JP2003215995A - プロセスカートリッジ、クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い損失正接を有し耐久性の高い像担持体を
備えながら、像担持体をクリーニングするためのクリー
ニング機能を維持しつつ、像担持体とクリーニングブレ
ード等のクリーニング部材間で発生する異常振動を抑制
し、それによる異常音発生を回避したプロセスカートリ
ッジ及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 記録材に画像を形成する画像形成装置に
備えられるプロセスカートリッジにおいて、表面層の損
失正接（ｔａｎδ）が４０℃において０．０３以上０．
１０以下である移動可能な像担持体１と、像担持体１に
当接するように設置され、像担持体１に残留する現像剤
を除去するクリーニング部材６と、を有し、クリーニン
グ部材６と像坦持体１との当接圧Ｐを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に現像像が作
成される像担持体と、像担持体から記録材若しくは中間
転写体に現像像が転写された後に残留する現像剤を除去
するクリーニング部材と、が備えられるプロセスカート
リッジ、該クリーニング部材が備えられるクリーニング
装置、及び、これらのプロセスカートリッジ又はクリー
ニング装置を備えた、記録材に画像を形成する、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装
置は、帯電手段によって一様に帯電された像担持体に選
択的な露光を施して潜像を形成し、この潜像を現像剤に
よって現像して顕像化するとともに、記録媒体に転写し
て画像記録を行う。

【０００３】そして、転写後に像担持体に残留した現像
剤を弾性ブレードであるクリーニングブレード等のクリ
ーニング部材で除去し、表面がクリーニングされた像担
持体によって次の画像形成動作を行うようにしている。

【０００４】こうした、従来のクリーニング装置につい
て説明する。

【０００５】従来、画像形成装置、特に電子写真画像形
成装置のクリーニング部材としては、クリーニングロー
ラを像担持体である感光体に当接回転させることによっ
て、又は弾性ブレードであるクリーニングブレードを当
接させることによって、転写されなかった残留現像剤
（残留トナー）を掻き取り、感光体から残留トナーを除
去することが一般的である。特に、プロセスカートリッ
ジ式の構成をとる電子写真画像形成装置では構成が簡
単、コストが安い等の利点からウレタンゴム製の弾性ブ
レードであるクリーニングブレードを感光体の移動方向
に対し、カウンター方向に加圧当接させることが多い。

【０００６】ここで、感光体の寿命は得られる画質の劣
化より決まる。画像の劣化は帯電性の低下、暗減衰の増
加、感度低下、残留電位の上昇等の電気特性の低下が感
光体全体、或いは局部的に生じることを原因とする。そ
して、これらの電気特性低下は、感光体の機械的な劣化
や組成物の劣化により生じる。ここで、感光体の耐久性
向上のために劣化しにくい構造にする努力がなされてい
る。

【０００７】その一つとして、感光体の耐摩耗性等の特
性向上のために表面層の損失正接（ｔａｎδ）を上昇さ
せる方法がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光体
の特性向上のために表面層の損失正接（ｔａｎδ）を上
げていくと、感光体回転開始時／停止時等の低速回転時
にクリーニングブレードと感光体との間で異常振動（ｓ
ｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振動）が発生しやすくなり、これが
耳障りな異常音となる。又、この時、摩擦係数も上昇
し、最悪の状況ではブレード捲れという問題を発生す
る。

【０００９】ここで、一般的に、潤滑剤の塗布等により
摩擦係数を下げることで、ドラム回転時の振動やブレー
ド捲れに対しては対処可能であるが、感光体表面層の樹
脂の損失正接（ｔａｎδ）が大きく、特に像坦持体やク
リーニングブレードの温度が高くなったときの感光体低
速回転時の振動（ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振動）による異
常音までは対処が困難であった。

【００１０】従って、本発明の目的は、高い損失正接を
有し耐久性の高い像担持体を備えながら、像担持体をク
リーニングするためのクリーニング機能を維持しつつ、
像担持体とクリーニングブレード等のクリーニング部材
間で発生する異常振動を抑制し、それによる異常音発生
を回避したプロセスカートリッジ、クリーニング装置及
び画像形成装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
プロセスカートリッジ、クリーニング装置及び画像形成
装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、記
録材に画像を形成する画像形成装置に備えられるプロセ
スカートリッジにおいて、表面層の損失正接（ｔａｎ
δ）が４０℃において０．０３以上０．１０以下である
移動可能な像担持体と、該像担持体に当接するように設
置され、該像担持体に残留する現像剤を除去するクリー
ニング部材と、を有し、該クリーニング部材と前記像坦
持体との当接圧を制御することを特徴とするプロセスカ
ートリッジを提供する。

【００１２】第１の本発明の一実施態様によると、前記
クリーニング部材は、プロセスカートリッジ枠体内壁に
沿って設けられた固定部材に当接して設置され、前記ク
リーニング部材と前記像坦持体との当接圧を制御する方
法として、２０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／Ｋ以下
の熱膨張係数を有する材料で形成される当接圧制御部材
を、前記クリーニング部材と前記固定部材との間に配置
する。

【００１３】第２の本発明は、記録材に画像を形成する
画像形成装置において、第１の本発明のプロセスカート
リッジを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供す
る。

【００１４】第３の本発明は、像担持体に当接するクリ
ーニング部材を有するクリーニング装置において、前記
像担持体の表面層の、４０℃における損失正接（ｔａｎ
δ）が０．０３以上０．１０以下であり、前記クリーニ
ング部材の前記像担持体に対する当接圧を制御する手
段、を有することを特徴とするクリーニング装置を提供
する。

