JP5327611B2 - クリーニング装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、表面移動する像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置、並びに、これを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

上記クリーニング装置として、構成が簡単でかつ付着物の除去性能にも優れていることから、長尺な板状弾性部材からなるブレードの像担持体との当接辺である先端稜線部を像担持体の表面に押しつけて残留トナーを除去するブレード方式のものが広く利用されている。また、ブレード方式では、板状のブレードの一端部を支持体で支持し、支持体から突き出した自由長部分を撓ませて先端稜線部を像担持体に押しつけるものが広く知られている。

また、近年、画像品質向上の要求が強まっており、その要求に応えるべく、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、より高精度で高精細な高解像度の画像を得ることができ、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。しかしながら、小粒径化、球形化が進んだトナーはブレードにもぐり込み易く、クリーニング装置には高い除去性能が要求されてくる。

除去性能を高めるためには、ブレードの先端稜線部と像担持体との当接圧を高めるべくブレードを大きな力で押しつけることが考えられる。しかしながら、ブレードを大きな力で押しつけ過ぎると、ブレードが大きく反ってしまって、ブレードの先端稜線部に対して像担持体表面移動方向上流側に位置するクリーニングブレードの上流側の面が表面移動部材表面に当たってしまう腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、ブレードと像担持体表面との当接面積が急激に増大するため、像担持体を大きな力で押しつけても逆に当接圧（単位面積当りの当接力）は小さくなり、除去性能が低下してしまう。

特許文献１には、ブレードの先端稜線部を辺にもたない像担持体側とは反対側の面の全体を、剛体からなる支持体で支持するクリーニング装置が記載されている。この装置は、面全体が支持体に支持されており、支持体から突き出す自由長部分を有しない、所謂突き出し量ゼロの支持方法である。このような支持方法では、ブレードを大きな力で押しつけてもブレードは撓むことがないため、当接圧を大きくすることができ除去性能を向上させることができる。

ブレード方式のクリーニング装置では、長尺な板状弾性部材からなるブレードの部品レベルの寸法誤差や、ブレードの支持体への貼り付け誤差により、ブレードの像担持体に当接する先端稜線部は長尺方向にうねりを持っている。このため、像担持体に押しつけた際に長尺方向に当接圧の偏差が生じてしまい、除去性能を高められなかったり、磨耗量に偏差がでて寿命低下が発生したりすることがある。従来のブレードの一端部を支持体で支持し、支持体から突き出したブレードの自由長を撓ませて先端稜線部を像担持体に押しつける支持方法では、自由長部分が撓むことによりうねりを吸収して、当接圧の偏差をある程度は緩和することができる。しかしながら、上記特許文献１の突き出し量ゼロの支持方法では、ブレードの撓みが規制されるため、ブレードの稜線部の僅かな変形のみによってうねりを吸収することになり、結果として当接圧の偏差は十分に緩和されずに顕著に顕れてしまう。このため、うねりを抑えるように、部品レベルでブレードをより高精度に管理したり、組立工程で貼りつけ精度をより高精度に管理したりする必要がある。しかしながら、部品に要求する精度や組立工程における精度が高くなると、コストアップとなってしまう。

また、従来のブレードの自由長を撓ませて先端稜線部を押しつける支持方法でも、部品に要求する精度や組立工程における精度が低めでも長尺方向に均一な当接圧を得ることができれば、精度を低めに見直すことによりコストダウンを図ることができる。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、長尺な板状弾性部材からなるブレードの先端稜線部を像担持体の表面に押しつけて残留トナーを除去するもので、コストを抑えつつブレードの長尺方向における当接圧の偏差を抑え、除去能力の高いクリーニング装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する像担持体に長尺な板状弾性部材よりなるブレードの長尺方向に延びる一辺を押しつけて、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、上記ブレードを支持する支持体が、可撓性材料にて成型したブロック状の支持体であり、中心線方向がブレードの長尺方向となるように線材を螺旋状に巻いたコイル状部材を、上記中心線方向に直交する方向に圧縮して前記支持体に当接させ、該ブレードの一辺が上記像担持体に押しつけられるよう該コイル状部材で該支持体を加圧したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記ブレードと上記ブロック状支持体とを一体的に成型したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、表面移動する像担持体に長尺な板状弾性部材よりなるブレードの長尺方向に延びる一辺を押しつけて、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、中心線方向がブレードの長尺方向となるように線材を螺旋状に巻いたコイル状部材を装置本体に取り付け、該コイル状部材の各巻き部が当接するように上記ブレードを該コイル状部材に取り付け、該ブレードの一辺を上記像担持体に押しつけるよう該コイル状部材を該ブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧する加圧手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のクリーニング装置において、上記長尺方向に対して直交する方向に切ったときの上記コイル状部材の断面形状において、少なくとも上記ブレードに固定される箇所が直線部を持った形状となるよう、上記コイル状部材を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかのクリーニング装置において、上記ブレードは上記支持体によって突出し量が略ゼロで支持されることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５のクリーニング装置において、上記支持体は上記像担持体の表面移動方向に関して上流側の面で上記ブレードを支持することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかのクリーニング装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを一体的に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１乃至７の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段として、請求項１乃８の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記転写手段として中間転写体を用い、該中間転写体上の残留トナーを除去する中間転写体クリーニング手段として、請求項１乃至８の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするものである。

