JP2008175907A - クリーニング装置およびプロセスユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体ドラムのクリーニング装置において、印刷速度に関係なくクリーニングブレードの捲くれ上がりを防止し、感光体ドラム表面の画像部だけでなく非画像部も確実に清浄化する。
【解決手段】 感光体ドラムの軸線に平行に延びるように設けられるクリーニングブレード２およびブレード支持部材３を含むクリーニング装置１において、ブレード支持部材３において、感光体ドラムの軸線方向両端部における短手方向の幅が感光体の軸線方向中央部における短手方向の幅よりも長くなるようにブレード支持部材３を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クリーニング装置およびプロセスユニットに関する。

電子写真方式を利用する画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）は、簡単な操作で記録媒体上に高画質画像を印刷できることから、現在では、複写機、プリンタ、ファクシミリなどとして多くの分野において汎用される。画像形成装置は、たとえば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段と、定着手段とを含む。感光体はその表面に静電潜像を形成するための感光層が設けられる。帯電手段は感光体表面を所定の極性および電位に帯電させる。露光手段は帯電状態にある感光体表面に静電潜像を形成する。現像手段は感光体表面の静電潜像にトナーによって現像してトナー像を形成する。転写手段は感光体表面のトナー像を記録媒体上に転写する。クリーニング手段はトナー像転写後の感光体表面の残留トナーを除去する。定着手段はトナー像を記録媒体に定着させる。これら各手段による処理を経ることによって、記録媒体上に画像情報に応じた画像が形成される。

画像形成装置におけるこれらの各手段のうち、たとえば、クリーニング手段は、残留トナーによって画像不良が発生するのを防止し、高画質画像を安定的に形成する上で重要な役割を担う。図５は、従来のクリーニング手段１００の構成を模式的に示す平面図である。クリーニング手段１００は、クリーニングブレード（以下単に「ブレード」とする）１０１と、ブレード支持部材（以下単に「支持部材」とする）１０２とを含む。ブレード１０１は弾性材料からなる長方形の板状部材である。ブレード１０１は、図示しない感光体の軸線方向（長手方向）に平行になり、かつ感光体の軸線方向に垂直な方向（短手方向）の一端（以下特に断わらない限り「当接端」とする）が感光体表面に当接するように設けられる。さらに詳しくは、ブレード１０１はその当接位置における感光体の接線との間で鋭角を形成し、かつ当接端がブレード１０１の短手方向他端よりも感光体の回転方向上流側に位置するように設けられる。したがって、ブレード１０１の当接端には、感光体の回転に伴って、感光体の回転方向下流側への応力が付加される。支持部材１０２は金属などからなる長方形の板状部材であり、ブレード１０１と同様に感光体の軸線に平行に延び、その短手方向の一端によってブレード１０１の短手方向他端を支持する。ブレード１０１の支持部材１０２によって支持されない短手方向一端部およびその近傍部分は、当接端において感光体から加わる応力によって変形可能な遊端部になる。ブレード１０１における遊端部の短手方向の幅は、遊端部の長手方向のどの部分でも同じになるように設定される。また、クリーニング手段１００の長手方向における感光体との接触領域の幅ｗは、ブレード１０１の長手方向の長さと等しくなる。

一方、画像形成装置の広範な分野への普及に伴い、画像形成装置には一層の高性能化が要求される。たとえば、印刷速度の高速化が進められ、感光体の回転速度などのプロセス速度をさらに速くする設定がなされ、ブレード１０１の当接端にはさらに大きな応力が付加される。加えて、ブレード１０１は弾性材料によって形成されるので比較的変形し易いく、また、当接端と感光体との摩擦係数も変化し易い。特に高温高湿環境では、水分の影響を受けて当接端および感光体表面の濡れ性が変化するので、摩擦係数は増大する。これらの要因が重なって、感光体の回転速度を高速化すると、当接端を含む遊端部が感光体回転方向下流側に捲れ上がり、クリーニング性能が低下して画像不良が発生する。当接端を含む遊端部の捲くれ上がりは、長手方向両端部から発生することが多い。

このような問題に鑑み、たとえば、当接端の一部が切り欠かれたブレードを含むクリーニング手段が提案される（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。図６は、特許文献１および特許文献２のクリーニング手段１１０の構成を模式的に示す平面図である。クリーニング手段１１０はブレード１１１と支持部材１０２とを含む。ブレード１１１は、長手方向における両端部の当接端の一部が切り欠かれ、これによってブレード１１１の捲くれ上がりの発生頻度は減少するが、完全には防止されない。さらに、このような構成では、ブレード１１１は図示しない感光体の画像部のみに接触し、非画像部には接触しない。ここで、画像部とは静電潜像が形成される部分であり、非画像部は感光体の長手方向における画像部よりも端部側の静電潜像が形成されない領域である。すなわち、クリーニング手段１１０の長手方向における感光体との接触領域の幅ｗ_ａは、クリーニング手段１００の接触領域幅ｗよりも長手方向両端部において小さくなる。したがって、感光体の長手方向両端部にある非画像部は、ブレード１１１によるクリーニングの対象にならない。しかしながら、現像手段による静電潜像の現像の際などに、少量ではあるが非画像部にもトナーが付着し、クリーニングが実施されないことから、次第にトナーが堆積する。非画像部に付着・堆積するトナーは非画像部のみに留まらず、非画像部から画像部に移行するので、形成される画像に画像不良が発生し易くなる。また、ブレード１１１においても、当接端を含む遊端部の短手方向の幅は、該遊端部の長手方向のどの部分でも等しく設定される。

