JP7375446B2 - ブレード、滑剤供給装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレード、滑剤供給装置、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機など）には、感光ドラムなどの像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング装置が備えられている。また、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減するため、像担持体上に潤滑剤としての滑剤を供給する滑剤供給装置を備えたものもある。このような滑剤供給装置は、滑剤が棒状に形成された滑剤棒、滑剤棒の滑剤を像担持体に供給するブラシ、像担持体上に供給された滑剤を均して固定化する固定化ブレードなどを備えている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１１－８５７０４号公報

ところで、滑剤棒から像担持体に供給する滑剤量（消費滑剤量）に対し、固定化ブレードで固定化される滑剤量は半分以下である。消費滑剤量の多くは、固定化ブレードで堰き止められ、滑剤供給装置内に滞留している。滑剤棒を含む滑剤供給装置などのユニットを交換することなく長い期間使用するためには、滑剤棒を大きくして、供給可能な滑剤量を増やせば良いが、滑剤棒を大きくすると、画像形成装置内に必要なスペースが増大してしまう。従って、滑剤棒を大きくするのではなく、滑剤消費量を抑制することが必要となる。像担持体上に固定化される滑剤量は減らさずに、滑剤消費量を抑制するためには、滑剤の塗布効率（＝像担持体上の滑剤量／滑剤消費速度）を向上させる必要がある。

滑剤の塗布効率を向上させるためには、像担持体の表面に対する固定化ブレードの先端の角度であるくさび角を小さくして、滑剤の通過性を確保する必要がある。

例えば、像担持体に撓んで当接する固定化ブレードにおいては、像担持体の表面に対する固定化ブレードの傾きを変えることで、くさび角を小さくすることができる。しかしながら、この場合、固定化ブレード及びそれを支持する支持部材が、それらに隣接する塗布ブラシ、帯電装置、除電用のイレーサーなどと干渉してしまう問題がある。

また、固定化ブレードの像担持体に対する食込み量を大きくすることで、くさび角を小さくすることができる。しかしながら、食込み量を大きくすると、固定化ブレードの像担持体に対する当接力が大きくなり、滑剤の通過性が損なわれる問題がある。

また、固定化ブレード自体を薄肉化することで、像担持体に対する食込み量を大きくして、くさび角を小さくすることもできる。この場合、食込み量を大きくしても、固定化ブレードの像担持体に対する当接力を適正に保つことができるが、食込み量が自由長の半分程度と大きすぎ、固定化ブレードの永久ひずみが悪くなる問題がある。

また、特許文献１には、固定化ブレードを撓ませずに、くさび角を小さくする構成が開示されている。具体的には、固定化ブレードにおいて、像担持体の回転方向の上流側に、くさび角を小さくして当接する当接面を設けている。この当接面は、切断により形成された面であり、その表面が切断により粗い状態となっており、当接面の像担持体の回転軸方向において凹凸が大きくなっている。そのため、滑剤粉が滞留し易くなり、滑剤の通過性が安定せず、滑剤の塗布量が不均一になって、形成される画像に筋むらが発生する問題がある。

このように、滑剤の通過性を確保するためには、くさび角を小さくする必要があるが、従来は、くさび角を小さくすることに伴う問題が副作用として生じていた。

本発明の目的は、副作用を生じさせることなく、滑剤の塗布効率を向上させることが可能なブレード、滑剤供給装置、画像形成装置を提供することにある。

本発明に係るブレードは、
像担持体上に供給された滑剤を均すブレードであって、
前記像担持体の回転方向に対してトレイル方向で、前記像担持体に撓んで当接する先端部を備え、
前記先端部に向かうに従い細くなるように構成され、
前記像担持体に当接していない状態において、前記先端部に向かう方向に沿う第１側面と、前記方向に対して前記第１側面側に傾斜する第２側面と、を有し、
前記第１側面と前記第２側面とがなす傾斜角は鋭角であり、
前記傾斜角、及び、前記第１側面と前記像担持体との間のくさび角は、式（１）を満たす。
くさび角≧９０－傾斜角・・・（１）

