JP4265750B2 - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートに画像を形成する画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置に備え、画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニング装置に関する。および、そのようなクリーニング装置と、少なくとも像担持体とを備え、画像形成装置に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、例えば帯電、書込みを行って像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着して現像することにより可視像化し、その可視像化することにより形成した像担持体上のトナー画像を用紙に転写して画像を形成していた。そして、その画像転写後の用紙を、定着装置を通すことにより、未定着転写画像を用紙に定着する一方、画像転写後の像担持体を、クリーニング装置でクリーニングしていた。
【０００３】
ところで、この種の画像形成装置で用いるクリーニング装置には、クリーニングブレードを備え、そのクリーニングブレードをドラム状の像担持体に所定の圧力で押し当てて、画像転写後の像担持体をクリーニングするものがあった。
【０００４】
しかし、このようなクリーニング装置を備える画像形成装置は、像担持体とクリーニングブレードとの間に異物を挟み込むことなどにより、クリーニング不良を発生して、形成した画像に縦スジ状の汚れを発生して、画像品質が低下する問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８６９８９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１９０８８号公報
そこで、その問題を解決するため、従来の画像形成装置には、例えば、特許文献１、特許文献２などに記載される技術があった。それらの文献に記載されているクリーニング装置は、画像形成時、像担持体の回転とともに、クリーニングブレードを像担持体の幅方向に一定幅で揺動することにより異物を除去して、クリーニング不良の発生を防止し、画像品質が低下することを防止していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、画像形成装置を設置して後はじめて使用する場合、または小サイズの画像を連続して形成した場合など、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があったとき、クリーニングブレードと像担持体との間に摩擦力が大きい個所と小さい個所とができてしまう。このような摩擦力の大きさに偏差がある状態で、クリーニングブレードを揺動すると、摩擦力が大きい個所で、クリーニングブレードのエッジが劣化して、早期にクリーニング性能が低下して画像品質が低下するとともに、像担持体の表面に偏摩耗が発生して、画像品質が低下する問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【０００８】
ところで、従来、定着の際に発生するオフセットを防止することを主な目的として、画像形成装置に用いるトナーに、ワックスを添加したものがあった。
【０００９】
トナーからのワックス染み出し量は、温度が低い場合は少なく、高い場合は多い。また、ワックス染み出し量が多いほど、オフセットの発生を確実に防止することができる。
【００１０】
しかし、トナーからのワックス染み出し量が多くなり、前述した例の場合と同様に、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、ワックスにより、摩擦力の偏差が一層大きくなってしまう。よって、前述した問題が、一層悪化してしまう課題があった。
【００１１】
そこで、この発明の第２の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置に備えるクリーニング装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１２】
この発明の第３の目的は、上述した目的を達成したクリーニング装置を備えるとともに、メンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１３】
この発明の第４の目的は、第１または第２の目的を達成した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にある。
【００１４】
この発明の第５の目的は、第３の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
ところで、所定時間あたりの画像形成枚数が同じであるとき、画像形成装置が備える像担持体の直径が小さいと、像担持体の回転数が多くなる。よって、直径が小さい像担持体を用いると、それだけ像担持体やクリーニングブレードの上述した偏摩耗が大きくなる。
【００１６】
そこで、この発明の第６の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、直径の小さい像担持体を用いる画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１７】
さて、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、ワックスの添加量を少なくすると、定着の際にオフセットが発生する問題がある。一方、ワックスの添加量を多くすると、トナー帯電量が低下したり、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面に偏摩耗が発生したりして、画像品質が低下する問題があった。
【００１８】
そこで、この発明の第７の目的は、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、定着の際に発生するオフセットを防止するとともに、トナー帯電量の低下を防止し、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１９】
また、従来、トナーの中には、低温で定着可能なものがあった。そのトナーは、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であった。そして、このトナーに、わずかな熱や圧力が加えられた場合でも、ワックスが染み出た。
【００２０】
しかし、前述した例の場合と同様に、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、トナーから染み出たワックスにより、摩擦力の偏差が一層大きくなってしまう。よって、前述した問題が、一層悪化してしまう課題があった。
【００２１】
そこで、この発明の第８の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、いわゆる低温定着トナーを使用する画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを像担持体の幅方向に揺動する、画像形成装置に備えるクリーニング装置において、
クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加することを特徴とする。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、
請求項１に記載のクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジである、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、
請求項１に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、
請求項２に記載のプロセスカートリッジを備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、上述した第６の目的も達成すべく、
請求項３または４に記載の画像形成装置において、
像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、上述した第７の目的も達成すべく、
請求項３ないし５のいずれか１に記載の画像形成装置において、
ワックスを添加したトナーを使用し、そのトナー中のワックス添加量が３．５〜５．０重量％であることを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、上述した第８の目的も達成すべく、
請求項６に記載の画像形成装置において、
トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用し、トナーが、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。
図１には、この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成を示す。
【００３１】
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。図１から判るとおり、感光体１０のまわりには、その上に設ける帯電装置１１から感光体１０の矢印Ａで示す回転方向に順に、右に現像装置１２、下に転写・搬送装置１３、左にクリーニング装置１５を設ける。
【００３２】
そして、コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、図示しない画像読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１０と転写・搬送装置１３間に用紙などのシートを送り込む。
