JP4524140B2 - クリーニング部材、クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材と、そのクリーニング部材を有するクリーニング装置と、該クリーニング装置を具備するプロセスカートリッジと、該クリーニング装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。

上記形式のクリーニング部材は従来より周知であり、特に、電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその複合機などとして構成される画像形成装置に広く採用されている。

図１０は、従来のクリーニング部材１Ａの一例を示す概略図である。ここに示したクリーニング部材１Ａは、互いに接合された支持板２Ａと弾性ブレード３Ａとを有し、その弾性ブレード３Ａが被清掃体の一例である感光体４Ａの表面に圧接し、矢印Ａ方向に移動する感光体表面に付着した転写残トナーＴを掻き取り除去する。弾性ブレード３Ａは、例えばポリウレタンエラストマーより成り、支持板２Ａは、例えば金属板より成る。ここで感光体４Ａの表面に対向する側の支持板２Ａの面を支持板表面５Ａと称し、感光体表面に対向した側と反対側の弾性ブレード３Ａの面をブレード背面６Ａと称することにすると、弾性ブレード３Ａは、そのブレード背面６Ａの基端側の部分７Ａが支持板表面５Ａに接合され、ブレード背面６Ａの先端側の部分８Ａは、支持板２Ａに接合されず、その支持板２Ａの先端面９Ａよりも感光体４Ａの側へ突出している。

弾性ブレード３Ａは感光体４Ａの表面に対して加圧されているので、該弾性ブレード３Ａは感光体表面から反力Ｎを受け、これによって弾性ブレード３Ａは曲げ変形する。このとき、この弾性ブレード３Ａは、図１１に誇張して示すように、その基端側の部分７Ａと先端側の部分８Ａとの境界部１０Ａのところで急激に折れ曲がった状態に曲げ変形する。このため、弾性ブレード３Ａのブレード背面６Ａと反対側のブレード表面１１Ａが感光体４Ａに対して大きな面積ＡＲで接触する。弾性ブレード３Ａが感光体表面に腹当て状態で接触するのである。このようになると、感光体４Ａに対する弾性ブレード３Ａの単位面積当りの圧力が小さくなり、感光体４Ａを清掃する能力、すなわちクリーニング性能が低下する。特に、トナーが円形度の高い球形トナーであると、このトナーが弾性ブレード３Ａに接触したとき回転し、当該トナーが回転しながら弾性ブレード３Ａと感光体表面との間に入り込み、次いでここを擦り抜けてしまうおそれがあり、感光体４Ａに対するクリーニング性能の低下が顕著となる。

そこで、図１２に示すクリーニング部材１Ｂが提案されている（例えば特許文献１参照）。このクリーニング部材１Ｂも互いに接合された弾性ブレード３Ｂと支持板２Ｂとを有しており、この弾性ブレード３Ｂには溝１２Ｂが形成され、この溝１２Ｂに支持板２Ｂが嵌合し、当該溝１２Ｂを区画する面の全体が支持板２Ｂに接合されている。かかるクリーニング部材１Ｂの弾性ブレード３Ｂも、感光体４Ｂの表面から反力Ｎを受けるので、該弾性ブレード３Ｂが矢印Ｍ方向に曲げ変形しようとする。ところが、この弾性ブレード３Ｂの溝１２Ｂの底面は支持板２Ｂの先端面９Ｂに突き当って接合されているので、弾性ブレード３Ｂが矢印Ｍ方向に曲げ変形しようとしたとき、溝１２Ｂの底面が弾性ブレード２Ｂの先端面９Ｂに受け止められる。このため、弾性ブレード３Ｂが、図１１に示した弾性ブレード３Ａの如く局所的に大きく折れ曲がるように曲げ変形することはなく、ブレード表面１１Ｂが感光体表面に特に大きな面積で接触することはない。

ところが、溝１２Ｂに嵌合した支持板２Ｂの背面１３Ｂも弾性ブレード３Ｂの溝１２Ｂの面１４Ｂに接合されているので、弾性ブレード３Ｂが矢印Ｍ方向に曲げ変形しようとしたとき、溝１２Ｂの面１４Ｂが支持板背面１３Ｂに対して矢印Ｂ方向に滑ることができない。このため、弾性ブレード３Ｂが曲げ変形することが妨げられ、当該弾性ブレード３Ｂの曲げ変形量が極くわずかなものに抑えられる。支持板背面１３Ｂが弾性ブレード３Ｂの溝１２Ｂの面１４Ｂに一体に接合されていることにより、弾性ブレード３Ｂの曲げ変形が強く抑制されるのである。このように、弾性ブレード３Ｂの曲げ変形量が少なくなると、図１１に示した例の場合と逆に、感光体表面に対する弾性ブレード３Ｂの接触面積が過度に小さくなり、弾性ブレード３Ｂが感光体４Ｂの表面に対して均一な圧力で接触できなくなる。感光体表面に対する弾性ブレード３Ｂの当接圧がその長手方向（図１２の紙面に垂直な方向）に亘って一定とならず、大きくばらついてしまうのである。これにより、弾性ブレード３Ｂによる転写残トナーの除去効率が低下し、特にトナーが球形トナーより成るときは、クリーニング部材１Ｂのクリーニング性能の低下が顕著となる。