また、本発明に係る滑剤供給装置は、
前記ブレードと、
前記像担持体上に前記滑剤を供給する滑剤供給部と、
を備える。

また、本発明に係る画像形成装置は、
前記像担持体と、
前記滑剤供給装置と、
を備える。

本発明によれば、副作用を生じさせることなく、滑剤の塗布効率を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 図１に示した画像形成装置におけるドラムクリーニングユニットを示す図である。 本発明の実施の形態に係るブレードの一例を示す図であって、像担持体に当接していない状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係るブレードの一例を示す図であって、像担持体に当接した状態を示す図である。 比較例１のブレードを示す図であって、像担持体に当接していない状態を示す図である。 比較例１のブレードを示す図であって、像担持体に当接した状態を示す図である。 比較例２のブレードを示す図であって、像担持体に当接していない状態を示す図である。 比較例２のブレードを示す図であって、像担持体に当接した状態を示す図である。 本実施例、比較例１及び比較例２のブレードの撓み形状を説明するグラフである。 図７Ａに示したグラフの拡大図である。 くさび角の滑剤通過条件を説明する図である。 くさび角と当接力の関係を説明する図である。 くさび角とニップ幅の関係を説明する図である。 くさび角とニップ幅の関係を示すグラフである。 正常な当接状態となるくさび角を示す図である。 正常な当接状態におけるブレード先端を示す図である。 異常な当接状態となるくさび角を示す図である。 異常な当接状態におけるブレード先端を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係るブレード、滑剤供給装置、画像形成装置を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。即ち、画像形成装置１は、感光体上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（ブラック）の各色トナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体を中間転写体の走行方向に直列配置し、中間転写体に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図１、図２に示す画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０及び制御部７０などを備える。

制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２及びＲＡＭ（Random Access Memory）７３などを備えている。ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ７３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部８２に格納されているＬＵＴ（Look Up Table）などの各種データが参照される。記憶部８２は、例えば、不揮発性の半導体メモリ（所謂、フラッシュメモリ）又はハードディスクドライブで構成される。

制御部７０は、通信部８１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＷＡＮ（Wide Area Network）などの通信ネットワークに接続された外部の装置（例えば、パーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部７０は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙に画像を形成する。通信部８１は、例えば、ＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）などを備える。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａに結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えば、タッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部７０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況などの表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキーなどの各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部７０に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じた画像処理を行う回路などを備える。画像処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、画像処理部３０からの画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２などを備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。そのため、図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号を付し、他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号を省略する。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３（像担持体）、帯電装置４１４、ドラムクリーニングユニット（以降、クリーニングユニット）４１５などを備える。

露光装置４１１は、例えば、半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。レーザー光の照射により感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されると、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。その結果、感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、例えば、現像スリーブ４１２Ａなどを有する二成分現像方式の現像装置であり、現像スリーブ４１２Ａから感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

感光体ドラム４１３は、例えば、アルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）などを備える。この感光体ドラム４１３は、導電性円筒体の周面にアンダーコート層、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層することで構成された光導電性を有する感光体であり、例えば、負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。感光体ドラム４１３は、その駆動モーター（図示省略）に供給される駆動電流を制御部７０が制御することにより、一定の周速度（線速度）で回転される。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

クリーニングユニット４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるクリーニング部材としてのドラムクリーニングブレード（以降、クリーニングブレード）などを有する。クリーニングユニット４１５は、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーをクリーニングブレードによって除去する。このクリーニングユニット４１５のより詳しい構成については、図３を参照して後述する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、駆動ローラー４２３Ａ、バックアップローラー４２３Ｂなどを含む複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、ベルトクリーニング装置４２６などを備える。

中間転写ベルト４２１は、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架され、駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２は、中間転写ベルト４２１を感光体ドラム４１３に圧接させており、これにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写する。二次転写ローラー４２４は、中間転写ベルト４２１を挟んでバックアップローラー４２３Ｂに圧接されており、これにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写する。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、複数の支持ローラーに二次転写ベルトがループ状に張架されたベルト式の二次転写ユニットを採用してもよい。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレードなどを有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２及び搬送経路部５３などを備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａなどの複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０、定着部６０を経て画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着ベルト６１、加熱ローラー６２、定着ローラー６３、加圧ローラー６４などを備える。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