【００１５】第３の本発明の一実施態様として、前記当
接圧を制御する方法として、クリーニング装置枠体と前
記クリーニング部材との間に配置された当接圧制御部材
を有し、該当接圧制御部材は、２０×１０^-5／Ｋ以上３
０×１０^-5／Ｋ以下の熱膨張係数を有する材料で形成さ
れる。

【００１６】第４の本発明は、表面に現像像が形成さ
れ、表面層の４０℃における損失正接（ｔａｎδ）が
０．０３以上０．１０以下である像担持体を有し、記録
材に画像を形成する画像形成装置において、第３の本発
明のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形
成装置を提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプロセスカー
トリッジ、クリーニング装置及び画像形成装置を図面に
則して更に詳しく説明する。

【００１８】実施例１ 図５は本発明を適用した電子写真方式の画像形成装置
（例えばプリンタ、複写機等）の構成の一例を示した概
略図であり、この構成について説明する。尚、画像形成
装置の構成はこれに限るものではない。

【００１９】像担持体として用いられる、ドラム状の感
光体である感光ドラム１は帯電手段２（ここでは帯電ロ
ーラ、このほかにブラシやコロナ帯電がある。）によっ
て所定の表面電位に帯電される。感光ドラム１の回転に
従って、そこに、露光手段３（例えば、複写機の場合に
は原稿からの反射光、プリンタの場合にはコンピュータ
ー等のホストからの信号に応じたレーザ光等によって感
光ドラム１を露光する手段）によって潜像が形成され、
現像手段４によって潜像が顕像化される。そして転写手
段５によって記録材９に未定着の現像像（トナー像）が
転写される。これが定着手段８によって記録材９にトナ
ー像が定着されるのが一般的な電子写真プロセスであ
る。

【００２０】一方、記録材９にトナー像が転写された後
に、感光ドラム１上に残留した残留現像剤（残トナー）
は、次の画像形成が始まる前にクリーニング装置７によ
って、感光ドラム１より除去される。

【００２１】画像形成装置の構成については、本構成に
限らず、複数色の現像手段を用いる電子写真画像形成装
置に頻繁に使用される、感光ドラムからトナー像が中間
転写体に一次転写された後に、その中間転写体より記録
材に二次転写される画像形成プロセスを採用する画像形
成装置等においても、又、記録材９を転写ベルト等の転
写材担持体に搭載して、像担持体１に対向させる方向に
搬送する構成の画像形成装置等においても、本発明は適
用できる。

【００２２】ここで、本発明の特徴部分であるクリーニ
ング装置７について説明する。

【００２３】クリーニング装置７は、感光ドラム１にカ
ウンター方向に当接するクリーニング部材である弾性ブ
レード（クリーニングブレード）６と、その周囲に設け
られ、クリーニングブレード６によって感光ドラム１よ
り除去された現像剤（残トナー）を回収するクリーニン
グ容器７’と、で構成される。

【００２４】又、本発明において、このクリーニング装
置７を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジが
挙げられるが、クリーニング装置７を単独で画像形成装
置に備えることも可能である。

【００２５】本発明のプロセスカートリッジは、少なく
とも、こうしたクリーニング装置７に備えられたクリー
ニングブレード６と、上記の画像形成プロセスにおいて
表面にトナー像が形成される感光ドラム１等の像担持体
が備えられる。

【００２６】本実施例においては、クリーニング装置７
及び感光ドラム１は、それ以外に、帯電手段２、現像手
段４と一体化され、図４に示すプロセスカートリッジ１
０として画像形成装置に着脱自在に備えられているもの
とする。

【００２７】プロセスカートリッジの構成としては、こ
れに限るものではなく、帯電手段２と現像手段４のいず
れかのみを備えるものや、感光ドラム１とクリーニング
装置７とで構成されるものでもよいし、画像形成装置に
着脱可能でなくてもよい。

【００２８】しかし、プロセスカートリッジとしての構
成をとることによって、これらの構成部品の交換を容易
に行うことができるようになる。従って、画像形成装置
のメンテナンス性が格段に向上する。又、カートリッジ
１０を交換することで、電子写真の重要な構成部品が新
品に交換されるため、常に高品質な画像を保つことがで
きる。

【００２９】本実施例において、ここで用いた弾性ブレ
ードであるクリーニングブレード６の設定は、図６の説
明図に示す、常温において感光ドラム１に対する当接角
αが２０°で、自由長Ｌ１が１２ｍｍで、感光ドラム１
に対する侵入量Ｌ２は１．０ｍｍであり、この時のブレ
ードの線圧Ｐ（当接圧）は３０ｇ／ｃｍになっている。
この設定にてクリーニングブレード６は、平行に備えら
れた保持部材１２に保持されており、クリーニング装置
７において、このクリーニングブレード６とブレード保
持部材１２は、一体化したクリーニング部材として取り
付けられている。

【００３０】このような設定を取ることにより、常温に
おいては感光ドラム１の表面層の損失正接（ｔａｎδ）
の大小に関わらず、通紙中のクリーニング不良や振動が
発生することを防ぐことが可能になっている。

【００３１】しかしながら、感光ドラム１の表面層の損
失正接（ｔａｎδ）は、耐摩耗性向上のため、４０℃に
おいて０．０３以上０．１０以下の範囲に生成されるこ
とが多く、その時、通紙を繰り返すことによって感光ド
ラム１及び／又はクリーニングブレード６近傍の温度が
上昇すると、ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振動が起こりやすく
なり、従来の技術にて説明したように、それによって異
常音が発生することが経験から明らかである。