上述のように、感光体表面のクリーニング性能を高めるには、弾性ブレードを適度に曲げ変形させ、感光体表面と弾性ブレードとの接触面積を適度な大きさに設定し、感光体表面に対する弾性ブレードの圧接力を高めると共に、弾性ブレードを感光体表面に均一な圧力で圧接させる必要があるが、図１０に示したクリーニング部材によると、感光体表面に対する接触面積が過度に大きくなり、その単位面積当りの圧力が小さくなりすぎて感光体に対するクリーニング性能が低下する。逆に図１２に示したクリーニング部材の場合には、その弾性ブレードが充分に曲げ変形できず、この弾性ブレードが感光体表面に均一に接触できなくなり、やはり感光体表面に対するクリーニング性能が低下する。このことは、被清掃体が感光体以外の物であるときも同様に言えることである。

特開２０００−１４７９７０号公報

本発明の目的は、被清掃体に対する弾性ブレードの当接圧を高め、しかも弾性ブレードを均一な圧力で被清掃体に圧接させることのできるクリーニング部材と、該クリーニング部材を有するクリーニング装置と、該クリーニング装置を具備するプロセスカートリッジと、そのクリーニング装置ないしはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材において、前記被清掃体に対向する側の支持板の面を支持板表面とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレードの面をブレード背面としたとき、該弾性ブレードは、そのブレード背面の基端側の部分だけが支持板表面に接合され、支持板表面には接合されていないブレード背面の先端側の部分と、支持板の先端面とに補強弾性体が接合されており、前記弾性ブレードの厚さをｔ_１、該弾性ブレードの厚さと前記補強弾性体の厚さを合せた合計厚さをｔ_２、前記支持板の厚さをｔ_３としたとき、ｔ_３＋ｔ_１≧ｔ_２＞ｔ_１を満たすように各厚さが設定され、前記ブレード背面に接合されている面と反対側の補強弾性体の面と、前記支持板の先端面とに接合された補強部材を具備することを特徴とするクリーニング部材を提案する（請求項１）。
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材において、前記被清掃体に対向する側の支持板の面を支持板表面とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレードの面をブレード背面としたとき、該弾性ブレードは、そのブレード背面の基端側の部分だけが支持板表面に接合され、支持板表面には接合されていないブレード背面の先端側の部分と、支持板の先端面とに補強弾性体が接合されており、前記弾性ブレードの厚さをｔ_１、該弾性ブレードの厚さと前記補強弾性体の厚さを合せた合計厚さをｔ_２、前記支持板の厚さをｔ_３としたとき、ｔ_３＋ｔ_１≦ｔ_２を満たすように各厚さが設定され、前記支持板表面と反対側の支持板の面を支持板背面としたとき、前記支持板の先端面に対向する補強弾性体の後端面と、前記支持板背面とに接合された補強部材を具備することを特徴とするクリーニング部材を提案する（請求項２）。

また、上記請求項１又は２に記載のクリーニング部材において、前記支持板表面と反対側の支持板の面を支持板背面としたとき、該支持板背面に面する領域には弾性ブレードと補強弾性体のいずれの部分も配置されていないと有利である（請求項３）。

さらに、上記請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体が板状弾性体より成ると有利である（請求項４）。

また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体が弾性接着剤より成ると有利である（請求項５）。

さらに、上記請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体の幅は、クリーニング部材の長手方向に亘ってほぼ一定となっていると有利である（請求項６）。

また、上記請求項１乃至６のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体の幅は、前記ブレード背面の先端側の部分の幅よりも小さく設定されていると有利である（請求項７）。

さらに、上記請求項１乃至７のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記被清掃体に対向した側の弾性ブレードの面をブレード表面とし、該ブレード表面と、弾性ブレードが被清掃体表面に接した位置に引いた接線との成す角度をθ_１、前記支持板の先端面に対向する補強弾性体の後端面の上端と被清掃体に対する弾性ブレードの圧接部を結ぶ線と、前記ブレード表面との成す角度をθ_２としたとき、θ_１≦θ_２を満たすように各角度を設定すると有利である（請求項８）。