請求項１の本発明においては、ブレードの支持体として可撓性を有するものを用いる。そして、中心線方向がブレードの長尺方向となるように線材を螺旋状に巻いたコイル状部材を、中心線方向と直交する方向に圧縮して当接させ、ブレードの一辺が像担持体に押しつけられるようコイル状部材で支持体を加圧した。これにより、コイル状部材の各巻き部（コイルの１巻きに対応する部分）が、それぞれ、ブレードの長尺方向に関して異なる位置で支持体を加圧する。その結果、支持体をブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧することができ、ブレードの像担持体との当接部に長尺方向に関するうねりがあっても、可撓性を有する支持体がうねりに倣って長尺方向に渡って撓んでうねりを吸収することができる。よって、部品の寸法精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。

請求項３の発明においては、中心線方向がブレードの長尺方向となるように線材を螺旋状に巻いたコイル状部材の各巻き部が当接するように、ブレードをコイル状部材に取り付ける。そして、ブレードの一辺を像担持体に押しつけるようコイル状部材をブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧することで、コイル状部材がブレードのうねりに倣って変形し、ブレードのうねりを吸収することができる。よって、部品精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。

以上、本発明によれば、長尺な板状弾性部材からなるブレードの一辺を像担持体の表面に押しつけて残留トナーを除去するもので、コストを抑えつつブレードの長尺方向における当接圧の偏差を抑え、除去能力の高いクリーニング装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができるという優れた効果がある。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 トナー像形成部の概略構成図。 クリーニング装置の主要部概略構成図。 ブレードホルダとブレードとの拡大図。 ブレードホルダ加圧前にブレードが感光体ドラムに接する様子を示す図。 ブレードホルダとして剛体を用いた場合にブレードが感光体ドラムに接する様子を示す図。 ブレードホルダとして可撓性を有するものを用いた場合にブレードが感光体ドラムに接する様子を示す図。 ブレードホルダ加圧点の必要個数説明のためのモデル図。 コイルスプリングの巻き部でブレードホルダを加圧する構成のクリーニング装置の主要部概略構成図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は回転軸に直交する断面図。 図９（ｂ）のＡ方向から見た図。 変形例１に係るクリーニング装置の主要部概略構成図。 変形例１に係るコイル支持体の概略斜視図。 変形例１に係るコイル支持体とブレードとを示す概略斜視図。 変形例１に係るクリーニング装置における加圧前の様子を説明する図。 変形例１に係るクリーニング装置における加圧後の様子を説明する図。 変形例１に係るクリーニング装置の他の構成を示す主要部概略構成図であり、（ａ）は回転軸に直交する断面図、（ｂ）は感光体ドラム回転方向上流側からみた正面図。 変形例１に係るクリーニング装置の他の構成における加圧前の様子を説明する図。 変形例１に係るクリーニング装置の他の構成における加圧後の様子を説明する図。 ブレードの自由長を撓ませて感光体ドラムに当接させた構成のクリーニング装置の主要部概略構成図。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１の画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つのトナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが並列配置され、各トナー像形成部により形成されたイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成する、所謂タンデム型画像形成装置である。各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれ像担持体として回転駆動される感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを備えている。また、各感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに各色の画像情報に基づいてレーザ光又はＬＥＤ光により露光して潜像を形成する露光装置４５が設けられている。

