ブレードによるトナーのクリーニングでは、感光体の表面に静電的力（クーロン力）及び機械的力（ファンデルワールス力）によって付着しているトナーに対し、感光体表面と平行な方向に力を与えて、トナーを感光体に沿って滑らせて除去するようになっている。このとき、角のない球形状のトナーは、感光体表面との接触面積が角をもつ不定形のトナーに比べて大きいため、大きな摩擦力が作用して滑りにくく、逆に転がりやすい。その結果、球形状トナーは、感光体とクリーニングブレードとの間の隙間を転がり、ブレードをすり抜けてしまい、クリーニングが非常に困難となっている。なお、単にブレードの線圧を増加させるだけでは、その効果は小さく、むしろ感光体の磨耗を促進して寿命を低減させてしまう。
【０００７】
このような問題に対し、特許文献１〜３に以下のような構成が記載されている。
【０００８】
特許文献１には、感光体表面に、ステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を、クリーニングブラシにて塗布し、トナーの滑り摩擦係数を低減することが記載されている。ここで、クリーニングブレードの反発弾性は４５〜６５％に、線圧は０．２〜０．５Ｎ／ｃｍに規定されている。
【０００９】
また、特許文献２には、クリーニングブレードを、ＪＩＳ  Ａ硬度７０〜８０°、反発弾性２０〜４０％に規定することが記載されている。
【００１０】
特許文献３には、感光体１の表面層にシロキサン樹脂を含み、クリーニングブレードの３０℃、４０℃それぞれの反発弾性を５〜３０％、１０〜４０％と規定した構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−５８００９号公報（平成１５年２月２８日公開）
【特許文献２】特開２０００−２６７５３５号公報（平成１２年９月２９日公開）
【特許文献３】特開２００３−９８９２５号公報（平成１５年４月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、角のない小粒径トナーに対する上記特許文献１〜３に記載された構成では、感光体を均一帯電できなかったり、クリーニング性が低かったり、感光体の寿命が短くなったり、感光体本来の電子写真性能を低下させたりといった問題がある。
【００１２】
つまり、特許文献１の構成では、ブレードが反発弾性４５〜６５％を有するため潤滑剤が塗布されているとはいえ、球形トナーに対して高線圧、高モジュラスでブレードを当接させるため、感光体はブレードとの摩擦により磨耗されやすく、感光体の寿命が短い。加えて、４５〜６５％の反発弾性を有するブレードでは、例えばプロセス速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上もの高速機となると、反発弾性が高すぎ、スティック・スリップ動作の振幅が大きくトナーがすり抜けやすくなり、クリーニング性が低下する。なお、スティック・スリップ動作については後述する。
【００１３】
また、潤滑剤がブラシ等で塗布されることで、感光体の表面は潤滑剤の微粒子にて不均一化されてしまうが、反発弾性が４５〜６５％のブレードでは、感光体に圧接されたエッジ部の潰れが小さく、この不均一さを是正することができない。そのため、感光体表面のムラは、帯電ムラを生じさせ易く、特に接触帯電方式と組み合わせた場合には、電荷リークを引き起こす原因となる。
【００１４】
また、特許文献２の構成は、感光体周速とトナーの樹脂、平均粒子径に対してブレード物性を規定しているが、角のない小粒子径トナーにおいてはクリーニング性に問題がある。
【００１５】
また、特許文献３の構成では、高いクリーニング性を確保するために、感光体の表面層にシロキサン樹脂を入れているので、感光体本来の電子写真性能を低下させてしまっている。
【００１６】
本願発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、感光体の長寿命化を図りながら、感光体本来の電子写真性能を低下させることなくクリーニング性を良好とし、かつ、感光体の均一帯電をも可能にできるクリーニング装置、及びこれを搭載した画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のクリーニング装置は、上記課題を解決するために、画像形成装置に備えられ、回転駆動される像担持体の表面よりトナーを除去するクリーニング装置であって、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードが備えられると共に、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を塗布する回転ブラシが備えられ、上記ブレードのブレード材質はJIS  K６２５５  リュプケ式反発弾性試験機における反発弾性が１０〜４５％で、ヤング率が５〜１１ＭＰａであることを特徴としている。