また、上記請求項１乃至８のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体のＪＩＳ Ａ硬度は、前記弾性ブレードのＪＩＳ Ａ硬度以上の大きさに設定されていると有利である（請求項９）。

さらに、上記請求項１乃至３及び６乃至８のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強弾性体が金属箔より成ると有利である（請求項１０）。

さらに、上記請求項１乃至１０のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記弾性ブレードのＪＩＳ Ａ硬度が６５°乃至８０°であると有利である（請求項１１）。

また、上記請求項１乃至１１のいずれかに記載のクリーニング部材において、常温（２４℃±３℃）における弾性ブレードの反発弾性係数は３０％以下であり、１０℃から４０℃への温度変化に伴う弾性ブレードの反発弾性係数の変化率は３５０％以下であると有利である（請求項１２）。

さらに、上記請求項１乃至１２のいずれかに記載のクリーニング部材において、前記補強部材のヤング率は、前記補強弾性体のヤング率よりも大きく設定されていると有利である（請求項１３）。

また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１乃至１３のいずれかに記載のクリーニング部材を具備するクリーニング装置を提案する（請求項１４）。

さらに、本発明は、上記目的を達成するため、少なくとも、請求項１４に記載のクリーニング装置と、該クリーニング装置によって清掃される像担持体が一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを提案する（請求項１５）。

また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１４に記載のクリーニング装置を具備する画像形成装置を提案する（請求項１６）。

さらに、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置を提案する（請求項１７）。

本発明によれば、被清掃体に対する弾性ブレードの当接圧を高め、しかも弾性ブレードを均一な圧力で被清掃体に圧接させることができ、被清掃体に対するクリーニング性能を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。

図１は画像形成装置の一例を示す概略断面図であり、その本体１５内には、ドラム状の感光体４より成る像担持体が配置されている。この感光体４は、矢印Ａ方向に回転駆動され、このとき、帯電装置１６によって感光体表面が所定の極性に帯電される。その帯電面に、露光装置１７から出射した光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって感光体４に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１８によってトナー像として可視像化される。

一方、画像形成装置本体１５内の下方領域には、給紙カセット１９と、給紙ローラ２０とを有する給紙装置２１が配置され、その給紙カセット１９に収容された記録紙Ｐが給紙ローラ２０の回転によって矢印Ｃ方向に送り出される。この記録紙Ｐは、一対の支持ローラ２２，２４に巻き掛けられて矢印Ｄ方向に回転駆動される転写ベルト２３と感光体４との間に送り込まれ、このとき転写ローラを兼ねる支持ローラ２２に転写電圧が印加されることにより感光体４上のトナー像が記録紙Ｐに転写される。トナー像を転写された記録紙Ｐは、さらに転写ベルト２３に担持されて搬送され、定着装置２５を通過する。このとき、記録紙Ｐ上のトナー像がその記録紙に定着される。定着装置２５を通過した記録紙Ｐは、画像形成装置本体外の排紙トレイ２６上に排出される。転写ベルト２３に付着したトナーや紙粉は、ベルト用のクリーニング装置２７によって除去される。

記録紙Ｐに転写されずに感光体４上に残った転写残トナーは、クリーニング装置２８のクリーニング部材１によって感光体４の表面から掻き取り除去される。感光体４から除去されたトナーは、クリーニング装置２８のケーシング２９内に配置されたトナー搬送部材３０によってケーシング外に搬送される。クリーニング装置２８により表面を清掃された感光体表面は、除電ランプ３１によって除電作用を受け、その表面電位が初期化される。

上述のクリーニング装置２８のクリーニング部材１は、図２及び図３にも示すように、互いに接合された支持板２と弾性ブレード３とを具備している。支持板２は、図３に示すように、その長手方向ＬＬに細長く延びた薄板状に形成され、例えば金属又は硬質樹脂などの高剛性材料により構成されている。また弾性ブレード３は、例えばポリウレタンエラストマーなどの弾性材料により構成されている。図１に示すように、支持板２の基端部３２がクリーニング装置２８のケーシング２９に固定され、図２に示すように弾性ブレード３の先端エッジ部が被清掃体の一例を構成する感光体４の表面に圧接し、矢印Ａ方向に移動する感光体表面に付着した転写残トナーＴを除去して該感光体を清掃する。弾性ブレード３は、感光体４の移動方向、すなわち矢印Ａ方向に対してカウンタ向きの姿勢で該感光体４の表面に圧接している。

本例のクリーニング部材１は、その支持板３の基端部３２がクリーニング装置２８のケーシング２９に固定されているが、クリーニング部材１が図１に矢印Ｅで示した方向に揺動できるように該クリーニング部材１をケーシング２９に対して支持し、またクリーニング部材１が感光体４の軸方向に揺動するように該クリーニング部材１をケーシング２９に支持することもできる。