【００３２】尚、損失正接（ｔａｎδ）は、後述する感
光体１の感光層の電荷輸送層の膜を膜厚３０μｍ、幅４
ｍｍ、長さ５０ｍｍに成形し、これをサンプルとしてレ
オメトリック・サイエンティフィック・エフ・イ−
（株）製ＲＳＡIIにて駆動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅ
ｃで昇温速度５℃／ｍｉｎとした時の動的粘弾性を−１
５０℃〜２００℃の範囲で測定し、４０℃における貯蔵
弾性率／損失弾性率から求められるものであり、ここで
測定される、感光体の表面層の損失正接（ｔａｎδ）が
０．０３以上で耐摩耗性が良好になることが経験から明
らかである。又、感光体の表面層としては、電子写真特
性を維持しつつ現状のキャスト膜で得られる数字の上限
が０．０１付近であるので、感光体１の表面層において
は、適当な耐摩耗性を有する表面は、上記の測定方法に
て得られる値で、４０℃における損失正接（ｔａｎδ）
が０．０３以上０．１０以下の範囲の値をものといえ
る。

【００３３】ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振動による異常音を
回避するために、本実施例では、感光ドラム１とクリー
ニングブレード６との当接圧Ｐを、以下の方法により制
御して、互いの摩擦を軽減した。図１に、本発明に基づ
いて、当接圧Ｐを調節したクリーニング装置７のクリー
ニングブレード６と感光ドラム１との当接部分の部分断
面図を示す。

【００３４】クリーニングブレード６と感光ドラム１と
の当接圧Ｐを制御する方法としては、上記の設定でプロ
セスカートリッジ１０に設置されたクリーニングブレー
ド６において、図１に示すように、２０×１０^-5／Ｋ以
上３０×１０^-5以下の熱膨張係数を有する材料から作成
される当接圧制御部材１３を、クリーニング部材である
ブレード保持部材１２と図４に示すような構成のプロセ
スカートリッジ１０内壁に沿った固定部材１１との間に
配置する。固定部材１１として、本実施例においては、
カートリッジ枠体１１におけるクリーニング部材６、１
２との対向部分を使用する。

【００３５】当接圧制御部材１３の熱膨張係数は、２０
×１０^-5／Ｋ以上で効果が現れ、現在のところ、これを
３０×１０^-5／Ｋ以上にすることは不可能であるので上
限を３０×１０^-5／Ｋとする。

【００３６】固定部材１１としては、プロセスカートリ
ッジ１０内壁に沿って設けられ、クリーニング部材であ
るブレード保持部材１２に、感光ドラム１とは異なった
方向から長手方向に当接する位置に固定された部材であ
れば、プロセスカートリッジの枠体でなくてもよい。

【００３７】例えば、クリーニング装置７が、プロセス
カートリッジ１０に備えられてない場合は、固定部材１
１は、クリーニング装置７のクリーニング装置枠体とし
て設けられ、クリーニング部材１２に当接する位置に固
定されている。

【００３８】カートリッジの枠体１１とクリーニングブ
レード保持部材１２との間に、２５℃の時の厚さが１
０．００ｍｍで、熱膨張係数が２０×１０^-5／Ｋの当接
圧制御部材１３を挟むと、感光ドラム１とクリーニング
ブレード６付近の温度が上昇するに従い、当接圧制御部
材１３も昇温し膨張することで感光ドラム１とクリーニ
ングブレード６の当接圧Ｐを軽減する方向（図矢印方向
ａ）に、本実施例においては平行移動でクリーニングブ
レード６を移動させる。

【００３９】このことによって、感光ドラム１の回転開
始時／停止時等の低速回転時にクリーニングブレード６
と感光ドラム１の間で発生する異常振動（ｓｔｉｃｋ−
ｓｌｉｐ振動）を抑制することが可能となった。実験に
使用した感光体ドラム１は以下のように作成した。

【００４０】感光ドラム１は、図７の断面図に示すよう
に、導電性支持体１０１の上に感光層１０２が設けられ
て作成される。

【００４１】導電性支持体１０１としては、支持体１０
１自体が導電性を有する材料として、例えばアルミニウ
ム、アルミニウム合金、ステンレス、クロム、チタン等
を用いることができ、その他に、アルミニウム、アルミ
ニウム合金、酸化インジウム−酸化錫合金等を真空蒸着
によって被膜形成された層を有するもの、プラスチッ
ク、導電性粒子（例えばカーボンブラック、酸化錫粒子
等）を適当なバインダーと共にプラスチックや紙に含浸
したもの、及び、導電性バインダーを有するプラスチッ
ク等を用いることができる。

【００４２】導電性支持体１０１と感光層１０２の中間
に、バリヤー機能と接着機能をもつ下引層１０３を設け
ることもできる。下引層１０３はカゼイン、ポリビニル
アルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸
コポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、ゼラチン、酸
化アルミニウム等によって形成できる。下引層１０３の
膜厚は、５μｍ以下、好ましくは０．５〜３μｍが適当
である。下引層１０３の体積抵抗値は、その機能を発揮
するためには、１０⁷Ω・ｃｍ以上であることが望まし
い。

【００４３】感光層１０２としては、露光により電荷担
体を発生する電荷発生層１０４と、その上層に設けられ
た、感光ドラム１の表面層としての、電荷発生層１０４
から発生した電荷担体を輸送する能力を持つ電荷輸送層
１０５とを組み合わせて構成される感光層を用いること
ができる。