【００１８】
これによれば、まず、像担持体に回転ブラシより潤滑剤が供給されるので、供給された潤滑剤により、ブレードと像担持体との摩擦係数を低減させることができるとともに、トナーと像担持体との付着力も弱くなり、角のない小粒径トナーであっても、ブレードによるクリーニング性が良好となる。しかも、像担持体の感光層に内添するものではないので、像担持体本来の電子写真性能を低下させることはない。
【００１９】
そして、ブレードの反発弾性が１０〜４５％、より好ましくは１０〜４０％のものが用いられるので、像担持体の磨耗を促進したりすることもなく、また、像担持体における均一帯電を可能とし、たとえ上記帯電手段に接触帯電方式が採用されたとしても、電荷集中による電荷リーク等を生じることがない。
【００２０】
つまり、像担持体の表面は、ブラシの毛が接触した部分に潤滑剤が供給されることで、不均一化されてしまう。そのため、特に接触帯電方式と組み合わせた場合には、電荷リークを引き起こすことがある。ブレードの反発弾性を４５％以内とすることで、ブレードが像担持体に圧接されて適切に潰れたエッジ部分で、像担持体表面の潤滑剤の分布を均一化することができる。なお、反発弾性が４５％を超えると、エッジ部分の潰れが小さくなって、この不均一さを是正することができにくくなる。また、ブレードの反発弾性が１０％よりも低くなると、潤滑剤により像担持体とブレードとの摩擦係数が低減されているとはいえ、ブレードが像担持体に広範囲で接触するため、像担持体が磨耗されやすくなり、好ましくない。また、反発弾性が１０％よりも低くなると、ブレードの復元力が弱すぎて変形が回復せず、ブレードの寿命が短くなる惧れがある。
【００２１】
さらに、ブレードのヤング率を５〜１１ＭＰａ、より好ましくは５から１０ＭＰａの範囲のものが用いられるので、ブレードを弾性力の強い硬いものとでき、角のない小粒径トナーであっても、すり抜けさせることなく、確実に堰き止めて除去することができる。
【００２２】
つまり、ブレードのヤング率は、高くなるほどトナーを堰き止める力が強くなるが、像担持体の磨耗を早めてしまうため、従来、３〜５ＭＰａのものが用いられているが、ブレードの反発弾性を上記のように低い範囲としているので、ヤング率を従来よりも高くでき、感光体１の磨耗は低減しながら、クリーニング性を上げることができる。
【００２３】
ただし、ヤング率が１１ＭＰａを超えると、像担持体が磨耗しやすくなり、逆に５ＭＰａを下回ると弾性力が低下しすぎて、トナーのすり抜けが発生しやすくなる。
【００２４】
これにより、使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、感光体の長寿命化を図りながら、感光体本来の電子写真性能を低下させることなくクリーニング性を良好とし、かつ、感光体の均一帯電をも可能にできる。
【００２５】
また、本発明のクリーニング装置では、さらに、上記ブレードの像担持体に対する線圧を０．１０〜０．２６Ｎ/ｃｍとすることが好ましい。より好ましくは、０．１５〜０．２０Ｎ／ｃｍである。このような範囲とすることで、像担持体の磨耗を抑制しながら、クリーニング性を確保できる。線圧が０．１０Ｎ/ｃｍよりも小さいと、潤滑剤がうまく均されない惧れがあり、逆に線圧が０．２６Ｎ/ｃｍよりも大きくなると、感光体が磨耗されやすくなると共に、感光体の周方向に塗布ムラの影響が生じる。線圧０．２０Ｎ/ｃｍ以下とすることで、感光体の磨耗を効果的に抑制することができる。
【００２６】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、回転駆動される像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、像担持体上より残留するトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段が、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードと、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に配された、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を塗布する回転ブラシとを有すると共に、上記ブレードのブレード材質は反発弾性１０〜４５％で、ヤング率５〜１１ＭＰａであることを特徴としている。
【００２７】