また、長手方向両端部に、当接端から感光体の回転方向とは逆方向に延び、感光体表面の非画像部に接触する延長部分を設けたブレードが提案される（たとえば、特許文献３参照）。特許文献３のブレードによれば、上記のような延長部分を設けることによって、捲くれ上がりの発生を防止する。しかしながら、上記したように、非画像部にも少量ではあるがトナーが付着するので、延長部分と感光体表面との間にトナーが次第に溜まって画像不良の原因になることがある。

特開昭６２−００３２７７号公報 特開昭６１−２１２８８１号公報 特開平２００１−２２８７６７号公報

本発明の目的は、印刷速度に関係なくクリーニングブレードの捲くれ上がりが防止され、感光体表面の非画像部も確実に清浄化され、画像形成装置によって形成される画像の長期的かつ安定的な高画質化に寄与し得るクリーニング装置および該クリーニング装置を含むプロセスユニットを提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するための研究過程で、クリーニングブレードの捲くれ上がり（反転現象）の大部分が、感光体の軸線方向におけるクリーニングブレード両端部で発生することに着目し、さらに研究を重ねた。その結果、クリーニングブレードのブレード支持部材によって支持されない部分である遊端部の、クリーニングブレード短手方向における幅を、感光体の軸線方向において変化させる構成を見出した。さらに、この構成によって、クリーニングブレードのクリーニング性能を損なうことなく、クリーニングブレードの捲くれ上がりを防止できることを見出し、本発明を完成した。

本発明は、
感光体を含み、感光体表面の静電潜像にトナーを供給し、得られるトナー像を記録媒体に転写および定着させて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に装着されるクリーニング装置において、
感光体の軸線に平行に延びて、短手方向の一端が感光体表面に当接するように設けられる板状弾性部材であるクリーニングブレードと、
感光体の軸線に平行に延びてクリーニングブレードの短手方向の他端およびその近傍部分を支持し、かつ、感光体の軸線方向に垂直な断面において、感光体表面に向けて延びるその短手方向の延長線と、クリーニングブレードの感光体表面への当接位置から感光体の回転方向下流側に向けて延びる感光体の接線とが成す角である接触角が鋭角になるように設けられる板状のブレード支持部材であって、感光体の軸線方向両端部における短手方向の幅が感光体の軸線方向中央部における短手方向の幅よりも長くなるように形成されるブレード支持部材とを含むことを特徴とするクリーニング装置である。

また本発明のクリーニング装置は、ブレード支持部材が金属製の板状部材であることを特徴とする。

さらに本発明のクリーニング装置は、
ブレード支持部材が、
感光体の軸線方向において、両端部から中央部に向けて短手方向の幅が連続的に短くなるように形成されることを特徴とする。

さらに本発明のクリーニング装置は、接触角が２０°〜３０°（２０°以上、３０°以下）であることを特徴とする。

さらに本発明のクリーニング装置は、クリーニングブレードの短手方向の幅が１０ｍｍ〜２５ｍｍ（１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下）であり、かつ、クリーニングブレードのブレード支持部材によって支持されない部分の短手方向の幅が２．５ｍｍ〜８．５ｍｍ（２．５ｍｍ以上、８．５ｍｍ以下）であることを特徴とする。

さらに本発明のクリーニング装置は、
クリーニングブレードの短手方向の一端が、
線圧９．８Ｎ／ｍ〜３９．２Ｎ／ｍ（９．８Ｎ／ｍ以上、３９．２Ｎ／ｍ以下）で感光体表面に当接するように設けられることを特徴とする。

また本発明は、
感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、感光体表面の残留トナーを除去して感光体を清浄化するクリーニング手段とを含んで一体化され、画像形成装置に対して着脱可能に設けられるプロセスユニットにおいて、
クリーニング手段が、
前述のいずれか１つのクリーニング装置であることを特徴とするプロセスユニットである。

本発明によれば、クリーニングブレードとブレード支持部材とを含み、ブレード支持部材の形状に大きな特徴があり、電子写真方式の画像形成装置に装着されるクリーニング装置が提供される。本発明のクリーニング装置において、ブレード支持部材は、２つの点では従来技術と同じである。１つは、感光体の軸線に平行に延びてクリーニングブレードを支持する点である。もう１つは、感光体の軸線方向（以下単に「軸線方向」とする）に垂直な断面において、感光体表面に向けて延びるその短手方向の延長線と、クリーニングブレードの感光体表面への当接位置から感光体の回転方向下流側に向けて延びる感光体の接線とが成す角である接触角が鋭角になるように設けられる点である。しかしながら、本発明におけるブレード支持部材は、その短手方向の幅が、軸線方向中央部よりも軸線方向両端部の方が長くなるように形成されるという従来にはない特徴を有する。