また、各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに対向するように、中間転写体としての中間転写ベルト６０が表面移動可能に配設されている。中間転写ベルト６０を介して感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと相対する位置には、感光体ドラム４Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０に転写する一次転写ローラ６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが配置されている。一次転写ローラ６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、後述する各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋにより形成された各色トナー像を、中間転写ベルト６０上に順次転写し、重ね合わせることによりフルカラー画像を形成する。また、中間転写ベルト６０の表面移動方向に関して１次転写ローラ６１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの下流には、中間転写ベルト６０上のトナー像を転写紙に一括転写する２次転写装置６５が配置されている。さらに、２次転写装置６５よりも下流には、中間転写ベルト６０表面に残留するトナーを取り除くためのベルトクリーニング装置６６が設けられている。

画像形成装置の下部には、給紙カセット７１、給紙ローラ７２等からなる給紙部７０が設けられており、レジストローラ７３に向かって転写紙を送り出す。レジストローラ７３は上記トナー像形成のタイミングに合わせて、中間転写ベルト６０と２次転写装置６５との対向部に向かって転写紙を送り出す。中間転写ベルト６０上のフルカラートナー像は、２次転写装置６５により転写紙上に転写され、ついで定着装置９０により定着された後に、機外に排出される。

次に、各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについて説明する。各トナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、収容されるトナーの色が異なる以外は、構成及び動作がほぼ同一であるので、以下の説明では色分け用の添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを省略して、トナー像形成部２０構成及び動作について説明する。
図２は、トナー像形成部の概略構成図である。トナー像形成部２０の感光体ドラム４の周囲には、帯電装置４０、現像装置５０、クリーニング装置３０等の電子写真プロセスを実行する各手段が配置されており、公知の動作で感光体ドラム４上に各色トナー像を形成する。このようなトナー像形成部２０は、一体的に形成され、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。

次に、本発明の特徴部であるクリーニング装置３０について説明する。
クリーニング装置３０は、感光体ドラム４の回転軸方向に長尺な板状弾性部材であるクリーニングブレード（以下、単に「ブレード」という。）２と、ブレード２を支持する支持体としてのブレードホルダ１と、ブレードホルダ１を加圧する加圧手段と、クリーニング装置３０内部からトナーを排出するトナー排出スクリュー１９等を備えている。ブレード２は、その長尺方向に延びる一辺（先端稜線部）を感光体ドラム４の表面に押しつけて、感光体ドラム４表面上の転写残トナー等の不要な付着物を除去する。本実施形態において、ブレード２の材料としては、他の弾性材料に比べて感光体ドラム４に対する摩耗性及び自身の耐摩耗性に優れていることからウレタンゴムを使用している。

図３は、本実施形態のクリーニング装置３０の主要部概略構成図である。クリーニング装置３０では、ブレード２は可撓性を有するブレードホルダ１に保持されている。このブレードホルダ１は、感光体ドラム４の回転軸方向に直交する断面に沿って切断したときの断面形状が略直方体となるブロック状である。また、ブレード２の感光体ドラム４と当接する稜線部を形成する上流側の面の裏面全体が、可撓性を有するブレードホルダ１に貼り付けられており、図示しない加圧手段により矢印３に示す方向からブレードホルダ１を加圧することにより、ブレード２の稜線部が所定の当接圧で感光体ドラム４に当接する。このような構成では、感光体ドラム４の回転によりブレード２の先端稜線部が受ける力をブレードホルダ１により裏面全体でバックアップしてブレード２の撓みを防止することができ、これにより当接圧を高めて除去性能を向上させている。

また、クリーニング装置３０では、ブレード２を感光体ドラム４に押しつけるようブレードホルダ１を加圧するための加圧点（矢印３）は、ブレード２の長尺方向に多数設けられている。これにより、ブレード２が感光体ドラム４に当接する稜線部に長尺方向に関するうねりを有していても、可撓性を有するブレードホルダ１がうねりに倣って長尺方向に渡って撓んでうねりを吸収する。このように、可撓性を有するブレードホルダ１を用い、ブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。