図３は、クリーニングユニット４１５を示す図である。クリーニングユニット４１５は、クリーニング装置１００、滑剤塗布装置２１０（滑剤供給部）、固定化装置２２０などを備える。これらは、図示省略した支持枠体に取り付けられて収容されている。なお、本実施の形態において、滑剤塗布装置２１０と固定化装置２２０が滑剤供給装置２００を構成する。

クリーニング装置１００は、クリーニングブレード１０１と支持板金１０２とを備えている。クリーニングブレード１０１は、支持板金１０２に取り付けられて支持されており、支持板金１０２は、支持枠体に取り付けられて支持されている。クリーニングブレード１０１は、ウレタン樹脂（ウレタンゴム）などの弾性部材を板状部材として成形したものであり、感光体ドラム４１３の軸方向（主走査方向）の幅とほぼ同等の幅を有する。クリーニングブレード１０１は、ここでは、その先端（エッジ）を感光体ドラム４１３の回転方向Ｒ１（進行方向）に対向するように当接させるカウンター方式の構成となっている。具体的には、回転方向Ｒ１に対してカウンター方向（感光体ドラム４１３が回転するときクリーニングブレード１０１の先端部分が突っ張ることとなる方向）から所定の当接角及び侵入量（食込み量）で摺接するように配置されている。

画像形成時には、感光体ドラム４１３の回転方向Ｒ１への回転に伴い、クリーニングブレード１０１によって感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーが掻き取られる。

滑剤塗布装置２１０は、回転方向Ｒ１において、クリーニング装置１００の下流側に配置されている。滑剤塗布装置２１０は、滑剤棒２１１と塗布ブラシ２１２とを備えている。滑剤棒２１１は、潤滑剤を固形化して棒状に成形したものである。滑剤棒２１１は、付勢部材を有するホルダー（共に図示省略）に支持されて支持枠体に固定されている。この付勢部材は、例えば、圧縮スプリングであり、滑剤棒２１１が塗布ブラシ２１２と接触した状態を保持するため、滑剤棒２１１を塗布ブラシ２１２に向けて所定の押圧荷重で押圧している。滑剤棒２１１の幅は、クリーニングブレード１０１や後述する固定化ブレード２２１などの幅よりも狭い。滑剤棒２１１は、例えば、鉛筆硬度でＦ～ＨＢ相当の硬度を有している。滑剤棒２１１に使用される潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）である。

塗布ブラシ２１２は、滑剤棒２１１の滑剤を感光体ドラム４１３上に供給する役割を有する。塗布ブラシ２１２は、例えば、ポリエステルなどの繊維が植設された基布を芯金に巻き付けたローラー状のブラシであり、感光体ドラム４１３の軸方向の幅とほぼ同等の幅を有する。塗布ブラシ２１２は、滑剤棒２１１の表面及び感光体ドラム４１３の表面に接触するように配置され、感光体ドラム４１３の回転方向Ｒ１とは反対向きの回転方向Ｒ２に回転して、感光体ドラム４１３上に滑剤を供給する。

固定化装置２２０は、回転方向Ｒ１において、クリーニング装置１００及び滑剤塗布装置２１０の下流側に配置されている。この固定化装置２２０は、固定化ブレード２２１と支持板金２２２（支持部材）とを備えている。固定化ブレード２２１は、支持板金２２２に取り付けられており、支持板金２２２は、固定化ブレード２２１の一端である基端部を片持ちで支持している。そのため、固定化ブレード２２１の先端部は自由端となって、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに摺接している。また、支持板金２２２は、支持枠体に取り付けられて支持されている。

この固定化ブレード２２１は、画像形成時には、感光体ドラム４１３の回転方向Ｒ１への回転に伴い、滑剤塗布装置２１０により感光体ドラム４１３上に塗布された滑剤を均して固定化（被膜化）している。

