(57)【要約】【課題】長期に亘り安定したクリーニング性を得ることができ、かつ、クリーニングブレードおよび均しブレードの先端稜線部のめくれや異音を抑制することができるクリーニング装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】クリーニング装置１０５は像担持体たる感光体１０２上に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレード６２と、感光体面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラ５１と、感光体１０２上に塗布された潤滑剤を均一にならす均しブレード５３とを有する。クリーニングブレード６２及び均しブレード５３は、弾性部材たる弾性ブレードを有し、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３の少なくとも感光体１０２に当接させる先端稜線部の硬度を、弾性ブレードの硬度よりも高くした。【選択図】図２
2016024355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、
該像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、該像担持体上に塗布された潤滑剤を均一にならす均しブレードとを有するクリーニング装置において、
前記クリーニングブレード及び前記均しブレードの少なくとも前記像担持体に当接させる先端稜線部の硬度を、他の箇所よりも高くした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、
前記クリーニングブレード及び前記均しブレードを弾性部材で構成し、
前記クリーニングブレード及び前記均しブレードの弾性部材の先端稜線部に樹脂を含浸して先端稜線部に弾性部材よりも硬度が高い含浸層を形成したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニングブレード及び前記均しブレードを弾性部材で構成し、
前記クリーニングブレード及び前記均しブレードの弾性部材の先端稜線部を、前記弾性部材よりも硬度の高い樹脂で覆う表面層を形成した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いずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニングブレードおよび前記均しブレードが、同じ材質で構成されてい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いずれかに記載のクリーニング装置において、
前記均しブレードの前記像担持体に対する当接圧を、前記クリーニングブレードの前記像担持体に対する当接圧以下とした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いずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニングブレードおよび前記均しブレードを、前記像担持体表面移動方向に対してカウンター方向に当接させたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載のクリーニング装置において、
前記均しブレードの磨耗量を推定し、推定した前均しブレードの磨耗量に基づいて、前記潤滑剤塗布手段から前記像担持体表面に塗布する潤滑剤量を変更する変更手段を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
像担持体上に形成されたトナー像を該像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項１乃至７いずれか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９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
連続画像形成枚数が所定値を超えたとき、それまでの画像面積率の平均値を算出し、算出した画像面積率の平均値が閾値以下のときは、前記クリーニング装置にトナー像を入力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体上に形成されたトナー像を該像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、該記録材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、転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置と、該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、
上記クリーニン装置として、請求項１乃至７のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーを除去するクリーニング部と、像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを有するクリーニング装置を備える画像形成装置が知られている。
【０００３】
クリーニング部は、像担持体表面に先端稜線部を当接させ、転写残トナーの除去する短冊形状の弾性部材で構成されたクリーニングブレードを備えている。また、潤滑剤供給部は、像担持体に当接し潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ローラや、像担持体表面に先端稜線部を当接させ像担持体上の潤滑剤を均一にならするための短冊形状の弾性部材で構成された均しブレードなどを備えている。
