JP2006084574A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 永久変形がほとんどなくクリーニング不良が発生しにくいクリーニングブレードを具備するクリーニング装置および当該クリーニング装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 被クリーニング部材の表面に付着した付着物をクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置であって、前記クリーニングブレードがその厚さ方向に２以上の層を積層した積層構造を有し、各層を構成するそれぞれの材料の硬度が異なり、前記被クリーニング部材に少なくとも一部が接触する前記クリーニングブレードのクリーニングエッジ層を構成する材料の硬度が、その他の層を構成するそれぞれの材料よりも高い高硬度材料からなり、前記クリーニングブレードの自由長部分で、前記クリーニングエッジ層とは反対側の表面層に応力開放部を有することを特徴とするクリーニング装置である。
また、上記クリーニング装置を具備する画像形成装置である。
【選択図】 図１

Description

被クリーニング部材上の残トナーや残現像剤といった付着物を清掃するクリーニング装置および画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置としては、例えば、図７に示すような構成がある。この画像形成装置は、図７に示すように、感光体ドラム１０００が矢印方向に沿って所定の表面速度（例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）で回転駆動され、感光体ドラム１０００の表面は、帯電装置１００１によって−３００Ｖ程度の所定の電位に帯電される。その後、この感光体ドラム１０００の表面には、露光装置１００２により画像露光が施されて露光部が除電され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１０００の表面に形成された静電潜像は、画像部の電位が−３０Ｖ以下のレベルとなり、現像装置１００３によって−１５０Ｖ程度の現像バイアスが印加された状態で現像され、感光体ドラム１０００の表面には、−極性のトナー像が形成される。現像されたトナー像は、回転する転写ロール１００４と感光体ドラム１０００とのニップ部に挟持された状態で搬送される転写材１００５上に転写される。このとき、転写ロール１００４には、１０００Ｖ〜４０００Ｖ程度の電位が印加される。トナー像が転写された転写材１００５は、図示されない定着装置に搬送され、当該定着装置によりトナー像が転写材上に熱及び圧力によって定着される。

転写後の感光体ドラム１０００上には、転写材１００５上に転写されなかったトナーが残留する。この残留トナーは、感光体ドラム１０００の表面に当接するクリーニングブレード１００６のクリーニングエッジに到達し、当該クリーニングブレード１００６によって感光体ドラム１０００の表面から掻き落される。そして、クリーニングブレード１００６によって掻き落されたトナーは、回収ボックス１００７に回収され、貯留される。

その後、クリーニングブレード１００６によって清掃された清浄な感光体ドラム１０００の表面は、回転とともに帯電装置１００１に達して、上記の一連の動作を繰り返すことになる。ここで、クリーニングブレードとしては、一般的にはウレタン樹脂製のものが使用されている。

しかし、このウレタン製のクリーニングブレード（ＪＩＳ−Ａ硬度：６０度、反発弾性：３０％程度）を使用する場合、転写ロール表面とクリーニングブレードとの摩擦力が大きいため、転写ロールの回転トルクが大きくなってしまい、ブレード鳴き、ブレード捲れ、モーター脱調などが発生してしまう。

この問題を改善するために、クリーニングエッジ層（クリーニングブレードが被クリーニング部材と接触する側の層）が高硬度のウレタン樹脂である多層構造のウレタン製クリーニングブレードが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記多層構造のウレタン製クリーニングブレードは、クリーニングエッジ層を薄い高硬度のウレタン樹脂の層とし、さらに、クリーニングエッジ層とは反対面側の層として、エッジ部に負荷を加えるためのバックアップ層を設けることを特徴とするものである。このようにすることで、エッジ側を高硬度のウレタン樹脂とし、被クリーニング部材とクリーニングブレードとの摩擦力を抑え、ブレード鳴き、ブレード捲れ、モーター脱調を防止することができるとするものである。

しかし、例えば、上記多層構造のウレタン製クリーニングブレードは、図８（Ａ）に示すように、クリーニングエッジ層１０１０およびバックアップ層１０１１が順次形成されており、支持体１０１２に貼り付けられることで、これらが固定されている。そして、図８（Ｂ）に示すようにして、被クリーニング部材に対し一定の喰い込み量をもって当てつけられる。なお、図８（Ｂ）中の矢印は、被クリーニング部材の移動方向を示す。また、図８（Ａ）は、ウレタン製クリーニングブレードを被クリーニング部材に当接させるまえの形状を示し、図８（Ｂ）は、クリーニングブレードを被クリーニング部材の当接させた後の形状を示している。

