JP2008122864A - クリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の長寿命化を図りつつ、クリーニング性を向上させることができると共に高画質化を実現でき、例えば、高速画像形成プロセスの場合においても高画質化とクリーニング性の向上の両立を実現可能なクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１の表面１ａにおけるトナーを除去する弾性ブレード７１を備えたクリーニング装置７において、弾性ブレード７１は、像担持体１表面１ａに接触する表層ブレード部材７１ａと、像担持体１表面には接触しない基層ブレード部材７１ｂとを積層した積層弾性体からなり、表層の反発弾性率をＲ₁、厚みをｔ₁、基層の反発弾性率をＲ₂、厚みをｔ₂とするとき、Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）≦１．０の関係を満足するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置における像担持体よりその表面におけるトナーを除去するクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、前記像担持体に当接して該像担持体の表面よりトナーを掻き取るブレードを備えたクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の従来の画像形成装置は、記録紙等の記録媒体にトナー像を形成し、これを定着させることにより、該記録媒体上に画像を形成するように構成されている。

斯かる従来の画像形成装置のうち、電子写真方式の画像形成プロセスによって画像を形成する画像形成装置は、一般的に、像担持体として作用する感光体上に、帯電・露光・現像工程により形成されたトナー像、即ち、感光体表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して形成されたトナー像を、記録媒体に静電的に転写し、該記録媒体に転写されたトナー像をさらに定着させることにより、該記録媒体上に画像を形成するように構成されている。

前記画像形成装置は、さらに、前記転写工程の後のクリーニング工程において、前記像担持体表面に残った残留トナーを除去するように構成されている。その後、前記画像形成装置では、必要に応じて、前記画像形成プロセスが繰り返される。

また、トナー像を一旦、像担持体として作用する中間転写体に形成し、該中間転写体から記録媒体に転写し、定着させる画像形成装置もある。

さらに、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色ごとのトナー像を記録媒体に形成し、これを定着させることにより、該記録媒体上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置もある。

前記従来の画像形成装置に備えられ、像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置としては、省スペース化、設計容易性、機構簡易性等の観点から、像担持体表面に当接してトナーを掻き取るブレード（クリーニングブレード）を用いたタイプのものが多用されている。前記クリーニングブレードの代表例としては、板状のゴム弾性体が挙げられる。

ところで、前記クリーニング装置においては、像担持体の長寿命化を図りつつ、クリーニング性を向上させると共に、形成される画像の高画質化を実現することは重要な課題となっている。

例えば、カラー画像形成装置においては、白黒画像形成とカラー画像形成との間で高画質化を両立させるために、黒以外の色トナーは柔らかく溶融し、黒トナーは硬く溶融するように、トナーの軟化点を変えて使用することが一般的になってきている。ここで、トナーの軟化点は、従来公知の測定法によって求めることができる。例えば、見かけの溶融粘度が１０Ｐａ・ｓを示す温度をＴ１とし、見かけの溶融粘度が５０Ｐａ・ｓを示す温度をＴ２とした時、色トナーとしては、以下の条件を満たすシャープメルトトナーが使用されてきている。
Ｔ１＝９０〜１５０℃
｜ΔＴ｜＝｜Ｔ１−Ｔ２｜＝５〜２０℃
前記条件を満たすシャープメルトトナーとしては、例えば、トナーを構成する結着樹脂として使用されるポリエステル樹脂を用いたものが挙げられる。

以上のように柔らかく軟化点が低いトナー（以下、低軟化点トナーという）を画像形成装置に用いる場合において、クリーニング装置のクリーニングブレードには低硬度のウレタンゴムブレードが使用されることがある。これは、例えば、像担持体上の残留トナーをクリーニングする場合、軟化点の低い（換言すればクリーニングし難い）柔らかいトナーに対しては、クリーニングブレードの硬度を低く抑え、像担持体とのブレードニップ幅を広くとることで、クリーニング性を確保していた。

しかし、このようにクリーニングブレードとして低硬度の材料を使用すると、該クリーニングブレードの寿命が短くなってしまうという問題があった。

そこで近年、ウレタンゴムブレード材料処方の改良により、ブレードの寿命を向上させるために、高硬度でありながら反発弾性の高い材質のブレードが開発されてきた。

しかし、このような材質を使用すると、ブレードの寿命が向上する一方で、担持体の寿命が短くなるという問題がある。

この問題を解決するために、固形潤滑剤を分散含有する樹脂層をブレードの担持体に当接する側のみに形成し、担持体との滑り性を向上させることで、担持体とクリーニングブレードの寿命を維持し、クリーニング性を確保して画像形成装置にて形成される画像の高画質化を実現するという技術が提案されている（下記特許文献１参照）。

一方、前述した高画質化技術の他に、高画質化への対応技術として、現像剤として用いるトナーの小粒子径化が進められている。

しかし、小粒子径化された小粒子径トナーは、該小粒子径化に伴い、比表面積が増大し、非静電気的力による凝集・付着力が急激に増大するため、クリーニングが非常に困難になることが知られている。

また、画像形成装置の高画質化だけでなく、高速化及びランニングコスト低減への要求が急速に高まってきている。

そこで、小粒子径トナーは、凝集・付着力低減のため表面形状を滑らかなものに（即ち外形状を略球形化）することが行われている。

電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、外形状が略球形とされた略球形トナーを用いると、像担持体から記録媒体への転写効率が大幅に向上し、画質が向上する。これは、トナー粒子の均一性が高くなるため、転写時に像担持体や中間転写体から受ける力が実質的に全てのトナーで略均一となることと、凝集性が低いために転写圧がかかったとしても凝集し難くなることが大きく寄与している。

また、転写効率が高くなることは、ランニングコスト低減にもつながる。

即ち、電子写真方式の画像形成プロセスにおけるランニングコストは、その大部分が消耗品のコストで占めており、トナー消費量も１枚あたりのランニングコストの中においては無視できない。転写効率を上げることは、高画質化のためだけでなく、無駄なトナー消費を低減できることになるため、ランニングコスト低減につながる。

その一方で、略球形トナーは、クリーニングブレードによるクリーニングが非常に困難である。

即ち、クリーニングブレードによるトナーのクリーニングは、像担持体とトナーとの静電的力及び非静電的力相互作用により該像担持体に付着しているトナーを、該像担持体の表面に接触するブレードエッジによりせき止めることにより該トナーを除去することでなされる。

この場合、例えば、略球形トナーが外添剤により像担持体との非静電的付着力を低減されたとしても、せき止められる力に対しては転がり易く、その結果、略球形トナーは像担持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うため、該トナーのクリーニングが非常に困難となる。

