JPH1049015A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体上に静電潜像を形成し、潜像をトナ
ーにより現像して可視トナー像とし、トナー像を記録材
に転写定着させる画像形成装置であり、転写後、像担持
体上に残留するトナーを除去するための、エッジ部分が
像担持体に圧接されるクリーニングブレードを含むクリ
ーニング装置を備える画像形成装置であって、環境温度
が高いときでも、また、像担持体の表面移動速度が大き
いときでも、クリーニングブレードのエッジ部が摩耗し
難く、それによりトナーの拭き残しが発生し難い画像形
成装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 クリーニング装置におけるクリーニング
ブレード６１１は、１００％モジュラスが１５〜７０ｋ
ｇ／ｃｍ² 、３００％モジュラスが１００〜６００ｋｇ
／ｃｍ² 、硬度が６０°〜８０°、永久伸びが５％以下
である画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、特
に、感光体や誘電体等の像担持体上に形成されたトナー
像を記録材へ転写したあと該像担持体上に残留するトナ
ーを除去するための該像担持体に圧接されるクリーニン
グブレードを含むクリーニング装置を備える画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、ファクシミリ、
プリンタ等の画像形成装置においては、感光体や誘電体
等の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像
剤であるトナーにより現像して、通常は、該トナー像が
記録材に転写される。このとき、大部分のトナーは記録
材に転写されるが、一部のトナーは像担持体上に残留す
る。残留トナーは画像不良等の発生の原因となるため、
クリーニング装置により除去される。

【０００３】クリーニング装置は種々のタイプのものが
提案されているが、例えば、クリーニングブレードを使
用するタイプのクリーニング装置においては、クリーニ
ングブレードのエッジ部分が像担持体に圧接され、該エ
ッジ部分により像担持体上の残留トナーが掻き落とされ
る。このタイプのクリーニング装置の場合、クリーニン
グブレードのエッジ部分を像担持体に圧接して使用して
いると、該エッジ部が像担持体との摩擦により摩耗して
トナーの拭き残しが生じ易くなる。

【０００４】この点、特開平１−１０５９８３号公報に
よると、クリーニングブレードの突き出し量を８ｍｍ前
後とし、そのゴム硬度を常温で６５〜７０度とし、反発
弾性を常温で３５％前後とすることにより、さらにこれ
に加えてクリーニングブレードの像担持体への圧接力を
４５〜５５ｇ／ｃｍとし、クリーニングブレードの厚さ
を２〜３ｍｍとすることにより、クリーニング性能を向
上させることができるとともに、像担持体及びクリーニ
ングブレードエッジの摩耗や異音の発生を抑制できるこ
とが開示されている。

【０００５】また、特開平４−２４９２８５号公報によ
ると、クリーニングブレードの表面粗さ（クリーニング
ブレードの基準長さＬ０．８ｍｍの最大高さＲ_max で示
したもの）を２μｍ以上１０μｍ以下とすることによ
り、クリーニングブレードと像担持体との摩擦が少なく
なり、ブレード及び像担持体の寿命が長くなることが開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平１−１０５９８３号公報及び特開平４−２４９２８
５号公報が教える各画像形成装置は、いずれも、トナー
の特性によって、或いは規定のブレード特性値以外の特
性値が変化することによって、クリーニングブレードの
エッジ部の摩耗が大きくなり、その結果、クリーニング
不良が発生し易くなる。このような現象は、特に画像形
成装置の使用環境温度が高いときや像担持体の表面移動
速度が大きいときに顕著になる。

【０００７】そこで本発明は、像担持体上に静電潜像を
形成し、該潜像をトナーにより現像して可視トナー像と
し、該トナー像を記録材に転写定着させる画像形成装置
であり、転写後、該像担持体上に残留するトナーを除去
するための、エッジ部分が該像担持体に圧接されるクリ
ーニングブレードを含むクリーニング装置を備える画像
形成装置であって、環境温度が高いときでも、また像担
持体の表面移動速度が大きいときでも、クリーニングブ
レードのエッジ部が摩耗し難く、それによりトナーの拭
き残しが発生し難い画像形成装置を提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、像担持体上に静電潜像を形成し、該潜像を
トナーにより現像して可視トナー像とし、該トナー像を
記録材に転写定着させる画像形成装置であり、転写後、
該像担持体上に残留するトナーを除去するための、エッ
ジ部分が該像担持体に圧接されるクリーニングブレード
を含むクリーニング装置を備える画像形成装置であっ
て、前記クリーニングブレードは、１００％モジュラス
が１５〜７０ｋｇ／ｃｍ² 、より好ましくは１５〜４５
ｋｇ／ｃｍ ² 、３００％モジュラスが１００〜６００ｋ
ｇ／ｃｍ² 、より好ましくは１５０〜６００ｋｇ／ｃｍ
² であることを特徴とする画像形成装置を提供する。

【０００９】前記のクリーニングブレードのモジュラス
とは、クリーニングブレードの一端を固定し、他端をブ
レードの軸方向（該一端と他端を結ぶ方向）に引いた場
合の該ブレードの断面にかかる応力のことであり、伸び
弾性率を示している。１００％モジュラスと３００％モ
ジュラスとでは、測定時にブレードを伸ばす長さが異な
り、３００％モジュラスの方が１００％モジュラスより
伸ばす長さが長い。なお、１００％モジュラス及び３０
０％モジュラスの測定はＪＩＳ規格に基づいて行った。