ここで、図２に示すように、被清掃体を構成する感光体４の表面に対向する側の支持板２の面を支持板表面５とし、その支持板表面５と反対側の支持板２の面を支持板背面１３とする。さらに、支持板２の基端部３２と反対側の自由端側の端面を支持板２の先端面９と称することにする。また、被清掃体の一例である感光体４に対向した側の弾性ブレード３の面をブレード表面１１とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレード３の面をブレード背面６とする。さらにブレード背面６のうちの感光体表面から離れた側の部分をブレード背面６の基端側の部分７とし、感光体表面に近い側の部分をブレード背面６の先端側の部分としたとき、弾性ブレード３は、そのブレード背面６の基端側の部分７だけが支持板表面５に接合され、支持板表面５には接合されていないブレード背面６の先端側の部分８と、支持板２の先端面９とに補強弾性体４１が接合されている。図２及び図３に示したクリーニング部材１においては、補強弾性体４１が板状弾性体より成る。かかる板状弾性体は、弾性ブレード３と同等の材料で構成することもできるが、安価な天然ゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴムなどのゴム材を使用することもできる。

支持板２と弾性ブレード３と補強弾性体４１とを接合するには、接着剤を用いることもできるし、一体成形により接合することもできる。接着剤を用いる場合には、例えば、ポリウレタンエラストマーから成る板状の成形物を所定寸法に裁断して短冊状の弾性ブレード３を得、この弾性ブレード３に接着剤を介して鋼製の支持板２を接着一体化すると共に、その支持板２と弾性ブレード３に板状弾性体より成る補強弾性体４１を接着剤により一体に接合する。また、弾性ブレード３を支持板２に一体成形するには、例えば、支持板２に接着剤を塗布すると共に、その接着剤を乾燥させておき、かかる支持板２を金型にセットし、次いでその金型内にポリウレタンエラストマー形成液を入れてこれを架橋硬化させ、その支持板２と弾性ブレード３に補強弾性体４１を接着剤により一体に接合する。

図２に示すように、クリーニング部材１は、その弾性ブレード３の先端エッジ部が感光体表面に圧接しているので、弾性ブレード３は感光体表面から反力Ｎを受けて矢印Ｍ方向に曲げ変形する。このとき、弾性ブレード３のブレード背面６と、支持板２の先端面９には、補強弾性体４１が一体に接合されているので、弾性ブレードが曲げ変形したとき、補強弾性体も曲げ変形する。このため、支持板２の先端面９に接合した補強弾性体４１の後端面３５が支持板２の先端面９に力Ｆを及ぼし、この力Ｆは先端面９によって受け止められる。このため、図１１に示した弾性ブレード３Ａの如く、局部的に大きく折れ曲がるように曲げ変形することはなく、感光体表面に対する弾性ブレード３の接触面積が過度に大きくなって、感光体４に対する弾性ブレード３の単位面積当りの圧力が過度に小さくなることはない。補強弾性体４１が鎹の機能を果たし、弾性ブレード３が局部的に折れ曲がることを阻止するのである。このようにして、感光体４に対する弾性ブレード３の単位面積当りの圧力を大きく保ち、高いクリーニング性能を確保できるのである。しかも、支持板背面１３には弾性ブレード３が接合していないので、図１２に示した弾性ブレード３Ｂのように、弾性ブレード３の曲げ変形を妨げるものがない。このため、弾性ブレード３は適度に曲げ変形し、感光体表面に対する弾性ブレード３の接触面積が小さくなりすぎることを阻止できる。また、補強弾性体４１は、ゴムなどの弾性材より成るので、弾性ブレード３の適正な曲げ変形が阻害されることはない。このようにして、弾性ブレード３をその長手方向ＬＬ全体に亘って均一な圧力で感光体表面に圧接させることができる。弾性ブレード３の曲げ変形量が大きすぎたり小さすぎたりすることを阻止し、画像形成装置において使用されるトナーが球形トナーであるときも、感光体表面に付着した転写残トナーＴを効率よく除去することができるのである。

図４に示したクリーニング部材１は、その補強弾性体４１が弾性接着剤より成る。弾性接着剤としては、例えば、シリコーン変性ポリマー系、ウレタン系、エポキシ系などの一液性、二液性の何れの物も使用できる。互いに一体に接合された支持板２の先端面９と、弾性ブレード３のブレード背面６とのコーナ部に、ディスペンサによって容易に塗布できる液状の接着剤を用い、その塗布後に、当該接着剤を硬化させるようにすると、簡単に弾性接着剤によって補強弾性体４１を構成することができる。補強弾性体４１として弾性接着剤を使用することで、弾性ブレード３の適度な曲げ変形を保証できると共に、接着剤の塗布後に、これが硬化収縮する際、その収縮率が小さいため、弾性ブレード３がうねった状態に変形せず、その平面性と真直性を維持できる。図４に示したクリーニング部材１の他の構成と、その基本的な作用は、図１乃至図３に示したクリーニング部材と変りはない。よって、図２に付した各部分に対応する図４における各部分には、図２に付した符号と同一の符号を付して同一部分についての説明は省略する。