ブレードの当接角は、６〜２５°が望ましく、６°よりも小さいと潤滑剤がすり抜けてしまい塗布効率が悪くなる。逆に、２５°よりも大きいとブレードと像担持体の面との摩擦があまりにも大きくなるような環境その他の条件では、像担持体のトルクの上昇や、ブレードのめくれ現象、或いはブレードのエッジにダメージが生じやすくなる。
【００２８】
また、上記帯電手段が、上記像担持体に接触して帯電させる接触帯電部材を備えた接触帯電方式とする構成の場合には、クリーニング結果の影響を受けやすいため、この構成による効果がより顕著に表れる。
【００２９】
クリーニング装置として既に説明したように、本発明のクリーニング装置は、また、使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、感光体の長寿命化を図りながら、感光体本来の電子写真性能を低下させることなくクリーニング性を良好とし、かつ、感光体の均一帯電をも可能にできるので、このようなクリーニング装置を搭載した画像形成装置は、その帯電手段にたとえ接触帯電方式が採用されていたとしても、像担持体における電荷リーク等の問題なく、長期にわたって安定した画質の画像を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のクリーニング装置は、以上のように、画像形成装置に備えられ、回転駆動される像担持体の表面よりトナーを除去するクリーニング装置であって、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードが備えられると共に、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を塗布する回転ブラシが備えられ、上記ブレードのブレード材質は反発弾性１０〜４５％で、ヤング率５〜１１ＭＰａであることを特徴としている。
【００３１】
それゆえ、高速機であり、また、使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、感光体の長寿命化を図りながら、感光体本来の電子写真性能を低下させることなくクリーニング性を良好とし、かつ、感光体の均一帯電をも可能にできるという効果を奏する。
【００３２】
本発明の画像形成装置は、以上のように、回転駆動される像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、像担持体上より残留するトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段が、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードと、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に配された、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を塗布する回転ブラシとを有すると共に、上記ブレードのブレード材質は反発弾性１０〜４５％で、ヤング率５〜１１ＭＰａであることを特徴としている。
【００３３】
それゆえ、帯電手段にたとえ接触帯電方式が採用されていたとしても、像担持体における電荷リーク等の問題なく、長期にわたって安定した画質の画像を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３５】
まず、図２に基づいて、本実施の形態であるクリーニング装置６を搭載した画像形成装置（電子写真装置）４１の全体構成を説明する。なお、図２は、画像形成装置４１を正面側より見た縦断面図である。
【００３６】
画像形成装置４１は、用紙に画像データに応じた画像（ここではモノクロ画像）を形成するものである。画像形成装置４１は、感光体（像担持体）１を備え、その周囲に、周知のカールソンプロセスを実施するための構成である、帯電装置（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、転写装置（転写手段）５、クリーニング装置（クリーニング手段）６、及び除電装置７を備えている。
【００３７】
感光体１はドラム状をなし、回転に伴いその表面は、帯電装置２にて所定の電位に均一に帯電され、露光装置３によって画像データに応じた静電潜像が書き込まれ、現像装置４が、該静電潜像をトナーで顕像化してトナー像とする。該トナー像は、給紙トレイ９よりピックアップローラ１０にて給紙され、レジストローラ１１に画像の先端合わせが行われた用紙上に、転写装置５にて転写され、その後、定着装置１４へと送られる。トナー像は定着装置１４を通過することで溶融されて用紙上に定着される。トナー像が定着された用紙は、その後、積載トレイ１７上に排出される。
【００３８】
一方、トナー像を用紙へと転写した後の感光体１は、詳細については後述するクリーニング装置６によって表面に残留するトナーが除去された後、除電装置７にて残留する電荷が除去され、再び帯電装置２にて帯電されることとなる。