【００１０】本発明において、クリーニングブレードの
１００％モジュラス及び３００％モジュラスを前記範囲
に設定したのは、後述する実験で示されるように、この
範囲内でクリーニングブレードが摩耗し難いため、実用
上問題となるトナーの拭き残し発生を十分抑制できるか
らである。本発明の画像形成装置によると、クリーニン
グブレードの１００％モジュラス及び３００％モジュラ
スを前記範囲の値に設定しているため、後述する実験で
示されるように、クリーニングブレードが摩耗し難く、
従ってトナーの拭き残しが発生し難い。

【００１１】これは、クリーニングブレードの１００％
モジュラスが１５〜７０ｋｇ／ｃｍ ² と小さいため、ブ
レードエッジ部の変形に対して粘り強さがあり、該ブレ
ードエッジ部の摩耗が抑制されること、及び、例えば環
境温度が高く、残留トナーの帯電量が少ないため該トナ
ーの像担持体への吸着力が弱いとき、或いは像担持体の
表面移動速度が高いとき等にはブレードエッジ部が比較
的大きく変形するが、クリーニングブレードの３００％
モジュラスが１００〜６００ｋｇ／ｃｍ² と大きいた
め、該エッジ部の摩耗が抑制されることによるものと考
えられる。

【００１２】前記像担持体には、例えば、感光体や誘電
体を用いることができる。感光体としては、有機感光体
（ＯＰＣ）、セレンヒ素感光体、セレンテルル感光体、
セレン感光体、ＣｄＳ感光体、アモルファスシリコン感
光体等の公知のものを例示できる。また、誘電体として
は、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリアミド、ア
セテート、アクリル、ポリエチレン、ポリイミド、ポリ
ウレタン等からなるものを例示できる。いずれにしても
像担持体の形状は、ドラム状やベルト状等を例示でき
る。

【００１３】前記クリーニングブレードの材質は、耐摩
耗性、耐オゾン性、耐トナー性、化学的安定性（像担持
体との反応性が低い）、加工性等に優れることが要求さ
れる。このような材料としては、ポリウレタン系樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂等を用いることができ
るが、この限りではない。前記クリーニングブレードの
像担持体への圧接方式は、カウンター方式、トレーリン
グ方式のいずれも採用できる。なお、カウンター方式は
図１５（Ａ）に示す方法によりクリーニングブレードを
像担持体に当接させる方式であり、トレーリング方式は
図１５（Ｂ）に示す方法によりクリーニングブレードを
像担持体に当接させる方式である。

【００１４】前記クリーニングブレードの像担持体への
圧接力はトナーを掻き取るための要素として重要で、
０．５〜５ｇ／ｍｍ程度が好ましい。これは、０．５ｇ
／ｍｍより小さいとトナー阻止力が弱くなりトナーの拭
き残しが発生し易くなるからであり、５ｇ／ｍｍより大
きいと像担持体とクリーニングブレード間の摩擦力が大
きすぎて、クリーニングブレードの波打ちやめくれ、エ
ッジ部分の欠け等が生じ易く、クリーニング不良、ひい
ては画像不良となり易いからである。

【００１５】なお、前記圧接力の範囲では、クリーニン
グブレードエッジ部と像担持体との摩擦力が大きくな
り、ブレードエッジ部の摩耗が生じ易い。この摩耗は、
特に像担持体の表面移動速度が大きいときや、環境温度
が高く残留トナーの帯電量が低いときに顕著であり、摩
耗が進行すると、ブレードエッジ部によるトナー阻止力
が小さくなり、トナーの拭き残しが発生するようにな
る。従って、本発明ではクリーニングブレードの１００
％モジュラス及び３００％モジュラスを前記規定の範囲
の値とすることによりクリーニングブレードエッジ部の
摩耗を抑制しようとしている。

【００１６】また、前記クリーニングブレードの硬度は
６０〜８０°、好ましくは６０〜７５°程度とすること
が望ましい。これは、クリーニングブレードの硬度が８
０°より大きくなってくると、硬い反面クリーニングブ
レードの粘り強さが弱くなり、却ってブレードエッジ部
の摩耗が生じ易くなるからであり、硬度が６０°より小
さくなってくると、クリーニングブレードの腰が弱くな
り、トナー阻止力が弱くなるからである。このクリーニ
ングブレードの硬度を６０〜８０°、前記の１００％モ
ジュラスを１５〜７０ｋｇ／ｃｍ² とそれぞれ小さくす
ると、より確実にクリーニングブレードの粘り強さが良
好となり、それだけブレードエッジ部の摩耗が抑制され
る。

【００１７】また、前記クリーニングブレードの永久伸
びは、５％以下、好ましくは２％以下とすることが望ま
しい。これは、永久伸びが５％より大きくなってくる
と、ブレード材料の分子間結合力が小さくなり過ぎ、ブ
レードエッジ部の大きな変形に対して該エッジ部の摩耗
を抑制し難くなるからである。なお、この永久伸びはま
ったく無いということはなく、５％以下とするときも、
２％以下とするときも０％よりは大きくなる。

【００１８】また、本発明において、トナーの流動性を
向上させるために、トナーには例えば２酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ₂ ）等の後処理剤が添加される。後処理剤は粒径１
０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜５００ｎｍのもの
を用いることが望ましい。これは、後処理剤の粒径が１
０ｎｍより小さくなってくると、後処理剤の像担持体へ
の吸着力が強くなりすぎるため、該後処理剤が像担持体
とクリーニングブレードのエッジ部との間を通過すると
き転がりながら通過することができず、該後処理剤がブ
レードエッジ部を研磨してしまうからである。また、１
０００ｎｍより大きくなってくるとトナーの流動性が悪
く、現像時に像担持体へのトナー付着量が低下したり不
均一になったりして画像のきめが粗くなるからである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明に係る画像形
成装置の１例の概略構成図である。この装置は、像担持
体であるドラム状感光体１１を備え、感光体ドラム１１
の周辺に帯電装置として帯電ローラ２１、現像装置３
１、転写装置として転写ローラ４１、記録材の除電及び
分離装置として除電針５１及びクリーニング装置６１が
この順序で配置されている。感光体１１は図中矢印で示
すように、反時計回りに回転駆動される。