また、本例のクリーニング部材１においては、図２及び図４に示すように、支持板背面１３に面する領域Ｓには、弾性ブレード３と補強弾性体４１のいずれの部分も配置されていない。支持板背面１３に、弾性ブレード３や補強弾性体４１が接合されていないだけでなく、その支持板背面１３に面する領域Ｓに、弾性ブレード３と補強弾性体４１が存在しないのである。このため、図１２に示した弾性ブレード３Ｂよりも少量の材料で弾性ブレード３を構成することが可能となり、弾性ブレード３の製造コストを低減することができる。

また、図３に示すように、補強弾性体４１の幅Ｗ１は、クリーニング部材１の長手方向ＬＬに亘ってほぼ一定となっている。この構成は、図４に示したクリーニング部材１のように補強弾性体４１が弾性接着剤より成り、或いは後述するように金属箔より成るときも採用できる。かかる構成によって、弾性ブレード３が、その長手方向ＬＬ全体に亘って感光体表面により一層均一に圧接することができ、均一なクリーニング性能が得られる。

さらに、図２及び図４に示すように、補強弾性体４１の幅Ｗ１は、ブレード背面６の先端側の部分８の幅Ｗ２よりも小さく設定されている。このため、弾性ブレード３と補強弾性体４１の全体を１つの弾性体と考えたとき、その弾性体の先端側の厚さが薄くなる。これにより、矢印Ａ方向に移動する感光体４上の転写残トナーＴをクリーニング部材１が除去しているとき、その弾性ブレード３がスティックスリップを起こすことを防止でき、安定したクリーニング性能を維持することができる。

また、図２及び図４に示したクリーニング部材１においては、補強弾性体４１の先端面４２がテーパ状に形成され、補強弾性体４１の厚さが弾性ブレード３のブレード背面６に向けて徐々に小さくなっているので、弾性ブレード３が局部的に折れ曲がるように曲げ変形することをより確実に防止することができる。

図５及び図６にクリーニング部材の他の例を示す。ここに示したクリーニング部材１も、その基本構成は図２及び図３に示したクリーニング部材と変りはない。よって、図２に示した各部分に対応する図５及び図６における各部分には、図２に付した符号と同一の符号を付し、同一部分についての説明は省略する。

ここで、図５及び図６に示すように、弾性ブレード３の厚さをｔ_１、その弾性ブレード３の厚さと補強弾性体４１の厚さを合せた合計厚さをｔ_２、支持板２の厚さをｔ_３としたとき、図５に示したクリーニング部材１は、ｔ_３＋ｔ_１≧ｔ_２＞ｔ_１を満たすように、その各厚さが設定されている。このように構成することにより、弾性ブレード３の厚さと補強弾性体４１の厚さを合せた合計厚さｔ_２を薄くすることができる。

一方、図６に示したクリーニング部材１においては、ｔ_３＋ｔ_１≦ｔ_２を満たすようにその各厚さが設定されている。これにより、合計厚さｔ_２を大きくすることができるので、支持板２の先端面９に対向した補強弾性体４１の後端面３５の面積を大きくすることができ、これによって支持板２の先端面９が、より確実に、かつ安定して補強弾性体４１の後端面３５を受け止めることができる。弾性ブレード３が局部的に折れ曲がった状態に曲げ変形することを、より一層確実に防止することができるのである。

図６に示すように、被清掃体の一例である感光体４の表面に対向する側の弾性ブレード３の面であるブレード表面１１と、弾性ブレード３が感光体表面に接した位置に引いた接線との成す角度をθ_１、支持板２の先端面９に対向する補強弾性体４１の後端面３５の上端と感光体表面に対する弾性ブレード３の圧接部を結ぶ線と、ブレード表面１１との成す角度をθ_２としたとき、図６に示したクリーニング部材１においては、θ_１≦θ_２を満たすように各角度が設定されている。このように、角度θ_２が大きくなれば、補強弾性体４１の後端面３５の面積が大きくなり、上述したところと同じ理由によって、弾性ブレード３が局部的に折れ曲がった状態で曲げ変形することをより確実に防止することができる。弾性ブレード３が感光体表面に対して腹あたり状態となることを防止でき、しかも弾性ブレード３の巻き込みも防止でき、これにより、安定したクリーニング性能を得ることができるのである。角度θ_２は２０°乃至３０°であることが望ましい。