【０００４】
特許文献１には、ウレタンゴムなどからなる弾性部材の像担持体と当接する先端稜線部を含む部分に弾性部材よりもマルテンス硬度の高い表面層を設けたクリーニングブレードが記載されている。特許文献１には、先端稜線部を表面層により高硬度化することにより、トナーを良好に除去でき、かつ、先端稜線部のめくれ、クリーニングブレードからの異音およびブレード磨耗を抑制でき、長期に亘り安定したクリーニング性が得られると記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、先端稜線部を含む部分に弾性部材よりも硬度の高い表面層を設けたクリーニングブレードを用いた場合、均しブレードから異音が発生するという課題が新たに発生した。
【０００６】
本出願人は、上記課題について、鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、表面層を設けていないクリーニングブレードにおいては、先端稜線部が、像担持体との摩擦力により像担持体の移動方向に引っ張られて変形した後、元の形状に戻るような現象、所謂スティックスリップ現象が生じている。この元の形状に戻るときに、クリーニングブレードにより堰き止められたトナーの一部がすり抜け、均しブレードに入力される。この均しブレードに入力されたトナーが均しブレードと像担持体との摩擦力を低減させる働きをし、また、均しブレードと像担持体との当接圧は、クリーニングブレードと像担持体との当接圧よりも低いため、均しブレードから異音が発生することがなかった。
【０００７】
しかし、表面層で先端稜線部を高硬度化したクリーニングブレードにおいては、先端稜線部が硬いため、上記のようなスティックスリップ現象がほとんど起こらず、トナーのすり抜けがほとんど生じない（クリーニング性が高い）。その結果、均しブレードに入力されるトナーがほとんどなくなり、トナーによる摩擦力低減効果が得られない。そのため、均しブレードと像担持体との間の摩擦力が高くなり、均しブレードの先端稜線部が像担持体との摩擦力により像担持体の移動方向に引っ張られてめくれてしまう。これにより、均しブレードにスティックスリップ現象が生じ、均しブレードから異音が発生することが判明したのである。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれや異音の発生を抑制し、長期に亘り安定したクリーニング性を得ることができ、かつ、均しブレードの異音の発生を抑制することができるクリーニング装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、該像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、該像担持体上に塗布された潤滑剤を均一にならす均しブレードとを有するクリーニング装置において、前記クリーニングブレード及び前記均しブレードの少なくとも前記像担持体に当接させる先端稜線部の硬度を、他の箇所よりも高くしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれや異音の発生を抑制し、長期に亘り安定したクリーニング性を得ることができ、かつ、均しブレードの異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の概略構成図。
【図２】プロセスカートリッジの概略構成図。
【図３】クリーニングブレードの斜視図。
【図４】クリーニングブレードが感光体表面に当接している状態を示す拡大断面図。
【図５】（ａ）は、従来のクリーニングブレードの先端稜線部近傍の拡大図。（ｂ）は、本実施形態のクリーニングブレードの先端稜線部近傍の拡大図。
【図６】通紙枚数と感光体モータのトルクとの関係を示す図。
【図７】トナー入力制御のフローチャート。
【図８】潤滑剤塗布量制御フロー図。
【図９】トナー入力制御および潤滑剤塗布量制御を実施したときの感光体モータトルクについて調べたグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した給紙装置の一実施形態について説明する。まず、本実施形態の給紙装置を適用可能なプリンター及び、同等の作像機能を有する複写機などの画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成手段としての画像形成装置１００の概略構成図である。
この画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），黒（Ｋ）の４色のトナーを用いるフルカラープリンタ及び、同等の作像機能を有するフルカラー複写機である。図１に示すように、装置本体内の上部にそれぞれ各色トナーで作像を行う４つのプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋを並べて配置している。各プロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋの構成とその動作は実質的に同一であるため、ここでは色を示す符号（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を省略してプロセスカートリッジについて説明する。プロセスカートリッジ１０１においては、像担持体としての感光体１０２の周囲に、帯電器１０３，現像装置１０４，クリーニング装置１０５等が配置されている。また、プロセスカートリッジ１０１の上方には、露光手段１０７が配置されている。
【００１３】