【００２０】帯電ローラ２１には、交流電圧にマイナス
直流電圧を重畳することができる電源が接続されてお
り、感光体ドラム１１表面をマイナス電位に帯電させる
ことができる。記録像光Ｌは、帯電ローラ２１と現像装
置３１の間から感光体１１表面の前記帯電ローラ２１に
より一様に帯電せしめられた領域に照射される。記録像
光Ｌは、画像形成装置がアナログ複写機の場合、照明ラ
ンプ、反射ミラー、結像レンズ等を含む光学走査系によ
り原稿画像の反射光が導かれるものである。画像形成装
置がデジタル複写機の場合、前記光学走査系により読み
取られた原稿画像がＣＣＤ等のイメージセンサにより光
電変換され、一旦メモリ等の記憶手段に記憶され、該記
憶手段に記憶されているデータに基づいて半導体レーザ
等を含む露光手段により照射されるものである。画像形
成装置がプリンタ、ファクシミリの場合、該プリンタ、
ファクシミリに接続されるコンピュータ等のホスト機器
から入力される画像データに基づいて半導体レーザ等を
含む露光手段により照射されるものである。

【００２１】感光体ドラム１１は有機感光体（ＯＰＣ）
を使用している。この有機感光体は、図１（Ｂ）に示す
ように、円筒状のアルミニウム素管１１１の表面に、ビ
スアゾ顔料及びバインダー樹脂よりなる厚さ１μｍ以下
の電荷発生層１１２、ヒドラゾン誘導体とポリカーボネ
イト樹脂よりなる厚さ約２３μｍの電荷輸送層１１３を
この順に積層して形成したものである。

【００２２】現像装置３１は、帯電ローラ２１によって
負極性に帯電された感光体ドラム１１に、ネガの記録像
光Ｌを照射することにより作成されるポジの静電潜像
を、現像装置３１内に収容されている帯電された粉体や
粒子により顕像化することができるもので、本例では正
極性に帯電した非磁性トナー粉体と磁性キャリアを用い
る２成分乾式現像方式により静電潜像をポジに顕像化す
ることができるものである。

【００２３】クリーニング装置６１は、ポリウレタン系
樹脂からなるクリーニングブレード６１１を備えてお
り、ブレード６１１はエッジ部分が感光体ドラム１１に
圧接されている。クリーニングブレード６１１はそのエ
ッジ部分がカウンター方式で感光体ドラム１１に当接さ
れている。この画像形成装置において、ブレード６１１
の常温での１００％モジュラスは１５〜７０ｋｇ／ｃｍ
² 、好ましくは１５〜４５ｋｇ／ｃｍ² 、３００％モジ
ュラスは１００〜６００ｋｇ／ｃｍ² 、好ましくは１５
０〜６００ｋｇ／ｃｍ² 、ブレード６１１の硬度は６０
〜８０°、好ましくは６０〜７５°、ブレード６１１の
永久伸びは０％より大きく５％以下、好ましくは０％よ
り大きく２％以下、ブレード６１１のドラム１１への圧
接力は０．５〜５ｇ／ｍｍである。また、トナーに添加
される後処理剤の粒径は１０〜１０００ｎｍ、好ましく
は５０〜５００ｎｍである。

【００２４】この画像形成装置によると、図１（Ａ）中
反時計回りに回転駆動される感光体ドラム１１は、その
表面を帯電ローラ２１により負電位に均一に帯電され、
帯電された感光体ドラム１１に記録像光Ｌが照射される
ことにより記録像光Ｌに応じた静電潜像が形成される。
静電潜像は現像装置３１によりトナー像とされ、図示し
ない給紙手段により供給される記録材に転写ローラ４１
により転写される。トナー像が転写された記録材は、除
電針５１により感光体ドラム１１から分離された後、図
示しない定着手段によりトナー像が定着され、装置外に
排出される。

【００２５】一方、記録材に転写されずに感光体ドラム
１１に残留したトナーは、次の画像形成工程に悪影響を
及ばさないように、クリーニング装置６１により除去さ
れる。なお、画像調整用として感光体ドラム１１上に作
成されるパターン等は記録材に転写されず、そのままク
リーニング装置６１により除去される。トナーを除去す
るにあたり、クリーニングブレード６１１は、そのエッ
ジ部分が感光体ドラム１１の表面に押し当てられ、該エ
ッジ部分で残留トナーを掻きとる。

【００２６】次に、図１に示すタイプの複写機を用い
て、クリーニングブレードの常温での１００％モジュラ
スと、該ブレードエッジ部の摩耗量及びトナーの拭き残
しの発生との関係を調べた実験について説明する。Ａ４
横通紙の連続複写スピードが７６枚／分の高速複写機を
用いて、クリーニングブレード材料であるポリウレタン
系樹脂の種類をアジペート系、カプロラクトン系等に変
化させたり、クリーニングブレードの製造方法やその条
件を変化させることでクリーニングブレード６１１の常
温での１００％モジュラスを種々変え、Ａ４紙１０万枚
複写後のブレードエッジ部の摩耗断面積及びそのときの
トナーの拭き残しの発生の有無を調べた。摩耗断面積
は、走査型電子顕微鏡を用いてブレード６１１エッジ部
表面を観察することで測定した。