ところで、このような固定化ブレード２２１において、滑剤の通過性を確保するためには、感光体ドラム４１３の表面に対する固定化ブレード２２１の先端の角度であるくさび角を小さくする必要がある。しかしながら、従来は、くさび角を小さくすることに伴う問題が副作用として生じていた。

そこで、本実施の形態では、固定化ブレード２２１を以下に説明する構成とすることで、副作用を生じさせることなく、くさび角を小さくするようにしている。詳細な構成は以下に述べるが、固定化ブレード２２１を先端に向かうに従い細くすることにより、先端側がより撓むようにして、くさび角が小さくなるようにしている。このような構成の固定化ブレード２２１について、以下に詳細に説明を行う。

［固定化ブレード］
図４Ａは、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接していない状態の固定化ブレード２２１を示す図である。また、図４Ｂは、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接した状態の固定化ブレード２２１を示す図である。

固定化ブレード２２１は、先端側に当接部２２１ａを有する。当接部２２１ａは、支持板金２２２に支持される基端部２２１ｂ側から先端部２２１ｃに向かうに従い細くなっている。このように、先端部２２１ｃに向かうに従い細くしているので、先端部２２１ｃに近いほどより撓むように柔らかくなっている。このため、固定化ブレード２２１が感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接する際には、先端部２２１ｃに近いほどより撓んで当接して、くさび角θがより小さくなる。くさび角θが小さくなる理由については、図７Ａ、図７Ｂ、表１、表２を参照して後述する。

当接部２２１ａは、図４Ａに示すように、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接しない状態においては、基端部２２１ｂから先端部２２１ｃに向かう方向に沿う第１側面２２１ｄと、この方向に対して第１側面２２１ｄ側に傾斜する第２側面２２１ｅとを有する。つまり、第２側面２２１ｅは、第１側面２２１ｄに対し先端部２２１ｃから基端部２２１ｂ側に向かうように傾斜している。

この第１側面２２１ｄが感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接する当接面となる。また、第２側面２２１ｅは、回転方向Ｒ１において、第１側面２２１ｄの下流側となる面であり、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接しない非当接面となっている。

このように、当接部２２１ａは、第１側面２２１ｄ及び第２側面２２１ｅにより、先端部２２１ｃに向かうに従い細くなる構成となっている。そして、第１側面２２１ｄと第２側面２２１ｅとがなす角度である傾斜角δは、鋭角となっている。この傾斜角δを鋭角とすることにより、先端部２２１ｃ付近の撓み角を大きくすることができ、この結果、くさび角θを小さくすることができる。

また、固定化ブレード２２１は、当接時において、当接部２２１ａがトレイル方向となるように、支持板金２２２に支持されている。ここで、トレイル方向とは、感光体ドラム４１３が回転するときに固定化ブレード２２１の当接部２２１ａが回転方向Ｒ１の方向に引きずられる方向のことである。

ここで、図４Ａ～図８及び表１～表３を参照し、後述する比較例との比較により、本実施の形態において、くさび角θが小さくなること、そして、撓み比率が小さくなることを説明する。

ここでは、図４Ａ及び図４Ｂに示す固定化装置２２０を本実施例とし、一例として、固定化ブレード２２１の厚みを１．６ｍｍ、自由長を７．６ｍｍ、傾斜角δを５０°とする。

また、図５Ａ及び図５Ｂに示す固定化装置３１０を比較例１とする。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、固定化装置３１０は、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接される固定化ブレード３１１と、固定化ブレード３１１を取り付けて支持する支持板金３１２とを備える。ここでは、固定化ブレード３１１の厚みを１．６ｍｍ、自由長を７．６ｍｍとする。

また、図６Ａ及び図６Ｂに示す固定化装置３２０を比較例２とする。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、固定化装置３２０は、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接される固定化ブレード３２１と、固定化ブレード３２１を取り付けて支持する支持板金３２２とを備える。ここでは、固定化ブレード３２１の厚みを１．０ｍｍ、自由長を５．０ｍｍとする。この固定化ブレード３２１は、上記の固定化ブレード３１１より薄くしている。