図２は、プロセスカートリッジ１０１の概略構成図である。プロセスカートリッジ１０１は、像担持体である感光体１０２と、感光体１０２の表面を帯電する帯電手段である帯電器１０３とを備える。帯電器１０３は、コの字状の金属板の中央にコロナワイヤが張設された帯電チャージャである。帯電器１０３のコロナワイヤには不図示の電源部から所定の電圧（帯電バイアス）が印加されて、コロナチャージにより対向する感光体１０２の表面を一様に帯電する。また、帯電器１０３は、感光体１０２に対向する対向面に、金属材料からなるグリット板を設置することもできる。また、帯電ローラを感光体に接触または近接配置して、帯電ローラにより対向する感光体１０２の表面を一様に帯電してもよい。
【００１４】
また、プロセスカートリッジ１０１は、露光手段１０７のレーザー光Ｌにより感光体１０２上に形成された潜像に、トナーを供給して現像する現像手段である現像装置１０４を備える。現像装置１０４は、磁性キャリアとトナーとを有する二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を用いている。現像装置１０４は、現像剤担持体としての現像ローラ１０４ａが、感光体１０２に対向する位置に設けられている。現像ローラ１０４ａによって搬送される現像剤は、図示しない現像剤規制部材によって所定の現像剤層の厚みに規制された後、感光体１０２との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０４ａ上のトナーを感光体１０２の潜像に付着させて現像する。
【００１５】
さらに、プロセスカートリッジ１０１は、現像装置１０４によって形成されたトナー像が一次転写ローラ１０６によって中間転写ベルト１０８に転写がなされたあとの感光体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置１０５を有する。
【００１６】
クリーニング装置１０５は、感光体１０２の表面移動方向上流側から順に、クリーニング前除電ランプ６３、クリーニングブレード６２、潤滑剤塗布ローラ５１及び均しブレード５３を備える。また、ブラケットに保持された固形潤滑剤５０や、固形潤滑剤５０を潤滑剤塗布ローラ５１に加圧する加圧スプリング５２も備える。クリーニングブレード６２は、感光体１０２の表面移動方向に対してカウンター方向で感光体１０２の表面に当接するように支持されている。クリーニングブレード６２の感光体との当接圧は、２０［Ｎ／ｍ］である。
【００１７】
感光体１０２と一次転写ローラ１０６との対向部である一次転写部でトナー像を中間転写ベルト１０８に転写した感光体１０２の表面はクリーニング前除電ランプ６３によって除電がなされ、クリーニングブレード６２によってトナーが除去される。クリーニングブレード６２によって除去されたトナーは、搬送スクリュー６４が設けられた廃トナー搬送路６５を通って、クリーニング装置１０５の外に排出されるようになっている。クリーニング装置１０５から排出された廃トナーは、後述する不図示の廃トナー搬送装置によって、不図示の廃トナー回収容器へ搬送され、そこに貯留される。
【００１８】
クリーニングブレード６２によってトナーが除去された感光体表面は、潤滑剤塗布ローラ５１によって潤滑剤が塗布される。ここで使用される潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛、窒化ホウ素、アルミナを混合し、圧縮成型により固形化して固形潤滑剤５０としたものである。潤滑剤の塗布は、ブラケットに保持された固形潤滑剤５０が加圧スプリング５２により潤滑剤塗布ローラ５１に加圧され、潤滑剤塗布ローラ５１が固形潤滑剤５０を削って感光体１０２の表面上に塗布している。
【００１９】
潤滑剤塗布ローラ５１は、不図示の駆動モータにより感光体１０２との対向箇所において、回転駆動する。潤滑剤塗布ローラ５１によって固形潤滑剤５０から削られて感光体１０２の表面上に粉体状に付着する。感光体表面上に潤滑剤を供給しただけでは、その潤滑剤が紛体のままで感光体上に存在することになり、この状態では潤滑剤が潤滑性を示すことはない。そのため、本実施形態では、潤滑剤塗布ローラ５１の潤滑剤供給位置よりも感光体表面移動方向下流側に感光体１０２の表面移動方向に対してカウンター方向に感光体表面に当接するように支持された均しブレード５３を設けている。均しブレード５３により感光体上の粉体状の潤滑剤が擦り付けられることにより感光体表面に潤滑剤の皮膜を形成され、潤滑性を高めることができる。均しブレード５３の感光体との当接圧は、１０〜２０［Ｎ／ｍ］であり、クリーニングブレード６２の感光体との当接圧以下としている。
【００２０】
４つのプロセスカートリッジ１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋの下方には、図１に示すように、複数の支持ローラに掛け回された中間転写ベルト１０８が配置されている。中間転写ベルト１０８は、支持ローラの一つが図示しない駆動手段によって回転駆動されることにより、矢印Ａ方向に走行駆動される。その中間転写ベルト１０８を挟んで各プロセスカートリッジの感光体１０２に対向するように、一次転写手段としての一次転写ローラ１０６が配置されている。
【００２１】
さて、各プロセスカートリッジ１０１においては、感光体１０２が図中反時計回りに回転駆動され、帯電器１０３によって感光体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、露光手段１０７から出射される光変調されたレーザビームが照射され、これによって感光体１０２上に静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像装置１０４から付与されるトナーによって現像され、トナー像として可視化される。各プロセスカートリッジで形成されたイエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色トナー像は、中間転写ベルト１０８上に順次重ね合わされて転写される。
【００２２】