【００２７】なお、この実験は、感光体ドラム１１への
圧接力を０．５ｇ／ｍｍ、トナーに添加する後処理剤の
粒径を５０ｎｍとし、温度２５°Ｃ、相対湿度５０％の
環境下で行った。なお、クリーニングブレード６１１の
３００％モジュラス、硬度及び永久伸びは、１００％モ
ジュラスの値に対応して変化した。結果を図６に示す。
これによると、１００％モジュラスが大きくなるほどブ
レードエッジ部の摩耗断面積は大きくなっている。これ
は、１００％モジュラスが大きくなるほどクリーニング
ブレードは硬くなるがその反面粘り強さがなくなるため
と考えられる。しかし、ここで実験を行った１００％モ
ジュラスが２３〜８０ｋｇ／ｃｍ² の範囲内では、トナ
ーの拭き残しは発生していない。

【００２８】また、図７及び図８は、図６に結果を示し
た前記実験と同様にして、但し、ブレード６１１の感光
体ドラム１１への圧接力をそれぞれ３．０ｇ／ｍｍ及び
５．０ｇ／ｍｍとして、クリーニングブレード６１１の
常温での１００％モジュラスとブレード６１１エッジ部
の摩耗断面積及びそのときのトナーの拭き残しの発生の
有無との関係を調べた結果である。

【００２９】いずれの場合も、１００％モジュラスが大
きくなるほどブレードエッジ部の摩耗断面積は大きくな
るが、感光体ドラム１１への圧接力が３．０ｇ／ｍｍの
場合、１００％モジュラスが２３〜６３ｋｇ／ｃｍ² の
範囲内ではトナーの拭き残しは発生していないが、１０
０％モジュラスが８０ｋｇ／ｃｍ² のときトナーの拭き
残しが発生している。また、感光体ドラム１１への圧接
力が５．０ｇ／ｍｍの場合、１００％モジュラスが２３
〜４５ｋｇ／ｃｍ² の範囲内ではトナーの拭き残しは発
生していないが、１００％モジュラスが５０ｋｇ／ｃｍ
² 以上のときトナーの拭き残しが発生している。

【００３０】なお、図６〜８において、環境温度が異な
る場合及び複写スピードが異なる画像形成装置を用いた
場合は、摩耗断面積の値はシフトするものの、拭き残し
に関してはほぼ同様の結果が得られた。また、図６〜８
中には示していないが、１００％モジュラスが１５ｋｇ
／ｃｍ ² より小さいときは、Ａ４紙１０万枚複写後のみ
ならず連続複写開始初期からトナーの拭き残しが発生し
た。これはクリーニングブレードの腰が弱くなり、トナ
ーの阻止力が小さくなったからと考えられる。

【００３１】従って１００％モジュラスは広くは１５〜
７０ｋｇ／ｃｍ² 程度、より好ましくは１５〜４５ｋｇ
／ｃｍ² 程度とすればよいことが分かる。また、図９、
図１０、図１１はそれぞれ、図１に示すタイプの複写機
を用いて、クリーニングブレードの常温での３００％モ
ジュラスと、該ブレードエッジ部の摩耗量及びトナーの
拭き残しの発生との関係を調べた結果を示したものであ
る。

【００３２】ブレード６１１の感光体ドラム１１への圧
接力はそれぞれ０．５ｇ／ｍｍ、３．０ｇ／ｍｍ及び
５．０ｇ／ｍｍとし、その他の条件は前記実験と同様と
した。これらによると、ブレード６１１の常温での３０
０％モジュラスが大きくなるほどブレードエッジ部の摩
耗断面積は小さくなっている。これは、３００％モジュ
ラスが大きくなるほどクリーニングブレードエッジ部の
大きな変形に対して該エッジ部の摩耗を抑制できること
によるものと考えられる。なお、クリーニングブレード
エッジ部の大きな変形は、例えば環境温度が高いため残
留トナーの帯電量が小さくトナーの感光体ドラムへの吸
着力が弱いときや、感光体ドラムの表面移動速度が高い
とき等に生じる。

【００３３】ブレード６１１の感光体ドラム１１への圧
接力が０．５ｇ／ｍｍのときは、３００％モジュラスが
１００〜６４０ｋｇ／ｃｍ² の範囲内でトナーの拭き残
しは発生していない。また、該圧接力が３．０ｇ／ｍｍ
のときは、３００％モジュラスが１２０〜６４０ｋｇ／
ｃｍ² の範囲内でトナーの拭き残しは発生していない。
また、該圧接力が５．０ｇ／ｍｍのときは、３００％モ
ジュラスが１６０〜６４０ｋｇ／ｃｍ² の範囲内では、
トナーの拭き残しは発生していないが、１４０ｋｇ／ｃ
ｍ² 以下のときトナーの拭き残しが発生している。

【００３４】なお、図９〜１１中には示していないが、
３００％モジュラスが６５０ｋｇ／ｃｍ² 以上のとき
は、連続複写開始初期からクリーニングブレード６１１
のチッピング摩耗に伴う筋状のトナーの拭き残しが発生
した。これは、３００％モジュラスが大きすぎるため、
ブレードエッジ部が大きく変形したときに通常摩耗が生
じ難く、その結果、ブレード中のソフトセグメントが集
中する部分から引きちぎられるチッピング摩耗が生じた
ものと考えられる。