図４は、ブレードホルダ１とブレード２との拡大図である。ブレードホルダ１は可撓性を有する弾性体であり、樹脂、たとえば、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＳ、ＰＯＭなどが良い。特に、線膨張係数がブレード２の材質であるウレタンゴムとほぼ同じものが望ましい。具体的には、ゴム、例えば、ウレタンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭが望ましいが、経時劣化を考慮すると耐オゾン性の高いゴムを選択するのが良い。また、図４に示すように、ブレードホルダ１とブレード２とを一体的に成型することで、ブレード２の稜線部のうねりに関して精度アップにつながる。また、ブレードホルダ１とブレード２との密着力がアップし、ブレードはがれなどの問題もおきにくくなる。また、図４に示すようにブレードホルダ１をブロック状とすることで、ブレードの振動や異音が発生し難くなる。さらには、ブレードホルダ１が弾性体であることで、ブレードの振動を吸収する効果もある。

なお、図３に示すように、感光体ドラム４の回転方向５に関してブレードホルダ１の上流側面でブレード２を支持して、ブレード成型時のカット面が感光体ドラム４の回転方向下流側に配置され、エア面（或いは金型面）が感光体ドラム４の回転方向上流側に配置される。カット面は、エア面（金型面）に比べて刃物による成型時のカットにより表面に微小なカット傷があり、耐磨耗性悪化の原因となる。しかしながら、このような配置とすることにより、感光体ドラム４の回転時に、カット面が圧縮変形され、エア面（或いは金型面）が引っ張られる構成となる。よって、ブレード２の耐磨耗性を向上させることができる。

次に、本実施形態のクリーニング装置３０による長尺方向の当接圧の偏差を抑える効果について、従来と比較して説明する。図５、６、７は、図３におけるＡ方向からブレード２が感光体ドラム４に接する様子を見たものを示した図である。
図５は、ブレードホルダ１加圧前のブレード２が感光体ドラム４に接する様子を示す図である。このときのブレード２のうねり量をδ０とする。

図６は、特許文献１に記載されるもので、ブレードホルダ１として剛体のものを用いた場合のブレード２が感光体ドラム４に接する様子を示す図である。この場合、長尺方向に関して多数の加圧点（矢印３）でブレードホルダ１を加圧することによりブレード２自体は変形してうねりを吸収してうねり量をδ０からδ１（ここで、δ０＞δ１）まで小さくすることができるが、十分とは言えない。このため、ブレード２の感光体ドラム４への長尺方向の当接圧の偏差は大きい。

図７は、本実施形態のクリーニング装置３０であり、ブレードホルダ１として可撓性を有するものを用いた場合のブレード２が感光体ドラム４に接する様子を示す図である。この場合、ブレード２自体の変形に加え、ブレードホルダ１も変形し、ブレード２のうねりを吸収して、うねり量をδ０からδ２（ここで、δ０＞δ１＞δ２）まで小さくすることができる。このように、ブレードホルダ１として可撓性を有するものとすることで、ブレードホルダ１が剛体の場合に比べ、ブレード２の感光体ドラム４への当接圧の偏差を小さくすることができる。

次に、本実施形態のクリーニング装置３０で、ブレードホルダ１がブレード２のうねり形状に倣って撓むための加圧条件について説明する。
本実施形態のクリーニング装置３０で吸収するブレード２のうねりピッチは３０［ｍｍ］程度より大きいものを対象とする。また、うねり量δは自由長や材質、製造方法にもよるが、およそ１００［μｍ］を最大として製造したものとする。これよりも小さなピッチのうねりはブレード２自体の先端変形によって吸収され、感光体ドラム４へ密着する。すなわち、以下の説明では、加圧時に３０［ｍｍ］ピッチの１００［μｍ］のうねりを吸収できることを狙いとする。

図８は、ブレード２のうねりピッチと加圧点ピッチとの関係の説明図である。図８（ａ）は、加圧点ピッチがうねりピッチと同じである場合を示しているが、この場合押さえたい箇所が押さえられない可能性がある。このことより、少なくとも加圧点ピッチは、ブレード２のうねりピッチの半分以下を確保するのが望ましい。図８（ｂ）、（ｃ）は、加圧点ピッチをうねりピッチの半分をとした場合を示すものであり、この構成にすることで凹凸部をムラ無く押さえることができる。さらに加圧点ピッチを、これよりも小さなピッチとすることができれば上記狙いのブレード２のうねりをブレードホルダ１の撓みで吸収することが可能となる。

