JP2002258707A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレードを有するクリーニング装置を備え、
ブレードめくれやびびりの発生が確実に防止され、高い
画質の画像を長期にわたって安定的に形成することがで
きる画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 画像形成装置は、回転駆動される潜像担
持体と、この潜像担持体上の残留トナーを除去するクリ
ーニング装置とを備え、クリーニング装置は、導電性の
ローラと、弾性体よりなる平板状のブレードとが潜像担
持体の移動方向に対してこの順序で並ぶよう配置されて
おり、当該ブレードは、全体が変形することなしに潜像
担持体の表面に先端縁が接する基準状態から回動されて
全体が湾曲した作動状態となるよう、前記潜像担持体の
回転軸と平行に伸びる、設定された回動中心軸の周りに
回動可能に支持されており、当該ブレードがその基準状
態において、特定の条件を満足する状態となるよう、回
動中心軸の配置位置が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
る画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式による画像形成装置におい
ては、潜像担持体上の未転写トナーや転写残トナー等の
残留トナーを除去するための手段として、例えば、弾性
体からなる平板状のクリーニングブレードを潜像担持体
の表面に当接し、これにより潜像担持体上の残留トナー
を除去するブレードクリーニング方式のクリーニング装
置が知られている。

【０００３】このようなクリーニング装置におけるクリ
ーニングブレードの支持方式は、例えばクリーニングブ
レード自身の弾性によって潜像担持体の表面に圧接する
よう固定式のブレードホルダーにより支持する固定支持
方式と、潜像担持体の回転軸と平行な軸の周りに回動可
能とされ、バネ力または重力などにより荷重が作用され
ることによってクリーニングブレードを圧接状態とする
回動式のブレードホルダーにより支持する回動支持方式
とに大別されるが、一定の荷重を潜像担持体に対して経
時的に安定して作用させることができることから、回動
支持方式のものが広く利用されている。

【０００４】しかしながら、クリーニングブレードの支
持方式が回動支持方式である場合には、クリーニングブ
レードの先端縁が潜像担持体に追従して反転する、いわ
ゆる「ブレードめくれ」が発生しやすい、という問題が
ある。

【０００５】一方、電子写真方式による画像形成装置に
おいては、近年、高画質化の観点からトナー粒子の小粒
径化の要請があり、このようなトナー粒子を得る方法と
して、例えば乳化重合法や懸濁重合法等の重合法が好適
に利用されている。

【０００６】而して、トナー粒子の小粒径化に伴って、
トナー粒子と潜像担持体との付着力が大きくなるため
に、潜像担持体上の残留トナーの除去が困難になる。特
に、重合法により製造された、いわゆる重合トナーを用
いた場合には、トナー粒子の形状が球形に近いものとな
るため、トナー粒子が潜像担持体上で転がりクリーニン
グブレードを通りぬける、いわゆる「スリヌケ」と呼ば
れるクリーニング不良が発生しやすくなり、一層、潜像
担持体上の残留トナーの除去が困難になる、という問題
がある。

【０００７】このようなクリーニング不良の発生を防止
するために、クリーニングブレードによる機械的なクリ
ーニングと、静電的なクリーニングとを併用したクリー
ニング方式が、例えば特開平３−１７９６７５号公報に
開示されている。具体的には、クリーニングブレードよ
り潜像担持体の移動方向に対して上流の位置に、導電性
材料からなるブラシローラが設置され、このブラシロー
ラに、例えば潜像担持体上の残留トナーと逆極性の適当
な大きさのバイアス電圧が印加される構成とされてお
り、クリーニングブレードによる機械的なクリーニング
効果とブラシローラによる静電的なクリーニング効果と
によりクリーニング性能の向上を図っている。

【０００８】しかしながら、上記の構成の画像形成装置
においては、潜像担持体上の残留トナーの大半は、潜像
担持体の移動方向に対して上流側に位置されたブラシロ
ーラにより除去されるため、クリーニングブレードに到
達する残留トナーが極めて少ない状態となることも多
く、その場合には、潜像担持体に対する摩擦力が大きく
なる結果、ブレードめくれやびびりが発生しやすくな
り、高い画質の画像を長期にわたって安定的に形成する
ことが困難になる、という問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
クリーニングブレードを有するクリーニング装置を備
え、ブレードめくれやびびりの発生を確実に防止するこ
とができ、高い画質の画像を長期にわたって安定的に形
成することができる画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、回転駆動される潜像担持体と、当該潜像担持体上に
形成されるトナー像が記録材に転写される転写領域を通
過した潜像担持体上の残留トナーを除去するクリーニン
グ装置とを備えた画像形成装置において、クリーニング
装置は、前記潜像担持体の表面に当接するよう設けられ
たクリーニングローラと、このクリーニングローラにバ
イアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、当該ク
リーニングローラより潜像担持体の移動方向に対して下
流の位置で潜像担持体の表面に先端縁が当接するよう設
けられた、弾性体よりなる平板状のクリーニングブレー
ドとを備えており、クリーニングブレードは、全体が変
形することなしに潜像担持体の表面に先端縁が接する基
準状態から回動されて全体が湾曲した作動状態となるよ
う、前記潜像担持体の回転軸と平行に伸びる、設定され
た回動中心軸（Ｏ）の周りに回動可能に支持されてお
り、当該クリーニングブレードが、その基準状態におい
て、下記に示す条件（１）および条件（２）を満足する
状態となるよう、回動中心軸（Ｏ）の位置が設定されて
いることを特徴とする。

【００１１】条件（１）；潜像担持体の回転軸と垂直な
断面において、潜像担持体に対するクリーニングブレー
ドの先端縁の当接位置（Ｐ）と当該回動中心軸（Ｏ）と
を結ぶ直線（Ｔ）が、当該当接位置（Ｐ）における潜像
担持体の接線（Ｎ）と当該クリーニングブレードとの間
に位置すること。条件（２）；潜像担持体の回転軸と垂
直な断面において、前記当接位置（Ｐ）における潜像担
持体の接線（Ｎ）に対してクリーニングブレードがなす
当接角（θ１）が、０゜より大きく、かつ３０゜より小
さいこと。