【００４４】電荷発生層１０４は、アゾ顔料、キノン顔
料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、
ビスベンゾイミダゾール顔料、フタロシアニン顔料、キ
ナクドリン顔料等の電荷発生材料のうち１種類或いは２
種類以上を蒸着するか、又は適当なバインダーと共に
（バインダーが無くても可）分散し、塗工によって形成
できる。

【００４５】バインダーは、広範囲な絶縁性樹脂又は有
機光導電性ポリマーから選択できる。例えば、絶縁性樹
脂としては、ポリビニルブチラール、ポリアリレート
（ビスフェノールＡとフタル酸の縮重合体等）、ポリカ
ーボネート、ポリエステル、フェノキシ樹脂、アクリル
樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド、セルロー
ス系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポ
リビニルアルコール等を使用することができる。又、有
機光導電性ポリマーとしては、カルバゾール、ポリビニ
ルアントラセン、ポリビニルピレン等を使用することが
できる。

【００４６】電荷発生層１０４の膜厚は、０．０１〜１
５μｍ、好ましくは、０．０５〜５μｍであり、電荷発
生層１０４と結着剤との重合比は、（電荷発生層１０４
の重量）：（結着剤の重量）で、１０：１〜１：２０で
ある。

【００４７】電荷発生層用塗料に用いる溶剤は、使用す
る樹脂や電荷輸送材料の溶解性や分散安定性から選択さ
れるが、有機溶剤としてはアルコール類、スルホキシド
類、エーテル類、エステル類、脂肪族ハロゲン化炭化水
素類或いは芳香族化合物等を用いることができる。

【００４８】塗工は、浸漬コーティング法、スプレーコ
ーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレード
コーティング法等のコーティング法を用いて行なうこと
ができる。

【００４９】感光ドラム１の表面層である電荷輸送層１
０５は、電荷輸送材料を成膜性のある樹脂に溶解させて
形成される。本発明に用いられる有機の電荷輸送材料の
例としては、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合
物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チア
ゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物等が挙げ
られる。これらの電荷輸送物質は１種類でも、又は２種
以上組み合わせても用いることができる。

【００５０】電荷輸送層１０５に用いる結着剤の例とし
ては、フェノキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルブチラール、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリア
ミド、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、メタクリ
ル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、アルキド樹脂、ポ
リカーボネート、ポリウレタン、或いは、これらの樹脂
の繰返し単位のうち、２つ以上を含む共重合体、例えば
スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリロ
ニトリルコポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー
等を挙げることができる。又、ポリ−Ｎ−ビニルカルバ
ゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等
の有機光導電性ポリマーからも選択できる。

【００５１】電荷輸送層１０５の膜厚は５〜５０μｍ、
好ましくは８〜３０μｍであり、電荷輸送物層１０５と
結着剤との重合比は、（電荷輸送層１０５の重量）：
（結着剤の重量）で、５：１〜１：５、好ましくは３：
１〜１：３程度である。塗工は前述の電荷発生層１０４
のようなコーティング法を行なうことができる。

【００５２】損失正接（ｔａｎδ）は、この電荷輸送層
の膜を膜厚３０μｍで幅４ｍｍ、長さ５０ｍｍに成形
し、これをサンプルとしてレオメトリック・サイエンテ
ィフィック・エフ・イ−（株）製ＲＳＡIIにて駆動周波
数６．２８ｒａｄ／ｓｅｃで昇温速度５℃／ｍｉｎとし
た時の動的粘弾性を−１５０℃〜２００℃の範囲で測定
し、４０℃における貯蔵弾性率／損失弾性率から求め
た。

【００５３】ここで、本実施例のプロセスカートリッジ
１０及びそれを備えた画像形成装置において、感光ドラ
ム１とクリーニングブレード６との間に当接圧制御部材
１３を備えた効果を、以下の実験例にて証明する。

【００５４】実験例１ 本実験例は、上記に説明した、図１に示す本実施例の構
成のクリーニングブレード６、及び感光ドラム１、を有
するプロセスカートリッジ１０にて行った。

【００５５】図７に示す、導電性支持体１０１として、
外径３０ｍｍ、長さ２５４ｍｍのアルミニウム素管を用
い、下引層１０３としてアルコール可溶性ポリイミド樹
脂１００重量部をメタノール５００重量部に溶解したも
のをディッピング法にて１μｍ塗布し、８０℃で１０分
乾燥した、次に電荷発生層１０４として、ブチラール樹
脂５０重量部をメチルエチルケトン３００重量部に溶解
し、これに無金属フタロシアニン顔料１０重量部を分散
した液をディッピング法にて０．２μｍ塗布し、９０℃
で３０分乾燥した、この上に表面層となる電荷輸送層１
０５として粘度平均分子量が４００００のポリカーボネ
ートを１００重量部と、電荷輸送物質としてヒドラゾン
系化合物を１００重量部と、をモノクロロベンゼン８０
０重量部に溶解しディッピング塗布法にて２０μｍ塗布
し、１３０℃で６０分乾燥し感光ドラム１を作成した。

【００５６】この感光体ドラム１の表面層の損失正接
（ｔａｎδ）は４０℃において０．０３であった。測定
はレオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イ−
（株）製ＲＳＡIIにて駆動周波数６．２８ｒａｄ／ｓｅ
ｃで昇温速度５℃／ｍｉｎとした時の動的粘弾性が−１
５０℃〜２００℃の範囲で測定した。