【００３９】
上記帯電装置２としては、接触帯電方式及びスコロトロン帯電器等の非接触帯方式の何れのものも選択できるが、本発明のクリーニング装置は、接触帯電方式の帯電装置との組み合わせにて、より一層の効果を奏する。
【００４０】
なお、これ以上の説明は行わないが、画像形成装置４１は、用紙をスイッチバック搬送することで用紙の表裏両面に画像を形成できるようになっている。また、図３に示すように、オプション機器として、画像読取装置４２、自動原稿搬送装置４８、後処理装置４５、中継搬送装置４４、記録材再供給装置４３、記録材供給装置４６・４７等を付設することが可能である。
【００４１】
次に、上記クリーニング装置６について詳細に説明する。図１に、上記クリーニング装置６の構成を示す。図１において、参照符号２１が、感光体１表面に残留するトナーを回収するブレード（クリーニングブレード）である。ブレード２１は、感光体１の軸方向を長手方向とする長尺状のゴム部材であり、一方の長辺がケース２４に設けられた開口部における感光体１の回転方向下流側に取り付けられ、他方の長辺のエッジ（角）２１ａが感光体１の表面に接触するよう配置されている。
【００４２】
ブレード２１は、転写後に感光体１表面上に残る転写残トナーを、感光体１との当接位置で堰き止めて（図４参照）、スティック・スリップ動作を行いながら掻き落とし、除去する。スティック・スリップ動作とは、図５に示すように、ブレード２１における感光体１との接触部分が、感光体１の表面の動きにつられて感光体１の回転方向に移動する動作と、ブレード２１自身の弾性力にて基の位置に戻る動作とを繰り返す動きであり、ブレード２１のエッジ２１ａが、感光体１の表面を摺動する動作である。
【００４３】
上記ケース２４内には、ブラシローラ２２とトナー搬送スクリュー２５と潤滑剤２７とが収容されている。ブラシローラ２２は、感光体１の回転方向と順方向（回転方向は逆）に回転されるようになっており、感光体１表面にそのブラシの毛の先が当たるように配設されている。そして、該ブラシローラ２２は、感光体１との接触部よりもブラシの回転方向の上流側に配された上記潤滑剤２７を掻き取り、掻き取った潤滑剤は微粒子となって感光体１の表面に供給されるようになっている。
【００４４】
このように、上記感光体１の表面に潤滑剤２７の微粒子を塗布することによって、ブレード２１と感光体表面との間の摩擦係数を低減させることができるとともに、感光体１表面へのトナーの付着力も弱くなり、ブレード２１による除去が効率よく行われるようになる。
【００４５】
また、上記ブラシローラ２２は、感光体１と接触することで、感光体１表面に付着するトナーを散らすようにも作用し、これによっても、ブレード２１による除去が効率よく行われる。さらに、ブラシローラ２２は、ブレード２１で堰き止められ掻き落とされたトナーを回収し得る位置に配されており、ブレード２１にて掻き落とされたトナーをブラシ先端の掻き取り力で感光体表面から機械的に除去してケース２１内に回収する機能も有している。なお、ブラシローラ２２にはフリッカー２３が設けられ、付着したトナーはフリッカー２３に接触することでケース２４内に落下する。
【００４６】
上記潤滑剤２７は、例えば、金属石鹸として知られている脂肪酸金属塩や、フッ素樹脂などを用いることができる。脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸亜鉛（ジンクステアレート）、ステアリン酸銅、ステアリン酸鉄、パルチミン酸バグネシウム、オレイン酸亜鉛、パルチミン酸カルシウム、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉛等の比較的高次の脂肪酸を挙げることができる。なお、潤滑剤２７に含まれる水は、感光体１上で帯電能力等に影響を及ぼすので、潤滑剤２７は吸湿性が０．５％以下であるものを使用することが好ましい。さらに、潤滑剤２７の中には、放電生成物除去のために多孔質ガラスやゼオライトのような多孔質粉体を混入させてもよい。
【００４７】
また、上記潤滑剤２７は、バネ等からなる付勢部材２８にてブラシローラ２２側に付勢されており、潤滑剤２７の残量に係らず、ブラシローラ２２が確実に潤滑剤２７を掻き取って感光体１へ供給し得るようになっている。
【００４８】
トナー搬送スクリュー２５は、ケース２４の底面側に配されており、ケース２４外部の図示しない廃トナーボックスへと、回収されたトナーを送り出すものである。なお、ケース２４の開口部における感光体１の回転方向上流側にはシール材２６が取り付けら、ケース２４内より回収したトナーが再び漏れ出すのを阻止するようになっている。
【００４９】