この課題に対し、トナーの形状を制御することによりクリーニング性を確保することが行われている。

即ち、下記特許文献２には、支持体上に感光層及びフッ素樹脂含有樹脂微粒子を含有する保護層を有する外径８０φｍｍ以上の電子写真感光体及び重量平均粒径８μｍ以下のポリエステル系トナーを用いた場合、該電子写真感光体の周速度が１８０ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、クリーニング手段がＪＩＳ Ａ硬度７０〜８０°、反発弾性率２０〜４０％の弾性ゴムブレードを使用することで、電子写真感光体の寿命が長く、画像流れや画像すじなどの画像欠陥が生じ難い電子写真装置が提案されている。

また、下記特許文献３には、クリーニングブレードを、像担持体として作用する感光体ドラムの表面温度でのＪＩＳの加硫ゴムの試験方法で規定される反発弾性率が５０〜７０％となるように構成し、トナーが略球形トナーであり、このトナー中にクリーニング助剤が外添混合されており、クリーニング助剤は、クリーニングブレードにより、感光体ドラム表面の移動方向に沿っての滞留幅が、当接部の上流側において５０〜１００μｍとなるように滞留されることにより、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの当接圧を高めることなく、クリーニングが難しい略球形のトナーを感光体ドラム表面から除去する技術が開示されている。

さらに、下記特許文献４には、重合トナーを用いた場合に、クリーニングブレードが有機感光体に当接する面と反対側の面で弾性部材と密着しており、クリーニングブレードの先端と弾性部材の先端には段差を設け、該段差は弾性部材の方が有機感光体から遠い位置となるような段差にし、自由長比０．１＜ｂ／ａ≦０．９、厚み比１／３０＜ｔ₁／ｔ₂＜２、反発弾性比２／７＜Ｈ₂／Ｈ₁≦８／７とすることで長期に亘ってクリーニング性能を保持し、画像不良がなく、良好な電子写真画像を形成できる技術が開示されている。
特開２００２−２４４５１７号公報（平成１４年８月３０日公開） 特開２０００−２６７５３５号公報（平成１２年９月２９日公開） 特開２００３−３０７９８５号公報（平成１５年１０月３１日公開） 特開２００２−３１９９５号公報（平成１４年１月３１日公開）

しかしながら、前記従来技術においては、次のような問題点を有している。

即ち、前記特許文献１〜４に開示された構成では、クリーニング性を向上させると共に高画質化を実現することが十分でなく、特に、高速画像形成プロセスにおける高画質化とクリーニング性の向上の両立が維持できないといった問題がある。

つまり、固形潤滑剤を分散含有する樹脂層をブレードの担持体に当接する側のみ形成し、担持体との滑り性を向上させることで、担持体とクリーニングブレードの寿命を維持し、クリーニング性を確保するという構成（前記特許文献１）では、ブレードの表層の滑り性は向上するが、担持体に接触（圧接）されるブレードとして、実質的に担持体表面と摺擦するブレードエッジ部分の精度が得られ難く、これによりクリーニング性が低下し易い。また、エッジ周囲に樹脂層をコーティングできても、エッジそのものに樹脂層のコーティングを施すことができないため、低摩擦化効果が低く、また、形成される樹脂層は薄層処理になるため該樹脂層の剥がれ等が生じ易く、特に、高速での長期に亘る安定性が持続し難い。

また、重量平均粒径８μｍ以下のポリエステル系トナーを用い、電子写真感光体の周速度が１８０ｍｍ／ｓｅｃ以上の場合、クリーニング手段がＪＩＳ Ａ硬度７０〜８０°、反発弾性率２０〜４０％の弾性ゴムブレードを使用する構成（前記特許文献２）においては、画質に大きく影響を与えるトナーの形状を考慮してないため、小粒子径トナーを用いて高画質化を狙ったとしても転写効率を向上させないと高画質化は達成できず、従って、高画質化とクリーニング性との両立は難しい。

さらに、クリーニング助剤が外添混合された略球形トナーを用い、反発弾性率が５０〜７０％のクリーニングブレードにより、感光体ドラム表面の移動方向に沿っての滞留幅を、当接部の上流側において５０〜１００μｍとなるように滞留させる構成（前記特許文献３）では、略球形トナーを用い転写効率を向上させるとともにクリーニング性を確保しようとする狙いは初期的には達成され、感光体の寿命として２万枚程度は満足できても、クリーニング助剤としてチタン酸ストロンチウム及び研磨剤を用いるため、感光体の高寿命化（例えば、３０万枚程度の高寿命化）には対応できないことが本発明者の検討から明らかになった。

さらに、重合トナーを用い、クリーニングブレードを弾性部材と積層し、それぞれの自由長を変えて先端に段差を設けることにより、クリーニング性を保持する構成（前記特許文献４）では、非常に高い積層精度が必要であり実現的ではない。また、クリーニングブレードの振動を、貼り合わせた弾性部材に吸収させることが可能となり、さらに弾性部材の自由長をクリーニングブレードの自由長より短くすることで、クリーニングブレードの先端部での変形を阻害することなくクリーニングブレードの振動を安定化させるとしているが、このように弾性部材でクリーニングブレード全体の振動を吸収したとしても、感光体表面から小粒子径の略球形トナーを除去するには感光体とクリーニングブレードエッジ（先端部）の摺擦振幅をいかに抑制するかにかかっており、エッジの振幅を抑制すること無しにはトナーのすり抜けを低減することは極めて困難である。

そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、画像形成装置における像担持体に当接して該像担持体の表面よりトナーを掻き取るブレードを備えたクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置であって、前記像担持体の長寿命化を図りつつ、クリーニング性を向上させることができると共に高画質化を実現でき、例えば、前記像担持体の表面移動速度が高速な高速画像形成プロセスの場合においても高画質化とクリーニング性の向上の両立を実現可能なクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明者は前記課題を解決するため鋭意研究を重ねたところ、表面が移動する像担持体の該表面におけるトナーを除去する弾性ブレードを備えたクリーニング装置において、前記弾性ブレードとして、二つのブレード部材を厚み方向に積層した積層弾性体からなるものを用いた場合、該二つのブレード部材の反発弾性率及び厚みに基づき、以下の関係を満足させることで、前記課題を解決できることを見出した。

即ち、前記積層した二つのブレード部材のうち一方を前記像担持体表面に接触する表層ブレード部材とし且つ他方を前記像担持体表面には接触しない基層ブレード部材とすると共に、前記表層ブレード部材の反発弾性率をＲ₁、前記表層ブレード部材の厚みをｔ₁、前記基層ブレード部材の反発弾性率をＲ₂、前記基層ブレード部材の厚みをｔ₂とするとき、Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）が１．０以下の場合には、前記像担持体と接触する前記エッジ部が形成される前記一方の表層ブレード部材が、前記像担持体と接触しない前記他方の基層ブレード部材より反発弾性の低い低反発弾性層となり、前記基層ブレード部材が、前記表層ブレード部材より反発弾性の高い高反発弾性層となる傾向を示す。従って、前記基層ブレード部材が前記高反発弾性傾向を示すため、たとえ前記像担持体の表面移動速度が高速な（例えば、前記像担持体の表面移動速度が２００ｍｍ／ｓ以上の）高速画像形成プロセスの場合であっても、該像担持体の表面移動に対する追従性を確保することができ、前記弾性ブレードの前記像担持体への線圧を高めることなく、良好なクリーニングが可能となる。このため、前記像担持体表面の摩耗を低減することができ、これにより前記像担持体の長寿命化を実現できる。