【００１２】本発明の画像形成装置においては、潜像担
持体に対するクリーニングブレードの当接荷重が５〜５
０ｇ／ｃｍであることが好ましい。また、バイアス電圧
印加手段が定電流電源よりなることが好ましい。さら
に、トナー像の形成に用いられるトナーは、重合法によ
り得られた体積平均粒径が８．５μｍ以下のトナー粒子
からなるものとすることができる。

【００１３】本発明の画像形成装置は、回転駆動される
潜像担持体と、この潜像担持体上に潤滑性外添剤を含む
トナーによりトナー像を形成する画像形成ユニットと、
この画像形成ユニットにより形成されたトナー像を転写
領域において記録材に転写する転写装置と、前記転写領
域を通過した潜像担持体上の残留トナーを除去するクリ
ーニング装置とを備えた画像形成装置において、クリー
ニング装置は、前記潜像担持体の表面に当接するよう設
けられたクリーニングローラと、このクリーニングロー
ラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
当該クリーニングローラより潜像担持体の移動方向に対
して下流の位置で潜像担持体の表面に先端縁が当接する
よう設けられた、弾性体よりなる平板状のクリーニング
ブレードとを備えており、転写領域を通過してクリーニ
ングブレードによるクリーニング領域に到達する、当該
クリーニングブレードによるクリーニング効果を維持す
るためのブレード効果維持用トナー像を形成させる特定
トナー像形成機能を備えた制御機構を有することを特徴
とする。

【００１４】本発明の画像形成装置においては、制御機
構は、クリーニングローラによるクリーニング効果を低
減させることにより、ブレード効果維持用トナー像をク
リーニングブレードによるクリーニング領域に到達させ
るものとすることができ、この場合には、ブレード効果
維持用のトナー像がクリーニングローラによるクリーニ
ング領域を通過するに際して、当該クリーニングローラ
に印加されるバイアス電圧を低減または遮断することに
より、クリーニングローラによるクリーニング効果を低
減させるものであることが好ましい。

【００１５】上記の画像形成装置においては、制御機構
の特定トナー像形成機能は、ブレード効果維持用のトナ
ー像が所定の画像形成回数毎に形成されるよう、画像形
成ユニットの作動を制御するものとすることができる。
また、バイアス電圧印加手段が定電流電源よりなること
が好ましい。さらに、トナー像の形成に用いられるトナ
ーは、重合法により得られた体積平均粒径が８．５μｍ
以下のトナー粒子からなるものとすることができる。

【００１６】

【作用】本発明によれば、クリーニングローラによる静
電的なクリーニングに加えてクリーニングブレードによ
る機械的なクリーニングが行われるので、基本的に高い
クリーニング効果が発揮され、潜像担持体上の残留トナ
ーを確実に除去することができ、しかも、クリーニング
ブレードが特定の条件を満足する状態となるよう、回動
中心軸（Ｏ）の位置が設定されていることにより、潜像
担持体が回転駆動されてクリーニングブレードの先端縁
に作用される負荷が、回動中心軸（Ｏ）を中心としてク
リーニングブレードを潜像担持体の表面から離間させる
方向に回動させるよう作用されるので、クリーニングブ
レードによるクリーニング領域に到達する残留トナーが
少ない場合であっても、ブレードめくれやびびりの発生
を防止することができると共に、クリーニングブレード
による十分な残留トナー除去力が得られ、従って、クリ
ーニングブレードによる所期のクリーニング効果が長期
にわたって安定的に発揮される。

【００１７】また、本発明によれば、潜像担持体上に形
成されたブレード効果維持用トナー像をクリーニングブ
レードにより除去させることにより、当該ブレード効果
維持用トナー像を構成する潤滑性外添剤を含むトナーに
よってクリーニングブレードと潜像担持体との間に潤滑
作用が及ぼされる結果、クリーニングブレードの先端縁
に作用される摩擦力が過大になることを抑制することが
でき、ブレードめくれやびびりの発生を防止することが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
ついて詳細に説明する。図１は、本発明の画像形成装置
の一例における構成の概略を示す説明図、図２は、クリ
ーニングブレードと潜像担持体との当接状態を示す説明
図である。この画像形成装置においては、回転駆動され
る潜像担持体であるドラム状の感光体１０と、この感光
体１０の表面を一様に帯電させる帯電装置１１と、この
帯電装置１１により帯電された感光体１０の表面を露光
して静電潜像を形成する露光装置１２と、この露光装置
１２により形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤
を用いて可視像化する現像装置１３と、感光体１０上に
形成されたトナー像を転写領域において記録材に転写す
る転写装置１４と、感光体１０に密着した記録材を分離
させる分離装置１５と、転写領域を通過した感光体１０
上のトナーを除去するクリーニング装置２０とを備えて
いる。

【００１９】感光体１０は、例えばドラム状の金属基体
の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感
光層が形成された有機感光体よりなり、搬送される記録
材の幅方向（図１において、紙面に対して垂直な方向）
に伸びる状態で配設されている。感光体１０の表面にお
ける、使用するクリーニングブレードに対する摩擦係数
は、例えば０．２〜４であることが好ましく、摩擦係数
がこの範囲を満足するような感光層を構成する樹脂とし
て、例えばポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポ
リスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、メラミ
ン樹脂等が挙げられる。

【００２０】現像装置１３は、感光体１０と現像領域を
介して対向するよう配置された現像スリーブ１３Ａを備
えている。この現像スリーブ１３Ａには、例えば、帯電
装置１１の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、また
は交流電圧に帯電装置１１の帯電極性と同極性の直流電
圧が重畳された現像バイアスが印加され、これにより、
露光装置１２による露光領域にトナーを付着させる反転
現像が行われる。