このようなブレード支持部材でクリーニングブレードを支持すると、クリーニングブレードのブレード支持部材によって支持されない部分である遊端部の、クリーニングブレード短手方向（軸線方向に垂直な方向、以下単に「短手方向」とする）の幅が、軸線方向中央部よりも軸線方向両端部で短くなる。すなわち、本発明では、感光体への当接端を含む遊端部の短手方向の幅を、軸線方向の部位に応じて変化させるという従来にはない技術思想が具現化される。その結果、軸線方向両端部では遊端部の短手方向の幅が短くなり、遊端部の変形自由度が低下するとともに、クリーニングブレードの感光体表面への当接力が軸線方向中央部よりも両端部の方が高くなることによって、捲くれ上がりが防止される。その効果は、印刷速度（プロセス速度）を高速化しても充分に発揮される。その一方で、軸線方向両端部においても、クリーニングブレードの感光体表面への正しい角度での当接が維持されるので、非画像部が確実に清浄化され、非画像部へのトナーの付着・堆積による画像不良の発生を防止できる。したがって、本発明のクリーニング装置は、印刷速度に関係なくクリーニングブレードの捲くれ上がりが防止され、感光体表面の非画像部も確実に清浄化され、画像形成装置によって形成される画像の長期的かつ安定的な高画質化に寄与し得る。

本発明によれば、ブレード支持部材として金属製板状部材を用いることによって、クリーニングブレードを支持する部材としての剛性が確保される。さらに、金属製板状部材は加工が容易なので、クリーニングブレードにおける遊端部の短手方向の幅を容易に調整できる。したがって、画像形成装置の仕様変更があっても、対応が容易である。

本発明によれば、ブレード支持部材として、感光体の軸線方向において、両端部から中央部に向けて短手方向の幅が連続的に短くなるように形成される板状部材を用いるのが好ましい。これによって、クリーニングブレードにおける遊端部の短手方向の幅が両端部に向うほど徐々に短くなる。その結果、感光体の回転下においても、クリーニングブレードの感光体表面に対する当接力を円滑に分散・緩和できるため、クリーニングブレードを捲くれ上がらせるような方向の力が弱くなり、クリーニングブレードの捲くれ上がりが一層確実に防止される。

本発明によれば、接触角を２０°〜３０°に調整することによって、クリーニングブレードが感光体の回転によって感光体の半径方向に押し戻されるような力を受け易くなり、クリーニングブレードを捲くれ上がらせるような力が弱くなる。その結果、クリーニングブレードによる感光体表面の清浄化効果とクリーニングブレードの捲くれ上がり防止効果とが同時にかつ効率良く発現する。接触角が２０°未満では、クリーニングブレードによる感光体表面の清浄化効果が低下するおそれがある。接触角が３０°を超えると、クリーニングブレードの捲くれ上がりが発生するおそれがある。

本発明によれば、クリーニングブレードの短手方向の幅を１０ｍｍ〜２５ｍｍとし、かつ、クリーニングブレードのブレード支持部材によって支持されない部分である遊端部の短手方向の幅を２．５ｍｍ〜８．５ｍｍとするのが好ましい。これによって、クリーニングブレードの剛性と感光体表面への当接力とがともに適切な範囲に調整されるので、感光体表面の清浄化効果と捲くれ上がり防止効果とが両方とも一層向上する。また、感光体の耐用寿命の延長化をも図り得る。

本発明によれば、クリーニングブレードを９．８Ｎ／ｍ〜３９．２Ｎ／ｍの線圧で感光体表面に当接させるのが好ましい。これによって、感光体表面の清浄化効果が充分に発揮されるとともに、感光体の軸線方向における両端部においてクリーニングブレードの当接圧が前記範囲より高くなっても、感光体表面が傷付けられることがない。クリーニングブレードの当接圧が９．８Ｎ／ｍ未満では、感光体表面の清浄化効果が低下し、クリーニング不良が発生するおそれがある。当接圧が３９．２Ｎ／ｍを超えると、クリーニングブレードの捲くれ上がりが発生するおそれがある。

本発明によれば、感光体と、帯電手段と、本発明のクリーニング装置とを含んで一体化され、画像形成装置に対して着脱可能に設けられるプロセスユニットが提供される。本発明のプロセスユニットを用いれば、印刷速度に関係なく、クリーニング不良に伴う画像不良の発生が防止され、高画質画像を長期的にかつ安定的に形成できる。また、本発明のプロセスユニットでは、本発明のクリーニング装置が感光体に対して、適正な当接圧、接触角などで配置される。したがって、クリーニング装置を装着するために従来から行われる煩わしい位置調整作業、当接圧調整作業、前記作業の確認作業などを実施する必要がない。

図１は、本発明の実施の第１形態であるクリーニング装置１の要部の構成を模式的に示す平面図である。図１（ａ）は、クリーニングブレード２およびブレード支持部材３の要部の構成を別個に示す平面図である。図１（ｂ）は、クリーニング装置１の要部の構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示すクリーニング装置１と感光体ドラム１０との位置関係を示す断面図である。図３は、図１に示すクリーニング装置１の要部における各部分の寸法を示す平面図である。図３（ａ）は、図１に示すクリーニング装置１の要部における部分寸法を概略的に示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるセクションＩの部分の拡大平面図である。クリーニング装置１は、クリーニングブレード２と、ブレード支持部材３と、図示しないトナー貯留槽とを含む。

クリーニングブレード２は、弾性材料からなる長方形の板状部材である。クリーニングブレード２は、感光体ドラム１０の軸線に平行に延びるように設けられる。ここで、弾性材料としては、金属、合成樹脂などの中から適切な弾性を有するものが適宜選択される。クリーニングブレード２の長手方向は感光体ドラム１０の軸線方向であり、長手方向に垂直な方向がクリーニングブレード２の短手方向である。クリーニングブレード２は短手方向の一端が感光体ドラム１０表面に当接し、他端がブレード支持部材３によって支持される。