【００５７】クリーニングブレード６は、板厚１．４ｍ
ｍで硬度７０℃のポリウレタンゴムを用いた。この感光
ドラム１とクリーニングブレード６を用い、感光体ドラ
ム１とクリーニングブレード６との当接圧Ｐが、雰囲気
温度２５℃の時、３０ｇ／ｃｍになるように、クリーニ
ングブレード６の図６に示す当接角α・侵入量Ｌ２・自
由長Ｌ１を調整したプロセスカートリッジ１０を作成し
た。

【００５８】このとき、図１に示すように、カートリッ
ジの枠体１１とクリーニングブレード保持部材１２の間
に、２５℃の時の厚さが１０．００ｍｍで、熱膨張係数
が２０×１０^-5／Ｋの当接圧制御部材１３を挟んだ。

【００５９】これにより雰囲気温度が５０℃になったと
き、クリーニングブレード６は０．０５ｍｍの距離分、
感光ドラム１から離れる方向に移動し、当接圧Ｐが２５
ｇ／ｃｍとなるようにした。このプロセスカートリッジ
１０をキヤノン製ＬＢＰ−４５０に装着し、一枚間欠モ
ードで５ｋ枚耐久し、ドラム停止直前の低速回転時の異
常音の発生の有無を検討した結果、雰囲気温度５０℃に
おいても異常音は生じなかった。又、感光ドラム１のク
リーニング機能は維持できた。以上の結果をまとめると
表１のように示される。

【００６０】

【表１】

【００６１】実施例２ 本実施例においては、実施例１のプロセスカートリッジ
１０及びそれを備えた画像形成装置において、実験例１
では、２０×１０^-5／Ｋである当接圧制御部材１３を用
い、常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐが５０℃
で２５ｇｆ／ｃｍに下がったが、他の熱膨張係数の当接
圧制御部材１３を用いた実験例２、３及び比較例１につ
いて説明する。

【００６２】実験例２ 当接圧制御部材１３の熱膨張係数を１０×１０^-5／Ｋと
した以外は実験例１と同じプロセスカートリッジ１０を
作成し、それに対して同様の実験を行った。常温では３
０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃で２８ｇｆ／
ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温度５０℃において
やや異常音が生じたが害にならない程度であった。又、
感光ドラム１のクリーニング機能は維持できた。

【００６３】実験例３ 当接圧制御部材１３の熱膨張係数を３０×１０^-5／Ｋと
した以外は実験例１と同じプロセスカートリッジ１０を
作成し、それに対して同様の実験を行った。常温では３
０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃で２５ｇｆ／
ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温度５０℃において
も異常音は生じなかった。又、感光ドラム１のクリーニ
ング機能は維持できた。

【００６４】比較例１ 温度によって制御がかからない従来の構成にした以外は
実施例１と同じプロセスカートリッジを作成し、それに
対して同様の実験を行った。常温では３０ｇｆ／ｃｍで
あった当接圧Ｐは、５０℃になっても変化しなかった。
その結果、雰囲気温度５０℃において異常音は発生し
た。

【００６５】比較例１と実施例１〜３の結果を比較した
ものを表２に示す。表２により理解されるように、５０
℃の環境でも、熱膨張係数が１０×１０^-5／Ｋ以上３０
×１０^-5／Ｋ以下の当接圧制御部材１３を用いることに
より、当接圧Ｐを下げることで、ブレード６の侵入量が
下がり、ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振動、そしてそれによる
異常音の低減が可能になる事がわかる。そして、効果を
確実にするためには、熱膨張係数が２０×１０^-5／Ｋ以
上３０×１０^-5／Ｋの当接圧制御部材１３を用いること
により、感光ドラム１のクリーニング機能を維持しなが
ら、異常音を無くすことができることがわかる。

【００６６】

【表２】

【００６７】よって、図１に示したような、実施例１
の、固定部材１１とクリーニング部材１２、６との間に
当接圧制御部材１３を挟む構成においては、その当接圧
制御部材１３の熱膨張係数の範囲としては、２０×１０
^-5／Ｋ以上であることが望ましいことがわかる。又、一
般的な樹脂材の上限は３０×１０^-5／Ｋである。

【００６８】従って、クリーニングブレード６と感光ド
ラム１との当接圧Ｐを制御する方法としては、当接部材
１３の熱膨張係数の範囲を、２０×１０^-5／Ｋ以上３０
×１０^-5／Ｋ以下とすることが好適である。

【００６９】実施例３ 本実施例においては、図１に示したクリーニングブレー
ド６と感光ドラム１との関係において、感光ドラム１の
表面層の４０℃における損失正接（ｔａｎδ）を変化さ
せた例について、下記の実験例４〜６、比較例２、３を
用いて説明する。

【００７０】実験例４ 表面層の損失正接（ｔａｎδ）を４０℃において０．０
３５とし、当接圧制御部材１３の熱膨張係数が１０×１
０^-5／Ｋである以外は、実験例１と同じプロセスカート
リッジを作成し、それに対して同様の実験を行った。常
温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃にな
って２８ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温度
５０℃において異常音が生じたが害にならない程度であ
った。又、感光ドラム１のクリーニング機能は維持でき
た。

【００７１】実験例５ 表面層の損失正接（ｔａｎδ）を４０℃において０．０
３５とした以外は実施例１と同じプロセスカートリッジ
１０を作成し、それに対して同様の実験を行った。当接
圧制御部材１３の熱膨張係数は２０×１０^-5／Ｋであ
る。常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０
℃になって２５ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲
気温度５０℃において異常音が生じなかった。又、感光
ドラム１のクリーニング機能は維持できた。