図８の例では、エッジ側の層を高硬度としているので、特に図８（Ｂ）の○で囲まれた範囲に応力が集中することになる。一般的に高硬度のウレタン材料は、変形を加えた後に癖が付き易い傾向にある。特に応力が集中する部分では伸びが生じ、この範囲で変形の癖が付くことになる。

例えば、一般的なウレタン製単層クリーニングブレードに使用される材料の２００％永久伸び（元の長さの２００％まで材料を強制的に伸ばし、この状態で１０分間放置した後に開放した後の伸び量の元の長さに対する比率）が１０％未満のものを好適に使用する。

これに対し、図８の例で開示されるようなタイプの多層構造のウレタンブレードのエッジ側材料に使用される高硬度のウレタン樹脂の２００％永久伸びは、４０％以上となってしまう。

また、１００％永久伸び（元の長さの１００％まで材料を強制的に伸ばし、この状態で１０分間放置した後の開放した後の伸び量の元の長さに対する比率）は、一般的なウレタン製単層クリーニングブレードに使用される材料では５％未満である。しかし、図８の例で開示されるようなタイプの多層構造のウレタンブレードのエッジ側材料に使用される高硬度のウレタン樹脂材料では２０％以下となる。

従って、図８（Ｂ）中の○で囲まれる応力が集中する範囲の高硬度ウレタン樹脂には大きな癖がつくことになる。癖が付くと、ウレタンブレードに永久変形が生じることになり、ブレードエッジの被クリーニング部材に対する圧接力が低下することになる。圧接力が低下すると、クリーニングエッジでの被クリーニング部材に対する密着性が低下し、クリーニング不良が発生しやすくなる。
特開２００４−１８４４６２号公報

以上から、本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、永久変形がほとんどなくクリーニング不良が発生しにくいクリーニングブレードを具備するクリーニング装置および当該クリーニング装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者は、下記本発明に想到し当該課題を解決できることを見出した。

すなわち、本発明は、被クリーニング部材の表面に付着した付着物をクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置であって、
前記クリーニングブレードがその厚さ方向に２以上の層を積層した積層構造を有し、
各層を構成するそれぞれの材料のＪＩＳ−Ａ硬度が異なり、
前記被クリーニング部材に少なくとも一部が接触する前記クリーニングブレードのクリーニングエッジ層を構成する材料の硬度が、その他の層を構成するそれぞれの材料よりも高い高硬度材料からなり、
前記クリーニングブレードの自由長部分で、前記クリーニングエッジ層とは反対側の表面層に応力開放部を有することを特徴とするクリーニング装置である。

本発明のクリーニング装置は、下記第１〜第５の態様のうち少なくとも１つの態様を備えることが好ましい。

（１）第１の態様は、前記応力開放部が、凹部、段部および傾斜部のうちの少なくともいずれかである態様である。
（２）第２の態様は、前記高硬度材料がウレタン樹脂である態様である。
（３）第３の態様は、前記各層を構成するそれぞれの材料が、互いにＪＩＳ−Ａ硬度が異なるウレタン樹脂からなる態様である。
（４）第４の態様は、前記クリーニングエッジ層を構成する材料のＪＩＳ−Ａ硬度が、９０度以上である態様である。
（５）第５の態様は、前記クリーニングエッジ層の平均厚みが、前記クリーニングブレードの最大厚みの１／４以下である態様である。

また、本発明は、少なくとも、クリーニング装置と被クリーニング部材とを具備する画像形成装置であって、
前記被クリーニング部材が、感光体ドラム、転写ロール、中間転写体およびクリーニングロールのうちの少なくともいずれかであり、
クリーニング装置が、既述の本発明のクリーニング装置であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明の画像形成装置は、下記第１〜第３の態様のうち少なくとも１つの態様を備えることが好ましい。

