JPH11174922A

JPH11174922A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11174922A
Application number: JP9341204A
Authority: JP
Inventors: Tadanobu Yoshikawa; 忠伸吉川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-07-02
Anticipated expiration: 2017-12-11
Also published as: US6128461A; JP3537076B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー抜け、像担持体表面上へのトナー融
着、異音、異常振動、ブレードめくれ等の問題を解消し
て高画像、高品質及び高耐久を保証することができる画
像形成装置を提供すること。【構成】クリーニングブレード３を有するクリーニン
グ装置２を備えた画像形成装置において、前記クリーニ
ングブレード３に振動を印加する圧電素子（振動印加装
置）１５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
された潜像に現像剤を付着させて潜像を可視像化する電
子写真方式や静電記録方式を用いた複写機やレーザービ
ームプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置においては、走行する像担
持体表面上に形成された静電潜像が現像手段によってト
ナー像として現像され、このトナー像が転写材上に転写
されるが、転写材上に転写されないで像担持体表面に残
留するトナーはクリーニング装置よって清掃除去され
る。斯かるクリーニング装置においては、残留トナーの
クリーニング手段としてのゴム等の弾性体から成るクリ
ーニングブレードが従来から広く使用されているが、こ
れはクリーニングブレードを用いたクリーニング装置の
構造が単純で小型であり、コスト面からも有利である理
由による。尚、クリーニングブレードの材質としては、
耐薬品性、耐摩耗性、成形性、機械的強度等の点から熱
可塑性エラストマーの一種であるポリウレタンゴムが主
に用いられている。

【０００３】ところで、クリーニングブレードを有する
クリーニング装置では、走行する像担持体表面に対して
カウンタ方向からクリーニングブレードを圧接させる方
式が主に採用されている。この方式におけるクリーニン
グ作用メカニズムは、像担持体表面上の残留トナーを除
去するのに必要な力（５〜４０ｇｆ／ｃｍ）でクリーニ
ングブレードを像担持体表面に圧接させたときのクリー
ニングブレードエッジ部と像担持体の当接部分で、先ず
当接部分に働く摩擦力により像担持体表面に密着したク
リーニングブレードエッジ部が像担持体の進行方向に変
形（ずり変形、圧縮変形）し、次に、その応力に伴うク
リーニングブレードエッジ部に蓄積されたエネルギーが
復元力（反発弾性力）として働き元の状態に戻るという
所謂Ｓｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動（図９の概念図参照）に
よるものと考えられている。

【０００４】以上のことから、クリーニングブレードを
用いたクリーニング装置において、そのクリーニング能
力はクリーニングブレードエッジ部に蓄積されるエネル
ギーによる振動運動、つまり、クリーニングブレードエ
ッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動の振幅及び振動数に
より決定される。更に、理想的には、例えば円柱状の像
担持体（感光ドラム等）の場合においては、クリーニン
グブレードエッジ部の振動運動が円柱の接平面上に限定
されることが好ましい。

【０００５】又、上記Ｓｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動の振幅
及び振動数の適正化は、クリーニングブレードエッジ部
と像担持体表面の当接部分の摩擦係数、クリーニングブ
レードの形状、クリーニングブレードの材料物性（ヤン
グ率、ポアソン比、モジュラス（応力−歪み曲線））等
を調整することによってなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】斯かるクリーニング装
置において、初期条件の下で上記のような適正化を図っ
たとしても、例えば像担持体表面の摩擦係数のアップ、
クリーニングブレードの加水分解による永久変形等によ
ってクリーニングブレードのエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓ
ｌｉｐ運動の状態が変化し、様々な問題を発生する（図
１０の概念図参照）。