ここで、注目すべきは、このような潤滑剤２７を感光体１へと供給するよう構成されたクリーニング装置６におけるブレード２１のブレード材質の規定にあり、本画像形成装置では、ブレード２１の材質は、反発弾性１０〜４５％で、かつ、ヤング率５〜１１ＭＰａに規定されている。
【００５０】
先に説明したように、ブレードの反発弾性が小さくなるほど、低い線圧でクリーニング性を上げることができる。これは、反発弾性を小さくするほど、ブレード２１における感光体１に押し付けられたエッジ部分が潰れやすく、またスティック・スリップ挙動が円滑になることに起因する。つまり、図４に示すように、反発弾性が低いと、低い線圧でもエッジ部分が潰れてブレード２１と感光体１とが広範囲で接触し、低振動のスティック・スリップ挙動をするようになり、たとえ小粒径トナーであっても、広い接触部を通過することはできず、堰き止められ、クリーニング性が良好となる。
【００５１】
そして、ここでは反発弾性を１０〜４５％の範囲としているので、感光体１の磨耗を促進したり、ブレード２１の機能劣化を早めたりすることなく、かつ、帯電装置２がたとえ接触帯電方式であっても、電荷集中による電荷リーク等を生じることなく、感光体１の帯電特性を良好にできる。反発弾性のより好ましい範囲は、１０〜４０％である。
【００５２】
つまり、感光体１の表面にブラシローラ２２にて塗布（供給）された潤滑剤２７の微粒子は、ブラシローラ２２のブラシの毛が接触した部分、或いはその近傍に集まる。そのため、感光体１表面が不均一化されてしまい、感光体２の表面の帯電性が低下し、特に接触帯電方式と組み合わせた場合には、電荷リークを引き起こしてしまう。反発弾性を４５％以下とした場合、ブレード２１におけるエッジ部分の潰れた部分で、感光体１の表面の微粒子の分布を均一化することができるが、４５％を超えると、エッジ部分の潰れが小さくなって、この不均一さを是正しにくくなる。
【００５３】
また、反発弾性が１０％よりも低くなると、如何に潤滑剤２７にて感光体１とブレード２１との摩擦係数が低減されているとはいえ、広範囲すぎる接触にて感光体１が磨耗されやすくなる。また、１０％よりも低くなると、ブレード２１の復元力が低すぎて変形が回復せず、短い使用期間でトナーがすり抜ける現象も発生しやすくなる。
【００５４】
さらに、ここではブレード２１のヤング率を５〜１１ＭＰａの範囲としているので、ブレード２１を弾性力の強い硬いものとでき、角のない小粒径トナーであっても、すり抜けさせることなく、堰き止めて除去することができる。
【００５５】
ヤング率は高くするほど、弾性力を強く硬くできるので、トナーを堰き止める力が強くなる。しかしながら、強くすると感光体１の磨耗を早めてしまう。そのため、従来のブレードでは、ヤング率３〜５ＭＰａのものが用いられている。本発明では、反発弾性を上記のように潤滑剤を感光体表面に塗布し摩擦係数を低下させ、低反発弾性としているため、ヤング率を高くしても感光体１の磨耗は低減され、クリーニング性を上げることができる。
【００５６】
ただし、ヤング率が１１ＭＰａを超えると、如何に反発弾性を低くしても感光体１の磨耗の問題はさけにくくなり、ここでは、ヤング率が１１ＭＰａとしている。また、下限を５ＭＰａとしたのは、反発弾性を低くしたことで、５ＭＰａを下回ると弾性力が弱くなりすぎて、トナーのすり抜けが発生しやすくなるためである。
【００５７】
これにより、上記クリーニング装置６は、高速機であり、また、使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、クリーニング性を低下させることなく感光体の長寿命化を図り、かつ、感光体の帯電状態も良好とできる。ヤング率のより好ましい範囲は、５〜１０ＭＰａである。
【００５８】
上記角のない小粒径トナーとは、電荷集中しやすい突部またはストレスにより摩損しやすい突部を実質的に有しないトナー粒子である。すなわち、トナー粒子の長径をＬとするときに、半径（Ｌ／１０）の円で、トナー粒子の周囲線に対し１点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、当該円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角のないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が１箇所以下である場合をいう。また、トナー粒子の長径とは、当該トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線で挟んだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
【００５９】
