JP3740990B2

JP3740990B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3740990B2
Application number: JP2001059660A
Authority: JP
Inventors: 勇雄遠藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP2002258707A

Description

【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、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定電流電源よりな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、かつ、当該ブレード効果維持用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制御機構を有すると共に、
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。
【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。
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１０²〜１０¹⁰Ωｃｍであることが好ましい。表面抵抗が１０²Ωｃｍ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２１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１５〜３０μｍ、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３０゜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２３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、ＪＩＳＫ−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ＪＩＳＡ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。ＪＩＳＡ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、ＪＩＳＡ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、ＪＩＳＡ硬度は、ＪＩＳＫ−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２〜２０ｍｍ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１０の露光領域に付着して反転現像が行われる。感光体１０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１０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１０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２３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１０⁴Ωｃｍ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℃）、ＪＩＳＡ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（２２）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（２３）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（２３）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３２０ｍｍ、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

Claims

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定電流電源よりな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、かつ、当該ブレード効果維持用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制御機構を有すると共に、
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。
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１に記載の画像形成装置。
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または請求項２に記載の画像形成装置。