【００３５】なお、環境温度が異なる場合及び複写スピ
ードが異なる画像形成装置を用いた場合は、摩耗断面積
の値はシフトするものの、拭き残しに関してはほぼ同様
の結果が得られた。なお、摩耗断面積の値は、一般に温
度が高くなると大きくなり、温度が低くなると小さくな
る。従って、３００％モジュラスは、広くは１００〜６
００ｋｇ／ｃｍ² 程度、より好ましくは、１５０〜６０
０ｋｇ／ｃｍ² 程度とすればよいことが分かる。

【００３６】次に、図１に示すタイプの複写機を用い
て、クリーニングブレードの常温での硬度と、該ブレー
ドエッジ部の摩耗量及びトナーの拭き残しの発生との関
係を調べた実験について説明する。Ａ４横通紙の連続複
写スピードが７６枚／分の高速複写機を用いて、クリー
ニングブレード材料であるポリウレタン系樹脂の種類を
アジペート系、カプロラクトン系等に変化させたり、ク
リーニングブレードの製造方法やその条件を変化させる
ことでクリーニングブレード６１１の硬度を種々変え、
Ａ４紙１０万枚複写後のブレードエッジ部の摩耗断面積
及びそのときのトナーの拭き残しの発生の有無を調べ
た。

【００３７】なお、この実験は、感光体ドラム１１への
圧接力を３．０ｇ／ｍｍ、トナーに添加する後処理剤の
粒径を５０ｎｍとし、温度２５°Ｃ、相対湿度５０％の
環境下で行った。なお、クリーニングブレード６１１の
１００％モジュラス、３００％モジュラス及び永久伸び
は、硬度の値に対応して変化した。結果を図１２に示
す。これによると、硬度が大きくなるほどブレードエッ
ジ部の摩耗断面積は大きくなっている。これは、硬度が
大きくなるほど粘り強さがなくなるためと考えられる。
硬度６１〜７３°の範囲ではトナーの拭き残しは発生し
ていないが、硬度が概ね８０°より大きくなってくると
トナーの拭き残しが発生し始めている。

【００３８】なお、図示していないが、硬度が６０°よ
り小さいとき連続複写開始初期からトナーの拭き残しが
発生した。これは、硬度が小さすぎるためブレードの腰
がなくなり、その結果、トナーの阻止力が低下したもの
と考えられる。また、クリーニングブレード６１１の感
光体ドラム１１への圧接力を０．５ｇ／ｍｍ又は５．０
ｇ／ｍｍとして同様の実験を行ったところ、摩耗断面積
の大きさには差があるものの、拭き残しに関しては図１
２に示すと同様の結果が得られた。

【００３９】なお、環境温度が異なる場合及び複写スピ
ードが異なる画像形成装置を用いた場合は、摩耗断面積
の大きさには差があるものの、拭き残しに関してはほぼ
同様の結果が得られた。従って、クリーニングブレード
硬度は広くは６０°〜８０°程度、より好ましくは、６
０°〜７５°程度とすればよいことが分かる。

【００４０】次に、図１に示すタイプの複写機を用い
て、クリーニングブレードの常温での永久伸びと、該ブ
レードエッジ部の摩耗量及びトナーの拭き残しの発生と
の関係を調べた実験について説明する。Ａ４横通紙の連
続複写スピードが７６枚／分の高速複写機を用いて、ク
リーニングブレード材料であるポリウレタン系樹脂の種
類をアジペート系、カプロラクトン系等に変化させた
り、クリーニングブレードの製造方法やその条件を変化
させることでクリーニングブレード６１１の常温での永
久伸びを種々変え、Ａ４紙１０万枚複写後のブレードエ
ッジ部の摩耗断面積及びそのときのトナーの拭き残しの
発生の有無を調べた。

【００４１】なお、この実験は、感光体ドラム１１への
圧接力を３．０ｇ／ｍｍ、トナーに添加する後処理剤の
粒径を５０ｎｍとし、温度２５℃、相対湿度５０％の環
境下で行った。なお、クリーニングブレード６１１の１
００％モジュラス、３００％モジュラス及び硬度は、永
久伸びの値に対応して変化した。結果を図１３に示す。
これによると、永久伸びが大きくなるほどブレードエッ
ジ部の摩耗断面積は大きくなっている。これは、永久伸
びが大きくなるほどブレード構成分子の分子間結合力が
小さくなり、ブレードエッジ部の大きな変形に対して該
エッジ部の摩耗を抑制できなくなることによるものと考
えられる。永久伸びが３．２％以下のときトナーの拭き
残しは発生していないが、永久伸びが概ね５％より大き
くなってくると、トナーの拭き残しが発生し始めてい
る。

【００４２】また、クリーニングブレード６１１の感光
体ドラム１１への圧接力を０．５ｇ／ｍｍ又は５．０ｇ
／ｍｍとして同様の実験を行ったところ、図１３に示す
と同様の結果が得られた。なお、環境温度が異なる場合
及び複写スピードが異なる画像形成装置を用いた場合も
ほぼ同様の結果が得られた。

【００４３】従って、永久伸びについては、広くは概ね
５％以下、より好ましくは２％以下程度とすればよいこ
とが分かる。次に、図１に示すタイプの複写機を用い
て、トナーに添加される後処理剤の粒径と、クリーニン
グブレードエッジ部の摩耗量及びトナーの拭き残しの発
生との関係を調べた実験について説明する。

【００４４】Ａ４横通紙の連続複写スピードが７６枚／
分の高速複写機を用いて、Ａ４紙１０万枚複写後のブレ
ードエッジ部の摩耗断面積及びそのときのトナーの拭き
残しの発生の有無を調べた。なお、この実験は、クリー
ニングブレード６１１の１００％モジュラスを３０ｋｇ
／ｃｍ² 、３００％モジュラスを１３０ｋｇ／ｃｍ² 、
硬度を６７°、永久伸びを１．０４％とし、ブレード６
１１の感光体ドラム１１への圧接力を３．０ｇ／ｍｍと
し、温度２５°Ｃ、相対湿度５０％の環境下で行った。