また、ブレードホルダ１を加圧するために与える荷重は、うねりの吸収はもとより感光体ドラム４上の残留トナー除去のために必要な押しつけ力を得ることが必要である。本実施形態のように、突き出し量ゼロの支持方法は、小粒径や、球形のトナーを除去するための高線圧を与えることが可能であり、従来の自由長を有する支持方法では線圧２０〜３０［Ｎ／ｍ］のところ、線圧８０〜１５０［Ｎ／ｍ］程度まで押しつけ力を高めることを狙いとしている。このように、良好なクリーニング性能を得るために必要な線圧を複数の加圧点で実現するためには、
（１）ブレードのうねりピッチの半分以下の加圧点確保。
（２）ブレード線圧が（１）の加圧点の個数で実現できること。
の二つが必要条件となり、これにより、ブレード２のうねりを感光体ドラム４に倣わせつつ、必要な押しつけ力を得て、良好なクリーニング性能を得ることができる。

このような構成を可能とする具体的条件の例を以下に示す。
ブレードホルダ１は可撓性を有するＡＢＳ等の一般的な樹脂で、ヤング率Ｅが２０００［Ｍｐａ］、３０００［Ｍｐａ］の２種類とする。また、ブレードホルダ１の断面形状は長方形で、幅ｂを１５［ｍｍ］、厚さｈを変更する。この条件で、狙いの線圧を８０［Ｎ／ｍ］とし、ブレード２のうねりピッチ３０［ｍｍ］内に何個の加圧点が配置できるかを計算した結果を表１に示す。

表１に示すように、ブレードホルダ１のヤング率Ｅが２０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．４［ｍｍ］以下で構成する必要がある。また、ブレードホルダ１のヤング率Ｅが３０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．２［ｍｍ］以下で構成する必要がある。

さらに、この条件でブレードホルダ１、ブレード２で、狙いの線圧を１５０［Ｎ／ｍ］に高め場合に、ブレード２のうねりピッチ３０［ｍｍ］内に何個の加圧点が配置できるかを計算した結果を表２に示す。

表２に示すように、ブレードホルダ１のヤング率Ｅが２０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．６［ｍｍ］でもよく、ヤング率Ｅが３０００［Ｍｐａ］の場合は、厚さｈは１．４［ｍｍ］でもよく、狙いの線圧を１５０［Ｎ／ｍ］にした場合はさらにブレードホルダ１の厚さの自由度が増すことがわかる。

このように、吸収する狙いのブレード２のうねりピッチを３０ｍｍとして、加圧点ピッチがその半分の１５［ｍｍ］となるようにする。すなわち、加圧点は、ブレード２の長さを加圧点ピッチ１５［ｍｍ］で除した個数＋１が必要個数となり、これが多数の加圧点の個数となる。例えば、ブレード２の全長３３０［ｍｍ］とすれば、２２＋１で加圧点は２３点となる。もちろん、吸収する狙いのうねりはブレードの変形量とも関連するので、加圧点の必要個数はそのつど変化する。

このように、クリーニング装置３０で、ブレードホルダ１として可撓性を有するものを用い、ブレードホルダ１を、ブレード２の長尺方向において上記必要個数の多数の加圧点（矢印３）で加圧することにより、加圧時に３０［ｍｍ］ピッチの１００［μｍ］のうねりを吸収でき、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。よって、ブレード２の部品精度やブレード２の組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向に関して均一な当接圧を維持して良好なクリーニング性能を得ることが可能である。

次に、上記条件を満たす具体的な構成について説明する。
加圧点を複数設ける構成としては、例えば、コイルスプリングを長尺方向に複数設け、各コイルスプリングを圧縮させることで、加圧点を複数設ける構成が考えられる。しかし、この場合は、部品点数が増えコストがかかり、また、組み立て工数も増加し、高価なユニット、装置となってしまう。また、コイルスプリングの外径よりも短いピッチで加圧点を設置することが困難になり、狭いピッチでの加圧に際して、制約が増える。また、加圧部材を櫛歯状にし、櫛歯部の先端をブレードホルダ１に当接させ、櫛歯部を板バネとして用いることで、加圧点を複数設けることも考えられる。しかしながら、先端位置のばらつきが直接加重のばらつきとなるので、精度管理に課題がある。