また、前記表層ブレード部材が前記低反発弾性層となり、前記基層ブレード部材が前記高反発弾性層となる傾向にあるので、たとえ高速画像形成プロセスの場合であっても、前記像担持体に摺擦する前記エッジ部では前記像担持体表面とのニップ幅を広く取ることが可能となり、前記像担持体表面におけるトナーをせき止め易くできる。例えば、外形状が略球形とされた、転がり易い略球形トナーを用いる場合でも、クリーニング性を向上させることができる。

さらに、Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）を１．０以下にすると、前記弾性ブレードが低振動でスムーズなスティック・スリップ動作を行うことが可能となり、例えば、略球形トナーであってシャープメルトトナーを用いる場合でも、前記像担持体におけるトナーのクリーニング性を向上させることができる。なお、前記スティック・スリップ動作については、後述する。

従って、低軟化点トナーに用いられてきた耐久性の低い低硬度のブレードを使用することなく、耐久性の高い前記弾性ブレードを使用することができ、これにより、高画質化とクリーニング性の向上とを両立させることができる。

しかも、たとえ高速画像形成プロセスの場合であっても、高画質化とクリーニング性の向上を両立させることが可能となる。

これに対し、Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）が１．０よりも大きい場合には、前記基層ブレード部材が前記表層ブレード部材より反発弾性の低い層となり、前記表層ブレード部材が前記基層ブレード部材より反発弾性の高い層となる傾向を示す。

この場合、前記弾性ブレードは前記像担持体表面との摺擦によるスティック・スリップ動作は飛び跳ねる動作となり、その動作を前記表層ブレード部材より低反発の前記基層ブレード部材で吸収することになる。しかし、前記弾性ブレードの振動を吸収することは前記像担持体表面と接触する該弾性ブレードにおけるエッジ部のエッジ動作の速度を低下させることになり、前記エッジ部と前記像担持体表面に隙間ができる確率が上がるため、トナーはすり抜け易くなり、従って、クリーニング性の低下を招く。

本発明は斯かる知見に基づくものであり、前記課題を解決するために、次のクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。

即ち、本発明は、表面が移動する像担持体の該表面におけるトナーを除去する弾性ブレードを備えたクリーニング装置であって、前記弾性ブレードは、互いに反発弾性が異なる二つのブレード部材を厚み方向に積層した積層弾性体からなり、前記積層した二つのブレード部材のうち一方が前記像担持体表面に接触する表層ブレード部材とされ且つ他方が前記像担持体表面には接触しない基層ブレード部材とされており、前記表層ブレード部材の反発弾性率をＲ₁、前記表層ブレード部材の厚みをｔ₁、前記基層ブレード部材の反発弾性率をＲ₂、前記基層ブレード部材の厚みをｔ₂とするとき、Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）≦１．０の関係を満足するように構成されていることを特徴とするクリーニング装置を提供する。

また、本発明は、前記本発明に係るクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明にいう「反発弾性」とは、機械的なエネルギーを受けて変形し、その変形状態から急速に回復する際に外界に放出する性質をいう。

また、本発明にいう「反発弾性率」とは、ＪＩＳ Ｋ ６３０１によって規格化された測定方法によって得られるものであり、荷重Wが高さｈ１から落下し、試験片に衝突してｈ２の高さに跳ね返ったとき、高さｈ１に対する跳ね返った高さｈ２の比率（ｈ２／ｈ１）をいう。

本発明に係るクリーニング装置及び本発明に係る画像形成装置では、前記弾性ブレードは、互いに反発弾性が異なる二つのブレード部材を厚み方向に積層した積層弾性体からなり、
Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）≦１．０・・・式（１）
の関係を満足するように構成されているので、前記表層ブレード部材が、前記基層ブレード部材より低反発弾性である低反発弾性層となり、前記基層ブレード部材が、前記表層ブレード部材より高反発弾性である高反発弾性層となる傾向がある。

従って、前記弾性ブレードの前記像担持体への線圧を低く設定することができ、これにより、前記像担持体の摩耗を低減させることができ、前記像担持体の長寿命化を図ることができる。さらに、クリーニング性を向上させることができると共に高画質化を実現でき、例えば、高速画像形成プロセスの場合においても、高画質化とクリーニング性の向上の両立を実現できる。

また、前記弾性ブレードは、前記特許文献１の樹脂層をブレードの担持体に当接する側のみに形成する構成とは異なり、前記像担持体と接触する前記表層ブレード部材と前記像担持体表面には接触しない前記基層ブレード部材との積層構造となっているので、前記エッジ部の前記像担持体との当接精度を向上させることができ、これにより、長期に亘り安定したクリーニング性を維持することができる。

さらに、略球形トナーを用いる場合、例えば、電子写真方式の画像形成プロセスの場合において、前記像担持体から記録媒体への転写効率を向上させることができ、これにより、ランニングコストを低減させることが可能となる。

前記式（１）の下限値としては、それには限定されないが、０．２０程度を例示できる。

また、前記弾性ブレードの前記像担持体に対する線圧は、０．０１４７Ｎ／ｍｍ〜０．０２４５Ｎ／ｍｍ（１．５ｇｆ／ｍｍ〜２．５ｇｆ／ｍｍ）程度に設定することができる。

前記弾性ブレードの前記像担持体に対する線圧は、高いほど、前記像担持体の表面に付着したトナーによって前記弾性ブレードが押し上げられ難くなるため、トナーの受ける反力が確実に生じ得る。しかしながら、前記線圧が高すぎると、スティック・スリップ運動には妨げとなるため、前記像担持体におけるトナーのクリーニングにとっては有利とは言い難い。

この点、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置では、前記線圧を０．０１４７Ｎ／ｍｍ〜０．０２４５Ｎ／ｍｍ（１．５ｇｆ／ｍｍ〜２．５ｇｆ／ｍｍ）程度に設定することができ、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、前記弾性ブレードと前記像担持体との間をトナーが通り抜けることを確実に阻止でき、良好なクリーニング性を実現することができる。

ところで、前記二つブレード部材は、ヤング率が６．５Ｍｐａよりも小さい場合には、前記エッジ部でのトナーの作用力に耐え難く、該トナーのすり抜けを許してしまい易い。

斯かる観点から、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記二つブレード部材は、ヤング率が６.５ＭＰａ以上であることが好ましい。このように、前記ヤング率を６．５ＭＰａ以上とすることで、たとえ前記像担持体の表面移動速度が高速な高速画像形成プロセスの場合であっても、前記エッジ部へ突入してきたトナーの作用力に対しても対抗できる強度を有することができる。このため、クリーニング性を長期に亘り維持することができる。