（１）第１の態様は、前記被クリーニング部材が、その表面に樹脂層を有することを特徴とする態様である。
（２）第２の態様は、前記樹脂層が、ポリイミド樹脂およびポリエーテルイミド樹脂のいずれかに相当する値以上の表面微小硬度を有する態様である。
（３）第３の態様は、前記転写ロールが、ポリイミド樹脂およびポリエーテルイミド樹脂のいずれかに相当する値以上の表面微小硬度を有するチューブを、半導電性ロールに被覆して構成されている態様である。

［クリーニング装置］
本発明のクリーニング装置は、感光体ドラム、転写ロール、中間転写体およびクリーニングロールといった被クリーニング部材の表面に付着した付着物（例えば、残トナー等）をクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置である。

上記クリーニングブレードは、その厚さ方向に２以上の層を積層した積層構造を有しており、各層を構成するそれぞれの材料の硬度が異なっている。そして、被クリーニング部材に少なくとも一部が接触するクリーニングブレードのクリーニングエッジ層を構成する材料の硬度が、その他の層を構成するそれぞれの材料よりも高い高硬度材料からなり、クリーニングブレードの自由長部分で、クリーニングエッジ層とは反対側の表面層に応力開放部を有する。

既述のように、永久伸びは強制的に伸ばす比率が小さいほど、小さくなる傾向がある。この特性を利用して、高硬度多層ブレードで使用される高硬度ウレタン樹脂等の永久変形を抑制することができる。すなわち、クリーニングブレードの自由長部分に、応力開放部（具体的には、厚みが薄くなる部分）を設けて、エッジ側に発生する応力の分布を分散させることにより、クリーニングエッジ層の特にエッジ部の永久変形を抑制させることができる。

応力開放部を有するクリーニングブレードとしては、表面層側でブレードの自由長部分に凹部、段部および傾斜部といった厚みが薄くなる部分、すなわち応力開放部が設けられている。以下、本発明のクリーニング装置に具備されるクリーニングブレードについて、種々の態様を挙げながら説明する。

（１）第１のクリーニングブレード：
第１のクリーニングブレードを図１に例示する。図１（Ａ）に示すように、第１のクリーニングブレードは、クリーニングエッジ層１０とその上に形成された表面層１２とからなり、ブレード貼り付け面から自由長部分Ｆの先端に向かって細くなる形状、すなわち、応力開放部としての傾斜部１３を有している。これにより、従来、クリーニングブレードの付け根付近（図８（Ｂ）中の○示した範囲）に集中していた応力は、図１（Ｂ）中の○で囲まれる範囲に分散されることになる。その結果、クリーニングエッジ層１０の永久変形は小さくなり、この永久変形の基づくクリーニング不良を抑制することができる。ここで、「自由長部分」とは、図１（Ａ）に示すように、ホルダー板金のような支持体１４と表面層１２との貼り付け部分以外の表面層１２の表面領域をいう。

図１に示すクリーニングブレードをより具体的に説明すると、自由長部分Ｆの自由長（支持体の端部から表面層の端部までの最短距離）は７．５ｍｍ、クリーニングエッジ層１０と表面層１２との最大厚さが１．８ｍｍ、クリーニングエッジ層１０と表面層１２との最小厚さが０．７ｍｍ、クリーニングエッジ層１０の厚さが０．３ｍｍである。クリーニングエッジ層を構成する材料の硬度は９０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）であり、表面層１２の硬度は７０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）である。これを被クリーニング部材に対して、設定角度３０度で、喰い込み量０．８ｍｍで当てつける。

第１のクリーニングブレードは、上記具定例の具体的数値には限定されない。この態様の場合、最大厚さは、１．０〜３．０ｍｍとすることが好ましく、最小厚さは、０．１〜０．５ｍｍとすることが好ましい。また、傾斜角度θは、１〜５０°とすることが好ましい。さらに、傾斜部の最大長は、自由長部分の長さをＬとした場合に、Ｌ／１０〜Ｌのいずれかとすることが好ましい。また、上記傾斜角度の範囲であれば、図２に示すように、図１の場合よりも傾斜角度を大きくしてもよい。

クリーニングエッジ層１０を構成する高硬度材料としては、ＪＩＳ−Ａ硬度が、９０度以上であれば、種々の材料を適用することができるが、特に、ＪＩＳ−Ａ硬度が９０度以上のウレタン樹脂であることが好ましい。また、各層を構成するそれぞれの材料は、互いに硬度が異なるウレタン樹脂であることが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度は、高分子計器株式会社製のアナログ型硬度計Ａ型によって、測定することができる。