【００３３】
一方、感光体１０は、所定の周速度で回転し、その回転にともない、帯電位置ａで、表面を一様に帯電し、不図示の光書込み装置からレーザ光Ｌを照射して、書込位置ｂで表面に書き込みを行って、感光体１０上に、上記読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像位置ｃで、現像剤を付着して、静電潜像を可視像化したトナー画像を形成する。そして、形成したトナー画像を、上述したとおり感光体１０と転写・搬送装置１３間の転写位置ｄで、搬送したシート上に転写する。
【００３４】
転写後、シートは、静電的に付着する感光体１０から、分離爪１４により、機械的に分離して後、不図示の定着装置へ搬送してそこで転写画像を定着し、不図示の排紙部へと排出する。なお、分離爪１４に代えて、放電装置を設け、感光体から静電的に分離するようにしてもよい。
【００３５】
他方、画像転写後の感光体１０は、表面に残った残留トナーをクリーニング位置ｅで、クリーニング装置１５に備えるファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で除去して表面をクリーニングして後、除電ランプ１８で除電して表面電位を初期化する。
【００３６】
なお、このような複写機において、例えば感光体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１５とを不図示のカートリッジケース内に備え、プロセスカートリッジを構成してもよい。そして、そのプロセスカートリッジを、複写機装置本体に対して例えば正面側から出し入れして一括して着脱自在とするとよい。
【００３７】
さて、上述した感光体１０の近傍には、図示省略するサーミスタを設ける。そして、サーミスタにより、感光体１０の表面温度を測定する。なお、サーミスタに代えて、赤外線センサなどを設けて感光体１０の表面温度を測定しても良い。
【００３８】
また、上述した現像装置１２は、上部側に現像剤収容部２１を設け、下部側に現像剤担持部２２を設けて構成する。
【００３９】
現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤が、トナー補給部２４から補給口２５を介して補給され、その現像剤を収容する。また、現像剤収容部２１には、現像剤を撹拌しながら現像剤担持部２２へ搬送する搬送スクリュー２３を設ける。
【００４０】
一方、現像剤担持部２２には、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、例えば２つの現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂなどを設ける。
【００４１】
現像アジテータ２８は、搬送スクリュー２３から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、撹拌ローラ２９へ搬送する。
【００４２】
撹拌ローラ２９は、現像アジテータ２８から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。
【００４３】
現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂは、それぞれ内部に磁石を有し、ローラ状をしている。上に設ける現像剤担持体３０Ａは、現像剤供給量規制部材３１によって、現像剤担持体３０Ａで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。一方、下に設ける現像剤担持体３０Ｂは、上に設ける現像剤担持体３０Ａによって、現像剤担持体３０Ｂで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。
【００４４】
また、クリーニング装置１５には、詳しくは図２に示すように、クリーニングケース部１５ａに、感光体１０と対向して開口１５ｂを設ける。その開口１５ｂの感光体回転方向上流側にはファーブラシ１６を、感光体回転方向下流側には、クリーニングブレード１７を設ける。そして、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で、感光体１０上の残留トナーを除去して、画像転写後の感光体１０をクリーニングする。
【００４５】
そのクリーニングブレード１７は、図２および図３に示すように、細長な矩形状をし、ゴム製で、上端をブレードホルダ３４に接着して設ける。そのブレードホルダ３４は、細長で、断面Ｌ字状に設け、ブラケット３５にねじ止めする。
【００４６】
そのブラケット３５には、細長で、断面略Ｌ字状の本体部３５ａを設ける。その本体部３５ａの両端にはそれぞれ、本体部３５ａの長さ方向に対して垂直に、略矩形状の支持部３５ｂを設ける。
【００４７】
それらの支持部３５ｂの先端には、それぞれ軸部３５ｃを突き立てて、それらの軸部３５ｃを外向きに設ける。それらの軸部３５ｃは、複写機本体が備える側板Ｆに設けた不図示の孔にそれぞれ通して、クリーニングブレード１７を軸部３５ｃ中心に、図中矢印の方向に回動自在とする。
【００４８】
また、図３中左側に示す軸部３５ｃの先端にはカバー３６を設けるとともに、軸部３５ｃのまわりにはバネＧを巻き付けて、クリーニングブレード１７およびブラケット３５などを、図中右側に付勢する。
【００４９】
一方、図３中右側に示す軸部３５ｃの先端には、図４に示すように、切欠Ｈを設ける。そして、切欠Ｈ内にピン３７を入れ、そのピン３７をネジ３８で軸部３５ｃの先端に取り付ける。そして、ブラケット３５は、バネＧにより図中右側に付勢するので、軸部３５ｃの先端のピン３７を、揺動ギヤ３９の一方の側面に突き当てている。
【００５０】
その揺動ギヤ３９の一方の側面は、らせん状に設けて、カム面３９ａとする。そのカム面３９ａは、図５に示すように、段部３９ｂを始点とし、図中反時計まわりに揺動ギヤ３９を回転すると、その回転にともない高さが徐々に低くなる傾斜面とする。そのような揺動ギヤ３９は、図４に示すように、固定ブラケット４０の軸４０ａで回転自在に支持する。
【００５１】
その揺動ギヤ３９の下には、揺動ギヤ３９に噛み合わせる駆動ギヤ４１を、モータ４２の駆動軸４２ａの先端に設ける。モータ４２は、モータブラケット４２ｂで固定ブラケット４０に取り付けて支持する。固定ブラケット４０には軸受４３を設けて、駆動軸４２ａを回転自在とする。
【００５２】
ところで、図２および図３に示すように、本体部３５ａのほぼ中央には、舌片Ｊを設け、その舌片Ｊには、バネ４４の一端を取り付ける。一方、バネ４４の他端は、複写機本体内の固定ブラケット４５に取り付けて、クリーニングブレード１７を感光体１０に所定の圧力で押し当てる。
【００５３】
また、クリーニング装置１５には、クリーニングケース部１５ａ内に、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで除去した残留トナーを、感光体１０の幅方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材３２を備える。
【００５４】
さらに、この複写機には、クリーニング装置１５で回収した残留トナーを、パイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュ・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２の現像剤収容部２１へと戻す不図示のトナーリサイクル装置を備える。
【００５５】
そして、コピー時、図１に示す現像装置１２では、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して、搬送スクリュー２３、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂをそれぞれ回転する。
【００５６】
それにより、現像剤収容部２１内に収納する現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら、現像剤担持部２２へと搬送する。その後、現像剤担持部２２内の現像剤を、同様に撹拌しながら、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９を介して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。
【００５７】
一方、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂには、所定バイアスを印加して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂ上に現像剤を付着する。そして、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂの回転とともに、それらで担持する現像剤をそれぞれ薄層化してから、その薄層化後の現像剤中のトナーを、感光体１０上に形成した静電潜像に静電的に付着し、感光体１０上に可視像化したトナー画像を形成する。
【００５８】
また、クリーニング装置１５では、感光体１０の矢印Ａで示す時計まわりの回転とともに、ファーブラシ１６を反時計まわりに回転し、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで、残留トナーを除去する。このとき、ファーブラシ１６は、感光体１０と接触する位置で、同方向に回転するので、クリーニングケース部１５ａ内から残留トナーが漏れることを防止しつつ、残留トナーを、保持部１５ｃ内に溜める。
【００５９】
その保持部１５ｃ内の残留トナーは、トナー搬送部材３２の時計まわりの回転駆動によりただちに搬送して、クリーニングケース部１５ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置で現像装置１２に戻す。
【００６０】