【００２１】クリーニング装置２０は、感光体１０の表
面に当接するよう設けられた導電性または半導電性のク
リーニングローラ２１と、このクリーニングローラ２１
にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段２２
と、クリーニングローラ２１より感光体１０の移動方向
に対して下流の位置で感光体１０の表面に当接して、感
光体１０の回転方向と反対方向に向かって先端部分が伸
びるよう設けられた、例えばウレタンゴムなどの弾性体
よりなる平板状のクリーニングブレード２３とを有して
おり、クリーニングローラ２１およびクリーニングブレ
ードの両者はいずれも、感光体１０の回転軸方向に伸び
るよう設けられている。図１において、２４は、クリー
ニングローラ２１に設けられたスクレーパであり、これ
により、クリーニングローラ２１上のトナーが回収さ
れ、クリーニングローラ２１に対向して伸びるよう配置
された回収ローラ２５により現像装置１３に送られる。

【００２２】クリーニングローラ２１は、感光体１０と
の良好な当接状態を得るという観点から弾性体によって
構成されており、弾性体の材料としては、従来公知のシ
リコーンゴムやポリウレタン等のゴム材料や、発泡体ま
たは発泡体を樹脂等で被覆したものを用いることができ
る。

【００２３】クリーニングローラ２１は導電性または半
導電性であり、その表面抵抗が１０ ² 〜１０¹⁰Ωｃｍで
あることが好ましい。表面抵抗が１０² Ωｃｍより小さ
い場合には、放電によるバンディング等が発生しやすく
なる。一方、１０¹⁰Ωｃｍより大きい場合には、トナー
を除去するための十分な大きさの電位差が得られず、ク
リーニング不良が発生しやすくなる。また、クリーニン
グローラ２１の表面抵抗は、例えば、ローラを構成する
弾性体材料に、カーボン、金属、導電性ポリマーなどの
導電性材料を添加したり、弾性体材料を構成するゴム状
重合体に極性基を導入するなどして調整することができ
る。

【００２４】クリーニングローラ２１は、感光体１０に
対する当接位置において感光体１０の回転方向と順方向
に移動する方向、すなわち、感光体１０の回転方向と逆
方向（図示の例では反時計方向）に回転されることが好
ましい。クリーニングローラ２１が感光体１０の回転方
向と同方向に回転される場合には、感光体１０の表面に
過剰なトナーが存在した場合に、クリーニングローラ２
１により除去されたトナーがこぼれて記録材や装置を汚
すおそれがある。また、クリーニングローラ２１の線速
度（Ｖｒ）と感光体１０の線速度（Ｖｐ）との線速度比
（Ｖｒ／Ｖｐ）が０．５〜２であることが好ましい。線
速度比が０．５より小さい場合には、クリーニング力が
低下して、画像汚れが発生しやすくなる。一方、線速度
比が２より大きい場合には、異物等を挟み込んだ場合に
感光体１０の表面にキズ等を発生させやすい。

【００２５】クリーニングローラ２１に接続されるバイ
アス電圧印加手段２２は、例えば定電流電源よりなり、
感光体１０上の静電潜像の可視像化に用いられるトナー
とは逆極性のバイアス電圧、例えばトナーが負に帯電さ
れる場合には、クリーニングローラには正のバイアス電
圧が印加されるよう制御された電流が加えられる。これ
により、トナーが静電的にクリーニングローラに引きつ
けられて感光体１０上から除去される。

【００２６】バイアス電圧印加手段２２によりクリーニ
ングローラ２１に印加される電流値は、感光体１０の感
光層の厚さやクリーニングローラ２１の表面抵抗の大き
さによっても異なるが、絶対値で１〜５０μＡであるこ
とが好ましい。電流値が１μＡより小さい場合には、十
分なクリーニングを行うことが困難となる。一方、電流
値が５０μＡより大きい場合には、放電等が起こりやす
くなる。例えば、感光体１０の感光層の厚さが１５〜３
０μｍ、クリーニングローラ２１の表面抵抗が１０² 〜
１０¹⁰Ωｃｍである場合には、クリーニングローラ２１
に印加する電流値は、絶対値で５〜４０μＡであること
が好ましい。

【００２７】クリーニングブレード２３は、その基端側
部分が、感光体１０の回転軸と平行に伸びる、設定され
た回動中心軸Ｏの周りに回動可能に設けられた回動式の
ブレードホルダー２６により支持されており、全体が変
形することなしに感光体１０の表面に接する基準状態
（Ｉ）から、ブレードホルダー２６に設けられた押圧手
段２７によって押圧されて回動されることにより、基端
側部分が感光体１０から離間する方向（回動中心軸Ｏを
中心として反時計方向に回転する方向）に移動されて全
体が湾曲した作動状態（II）に移行され、感光体１０の
表面に対する当接荷重が一定の大きさに制御された状態
で圧接される（図２参照）。ここに、押圧手段２７とし
ては、例えば重りやバネ材など、従来より用いられてい
るいずれのものも用いることができる。

【００２８】回動中心軸（Ｏ）が配置される位置は、図
２に示すように、クリーニングブレード２３が、その基
準状態（Ｉ）において、下記の条件（１）および条件
（２）を満足する状態となるよう設定されている。

【００２９】条件（１） 感光体１０の回転軸と垂直な断面において、感光体１０
に対するクリーニングブレード２３の先端縁の当接位置
Ｐと当該回動中心軸Ｏとを結ぶ直線Ｔが、当接位置Ｐに
おける感光体１０の接線Ｎとクリーニングブレード２３
との間に位置すること、すなわち、当接位置Ｐにおける
感光体１０の接線Ｎに対して、当接位置Ｐと回動中心軸
Ｏとを結ぶ直線Ｔがなす支点角θ２が、当接位置Ｐにお
ける感光体１０の接線Ｎに対してクリーニングブレード
２３がなす当接角θ１より小さいこと。