一方、角度θ_１は１５°乃至２５°であることが好ましい。角度θ_１が１５°よりも小さいと、弾性ブレード３は感光体表面に腹当りとなって先端エッジ部が滑り、転写残トナーＴをせき止める力がなくなるおそれがある。逆に角度θ_１が２５°よりも大きくなると、感光体表面と弾性ブレード３との摩擦力によって、弾性ブレード３が巻き込まれるおそれがある。弾性ブレード３が巻き込まれると、クリーニング不良が発生するだけでなく、電子写真システムが成立せずに異常状態となる。

さらに、補強弾性体４１のＪＩＳ Ａ硬度が、弾性ブレード３のＪＩＳ Ａ硬度以上に設定されていることが好ましい。これにより、弾性ブレードが局部的に折れ曲がった状態に曲げ変形して該弾性ブレードが感光体表面に腹当りすることをより確実に防止することができる。なお、ＪＩＳ Ａ硬度はヤング率に換算できるものであり、Ｅをヤング率、ＨｓをＪＩＳ Ａ硬度としたとき、両者の関係は次式で表わされる。
Ｅ＝（７．３２＋Ｈｓ）／（０．４５４×（１００−Ｈｓ））〔Ｍｐａ〕

また、補強弾性体４１を、厚さが例えば０．０５〜０．５mmの金属箔によって構成することもできる。

図２乃至図６に示した弾性ブレード３のＪＩＳ Ａ硬度と、感光体表面に対する弾性ブレード３の線圧の関係の一例を図７に示す。実線ａはＪＩＳ Ａ硬度９０°の弾性ブレードであり、一点鎖線ｂはＪＩＳ Ａ硬度８０°の弾性ブレードである。また破線ｃはＪＩＳ Ａ硬度７０°の弾性ブレードを示し、二点鎖線ｄはＪＩＳ Ａ硬度６０°の弾性ブレードを示している。この図から弾性ブレード３の硬度が高くなると、線圧が大きくなることが判る。すなわち、弾性ブレード３の硬度が高いと、弾性ブレード３の感光体４に対する食い込み量がわずかでも、大きな線圧が得られるのである。しかし、弾性ブレード３の真直度や感光体自身の真直度のばらつきから、弾性ブレード３を高硬度にすると、弾性ブレード３と感光体表面との接触むらが発生し、線圧は高いがクリーニングむらを生じる結果となる。また、弾性ブレード３の硬度が８０°以上になると、弾性ブレード自身がクリープを起こし、初期には高線圧が得られるが、時間の経過と共に線圧が低下し、弾性ブレードの弾性力が低下する。

一方、弾性ブレード３の硬度が低いと、食い込み量に対する線圧変化が小さくなり線圧のばらつきが低減するが、線圧を高めるには弾性ブレードを大きく食い込ませなければならない。弾性ブレード３の硬度が低い上に、食い込み量を大きくすると、感光体に対する弾性ブレードの接触面積が大きくなり、圧力分布が平坦となる。これらのことから、弾性ブレード３のＪＩＳ Ａ硬度が６５°乃至８０°が適正で、かつ線圧は４０乃至１２０ｇｆ／ｃｍが好適であり、これによって高いクリーニング性能が得られる。

ところで、弾性ブレード３の反発弾性は、該弾性ブレード３が転写残トナーをクリーニングするときに、その弾性ブレードに接触しているトナーを跳ね返す作用がある。非球形である粉砕トナーを感光体表面から除去するときは、弾性ブレードの反発弾性が大きい方が、トナーを跳ね返すことができるので、クリーニング能力を高めることができる。ところが、球形トナーは、弾性ブレードによって跳ね返される前に、弾性ブレードと感光体との間に潜り込むので、弾性ブレードの反発弾性が大きくとも、トナーの除去効率を高めることはできない。むしろ、弾性ブレードの反発弾性が小さい方が、感光体表面に接触した弾性ブレード下面を球形トナーが通過し難くなり、そのクリーニング性能が向上する。このように、トナーとして球形トナーを用いる場合には、低反発弾性の弾性ブレード３を用いることが好ましい。弾性ブレード３の反発弾性を下げるには、例えば、弾性ブレード３を構成するポリウレタン成分のハードセグメントを多くすればよい。

その際、弾性ブレード３の反発弾性係数は温度の上昇と共に高くなる傾向にあるので、温度変化に伴う反発弾性係数の変化率も考慮に入れる必要がある。実験によると、２４℃±３℃を常温としたとき、その常温における弾性ブレードの反発弾性係数が３０％以下であり、１０℃から４０℃への温度変化に伴う弾性ブレードの反発弾性係数の変化率が３５０％以下であると、環境の変化に左右されずに高いクリーニング性能が得られた。