クリーニングエッジ層１０の平均厚みは、クリーニングブレードの最大厚みの１／４以下であることが好ましい。１／４以下とすることで、クリーニングエッジ層１０の変形抑制とクリーニング効果の両立を図ることができる。また、クリーニングブレードの他の部分を占める層の合計の厚さは、クリーニングブレードの安定的な押圧力を得るために、クリーニングエッジ層１０の厚さの３倍以上であることが望ましい。平均厚みや層厚は、公知の方法によって測定することができる。また、傾斜部の形成は、公知の加工手段により行うことができる。

（２）第２のクリーニングブレード：
第２のクリーニングブレードを図３に例示する。第２のクリーニングブレードは、図３（Ａ）に示すように、クリーニングエッジ層３０とその上に形成された表面層３２とからなり、自由長部分Ｆに凹部３４が形成された形状、すなわち、応力開放部としての凹部３４を有している。これにより、第１のクリーニングブレードと同様、応力が分散されることになる。その結果、クリーニングエッジ層３０の永久変形は小さくなり、この永久変形の基づくクリーニング不良を抑制することができる。

当該凹部３４は、図３（Ｂ）に示すように２つ設けてもよく、３つ以上設けてもよい。このように複数設けることで、さらに効率よく、応力を分散させることができる。当該凹部３４の最大幅をＷとし、自由長部分をＬとした場合、Ｗ／Ｌは、０．１〜０．５とすることが好ましい。また、当該凹部の最大深さｄ₁とし、表面層３２の平均厚さをＤとした場合、ｄ₁／Ｄは、０．１〜０．５とすることが好ましい。これらの範囲とすることで、クリーニングブレードとしての強度を保ちつつ、効率よく応力を開放することができる。凹部の形状は、必ずしも図３に示すような球形面である必要はなく、Ｖ字状やコの字状等種々の形状とすることができる。なお、表面層３２やクリーニングエッジ層３０の材質や厚み等は、第１のクリーニングブレードと同様である。また、凹部の形成は、公知の加工手段により行うことができる。

（３）第３のクリーニングブレード：
第３のクリーニングブレードを図４に例示する。第３のクリーニングブレードは、クリーニングエッジ層４０とその上に形成された表面層４２とからなり、自由長部分で先端部分に段部４４が形成された形状、すなわち、応力開放部としての段部４４を有している。これにより、第１のクリーニングブレードと同様、応力が分散されることになる。その結果、クリーニングエッジ層４０の永久変形は小さくなり、この永久変形の基づくクリーニング不良を抑制することができる。

段部４４の平均深さをｄ₂とし、表面層４２の厚さをＤとした場合、ｄ₂／Ｄは、０．２〜０．８とすることが好ましい。また、自由長部分の長さをＬとし、段部面の最大長さをＬ₁とした場合、Ｌ₁／Ｌは、０．２〜０．８とすることが好ましい。これらの範囲とすることで、クリーニングブレードとしての強度を保ちつつ、効率よく応力を開放することができる。なお、表面層４２やクリーニングエッジ層の材質や厚み等は、第１のクリーニングブレードと同様である。また、段部の形成は、公知の加工手段により行うことができる。

第２のクリーニングブレードおよび第３のクリーニングブレードの具定例としては、自由長は７．５ｍｍ、最大厚さが１．８ｍｍ、最小厚さが０．７〜１．５ｍｍ、高硬度エッジ層の厚さが０．３ｍｍである。エッジ側硬度が９０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）であり、反エッジ側の硬度が７０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）である。これを被クリーニング部材に対して、設定角度３０度で、喰い込み量０．８ｍｍで当てつける。

以上が、クリーニングブレードの好ましい態様であるが、本発明はこれらに限定されず、これらの形状に基づいて、応力開放部の形状を種々の形状に変更することができる。すなわち、第１のクリーニングブレードの形状に、さらに、凹部や段部を設ける形状とすることもできる。また、表面層とクリーニングエッジ層との間に、１以上の層（中間層）を設けてもよい。この場合、表面層と中間層とを合わせて、前記傾斜部、凹部および段部の形態を設計することが好ましい。