また、図４Ａにおいて、設定角φは、固定化ブレード２２１が感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接しない状態において、表面４１３ａに対する上流側の第１側面２２１ｄの角度である。この図４Ａにおいては、設定角φを説明するため、当接時における表面４１３ａの位置を点線で示している。また、くさび角θは、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに対する固定化ブレード２２１の先端の角度である。設定角φ及びくさび角θについては、図５Ａ～図６Ｂにおいても、図４Ａ、図４Ｂと同様に規定している。

上記の固定化ブレード２２１、３１１、３２１に対して、当接力を３０Ｎ／ｍとして、先端部分の撓み形状を比較したものが図７Ａ及び図７Ｂに示すグラフである。図７Ａ及び図７Ｂに示すグラフに基づいて、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに対する固定化ブレード２２１、３１１、３２１の先端撓み角を求めている。ここでは、先端から自由長の３％までの部分の角度を先端撓み角として求めている。そして、当接力を１０Ｎ／ｍ、２０Ｎ／ｍに変えて、図７Ａ及び図７Ｂと同様に、固定化ブレード２２１、３１１、３２１の先端撓み角を求め、当接力３０Ｎ／ｍも含めて纏めたものが表１である。

また、表１に基づいて、設定角φ＝８０°のときのくさび角θを求めたものが表２である。設定角φとくさび角θとの関係は、くさび角θ＝設定角φ－先端撓み角である。つまり、先端撓み角が大きくなると、くさび角θは小さくなる。

また、固定化ブレード２２１、３１１、３２１の撓み比率を求めたものが表３である。撓み比率は、固定化ブレード２２１、３１１、３２１の感光体ドラム４１３への食込み量に基づいて、撓み比率＝食込み量／自由長×１００により求めている。

表２からわかるように、本実施例は、比較例１の固定化ブレード３１１より、くさび角θを小さくすることができ、当接力３０Ｎ／ｍにおいては、くさび角θを１０°以上小さくすることができる。また、本実施例は、固定化ブレード３１１より薄肉にした比較例２の固定化ブレード３２１に対しては、同等のくさび角を得ることができる。

また、表３からわかるように、本実施例は、比較例１の固定化ブレード３１１に対しては、同等の撓み比率を得ることができる。また、本実施例は、比較例２の固定化ブレード３２１より、撓み比率を小さくすることができる。比較例２では、当接力３０Ｎ／ｍにおいて、撓み比率が５０％に近い値である。撓み比率が大きくなると、永久ひずみも悪くなるが、本実施例は、比較例２の固定化ブレード３２１より、永久ひずみが悪くなることはない。

つまり、比較例１の固定化ブレード３１１は、撓み比率は大きくないが、くさび角θを小さくするためには、設定角φを小さくする必要があり、そのため、上述したように、隣接する塗布ブラシ２１２などと干渉する問題がある。また、比較例２の固定化ブレード３２１は、くさび角θを小さくすることはできるが、撓み比率が大きく、永久ひずみが悪化する問題がある。

これらに対して、本実施例の固定化ブレード２２１は、先端部２２１ｃに向かうに従い細くなっているので、設定角φを小さくしなくても、先端撓み角を大きくして、くさび角θを小さくすることができ、撓み比率も小さくすることができる。そのため、くさび角θを小さくするときに従来生じていた副作用となる問題を起こすことなく、くさび角θを小さくすることができる。

次に、図８及び図９を参照して、くさび角θと滑剤通過条件の関係、くさび角θと当接力、面圧との関係について、説明する。

図８において、抗力Ｔ、押圧力Ｔ_１、逃げ力Ｔ_２、摩擦力Ｆは、以下の通りである。
抗力Ｔ：固定化ブレード２２１から受ける抗力
押圧力Ｔ_１：滑剤粉ＬＰを感光体ドラム４１３に押圧する押圧力
逃げ力Ｔ_２：滑剤粉ＬＰが固定化ブレード２２１から逃げる方向に受ける力
摩擦力Ｆ：滑剤粉ＬＰの感光体ドラム４１３に対する摩擦力