そして、略球形トナーを用いた高速画像形成装置であっても、前記像担持体の長寿命化を図りつつ、良好なクリーニング性を確保することができる。

なお、前記ヤング率の上限値としては、それには限定されないが、１０．０ＭＰａ程度を例示できる。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記表層ブレード部材の自由長と前記基層ブレード部材の自由長とは同一の長さであり、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材は、両者間に接着層を介在させない状態で一体的に積層されていることが好ましい。

なお、前記表層ブレード部材の自由長及び前記基層ブレード部材の自由長とは、前記弾性ブレードを片持ち支持する支持部材によって、支持される部分と支持されていない部分との境界から先端部（自由端部）までの長さをいう。

例えば、前記表層ブレード部材の自由長と前記基層ブレード部材の自由長を変更して前記弾性ブレードを作製する場合には、別々のブレード部材を、接着層によって貼り合わせることになり、貼り合わせ精度の維持が非常に困難なものとなる。また、貼り合わせ精度を維持するために、前記接着層の物性も考慮すると、前記弾性ブレードが高価なものとなり、該弾性ブレードの反発弾性などに対応した設計も難しくなる。

この点、前記表層ブレード部材の自由長と前記基層ブレード部材の自由長とが同一の長さである場合、遠心成型によって、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材が両者間に接着層を介在させない状態で一体的に積層された前記弾性ブレードを作製することができ、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材を遠心成型する過程において積層することができる。こうすることで、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材の同一長さの自由長の寸法を高い精度（高いブレードエッジ精度）に維持することができ、また接着層を用いることがないので、該弾性ブレードを安価且つ容易に作製することができる。従って、この場合、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材は遠心成型によって積層されていることが好ましい。

ここで、前記弾性ブレードの製造方法について説明する。

前記弾性ブレードを製造する方法としては、前記表層ブレード部材（又は前記基層ブレード部材）になる第１材料（原料）を遠心成形機に注型する第１工程と、前記第１材料の硬化終了前に前記基層ブレード部材（又は前記表層ブレード部材）となる第２材料（原料）を前記第１材料の上に注型する第２工程とを含む方法を例示できる。

前記弾性ブレードを製造する方法では、前記第１及び第２工程の実行後、従来公知のブレードの作製方法に従い該弾性ブレードを得ることができる。

前記弾性ブレードを製造する方法において、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材が物理的付着力によって積層される場合を例示できる。前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材が物理的付着力によって積層されるだけでなく、化学的反応を伴って積層されることが望ましい。

前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材としては、代表的には、ゴム状弾性体を例示できる。

前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材として使用可能な材質としては、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を挙げることができる。このうち、耐久性及び耐オゾン性に優れるという観点から、ウレタンゴムを用いることが好ましい。

ところで、前記エッジ部は前記像担持体表面に精度よく当接することが好ましい。

この点、前記したように、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材が遠心成型によって積層された前記弾性ブレードでは、稜線部の前記像担持体表面との密着性の精度を向上させることができる。従って、たとえ前記像担持体の表面移動速度が高速な高速画像形成プロセスの場合であっても、さらに良好なクリーニング性を確保することが可能となる。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記表層ブレード部材の反発弾性率Ｒ₁は、１０％〜４０％であることが好ましく、前記基層ブレード部材の反発弾性率Ｒ₂は、５０％〜７０％であることが好ましい。

前記表層ブレード部材の反発弾性率Ｒ₁が１０％を下回ると、前記エッジ部が前記像担持体と接触することで潰れ過ぎてしまい、前記弾性ブレードの前記像担持体との適切なニップ幅の範囲を超え広範囲のニップ幅で接触し、前記弾性ブレードの前記像担持体に対する線圧が極端に低くなったり、前記像担持体の摩耗が進んでしまうことがある。一方、前記表層ブレード部材の反発弾性率Ｒ₁が４０％超えると、前記弾性ブレードの前記像担持体とのニップ幅を十分に確保することが困難になり易く、またスティック・スリップ動作による振動が大きくなり易く、前記弾性ブレードが飛び跳ねるような挙動を示し、トナーのすり抜けを招く。

また、前記基層ブレード部材の反発弾性率Ｒ₂が５０％以下であると、前記像担持体の表面移動の追従が困難となり、トナーのすり抜けが生じ易くなる。一方、前記基層ブレード部材の反発弾性率Ｒ₂が７０％を超えると、前記像担持体の僅かな振動でも前記弾性ブレードが追従してしまい前記像担持体との当接が不安定になり易く、クリーニング不良を生じ得る。

従って、前記弾性ブレードにおける各ブレード部材の反発弾性率を前記の範囲とすることで、前記弾性ブレードは、前記エッジ部が適切に前記像担持体と接触できると共に、スティック・スリップ動作にて飛び跳ねるような挙動を示し難くなり、低振動でスムーズなスティック・スリップ動作を確実に行うことができる。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記二つのブレード部材ブレード部材の厚みは、前記像担持体表面のトナーを除去するための十分な弾性と密着性を確保できれば特に制限されるものではないが、前記表層ブレード部材の厚みｔ₁及び前記基層ブレード部材の厚みｔ₂に関し、
０．１≦ｔ₁／（ｔ₁＋ｔ₂）≦０．７・・・式（２）
の関係があることが好ましい。

前記式（２）において全体の厚み（ｔ₁＋ｔ₂）に対して前記表層ブレード部材の厚みｔ₁の占める割合が０．１よりも小さいと、前記表層ブレード部材の厚みの均一性が確保し難く、積層した場合の効果が不安定になり易い。一方、全体の厚み（ｔ₁＋ｔ₂）に対して前記表層ブレード部材の厚みｔ₁の占める割合が０．７を超える場合には、前記表層ブレード部材の摩耗が大きくなり易く、満足な寿命が得られ難い。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記弾性ブレードの表面粗さとしては、それには限定されないが、十点平均粗さＲｚ０．５μｍ〜１０μｍ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４）程度を例示できる。また、前記像担持体の外表面の表面粗さＲｚとしては、それには限定されないが、０．１μｍ〜１．５μｍ程度を例示できる。

また、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記弾性ブレードは、永久伸びが１％以下であることが好ましく、引張り強度が３０ＭＰａ〜４０ＭＰａであることが好ましい。

また、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記弾性ブレードの食い込み量は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍとなるように設定されていることが好ましい。

なお、本発明で用いられる物性値の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１加硫ゴム物理試験法に準じている。

また、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記弾性ブレードの前記像担持体に当接する際の該像担持体の表面（該表面が曲面である場合、該像担持体の接線）とのなすクリーニング角度が８°〜１７°となるように設定されていることが好ましい。