そこで、本実施形態においては、図９に示すように、ブレードホルダ１に、中心線方向がブレードの長尺方向となるように、コイル状部材たるコイルスプリング１０を、コイルスプリング１０の中心線方向（圧縮・伸長方向）に対し直交する方向に圧縮して、ブレードホルダ１に当接させた。
コイルスプリング１０の一端が、ブレードホルダ１の長尺方向一端に取り付けられ、他端がブレードホルダ１の長尺方向他端が取り付けられている。コイルスプリング１０のブレードホルダ１との当接部と反対側には、剛体の加圧板１１が当接しており、ブレードホルダ１と加圧板１１との間で、コイルスプリング１０の円筒外径を圧縮している。これにより、コイルスプリング１０の各巻き部が、圧縮ばねとなり、図１０に示すように、コイルスプリングの各巻き部のブレードホルダとの接点部でそれぞれブレードホルダ１が加圧される。その結果、多数の加圧点でブレードホルダ１を加圧することができる。なお、巻き部とは、コイルスプリングの１巻き部分のことである。これにより、ブレード２の長尺方向において上記必要個数の多数の加圧点でブレードホルダ１を、加圧することができる。これにより、抑えたい箇所を確実に加圧することができ、加圧時に３０［ｍｍ］ピッチの１００［μｍ］のうねりを吸収でき、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。よって、ブレード２の部品精度やブレード２の組立工程の精度を高精度に要求することなく、良好なクリーニング性能を得ることができる。また、ひとつの部材で、ブレードホルダ１を多数の加圧点で加圧することができ、複数のコイルスプリングを用いて、各コイルスプリングを中心線方向に圧縮させることで、多数の加圧点を形成するものに比べて、部品点数を削減でき、装置のコストアップを抑制することができる。

また、ブレードホルダ２と点接触であるため、ブレード２の先端稜線部を感光体ドラム側へ良好に加圧することができ、良好にブレード２のうねりを抑制することができる。

＜変形例１＞
図１１は、変形例１に係るクリーニング装置３０の主要部概略構成図であり、図１２、図１３は、変形例１に係るブレードホルダ１の構成の説明図である。変形例１のクリーニング装置３０では、可撓性を有するブレードホルダ１として、コイル状部材（以下、コイル支持体１０１という）を用いたものである。なお、図面では、わかりやすいように、巻き部の間に隙間を有しているが、実際は、このような隙間がなく、各巻き部が密着した密着巻きコイルである。コイル支持体１０１のコイル線径ピッチは、例えば０．５［ｍｍ］や１［ｍｍ］など任意に選択可能であり、さらには巻き径、材質などにより、コイル支持体１０１の剛性を調整できる。コイル支持体１０１は、断面が略矩形をしており、ブレード２の裏面と当接する箇所を直線状にしている。コイル支持体１０１は、ブレード２の感光体ドラム４と当接する稜線部を形成する上流側の面の裏面全体に接着、あるいは一体成型することでブレードに固定されている。コイル支持体１０１のブレード２の裏面と当接する箇所を直線状にすることで、ブレード２を接着、成型する際の接着面を確保でき、それにより、ブレードはがれや、平面度の劣化を防止することができる。また、コイル支持体１０１は、通常のコイルスプリングの製法で製造できるため、安価でかつ、簡単に製造することができる。

図１４は、加圧手段で加圧する前の状態を示す図であり、図１５は、加圧手段で加圧後の状態を示す図である。図１４に示すように、加圧前の状態においてはブレード２の先端稜線部にうねりが生じている。そして、図１５に示すように、多数の加圧点（矢印３）でコイル支持体１０１を加圧すると、コイル支持体１０１がうねりに倣って変形し、ブレード２のうねりを吸収することができる。よって、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。また、ブレードホルダ１として、コイル支持体１０１を用いることで、上記したように支持体として、可撓性を有する材料を用いたもののように、材料の剛性を使った「撓み（曲げによる撓み）」によりうねりに倣わせるのではなく、各巻き部のずれによってうねりに倣わせることができる。そのため、可撓性材料の撓みによってうねりに倣わせるものに比べて、急峻なうねりにも倣わせることができる。よって、急峻なうねりの部分もコイル支持体１０１で吸収することができ、長尺方向における当接圧の偏差をより一層抑えることができる。また、コイル支持体１０１の巻き部を密着させることで、ピッチをコイル線径にすることができ、コイル支持体１０１をよりブレードのうねりに倣わせることができる。