【００３０】条件（２） 感光体１０の回転軸と垂直な断面において、当接位置Ｐ
における感光体１０の接線Ｎに対してクリーニングブレ
ード２３がなす当接角θ１が、０゜より大きく、かつ３
０゜より小さいこと。また、当接角θ１は、５゜より大
きく、かつ２５゜より小さいことがより好ましい。

【００３１】上述したように、クリーニングブレード２
３は弾性体よりなり、その反発弾性率が、温度２５℃に
おいて１０〜８０％であることが好ましく、より好まし
くは３０〜７０％である。これにより、ブレードめくれ
やびびりの発生を確実に防止することができ、長期にわ
たって画質の高い画像を得ることができる。ここに、反
発弾性率は、ＪＩＳ Ｋ−６２５５を基準として測定さ
れたものである。

【００３２】クリーニングブレード２３のＪＩＳ Ａ硬
度は、２０〜９０°であることが好ましく、特に好まし
くは６０〜８０°である。ＪＩＳ Ａ硬度が２０°より
小さい場合には、クリーニングブレード２３が柔らかす
ぎて、ブレードめくれが生じやすくなる。一方、ＪＩＳ
Ａ硬度が９０°より大きい場合には、感光体１０のわ
ずかな凹凸や異物に追従させることが困難となり、トナ
ー粒子の「スリヌケ」が発生しやすい。ここに、ＪＩＳ
Ａ硬度は、ＪＩＳ Ｋ−６２５３を基準として測定さ
れたものである。

【００３３】感光体１０に対するクリーニングブレード
２３の当接荷重は、０．１〜３０ｇ／ｃｍであることが
好ましく、より好ましくは１〜２５ｇ／ｃｍである。当
接荷重が０．１ｇ／ｃｍより小さい場合には、クリーニ
ング力が不足し、画像汚れが生じやすい。一方、当接荷
重が３０ｇ／ｃｍより大きい場合には、感光体１０の摩
耗が大きくなって、画像かすれ等が発生しやすくなる。
当接荷重の測定は、秤にクリーニングブレード２３の先
端縁を押し当てて測定する方法や、感光体１０に対する
クリーニングブレード２３の先端縁の当接位置Ｐにロー
ドセル等のセンサを配置して電気的に測定する方法等が
用いられる。

【００３４】クリーニングブレード２３の厚さおよび自
由長は、クリーニングブレード２３の当接荷重および当
接角θ１が上記範囲内であれば特に制限されるものでは
ないが、当接荷重の制御性の向上およびブレードめくれ
の発生防止の観点から、クリーニングブレードの厚さ
は、１〜３ｍｍであることが好ましく、より好ましくは
１．５〜２．５ｍｍであり、また、自由長は２〜２０ｍ
ｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１５ｍｍ
である。「自由長」とは、ブレードホルダー２６により
拘束されない部分の長さ、すなわち、ブレードホルダー
２６におけるクリーニングブレード２３が接している部
分の下端面からブレード２３の先端までの部分の長さで
ある。

【００３５】以上においては、クリーニングローラ２１
およびクリーニングブレード２３によるクリーニング領
域はいずれも、感光体１０の幅方向（回転軸方向）にお
いて、画像形成領域より大きい状態とされている。ま
た、クリーニングブレード２３の幅寸法は、クリーニン
グローラ２１の幅寸法と基本的には同じであることが好
ましいが、機械的な設計条件上、両端部においてそれぞ
れ５ｍｍ程度の差があっても、実用上問題はない。

【００３６】上記の画像形成装置の動作について説明す
る。回転駆動される感光体１０の表面が、帯電装置１１
により所定の極性（例えば負極性）に順次帯電され、こ
の感光体１０の表面に露光装置１２により選択的に光を
照射することにより、照射箇所（露光領域）の電位が低
下して原稿画像に対応した静電潜像が形成される。ま
た、現像装置１３を構成する現像スリーブ１３Ａの表面
も、図示しない電源から印加される現像バイアスによ
り、感光体１０の表面電位と同じ極性（例えば負極性）
に帯電され、現像スリーブ１３Ａの表面電位と同じ極性
（例えば負極性）に帯電されたトナーを含む現像剤が現
像領域に搬送される。

【００３７】そして、感光体１０の非露光領域における
表面電位〔Ｖｈ〕、感光体１０の露光領域における表面
電位〔Ｖｌ〕、および現像スリーブ１３Ａの表面電位
〔Ｖｄ〕は、互いに同じ極性であって、その絶対値は
〔Ｖｈ〕＞〔Ｖｄ〕＞〔Ｖｌ〕であり、従って、現像領
域において、現像スリーブ１３Ａ上のトナーが感光体１
０の露光領域に付着して反転現像が行われる。感光体１
０上に形成されたトナー像は、転写装置１４により記録
材に転写され、トナー像が転写された記録材は分離装置
１５により感光体１０の表面から分離された後、図示し
ない定着装置において定着処理が行われる。

【００３８】一方、クリーニング装置２０を構成するク
リーニングローラ２１は、制御された電流の大きさに応
じたバイアス電圧がバイアス電圧印加手段２２により印
加されていることにより、転写領域を通過した感光体１
０上の残留トナーの極性と逆極性（例えば正極性）に帯
電されているため、このクリーニングローラ２１によ
り、感光体１０上の残留トナーの大半が静電的に除去さ
れる。そして、クリーニングローラ２１を通過した残留
トナーが、クリーニングブレード２３により機械的に除
去された後、感光体１０が帯電装置１１により再帯電さ
れ、上記の動作が必要に応じて繰り返し行われる。ま
た、回収された回収トナーは、回収ローラ２５により現
像装置１３に送られて再び利用される。