前記クリーニング角度は、大きいほど前記弾性ブレードにおける前記像担持体と接触する先端部（エッジ部）の摺動方向への動きの自由度が大きくなり易い。このため、スティック・スリップ運動にとっては有利であり、滑らかなスティック・スリップ運動を実現できる。しかしながら、前記クリーニング角度が大きすぎると、前記弾性ブレードと前記像担持体の表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、前記像担持体のトルクの上昇や、前記弾性ブレードのめくれ現象、或いは前記弾性ブレードの前記エッジ部にダメージが生じ易くなる。

そこで、前記クリーニング角度を８°〜１７°とすることで、スティック・スリップ運動を問題なく実現すると共に、例えば、前記弾性ブレードと前記像担持体の表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、前記した不具合の招来を回避することができる。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、前記弾性ブレードより前記像担持体の表面移動方向上流側に、前記像担持体表面に接触するブラシ部材が設けられていることが好ましい。斯かる構成では、前記弾性ブレードより前記像担持体の表面移動方向上流側において、前記ブラシ部材が前記像担持体の表面に当接することで、該トナーが前記像担持体表面において乱されて、前記ブラシ部材より前記像担持体の表面移動方向下流側に位置する前記弾性ブレードによる前記像担持体の表面からのトナーの掻き取りをより効果的に行うことができる。従って、クリーニング性をより一層向上させることができる。

前記ブラシ部材としては、回転ブラシ部材、例えば、前記像担持体に接触して回転する回転ブラシ部材を挙げることができる。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、小粒子径化された小粒子径トナーを用いる場合、前記小粒子径トナーとしては、体積平均粒子径で４μｍ〜７μｍを有するトナーを例示できる。

ここで、トナーの個数平均粒子径及び体積平均粒子径は、一般的に、粉体工学で用いられるＤ_50P、Ｄ_50Vのことである。例えば、トナー粒子を球として捉えたときに、体積径（粒子径）ｄｉを横軸にとり、そのときの個数Ｎを縦軸にとったときの個数分布曲線を示したとき、個数平均粒子径Ｄ₁は次式にて表される。

個数平均粒子径Ｄ_50Pは、個数分布曲線の積算値５０％に相当する粒子径を指す。

一方、トナー粒子径を球に捉えたときに、体積径（粒子径）ｄｉを横軸にとり、そのときの体積Ｖを縦軸にとったときの体積分布曲線を示したとき、体積平均径Ｄ₂は、次式で表される。

体積平均粒子径Ｄ_50Vも、個数平均粒子径Ｄ_50Pと同様の考えかたで、体積分布曲線の積算値５０％に相当する粒子径を指す。

本発明においては、トナー粒子５００００個をカウントしたときの体積分布及び上述の考えに則り、体積平均粒子径を求めている。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、略球形トナーを用いる場合、該略球形トナーとしては、例えば、トナー粒子の最大長をＭＬ、トナー粒子の投影面積をＡとしたとき、
ＳＦ−１＝（ＭＬ２π／４）×１００
で定義される形状係数ＳＦ−１の値が１１０〜１３５であるトナーを挙げることができる。

ここで、前記略球形トナーとは、電荷集中し易い突部又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をいう。

トナー粒子の形状係数測定は次のようにして行うことができる。

即ち、光学顕微鏡により拡大したトナー粒子を写真撮影し、市販の画像解析装置（ニレコ社製ＬＵＺＥＸ ＡＰ）にて解析することで行うことができる。

略球形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、粉砕トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、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、或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方法を挙げることができる。

また、樹脂粒子を会合或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、攪拌翼の回転数及び攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、略球形トナーを得ることができる。

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、得られるトナーの表面は滑らかなものとなり、略球形トナーを作製することができる。

本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置において、シャープメルトトナーを用いる場合、前記シャープメルトトナーとしては、例えば、見かけの溶融粘度が１０Ｐａ・ｓを示す温度をＴ１とし、見かけの溶融粘度が５０Ｐａ・ｓを示す温度をＴ２としたとき、Ｔ１＝９０℃〜１５０℃、｜ΔＴ｜＝｜Ｔ１−Ｔ２｜＝５℃〜２０℃の条件を満たすものを挙げることができる。

なお、前記像担持体としては、代表的には、静電潜像担持体（例えば、感光体）及び中間転写体を例示できる。また、前記静電潜像担持体及び前記中間転写体は、ドラム状のものであってもよいし、複数の支持ローラに巻き掛けられた無端のベルト状のものであってもよい。

以上説明したように、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置によれば、像担持体の長寿命化を図りつつ、クリーニング性を向上させることができると共に高画質化を実現でき、例えば、高速画像形成プロセスの場合においても高画質化とクリーニング性の向上の両立を実現することができる。

以下、本発明に係る一実施形態について図１乃至図５を参照しながら説明する。

図２は、本実施の形態に係るクリーニング装置７を備えた画像形成装置１０を示す概略側面図である。

図２に示す画像形成装置１０は、本実施の形態では、電子写真方式の画像形成プロセスによって画像データに応じた画像（ここではモノクロ画像）を記録紙等の記録媒体Ｐに形成するものである。

画像形成装置１０は、表面が移動する像担持体として作用する静電潜像担持体（ここでは回転駆動されるドラム状の感光体）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を備えている。即ち、画像形成装置１０は、感光体１に加えて、感光体１表面を帯電させるための帯電装置２と、感光体１上に静電潜像を形成するための露光装置３と、前記静電潜像を現像剤によって現像して感光体１上にトナー像を形成するための現像装置４と、中間転写体（ここではベルト状の中間転写体）５と、感光体１上のトナー像を一旦中間転写ベルト５に転写する１次転写装置８１と、中間転写ベルト５上のトナー像を記録媒体Ｐに転写する２次転写装置８２と、記録媒体Ｐ上の転写画像を該記録媒体Ｐに定着するための定着装置６と、１次転写装置８１によって転写されずに感光体１表面に残った残留トナーを除去する弾性ブレード７１を備えたクリーニング装置７と、感光体１表面に残った残留電荷を除電する除電装置９とを備えている。

本実施の形態では、前記像担持体は、静電潜像担持体１としているが、中間転写体５としてもよい。この場合、クリーニング装置７は、２次転写装置８２によって転写されずに中間転写体５表面に残った残留トナーを除去するものとされる。

また、画像形成装置１０は、中間転写体５及び２次転写装置８２を取り除いたものとされてもよい。この場合、前記１次転写装置８１は、感光体１上のトナー像を記録媒体Ｐに転写するものとされる。

また、画像形成装置１０は、カラー画像を形成するものとされていてもよい。

なお、感光体１はベルト状のものとされてもよいし、前記中間転写体５は、ドラム状のものとされていてもよい。

この画像形成装置１０では、像担持体として回転駆動される感光体１表面を帯電装置２にて所定の電位に均一に帯電させ、その帯電域に露光装置３から画像データに応じた画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置４で現像して顕在化し、トナー像とする。