クリーニングブレード２の短手方向の一端は、後記するように、クリーニングブレード２の感光体ドラム１０表面への当接点における感光体ドラム１０の回転方向に延びる接線とブレード支持部材３の感光体ドラム１０表面に向う延長線とが成す角（接触角）θが鋭角になるように、感光体ドラム１０表面に当接する。したがって、クリーニングブレード２の短手方向の一端には、感光体ドラム１０の回転駆動によって、感光体ドラム１０の回転方向上流側への応力ｆが付加される。感光体ドラム１０は、図示しない駆動手段によって、軸線回りに矢符１０ａの方向に回転駆動する。クリーニングブレード２の当接圧は特に制限されないが、好ましくは９．８Ｎ／ｍ〜３９．２Ｎ／ｍである。これによって、感光体ドラム１０表面の清浄化効果が充分に発揮されるとともに、感光体ドラム１０の軸線方向における両端部（非画像部）においてクリーニングブレード２の当接圧が前記範囲より高くなっても、感光体ドラム１０表面が損傷することがない。クリーニングブレード２の当接圧が９．８Ｎ／ｍ未満では、感光体ドラム１０表面の清浄化効果が低下し、クリーニング不良が発生するおそれがある。当接圧が３９．２Ｎ／ｍを超えると、クリーニングブレード２の捲くれ上がりが発生し、やはり清浄化効果が低下するおそれがある。クリーニングブレード２は、通常であればその短手方向の一端の先端部が感光体ドラム１０表面に当接するが、この先端部が感光体ドラム１０の回転方向上流側に反転し、感光体ドラム１０表面にはクリーニングブレード２の面が接触することになる。これをクリーニングブレード２の捲くれ上がりとする。

また、クリーニングブレード２には、ブレード支持部材３によって支持される部分と、支持されない部分とがある。ブレード支持部材３によって支持される部分とは、クリーニングブレード２の短手方向の他端およびその近傍部分である。ブレード支持部材３によって支持されない部分とは、ブレード支持部材３と接触しない部分であり、具体的には、感光体ドラム１０表面に当接する短手方向一端およびその近傍部分である。これらの支持されない部分は、感光体ドラム１０の回転駆動に伴って感光体ドラム１０から付加される応力によって変形可能な遊端部になる。本発明のクリーニング装置１では、この遊端部の、クリーニングブレード２の短手方向における幅（以下単に「遊端部の短手方向幅」とする）が重要である。遊端部の短手方向幅は、クリーニングブレード２の長手方向（すなわち感光体ドラム１０の軸線方向）両端部よりも、クリーニングブレード２の長手方向中央部の方が長くなるように設定される。好ましくは、クリーニングブレード２の長手方向において、遊端部の短手方向幅が両端部から中央部に向けて連続的に長くなるように設定される。

たとえば、図３に示すように、長手方向の幅ｗ、短手方向の幅ｄであるクリーニングブレード２において、各部の幅はｄ_１、ｄ_２およびｗ_１に設定される。ｄ_１はクリーニングブレード２の長手方向両端部における遊端部の短手方向幅である。ｄ_２はクリーニングブレード２の長手方向中央部における遊端部の短手方向幅である。ｗ_１は遊端部の短手方向幅が長手方向両端部から中央部に向けて連続的に徐々に大きくなる長手方向における遊端部増加幅である。ここで、好ましくは、ｗ：３１０〜３４０ｍｍ、ｄ：１０〜２５ｍｍ、ｄ_１：３〜１０ｍｍ、ｄ_２：３〜１０ｍｍおよびｗ_１：３０〜１００ｍｍである。また、クリーニングブレード２の短手方向の幅ｄが１０〜２５ｍｍである場合、クリーニングブレード２の遊端部の短手方向幅ｄ_１は好ましくは２．５ｍｍ〜８．５ｍｍ、さらに好ましくは３ｍｍ〜８．２ｍｍである。

このように遊端部の短手方向幅を設定すると、クリーニングブレード２の長手方向において、中央部よりも両端部の方が感光体ドラム１０表面に対する当接圧が高くなる。すなわち、クリーニングブレード２の感光体ドラム１０表面への当接位置において、感光体ドラム１０の回転駆動によってクリーニングブレード２の遊端部に掛る応力は主に座屈荷重であり、座屈荷重は遊端部の短手方向幅の二乗に反比例して大きくなる。これによって、クリーニングブレード２の耐反転性が向上し、クリーニングブレード２の長手方向両端部における捲くれ上がりが防止される。また、長手方向両端部における捲くれ上がりに基因するクリーニングブレード２全体の捲くれ上がり（反転）も防止される。それとともに、クリーニングブレード２が、感光体ドラム１０の軸線方向の全域にわたって感光体ドラム１０表面に当接するので、軸線方向両端部である非画像部も確実に清浄化され、クリーニング不良の発生が防止される。

クリーニングブレード２は、公知の手段によってブレード支持部材３に取り付けられる。具体的には、接着剤による接着、熱融着、取り付け部材の使用などである。取り付け部材を用いる場合は、クリーニングブレード２およびブレード支持部材３の対応位置に取り付け用の孔が形成され、ビスなどの取り付け部材を用いてクリーニングブレード２がブレード支持部材３に取り付けられる。