一方、装置本体の下部には給紙トレイ１１４ａ及び１１４ｂを有する給紙部１１４が設けられており、この給紙部１１４あるいは画像形成装置１００に装着される図示しない給紙装置のいずれかから記録材として例えば転写紙が給送される。給送された転写紙は、レジストローラ１１１に向けて矢印Ｂの如く搬送される。
【００２３】
レジストローラ１１１に突き当てられて一旦停止された転写紙は、中間転写ベルト１０８上のトナー像とのタイミングを取ってレジストローラ１１１より送出され、二次転写ローラ１０９と中間転写ベルト１０８とが接する二次転写部に送り込まれる。その二次転写ローラ１０９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト１０８上の重ねトナー像（フルカラー画像）が転写紙上に転写される。トナー像転写後の転写紙は、搬送ベルト１１２により定着装置１１３へ搬送され、定着装置１１３にて熱と圧力によりトナーが転写紙に定着される。トナー像定着後の転写紙は、矢印Ｃで示すように機外に排出され、図示しない排紙トレイ上に排紙される。
【００２４】
なお、片面印刷で裏面排紙（フェイスダウン排紙）する場合は、用紙反転部１１５を経て矢印Ｃで示すように機外に排出することで、用紙の表裏が逆転される。また、両面印刷の場合は、定着後の用紙を両面反転部１１６を経て再給紙路１１７よりレジストローラ１１１へと再給紙し、用紙裏面に中間転写ベルト１０８よりトナー像が転写される。トナー像転写後の用紙は定着装置１１３で定着が行われ、片面印刷時と同じように定着装置１１３から矢印Ｃで示すように、あるいは用紙反転部１１５を経て矢印Ｃで示すように機外に排出され、図示しない排紙トレイ上に排紙される。用紙搬送方向を切り替えるための切替爪１１８，１１９が適宜配置されている。
【００２５】
モノクロ印刷の場合は、本例の画像形成装置１００では、黒（Ｋ）のプロセスカートリッジ１０１Ｋのみを用いてトナー像を作像し、そのトナー像を中間転写ベルト１０８を介して転写紙上に転写する。トナー像定着後の用紙の扱いは、フルカラー印刷の場合と同様である。
【００２６】
図３は、本実施形態のクリーニングブレード６２の斜視図であり、図４は、クリーニングブレードが感光体表面に当接している状態を示す拡大断面図である。
クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性ブレード６２２とで構成されている。
弾性ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置１０５のケースに片持ち支持されている。
【００２７】
本実施形態のクリーニングブレード６２では、弾性ブレード６２２のブレード先端面６２ａとブレード下面６２ｂには、ブレード長手方向にわたって表面層６２３が形成されている。表面層６２３は、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃをアクリル／メタクリル樹脂で被覆した後、紫外線を照射して形成される。
【００２８】
表面層６２３は、弾性ブレード６２２よりもマルテンス硬度が高い部材とする。これにより、クリーニングブレードの先端稜線部６２ｃ付近を剛直にでき、変形し難く、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
【００２９】
先端稜線部６２ｃのマルテンス硬度は、１．０〜５.０［Ｎ／ｍｍ２］であることが好ましい。マルテンス硬度が５.０［Ｎ／ｍｍ２］を越えと、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの剛性が強くなりすぎて、感光体１０２表面との摺動における挙動が小さくなりすぎる。その結果、先端稜線部６２ｃに振動エネルギーが集中することにより、不快な異音が発生しやすくなる他、摩耗速度も大きくなってしまい、早期に使用不可能となるおそれがある。マルテンス硬度が１．０［Ｎ／ｍｍ２］を下回ると、クリーニングブレードの先端稜線部６２ｃが柔らかすぎてしまう。その結果、先端稜線部６２ｃが捲れてしまう。
【００３０】
マルテンス硬度は、次のようにして計測することができる。すなわち、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計  ＨＭ−２０００を用いて、ビッカース圧子１．０［ｍＮ］の力で１０秒で押し込み、５秒保持し、１．０［ｍＮ］の力で１０秒間で抜き、マルテンス硬度を計測する。
【００３１】
また、表面層６２３の材質としては、樹脂が好ましく、アクリル／メタクリル樹脂がより好ましい。アクリル／メタクリル樹脂を用いることで、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
【００３２】
アクリル／メタクリル樹脂としては、官能基当量分子量１１０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とするモノマーを用いるのが好ましい。官能基当量分子量が１１０を越えるか、またはペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格以外の材料を用いると、表面層６２３は脆弱になる。その結果、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれて先端面摩耗を生じてしまい、長期に渡るクリーニング性を保持できなくなる。
【００３３】
また、表面層６２３の材料として、上記ペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格材料の他、官能基数１乃至２のアクリレート材料を適宜混合することができる。これにより表面層６２３に可撓性を付与することが可能であり、クリーニングブレード６２を搭載するマシンの特性に合わせて表面層６２３の性質をカスタマイズすることが可能となる。よって、特定環境での異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