【００４５】結果を図１４に示す。これによると、後処
理剤粒径が大きくなるほどブレードエッジ部の摩耗断面
積は小さくなっている。これは、後処理剤粒径が大きく
なるほど感光体ドラム１１への吸着力が小さくなり、感
光体ドラム１１とクリーニングブレード６１１との間を
トナーとともに後処理剤が通過するとき、転がりながら
通過できるため、ブレード６１１を研磨してしまわない
ためと考えられる。また、後処理剤粒径が５０〜１００
０ｎｍ程度のときトナーの拭き残しは発生しなかった
が、３０ｎｍ以下では拭き残しが発生した。

【００４６】また、クリーニングブレード６１１の感光
体ドラム１１への圧接力を０．５ｇ／ｍｍとして同様の
実験を行ったところ、後処理剤粒径が１０ｎｍより小さ
くなってくるとトナーの拭き残しが発生した。また、該
圧接力を５．０ｇ／ｍｍとして同様の実験を行ったとこ
ろ、後処理剤粒径が１００ｎｍより小さくなってくると
トナーの拭き残しが発生した。

【００４７】また、いずれの場合も、後処理剤粒径が８
００ｎｍ以上になると、トナーの流動性が悪くなり、現
像時の感光体ドラムへのトナーの付着量が低下したり不
均一になりやすく、画像のきめが粗くなりやすかった。
なお、環境温度が異なる場合及び複写スピードが異なる
画像形成装置を用いた場合もほぼ同様の結果が得られ
た。

【００４８】従って、後処理剤粒径については、広くは
概ね１０〜１０００ｎｍ程度、より好ましくは５０〜５
００ｎｍ程度とすればよいことが分かる。なお、図１に
示す画像形成装置においては、像担持体として、円筒状
のアルミニウム素管表面に、ビスアゾ顔料及びバインダ
ー樹脂よりなる電荷発生層、ヒドラゾン誘導体とポリカ
ーボネイト樹脂よりなる電荷輸送層をこの順に積層して
形成した有機感光体を使用したが、この他、円筒状のア
ルミニウム素管にアルマイト処理を行い、フタロシアニ
ン系顔料及びバインダー樹脂よりなる電荷発生層、ヒド
ラゾン誘導体とポリカーボネイト樹脂よりなる電荷輸送
層をこの順に積層して形成した有機感光体を使用するこ
ともできる。また、導電性基板の上に電荷発生層、電荷
輸送層及びオーバコート層を設けたものや、電荷発生層
と電荷輸送層を逆積層したものや、導電性基板の上にア
ンダーコート層を設けたもの等を使用することもでき
る。有機感光体以外にも、既述のとおり、像担持体とし
てセレンヒ素感光体、セレンテルル感光体、セレン感光
体、ＣｄＳ感光体、アモルファスシリコン感光体や誘電
体等を使用することもできる。

【００４９】また、ここでは帯電手段として帯電ローラ
を用いたが、この他、スコロトロン帯電チャージャー、
帯電ブラシ、回転帯電ブラシ等の公知の帯電手段を用い
ることもできる。また、ここでは転写手段として転写ロ
ーラを用いたが、この他、転写チャージャー等の公知の
転写手段を用いることもできる。

【００５０】また、ここでは分離手段として除電針を用
いたが、この他、分離チャージャー等の公知の分離手段
を用いることもできる。また、ここではクリーニング手
段としてカウンター方式で像担持体に圧接されるクリー
ニングブレードを用いたが、トレーリング方式で像担持
体に圧接されるクリーニングブレードを用いてもよく、
さらに掻き落したトナーを収納するための廃トナーボト
ルに該廃トナーを搬送するための搬送スクリューを設け
てもよい。また、クリーニングブレードを採用すること
に加え、像担持体上の紙粉や異物を取り除いたり、像担
持体上の残留トナーを掻き取ったり、逆にトナー等の少
ない像担持体の部分にトナー等を供給したり、バイアス
電源を接続することで残留トナーの帯電量を制御できる
クリーナーブラシ、クリーナーローラを備えることもで
きる。また、ここではクリーニングブレード材料として
ポリウレタン系樹脂を用いたが、この他、ポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂等を使用することもできる。

【００５１】また、ここでは現像装置として２成分乾式
現像方式によるものを用いたが、この他トナー粉体のみ
を用いる１成分乾式現像方式等による現像装置を用いる
こともできる。本発明の画像形成装置は、クリーニング
前の像担持体の表面電位やトナーの帯電量を制御するた
めのクリーナー前チャージャや、光除電装置等の除電手
段を備えることもできる。

【００５２】上記のように本発明の画像形成装置は像担
持体等の組み合わせにより様々な態様をとることがで
き、その例を図２〜５に示す。図２〜図５はいずれも本
発明にかかる画像形成装置の概略構成図である。図２の
画像形成装置は、像担持体として図１に示すものと同じ
有機感光体ドラム１１を備え、その周辺に、スコロトロ
ン帯電チャージャー２２、現像装置３１、転写チャージ
ャー４２、分離チャージャー５２、クリーナー前チャー
ジャー７、カウンター方式で感光体ドラム１１に圧接さ
れるクリーニングブレード６２１や、掻き取ったトナー
を図示しない廃棄ボトルに搬送するための搬送スクリュ
ー６２２を備えるクリーニング装置６２、光除電装置８
が配置されている。記録像光Ｌは、ポジのものが帯電チ
ャージャー２２と現像装置３１の間から照射される。