また、図１６に示すように、液体または気体が封入された袋状弾性部材いわゆる風船状構造体６でコイル支持体１０１を加圧してもよい。
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、風船状構造体６が、コイル支持体１０１と当接している。風船状構造体６のコイル支持体１０１との当接部と反対側には、加圧板７ａが当接しており、加圧板７ａとケーシング３１との間に、例えば加圧バネ７を設けている。これにより、加圧バネ７により風船状構造体６をコイル支持体１０１に押し当てながら、コイル支持体１０１を介してブレード２を押圧する。

図１７は、風船状構造体６で加圧前の状態を示す図であり、図１８は、風船状構造体６で加圧後の状態を示す図である。
図１７に示すように、風船構造体６による加圧前は、ブレードの先端稜線部にうねりが生じている。加圧バネ７により風船状構造体６の一部を介して外力を内部の液体または気体に加えると、液体または気体により外力が全方向にほぼ均等に伝わり、これにより風船状構造体６が略全面に渡ってほぼ均一な圧力が得られる。そして、風船状構造体６からの圧力によって、コイル支持体１０１がブレードのうねりを吸収する方向に変形すると、風船状構造体６がコイル支持体１０１の変形に追随するように適宜変形しながらコイル状保持部材１０１を長尺方向に渡り連続的にほぼ均一な力で加圧する。このように、風船状構造体６がコイル状保持部材１０１を長尺方向に渡り連続的にほぼ均一に加圧するので、押さえたい箇所を確実に押さえることができ、図１８に示すように、コイル支持体１０１で確実にブレード２のうねりを吸収することができる。また、長尺方向の全幅に渡って連続的に加圧することのできる風船状構造体６を用いることにより、長尺方向に関して複数の加圧点で非連続的に加圧する加圧手段に比べて、撓んだブレードホルダ１の形状に倣ってほぼ均一な圧力を付加することができ、ブレード２の当接圧をより均一化できる。

上記構成のクリーニング装置３０は、高い除去能力が必要となる小径、球形のトナーに対して特に有効である。これより、本実施形態の画像形成装置としては、トナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０を用いることができる。トナーの形状係数ＳＦ１とは、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
つまり、ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）によって定義されるものである。

以上、本実施形態においては、ブレード２の稜線部を形成する上流側面の裏面全体をブレードホルダ１に貼り付け、ブレード２の稜線部が受ける力をブレードホルダ１により裏面全体でバックアップしてブレード２の撓みを防止する、所謂突き出し量ゼロの支持方法を採用するクリーニング装置３０を用いて本発明を説明した。しかしながら、本発明はこれに限ることなく、図１９に示すような、ブレード２の一端部をブレードホルダ１で支持し、自由長を撓ませて先端稜線部を感光体ドラム４に当接させた構成のクリーニング装置においても適用可能であり、同様の効果が得られる。この場合、部品レベルでブレード２に要求される精度や組立工程における精度が低めでも長尺方向に均一な当接圧が得ることができ、これらの精度を下げることによりコストダウンを図ることができる。

また、本実施形態においては、感光体ドラム４上の残留トナーを除去するクリーニング装置を用いて本発明を説明したが、中間転写ベルト６０上の転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置６６に適用することも可能であり、同様の効果が得られる。

本実施形態のクリーニング装置３０は、表面移動する像担持体たる感光体ドラム４に長尺な板状弾性部材よりなるブレード２の長尺方向に延びる一辺を押しつけて、感光体ドラム４上の残留トナーを除去するものである。ブレード２は可撓性を有する支持体たるブレードホルダ１に支持されている。ブレードホルダ１には、中心線方向がブレード２の長尺方向となるように、コイル状部材たるコイルスプリング１０を中心線方向と直交する方向に圧縮して、ブレードホルダ１に当接させている。このように構成することにより、コイルスプリング１０の各巻き部が圧縮変形して圧縮ばねとなり、各巻き部が、ブレードホルダ１を加圧する。これにより、ブレードホルダ１をブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点で加圧することができる。よって、ブレードホルダ１が長尺方向に渡って撓んでブレード１うねりを吸収することができ、部品の寸法精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。

また、ブレードホルダ１は可撓性材料にて成型したブロック状としたことにより、ブレードの振動、異音が発生し難くなる。

また、ブレード２とブロック状のブレードホルダ１とを一体的に成型したことにより、ブレード２の稜線部のうねりに関して精度アップにつながる。また、ブレードホルダ１とブレード２との密着力がアップし、ブレードはがれなどの問題もおきにくくなる。