このようにして感光体１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５に１次転写される。そして、中間転写ベルト５上に転写されたトナー像は、給紙トレイ１１からピックアップローラ１２により１枚ずつ供給されると共にレジストローラ対１３により該トナー像と同期をとって送られてくる記録媒体Ｐに２次転写され、該記録媒体Ｐに転写された転写画像が定着装置６で溶融定着される。このようにしてトナー像が定着された記録媒体Ｐは排出ローラ対６１にて積載トレイ１４上に排出される。

なお、中間転写ベルト５は、回転駆動される駆動ローラ５１と、感光体１に対向配置された１次転写ローラ８１ａと、２次転写ローラ８２ａに対向配置された対向ローラ８２ｂと、従動ローラ５２とからなるローラ群に巻き掛けられている。

１次転写ローラ８１ａは、１次転写電圧が印加されることで感光体１上のトナー像を中間転写ベルト５に転写する。２次転写ローラ８２ａは、２次転写電圧が印加されることで２次転写ローラ８２ａ及び対向ローラ８２ｂの間に通される記録媒体Ｐに中間転写ベルト５上のトナー像を転写する。

感光体１上のトナー像が中間転写ベルト５に１次転写され、１次転写ローラ８１ａによって転写されずに残った残留トナーは、クリーニング装置７によって除去される。その後、感光体１表面に残留する電荷は除電装置９にて除去される。そして、画像形成装置１０は、次の画像形成に備えられる。

クリーニング装置７は、転写装置８１より感光体１の表面移動方向（図中矢印Ａ方向）下流側に感光体１に対向するように設けられている。

なお、詳しい説明は省略するが、画像形成装置１０は、記録媒体Ｐをスイッチバック搬送することで該記録媒体Ｐの表裏両面に画像を形成できるようになっている。また、オプション機器として、画像読取装置、自動原稿搬送装置、後処理装置、中継搬送装置、記録材再供給装置及び記録材供給装置等を付設することが可能である。

次に、クリーニング装置７について詳述する。図３に、クリーニング装置７の概略構成を示す。

クリーニング装置７は、弾性ブレード７１と、装置ケース７２とを備えている。

弾性ブレード７１は、装置ケース７２に片持ち支持されている。

詳しくは、弾性ブレード７１は、感光体１の軸線方向を長手方向とする長尺状のゴム部材とされている。

弾性ブレード７１は、一方の長辺が装置ケース７２に設けられた開口Ｑの周縁部のうち、感光体１の表面移動方向Ａ下流側部分（ここでは該下流側部分における剛性支持部材７２ａ）に支持され且つ他方の長辺のエッジ部７１ａが自由端部とされている。

そして、クリーニング装置７は、少なくとも、感光体１におけるトナーを除去する際には、弾性ブレード７１のエッジ部７１ａが感光体１の表面に接触するように構成されている。

なお、本実施の形態では、弾性ブレード７１は、接着剤７１ｃ（後述する図１参照）を介して剛性支持部材７２ａに接着されている。

クリーニング装置７は、前記構成に加えて、感光体１表面に接触するブラシ部材７３を備えている。

ブラシ部材７３は、弾性ブレード７１より感光体１の表面移動方向Ａ上流側に位置するように、装置ケース７２内に設けられている。

ブラシ部材７３は、弾性ブレード７１より感光体１の表面移動方向Ａ上流側において、感光体１の表面に当接することで、感光体１表面にあるトナーを散らし、弾性ブレード７１による感光体１表面からのトナーの掻き取りが効率よく行われるようにするものであり、ここでは感光体１表面に接触することで回転する回転ブラシ部材（より具体的にはブラシ毛７３ａを有するブラシローラ）とされている。

詳しくは、ブラシ部材７３は、ブラシ毛７３ａの先端部が感光体１表面に接触するように、且つ、弾性ブレード７１によって該弾性ブレード７１より感光体１の表面移動方向Ａ上流側に掻き落とされ、堰き止められた感光体１上のトナーを回収し得るように配設されており、感光体１の回転方向Ａと同方向（図中矢印Ａ方向）に回転されるように構成されている。

また、ブラシ部材７３は、弾性ブレード７１にて感光体１表面から掻き落とされたトナーをブラシ毛７３ａに付着させて装置ケース７２内へと回収する機能も有している。

また、ブラシ部材７３は、本実施の形態では、電気的に接地されている。

クリーニング装置７は、前記構成に加えて、ブラシ部材７３に接触して該ブラシ部材７３に付着したトナーを除去するトナー除去部材（フリッカー部材）７４を備えている。

フリッカー部材７４は、ブラシ部材７３に接触することで、ブラシ部材７３に付着したトナーを装置ケース７２内に落下させ得るように構成されている。

クリーニング装置７は、前記構成に加えて、装置ケース７２に回収されたトナーを該装置ケース７２の外部に移送する廃トナー移送部材７５を備えていてもよい。

廃トナー移送部材７５は、装置ケース７２の底面側に配設されており、装置ケース７２に回収されたトナーを装置ケース７２外部に設けられた廃トナーボックス（図示省略）へ送り出すように構成されており、ここでは感光体１の軸線方向に沿って配設されたスパイラル形状のトナー移送スクリューとされている。

クリーニング装置７は、装置ケース７２内に回収したトナーの該装置ケース７２内からの漏れを防止するシール材７６を備えていてもよい。

シール材７６は、装置ケース７２における開口Ｑの周縁部のうち、感光体１の表面移動方向Ａ上流側部分に設けられており、装置ケース７２内より該装置ケース７２内に回収したトナーが再び漏れ出すのを阻止するよう構成されている。

なお、図３では、ブラシ部材７３が設けられた構成のクリーニング装置を例示したが、本発明は、図４に示すように、ブラシ部材７３が設けられていない構成のクリーニング装置であってもよい。図４において、符号７５ａは、廃トナー移送部材７５によって移送されるトナーを撹拌するトナー撹拌部材である。

次に、弾性ブレード７１の構成について詳述する。図１に、クリーニング装置７における弾性ブレード７１部分の断面構造を示す。

弾性ブレード７１は、互いに反発弾性が異なる二つのブレード部材７１ａ，７１ｂを厚み方向（図中矢印Ｙ方向）に積層した積層弾性体からなっている。

前記積層した二つのブレード部材７１ａ，７１ｂのうち一方が感光体１表面に接触する表層ブレード部材７１ａとされ且つ他方が感光体１表面には接触しない基層ブレード部材７１ｂとされている。