また、押圧力Ｔ_１、逃げ力Ｔ_２、摩擦力Ｆは、抗力Ｔ及びくさび角θを用いて、以下式で表すことができる。なお、滑剤粉ＬＰに対する感光体ドラム４１３の摩擦係数をμとする。
押圧力Ｔ_１＝Ｔ×ｃｏｓθ
逃げ力Ｔ_２＝Ｔ×ｓｉｎθ
摩擦力Ｆ＝μＴ_１＝μＴ×ｃｏｓθ

図８に示すように、固定化ブレード２２１まで搬送された滑剤粉ＬＰは、感光体ドラム４１３との間の摩擦力Ｆと固定化ブレード２２１から受ける逃げ力Ｔ_２との大小関係で、滑剤の通過性が決定する。具体的には、摩擦力Ｆ＞逃げ力Ｔ_２となれば、滑剤の通過性は向上する。この関係式は、μＴ×ｃｏｓθ＞Ｔｓｉｎθとなるので、くさび角θで整理すると、θ＜ｔａｎ^－１μとなる。従って、摩擦力Ｆ＞逃げ力Ｔ_２とするためには、くさび角θを小さくすれば良い。

また、滑剤粉ＬＰが固定化ブレード２２１から受ける抗力Ｔは、固定化ブレード２２１の面圧に比例する。逃げ力Ｔ_２を小さくするためには、抗力Ｔを小さくする必要があり、抗力Ｔを小さくするためには、面圧を小さくする必要がある。そして、面圧≒当接力／ニップ幅であるので、面圧を下げるには、当接力を下げるか、又は、ニップ幅を大きくする必要がある。当接力を下げると滑剤粉の通過量は増えるが、固定化（被膜化）されずに粒子状のまま通過してしまう。粒子状ですり抜けた滑剤粉は現像器で回収されたり、中間転写ベルトに転移したりして、画像形成に悪影響を及ぼす。そのため、当接力を下げるよりも、ニップ幅を広げることが効果的である。

例えば、図９において、ニップ幅Ｎ１、Ｎ２の場合について説明する。ここでは、Ｎ１＞Ｎ２である。ニップ幅Ｎ１より狭いニップ幅Ｎ２において、所望の当接力ＣＦを付与すると、ニップ幅Ｎ２における単位面積当たりの面圧は、ｂに示すように変化し、面圧が高くなる箇所がある。この場合、所望の当接力ＣＦにおいて、面圧が高くなる箇所があるので、滑剤の通過不良が発生し易くなる。一方、ニップ幅Ｎ２において、所望の当接力より小さい当接力ＣＦを付与すると、ニップ幅Ｎ２における単位面積当たりの面圧は、ｃに示すように変化し、全体的に面圧が小さくなる。この場合、面圧は小さくなるが、当接力ＣＦも小さいので、滑剤の固定化不良が発生し易くなる。

これに対して、ニップ幅Ｎ２より広いニップ幅Ｎ１において、所望の当接力ＣＦを付与すると、ニップ幅Ｎ１における単位面積当たりの面圧は、ａに示すように変化し、全体的に面圧が小さくなる。この場合、所望の当接力ＣＦにおいて、面圧は小さくできるので、滑剤の通過不良や固定化不良を抑制することができる。つまり、滑剤粉ＬＰの通過量を増やすことができると共に、通過量が増えた滑剤粉ＬＰを被膜ＬＣに固定化（被膜化）する際に、被膜ＬＣの膜強度を向上させることができる。

次に、くさび角θとニップ幅との関係について、図１０、図１１を参照して説明する。図１０は、当接時の当接部２２１ａを実線で示し、当接によって変形する前の当接部２２１ａを点線で仮想的に示した図である。図１０において、感光体ドラム４１３の表面４１３ａと点線とで囲まれた部分は、感光体ドラム４１３との当接により圧縮変形する圧縮面積Ｓｃの部分である。また、図１１は、傾斜角δ＝５０°、当接力＝３０Ｎ／ｍのとき、くさび角θを変化させたときのニップ幅Ｎの変化を示すグラフである。このニップ幅Ｎは、当接力により圧縮変形する圧縮面積Ｓｃとくさび角θから求めることができる。