ブレード支持部材３は、感光体ドラム１０の軸線に平行に延びる長方形の板状部材である。ブレード支持部材３は、たとえば、ステンレス鋼、鉄などの金属材料からなる板金によって形成されることが好ましい。板金は、成形加工が容易である。これによって、ブレード支持部材３の剛性・機械的強度の低下を防止しながら、形状を自由に設計できるので、クリーニングブレード２の遊端部の短手方向幅を適宜変更できる。また、ブレード支持部材３を成形加工が容易な板金で形成することによって、感光体ドラム１０表面に直接接触するクリーニングブレード２の加工回数を低減化でき、加工によるバリ、めくれなどの不具合の発生を防止できるという利点もある。

ブレード支持部材３において、感光体ドラム１０の軸線方向が長手方向であり、長手方向に垂直な方向が短手方向である。ブレード支持部材３は、その短手方向の一端によってクリーニングブレード２の短手方向の他端およびその近傍部分を支持する。ブレード支持部材３の短手方向の他端は、図示しないトナー貯留槽によって支持される。たとえば、ブレード支持部材３を短手方向の断面がＬ字状になるように形成し、一端がクリーニングブレード２を支持し、他端がトナー貯留槽によって支持されるように構成してもよい。また、ブレード支持部材３を支持する支持手段を別途設けてもよい。

ブレード支持部材３は、感光体ドラム１０表面に対する接触角θが鋭角になるように配置される。ここで接触角θとは、ブレード支持部材３の延長線ｌ_１と、感光体ドラム１０の接線ｌ_２とがなす角である。ブレード支持部材３の延長線ｌ_１とは、図２の断面図において、ブレード支持部材３の感光体ドラム１０表面を臨む側の面の、感光体ドラム１０表面に向う延長線である。感光体ドラム１０の接線ｌ_２とは、クリーニングブレード２の感光体ドラム１０表面に対する当接点における感光体ドラム１０の回転方向上流側に向う接線である。接触角θは好ましくは２０°〜３０°である。接触角θをこの範囲に調整することによって、クリーニングブレード２が感光体ドラム１０の回転によって感光体ドラム１０の半径方向に押し戻されるような力を受け易くなり、クリーニングブレード２を捲くれ上がらせるような力が弱くなる。すなわち、クリーニングブレード２の感光体ドラム１０表面の当接位置において、感光体ドラム１０からクリーニングブレード２に掛る応力のうち、クリーニングブレード２を感光体ドラム２の半径方向外方に押し戻す力が強くなり、クリーニングブレード２をその当接位置における感光体ドラム２の接線方向の力が弱くなる。その結果、クリーニングブレード２による感光体ドラム１０表面の清浄化効果とクリーニングブレード２の捲くれ上がり防止効果とが同時にかつ効率良く発揮される。接触角が２０°未満では、クリーニングブレード２による感光体表面の清浄化効果が低下するおそれがある。接触角が３０°を超えると、クリーニングブレード２の捲くれ上がりが発生するおそれがある。

ブレード支持部材３の短手方向の一端、すなわちクリーニングブレード２を支持する側の端部（以下単に「支持端部」とする）が、ブレード支持部材３の長手方向において両端部の短手方向幅が中央部の短手方向幅よりも長くなるように形成される。これによって、クリーニングブレード２の遊端部の短手方向幅は、長手方向の両端部よりも中央部の方が長くなる。なお、ブレード支持部材３のクリーニングブレード２を支持する側の端部とは、ブレード支持部材３における、クリーニングブレード２と接触する部分でもある。本実施の形態では、ブレード支持部材３は、支持端部において、長手方向の両端部から中央部に向けて短手方向幅が連続的に短くなるように形成される。たとえば、図３に示すように、長手方向幅ｗであるブレード支持部材３の支持端部において、各部の幅は（ｄ−ｄ_１）、ｄ_３およびｗ_１に設定される。（ｄ−ｄ_１）はブレード支持部材３の長手方向両端部における支持端部の短手方向幅である。ｄ_３＝（ｄ−ｄ_２）はブレード支持部材３の長手方向中央部における支持端部の短手方向幅である。ｗ_１はクリーニングブレード２における遊端部増加幅であるとともに、ブレード支持部材３の短手方向幅が長手方向両端部から中央部に向けて連続的に徐々に小さくなる支持端部減少幅である。ここで、ブレード支持部材３の長手方向幅ｗは、クリーニングブレード２の長手方向幅ｗと同様である。また、クリーニングブレード２において、ｄ、ｄ_１およびｄ_２が設定されるので、（ｄ−ｄ_１）およびｄ_３＝（ｄ−ｄ_２）も適宜設定できる。

図示しないトナー貯留槽は、クリーニングブレード２によって感光体ドラム１０表面から掻き取られるトナー、紙粉などを一時的に貯留する。

本発明のクリーニング装置１によれば、クリーニングブレード２が捲くれ上がり（反転）を起すことなく、感光体ドラム１０表面の画像部および非画像部を確実に清浄化でき、クリーニング不良による画像不良の発生のない高画質画像を安定的に形成するのに寄与できる。