また、例えば感光体１０の回転とともに、図４に示すモータ４２を駆動し、駆動軸４２ａを介して、図３に示す駆動ギヤ４１を時計まわりに回転する。その回転により、カム面３９ａを備える揺動ギヤ３９が、図中矢印で示す反時計まわりに回転する。それにより、バネＧの弾性力に抗して、ブラケット３５を図中左側に移動する。やがて、ピン３７が、カム面３９ａの段部３９ｂで落下すると、バネＧの弾性力によりブラケット３５が図中右側にただちに移動する。そして、揺動ギヤ３９の回転の繰り返しによって、クリーニングブレード１７を感光体１０の幅方向に揺動する。
【００６１】
なお、揺動ギヤ３９に代えて、例えば図６で示す揺動ギヤ５０としても良い。その揺動ギヤ５０の一方の側面は、らせん状のカム面を２つ有する。図６に示すように、内側のカム面５０ａと外側のカム面５０ｂは、それぞれの段部５０ｃ、５０ｄを始点とし、図中反時計まわりに揺動ギヤ５０を回転すると、その回転にともない高さがそれぞれ徐々に低くなる傾斜面とする。
【００６２】
また、段部５０ｃにおける高さをＨ１とし、段部５０ｄにおける高さをＨ２とすると、Ｈ１＜Ｈ２の関係とする。
【００６３】
このような揺動ギヤ５０を用い、その揺動ギヤ５０を図６（Ｂ）中矢印で示す上下方向に移動して、図４に示すブラケット３５の先端に取り付けたピン３７を、図６に示すカム面５０ａまたはカム面５０ｂに当たるようにしても良い。このようにすれば、ピン３７が当たるカム面５０ａ・５０ｂによって、クリーニングブレード１７の揺動幅を、Ｈ１またはＨ２の２通りに異なるようにすることができる。
【００６４】
なお、上述した例では、揺動幅が２通りに異なるものを説明したが、この発明はそれに限られず、揺動幅が３通り以上異なるようにしても良い。
【００６５】
次に、当初から一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動する複写機（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動するもの）と、揺動幅を時間の経過とともに増加する複写機（画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動するもの）とをそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成し、そのときのそれぞれのクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００６６】
また、それらの複写機には、トナー中にワックスを添加しない現像剤をそれぞれに用い、それらの複写機が備える感光体の直径は３０ｍｍである。その結果を図７に示す。
【００６７】
通常、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍ以上となったとき、クリーニング不良が発生しやすくなり、画像形成不良が発生するようになる。そこで、この実験では、偏摩耗量が１０μｍとなったときを、クリーニングブレード１７の許容限界とした。また、一定枚数の画像を形成したとき、として６０Ｋ枚画像を形成したときを主に比較した。
【００６８】
クリーニングブレード１７を当初から一定の揺動幅で揺動するものは、およそ４０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００６９】
一方、時間の経過とともにクリーニングブレード１７の揺動幅を増加するものは、およそ６０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００７０】
したがって、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止し、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。また、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止できるので、感光体１０の表面が早期に劣化することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００７１】
なお、上述した例では、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動したものを、揺動幅を時間の経過とともに増加するものとして説明したが、この発明はそれに限られず、画像形成装置の使用のはじめから、小さい幅で揺動し、所定の期間経過後、大きい幅で揺動しても良い。
【００７２】
ところで、上述した例では、トナー中にワックスを添加しない現像剤を用いて実験を行ったが、次に、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いて、同様の実験を行った。その結果を図８に示す。
【００７３】
当初から揺動幅が一定のものは、およそ５０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００７４】
一方、揺動幅が経時的に増加するものは、およそ６０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が６μｍであった。
【００７５】
したがって、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いる画像形成装置において、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止し、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。また、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止できるので、感光体１０の表面が早期に劣化することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００７６】
ところで、感光体１０の表面温度は、通常、２０℃〜３５℃くらいである。しかし、連続して画像を形成すると、定着を行う際の熱によって、複写機本体内の温度が上昇し、感光体１０の表面温度も上昇する。また、シートの両面に画像を形成すると、表面に定着をおこなったシートを、感光体１０と転写・搬送装置１３間に送り込むことにより、感光体１０に熱が持ち込まれ、感光体１０の表面温度が上昇する。よって、複写機の機外温度、すなわち環境温度が高い場合、連続して画像を形成した場合、またはシートの両面に画像を形成した場合には、感光体１０の表面温度が上昇する。
【００７７】
一方、環境温度が低い場合、または画像を形成する頻度が少ない場合、感光体１０の表面温度が低下する。
【００７８】
そこで、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いる複写機において、感光体１０の表面温度が高い場合と低い場合に、クリーニングブレード１７の偏摩耗量がそれぞれどのように変化するのか実験した。
【００７９】
その実験結果を図９および図１０に示す。実験では、当初から一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動した複写機（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動したもの（揺動幅一定のものを×で示す））、揺動幅を時間の経過とともに増加した複写機（画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を１ｍｍ揺動したものを☆で、２ｍｍ揺動したものを△で、４ｍｍで揺動したものを○でそれぞれ示す）とをそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成し、その時のそれぞれのクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００８０】
なお、図９で結果を示す複写機は、環境温度が１０℃、相対湿度が１５％で実験を行い、一方、図１０で結果を示す複写機は、環境温度が３０℃、相対湿度が９０％で実験を行った。すなわち、図９で示すものは、感光体１０の表面温度を低くする一方、図１０で示すものは、感光体１０の表面温度を高くして実験を行った。
【００８１】
図９に示すもので、当初から一定の揺動幅のもの（図９中×で示すもの）は、およそ４０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を２ｍｍ揺動したもの（図９中△で示すもの）は、およそ６０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を４ｍｍ揺動したもの（図９中○で示すもの）は、６０Ｋ枚画像を形成したとき偏摩耗量がおよそ９μｍであった。
【００８２】
図９の実験結果から、感光体１０の温度が低い場合、揺動幅を大きくしてもクリーニングブレード１７の劣化がさほど大きくないことが判る。
【００８３】
また、図１０に示すもので、当初から揺動幅一定のもの（図１０中×で示すもの）は、およそ４０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を２ｍｍ揺動したもの（図１０中△で示すもの）は、およそ６０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を１ｍｍ揺動したもの（図１０中☆で示すもの）は、６０Ｋ枚画像を形成したとき偏摩耗量が６μｍであった。
【００８４】
図１０から、感光体１０の温度が高い場合、揺動幅を大きくすると、クリーニングブレード１７の劣化が大きくなることが判る。
【００８５】
そこで、感光体１０の温度が低い場合、揺動幅を広くしてクリーニング性能を向上するようにし、一方温度が高い場合、揺動幅を狭くして、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面の劣化を防止するようにし、感光体１０の温度に応じて、クリーニングブレード１７の揺動幅を異なるようにすれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００８６】