【００５３】図２に示す画像形成装置によると、記録材
上に転写されずに感光体ドラム１１上に残留したトナー
は、直流成分がバイアスされた交流のクリーナー前チャ
ージャー７により残留トナーの帯電量が制御された後、
クリーニング装置６２により除去される。また、画像調
整用として感光体ドラム１１上に作成されるトナーパタ
ーン等も同様に、クリーニング装置６２により除去され
る。

【００５４】この画像形成装置においても、ブレード６
２１の常温での、１００％モジュラス、３００％モジュ
ラス、硬度、永久伸び、感光体ドラム１１への圧接力、
トナーに添加される後処理剤の粒径は図１の装置と同様
の範囲内に設定する。この画像形成装置を使用して、ク
リーナー前チャージャー７により残留トナーの帯電量を
様々に変化させて、図１の装置を用いた前記各実験と同
様の実験を行ったところ、クリーニングブレードのエッ
ジ部の摩耗量は前記各実験とは異なる結果が得られた
が、トナーの拭き残しの発生状況は図６〜１４に示すも
のとほぼ同様の結果が得られた。

【００５５】次に、図３の画像形成装置は、像担持体と
してドラム状感光体１２を備え、その周辺に、帯電ブラ
シ２３、現像装置３２、転写ローラ４１、カウンター方
式で感光体ドラム１１に圧接されるクリーニングブレー
ド６３１やクリーナーブラシ６３２を備えるクリーニン
グ装置６３が配置されている。記録像光Ｌは、帯電ブラ
シ２３と現像装置３２の間から照射される。

【００５６】感光体ドラム１２は有機感光体（ＯＰＣ）
を使用している。この有機感光体は、円筒状のアルミニ
ウム素管にアルマイト処理を行い、フタロシアニン系顔
料及びバインダー樹脂よりなる厚さ１μｍ以下の電荷発
生層、ヒドラゾン誘導体とポリカーボネイト樹脂よりな
る厚さ約２０μｍの電荷輸送層をこの順に積層して形成
したものである。

【００５７】現像装置３２は２成分乾式現像方式のもの
であり、マイナス極性に帯電した非磁性トナー粉体と磁
性キャリアにより、マイナス極性に帯電される感光体ド
ラム１２にポジの記録像光Ｌを照射して作成するネガの
静電潜像に応じて、感光体ドラム１２上に該記録像に応
じたポジのトナー像を形成する。現像装置３２は、図１
に示す現像装置３１とは逆極性のものを使用している。
また、クリーナーブラシ６３２には、バイアス電源（図
示せず）が接続されている。クリーナーブラシ６３２
は、感光体ドラム１２上の紙粉や異物を取り除いたり、
感光体ドラム１２上の残留トナーを掻き取ったり、逆に
トナー等の少ない部分にトナー等を供給したりする役割
がある。また、ブラシ６３２の材質を適宜選択したり、
バイアス電源を接続したりすることで感光体ドラム１２
上に残留するトナーの帯電量を制御することもでき、図
２に示すクリーナー前チャージャー７と同様の機能も合
わせもつ。

【００５８】この画像形成装置においても、ブレード６
３１の常温での、１００％モジュラス、３００％モジュ
ラス、硬度及び永久伸び、感光体ドラム１２への圧接
力、トナーに添加される後処理剤粒径は図１の装置と同
様の範囲内に設定する。この画像形成装置を使用して、
クリーナーブラシ６３２に接続されているバイアス電源
（図示せず）を制御することで残留トナーの帯電量を様
々に変化させて、図１の装置を用いた前記各実験と同様
の実験を行ったところ、クリーニングブレードのエッジ
部の摩耗量は前記各実験とは異なる結果が得られたが、
トナーの拭き残しの発生状況は図６〜１４に示すものと
ほぼ同様の結果が得られた。

【００５９】図４の画像形成装置は、像担持体として図
１に示すものと同じ有機感光体ドラム１１を備え、その
周辺に、回転帯電ブラシ２４、現像装置３１、転写ロー
ラ４１、トレーリング方式で感光体ドラム１１に圧接さ
れるクリーニングブレード６４１やクリーナーローラ６
４２を備えるクリーニング装置６４が配置されている。
記録像光Ｌは、回転帯電ブラシ２４と現像装置３１の間
から照射される。

【００６０】この画像形成装置においても、ブレード６
４１の常温での、１００％モジュラス、３００％モジュ
ラス、硬度及び永久伸び、感光体ドラム１１への圧接
力、トナーに添加される後処理剤粒径は図１の装置と同
様の範囲内に設定する。クリーナーローラ６４２には、
バイアス電源（図示せず）が接続されており、感光体ド
ラム１１上に残留するトナーの帯電量を制御することも
でき、図３に示すクリーナー前チャージャー７と同様の
機能も合わせもつ。

【００６１】このバイアス電源により残留トナーの帯電
量を制御することで残留トナーの帯電量を様々に変化さ
せて、図１の装置を用いた前記各実験と同様の実験を行
ったところ、クリーニングブレードのエッジ部の摩耗量
は前記各実験とは異なる結果が得られたが、トナーの拭
き残しの発生状況は図６〜１４に示すものとほぼ同様の
結果が得られた。

【００６２】図５の画像形成装置は、像担持体としてド
ラム状の誘電体１３を備え、その周辺に、記録電極９
１、現像装置３１、転写ローラ４１、カウンター方式で
誘電体ドラム１３に圧接されるクリーニングブレード６
５１を備えるクリーニング装置６５、除電ブラシ９２が
配置されている。誘電体ドラム１３は、円筒状のアルミ
ニウム素管の上に、誘電体の樹脂を塗布して形成したも
のである。この画像形成装置では、記録電極９１により
誘電体ドラム１３上に静電潜像が形成される。