【００３４】
また、表面層６２３を形成するアクリル／メタクリル樹脂に、パーフルオロポリエーテル骨格を含有するモノマーを混合させるのが好ましい。このアクリレートを混合させることにより、表面層６２３の摺動性を上げることができ、先端稜線部のめくれを抑制することができる。
【００３５】
また、弾性ブレード６２２の先端稜線部に硬化性樹脂モノマーを含浸させて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃのマルテンス硬度を他の箇所よりも高くしてもよい。具体的には、弾性ブレード６２２に対してディップ塗工によりアクリル／メタクリル樹脂を含浸させ、含浸させたアクリル／メタクリル樹脂に紫外線を照射して硬化させる。これにより、クリーニングブレードの先端稜線部６２ｃに弾性ブレードよりもマルテンス硬度が硬い含浸層を形成することができる。弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへのアクリル／メタクリル樹脂の含浸処理は、ディップ塗工以外に、ハケ塗り、スプレー塗工、などによっても行うこともできる。
【００３６】
また、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分にアクリル／メタクリル樹脂を含浸し、且つ、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を設けて、先端稜線部を高硬度化してもよい。この場合は、弾性ブレード６２２の先端稜線部にアクリル／メタクリル樹脂を含浸させ所定時間風乾させる。次に、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃをアクリル／メタクリル樹脂で被覆する。その後、紫外線を照射する。これにより、含浸層と表面層とを有するクリーニングブレードを得ることができる。また、アクリル／メタクリル樹脂を弾性ブレードに含浸させた後、紫外線を照射して含浸したアクリル／メタクリル樹脂を硬化させた後、先端稜線部をアクリル／メタクリル樹脂で被覆してもよい。
【００３７】
図５（ａ）は、従来のクリーニングブレード６２’の先端稜線部近傍の拡大図であり、図５（ｂ）は、本実施形態のクリーニングブレードの先端稜線部近傍の拡大図である。
図５（ａ）に示すように、先端稜線部６２ｃが高硬度化されていない従来のクリーニングブレード６２’は、スティックスリップ現象が生じている。スティックスリップ現象とは、以下のような現象である。すなわち、先端稜線部６２ｃが、感光体１０２との摩擦力により感光体の移動方向に引っ張られて変形する。先端稜線部６２ｃの変形量はブレードの剛性が弱く、先端稜線部６２ｃと感光体表面の摩擦力が大きいほど大きくなる。そして、先端稜線部６２ｃある程度変形すると、復元力により元の形状に戻る。このような一連の動作が繰り返し行われ、先端稜線部が微小振動する現象が、スティックスリップ現象である。先端稜線部６２ｃが、元の形状に戻るために感光体表面をスリップしているときに、感光体との当接圧が低下してクリーニングブレードにより堰き止められたトナーの一部が、すり抜けてしまう。また、上記先端稜線部６２ｃの微小振動によりブレード鳴きと言われる異音が発生することもある。
【００３８】
一方、図５（ｂ）に示すように、表面層６２３を設けて先端稜線部６２ｃを高硬度化させた本実施形態のクリーニングブレード６２は、先端稜線部６２ｃが剛直となり、また、感光体との摩擦力も低減される。そのため、先端稜線部６２ｃがほとんど感光体の移動方向に変形しない。よって、感光体に対するブレードの当接姿勢を維持することができ、所定の当接圧を維持できる。これにより、クリーニングブレードをすり抜けるトナーを減らすことができ、クリーニング性が向上する。また、先端稜線部６２ｃの微小振動が抑制され、ブレード鳴きと言われる異音の発生も抑制できる。
【００３９】
しかしながら、先端稜線部６２ｃを高硬度化したクリーニングブレード６２を用いた結果、次の課題が発生した。すなわち、均しブレード５３からブレード鳴きと言われる異音が発生するという課題である。
クリーニングブレード６２をすり抜けたトナーは、均しブレード５３に入力される。この均しブレードに入力されたトナーが均しブレード５３と感光体１０２との摩擦力を低減させる働きをしており、均しブレード５３の先端稜線部のめくれを抑制し、スティックスリップ現象による異音の発生を抑制する。しかし、先端稜線部６２ｃを高硬度化したクリーニングブレード６２を用いることでクリーニングブレード６２をすり抜けるトナーがほとんどなくなり、均しブレード５３に入力されるトナーがほとんどない。その結果、トナーによる摩擦低減の効果がほとんど得られず、均しブレード５３の先端稜線部がめくれてスリップスリップ現象が生じ、異音が発生するのである。
【００４０】
また、均しブレード５３にトナーが入力されないことで、均しブレード５３と感光体１０２との摩擦力が高まり、均しブレード５３の磨耗速度が速くなる。その結果、クリーニングブレード６２に入力されるトナーが少ない条件である低画像面積率で連続印刷を行ったとき、感光体モータトルクが早期に上昇するという不具合もあった。これは、均しブレード５３の磨耗速度が速いため、均しブレード５３と感光体１０２とのニップ幅が早期に増加する。ニップ幅が増えると、それだけ感光体表面の移動抵抗となる面積が増えるため、感光体モータのトルクが上昇する。
【００４１】
上記のような均しブレード５３のブレード鳴きや感光体モータトルクの上昇は、クリーニングブレード初期時に発生しやすい。これは、クリーニングブレード６２の新品時においては、クリーニングブレード６２からのトナーすり抜け量が少ない傾向にあるためである。また、画像面積率が低い方が均しブレード５３のブレード鳴きや感光体モータトルクの上昇が発生しやすい。これは、クリーニングブレード６２に入力されるトナー量が少ないため、クリーニングブレード６２をすり抜けるトナーが少なくなるためである。