なお、上述した例では、狭い揺動幅が１ｍｍ、通常の揺動幅が２ｍｍ、広い揺動幅が４ｍｍのもので説明したが、この発明は、それに限られず、適宜の幅で、感光体１０の温度に応じて、揺動幅を異なるようにしても良い。
【００８７】
次いで、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍの直径の感光体１０を備える複写機をそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成した後、それぞれの複写機が備えるクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００８８】
このとき、一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動し（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動）、ワックスを添加しないトナーをそれぞれ用いた。そして、３０ｍｍまたは６０ｍｍの直径の感光体１０を備える複写機の結果を図１１に示す。
【００８９】
３０ｍｍのものは、およそ４０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００９０】
一方、６０ｍｍのものは、６０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量は、およそ８μｍであった。
【００９１】
したがって、直径が小さい感光体１０を用いると、それだけクリーニングブレード１７の偏摩耗量が大きくなることが分かる。
【００９２】
また、この実験により、特に、感光体１０の直径が、４０ｍｍ以下のものは、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化し、クリーニング性能を長期間維持できず、画像品質を低下することが判った。
【００９３】
そこで、感光体１０の直径が４０ｍｍ以下の複写機において、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９４】
ところで、複写機において、トナー中のワックス添加量を３．５重量％より小とすると、定着の際にオフセットが発生する。一方、トナー中のワックス添加量を５．０重量％より大とすると、トナー帯電量が低下する一方、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面に偏摩耗が発生して、画像品質が低下する。
【００９５】
そこで、トナー中のワックス添加量を、３．５〜５．０重量％とすれば、定着の際に発生するオフセットを防止することができる。加えて、トナー帯電量の低下を防止するとともに、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面に偏摩耗が発生することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９６】
また、２成分現像剤のトナーの中には、低温で定着可能なものがある。そのトナーは、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であった。そして、このトナーは、わずかな熱や圧力が加えられた場合でもワックスが染み出た。
【００９７】
そして、このようないわゆる低温定着トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用する複写機において、感光体１０上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、トナーから染み出たワックスにより摩擦力の偏差が大きくなってしまい、クリーニングブレード１７のエッジおよび感光体１０の表面に偏摩耗が発生してしまう。
【００９８】
そこで、２成分現像剤を使用する複写機において、前述した例のように、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加したり、感光体１０の温度に応じて揺動幅を異なるようにしたりすれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加するので、画像形成装置を設置したときは、クリーニングブレードを揺動せず、または小さい揺動幅で揺動し、適宜の期間を経過し、トナーがブレードの長さ方向にほぼ均一に付着して後、大きい揺動幅で揺動するから、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニングブレードを揺動して像担持体とクリーニングブレードとの間に挟み込んだ異物を除去してクリーニング性能を長期間維持し、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０１】
請求項２に係る発明によれば、プロセスカートリッジが、請求項１に記載のクリーニング装置を備えるから、上述した各効果を有するクリーニング装置を備えるとともにメンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することができる。
【０１０２】
請求項３に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項１に記載のクリーニング装置を備えるから、上述した効果を有する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ができる。
【０１０３】
請求項４に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項２に記載のプロセスカートリッジを備えるから、上述した各効果を有するプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することができる。
【０１０４】
請求項５に係る発明によれば、像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であるので、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、直径の小さい像担持体を用いる画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０５】
請求項６に係る発明によれば、ワックスを添加したトナーを使用し、そのトナー中のワックス添加量が、３．５〜５．０重量％であるので、定着の際に発生するオフセットを防止することができる。加えて、トナー帯電量の低下を防止する一方、像担持体の表面やクリーニングブレードに偏摩耗が発生することを防止することができるから、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０６】
請求項７に係る発明によれば、いわゆる低温定着トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用する画像形成装置であるので、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成図である。
【図２】そのレーザ複写機が備えるクリーニング装置の概略構成図である。
【図３】そのクリーニング装置の要部の斜視図である。
【図４】そのクリーニング装置への駆動伝達系の構成図である。
【図５】そのクリーニング装置が備える揺動ギヤの、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は回転角度とカム面の高さとの関係を示す説明図である。
【図６】そのクリーニング装置が備える別の揺動ギヤの、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は回転角度とカム面の高さとの関係を示す説明図である。
【図７】トナーにワックスを添加しない現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図８】トナーにワックスを添加した現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図９】感光体の温度が低い場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図１０】感光体の温度が高い場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図１１】感光体の直径を変えた場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 感光体（像担持体）
１５ クリーニング装置
１７ クリーニングブレード
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートに画像を形成する画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置に備え、画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニング装置に関する。および、そのようなクリーニング装置と、少なくとも像担持体とを備え、画像形成装置に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、例えば帯電、書込みを行って像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着して現像することにより可視像化し、その可視像化することにより形成した像担持体上のトナー画像を用紙に転写して画像を形成していた。そして、その画像転写後の用紙を、定着装置を通すことにより、未定着転写画像を用紙に定着する一方、画像転写後の像担持体を、クリーニング装置でクリーニングしていた。