【００７２】実験例６ 表面層の損失正接（ｔａｎδ）を４０℃において０．０
３５とし、当接圧制御部材１３の熱膨張係数が３０×１
０^-5／Ｋである以外は、実施例３と同じプロセスカート
リッジ１０を作成し、それに対して同様の実験を行っ
た。常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０
℃になって２２ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲
気温度５０℃においても異常音が生じなかった。又、感
光ドラム１のクリーニング機能は維持できた。

【００７３】比較例２ 表面層の損失正接（ｔａｎδ）を４０℃において０．０
２５とし、当接圧制御部材１３の熱膨張係数を１０×１
０^-5／Ｋとした以外は実験例１と同じプロセスカートリ
ッジ１０を作成し、それに対して同様の実験を行った。
常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃に
なって２８ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温
度５０℃においても異常音が生じなかった。又、感光ド
ラム１のクリーニング機能は維持できた。

【００７４】比較例３ 表面層の損失正接（ｔａｎδ）を４０℃において０．０
２０とし、当接圧制御部材１３の熱膨張係数を１０×１
０^-5／Ｋとした以外は実験例１と同じプロセスカートリ
ッジ１０を作成し、それに対して同様の実験を行った。
常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃に
なって２８ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温
度５０℃においても異常音が生じなかった。又、感光ド
ラム１のクリーニング機能は維持できた。

【００７５】実験例４〜６、及び比較例２、３、実験例
１の結果を、表３を用いて比較する。

【００７６】

【表３】

【００７７】ここで、比較例２、３にて、感光ドラム１
の表面層の損失正接（ｔａｎδ）が４０℃において０．
０３未満では、５０℃でで当接圧Ｐが高い状態でも、異
常音はなかった。このことを、当接圧制御部材１３の熱
膨張係数が同値（１０×１０ ^-5／Ｋ）であり、同様の当
接圧Ｐである、実施例２に説明した実験例２の状態で微
弱ながらも異常音を発生したことと比較して、本発明の
構成は、特に、表面層の損失正接（ｔａｎδ）が４０℃
において０．０３以上の状態の中で効果を発揮すること
がわかる。尚、損失正接（ｔａｎδ）は、前記に説明し
たように、４０℃において、電子写真特性、耐摩耗性を
考えると上限は０．１０程度であるので、０．１０を上
限とする。

【００７８】そして、実験例４〜６において、感光ドラ
ム１の表面層における損失正接（ｔａｎδ）が４０℃に
おいて０．０３より大きい構成においても、実施例２に
説明したように、当接圧制御部材１３の熱膨張係数が１
０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／Ｋ以下の当接圧制御
部材１３を用いることにより、ブレード６の侵入量を下
げ、当接圧Ｐを下げることで、ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振
動による異常音の低減が可能になり、更に、熱膨張係数
が２０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5以下の当接圧制御
部材１３を用いることにより、異常音を無くすことがで
きることがわかる。

【００７９】実施例４ 本実施例においては、図２に示すように、当接圧制御部
材１３がブレード保持部材１２の先端の一部のみに接し
て、ブレード保持部材１３の一部を押す構成にして、こ
の原理を利用して当接圧Ｐを制御するようにしたもので
ある。

【００８０】当接圧制御部材１３は、ブレード保持部材
１２の感光ドラム１に近い方の先端の一部に当接し、ブ
レード保持部材１２のカートリッジ枠体１１に対する付
け根の部分は固定され、その付け根部分を支点として、
当接圧制御部材１３の熱膨張によって、感光ドラム１と
クリーニングブレード６の当接圧Ｐを軽減する方向（図
中矢印ｂ）に、ブレード６を振り子のように動作させ
る。

【００８１】図２に示すよう構成にすると、図１に示し
たような実施例１のような弾性ブレード６を含むクリー
ニング部材を平行移動させる構成に比べて、弾性ブレー
ド６を含むクリーニング部材を振り子のように動作させ
るので、設定角が小さくなり、より効果がある。

【００８２】こうした構成のものにも本発明は適用でき
る。実験例７〜９を用いて、これを説明する。

【００８３】実験例７ 図２のように、カートリッジ枠体１１とブレード支持部
材１２が連結された構成に対して、ブレード保持部材１
２の一部を押すようにし、当接圧制御部材１３の熱膨張
係数を１０×１０^-5／Ｋとした以外は、実験例１と同じ
プロセスカートリッジを作成し、それに対して同様の実
験を行った。常温では、３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧
Ｐは、５０℃になって２８ｇｆ／ｃｍに下がった。その
結果、雰囲気温度５０℃において異常音が生じたが害に
ならない程度であった。又、感光ドラム１のクリーニン
グ機能は維持できた。

【００８４】実験例８ 図２のように、ブレード保持部材１３の一部を押す構成
にした以外は、実験例１と同じプロセスカートリッジを
作成し、それに対して同様の実験を行った。当接圧制御
部材１３の熱膨張係数は２０×１０^-5／Ｋである。常温
では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃になっ
て２５ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温度５
０℃においても異常音が生じなかった。又、感光ドラム
１のクリーニング機能は維持できた。

【００８５】実験例９ 図２のように、ブレード保持部材１３の一部を押す構成
にし、当接圧制御部材１３の熱膨張係数が３０×１０^-5
／Ｋである以外は、実験例１と同じプロセスカートリッ
ジを作成し、それに対して同様の実験を行った。常温で
は３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧Ｐは、５０℃になって
２２ｇｆ／ｃｍに下がった。その結果、雰囲気温度５０
℃においても異常音が生じなかった。又、感光ドラム１
のクリーニング機能は維持できた。