図４は、本発明の別形態である画像形成装置５０の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置５０は、外部機器から伝達される画像情報に応じて、記録媒体上に多色および単色の画像を形成するタンデム方式のフルカラープリンタである。画像形成装置５０は、感光体ドラム１０と、帯電装置１１と、露光ユニット１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１と、転写ローラ１５と、記録媒体搬送ベルト１６と、駆動ローラ１７と、テンションローラ１８，１９と、支持ローラ２０と、ベルトクリーナ２１と、定着ユニット２２と、給紙トレイ２３と、ピックアップローラ２４と、レジストローラ２５と、搬送ローラ２６と、搬送経路切り替え部材２７と、排紙トレイ２８，２９と、制御手段３０と、用紙搬送路Ｓ_１，Ｓ_２を含む。このうち、感光体ドラム１０、帯電装置１１およびクリーニング装置１は一体化され、画像形成装置５０に対して着脱可能に設けられるプロセスユニットに形成される。

なお、前記したように、画像形成装置５０において扱われる画像情報は、ブラック（ｋ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報を含むものである。したがって、感光体ドラム１０（１０ｋ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ）、帯電装置１１（１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ）、露光ユニット（１２ｋ，１２ｃ，１２ｍ，１２ｙ）、現像装置１３（１３ｋ，１３ｃ，１３ｍ，１３ｙ）、クリーニング装置１（１ｋ，１ｃ，１ｍ，１ｙ）および転写ローラ１５（１５ｋ，１５ｃ，１５ｍ，１５ｙ）は、各色に応じたトナー像が形成され、かつ記録媒体搬送ベルト１６上の記録媒体に転写されるように、それぞれ４個ずつ設けられる。

感光体ドラム１０、帯電装置１１、露光ユニット１２、現像装置１３およびクリーニング装置１はトナー像形成ユニットを構成する。感光体ドラム１０は、画像形成装置５０のほぼ中心部において回転可能に軸支され、図示しない駆動手段によって回転駆動するローラ状部材である。感光体ドラム１０の表面には、静電潜像ひいてはトナー像を形成するための感光層が形成される。感光層は有機感光層および無機感光層のいずれでもよい。帯電装置１１は、感光体ドラム１０表面の所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態ではチャージャ型帯電器が用いられるが、これに限定されず、ローラ状帯電器、帯電ブラシ型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。露光ユニット１２は信号光を帯電状態にある感光体ドラム１０表面に照射し、各色の画像情報に応じた静電潜像を形成する。露光ユニット１２には、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを含むレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる。光源には、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）アレイなどを使用できる。現像装置１３は、現像ローラ３１と現像槽３２とを含む。現像ローラ３１は現像槽３２によって軸支され、図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられる。また、現像ローラ３１は感光ドラム３１表面に圧接するかまたは僅かな間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ３１はその表面に現像剤を担持し、感光体ドラム１０表面の静電潜像に対してトナーを供給し、静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像槽３２はその内部空間に現像剤を貯留する。現像剤はトナーのみの１成分現像剤でもよく、またトナーとキャリアとを含む２成分現像剤でもよい。現像槽３２には、トナーの消費状況に応じて、図示しないトナーホッパおよびトナーボトルからトナーが補給される。クリーニング装置１は図１に示す本発明のクリーニング装置１であり、トナー像を記録媒体に転写した後の感光体ドラム１０表面に残留する。これらの各部材の動作によって、感光体ドラム１０表面に画像情報に応じたトナー像が形成される。

転写ローラ１５、記録媒体搬送ベルト１６、駆動ローラ１７、テンションローラ１８、従動ローラ１９，２０およびベルトクリーナ２１は、トナー像転写ユニットを構成する。転写ローラ１５は、記録媒体搬送ベルト１６を介して感光体ドラム１０に圧接し、図示しない駆動手段によって回転可能に支持され、かつ図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられる。転写ローラ１５と感光体ドラム１０との圧接部分が転写ニップ部である。転写ローラ１５には図示しない電源が接続され、該電源からトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が転写ローラ１５ひいては記録媒体に印加される。これによって、トナー像の感光体ドラム１０表面から記録媒体への転写が円滑に進行する。転写ローラ１５には、たとえば、軸体と、軸体表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。軸体はステンレス鋼などの金属材料からなる直径８〜１０ｍｍ程度の中空状または円柱状部材である。導電性弾性層は、たとえば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどの弾性材料を含むマトリックス中に、さらにカーボンブラックなどの導電材を含有させたものである。導電性弾性層を設けることによって、記録媒体に対して均一な高電圧を印加できる。転写ニップ部において、感光体ドラム１０表面のトナー像が記録媒体に転写される。本実施の形態では転写ローラ１５が用いられるが、これに限定されず、たとえば、ブラシなども使用できる。

記録媒体搬送ベルト１６は、駆動ローラ１７、テンションローラ１８および従動ローラ１９，２０に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、後記する記録媒体供給ユニットから供給される記録媒体を載置して矢符３３の方向に回転駆動する。記録媒体搬送ベルト１６が記録媒体を載置して４つの転写ニップ部を通過することによって、記録媒体上に各色トナー像が重ね合わされ、多色トナー像が形成される。さらに、記録媒体搬送ベルト１６は、多色トナー像が形成された記録媒体を定着ユニット２２に向けて搬送する。記録媒体搬送ベルト１６には、たとえば、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムが用いられる。駆動ローラ１７は図示しない支持手段によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動するローラ状部材であり、記録媒体搬送ベルト１６を矢符３３の方向に回転させる駆動源になる。テンションローラ１８は図示しない支持手段によって回転自在に支持され、記録媒体搬送ベルト１６に適度な張力を付与し、記録媒体搬送ベルト１６の回転を円滑に進行させる。ベルトクリーナ２１は、感光体ドラム１０との接触によって記録媒体搬送ベルト１６表面に付着するトナーを除去・回収する。これによって、記録媒体のトナー像転写面とは反対側の面がトナーによって汚染されるのが防止される。ベルトクリーナ２１は、たとえば、板状部材であるクリーニングブレードが含まれ、クリーニングブレードは記録媒体搬送ベルト１６表面に当接するように設けられる。クリーニングフレードの記録媒体搬送ベルト１６表面の当接位置は、記録媒体搬送ベルト１６の裏側に配置される従動ローラ１９によって支持される。これによって、記録媒体搬送ベルト１６表面のトナーなどが効率良く除去される。