【０００３】
ところで、この種の画像形成装置で用いるクリーニング装置には、クリーニングブレードを備え、そのクリーニングブレードをドラム状の像担持体に所定の圧力で押し当てて、画像転写後の像担持体をクリーニングするものがあった。
【０００４】
しかし、このようなクリーニング装置を備える画像形成装置は、像担持体とクリーニングブレードとの間に異物を挟み込むことなどにより、クリーニング不良を発生して、形成した画像に縦スジ状の汚れを発生して、画像品質が低下する問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８６９８９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１９０８８号公報
そこで、その問題を解決するため、従来の画像形成装置には、例えば、特許文献１、特許文献２などに記載される技術があった。それらの文献に記載されているクリーニング装置は、画像形成時、像担持体の回転とともに、クリーニングブレードを像担持体の幅方向に一定幅で揺動することにより異物を除去して、クリーニング不良の発生を防止し、画像品質が低下することを防止していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、画像形成装置を設置して後はじめて使用する場合、または小サイズの画像を連続して形成した場合など、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があったとき、クリーニングブレードと像担持体との間に摩擦力が大きい個所と小さい個所とができてしまう。このような摩擦力の大きさに偏差がある状態で、クリーニングブレードを揺動すると、摩擦力が大きい個所で、クリーニングブレードのエッジが劣化して、早期にクリーニング性能が低下して画像品質が低下するとともに、像担持体の表面に偏摩耗が発生して、画像品質が低下する問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【０００８】
ところで、従来、定着の際に発生するオフセットを防止することを主な目的として、画像形成装置に用いるトナーに、ワックスを添加したものがあった。
【０００９】
トナーからのワックス染み出し量は、温度が低い場合は少なく、高い場合は多い。また、ワックス染み出し量が多いほど、オフセットの発生を確実に防止することができる。
【００１０】
しかし、トナーからのワックス染み出し量が多くなり、前述した例の場合と同様に、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、ワックスにより、摩擦力の偏差が一層大きくなってしまう。よって、前述した問題が、一層悪化してしまう課題があった。
【００１１】
そこで、この発明の第２の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置に備えるクリーニング装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１２】
この発明の第３の目的は、上述した目的を達成したクリーニング装置を備えるとともに、メンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１３】
この発明の第４の目的は、第１または第２の目的を達成した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にある。
【００１４】
この発明の第５の目的は、第３の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
ところで、所定時間あたりの画像形成枚数が同じであるとき、画像形成装置が備える像担持体の直径が小さいと、像担持体の回転数が多くなる。よって、直径が小さい像担持体を用いると、それだけ像担持体やクリーニングブレードの上述した偏摩耗が大きくなる。
【００１６】
そこで、この発明の第６の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、直径の小さい像担持体を用いる画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１７】
さて、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、ワックスの添加量を少なくすると、定着の際にオフセットが発生する問題がある。一方、ワックスの添加量を多くすると、トナー帯電量が低下したり、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面に偏摩耗が発生したりして、画像品質が低下する問題があった。
【００１８】
そこで、この発明の第７の目的は、ワックスを添加したトナーを用いる画像形成装置において、定着の際に発生するオフセットを防止するとともに、トナー帯電量の低下を防止し、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００１９】
また、従来、トナーの中には、低温で定着可能なものがあった。そのトナーは、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であった。そして、このトナーに、わずかな熱や圧力が加えられた場合でも、ワックスが染み出た。
【００２０】
しかし、前述した例の場合と同様に、像担持体上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、トナーから染み出たワックスにより、摩擦力の偏差が一層大きくなってしまう。よって、前述した問題が、一層悪化してしまう課題があった。
【００２１】
そこで、この発明の第８の目的は、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、いわゆる低温定着トナーを使用する画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを像担持体の幅方向に揺動する、画像形成装置に備えるクリーニング装置において、
クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加することを特徴とする。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、
請求項１に記載のクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジである、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、
請求項１に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、
請求項２に記載のプロセスカートリッジを備える画像形成装置である、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、上述した第６の目的も達成すべく、
請求項３または４に記載の画像形成装置において、
像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、上述した第７の目的も達成すべく、
請求項３ないし５のいずれか１に記載の画像形成装置において、
ワックスを添加したトナーを使用し、そのトナー中のワックス添加量が３．５〜５．０重量％であることを特徴とする。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、上述した第８の目的も達成すべく、
請求項６に記載の画像形成装置において、
トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用し、トナーが、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。
図１には、この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成を示す。
【００３１】
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。図１から判るとおり、感光体１０のまわりには、その上に設ける帯電装置１１から感光体１０の矢印Ａで示す回転方向に順に、右に現像装置１２、下に転写・搬送装置１３、左にクリーニング装置１５を設ける。
【００３２】
そして、コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、図示しない画像読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１０と転写・搬送装置１３間に用紙などのシートを送り込む。
【００３３】
一方、感光体１０は、所定の周速度で回転し、その回転にともない、帯電位置ａで、表面を一様に帯電し、不図示の光書込み装置からレーザ光Ｌを照射して、書込位置ｂで表面に書き込みを行って、感光体１０上に、上記読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像位置ｃで、現像剤を付着して、静電潜像を可視像化したトナー画像を形成する。そして、形成したトナー画像を、上述したとおり感光体１０と転写・搬送装置１３間の転写位置ｄで、搬送したシート上に転写する。
【００３４】
転写後、シートは、静電的に付着する感光体１０から、分離爪１４により、機械的に分離して後、不図示の定着装置へ搬送してそこで転写画像を定着し、不図示の排紙部へと排出する。なお、分離爪１４に代えて、放電装置を設け、感光体から静電的に分離するようにしてもよい。
【００３５】