また、変形例１に示したように、支持体として、コイル状部材たるコイル支持体１０１を用いてもよい。コイル支持体１０１は、中心線方向がブレードの長尺方向を向いており、コイル支持体１０１の各巻き部が当接するようにブレード２をコイル支持体１０１に取り付ける。そして、ブレード２の一辺を感光体ドラム４に押しつけるようコイル支持体１０１をブレード２の長尺方向に関して多数の加圧点で加圧することで、コイル支持体１０１がブレードのうねりに倣って変形しブレードのうねりを吸収することができる。よって、部品の寸法精度や組立工程の精度を高精度に要求することなく、長尺方向における当接圧の偏差を抑えることができる。また、ブレードの支持体をコイル支持体１０１とすることで、急峻なうねりに対しても倣わせることができ、急峻なうねりも吸収することができる。

また、コイル支持体１０１を長尺方向に対して直交する方向に切ったときのコイル状支持体の断面形状において、少なくともブレードと当接する箇所が直線部を持った形状となっている。これにより、コイル状支持体とブレードとの接触面積が大きくなり、良好にコイル状支持体１０１をブレード２に固定することができる。

また、ブレード２はブレードホルダ１によって突出し量が略ゼロで支持されていることにより、ブレードの撓みを抑制し、当接圧を高めて除去性能を向上させることができる。

また、トナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０である。このようなトナーを用いた場合、クリーニング装置には高い除去能力が必要となるので、特に有効である。

また、感光体ドラム４とクリーニング装置３０とを一体的に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジとすることにより、メンテナンス性の向上を図ることができる。

１：ブレードホルダ
２：ブレード
３：加圧点
４：感光体ドラム
５：感光体ドラムの回転方向
６：風船状構造体
７：加圧バネ
１０：コイルスプリング
１１：加圧板
３０：クリーニング装置
１０１：コイル支持体

特開２００７−０３３５０３号公報

Claims (10)

1. 表面移動する像担持体に長尺な板状弾性部材よりなるブレードの長尺方向に延びる一辺を押しつけて、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、
   上記ブレードを支持する支持体が、可撓性材料にて成型したブロック状の支持体であり、
   中心線方向がブレードの長尺方向となるように線材を螺旋状に巻いたコイル状部材を、上記中心線方向に直交する方向に圧縮して前記支持体に当接させ、該ブレードの一辺が上記像担持体に押しつけられるよう該コイル状部材で該支持体を加圧したことを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１のクリーニング装置において、上記ブレードと上記ブロック状支持体とを一体的に成型したことを特徴とするクリーニング装置。
3. 表面移動する像担持体に長尺な板状弾性部材よりなるブレードの長尺方向に延びる一辺を押しつけて、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置において、
   中心線方向がブレードの長尺方向となるように線材を螺旋状に巻いたコイル状部材を装置本体に取り付け、
   該コイル状部材の各巻き部が当接するように上記ブレードを該コイル状部材に取り付け、
   該ブレードの一辺を上記像担持体に押しつけるよう該コイル状部材を該ブレードの長尺方向に関して多数の加圧点で加圧する加圧手段を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項３のクリーニング装置において、
   上記長尺方向に対して直交する方向に切ったときの上記コイル状部材の断面形状において、少なくとも上記ブレードに固定される箇所が直線部を持った形状となるよう、上記コイル状部材を構成したことを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項１乃至４の何れかのクリーニング装置において、上記ブレードは上記支持体によって突出し量が略ゼロで支持されることを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項５のクリーニング装置において、上記支持体は上記像担持体の表面移動方向に関して上流側の面で上記ブレードを支持することを特徴とするクリーニング装置。
7. 請求項１乃至６の何れかのクリーニング装置において、上記像担持体上にトナー像を形成するのに用いられるトナーの形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であることを特徴とするクリーニング装置。
8. 像担持体と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを一体的に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジにおいて、
   上記クリーニング手段として、請求項１乃至７の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
   上記クリーニング手段として、請求項１乃８の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
10. 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段と、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
    上記転写手段として中間転写体を用い、該中間転写体上の残留トナーを除去する中間転写体クリーニング手段として、請求項１乃至８の何れかのクリーニング装置を採用することを特徴とする画像形成装置。

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