ここでは、角がないトナー粒子の確認は次のようにして行った。つまり、まず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して１５，０００倍の写真像を得る。次いで、この写真像について前記の突部の有無を判定する。
【００６０】
角のないトナーを得る方法は特に限定されるものではない。例えば、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与することによって得ることができる。
【００６１】
また、樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑でないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数および攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角のないトナーが得られる。これらの条件は、構成樹脂の物性により変わるものであるが、例えば、構成樹脂のガラス転移点温度以上で、より高回転数とすることにより、表面は滑らかとなり、角のないトナーを作製できる。本発明での小粒子径トナーとは、体積平均粒子径で４〜８μｍを有するトナーを示す。
【００６２】
また、ここで高速機とは、プロセス速度３００ｍｍ/ｓ以上をさす。
【００６３】
上記ブレード２１として使用可能な材質は、ウレタンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等からなる板状弾性部材を挙げることができる。
【００６４】
また、上記ブレード２１における材質としてのその他の規定としては、永久のびが１％以下、引き裂き強度３５０Ｎ／ｃｍ以上が好ましい。これは、ブレードへのストレスによるへたりが生じにくく、またブレードの欠けを生じにくく、長期にわたって安定にクリーニング性を確保でき、潤滑剤を均一に均す効果があるためである。
【００６５】
さらに、潤滑剤２７を塗布するブラシローラ２２としては、ブラシの毛の密度が２万（２０Ｋ）本／ｉｎｃｈ２以上に設定されていることが好ましい。感光体１に対する潤滑剤の塗布むらが極めて少なく、得られた記録媒体上のトナー像の低濃度部にも濃度むらが見られない。ただ、ブラシの毛の密度が５０万本／ｉｎｃｈ２を越えると、当該密度が高まりすぎるため、ブラシとしての機能が低下すると共に、５０万本／ｉｎｃｈ２以上の密度のブラシを製造することは容易ではない。従って、このブラシの毛の密度を２万本／ｉｎｃｈ２以上で５０万本／ｉｎｃｈ２以下に設定することが、実際上、最も好ましい。またブラシの毛の太さは２〜１０デニールのものを使用するのが好ましい。２デニールよりも細い毛のブラシのときは細すぎて潤滑剤の削り取り性が不足し、１０デニールを超えると感光体表面の損傷及び感光体磨耗が大きく好ましくない。
【００６６】
このようなブレード２１は、例えば自由端長（短辺の長さ）９．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、全長（長辺の長さ）３２６ｍｍで形成され、Φ８０ｍｍの感光体１に対してリーディング方式の定荷重方式で当接される。このとき、ブレード２１のクリーニング角（当接角）θは６〜２５°が望ましく、感光体１への食い込み量は、０．３〜１．５ｍｍとなるように設定することが好ましい。
【００６７】
ブレード２１のクリーニング角度とは、図１に示す、ブレードホルダーを通して荷重が負荷されたブレード２１のエッジ２１ａが摺動する感光体１の表面とブレード２１の感光体１側の面とが、感光体１の回転方向下流側に成す角θである。クリーニング角度θは、小さいほどブレード２１における感光体１と接触する先端部（エッジ２１ａ部分）の摺動方向への動きの自由度が大きくなるため、スティック・スリップ運動にとっては有利であり、なめらかなスティック・スリップ運動が実現する。しかしながら、クリーニング角度θが大きすぎるとブレード２１と感光体１の面との摩擦があまりにも大きくなるような環境その他の条件では、感光体１のトルクの上昇や、ブレード２１のめくれ現象、或いはブレード２１のエッジ２１ａにダメージが生じやすくなる。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、クリーニング角度θを上記範囲としている。これにより、スティック・スリップ運動を問題なく実現すると共に、ブレード２１と感光体１の面との摩擦が非常に大きくなるような環境その他の条件であっても、上記した不具合の招来を回避することができる。
【００６９】
また、ブレード２１の感光体１に対する線圧は、０．１０〜０．２６Ｎ/ｃｍ（１．０〜２．６ｇｆ/ｍｍ）とすることが好ましく、より好ましくは、０．１５〜０．２０Ｎ/ｃｍ（１．５〜２．０ｇｆ/ｍｍ）である。これにより、効果的なスティック・スリップ運動を実施しながら、ブレード２１と感光体１との間をトナーが通り抜けることを確実に阻止して、クリーニング性を良好にでき、かつ、感光体１の磨耗も抑制できる。