図８は温度変化に対する反発弾性係数の変化の一例を示説明図である。図８に曲線ｅ，ｆ，ｇ，ｈで示した弾性ブレードのうち、曲線ｅで示した弾性ブレードは、常温時の反発弾性係数が３０％以下であり、かつ１０度℃から４０℃への温度変化に伴う反発弾性係数の変化率が３５０％以下であるので、かかる弾性ブレードを用いることが好ましい。

また、図５に示すように、ブレード背面６に接合されている面と反対側の補強弾性体４１の面４３と、支持板２の先端面９とに接合された補強部材３７を設けると、支持板２の先端面９が補強弾性体４１の後端面３５から力Ｆを受けるだけでなく、弾性ブレード３に固定された補強部材３７からも力を受けるので、支持板２が補強弾性体４１をより確実に受け止めることができ、弾性ブレード３が局部的に折れ曲がるように曲げ変形することをより一層確実に防止できる。

また、図６に示すように、支持板２の先端面９に対向する補強弾性体４１の後端面３５と、支持板背面１３とに接合された補強部材３８を設けると、補強弾性体４１の後端面３５からの力Ｆが、補強部材３８によっても受け止められるので、弾性ブレード３が局部的に折れ曲がるように曲げ変形することをより一層確実に防止することができる。

上述の補強部材３７，３８として、接着剤を用いることもできる。また、これらの補強部材３７，３８の剛性が低いと、上述した作用を確実に得ることはできない。従って、補強部材３７，３８のヤング率を補強弾性体４１ののヤング率よりも大きく設定することが好ましい。より具体的に示すと、補強弾性体４１のヤング率が６０乃至１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２である場合、補強部材３７，３８として１００００乃至３００００ｋｇｆ／ｃｍ^２のヤング率を有するエポキシ樹脂を使用する。かかる樹脂を塗布して補強部材３７，３８を構成することができる。

ところで、図１に示した画像形成装置においては、感光体４と、帯電装置１６と、現像装置１８と、クリーニング装置２８と、除電ランプ３１とが、ユニットケース３９に一体的に組み付けられたプロセスカートリッジ４０として構成され、そのプロセスカートリッジ４０が画像形成装置本体１５に着脱可能に装着されている。プロセスカートリッジ４０を構成する要素は、図１に示した例に限らず、適宜選択できる。要は、プロセスカートリッジは、少なくとも、前述の如く構成されたクリーニング部材１を有するクリーニング装置２８と、そのクリーニング装置２８によって清掃される像担持体が一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるものである。

像担持体は、前述の例のように感光体である場合と、感光体からトナー像が転写される中間転写体である場合とがある。後者の中間転写体を有する画像形成装置においては、その中間転写体上のトナー像を記録紙に転写した後に、当該中間転写体上に付着する転写残トナーを、前述のクリーニング部材１によって除去する。また、本発明に係るクリーニング部材によりクリーニングされる被清掃体としては、上述の感光体と中間転写体のほかに、図１に示した転写ベルト２３を挙げることができる。かかる転写ベルト２３が、上述したクリーニング部材１と同様に構成されたクリーニング部材１０１を有するクリーニング装置２７によってクリーニングされるのである。

また、図９に示すように、複数のプロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫを並置し、その各感光体４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４ＢＫ上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及び黒トナー像をそれぞれ形成し、これらのトナー像を転写ベルト１２３によって担持されて搬送される記録紙に転写してカラー画像を得る画像形成装置にも本発明を適用できる。すなわち、各プロセスカートリッジのクリーニング装置２８Ｙ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８ＢＫのクリーニング部材１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫと、転写ベルト１２３用のクリーニング装置１２７のクリーニング部材２０１を、前述のクリーニング部材１と同じく構成するのである。

画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 図１に示したクリーニング部材の拡大図である。 図２に示したクリーニング部材の部分斜視図である。 クリーニング部材の他の例を示す、図２と同様な図である。 クリーニング部材のさらに他の例を示す、図２と同様な図である。 クリーニング部材のさらに別の例を示す、図２と同様な図である。 弾性ブレードの硬度と線圧の関係の一例を示す図である。 弾性ブレードの温度と反発弾性係数の関係の一例を示す図である。 複数のプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略図である。 従来のクリーニング部材の一例を示す図である。 図１０に示したクリーニング部材の弾性ブレードの曲げ変形状態を誇張して示した説明図である。 従来のクリーニング部材の他の例を示す概略図である。