【００８６】実験７〜９、及び実験１の結果を表４にま
とめる。

【００８７】

【表４】

【００８８】表４から理解されるように、実験例７〜９
の結果より、図２に示すような、当接圧制御部材１３が
ブレード保持部材１２の一部を押す構成においても、本
発明は適用でき、又、こうした構成においても、熱膨張
係数が１０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／Ｋ以下の当
接圧制御部材１３を用いることにより、ブレード６の侵
入量Ｌ２を下げ、当接圧Ｐを下げることで、ｓｔｉｃｋ
−ｓｌｉｐ振動、及びそれによる異常音の低減が可能に
なり、更に、熱膨張係数が２０×１０^-5／Ｋ以上３０×
１０^-5／Ｋ以下の当接圧制御部材１３を用いることによ
り、異常音を無くすことができることがわかる。

【００８９】実施例５ 本実施例においては、当接圧制御部材１３をブレード保
持部材１２として、使用した図３に示す構成について説
明する。当接圧制御部材１３は、このようにブレード保
持部材１２を兼ね、クリーニングブレード６を保持する
ことができ、このような構成においても実施例１〜５に
示したものと同様の効果が得られる。

【００９０】本構成における効果について、実験例１０
〜１２を用いて証明する。

【００９１】実験例１０ 図３のように、当接圧制御部材１３がブレード保持部材
１２を兼ねた構成にし、当接圧制御部材１３の熱膨張係
数が１０×１０^-5／Ｋである以外は、実験例１と同じプ
ロセスカートリッジ１０を作成し、それに対して同様の
実験を行った。常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧
Ｐは、５０℃になって２８ｇｆ／ｃｍに下がった。その
結果、雰囲気温度５０℃において異常音が生じたが害に
ならない程度であった。又、感光ドラム１のクリーニン
グ機能は維持できた。

【００９２】実験例１１ 図３のように、当接圧制御部材１３がブレード保持部材
１２を兼ねた構成にした以外は、実験例１と同じプロセ
スカートリッジ１０を作成し、それに対して同様の実験
を行った。当接圧制御部材１３の熱膨張係数は２０×１
０^-5／Ｋである。常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接
圧Ｐは、５０℃になって２５ｇｆ／ｃｍに下がった。そ
の結果、雰囲気温度５０℃においても異常音は生じなか
った。又、感光ドラム１のクリーニング機能は維持でき
た。

【００９３】実験例１２ 図３のように、当接圧制御部材１３がブレード保持部材
１２を兼ねた構成にし、当接圧制御部材１３の熱膨張係
数が３０×１０^-5／Ｋである以外は、実験例１と同じプ
ロセスカートリッジ１０を作成し、それに対して同様の
実験を行った。常温では３０ｇｆ／ｃｍであった当接圧
Ｐは、５０℃になって２２ｇｆ／ｃｍに下がった。その
結果、雰囲気温度５０℃においても異常音が生じなかっ
た。又、感光ドラム１のクリーニング機能は維持でき
た。

【００９４】実験例１０〜１１及び実験例１の結果を表
５にまとめる。

【００９５】

【表５】

【００９６】表５から理解されるように、実験例１０〜
１１の結果より、図３に示すような、当接圧制御部材１
３がブレード保持部材１２を兼ねた構成においても、本
発明は適用でき、又、こうした構成においても、熱膨張
係数が１０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／Ｋ以下の当
接圧制御部材１３を用いることにより、ブレード６の侵
入量Ｌ２を下げ、当接圧Ｐを下げることで、ｓｔｉｃｋ
−ｓｌｉｐ振動、及びそれによる異常音の低減が可能に
なり、更に、熱膨張係数が２０×１０^-5／Ｋ以上３０×
１０^-5／Ｋ以下の当接圧制御部材１３を用いることによ
り、異常音を無くすことができることがわかる。

【００９７】実施例１〜５にて説明したように、感光ド
ラムに当接するクリーニングブレードを有する画像形成
装置において、感光ドラムの表面層の４０℃における損
失正接（ｔａｎδ）が０．０３以上０．１０以下である
ときに、クリーニングブレードの感光ドラムに対する当
接圧を制御することによって、特に、熱膨張係数が１０
×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／Ｋ以下の当接圧制御部
材を設けることによって、それから発する異常音を低減
することが可能となり、更に当接圧制御部材の熱膨張係
数を２０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／Ｋ以下にする
ことによって、感光ドラム１のクリーニング機能を維持
しながら、異常音をなくすことができる。そして、この
発明は、当接圧制御部材をブレード保持部材の一部を押
す構成にしても、当接圧制御部材がブレード保持部材を
兼ね、ブレードを保持する構成においても適用できる。