【００３９】而して、上記の画像形成装置によれば、ク
リーニングローラ２１による静電的なクリーニングに加
えて、クリーニングブレード２３による機械的なクリー
ニングが行われるので、基本的に、高いクリーニング効
果が発揮され、感光体１０上の残留トナーを確実に除去
することができ、しかもクリーニングブレード２３が特
定の条件を満足する状態となるよう、回動中心軸（Ｏ）
の位置が設定されることにより、ブレードめくれやびび
りの発生を確実に防止することができる。

【００４０】具体的には、図３に示すように、感光体１
０が回転駆動されることによって、感光体１０の表面に
当接するクリーニングブレード２３の先端縁には、感光
体１０に対する圧接力の反力Ｆ１が、当接位置Ｐにおい
て、回動中心軸（Ｏ）を中心としてクリーニングブレー
ド２３の先端縁が描く円軌道の円周方向に作用されると
共に、感光体１０に対する摩擦力Ｆ２が感光体１０の回
転方向と同方向（当接位置Ｐにおいて、接線Ｎ方向）に
作用され、全体として圧接力の反力Ｆ１と摩擦力Ｆ２と
の合力Ｆ３がクリーニングブレード２３を圧縮変形させ
る方向に作用されることになる。而して、クリーニング
ブレード２３が上記条件（１）を満足する状態となるよ
う、回動中心軸（Ｏ）の位置が設定されていることによ
り、圧接力の反力Ｆ１と摩擦力Ｆ２との合力Ｆ３を、回
動中心軸（Ｏ）を中心としてクリーニングブレード２３
を感光体１０の表面から離間させる方向に回動させるよ
う作用させることができる結果、ブレードめくれやびび
りの発生を確実に防止することができる。また、クリー
ニングブレード２３が上記条件（２）を満足する状態で
設けられていることにより、クリーニングブレード２３
による十分なトナー除去力（クリーニング力）を得るこ
とができ、従って、クリーニングブレード２３によるク
リーニング領域に到達する残留トナーが少ない状態であ
っても、クリーニングブレード２３による所期のクリー
ニング効果が維持され、高い画質の画像を長期にわたっ
て安定的に形成することができる。

【００４１】そして、クリーニング装置２０におけるバ
イアス電圧印加手段２２が定電流電源よりなることによ
り、感光体１０の表面電位に対する電位差が常に一定と
なる状態に制御されるので、定電圧電源を用いた場合と
比較して、感光体１０の電位レベルや極性によるムラや
クリーニング不良の発生を確実に防止することができ
る。

【００４２】また、本発明の画像形成装置においては、
原稿画像に対応する通常のトナー像とは別個に、転写領
域を通過してクリーニングブレード２３によるクリーニ
ング領域に到達する、クリーニングブレード２３のクリ
ーニング効果を維持するためのブレード効果維持用のト
ナー像（以下、「特定トナー像」ともいう。）を形成さ
せる特定トナー像形成機能を備えた制御機構（図示せ
ず）が設けられた構成とすることができる。ここに、通
常のトナー像および特定トナー像の形成に用いられるト
ナーは、同じ構成のものであって、少なくとも潤滑性外
添剤を含むものよりなり、潤滑性外添剤としては、特に
限定されるものではなく、種々の無機微粒子、有機微粒
子および滑剤などを用いることができる。

【００４３】制御機構は、例えば、クリーニングローラ
２１によるクリーニング効果を低減させることにより、
特定トナー像をクリーニングブレード２３によるクリー
ニング領域に到達させるものとされており、クリーニン
グローラ２１によるクリーニング効果を低減させるに
は、例えば特定トナー像がクリーニングローラ２１によ
るクリーニング領域を通過するに際して、バイアス電圧
印加手段によりクリーニングローラ２１に印加されるバ
イアス電圧を低下または遮断することにより行うことが
できる（以下、「ローラ効果低減機能」ともいう。）。

【００４４】制御機構における特定トナー像形成機能
は、特定トナー像が所定の画像形成回数毎に形成される
よう、すなわち、所定の画像形成回数に係る記録材が転
写領域を通過してから当該記録材に連続する記録材が転
写領域に供給されるまでの間に、特定トナー像が転写領
域を通過するよう、画像形成ユニットの作動を制御する
ものとされている。また、コピー動作を開始する時点お
よび所定のコピー動作が終了した時点で、特定トナー像
を形成するよう、画像形成ユニットの作動を制御しても
よい。

【００４５】所定の画像形成回数毎に特定トナー像を形
成する場合には、特定トナー像は、形成すべき特定トナ
ー像の幅または周方向長さ、あるいはクリーニングブレ
ード２３の当接荷重や当接角θ１によっても異なるが、
例えば５コピーに１回から１００コピーに１回の形成頻
度で形成されるよう設定されることが好ましい。具体的
には、形成すべき特定トナー像の幅または周方向長さが
大きくなるに従って特定トナー像の形成頻度が低く設定
され、また、感光体１０に対するクリーニングブレード
２３の当接荷重または当接角θ１が小さくなるに従って
特定トナー像の形成頻度が低く設定される。

【００４６】また、特定トナー像の形成頻度は、画像形
成回数の累計または使用環境に応じて設定することもで
きる。具体的には、画像形成回数の累計が多くなるに従
って特定トナー像の形成頻度が高くなるよう設定され、
また、高温高湿環境下（温度３０℃以上、相対湿度８０
％以上）で使用される場合には、特定トナー像の形成頻
度が高く設定されると共に、低湿低温環境下（温度１０
℃以下、相対湿度２０％以下）で使用される場合には、
当該形成頻度は低く設定される。