図１１からわかるように、くさび角θが所定の角度より小さくなると、くさび角θを小さくするほど、ニップ幅が大きくなることがわかる。図１１に示す傾斜角δ＝５０°、当接力＝３０Ｎ／ｍのときには、くさび角θが６０°以下のとき、くさび角θを小さくするほど、ニップ幅が大きくなっている。これは、くさび角θを小さくすると、所望の当接力に維持しながら、面圧を下げることができることを意味する。

本発明者は、本実施例の固定化ブレード２２１を用いた画像形成装置において、くさび角θ及び当接力を変更して、固定化ブレード２２１を通過した滑剤の量を測定してみた。その結果、同じ当接力であっても、くさび角θを小さくすることで、固定化ブレード２２１を通過する滑剤量が増えること、つまり、滑剤の通過率が上昇することを確認できた。このように、くさび角θを小さくすることが効果的であり、所望の当接力を確保した上で、滑剤の通過性を上げることができる。

次に、図１２Ａ～図１３Ｂを参照して、くさび角θと傾斜角δの関係について説明する。

図１２Ａに示すように、くさび角θ１が適切な範囲の角度である場合には、当接部２２１ａは、図１２Ｂに示すように、その先端部２２１ｃがニップ領域Ｎ内にある。一方、図１３Ａに示すように、くさび角θ２が適切な範囲より小さい場合には、当接部２２１ａは、図１３Ｂに示すように、その先端部２２１ｃがニップ領域Ｎから離れて飛び出た形状に変形するおそれがある。このような状態になると、先端部２２１ｃが感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接しなくなるので、異常摩耗が発生し、これにより、固定化ブレード２２１の耐久性が低下する。

従って、先端部２２１ｃがニップ領域Ｎ内にあるようにするには、くさび角θを小さくし過ぎないことが必要であり、傾斜角δとくさび角θとの関係は、θ≧９０－δを満たす必要がある。傾斜角δとくさび角θを、θ≧９０－δを満たす関係とすることにより、先端部２２１ｃをニップ領域Ｎ内に収めることができる。これにより、固定化ブレード２２１の耐久性を確保することができる。

次に、固定化ブレード２２１の製造方法について説明する。

固定化ブレード２２１は、ウレタン樹脂（ウレタンゴム）などの弾性部材からなる板状部材から形成する。まず、固定化ブレード２２１の元となる板状部材を遠心成形法により成形する。この遠心成形法は、回転成形法とも呼ばれ、円筒状の型枠内に樹脂などの材料を注入し、型枠を回転して、型枠内に板状部材を成形する方法である。なお、板状部材の少なくとも１つの面が後述する鏡面状態となれば、遠心成形法以外の方法を用いて、例えば、鏡面加工などを行って、板状部材を成形しても良い。

固定化ブレード２２１は、感光体ドラム４１３の軸方向（主走査方向）の幅とほぼ同等の幅を有している。このような幅を有する固定化ブレード２２１の大きさとするため、成形した板状部材を短冊状に切断する。

遠心成形時に板状部材の回転中心側となる面は、遠心成形時に空気に接する面であるため、その表面を鏡面状態にすることができる。切断により形成した面は、切断により表面が粗い状態となる。そのため、ここでは、遠心成形時に空気に接する面が鏡面状態となることを利用し、鏡面状態となった面を第１側面２２１ｄとしている。この鏡面状態となる第１側面２２１ｄが、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに撓んで当接する当接面となる。

そして、形成した板状部材において、第１側面２２１ｄとなる面との角度が鋭角になる方向に切断を行って、第２側面２２１ｅを形成する。板状部材の切断により形成された第２側面２２１ｅが、感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接しない非当接面となる。