【０００７】第１に、像担持体表面に例えばトナー樹脂
等が付着することによって像担持体表面の摩擦係数がア
ップするに従い、クリーニングブレードエッジ部と像担
持体との間（当接部分）の摩擦力も当然大きくなる（見
掛け上の圧接力が大きくなる：図２の参照）。このた
め、Ｓｔｉｃｋ状態におけるクリーニングブレードエッ
ジ部に蓄積されるエネルギーが大きくなり、Ｓｔｉｃｋ
−Ｓｌｉｐ運動は振幅＞適正値、振動数＜適正値とな
る。そして、この現象が進行すると、クリーニングブレ
ードエッジ部分が像担持体表面上に追従することなく跳
ね上がり、トナーの摺り抜け、像担持体表面上のトナー
の擦り付け（トナー融着、フィルミング）が起こり、更
には異音（ブレード鳴き）や異常振動（ビビリ）が発生
したり、同エッジ部が像担持体の回転方向に沿うように
反転する所謂ブレードめくれが発生する他、クリーニン
グブレードエッジ部や像担持体表面が破損（ブレードエ
ッジ欠け、像担持体表面傷）する可能性がある。

【０００８】上記問題を解決するために、従来はクリー
ニングブレード先端と像担持体との当接部に黒鉛、ボロ
ンナイトライド、二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン、二酸化ケイ素等の無機物質やフッ素樹脂、シリコン
樹脂、ポリアミド（ナイロン樹脂）、ポリアセタール、
ポリエチレン、ポリイミド等の有機物質の固形粉末（潤
滑材）を塗布することによって摩擦力を軽減する手段が
講じられている。

【０００９】しかし、装置の使用に伴ってクリーニング
ブレードエッジ部分から潤滑材が無くなって再び摩擦力
が増加するため、クリーニングブレードエッジ部分と像
担持体間の摩擦力軽減の抜本的な解決策とはならない。
又、潤滑材をクリーニングブレードエッジ部分に定常的
に供給する様々な装置が考案されているものの、クリー
ニング装置の構成が複雑となり、コストの大幅なアップ
となるために実用化には至っていない。

【００１０】更には、従来、像担持体である感光ドラム
にはポリカーボネートをバインダー樹脂とした表面層で
構成されたＯＰＣ（有機物半導体）感光ドラムが広く用
いられているが、前記問題を解決するために、ＯＰＣ感
光ドラム表面上にポリカーボネートのバインダー樹脂中
にテフロン樹脂を適量（３〜４０ｗｔ％）分散させた保
護層（ＯＣＬ）を設ける場合がある。この保護層（ＯＣ
Ｌ）を最表面層とした感光ドラムを用いるとともに、ト
ナー中にチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、アル
ミナ、ジルコニア等の表面が疎水化処理された１μｍ以
下の無機微粒子を添加することにより、クリーニングブ
レードエッジ部と像担持体間の当接部にこれらの無機微
粒子が蓄積され、ＯＣＬ表面を研磨することによってＯ
ＣＬ中に含まれたテフロン樹脂が当接部に供給されて潤
滑効果を促す。

【００１１】ところが、トナー消費量の極端に少ない画
像を連続して大量にコピーするような場合には、コピー
枚数の増加に伴ってクリーニングブレードエッジ部と像
担持体の当接部分に前記研磨効果をもたらす無機微粒子
が極端に少なくなり、やはり異常振動、ブレードめくれ
等の問題が発生する場合がある。

【００１２】又、クリーニングブレードと像担持体間の
摩擦力の軽減を図る方法として、像担持体との当接面に
ナイロン樹脂層を配設したクリーニングブレード（以
下、ナイロンコートブレードと称す）を用いる方法があ
る。このナイロンコートブレードを用いた場合には、そ
のエッジ部と像担持体間の摩擦力は十分に軽減可能であ
る。