他方、画像転写後の感光体１０は、表面に残った残留トナーをクリーニング位置ｅで、クリーニング装置１５に備えるファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で除去して表面をクリーニングして後、除電ランプ１８で除電して表面電位を初期化する。
【００３６】
なお、このような複写機において、例えば感光体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１５とを不図示のカートリッジケース内に備え、プロセスカートリッジを構成してもよい。そして、そのプロセスカートリッジを、複写機装置本体に対して例えば正面側から出し入れして一括して着脱自在とするとよい。
【００３７】
さて、上述した感光体１０の近傍には、図示省略するサーミスタを設ける。そして、サーミスタにより、感光体１０の表面温度を測定する。なお、サーミスタに代えて、赤外線センサなどを設けて感光体１０の表面温度を測定しても良い。
【００３８】
また、上述した現像装置１２は、上部側に現像剤収容部２１を設け、下部側に現像剤担持部２２を設けて構成する。
【００３９】
現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤が、トナー補給部２４から補給口２５を介して補給され、その現像剤を収容する。また、現像剤収容部２１には、現像剤を撹拌しながら現像剤担持部２２へ搬送する搬送スクリュー２３を設ける。
【００４０】
一方、現像剤担持部２２には、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、例えば２つの現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂなどを設ける。
【００４１】
現像アジテータ２８は、搬送スクリュー２３から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、撹拌ローラ２９へ搬送する。
【００４２】
撹拌ローラ２９は、現像アジテータ２８から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。
【００４３】
現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂは、それぞれ内部に磁石を有し、ローラ状をしている。上に設ける現像剤担持体３０Ａは、現像剤供給量規制部材３１によって、現像剤担持体３０Ａで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。一方、下に設ける現像剤担持体３０Ｂは、上に設ける現像剤担持体３０Ａによって、現像剤担持体３０Ｂで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。
【００４４】
また、クリーニング装置１５には、詳しくは図２に示すように、クリーニングケース部１５ａに、感光体１０と対向して開口１５ｂを設ける。その開口１５ｂの感光体回転方向上流側にはファーブラシ１６を、感光体回転方向下流側には、クリーニングブレード１７を設ける。そして、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で、感光体１０上の残留トナーを除去して、画像転写後の感光体１０をクリーニングする。
【００４５】
そのクリーニングブレード１７は、図２および図３に示すように、細長な矩形状をし、ゴム製で、上端をブレードホルダ３４に接着して設ける。そのブレードホルダ３４は、細長で、断面Ｌ字状に設け、ブラケット３５にねじ止めする。
【００４６】
そのブラケット３５には、細長で、断面略Ｌ字状の本体部３５ａを設ける。その本体部３５ａの両端にはそれぞれ、本体部３５ａの長さ方向に対して垂直に、略矩形状の支持部３５ｂを設ける。
【００４７】
それらの支持部３５ｂの先端には、それぞれ軸部３５ｃを突き立てて、それらの軸部３５ｃを外向きに設ける。それらの軸部３５ｃは、複写機本体が備える側板Ｆに設けた不図示の孔にそれぞれ通して、クリーニングブレード１７を軸部３５ｃ中心に、図中矢印の方向に回動自在とする。
【００４８】
また、図３中左側に示す軸部３５ｃの先端にはカバー３６を設けるとともに、軸部３５ｃのまわりにはバネＧを巻き付けて、クリーニングブレード１７およびブラケット３５などを、図中右側に付勢する。
【００４９】
一方、図３中右側に示す軸部３５ｃの先端には、図４に示すように、切欠Ｈを設ける。そして、切欠Ｈ内にピン３７を入れ、そのピン３７をネジ３８で軸部３５ｃの先端に取り付ける。そして、ブラケット３５は、バネＧにより図中右側に付勢するので、軸部３５ｃの先端のピン３７を、揺動ギヤ３９の一方の側面に突き当てている。
【００５０】
その揺動ギヤ３９の一方の側面は、らせん状に設けて、カム面３９ａとする。そのカム面３９ａは、図５に示すように、段部３９ｂを始点とし、図中反時計まわりに揺動ギヤ３９を回転すると、その回転にともない高さが徐々に低くなる傾斜面とする。そのような揺動ギヤ３９は、図４に示すように、固定ブラケット４０の軸４０ａで回転自在に支持する。
【００５１】
その揺動ギヤ３９の下には、揺動ギヤ３９に噛み合わせる駆動ギヤ４１を、モータ４２の駆動軸４２ａの先端に設ける。モータ４２は、モータブラケット４２ｂで固定ブラケット４０に取り付けて支持する。固定ブラケット４０には軸受４３を設けて、駆動軸４２ａを回転自在とする。
【００５２】
ところで、図２および図３に示すように、本体部３５ａのほぼ中央には、舌片Ｊを設け、その舌片Ｊには、バネ４４の一端を取り付ける。一方、バネ４４の他端は、複写機本体内の固定ブラケット４５に取り付けて、クリーニングブレード１７を感光体１０に所定の圧力で押し当てる。
【００５３】
また、クリーニング装置１５には、クリーニングケース部１５ａ内に、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで除去した残留トナーを、感光体１０の幅方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材３２を備える。
【００５４】
さらに、この複写機には、クリーニング装置１５で回収した残留トナーを、パイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュ・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２の現像剤収容部２１へと戻す不図示のトナーリサイクル装置を備える。
【００５５】
そして、コピー時、図１に示す現像装置１２では、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して、搬送スクリュー２３、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂをそれぞれ回転する。
【００５６】
それにより、現像剤収容部２１内に収納する現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら、現像剤担持部２２へと搬送する。その後、現像剤担持部２２内の現像剤を、同様に撹拌しながら、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９を介して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。
【００５７】
一方、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂには、所定バイアスを印加して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂ上に現像剤を付着する。そして、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂの回転とともに、それらで担持する現像剤をそれぞれ薄層化してから、その薄層化後の現像剤中のトナーを、感光体１０上に形成した静電潜像に静電的に付着し、感光体１０上に可視像化したトナー画像を形成する。
【００５８】
また、クリーニング装置１５では、感光体１０の矢印Ａで示す時計まわりの回転とともに、ファーブラシ１６を反時計まわりに回転し、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで、残留トナーを除去する。このとき、ファーブラシ１６は、感光体１０と接触する位置で、同方向に回転するので、クリーニングケース部１５ａ内から残留トナーが漏れることを防止しつつ、残留トナーを、保持部１５ｃ内に溜める。
【００５９】
その保持部１５ｃ内の残留トナーは、トナー搬送部材３２の時計まわりの回転駆動によりただちに搬送して、クリーニングケース部１５ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置で現像装置１２に戻す。
【００６０】
また、例えば感光体１０の回転とともに、図４に示すモータ４２を駆動し、駆動軸４２ａを介して、図３に示す駆動ギヤ４１を時計まわりに回転する。その回転により、カム面３９ａを備える揺動ギヤ３９が、図中矢印で示す反時計まわりに回転する。それにより、バネＧの弾性力に抗して、ブラケット３５を図中左側に移動する。やがて、ピン３７が、カム面３９ａの段部３９ｂで落下すると、バネＧの弾性力によりブラケット３５が図中右側にただちに移動する。そして、揺動ギヤ３９の回転の繰り返しによって、クリーニングブレード１７を感光体１０の幅方向に揺動する。
【００６１】
なお、揺動ギヤ３９に代えて、例えば図６で示す揺動ギヤ５０としても良い。その揺動ギヤ５０の一方の側面は、らせん状のカム面を２つ有する。図６に示すように、内側のカム面５０ａと外側のカム面５０ｂは、それぞれの段部５０ｃ、５０ｄを始点とし、図中反時計まわりに揺動ギヤ５０を回転すると、その回転にともない高さがそれぞれ徐々に低くなる傾斜面とする。
【００６２】
また、段部５０ｃにおける高さをＨ１とし、段部５０ｄにおける高さをＨ２とすると、Ｈ１＜Ｈ２の関係とする。