給紙トレイ２３、ピックアップローラ２４およびレジストローラ２５は、給紙ユニットを構成する。給紙トレイ２３は記録媒体を収容する容器状部材であり、本実施の形態ではトナー像転写ユニットの鉛直方向下方に設けられる。記録媒体には、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどがある。給紙トレイ２３は複数設けてもよく、その場合には、それぞれの給紙トレイにサイズの異なる記録媒体を収容してもよく、同じサイズの記録媒体を収容してもよい。記録媒体のサイズには、Ａ３、Ａ４、Ｂ５、Ｂ４などがある。ピックアップローラ２４は給紙トレイ２３の端部に設けられ、給紙トレイ２３に収容される記録媒体を１枚ずつ取り出して用紙搬送路Ｓ_１に送給する。レジストローラ２５は１対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ｓ_１を経由して送給されて来る記録媒体を一時的に挟持して保持し、トナー像形成ユニットにおける感光体ドラム１０の回転に同期して記録媒体搬送ベルト１６上に記録媒体を供給する。すなわち、レジストローラ２５は、図示しないレジスト前検知センサが出力する検知信号に応じて、各感光体ドラム１０上のトナー像の先端を記録媒体における画像形成範囲の先端に合せるように、記録媒体を記録媒体搬送ベルト１６上に送給するように設定される。

定着ユニット２２は、定着ローラ３５と加圧ローラ３６とを含む。定着ローラ３５は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸線回りに回転可能に設けられるローラ状部材である。定着ローラ３５は、その内部に図示しない加熱手段を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ３５としては、たとえば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱手段は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱手段にはハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。加圧ローラ３６は回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ローラ３５に対して圧接するように設けられるローラ状部材である。加圧ローラ３６は定着ローラ３５の回転に従動回転する。定着ローラ３５と加圧ローラ３６との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ３６は、定着ローラ３５によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ３６には、定着ローラ３５と同じ構成のローラ状部材を使用できる。加圧ローラ３６の内部にも加熱手段を設けてもよい。加熱手段には定着ローラ３５内部の加熱手段と同様のものを使用できる。定着ユニット２２によれば、トナー像が転写された記録媒体を定着ニップ部に通過させ、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧することによって、トナー像を記録媒体に定着させ、画像を印刷する。

搬送ローラ２６、搬送経路切り替え部材２７、排紙トレイ２８，２９および用紙搬送路Ｓ_２は、排紙ユニットを構成する。排紙ユニットは、定着ユニット２２によって画像が定着される記録媒体を画像形成装置５０の外部に設けられる排紙トレイ２８，２９に排出する。搬送ローラ２６は、用紙搬送路Ｓ_２に沿って複数設けられる小型ローラであり、記録媒体の搬送を補助・促進する。なお、搬送ローラ２６は、用紙搬送路Ｓ１の周囲にも複数設けられる。搬送経路切り替え部材２７は、側面カバー３７に変位可能に支持される。すなわち、搬送経路切り替え部材２７は、実線で示す状態と破線で示す状態とに変位可能である。実線で示す状態の場合には、定着ユニット２２から排出される記録媒体は、用紙搬送路Ｓ２を経由して画像形成装置５０の上部に設けられる排紙トレイ２８に排出される。破線で示す状態の場合には、定着ユニット２２から排出される記録媒体は、画像形成装置５０の側面に設けられる排紙トレイ２９に排出される。

制御手段３０は、たとえば、画像形成装置５０の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置５０の動作を制御するための各種情報が書き込まれる。このような情報には、たとえば、画像形成装置５０の上面に配置される図示しない表示手段を介して設定される各種設定値、画像形成装置１の各部材の動作を制御するための設定値、画像形成装置５０内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの印刷指令に含まれる画像情報、各部材の動作を制御するためのプログラムなどがある。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。演算部は、記憶部に入力される各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部における判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ、
Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。制御手段は、記憶部、演算部および制御部とともに主電源を含む。

画像形成装置５０によれば、クリーニング装置１、感光体ドラム１０および帯電装置１１を含むプロセスユニットを装着することによって、感光体ドラム１０のクリーニング不良に基づく画像不良のない高画質画像を長期的にかつ安定的に形成できる。