このように、鏡面状態となる第１側面２２１ｄに対しては何の加工も行っていない。一方、回転方向Ｒ１において下流側となる第２側面２２１ｅに対しては板状部材を切断することにより形成している。これにより、上流側となる第１側面２２１ｄの表面性を損なわずに、当接部２２１ａを形成することができる。また、これにより、先端部２２１ｃが形成され、先端部２２１ｃに向かうに従い、第１側面２２１ｄと第２側面２２１ｅとの間が細くなる当接部２２１ａが形成されることになる。

上記の特許文献１では、くさび角θを小さくするため、切断により形成した当接面を使用していた。そのため、切断により当接面の表面が粗い状態となり、滑剤粉が滞留し易くなり、その結果、滑剤の通過性が安定せず、滑剤の塗布量が不均一になって、形成される画像に筋むらが発生する問題があった。

一方、本実施例では、鏡面状態となる第１側面２２１ｄが感光体ドラム４１３の表面４１３ａに当接するので、滑剤粉が通過し易くなり、その結果、滑剤の通過性が安定し、滑剤の塗布量が均一になって、形成される画像の筋むらの発生を抑制することができる。

以上説明してきたように、本実施例では、固定化ブレード２２１を先端部２２１ｃに向かうに従い細くしている。そのため、設定角φを必要以上に小さくすることなく、また、食込み量を大きくすることなく、当接力を確保して、先端部２２１ｃ近傍のくさび角θを小さくすることができる。その結果、固定化装置２２０の設置の省スペース化を達成すると共に、滑剤の塗布効率の向上と固定化ブレード２２１の耐久性の向上を図ることができる。更に、固定化ブレード２２１において、第２側面２２１ｅ側を加工して第１側面２２１ｄに対して傾斜させているので、当接する第１側面２２１ｄの表面状態を犠牲する必要はなくなる。その結果、鏡面状態の第１側面２２１ｄを用いて、感光体ドラム４１３に対する滑剤の均一塗布を行うことができ、形成される画像の筋むらの発生を抑制することができる。

（固定化ブレードの変形例）
本実施例では、固定化ブレード２２１の第２側面２２１ｅは、連続的な１つの面として形成されているが、この第２側面２２１ｅは、先端部２２１ｃに向かうに従い細くなれば、非連続的な構成、例えば、階段状に形成されていても良い。

なお、上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７０ 制御部
１００ クリーニング装置
１０１ クリーニングブレード
１０２ 支持板金
２００ 滑剤供給装置
２１０ 滑剤塗布装置
２１１ 滑剤棒
２１２ 塗布ブラシ
２２０ 固定化装置
２２１ 固定化ブレード
２２１ａ 当接部
２２１ｂ 基端部
２２１ｃ 先端部
２２１ｄ 第１側面
２２１ｅ 第２側面
２２２ 支持板金
４１３ 感光体ドラム
４１５ ドラムクリーニングユニット

Claims (4)

1. 像担持体上に供給された滑剤を均すブレードであって、
   前記像担持体の回転方向に対してトレイル方向で、前記像担持体に撓んで当接する先端部を備え、
   前記先端部に向かうに従い細くなるように構成され、
   前記像担持体に当接していない状態において、前記先端部に向かう方向に沿う第１側面と、前記方向に対して前記第１側面側に傾斜する第２側面と、を有し、
   前記第１側面と前記第２側面とがなす傾斜角は鋭角であり、
   前記傾斜角、及び、前記第１側面と前記像担持体との間のくさび角は、式（１）を満たす、
   くさび角≧９０－傾斜角・・・（１）
   ブレード。
2. 前記第１側面は、前記像担持体に当接する当接面であり、
   前記第２側面は、前記像担持体に当接しない非当接面である、
   請求項１に記載のブレード。
3. 請求項１又は２に記載のブレードと、
   前記像担持体上に前記滑剤を供給する滑剤供給部と、
   を備える滑剤供給装置。
4. 前記像担持体と、
   請求項３に記載の滑剤供給装置と、
   を備える画像形成装置。

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