【００６３】この画像形成装置においても、ブレード６
５１の常温での、１００％モジュラス、３００％モジュ
ラス、硬度及び永久伸び、誘電体ドラム１３への圧接
力、トナーに添加される後処理剤粒径は図１の装置と同
様の範囲内に設定する。図５に示す画像形成装置を使用
して、図１の装置を用いた前記各実験と同様の実験を行
ったところ、クリーニングブレードのエッジ部の摩耗量
及びトナーの拭き残しの発生状況は図６〜１４に示すも
のとほぼ同様の結果が得られた。

【００６４】これにより、像担持体は感光体、誘電体い
ずれであっても本発明の効果が得られることが分かっ
た。

【００６５】

【発明の効果】本発明によると、像担持体上に静電潜像
を形成し、該潜像をトナーにより現像して可視トナー像
とし、該トナー像を記録材に転写定着させる画像形成装
置であり、転写後、該像担持体上に残留するトナーを除
去するための、エッジ部分が該像担持体に圧接されるク
リーニングブレードを含むクリーニング装置を備える画
像形成装置であって、環境温度が高いときでも、また、
像担持体の表面移動速度が大きいときでも、クリーニン
グブレードのエッジ部が摩耗し難く、それによりトナー
の拭き残しが発生し難い画像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）は本発明に係る画像形成装置の１例の
概略構成図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の画像形成装置
における感光体ドラムの断面図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の他の例の概略構成
図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置のさらに他の例の概
略構成図である。

【図４】本発明に係る画像形成装置のさらに他の例の概
略構成図である。

【図５】本発明に係る画像形成装置のさらに他の例の概
略構成図である。

【図６】図１の装置における、クリーニングブレードの
常温での１００％モジュラスとブレードエッジ部の摩耗
量及びトナーの拭き残しの発生との関係の１例を示す図
である。

【図７】図１の装置における、クリーニングブレードの
常温での１００％モジュラスとブレードエッジ部の摩耗
量及びトナーの拭き残しの発生との関係の他の例を示す
図である。

【図８】図１の装置における、クリーニングブレードの
常温での１００％モジュラスとブレードエッジ部の摩耗
量及びトナーの拭き残しの発生との関係のさらに他の例
を示す図である。

【図９】図１の装置における、クリーニングブレードの
常温での３００％モジュラスとブレードエッジ部の摩耗
量及びトナーの拭き残しの発生との関係の１例を示す図
である。

【図１０】図１の装置における、クリーニングブレード
の常温での３００％モジュラスとブレードエッジ部の摩
耗量及びトナーの拭き残しの発生との関係の他の例を示
す図である。

【図１１】図１の装置における、クリーニングブレード
の常温での３００％モジュラスとブレードエッジ部の摩
耗量及びトナーの拭き残しの発生との関係のさらに他の
例を示す図である。

【図１２】図１の装置における、クリーニングブレード
の常温での硬度とブレードエッジ部の摩耗量及びトナー
の拭き残しの発生との関係を示す図である。

【図１３】図１の装置における、クリーニングブレード
の常温での永久伸びとブレードエッジ部の摩耗量及びト
ナーの拭き残しの発生との関係を示す図である。

【図１４】図１の装置における、トナーに添加される後
処理剤の粒径とブレードエッジ部の摩耗量及びトナーの
拭き残しの発生との関係を示す図である。

【図１５】クリーニングブレードを像担持体に当接させ
る方式を説明するための図であり、図（Ａ）はカウンタ
ー方式を、図（Ｂ）はトレーリング方式を説明するため
の図である。

【符号の簡単な説明】

１１、１２ 感光体ドラム（像担持体） １３ 誘電体ドラム（像担持体） ２１ 帯電ローラ ２２ スコロトロン帯電チャージャー ２３ 帯電ブラシ ２４ 回転帯電ブラシ ３１、３２ 現像装置 ４１ 転写ローラ ４２ 転写チャージャー ５１ 除電針 ５２ 分離チャージャー ６１、６２、６３、６４、６５ クリーニング装置 ６１１、６２１、６３１、６４１、６５１ クリーニン
グブレード ６２２ 廃トナー搬送スクリュー ６３２ クリーナーブラシ ６４２ クリーナーローラ ７ クリーナー前チャージャー ８ 光除電装置 ９１ 記録電極 ９２ 除電ブラシ Ｌ 記録像光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 康範 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 岡崎 太 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体上に静電潜像を形成し、該潜像を
   トナーにより現像して可視トナー像とし、該トナー像を
   記録材に転写定着させる画像形成装置であり、転写後、
   該像担持体上に残留するトナーを除去するための、エッ
   ジ部分が該像担持体に圧接されるクリーニングブレード
   を含むクリーニング装置を備える画像形成装置であっ
   て、 前記クリーニングブレードは、１００％モジュラスが１
   ５〜７０ｋｇ／ｃｍ²、３００％モジュラスが１００〜
   ６００ｋｇ／ｃｍ² であることを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】前記クリーニングブレードの前記像担持体
   への圧接力が０．５〜５ｇ／ｍｍである請求項１記載の
   画像形成装置。
3. 【請求項３】前記クリーニングブレードの硬度が６０〜
   ８０°、永久伸びが５％以下である請求項１又は２記載
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】現像に供される前記トナーに添加される後
   処理剤の粒径が１０〜１０００ｎｍである請求項１、２
   又は３記載の画像形成装置。