【００１３】しかし、ナイロン樹脂はポリウレタンとは
異なりエラストマーとしての性質を持たないため、クリ
ーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動
による残留トナーのクリーニング作用は見られず、残留
トナーを塞ぎ止め、掻き落とす作用をしているものと考
えられる。そのため、クリーニングブレードの像担持体
表面に対する圧接力をポリウレタンの場合よりも可成り
高くする（ポリウレタンの約２倍）必要があり、結果と
してクリーニングブレードによる像担持体表面の削れ量
が増加したり、傷を付けたりする等、像担持体の寿命が
低下するという問題が生じる。

【００１４】第２に、例えばクリーニングブレードの加
水分解等による永久変形が生じた場合、クリーニングブ
レードの像担持体表面に対する圧接力が低下し、クリー
ニングブレードのエッジ部と像担持体表面との間（当接
部分）の摩擦力が小さくなる（図２の参照）。このた
めＳｔｉｃｋ状態におけるクリーニングブレードエッジ
部に蓄積されるエネルギーが小さくなり、Ｓｔｉｃｋ−
Ｓｌｉｐ運動は振幅＜適正値、振動数＞適正値となる。
そして、この現象が進行すると、クリーニングブレード
エッジ部分は像担持体表面上で追従して運動（振動）し
なくなり、残留トナーを完全に除去することが不可能と
なる。更には、トナーの摺り抜けが発生したり、クリー
ニングブレードエッジ部に蓄積されたトナーが固まって
像表面に傷を付けたりする可能性がある。

【００１５】上記問題を解決するためには、高温多湿下
におけるクリーニングブレードの永久変形試験からクリ
ーニングブレードの使用期間を限定し、使用期間に達す
るとその都度クリーニングブレードを交換する必要があ
った。

【００１６】しかし、上記の場合、実際には未だ使用に
耐え得るクリーニングブレードでさえも交換されてお
り、結果としてランニングコストのアップを招いてい
た。又、このときクリーニングブレードのみを交換した
場合、新しいクリーニングブレードと継続使用中の像担
持体の接触部分の馴染みが悪く、トナー抜け、像担持体
表面傷或はブレードめくれ等の様々な問題を誘発する可
能性があった。

【００１７】以上のように、クリーニングブレードエッ
ジ部と像担持体表面の接触部の摩擦力（クリーニングブ
レードエッジ部の像担持体表面への圧接力）を利用した
Ｓｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動は耐久性において非常に不安
定であり、クリーニングブレード及び像担持体が破損す
る可能性が高い等の問題があった。

【００１８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、トナー抜け、像担持体表面上
へのトナー融着、異音、異常振動、ブレードめくれ等の
問題を解消して高画像、高品質及び高耐久を保証するこ
とができる画像形成装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、クリーニングブレードを有
するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、
前記クリーニングブレードに振動を印加する装置を設け
たことを特徴とする。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記クリーニングブレードに印加する振動
波形が定常波であることを特徴とする。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記クリーニングブレードに印加する振動
波形がクリーニング作用をもたらすエネルギーを満たす
のに必要な周波数及び振幅を持つことを特徴とする。

【００２２】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記クリーニングブレードの印
加振動のクリーニングブレードエッジ部に作用する方向
が像担持体の接平面内に限定されることを特徴とする。

【００２３】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記クリーニングブレードの印加振動のク
リーニングブレードエッジ部に作用する方向を像担持体
の接平面内に限定するために防振材等の補助部材により
強制することを特徴とする。

【００２４】請求項６記載の発明は、請求項１〜４又は
５記載の発明において、前記クリーニングブレードに振
動を印加する上で像担持体表面の状態によって印加する
振動波形を変化させることを特徴とする。

【００２５】請求項７記載の発明は、請求項１〜４又は
５記載の発明において、前記クリーニングブレードに振
動を印加する上で像担持体上の画像濃度或は残留トナー
量を検知することによって印加する振動波形を変化させ
ることを特徴とする。

【００２６】請求項８記載の発明は、クリーニングブレ
ードを有するクリーニング装置を備えた画像形成装置に
おいて、前記クリーニングブレードの振動状態を検知す
る装置を設けたことを特徴とする。