【００４７】画像形成ユニットは、帯電装置１１と、露
光装置１２と、現像装置１３とにより構成されており、
特定トナー像を形成するに際しては、これらのうちの少
なくとも一の作動が制御される。具体的には、（１）帯
電装置１１による感光体１０の帯電を一時的に中断し、
非帯電の画像形成領域の全面にトナーを付着させて、い
わゆるベタ画像を形成する手段、（２）帯電装置１１に
より一様に帯電された感光体１０の表面における特定ト
ナー像を形成すべき領域に、露光装置１２により光を選
択的に照射し、露光領域にトナーを付着させてベタ画像
を形成する手段、（３）現像装置１３における現像スリ
ーブ１３Ａに印加される現像バイアスを一時的に高くし
てトナーを付着させてベタ画像を形成する手段、などを
用いることができ、これらの手段のうちでも、形成すべ
き特定トナー像の大きさや画像濃度等の制御性に優れる
という観点から、上記（２）の手段により形成すること
が好ましい。

【００４８】感光体１０上に形成すべき特定トナー像
は、感光体１０の幅方向（回転軸方向）において、少な
くとも通常の画像形成プロセスにおける画像形成領域よ
り大きいことが好ましく、さらにクリーニングブレード
２３によるクリーニング領域の９０％以上の大きさであ
ることがより好ましい。また、感光体１０の円周方向の
長さは、例えば０．１〜３０ｍｍの範囲であることが好
ましい。０．１ｍｍより小さい場合には、十分なブレー
ドめくれ／びびり防止効果を得ることが困難であり、一
方、３０ｍｍより大きい場合には、クリーニング不良が
発生するおそれがある。

【００４９】上記の構成の画像形成装置によれば、感光
体１０上に形成された特定トナー像をクリーニングブレ
ード２３により除去させることにより、特定トナー像を
構成する潤滑性外添剤を含むトナーによりクリーニング
ブレード２３と感光体１０との間に潤滑作用が及ぼされ
る結果、クリーニングブレード２３に作用される摩擦力
が過大になることを抑制することができ、ブレードめく
れやびびりの発生を確実に防止することができ、高い画
質の画像を長期にわたって安定的に形成することができ
る。また、感光体１０上に特定トナー像を形成して、こ
れをクリーニングブレード２３の潤滑剤として作用させ
るため、ブレードによるクリーニング効果を維持するた
めの潤滑剤の供給手段をクリーニング装置２０に別個に
設ける必要がなく、クリーニング装置を小型のものとす
ることができる。

【００５０】クリーニングローラ２１に印加されるバイ
アス電圧を低下または遮断することによりローラ効果低
減効果が発現させることによって、一定量のトナーを確
実にクリーニングブレード２３に対して供給することが
でき、ブレードめくれやびびりの発生を確実に防止する
ことができる。また、特定トナー像が所定の画像形成枚
数毎に形成されることにより、クリーニングブレード２
３に対して一定の間隔で安定的に潤滑作用を及ぼすこと
ができ、ブレードめくれやびびりの発生を確実に防止す
ることができる。

【００５１】以上のように、本発明の画像形成装置によ
れば、クリーニングローラ２１による静電的なクリーニ
ングに加えて、クリーニングブレード２３による機械的
なクリーニングが実行されるので、感光体１０に対する
クリーニングブレード２３の当接荷重を大きくすること
なしに、高いクリーニング性能を長期にわたって安定的
に発揮することができ、従って、従来のクリーニング装
置であれば、クリーニングブレード２３の当接荷重を大
きくすることができず長期にわたって安定的にクリーニ
ング性能を発揮することが困難であった有機感光体を潜
像担持体として用いた場合にも極めて有効である。

【００５２】また、本発明によれば、「スリヌケ」等の
クリーニング不良が発生しやすい小粒径のトナーや、重
合法により製造された、球形に近い形状を有する重合ト
ナーを用いた場合にも極めて有効である。具体的には、
体積平均粒径が８．５μｍ以下、さらには６．５μｍ以
下であるトナー粒子からなるもの、球形に近い形状を有
する重合トナー、あるいは体積平均粒径が２〜３２μｍ
の範囲にあるトナー粒子のＣＶ値が２０％以下であるト
ナーを用いた場合であっても、これらのトナーに対し
て、クリーニングローラ２１により適正な除去電界が作
用されるので、感光体１０上から確実に除去することが
できる。ここに、「ＣＶ値」とは、トナー粒子の粒径分
布のシャープさを示し、下記式により求められたもので
ある。

【００５３】

【数１】 ＣＶ値＝（粒子径の標準偏差／算術径）×１００ ［％］

【００５４】また、本発明によれば、従来のクリーニン
グ装置であれば、クリーニング不良等の問題が顕著にな
って現れる反転現像方式を用いた場合にも、所期のクリ
ーニング効果が確実に発揮されるので極めて有効であ
る。

【００５５】

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 ＜実施例１＞図１に示す画像形成装置の構成に従って、
感光体、現像装置、トナー、クリーニングローラ及びク
リーニングブレード等を下記のように設定した。

【００５６】（１）感光体 感光体（１０）としては、アルミニウムよりなるドラム
状の金属基体の外周面に、フタロシアニン顔料を含有せ
しめたポリカーボネートよりなる厚さ２５μｍの感光層
が形成されたドラム状の有機感光体を用いた。感光体
（１０）の表面における使用されるクリーニングブレー
ドとの摩擦係数は、１．２である。 （２）現像装置 現像装置（１３）としては、線速度３７０ｍｍ／ｍｉｎ
で回転駆動される現像スリーブ（１３Ａ）を備え、この
現像スリーブ（１３Ａ）に感光体（１０）の表面電位と
同極性のバイアス電圧が印加され、二成分現像剤によっ
て反転現像が行われるものを用いた。二成分現像剤を構
成するトナーは、乳化重合法により製造された体積平均
粒径が６．５μｍのトナー粒子よりなり、負帯電性を有
するものである。 （３）クリーニングローラ クリーニングローラ（２１）としては、導電性発泡ウレ
タンよりなる表面抵抗が１０⁴ Ωｃｍのものを用いた。
クリーニングローラ（２１）は、感光体（１０）との当
接部分を感光体（１０）の移動方向と同方向に移動する
よう回転駆動し、クリーニングローラ（２１）の線速度
（Ｖｒ）と感光体（１０）の線速度（Ｖｐ）との線速度
比（Ｖｒ／Ｖｐ）を１に設定した。 （４）クリーニングブレード クリーニングブレード（２３）としては、ウレタンゴム
よりなる反発弾性率が５０％（２５℃）、ＪＩＳ Ａ硬
度が７０°、厚さが２．００ｍｍ、自由長が１０ｍｍ、
幅が３２４ｍｍのものを用いた。そして、クリーニング
ブレード（２３）は、感光体（１０）に対する当接角
（θ１）および支点角（θ２）がそれぞれ２３゜および
２０゜（θ１＞θ２）となる状態で設けられており、押
圧手段（２７）として３５０ｇの重りを使用することに
より感光体（１０）に対する当接荷重を２０ｇ/ ｃｍに
設定した。