【００４２】
このため、本実施形態では、均しブレード５３についても、先端稜線部を高硬度化させた。均しブレード５３の先端稜線部の高硬度化は、上述したクリーニングブレード６２と同様にして高硬度化することができる。すなわち、先端稜線部にアクリル／メタクリル樹脂を含浸する、先端稜線部を覆う表面層を設ける、または、含浸層と表面層とを設けることで、先端稜線部を高硬度化することができる。また、均しブレード５３としては、クリーニングブレード６２と同一のものを用いるのが好ましい。均しブレード５３とクリーニングブレード６２とを同一にすることにより、製造コストを削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００４３】
次に、本出願人が行った検証実験について説明する。
本出願人は、比較例と実施例の装置について、画像面積率が５％以下の低画像面積の印刷を１０Ｋ枚連続で通紙する耐久試験を行った。
［比較例］
・クリーニングブレード：コートブレード（先端稜線部を高硬度化処理したブレード）
・均しブレード：ノンコートブレード（先端稜線部を高硬度化処理していないブレード）
［実施例］
・クリーニングブレード：コートブレード
・均しブレード：コートブレード
【００４４】
比較例と実施例のプロセスカートリッジ１０１を、検査装置にセットし、トルク計測装置で感光体モータのトルクを測定した。また、均しブレードのブレード鳴きについても確認した。図６は、通紙枚数と感光体モータのトルクとの関係を示す図であり、下記表１は、評価結果である。
【００４５】
【表１】
2016024355.tif 000003
【００４６】
図６からわかるように、均しブレード５３として、先端稜線部を高硬度化していないノンコートブレードを用いた比較例は、早期に感光体駆動モータトルクが定格トルクを超えてしまった。また、比較例では、均しブレード５３にブレード鳴きが確認された。
【００４７】
一方、均しブレード５３として、先端稜線部を高硬度化したコートブレードを用いた実施例では、画像面積率が５％以下の低画像面積の印刷を１０Ｋ枚連続で通紙しても、感光体モータトルクを定格トルク以下に抑えることができた。また、均しブレードのブレード鳴きもなかった。
このように均しブレード５３を、先端稜線部を高硬度化したコートブレードを用いることにより、クリーニングブレード６２をコートブレードとした場合でも、均しブレードの鳴きが発生するのを抑制できる。また、感光体モータのトルク上昇を抑制できる。
【００４８】
均しブレード５３は、トナーを堰き止めて除去する機能を有す必要がないため、均しブレード５３の感光体１０２との当接圧を、クリーニングブレード６２の感光体１０２との当接圧以下にするのが好ましい。均しブレード５３の感光体１０２との当接圧を、クリーニングブレード６２の感光体１０２との当接圧以下とすることで、感光体モータのトルク上昇を抑えることができる。本実施形態では、クリーニングブレードえ６２の感光体１０２との当接圧を２０［Ｎ／ｍ］、均しブレード５３の感光体１０２との当接圧を１０〜２０［Ｎ／ｍ］に設定した。
【００４９】
しかしながら、均しブレード５３としてコートブレードを用いることで、ノンコートブレードを用いた場合に比べて、感光体１０２のトルク上昇スピードは抑制されるが、低画像面積率の画像が連続で印刷される場合は、どうしても感光体モータのトルクが上昇してしまう。これは、以下の理由である。均しブレード５３として、コートブレードを用いることで、先端稜線部はめくれ難くなるが、トナーの入力がほとんどないため、徐々に感光体１０２の表面移動方向に捲れていく。捲れていくことで、感光体１０２との当接圧が高くなっていき、感光体モータのトルクが上昇していくのである。なお、感光体１０２が停止すると、均しブレード５３の先端稜線部を感光体表面移動方向に引っ張る力がなくなるので、めくれは解消される。そこで、連続印刷枚数が、ある所定枚数を超え、かつ、この連続印刷時における画像面積率の平均が閾値以下のときは、帯状パターンをクリーニングブレードに入力してもよい。
【００５０】
図７は、トナー入力制御のフローチャートである。
不図示の制御部は、連続印刷枚数をカウントしており、連続印刷枚数が閾値（例えば：１Ｋ枚）となったら（Ｓ１のＹｅｓ）、連続印刷時における画像面積率の平均が５％以下か否かをチェックする（Ｓ２）。画像面積率の平均が、５％以下のときは、クリーニングブレードに堰き止められるトナーは僅かである。クリーニングブレード６２が先端稜線部を高硬度化していないノンコートブレードであれば、クリーニングブレード６２に堰き止められるトナーが僅かであってもある程度はクリーニングブレード６２をすり抜け、均しブレード５３に入力される。そのため、トナーの潤滑効果により、均しブレード５３の先端稜線部が感光体表面を滑ってめくれが解消される。しかし、本実施形態では、クリーニングブレード６２として先端稜線部を高硬度化したコートブレードであるので、クリーニングブレード６２に堰き止められるトナーが僅かなとき、すり抜けるトナーはほとんどない。従って、均しブレード５３にはトナーの潤滑効果を得ることができない。その結果、均しブレード５３として、先端稜線部を高硬度化して先端稜線部をめくれ難くしたコートブレードを用いた場合でも、連続印刷において、徐々にめくれていき、感光体１０２との当接圧を高め、感光体モータトルクを上昇させる。
【００５１】