【００２７】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、前記クリーニングブレードの振動状態を検
知することによって前記クリーニング装置のクリーニン
グ状態を判断することを特徴とする。

【００２８】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知することによって前記クリーニング装置の使用に伴
う故障を事前に察知することを特徴とする。

【００２９】請求項１１記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導き
出される物理量を使用することを特徴とする。

【００３０】請求項１２記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導き
出される物理量を使用することによって前記クリーニン
グ装置のクリーニング状態を判断することを特徴とす
る。

【００３１】請求項１３記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導き
出される物理量を使用することによって前記クリーニン
グ装置の使用に伴う故障を事前に察知することを特徴と
する。

【００３２】請求項１４記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導き
出される物理量の閾値を使用することを特徴とする。

【００３３】請求項１５記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導き
出される物理量の閾値を使用することによって前記クリ
ーニング装置のクリーニング状態を判断することを特徴
とする。

【００３４】請求項１６記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記クリーニングブレードの振動状態を
検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導き
出される物理量の閾値を使用するすることによって前記
クリーニング装置の使用に伴う故障を事前に察知するこ
とを特徴とする。

【００３５】請求項１７記載の発明は、請求項８〜１５
又は１６記載の発明において、前記クリーニング装置
は、前記クリーニングブレードの振動状態を調整する機
構を有することを特徴とする。

【００３６】請求項１８記載の発明は、請求項８〜１５
又は１６記載の発明において、前記クリーニング装置は
前記クリーニングブレードの像担持体表面に対する圧接
荷重量を調整する圧調整機構を有することを特徴とす
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３８】図１は本発明に係る画像形成装置要部の概
略断面図であり、同図において、１は図示矢印Ａ方向に
回転する像担持体としての感光ドラムであり、該感光ド
ラム１の周囲には、クリーニング手段としてのクリーニ
ング装置２、電子写真記録用の各種プロセス機器として
の前露光光源５、一次帯電器６、現像器７及び転写帯電
器８が配設されている。尚、クリーニング装置２におい
ては、ポリウレタンゴム等のエラストマーから成るクリ
ーニングブレード３が加圧バネ４によって押圧されて感
光ドラム１に圧接されている。

【００３９】而して、本画像形成装置においては、前露
光光源５によって感光ドラム１の表面電荷が除電された
後、一次帯電器６によって感光ドラム１が一様に帯電さ
れ、光露光領域９で光像露光が行われる。すると、感光
ドラム１上には光像に対応する静電潜像が形成され、こ
の静電潜像は現像器７によって現像されてトナー像とし
て顕画化される。その後、感光ドラム１表面上に形成さ
れたトナー像は、搬送手段１０によって搬送される転写
材１１上に転写帯電器８の作用によって転写され、トナ
ー像の転写を受けた転写材１１はトナー像を担持したま
ま感光ドラム１から分離され、搬送手段１０によって定
着手段１２に搬送される。そして、定着手段１２に搬送
された転写材１１は、トナー像の定着を受けた後に装置
外に搬送される。

【００４０】一方、転写部位において転写材１１に転写
されないで感光ドラム１表面に残る残留トナーは、クリ
ーニング装置２に至り、加圧バネ４により押圧されたク
リーニングブレード３によって感光ドラム１表面からス
クイシート１３上に掻き落とされる。そして、クリーニ
ングブレード３によって掻き落とされた廃トナーは、ク
リーニング装置２内に設けられた廃トナー搬送スクリュ
ー１４によって不図示の廃トナー容器へと搬送されて回
収される。

【００４１】ところで、当該クリーニング装置２におい
て感光ドラム１表面上の残留トナーを掻き落とすために
必要とされるエネルギーは、クリーニングブレード３の
エッジ部が感光ドラム１表面との摩擦力によって感光ド
ラム１の回転方向に追従して変形するときにクリーニン
グブレード３のエッジ部に蓄積される弾性エネルギーに
よって与えられる。