【００５７】以上において、非露光領域における感光体
（１０）の表面電位〔Ｖｈ〕を−７５０Ｖ、露光領域に
おける感光体（１０）の表面電位〔Ｖｌ〕を−１００Ｖ
とし、現像スリーブ（１３Ａ）には−６００Ｖの現像バ
イアスを印加した。また、定電流電源よりなるバイアス
電圧印加手段（２３）によりクリーニングローラ（２
２）に＋２０μＡを印加することにより、表面電位が＋
６００Ｖになるよう帯電させた。

【００５８】以上のような画像形成装置を用いて、２０
万枚印字する実写テストを実施することにより、ブレー
ドめくれおよびびびりによる画像汚れの発生の有無につ
いて評価を行った。実写テストは、０〜１０万枚までを
高温高湿環境（温度３０℃、相対湿度８０％）下で行
い、１０万枚〜１５万枚までを常温常湿環境（温度２０
℃、相対湿度５０％）下で行い、１５万枚〜２０万枚ま
でを低温低湿環境（温度１０℃、相対湿度２０％）下で
行った。結果を表１に示す。

【００５９】＜比較例１〜比較例３＞下記表１に従っ
て、感光体（１０）に対するクリーニングブレード（２
３）の当接条件を変更したことの他は実施例１と同様に
して実写テストを行った。この結果を表１に示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】以上のように、実施例１に係る本発明の画
像形成装置によれば、環境の影響を受けずに、高い画質
の画像を長期にわたり形成することができることが確認
された。

【００６２】＜実施例２＞クリーニングブレード（２
３）を当接角（θ１）が１０゜、支点角（θ２）が１２
゜（θ１＜θ２）となる状態で設け、特定トナー像形成
プロセスを行うための制御機構を設けたことの他は実施
例１と同様の構成の画像形成装置において、制御機構に
より露光装置（１２）の作動を制御して、幅３２０ｍ
ｍ、周方向長さ１ｍｍの特定トナー像を形成すると共
に、この特定トナー像がクリーニングローラ（２１）に
よるクリーニング領域を通過する際に、クリーニングロ
ーラ（２１）に印加されるバイアス電圧を遮断するロー
ラ効果低減機能を作動させた。また、特定トナー像は、
まず実写テスト開始時に形成し、その後は、累計コピー
枚数および動作環境に応じて調整し、下記表２に示す形
成頻度で形成すると共に、実写テストの終了時にも形成
するよう設定した。この画像形成装置を用いて、２０万
枚印字する実写テストを実施することにより、ブレード
めくれおよびびびりによる画像汚れの発生の有無につい
て評価を行った。この結果を表３に示す。実写テスト
は、０〜１０万枚までを高温高湿環境（温度３０℃、相
対湿度８０％）下で行い、１０万枚〜１５万枚までを常
温常湿環境（温度２０℃、相対湿度５０％）下で行い、
１５万枚〜２０万枚までを低温低湿環境（温度１０℃、
相対湿度２０％）下で行った。

【００６３】＜比較例４＞制御機構における特定トナー
像形成機能およびローラ効果低減機能を全く作動させな
かったことの他は実施例２と同様の実写テストを行っ
た。この結果を表３に示す。

【００６４】＜比較例５＞制御機構におけるローラ効果
低減機能を作動させなかったことの他は実施例２と同様
の実写テストを行った。この結果を表３に示す。

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】以上のように、実施例２に係る本発明の画
像形成装置によれば、環境の影響を受けることなく、高
い画質の画像を長期にわたり安定的に形成することがで
きることが確認された。また、実写テスト終了時にも特
定トナー像を形成したため、その後において印字した場
合にも、クリーニングブレードによるクリーニング効果
を十分に発揮することができた。

【００６８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の態様に限定されるものではない。 （１）特定トナー像の形成頻度は、例えば画像形成に供
された時間等によって設定されていてもよい。 （２）制御機構におけるローラ効果低減機能は、クリー
ニングローラに印加されるバイアス電圧の大きさが、通
常のクリーニングニングプロセスより小さくなるよう制
御するものであってもよい。 （３）本発明において用いられるトナーは、一成分現像
剤および二成分現像剤のいずれにも用いることができ、
また、磁性トナーおよび非磁性トナーのいずれのトナー
としても用いることができる。また、潜像の現像方式
は、反転現像法に限定されるものではない。

【００６９】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、クリー
ニングローラによる静電的なクリーニングに加えて、ク
リーニングブレードによる機械的なクリーニングが行わ
れるので、基本的に高いクリーニング効果が発揮され、
潜像担持体上の残留トナーを確実に除去することがで
き、しかも、クリーニングブレードが特定の条件を満足
する状態となるよう、回動中心軸の位置が設定されるこ
とにより、潜像担持体が回転駆動されてクリーニングブ
レードの先端縁に作用される負荷が、回動中心軸を中心
としてクリーニングブレードを潜像担持体の表面から離
間させる方向に回動させるよう作用されるので、ブレー
ドめくれやびびりの発生を防止することができると共
に、クリーニングブレードによる所期の残留トナー除去
力が得られ、従って、高い画質の画像を長期にわたって
安定的に形成することができる。