このため、画像面積率が５％以下のとき（Ｓ２のＹｅｓ）、不図示の制御部は、トナー入力制御を開始する。具体的には、制御部は、露光手段１０７や現像装置１０４を制御して感光体１０２に帯状ベタパターンを形成する。また、帯状ベタパターンが一次転写ニップを通過するときは、一次転写ローラ１０６に印加するバイアスを切る。これにより、帯状ベタパターンは、中間転写ベルト１０８に転写されず、クリーニングブレード６２に入力される。帯状ベタパターンが入力されることで、クリーニングブレード６２は、大量のトナーをせき止めることになる。その結果、クリーニングブレード６２をすり抜けるトナー量が増える。この帯状ベタパターンは、画像面積率の平均が５％を上回るまで、紙間に形成される。その結果、均しブレード５３に潤滑性を得るのに十分なトナーが入力され、均しブレード５３のめくれが解消される。これにより、感光体モータトルクの上昇を抑制することができる。
【００５２】
また、上記は一例であり、例えば、連続印刷枚数１０〜１００枚ごとの紙間に帯状ベタパターンをクリーニングブレード６２に入力させてもよい。また、連続印刷枚数１Ｋ〜５Ｋ枚毎に、Ａ４サイズの１００％画像を、クリーニングブレード６２に入力するようにしてもよい。
【００５３】
また、感光体モータのトルクは、経時使用でも上昇する。均しブレード５３として、先端稜線部を高硬度化していないノンコートブレードを用いた場合は、経時使用でそれほどトルク上昇はしないが、均しブレード５３として、先端稜線部を高硬度化したコートブレードを用いた場合は、経時使用でトルク上昇が確認された。これは、均しブレード５３が、ノンコートブレードの場合は、先端稜線部がめくれて、先端稜線部ではなく、先端面が磨耗していく。そして、経時の使用で、先端領稜線部が欠落する。その結果、均しブレード５３の磨耗面が凹凸状となり、均しブレード５３が感光体１０２と密着しないため、経時使用では、感光体モータトルクは上昇しない。
一方、均しブレード５３をコートブレードとした場合は、先端稜線部がほとんどめくれないため磨耗面が、感光体表面に沿うような形となる。その結果、均しブレード５３と感光体１０２との密着面が均しブレード５３の磨耗により徐々に増えることになり、トルクが上昇してしまうのである。
【００５４】
そこで、本実施形態では、均しブレード５３が所定量磨耗したら、感光体１０２に塗布する潤滑剤量を増加させる。
図８は、潤滑剤塗布量制御フロー図である。
不図示の制御部は、感光体１０２の走行距離を計測しており、感光体１０２の走行距離が閾値以上となったら（Ｓ１１のＹｅｓ）、潤滑剤の塗布量を３０％増加させる（Ｓ１２）。閾値は、例えば、均しブレード５３の寿命の半分に対応する感光体１０２の走行距離である。なお、上記では、感光体１０２の走行距離としているが、均しブレード５３の経時使用がわかる指標であればよい。例えば、累計の画像形成枚数などでもよい。また、潤滑剤の塗布量は、潤滑剤塗布ローラ５１を駆動する駆動モータを制御して潤滑剤塗布ローラ５１の回転数を上げることで、潤滑剤の塗布量を上げることができる。
【００５５】
潤滑剤塗布量を上げることで、均しブレード５３と感光体１０２との潤滑性を上げることができ、感光体モータのトルク上昇を抑えることができる。
【００５６】
また、上述したように、クリーニングブレード６２が初期の期間は、すり抜けるトナーが特に少ないので、クリーニングブレード６２が初期の期間（０〜１００Ｋ枚）の間も、潤滑剤塗布ローラ５１の回転数を上昇させてもよい。これにより、クリーニングブレード初期時における均しブレード５３のブレード鳴きや感光体モータのトルク上昇を良好に抑制することができる。
【００５７】
図９は、トナー入力制御および潤滑剤塗布量制御を実施したときの感光体モータトルクについて調べたグラフである。
なお、この図９についても、画像面積率が５％以下の低画像面積の画像を連続で印刷し、感光体モータのトルクが上昇する条件で調べた。
図９に示すように、画像面積率が５％以下の低画像面積の画像を連続で印刷することにより、感光体モータトルクが上昇していく。しかし、トナー入力制御を行って、クリーニングブレード６２に帯状ベタパターンを入力することで、感光体モータトルクが減少することがわかる。また、潤滑剤塗布量を３０％上げると、さらに、感光体モータのトルクが減少することがわかる。このことから、トナー入力制御や潤滑剤塗布量を上げる制御を行うことで、感光体モータトルクを下げることができる。
【００５８】
なお、上記では、均しブレード５３を感光体１０２の表面移動方向に対してカウンター方向で感光体１０２の表面に当接させているが、トレーリング方向で感光体１０２の表面に当接させてもよい。
【００５９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
感光体１０２などの像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレード６２と、像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段（本実施形態では、潤滑剤塗布ローラ５１、固形潤滑剤５０、加圧スプリング５２等で構成）と、像担持体上に塗布された潤滑剤を均一にならす均しブレード５３とを有するクリーニング装置１０５において、前記クリーニングブレード６２及び前記均しブレード５３の少なくとも前記像担持体に当接させる先端稜線部の硬度を、他の箇所よりも高くした。
クリーニングブレードの先端稜線部を高硬度化することにより、特許文献１と同様、先端稜線部のめくれ、クリーニングブレードからの異音およびブレード磨耗を抑制でき、長期に亘り安定したクリーニング性が得られる。
また、均しブレードも、先端稜線部を高硬度化して、均しブレードも、クリーニングブレードと同様、先端稜線部をめくれ難くした。これにより、クリーニングブレードの先端稜線部を高硬度化して、クリーニングブレードをすり抜けるトナーがほとんど無くなり、均しブレードに入力されるトナーがほとんど無くても、均しブレードの先端稜線部がめくれず、スティックスリップ現象が生じるのを防止できる。これにより、均しブレードから異音が発生するのを抑制することができる。
【００６０】
（態様２）