［画像形成装置］
本発明の画像形成装置は、感光体ドラム、転写ロール、中間転写体およびクリーニングロールといった装置を具備し、さらに、これらの少なくともいずれかを被クリーニング部材とする本発明のクリーニング装置を備えるものである。少なくともいずれかの上記被クリーニング部材の表面には、樹脂層が形成されていることが好ましい。そして、当該樹脂層は、ポリイミド樹脂およびポリエーテルイミド樹脂のいずれかに相当する値以上の表面微小硬度を有することが好ましい。本発明の画像形成装置を、図面を参照して説明する。

図５および図６は、既述の本発明のクリーニング装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。尚、図６中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

このフルカラープリンタは、図５および図６に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）１１，１２，１３，１４を有する画像形成ユニット１，２，３，４と、これら感光体ドラム１１，１２，１３，１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１，２２，２３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４を照射する図５に示すレーザ光学ユニット０３（露光装置）と、現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４のうちの２つの感光体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。

感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、図６に示すように、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１，１２，１３，１４軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるように配置されている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図５に示すレーザ光学ユニット０３に入力される。このレーザ光学ユニット０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１，１２，１３，１４に照射される。

上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行われる。まず、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラム（像担持体）が用いられ、これらの感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、例えば、９５ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面は、図６に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１，２２，２３，２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面には、露光装置としてのレーザ光学ユニット０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置４１，４２，４３，４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。

現像装置４１，４２，４３，４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置４１，４２，４３，４４は、図５に示すトナーカートリッジ０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル４０３によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ²であり、また、このとき現像ロール４０１上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／ｇ程度である。

上記現像ロール４０１上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触している。この現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１上のトナーを感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、この現像バイアス電圧はＡＣが４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣが−２３０Ｖ程度である。

次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１，１２上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０²〜１０³Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１，５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層（Ｒ＝１０⁵〜１０⁹Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０⁵〜１０⁹Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１１，１２，１３，１４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０²〜１０³Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る転写用紙Ｐ上に３次転写される。この転写用紙Ｐは、図６に示すような紙送り工程を経てレジストロール対９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙Ｐ上に形成された最終的なトナー像は、定着器７０によって熱及び圧力で定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。

転写ロール６０は、例えば、外径が２０ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸Ω程度に設定される。この転写ロール６０は、金属シャフトの上にウレタンゴム等からなる半導電性の被覆層を設け、この被覆層の上にポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上の表面微小硬度を有するチューブを被覆して構成されている。具体的には、チューブとしてポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂からなるものが用いられる。転写ロール６０に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類（抵抗値等）等によって最適値が異なり、概ね＋１２００〜５０００Ｖ程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約＋６μＡの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧（＋１６００〜２０００Ｖ）を得ている。

これら一連の転写工程においては、各転写工程の転写部位をトナー像が通過するとき、パッシェン放電や電荷注入により、（−）帯電している像中の正極性トナーの一部が逆極性の（＋）帯電トナーとなることがある。この（＋）帯電トナーは、次工程へ転写されずに、上流側に逆流することになるので、最もマイナス電位が高い帯電装置２１，２２，２３，２４に付着、堆積する。これら帯電装置２１，２２，２３，２４のトナーが付着した部分は、放電が活発となり、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面電位が高くなる傾向になるため、トナーの付着が多い部分、トナーの付着が少ない部分、トナーの付着がない部分で感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面電位にムラが生じることになる。感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面電位にムラが生じると、静電潜像を形成させるために当該感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に画像を一様に露光しても、潜像電位にムラが生じてしまい、現像量に違いが出てきてしまうので、特に中間調画像を現像しようとすると、濃度ムラが目立つことになる。

そこで、このような帯電装置２１，２２，２３，２４に付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐために、この実施の形態では、印字動作前、印字動作後、連続印字持の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のようなクリーニング動作を行なうようになっている。

帯電装置２１，２２，２３，２４、感光体ドラム１１，１２，１３，１４、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２、二次中間転写ドラム５３、最終転写ロール６０に、最終転写ロール６０が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加することによって、印字動作中に、帯電装置２１，２２，２３，２４に付着、堆積した逆極性の（＋）帯電トナーを、最終転写ロール６０まで順々に転写して移動し、最終転写ロール６０に接触して設けた本発明に係るクリーニング部材（第１〜第３のクリーニングブレードのいずれか）８０１を含んだクリーニング装置８０によって回収する。