符号の説明

１，１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１ＢＫ、１０１，２０１ クリーニング部材
２ 支持板
３ 弾性ブレード
５ 支持板表面
６ ブレード背面
７ 基端側の部分
８ 先端側の部分
９ 先端面
１１ ブレード表面
１３ 支持板背面
２７，２８，２８Ｙ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８ＢＫ，１２７ クリーニング装置
３５ 後端面
３７，３８ 補強部材
４０，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫ プロセスカートリッジ
４１ 補強弾性体
４３ 面
ＬＬ 長手方向
Ｓ 領域
Ｗ１，Ｗ２ 幅

Claims (17)

1. 互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材において、前記被清掃体に対向する側の支持板の面を支持板表面とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレードの面をブレード背面としたとき、該弾性ブレードは、そのブレード背面の基端側の部分だけが支持板表面に接合され、支持板表面には接合されていないブレード背面の先端側の部分と、支持板の先端面とに補強弾性体が接合されており、前記弾性ブレードの厚さをｔ_１、該弾性ブレードの厚さと前記補強弾性体の厚さを合せた合計厚さをｔ_２、前記支持板の厚さをｔ_３としたとき、ｔ_３＋ｔ_１≧ｔ_２＞ｔ_１を満たすように各厚さが設定され、前記ブレード背面に接合されている面と反対側の補強弾性体の面と、前記支持板の先端面とに接合された補強部材を具備することを特徴とするクリーニング部材。
2. 互いに接合された支持板と弾性ブレードとを具備し、該弾性ブレードを被清掃体に圧接させて該被清掃体を清掃するクリーニング部材において、前記被清掃体に対向する側の支持板の面を支持板表面とし、被清掃体に対向する側と反対側の弾性ブレードの面をブレード背面としたとき、該弾性ブレードは、そのブレード背面の基端側の部分だけが支持板表面に接合され、支持板表面には接合されていないブレード背面の先端側の部分と、支持板の先端面とに補強弾性体が接合されており、前記弾性ブレードの厚さをｔ_１、該弾性ブレードの厚さと前記補強弾性体の厚さを合せた合計厚さをｔ_２、前記支持板の厚さをｔ_３としたとき、ｔ_３＋ｔ_１≦ｔ_２を満たすように各厚さが設定され、前記支持板表面と反対側の支持板の面を支持板背面としたとき、前記支持板の先端面に対向する補強弾性体の後端面と、前記支持板背面とに接合された補強部材を具備することを特徴とするクリーニング部材。
3. 前記支持板表面と反対側の支持板の面を支持板背面としたとき、該支持板背面に面する領域には弾性ブレードと補強弾性体のいずれの部分も配置されていない請求項１又は２に記載のクリーニング部材。
4. 前記補強弾性体が板状弾性体より成る請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング部材。
5. 前記補強弾性体が弾性接着剤より成る請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニング部材。
6. 前記補強弾性体の幅は、クリーニング部材の長手方向に亘ってほぼ一定となっている請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング部材。
7. 前記補強弾性体の幅は、前記ブレード背面の先端側の部分の幅よりも小さく設定されている請求項１乃至６のいずれかに記載のクリーニング部材。
8. 前記被清掃体に対向した側の弾性ブレードの面をブレード表面とし、該ブレード表面と、弾性ブレードが被清掃体表面に接した位置に引いた接線との成す角度をθ_１、前記支持板の先端面に対向する補強弾性体の後端面の上端と被清掃体に対する弾性ブレードの圧接部を結ぶ線と、前記ブレード表面との成す角度をθ_２としたとき、θ_１≦θ_２を満たすように各角度を設定した請求項１乃至７のいずれかに記載のクリーニング部材。
9. 前記補強弾性体のＪＩＳ Ａ硬度は、前記弾性ブレードのＪＩＳ Ａ硬度以上の大きさに設定されている請求項１乃至８のいずれかに記載のクリーニング部材。
10. 前記補強弾性体が金属箔より成る請求項１乃至３及び６乃至８のいずれかに記載のクリーニング部材。
11. 前記弾性ブレードのＪＩＳ Ａ硬度が６５°乃至８０°である請求項１乃至１０のいずれかに記載のクリーニング部材。
12. 常温（２４℃±３℃）における弾性ブレードの反発弾性係数は３０％以下であり、１０℃から４０℃への温度変化に伴う弾性ブレードの反発弾性係数の変化率は３５０％以下である請求項１乃至１１のいずれかに記載のクリーニング部材。
13. 前記補強部材のヤング率は、前記補強弾性体のヤング率よりも大きく設定されている請求項１乃至１２のいずれかに記載のクリーニング部材。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載のクリーニング部材を具備するクリーニング装置。
15. 少なくとも、請求項１４に記載のクリーニング装置と、該クリーニング装置によって清掃される像担持体が一体的に組み付けられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ。
16. 請求項１４に記載のクリーニング装置を具備する画像形成装置。
17. 請求項１５に記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置。

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