【００６３】
このような揺動ギヤ５０を用い、その揺動ギヤ５０を図６（Ｂ）中矢印で示す上下方向に移動して、図４に示すブラケット３５の先端に取り付けたピン３７を、図６に示すカム面５０ａまたはカム面５０ｂに当たるようにしても良い。このようにすれば、ピン３７が当たるカム面５０ａ・５０ｂによって、クリーニングブレード１７の揺動幅を、Ｈ１またはＨ２の２通りに異なるようにすることができる。
【００６４】
なお、上述した例では、揺動幅が２通りに異なるものを説明したが、この発明はそれに限られず、揺動幅が３通り以上異なるようにしても良い。
【００６５】
次に、当初から一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動する複写機（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動するもの）と、揺動幅を時間の経過とともに増加する複写機（画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動するもの）とをそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成し、そのときのそれぞれのクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００６６】
また、それらの複写機には、トナー中にワックスを添加しない現像剤をそれぞれに用い、それらの複写機が備える感光体の直径は３０ｍｍである。その結果を図７に示す。
【００６７】
通常、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍ以上となったとき、クリーニング不良が発生しやすくなり、画像形成不良が発生するようになる。そこで、この実験では、偏摩耗量が１０μｍとなったときを、クリーニングブレード１７の許容限界とした。また、一定枚数の画像を形成したとき、として６０Ｋ枚画像を形成したときを主に比較した。
【００６８】
クリーニングブレード１７を当初から一定の揺動幅で揺動するものは、およそ４０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００６９】
一方、時間の経過とともにクリーニングブレード１７の揺動幅を増加するものは、およそ６０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００７０】
したがって、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止し、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。また、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止できるので、感光体１０の表面が早期に劣化することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００７１】
なお、上述した例では、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動したものを、揺動幅を時間の経過とともに増加するものとして説明したが、この発明はそれに限られず、画像形成装置の使用のはじめから、小さい幅で揺動し、所定の期間経過後、大きい幅で揺動しても良い。
【００７２】
ところで、上述した例では、トナー中にワックスを添加しない現像剤を用いて実験を行ったが、次に、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いて、同様の実験を行った。その結果を図８に示す。
【００７３】
当初から揺動幅が一定のものは、およそ５０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００７４】
一方、揺動幅が経時的に増加するものは、およそ６０Ｋ枚画像形成したとき、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が６μｍであった。
【００７５】
したがって、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いる画像形成装置において、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止し、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。また、クリーニングブレード１７のエッジが早期に劣化することを防止できるので、感光体１０の表面が早期に劣化することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００７６】
ところで、感光体１０の表面温度は、通常、２０℃〜３５℃くらいである。しかし、連続して画像を形成すると、定着を行う際の熱によって、複写機本体内の温度が上昇し、感光体１０の表面温度も上昇する。また、シートの両面に画像を形成すると、表面に定着をおこなったシートを、感光体１０と転写・搬送装置１３間に送り込むことにより、感光体１０に熱が持ち込まれ、感光体１０の表面温度が上昇する。よって、複写機の機外温度、すなわち環境温度が高い場合、連続して画像を形成した場合、またはシートの両面に画像を形成した場合には、感光体１０の表面温度が上昇する。
【００７７】
一方、環境温度が低い場合、または画像を形成する頻度が少ない場合、感光体１０の表面温度が低下する。
【００７８】
そこで、トナー中にワックスを添加した現像剤を用いる複写機において、感光体１０の表面温度が高い場合と低い場合に、クリーニングブレード１７の偏摩耗量がそれぞれどのように変化するのか実験した。
【００７９】
その実験結果を図９および図１０に示す。実験では、当初から一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動した複写機（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動したもの（揺動幅一定のものを×で示す））、揺動幅を時間の経過とともに増加した複写機（画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を１ｍｍ揺動したものを☆で、２ｍｍ揺動したものを△で、４ｍｍで揺動したものを○でそれぞれ示す）とをそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成し、その時のそれぞれのクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００８０】
なお、図９で結果を示す複写機は、環境温度が１０℃、相対湿度が１５％で実験を行い、一方、図１０で結果を示す複写機は、環境温度が３０℃、相対湿度が９０％で実験を行った。すなわち、図９で示すものは、感光体１０の表面温度を低くする一方、図１０で示すものは、感光体１０の表面温度を高くして実験を行った。
【００８１】
図９に示すもので、当初から一定の揺動幅のもの（図９中×で示すもの）は、およそ４０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降、感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を２ｍｍ揺動したもの（図９中△で示すもの）は、およそ６０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を４ｍｍ揺動したもの（図９中○で示すもの）は、６０Ｋ枚画像を形成したとき偏摩耗量がおよそ９μｍであった。
【００８２】
図９の実験結果から、感光体１０の温度が低い場合、揺動幅を大きくしてもクリーニングブレード１７の劣化がさほど大きくないことが判る。
【００８３】
また、図１０に示すもので、当初から揺動幅一定のもの（図１０中×で示すもの）は、およそ４０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を２ｍｍ揺動したもの（図１０中△で示すもの）は、およそ６０Ｋ枚で偏摩耗量が１０μｍを越え、画像形成枚数が５Ｋ枚まで揺動せず、それ以降感光体１０の幅方向にクリーニングブレード１７を１ｍｍ揺動したもの（図１０中☆で示すもの）は、６０Ｋ枚画像を形成したとき偏摩耗量が６μｍであった。
【００８４】
図１０から、感光体１０の温度が高い場合、揺動幅を大きくすると、クリーニングブレード１７の劣化が大きくなることが判る。
【００８５】
そこで、感光体１０の温度が低い場合、揺動幅を広くしてクリーニング性能を向上するようにし、一方温度が高い場合、揺動幅を狭くして、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面の劣化を防止するようにし、感光体１０の温度に応じて、クリーニングブレード１７の揺動幅を異なるようにすれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００８６】
なお、上述した例では、狭い揺動幅が１ｍｍ、通常の揺動幅が２ｍｍ、広い揺動幅が４ｍｍのもので説明したが、この発明は、それに限られず、適宜の幅で、感光体１０の温度に応じて、揺動幅を異なるようにしても良い。
【００８７】
次いで、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍの直径の感光体１０を備える複写機をそれぞれ用意し、一定枚数の画像を形成した後、それぞれの複写機が備えるクリーニングブレード１７の偏摩耗量を測定した。
【００８８】
このとき、一定の揺動幅でクリーニングブレード１７を揺動し（感光体１０の幅方向に２ｍｍ揺動）、ワックスを添加しないトナーをそれぞれ用いた。そして、３０ｍｍまたは６０ｍｍの直径の感光体１０を備える複写機の結果を図１１に示す。