【００７０】
線圧は、高いほど感光体１の表面に付着した転写残トナーによってブレード２１が押し上げられ難くなるため、トナーの受ける力反力は確実に生じ、クリーニング性が上がる。しかしながら、線圧が０．２６Ｎ/ｃｍよりも大きくなると、感光体が磨耗されやすくなると共に、感光体の周方向に塗布ムラの影響が生じる。本発明では、潤滑剤を感光体表面に塗布し、ブレード２１の反発弾性を上記範囲としているので、０．２０Ｎ/ｃｍ以下といった低い線圧でも、クリーニング性を良好とでき、感光体１の磨耗を効果的に抑えることができる。また、線圧が０．１０Ｎ/ｃｍを下回ると、潤滑剤がうまく均されない惧れがあると共に、如何に高いヤング率ブレード２１であっても、感光体１への押し付け圧が弱すぎ、トナーがすり抜けやすくなってしまう。
【００７１】
図６、図７に、本発明のクリーニング装置の実施例と比較例を示す。実施例、比較例では、帯電装置２として、接触帯電方式の帯電ローラ（ＤＣバイアス印加）と、非接触方式のスコロトロン帯電器とを用い、ブレードの反発弾性、ヤング率、線圧、ブラシローラのブラシの毛の太さ、密度を種々変更し検討した。プロセス速度は３９５ｍｍ/ｓｅｃとした。そして、クリーニング性、帯電性、感光体磨耗性、印刷画質を評価し、総合評価も行った。図６、図７における、ブラシの欄のｄは、ブラシの毛の太さを表しており、６ｄは６デニールである。また、ブラシ欄におけるｆ/ｉｎｃｈ２は、密度を示し、６０ｋｆ/ｉｎｃｈ２は、ｉｎｃｈ２あたり６万本のブラシが植毛されている状態を表している。
【００７２】
なお、実施例、比較例ともに、ブレード２１のサイズを、自由端長（短辺の長さ）９．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、全長（長辺の長さ）３２６ｍｍとし、Φ８０ｍｍの感光体１に対してリーディング方式の定荷重方式で当接させた。
【００７３】
ここで、クリーニング性の評価は、３００Ｋ（３０万）枚の印字（画像形成）を行っても、感光体１表面に回収し切れなかったトナーによる筋が現れなかった場合に「○」、３００Ｋにて部分的に筋が現れた場合に「△」、１Ｋ（１千）枚にて広範囲に筋が現れた場合に「×」とした。
【００７４】
帯電性は、ベタ画像部の電位変化ΔＶが５０Ｖ未満の場合に「○」、ベタ画像部の電位変化ΔＶが５０〜１００Ｖ未満の場合に「△」、ベタ画像部の電位変化ΔＶが１５０Ｖ以上の場合に「×」とした。
【００７５】
感光体磨耗性の評価は、１００Ｋ（１０万枚）当たりの磨耗量が３μｍ以下であって、かつ、傷のない場合に「○」、１００Ｋ（１０万枚）当たりの磨耗量が３〜５μｍ以下であって、かつ、傷のない場合に「△」、１００Ｋ（１０万枚）当たりの磨耗量が５μｍ以上であって、かつ、傷のある場合に「×」とした。
【００７６】
印字画質の評価は、目視観察にて良好な場合に「○」、高温／高湿，低温／低湿の環境にて若干の画像濃度変化が発生した場合に「△」、環境にかかわらず、絶縁破壊、黒ぽち、画像濃度変化、かぶり、画像ボケ発生のある場合に「×」とした。画像濃度変化、かぶり、画像ボケ発生は、感光体１の帯電レベルの不安定化を原因として発生し、絶縁破壊、黒ぽちは、電荷リークにより発生する不具合である。
【００７７】
総合評価は、優良「◎」、良「○」、実用上問題のないものを可「△」、実使用できないものを不可「×」とした。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、クリーニング装置の構成を示す図面である。
【図２】上記クリーニング装置が搭載された画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２の画像形成装置にオプション機器が付設された状態を示す断面図である。
【図４】上記クリーニング装置に搭載されたブレードによる感光体よりトナーを除去する状態を示す図面である。
【図５】クリーニング装置に搭載されたブレードのスティック・スリップ動作を説明する図面である。
【図６】本発明の実施例における各条件及び評価結果を示す図面である。
【図７】本発明の比較例における各条件及び評価結果を示す図面である。
【符号の説明】
【００７９】
１    感光体（像担持体）
６    クリーニング装置
２１    ブレード
２２    ブラシローラ
２７    潤滑剤
【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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