この実施の形態では、帯電装置２１，２２，２３，２４の表面電位を０Ｖ、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面電位を−３００Ｖ、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位を−８００Ｖ、二次中間転写ドラム５３の表面電位を−１３００Ｖ、最終転写ロール６０の表面電位を−２０００Ｖに設定している。この電位勾配は、各部材の金属部（シャフト、パイプ）に電圧を給電する方式によって得ているが、例えば、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２又は二次中間転写ドラム５３などを電気的に浮かせて、これら部材の抵抗値の関係によって所望の表面電位が得られる場合には、そのような方法をとっても良い。このようなマイナス印加クリーニングモード、つまり逆極性の（＋）帯電トナー回収モードによって帯電装置２１，２２，２３，２４に付着したトナーによる濃度ムラの発生を防ぐことができる。

以上が、上記の如く構成されるフルカラープリンタにおける画像形成プロセスであるが、ゼログラフィ方式等では、静電気を利用しているため、環境変動や経時によって画像濃度が変動しやすい。このため、環境変動や経時変化等に対して、プロセスを制御することが望ましい。

その方法の一つとして、感光体や中間転写体、あるいは用紙への転写ロール、転写ベルト等の画像濃度検知媒体の表面に、テスト用のトナーパッチを形成し、その濃度を光学濃度センサで検知し、制御する方法がある。

第１のクリーニングブレードを示す図であり、（Ａ）は被クリーニング部材に当接させていない状態を示し、（Ｂ）は被クリーニング部材に当接させた状態を示す。 第１のクリーニングブレードの変形例を示す図である。 第２のクリーニングブレードを示す図であり、（Ａ）は凹部を１つ設けた例を示し、（Ｂ）は凹部を２つ設けた例を示す。 第３のクリーニングブレードを示す図である。 クリーニング装置を用いた画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタを示す構成図である。 クリーニング装置を用いた画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。 従来のクリーニング装置を用いた画像形成装置を示す構成図である。 従来のクリーニングブレードの構成を示す図であり、（Ａ）は被クリーニング部材に当接させていない状態を示し、（Ｂ）は被クリーニング部材に当接させた状態を示す。

符号の説明

１０，３０，４０・・・クリーニングエッジ層
１２，３２，４２・・・表面層
１３・・・傾斜部
１４・・・支持体
３４・・・凹部
４４・・・段部
Ｆ・・・自由長部分
θ・・・傾斜角度

Claims (10)

1. 被クリーニング部材の表面に付着した付着物をクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置であって、
   前記クリーニングブレードがその厚さ方向に２以上の層を積層した積層構造を有し、
   各層を構成するそれぞれの材料の硬度が異なり、
   前記被クリーニング部材に少なくとも一部が接触する前記クリーニングブレードのクリーニングエッジ層を構成する材料のＪＩＳ−Ａ硬度が、その他の層を構成するそれぞれの材料よりも高い高硬度材料からなり、
   前記クリーニングブレードの自由長部分で、前記クリーニングエッジ層とは反対側の表面層に応力開放部を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記応力開放部が、凹部、段部および傾斜部のうちの少なくともいずれか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。
3. 前記高硬度材料がウレタン樹脂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。
4. 前記各層を構成するそれぞれの材料が、互いにＪＩＳ−Ａ硬度が異なるウレタン樹脂からな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。
5. 前記クリーニングエッジ層を構成する材料のＪＩＳ−Ａ硬度が、９０度以上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。
6. 前記クリーニングエッジ層の平均厚みが、前記クリーニングブレードの最大厚みの１／４以下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。
7. 少なくとも、クリーニング装置と被クリーニング部材とを具備する画像形成装置であって、
   前記被クリーニング部材が、感光体ドラム、転写ロール、中間転写体およびクリーニングロールのうちの少なくともいずれかであり、
   クリーニング装置が、請求項１に記載のクリーニング装置であることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記被クリーニング部材が、その表面に樹脂層を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記樹脂層が、ポリイミド樹脂およびポリエーテルイミド樹脂のいずれかに相当する値以上の表面微小硬度を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記転写ロールが、ポリイミド樹脂およびポリエーテルイミド樹脂のいずれかに相当する値以上の表面微小硬度を有するチューブを、半導電性ロールに被覆して構成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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