【００８９】
３０ｍｍのものは、およそ４０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量が１０μｍを越えた。
【００９０】
一方、６０ｍｍのものは、６０Ｋ枚画像形成した後、クリーニングブレード１７の偏摩耗量は、およそ８μｍであった。
【００９１】
したがって、直径が小さい感光体１０を用いると、それだけクリーニングブレード１７の偏摩耗量が大きくなることが分かる。
【００９２】
また、この実験により、特に、感光体１０の直径が、４０ｍｍ以下のものは、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化し、クリーニング性能を長期間維持できず、画像品質を低下することが判った。
【００９３】
そこで、感光体１０の直径が４０ｍｍ以下の複写機において、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加すれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９４】
ところで、複写機において、トナー中のワックス添加量を３．５重量％より小とすると、定着の際にオフセットが発生する。一方、トナー中のワックス添加量を５．０重量％より大とすると、トナー帯電量が低下する一方、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面に偏摩耗が発生して、画像品質が低下する。
【００９５】
そこで、トナー中のワックス添加量を、３．５〜５．０重量％とすれば、定着の際に発生するオフセットを防止することができる。加えて、トナー帯電量の低下を防止するとともに、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面に偏摩耗が発生することを防止して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９６】
また、２成分現像剤のトナーの中には、低温で定着可能なものがある。そのトナーは、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、分子量分布の半値幅が１５，０００以下であった。そして、このトナーは、わずかな熱や圧力が加えられた場合でもワックスが染み出た。
【００９７】
そして、このようないわゆる低温定着トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用する複写機において、感光体１０上の残留トナーの堆積量に偏差があった場合、トナーから染み出たワックスにより摩擦力の偏差が大きくなってしまい、クリーニングブレード１７のエッジおよび感光体１０の表面に偏摩耗が発生してしまう。
【００９８】
そこで、２成分現像剤を使用する複写機において、前述した例のように、クリーニングブレード１７の揺動幅を、時間の経過とともに増加したり、感光体１０の温度に応じて揺動幅を異なるようにしたりすれば、クリーニングブレード１７のエッジや感光体１０の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加するので、画像形成装置を設置したときは、クリーニングブレードを揺動せず、または小さい揺動幅で揺動し、適宜の期間を経過し、トナーがブレードの長さ方向にほぼ均一に付着して後、大きい揺動幅で揺動するから、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニングブレードを揺動して像担持体とクリーニングブレードとの間に挟み込んだ異物を除去してクリーニング性能を長期間維持し、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０１】
請求項２に係る発明によれば、プロセスカートリッジが、請求項１に記載のクリーニング装置を備えるから、上述した各効果を有するクリーニング装置を備えるとともにメンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することができる。
【０１０２】
請求項３に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項１に記載のクリーニング装置を備えるから、上述した効果を有する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ができる。
【０１０３】
請求項４に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項２に記載のプロセスカートリッジを備えるから、上述した各効果を有するプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することができる。
【０１０４】
請求項５に係る発明によれば、像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であるので、特にクリーニングブレードのエッジが早期に劣化したり、像担持体の表面に偏摩耗が発生したりしやすい、直径の小さい像担持体を用いる画像形成装置において、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０５】
請求項６に係る発明によれば、ワックスを添加したトナーを使用し、そのトナー中のワックス添加量が、３．５〜５．０重量％であるので、定着の際に発生するオフセットを防止することができる。加えて、トナー帯電量の低下を防止する一方、像担持体の表面やクリーニングブレードに偏摩耗が発生することを防止することができるから、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【０１０６】
請求項７に係る発明によれば、いわゆる低温定着トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用する画像形成装置であるので、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が早期に劣化することを防止しながら、クリーニング性能を長期間維持して、画像品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成図である。
【図２】そのレーザ複写機が備えるクリーニング装置の概略構成図である。
【図３】そのクリーニング装置の要部の斜視図である。
【図４】そのクリーニング装置への駆動伝達系の構成図である。
【図５】そのクリーニング装置が備える揺動ギヤの、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は回転角度とカム面の高さとの関係を示す説明図である。
【図６】そのクリーニング装置が備える別の揺動ギヤの、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図、（Ｃ）は回転角度とカム面の高さとの関係を示す説明図である。
【図７】トナーにワックスを添加しない現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図８】トナーにワックスを添加した現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図９】感光体の温度が低い場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図１０】感光体の温度が高い場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【図１１】感光体の直径を変えた場合において、画像形成枚数とクリーニングブレードの偏摩耗量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 感光体（像担持体）
１５ クリーニング装置
１７ クリーニングブレード
Claims (7)
- 画像転写後の像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを前記像担持体の幅方向に揺動する、画像形成装置に備えるクリーニング装置において、
前記クリーニングブレードの揺動幅を、時間の経過とともに増加することを特徴とする、クリーニング装置。 - 請求項１に記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
- 請求項１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。
- 請求項２に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする、画像形成装置。
- 前記像担持体の直径が、４０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項３または４に記載の画像形成装置。
- ワックスを添加したトナーを使用し、そのトナー中のワックス添加量が、３．５〜５．０重量％であることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれか１に記載の画像形成装置。
- トナーとキャリアとを有する２成分現像剤を使用し、前記トナーが、平均粒径１０μｍ以下であり、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、テトラヒドロフラン可溶分により求められたゲルパミエーションクロマトグラフィーによる分子量分布の値が１，０００〜１０，０００の間に少なくとも１つのピークを有し、前記分子量分布の半値幅が１５，０００以下であることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
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