（態様１）において、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３を弾性ブレード６２２などの弾性部材で構成し、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３の弾性部材の先端稜線部に樹脂を含浸して先端稜線部に弾性部材よりも硬度が高い含浸層を形成した。
これによれば、実施形態で説明したように、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３の先端稜線部を高硬度化することができる。
【００６１】
（態様３）
（態様１）または（態様２）において、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３を弾性ブレード６２２などの弾性部材で構成し、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３の弾性部材の先端稜線部を、弾性部材よりも硬度の高い樹脂で覆う表面層を形成した。
これによれば、実施形態で説明したように、クリーニングブレード６２及び均しブレード５３の先端稜線部を高硬度化することができる。
【００６２】
（態様４）
（態様１）乃至（態様３）いずれかにおいて、クリーニングブレード６２および均しブレード５３が、同じ材質で構成されている。
これによれば、実施形態で説明したように、クリーニングブレード６２および均しブレード５３を別々の材質で構成する場合に比べて、製造コストを抑えることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００６３】
（態様５）
（態様１）乃至（態様４）いずれかにおいて、均しブレード５３の感光体１０２などの像担持体に対する当接圧を、クリーニングブレード６２の像担持体に対する当接圧以下にした。
これによれば、均しブレード５３の感光体１０２などの像担持体に対する当接圧を、クリーニングブレード６２の像担持体に対する当接圧よりも大きくした場合に比べて、感光体モータのトルクを抑えることができる。
【００６４】
（態様６）
（態様１）乃至（態様５）いずれかにおいて、クリーニングブレード６２および均しブレード５３を、像担持体表面移動方向に対してカウンター方向に当接させた。
これによれば、感光体表面を良好にクリーニングでき、かつ、感光体表面の潤滑剤を良好に均すことができる。
【００６５】
（態様７）
（態様１）乃至（態様６）いずれかにおいて、均しブレード５３の磨耗量を推定し（本実施形態では、感光体１０２の走行距離から推定）、推定した均しブレード５３の磨耗量に基づいて、前記潤滑剤塗布手段から前記像担持体表面に塗布する潤滑剤量を変更する変更手段（本実施形態では、潤滑剤塗布ローラ５１の回転数を変える制御部）を備えた。
これによれば、図８を用いて説明したように、均しブレード５３の磨耗による感光体モータのトルク上昇を抑制することができる。
【００６６】
（態様８）
感光体１０２などの像担持体上に形成されたトナー像を像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、（態様１）乃至（態様７）いずれかを用いる。
これによれば、クリーニングブレード６２や均しブレード５３のめくれを抑制し、かつ、ブレード鳴きを抑制でき、良好なクリーニング性が得られる画像形成装置を提供することができる。
【００６７】
（態様９）
（態様８）において、連続画像形成枚数が所定値を超えたとき、それまでの画像面積率の平均値を算出し、算出した画像面積率の平均値が閾値以下のときは、前記クリーニング装置にトナー像を入力する。
これによれば、図７を用いて説明したように、トナーによる潤滑効果が得られるのに必要なトナーを均しブレードに入力することができる。これにより、連続画像形成で徐々にめくれていった均しブレード５３の先端稜線部をトナーによる潤滑効果により元に戻すことができ、感光体モータのトルク上昇を抑制することができる。
【００６８】
（態様１０）
感光体１０２などの像担持体上に形成されたトナー像を像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、記録材上に画像を形成する画像形成装置像の本体に着脱自在に構成され、転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置と、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、上記クリーニン装置として、（態様１）乃至（態様７）のいずれかのクリーニング装置を用いる。
これによれば、クリーニングブレード６２や均しブレード５３のめくれを抑制し、かつ、ブレード鳴きを抑制でき、良好なクリーニング性が得られるプロセスカートリッジを提供することができる。
【符号の説明】
【００６９】
５０：固形潤滑剤
５１：潤滑剤塗布ローラ
５２：加圧スプリング
５３:均しブレード
６２：クリーニングブレード
６２ａ：ブレード先端面
６２ｂ：ブレード下面
６２ｃ：先端稜線部
６２ 前記クリーニングブレード
１００：画像形成装置
１０１：プロセスカートリッジ
１０１ プロセスカートリッジ
１０２：感光体
１０５：クリーニング装置
６２２：弾性ブレード
６２３：表面層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２０１０−１１３１３３号公報
【図１】
2016024355.tif 000004
【図２】
2016024355.tif 000005
【図３】
2016024355.tif 000006
【図４】
2016024355.tif 000007
【図５】
2016024355.tif 000008
【図６】
2016024355.tif 000009
【図７】
2016024355.tif 000010
【図８】
2016024355.tif 000011
【図９】
2016024355.tif 000012