そして、前記表層ブレード部材７１ａの反発弾性率をＲ₁、前記表層ブレード部材７１ａの厚みをｔ₁、前記基層ブレード部材７１ｂの反発弾性率をＲ₂、前記基層ブレード部材７１ｂの厚みをｔ₂とするとき、
Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）≦１．０・・・式（１）
の関係を満足するように構成されている。

そして、本実施の形態では、前記弾性ブレード７１の感光体１に対する線圧が０．０１４７Ｎ／ｍｍ〜０．０２４５Ｎ／ｍｍ（１．５ｇｆ／ｍｍ〜２．５ｇｆ／ｍｍ）に設定されている。

以上説明したクリーニング装置７及び画像形成装置１０によれば、例えば、略球形トナーであってシャープメルトトナーを用いる場合でも、低軟化点トナーに用いられてきた耐久性の低い低硬度のブレードを使用することなく、耐久性の高い前記弾性ブレード７１を使用することができ、これにより、高画質化とクリーニング性の向上の両立が可能となる。

即ち、弾性ブレード７１は、互いに反発弾性が異なる二つのブレード部材を厚み方向に積層した積層弾性体からなり、前記式（１）の関係を満足するように構成されているので、感光体１と摺擦するエッジ部７１ａ’が形成される表層ブレード部材７１ａが低反発弾性層となり、感光体１と接触しない基層ブレード部材７１ｂが高反発弾性層となる傾向を示す。

従って、表層ブレード部材７１ａのエッジ部７１ａ’では感光体１表面とのニップ幅を広く取ることが可能となり、転がり易い略球形トナーを用いる場合でも、感光体１表面におけるトナーをせき止め易くできる。

また、基層ブレード部材７１ｂが高反発弾性傾向にあるため、たとえ感光体１の周速度が高速な（例えば、２００ｍｍ／ｓ以上の）高速画像形成プロセスの場合であっても、該感光体１の表面移動に対する追従性を確保することができ、例えば、弾性ブレード７１の感光体１への線圧を高めることなく、良好なクリーニングが可能となる。このため、感光体１表面の摩耗を低減することができ、これにより感光体１の長寿命化を実現できる。

そして、弾性ブレード７１が低振動でスムーズなスティック・スリップ動作を行うことが可能となり、例えば、低軟化点トナーであって略球形トナーを用いる場合でも、感光体１におけるトナーのクリーニング性を向上させることができる。

ここで、スティック・スリップ動作とは、図５に示すように、弾性ブレード７１における感光体１の表面１ａとの接触部分（エッジ部）７１ａ’が、該表面１ａの移動につられて該感光体１の表面移動方向Ａに移動する動作（図中実線参照）と、該弾性ブレード７１自身の弾性力により元の位置に戻ろうとする動作（図中破線参照）とを繰り返す動きのことであり、該弾性ブレード７１のエッジ部７１ａ’が、該感光体１の表面１ａを摺動する動作をいう。なお、図５において、符号Ｔはトナーを示している。

従って、高速の（例えば、画像形成プロセス速度が２００ｍｍ／ｓ以上の）画像形成プロセスの場合であって、転写効率の高い略球形トナーを用いた画像形成装置であっても、感光体１上のトナーに対するクリーニング性を向上させ、それによって、高画質な画像形成が広範囲な使用条件下においても長期にわたり実現でき、しかも感光体１の長寿命化を図ることができる。

さらに、低軟化点トナーの高発色性及び高転写効率のトナーを用いた高速画像形成プロセスの場合であっても、感光体１の長寿命化を図りつつ、良好なクリーニング性を確保することができる。

本実施の形態においては、二つブレード部材７１ａ，７１ｂは、何れもヤング率が６．５ＭＰａ以上とされている。こうすることにより、たとえ感光体１が高速で回転していても、ブレードエッジ部７１ａ’へ突入してきた残留トナーの作用力に対しても対抗できる強度を有することができる。このため、クリーニング性を長期に亘って維持することが可能となる。

これにより、低軟化トナーであって略球形トナーを用いた高速画像形成装置であっても、感光体１の長寿命化を図りながら、良好なクリーニング性を確保することができる。

また、本実施の形態においては、弾性ブレード７１は、該弾性ブレード７１を片持ち支持する支持部材７２ａによって、支持される部分と支持されていない部分との境界から先端部（自由端部）までの長さである自由長Ｌが９．０ｍｍ、厚み（ｔ₁＋ｔ₂）が２．０ｍｍ、全長（長辺の長さ）が３２６ｍｍで形成され、直径が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ようになっている。

また、本実施の形態においては、表層ブレード部材７１ａの反発弾性率Ｒ₁は、１０％〜４０％とされており、基層ブレード部材７１ｂの反発弾性率Ｒ₂は、５０％〜７０％とされている。

また、本実施の形態において、表層ブレード部材７１ａの厚みｔ₁及び基層ブレード部材７１ｂの厚みｔ₂は、０．１≦ｔ₁／（ｔ₁＋ｔ₂）≦０．７・・・式（２）の関係を満たしていることが好ましい。

また、弾性ブレード７１は、十点平均粗さがＲｚ０．５μｍ〜１０μｍ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４）、永久伸びが１％以下、引張り強度が３０ＭＰａ〜４０ＭＰａ、食い込み量が０．３ｍｍ〜１．５ｍｍとされ得る。

また、弾性ブレード７１の感光体１に当接する際の該感光体１の接線αとのなすクリーニング角度θ（図５参照）は、８°〜１７°となるように設定され得る。

なお、感光体１の外表面の表面粗さＲｚは、０．１μｍ〜１．５μｍとされ得る。

また、本実施の形態において、体積平均粒子径で４μｍ〜７μｍを有する小粒子径トナーを用いることができる。また、形状係数ＳＦ−１の値が１１０〜１３５である略球形トナーを用いることができる。また、見かけの溶融粘度が１０Ｐａ・ｓを示す温度をＴ１とし、見かけの溶融粘度が５０Ｐａ・ｓを示す温度をＴ２としたとき、Ｔ１＝９０℃〜１５０℃、｜ΔＴ｜＝｜Ｔ１−Ｔ２｜＝５℃〜２０℃の条件を満たすシャープメルトトナーを用いることができる。

次に、本発明に係るクリーニング装置の実施例について比較例と共に以下に説明する。

実施例では、表層ブレード部材７１ａ及び基層部材ブレード７１ｂになる二つの材料（配合）をそれぞれ用意し、遠心成型及び熟成、カットにより、前記式（１）が１．０以下になるように、該二つのブレード部材を厚み方向に積層した弾性ブレードを作製した。

このようにして得られた弾性ブレードを、図３に示したブラシローラを有するタイプのクリーニング装置と、図４に示したブラシローラを持たないタイプのクリーニング装置とに設けると共に、それらのクリーニング装置を図２に示す画像形成装置に搭載して、クリーニング性、感光体の摩耗性及びそれらの総合評価を行った。