【００９８】尚、実験例１〜１２に示した本実験は熱膨
張係数を指定した当接圧制御部材１３は、実用的な構成
の範囲の最大と考える１０ｍｍの厚さで使用した。これ
を、厚くすれば熱膨張係数は小さくて済むが実用的では
なく、薄くすれば変化量も小さく効果が出ない。又、熱
膨張係数は本実験で使用した範囲（１０×１０^-5／Ｋ以
上３０×１０^-5／Ｋ以下）より大きい材料は一般的に存
在しないため、薄くすることは実際的には困難である。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、記録材
に画像を形成する画像形成装置に備えられるプロセスカ
ートリッジにおいて、表面層の損失正接（ｔａｎδ）が
４０℃において０．０３以上０．１０以下である移動可
能な像担持体と、像担持体に当接するように設置され、
像担持体に残留する現像剤を除去するクリーニング部材
と、を有し、クリーニング部材と像坦持体との当接圧を
制御するプロセスカートリッジ、又は、表面層の４０℃
における損失正接（ｔａｎδ）が０．０３以上０．１０
以下である像担持体に当接するクリーニング部材を有す
るクリーニング装置において、クリーニング部材の像担
持体に対する当接圧を制御する手段を有することを特徴
とするクリーニング装置、及びそれらのプロセスカート
リッジ、クリーニング装置を備えた画像形成装置である
ので、高い損失正接を有し耐久性の高い像担持体を備え
ながら、像担持体をクリーニングするためのクリーニン
グ機能を維持しつつ、通紙や設置環境によってプロセス
カートリッジ及び画像形成装置が高温になっても、像担
持体とクリーニングブレード等のクリーニング部材間で
発生する異常振動（ｓｔｉｃｋ−ｓｌｉｐ振動）を抑制
し、それによる異常音発生を回避したプロセスカートリ
ッジ、クリーニング装置及び画像形成装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る像担持体に対するクリーニング部
材のクリーニング構成の一例を示す断面図である。

【図２】本発明に係る像担持体に対するクリーニング部
材のクリーニング構成の他の例を示す断面図である。

【図３】本発明に係る像担持体に対するクリーニング部
材のクリーニング構成の他の例を示す断面図である。

【図４】本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示
す断面図である。

【図５】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。

【図６】本発明に係るクリーニング部材の一例の構成を
示す説明図である。

【図７】本発明に係る像担持体の断面図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ２ 帯電手段 ４ 現像手段 ６ クリーニングブレード（弾性ブレー
ド、クリーニング部材） ７ クリーニング装置 １０ プロセスカートリッジ １１ プロセスカートリッジ枠体（固定部
材） １２ ブレード保持部材（クリーニング部
材） １３ 当接圧制御部材 １０１ 導電性支持体 １０２ 感光層 １０３ 下引層 １０４ 電荷発生層 １０５ 電荷輸送層（表面層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H068 AA08 AA28 2H071 BA04 BA05 BA13 BA27 BA33 CA02 DA02 DA08 DA12 DA13 DA15 EA14 2H134 GA01 GB01 HD01 HD02 HD06 HD11 HD18 HD19 KB09 KF03 KH05 KH12 KH13

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材に画像を形成する画像形成装置に
   備えられるプロセスカートリッジにおいて、 表面層の損失正接（ｔａｎδ）が４０℃において０．０
   ３以上０．１０以下である移動可能な像担持体と、該像
   担持体に当接するように設置され、該像担持体に残留す
   る現像剤を除去するクリーニング部材と、を有し、該ク
   リーニング部材と前記像坦持体との当接圧を制御するこ
   とを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記クリーニング部材は、プロセスカー
   トリッジ枠体内壁に沿って設けられた固定部材に当接し
   て設置され、 前記クリーニング部材と前記像坦持体との当接圧を制御
   する方法として、２０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０^-5／
   Ｋ以下の熱膨張係数を有する材料で形成される当接圧制
   御部材を、前記クリーニング部材と前記固定部材との間
   に配置することを特徴とする請求項１のプロセスカート
   リッジ。
3. 【請求項３】 前記クリーニング部材は、弾性ブレード
   とブレード保持部材とで構成されることを特徴とする請
   求項１又は２のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記クリーニング部材は、弾性ブレード
   を有し、該弾性ブレードは、前記当接圧制御部材に保持
   されることを特徴とする請求項１又は２のプロセスカー
   トリッジ。
5. 【請求項５】 更に、前記像担持体を帯電する帯電手
   段、及び／又は、前記像担持体に形成された静電潜像を
   現像する現像手段を有することを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記画像形成装置に着脱自在であること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のプロ
   セスカートリッジ。
7. 【請求項７】 記録材に画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 請求項１〜６のいずれかの項に記載のプロセスカートリ
   ッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 像担持体に当接するクリーニング部材を
   有するクリーニング装置において、 前記像担持体の表面層の、４０℃における損失正接（ｔ
   ａｎδ）が０．０３以上０．１０以下であり、 前記クリーニング部材の前記像担持体に対する当接圧を
   制御する手段、を有することを特徴とするクリーニング
   装置。
9. 【請求項９】 前記当接圧を制御する方法として、クリ
   ーニング装置枠体と前記クリーニング部材との間に配置
   された当接圧制御部材を有し、 該当接圧制御部材は、２０×１０^-5／Ｋ以上３０×１０
   ^-5／Ｋ以下の熱膨張係数を有する材料で形成されること
   を特徴とする請求項８のクリーニング装置。
10. 【請求項１０】 前記クリーニング部材は、弾性ブレー
    ドとブレード保持部材とで構成されることを特徴とする
    請求項８又は９のクリーニング装置。
11. 【請求項１１】 前記クリーニング部材は、弾性ブレー
    ドを有し、該弾性ブレードは、前記当接圧制御部材に保
    持されることを特徴とする請求項８又は９のクリーニン
    グ装置。
12. 【請求項１２】 表面に現像像が形成され、表面層の４
    ０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．０３以上０．
    １０以下である像担持体を有し、請求項８〜１１のいず
    れかの項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。