【００７０】また、本発明の画像形成装置によれば、潜
像担持体上に形成されたブレード効果維持用トナー像を
クリーニングブレードにより除去させることにより、潤
滑性外添剤を含むトナーによりクリーニングブレードと
潜像担持体との間に潤滑作用が及ぼされる結果、クリー
ニングブレードの先端縁に作用される摩擦力が過大にな
ることが抑制され、ブレードめくれやびびりの発生を防
止することができ、従って、高い画質の画像を長期にわ
たって安定的に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例における概略的な
構成を示す説明図である。

【図２】図１におけるクリーニングブレードと潜像担持
体との当接状態を示す説明図である。

【図３】クリーニングブレードの作動状態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０ 感光体 １１ 帯電装置 １２ 露光装置 １３ 現像装置 １３Ａ 現像スリーブ １４ 転写装置 １５ 分離装置 ２０ クリーニング装置 ２１ クリーニングローラ ２２ バイアス電圧印加手段 ２３ クリーニングブレード ２４ スクレーパ ２５ 回収ローラ ２６ ブレードホルダー ２７ 押圧手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H005 AB06 EA05 2H027 DA41 EA09 EA15 EC03 ED28 ZA01 2H134 GA01 GB02 HA01 HA12 HA16 HD01 HD05 HD06 HD09 HD11 HD13 HD17 JB01 KA24 KA28 KB03 KB12 KG03 KG07 KG08 KH01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される潜像担持体と、当該潜像
   担持体上に形成されるトナー像が記録材に転写される転
   写領域を通過した潜像担持体上の残留トナーを除去する
   クリーニング装置とを備えた画像形成装置において、 クリーニング装置は、前記潜像担持体の表面に当接する
   よう設けられたクリーニングローラと、このクリーニン
   グローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手
   段と、当該クリーニングローラより潜像担持体の移動方
   向に対して下流の位置で潜像担持体の表面に先端縁が当
   接するよう設けられた、弾性体よりなる平板状のクリー
   ニングブレードとを備えており、 クリーニングブレードは、全体が変形することなしに潜
   像担持体の表面に先端縁が接する基準状態から回動され
   て全体が湾曲した作動状態となるよう、前記潜像担持体
   の回転軸と平行に伸びる、設定された回動中心軸（Ｏ）
   の周りに回動可能に支持されており、 当該クリーニングブレードが、その基準状態において、
   下記に示す条件（１）および条件（２）を満足する状態
   となるよう、回動中心軸（Ｏ）の位置が設定されている
   ことを特徴とする画像形成装置。条件（１）；潜像担持
   体の回転軸と垂直な断面において、潜像担持体に対する
   クリーニングブレードの先端縁の当接位置（Ｐ）と当該
   回動中心軸（Ｏ）とを結ぶ直線（Ｔ）が、当該当接位置
   （Ｐ）における潜像担持体の接線（Ｎ）と当該クリーニ
   ングブレードとの間に位置すること。条件（２）；潜像
   担持体の回転軸と垂直な断面において、前記当接位置
   （Ｐ）における潜像担持体の接線（Ｎ）に対してクリー
   ニングブレードがなす当接角（θ１）が、０゜より大き
   く、かつ３０゜より小さいこと。
2. 【請求項２】 潜像担持体に対するクリーニングブレー
   ドの当接荷重が５〜５０ｇ／ｃｍであることを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 バイアス電圧印加手段が定電流電源より
   なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】 トナー像の形成に用いられるトナーは、
   重合法により得られた体積平均粒径が８．５μｍ以下の
   トナー粒子からなることを特徴とする請求項１乃至請求
   項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 回転駆動される潜像担持体と、この潜像
   担持体上に潤滑性外添剤を含むトナーによりトナー像を
   形成する画像形成ユニットと、この画像形成ユニットに
   より形成されたトナー像を転写領域において記録材に転
   写する転写装置と、前記転写領域を通過した潜像担持体
   上の残留トナーを除去するクリーニング装置とを備えた
   画像形成装置において、 クリーニング装置は、前記潜像担持体の表面に当接する
   よう設けられたクリーニングローラと、このクリーニン
   グローラにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手
   段と、当該クリーニングローラより潜像担持体の移動方
   向に対して下流の位置で潜像担持体の表面に先端縁が当
   接するよう設けられた、弾性体よりなる平板状のクリー
   ニングブレードとを備えており、 転写領域を通過してクリーニングブレードによるクリー
   ニング領域に到達する、当該クリーニングブレードによ
   るクリーニング効果を維持するためのブレード効果維持
   用トナー像を形成させる特定トナー像形成機能を備えた
   制御機構を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 制御機構は、クリーニングローラによる
   クリーニング効果を低減させることにより、ブレード効
   果維持用トナー像をクリーニングブレードによるクリー
   ニング領域に到達させるものであることを特徴とする請
   求項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 制御機構は、ブレード効果維持用のトナ
   ー像がクリーニングローラによるクリーニング領域を通
   過するに際して、当該クリーニングローラに印加される
   バイアス電圧を低減または遮断することにより、クリー
   ニングローラによるクリーニング効果を低減させるもの
   であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 制御機構の特定トナー像形成機能は、ブ
   レード効果維持用のトナー像が所定の画像形成回数毎に
   形成されるよう、画像形成ユニットの作動を制御するも
   のであることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいず
   れかに記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 バイアス電圧印加手段が定電流電源より
   なることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか
   に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 トナー像の形成に用いられるトナー
    は、重合法により得られた体積平均粒径が８．５μｍ以
    下のトナー粒子からなることを特徴とする請求項５乃至
    請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。