一方、比較例としては、実施例と同様にして、前記式（１）が１．０より大きくなるように、弾性ブレードを作製すると共に、従来から使用されてきた低軟化点トナー用の低硬度ブレードとして、単層構造のもの及び表層にフッ素系樹脂層を形成したものを用意した。

これらの弾性ブレードを図３のクリーニング装置に設けると共に、そのクリーニング装置を図２に示す画像形成装置に搭載して、クリーニング性、感光体の摩耗性及びそれらの総合評価を行った。

なお、実施例及び比較例の何れの場合も、形状係数ＳＦ−１の値が１１０〜１３５である略球形トナーを用い、弾性ブレードのサイズを、自由長９．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、全長（長辺の長さ）３２６ｍｍとし、該弾性ブレードを周速度が２００ｍｍ／ｓ以上に設定された直径Φ８０ｍｍの感光体に対して線圧を０．０１４７Ｎ／ｍｍ〜０．０２４５Ｎ／ｍｍ（１．５ｇｆ／ｍｍ〜２．５ｇｆ／ｍｍ）に設定した状態で、リーディング方式の定荷重方式で当接させることでクリーニングを行った。

ここで、クリーニング性の評価は、Ａ４サイズの用紙で３００Ｋ（３０万）枚の印刷（画像形成）を行っても、感光体表面に回収し切れなかったトナーによる筋が画像上に現れなかった場合に「○」、３００Ｋにて画像上に部分的に筋が現れた場合に「△」、１Ｋ（１千）枚にて画像上に広範囲に筋が現れた場合に「×」とした。

また、感光体の摩耗性の評価は、初期膜厚３０μｍの感光体を用い、Ａ４サイズの用紙で１００Ｋ（１０万枚）当たりの摩耗量が２μｍ以下であって、かつ、目視観察にて感光体表面に傷のない場合に「○」、１００Ｋ（１０万枚）当たりの摩耗量が２〜５μｍ以下であって、かつ、目視観察にて感光体表面に傷のない場合に「△」、１００Ｋ（１０万枚）当たりの摩耗量が５μｍ以上であって、かつ、目視観察にて感光体表面に傷のある場合に「×」とした。

表１に、実施例及び比較例の評価結果を各条件と共に示す。

なお、表１においては、前記式（２）のｔ₁／（ｔ₁＋ｔ₂）の値及びブレード部材のヤング率も示している。また、表１中「ブラシなし」は、弾性ブレードがブラシローラを有さないタイプの図４のクリーニング装置に設けられた場合の結果を示し、表１中「ブラシあり」は、弾性ブレードがブラシローラを有するタイプの図３のクリーニング装置に設けられた場合の結果を示す。

ここで、ブラシローラにおけるブラシには、ブラシ毛の太さ６デニール、ブラシの毛の密度６０ｋｆ／ｉｎｃｈ²（１ｉｎｃｈ²あたり６万本のブラシが植毛されている状態）のものを使用した。

実施例１〜実施例６と比較例１〜比較例３とを比較すると明らかなように、前記式（１）の関係を満足した実施例１〜実施例６の弾性ブレードでは、高速画像形成プロセスの場合においても感光体の長寿命化を図りつつ、クリーニング性を向上させ得ることがわかった。これに対し、前記式（１）の関係を満足していない比較例１の弾性ブレード、単層構造の比較例２の弾性ブレード及び表層にフッ素系樹脂層を形成した比較例３の弾性ブレードでは、何れもヤング率が前記した好ましい値であるにも拘わらず、クリーニング性が満足できるものではなかった。さらに、比較例３の弾性ブレードでは、感光体の摩耗性は「○」の評価であったものの、ブラシローラの有無に拘わらず、クリーニング性は「×」であり、実用に耐え得るものではなかった。

また、実施例１〜実施例６においては、クリーニング装置にブラシローラを設けることでクリーニング性が向上することがわかった。

表２は、実施例１で用いた弾性ブレードを使用した場合におけるトナーの影響について印刷画質を評価した評価結果を示している。

印刷画質の評価は、目視観察にて良好な画質で有り、ドット、ライン画像の光学顕微鏡観察においてトナーの飛び散り、中抜け等の無い良好な場合に「◎」、目視観察にて良好な場合に「○」、若干の中抜け欠陥のある場合に「△」、欠陥がある場合に「×」とした。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。

表２に示すように，トナー形状係数ＳＦ−１が１１０〜１３５の場合、画像に中抜けがなく、良好な画像を得ることができた。

従って、高速画像形成プロセスの場合において形状係数ＳＦ−１の値が１１０〜１３５である略球形トナーを用いる場合でも高画質化とクリーニング性の向上の両立を実現できることがわかった。

本発明の実施形態に係るクリーニング装置における弾性ブレード部分の概略断面図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置の他の例の概略構成を示す側面図である。 弾性ブレードのスティック・スリップ動作を説明するための概略側面図である。

符号の説明

１ 像担持体
１ａ 像担持体の表面
７ クリーニング装置
１０ 画像形成装置
７１ 弾性ブレード
７１ａ 表層ブレード部材
７１ｂ 基層ブレード部材
７３ ブラシ部材

Claims (7)

1. 表面が移動する像担持体の該表面におけるトナーを除去する弾性ブレードを備えたクリーニング装置であって、
   前記弾性ブレードは、互いに反発弾性が異なる二つのブレード部材を厚み方向に積層した積層弾性体からなり、
   前記積層した二つのブレード部材のうち一方が前記像担持体表面に接触する表層ブレード部材とされ且つ他方が前記像担持体表面には接触しない基層ブレード部材とされており、
   前記表層ブレード部材の反発弾性率をＲ₁、前記表層ブレード部材の厚みをｔ₁、前記基層ブレード部材の反発弾性率をＲ₂、前記基層ブレード部材の厚みをｔ₂とするとき、
   Ｒ₁（ｔ₁＋ｔ₂）／（Ｒ₁×ｔ₁＋Ｒ₂×ｔ₂）≦１．０
   の関係を満足するように構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記弾性ブレードの前記像担持体に対する線圧が０．０１４７Ｎ／ｍｍ〜０．０２４５Ｎ／ｍｍに設定されてい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. 前記二つのブレード部材は、ヤング率が６.５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
4. 前記表層ブレード部材の自由長と前記基層ブレード部材の自由長とは同一の長さであり、前記表層ブレード部材及び前記基層ブレード部材は、両者間に接着層を介在させない状態で一体的に積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
5. 前記表層ブレード部材の厚みｔ₁及び前記基層ブレード部材の厚みｔ₂に関し、
   ０．１≦ｔ₁／（ｔ₁＋ｔ₂）≦０．７
   の関係があることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
6. 前記弾性ブレードより前記像担持体の表面移動方向上流側に、前記像担持体表面に接触するブラシ部材が設けられていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のクリーニング装置。
7. 請求項１から６の何れかに記載のクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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