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
図示しないトナー貯留槽によって支持されたブレード支持部材３にクリーニングブレード２の短手方向他端を接着し、本発明のクリーニング装置１を製造した。クリーニングブレード２としては、長手方向幅ｗ：３３０ｍｍ、短手方向幅ｄ：１８ｍｍ、厚さ２ｍｍ、ヤング率６．０８ＭＰａのウレタン樹脂製ブレードを用いた。ブレード支持部材３への接着後におけるクリーニングブレード２において、ｗ_１：４０ｍｍ、ｄ_１：３ｍｍ、ｄ_２：８．２ｍｍである。ブレード支持部材３は、図３に示す平面形状を有し、長さ（長手方向の幅ｗ）３３０ｍｍ、厚さ１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製板金を用いた。このクリーニング装置１を、クリーニングブレード２の短手方向一端が感光体ドラム１０に当接するように、感光体ドラム１０近傍に配置した。ここで、クリーニングブレード２は、図２に示すように、感光体ドラム１０の回転方向に対して対向する向き（カウンタ方式）に配設され、感光体ドラム１０との接触角θは２７°、当接圧（線圧）は２６．９Ｎ／ｍとした。

（比較例１）
本発明のクリーニング装置１に代えて、図５に示す従来のクリーニング装置１００を用いた。クリーニングブレード１０１の接触角θおよび当接圧は、実施例１と同様である。

（比較例２）
本発明のクリーニング装置１に代えて、図６に示す従来のクリーニング装置１１０を用いた。クリーニングブレード１１１の接触角θおよび当接圧は、実施例１と同様である。

（試験例１）
実施例１および比較例１〜２のクリーニング装置を市販の画像形成装置（商品名：ＡＲＣ２６１Ｓ、シャープ（株）製）各５台に装着した。これらの画像形成装置を用いて、高温高湿（３０℃，ＲＨ９０％）環境において１００ｋ実写エージング（プロセス速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ、印字原稿：５％原稿、印字方法：９９枚連続の繰り返し）を行い、５台が１００ｋを終了する（合計：５００ｋ）までに、クリーニングブレードの反転が何回生じるか調べた。ブレードが反転したことは、ブレード反転による異音またはトルク上昇による装置停止によって確認した。また、初期画像およびエージング後の画像を目視で観察し、以下の評価基準で評価した。結果を表１に示す。
○：目視にて、画像に濃度ムラなし（良好画像）
△：目視にて、画像に濃度ムラ若干あり（実使用上問題なし）
×：目視にて、画像に濃度ムラあり（実使用上問題あり）

表１から、実施例１のクリーニング装置を使用すると、クリーニングブレードの捲くれ上がり（反転）が発生せず、初期画像およびエージング後の画像も問題のないことが明らかである。比較例１のクリーニング装置では反転が１．４回／１００ｋの割合で発生し、また比較例２のクリーニング装置では、感光体ドラムの長手方向両端部のクリーニングが十分に行なわれないので、画像の両端から画質不良が生じた。

本発明の実施の第１形態であるクリーニング装置の要部の構成を模式的に示す平面図である。図１（ａ）は、クリーニングブレードおよびブレード支持部材の要部の構成を別個に示す平面図である。図１（ｂ）は、クリーニング装置の要部の構成を模式的に示す平面図である。 図１に示すクリーニング装置と感光体ドラムとの位置関係を示す断面図である。 図１に示すクリーニング装置の要部における各部分の寸法を示す平面図である。図３（ａ）は図１に示すクリーニング装置の要部における部分寸法を概略的に示す平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）におけるセクションＩの部分の拡大平面図である。 本発明の別形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。 従来のクリーニング手段の構成を模式的に示す平面図である。 特許文献１および特許文献２のクリーニング手段の構成を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１ クリーニング装置
２ クリーニングブレード
３ ブレード支持部材
１０ 感光体ドラム
５０ 画像形成装置

Claims (7)

1. 感光体を含み、感光体表面の静電潜像にトナーを供給し、得られるトナー像を記録媒体に転写および定着させて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に装着されるクリーニング装置において、
   感光体の軸線に平行に延びて、短手方向の一端が感光体表面に当接するように設けられる板状弾性部材であるクリーニングブレードと、
   感光体の軸線に平行に延びてクリーニングブレードの短手方向の他端およびその近傍部分を支持し、かつ、感光体の軸線方向に垂直な断面において、感光体表面に向けて延びるその短手方向の延長線と、クリーニングブレードの感光体表面への当接位置から感光体の回転方向下流側に向けて延びる感光体の接線とが成す角である接触角が鋭角になるように設けられる板状のブレード支持部材であって、感光体の軸線方向両端部における短手方向の幅が感光体の軸線方向中央部における短手方向の幅よりも長くなるように形成されるブレード支持部材とを含むことを特徴とするクリーニング装置。
2. ブレード支持部材は、金属製の板状部材であることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. ブレード支持部材は、
   感光体の軸線方向において、両端部から中央部に向けて短手方向の幅が連続的に短くなるように形成されることを特徴とする請求項１または２記載のクリーニング装置。
4. 接触角が２０°〜３０°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のクリーニング装置。
5. クリーニングブレードは、
   その短手方向の幅が１０ｍｍ〜２５ｍｍであり、かつ、ブレード支持部材によって支持されない部分の短手方向の幅が２．５ｍｍ〜８．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のクリーニング装置。
6. クリーニングブレードは、
   短手方向の一端が線圧９．８Ｎ／ｍ〜３９．２Ｎ／ｍで感光体表面に当接するように設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のクリーニング装置。
7. 感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、感光体表面の残留トナーを除去して感光体を清浄化するクリーニング手段とを含んで一体化され、画像形成装置に対して着脱可能に設けられるプロセスユニットにおいて、
   クリーニング手段は、
   請求項１〜６のいずれか１つのクリーニング装置であることを特徴とするプロセスユニット。

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