【００４２】従って、当該クリーニング装置２における
クリーニング能力の適正化を図る上では、クリーニング
ブレード３の形状、クリーニングブレード３の材質（ヤ
ング率、ポアソン比、モジュラス（応力−歪み曲線）等
の諸物性）の選択を行うとともに、像担持体である感光
ドラム１表面へのクリーニングブレード３の押圧力（加
圧バネ４による荷重）を決定する必要がある。

【００４３】そして、上記条件（特に感光ドラム１表面
へのクリーニングブレード３の押圧力）の適正化を図る
ことにより、前述した実際のクリーニング作用であるク
リーニングブレード３のエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉ
ｐ運動が円滑に行われるようになる。このとき、Ｓｔｉ
ｃｋ−Ｓｌｉｐ運動の振動状態（振幅及び周波数）は、
クリーニングブレード３のエッジ部の感光ドラム１表面
に対する押圧力（摩擦エネルギー）で一義的に決定され
る。従って、押圧力が常時一定であるならば、トナー抜
け、感光ドラム１の表面傷、感光ドラム１表面上へのト
ナーの融着、異音、異常振動、クリーニングブレード３
のめくれ等の問題が生じず、安定したクリーニング作用
が得られるものと考えられる。

【００４４】しかし、実際のクリーニング装置において
は、前述のように画像形成装置の長期使用に伴いクリー
ニングブレードエッジ部の感光ドラム表面に対する押圧
力が変化し、上記のような問題が発生する。

【００４５】従って、クリーニング作用をもたらすクリ
ーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動
を、従来のクリーニングブレードエッジ部の感光ドラム
表面に対する押圧力（摩擦エネルギー）を利用するので
なく、クリーニング作用に最適な振動をクリーニングブ
レードに印加することによって、これらの問題を解決す
ることができるものと考えた。

【００４６】＜実施の形態１＞図２に本発明の実施の形
態１に係る画像形成装置要部の概念断面図であり、本図
においては図１に示したと同一要素には同一符号を付し
ており、以下、それらについての説明は省略する。

【００４７】本実施の形態に係る画像形成装置において
は、クリーニングブレード３の取付板金位置に振動印加
装置として圧電素子１５を設けており、この圧電素子１
５によってクリーニングブレード３のエッジ部にクリー
ニング作用をなさしめるに必要な振動を供給するように
している。

【００４８】このとき、クリーニングブレード３の感光
ドラム１表面への押圧力は、従来の摩擦エネルギーを利
用する場合の約７０％であった。これは、クリーニング
作用をもたらすのに必要なエネルギーをクリーニングブ
レード３のエッジ部と感光ドラム１表面間の摩擦力で供
給する必要がなくなったためであり、押圧力はクリーニ
ングブレード３のエッジ部全体が感光ドラム１の長手方
向に接触するのに必要な分だけで良いためである。尚、
供給する振動の周波数及び振幅は、従来のクリーニング
装置におけるクリーニングブレードエッジ部の振動エネ
ルギーとほぼ同じになるように調整した。

【００４９】而して、本実施の形態によれば、従来のク
リーニング装置で発生したクリーニングブレードの押圧
力の変化によるさまざまな問題が解消されただけでな
く、押圧力の設定位置を下げることが可能となったた
め、感光ドラム１及びクリーニングブレード３の使用有
効期間を約２倍まで延ばすことが可能になった。

【００５０】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００５１】図２で説明したクリーニング装置２だけで
も十分な効果があるが、実際のクリーニング作用におい
ては、そのＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動は円柱状感光ドラ
ムのの母線を接線とする接平面内で行われるのが理想で
あり、感光ドラムの法線軸方向の振動エネルギーは小さ
い方が良いことが分かっている。

【００５２】従って、本実施の形態では、図３に示すよ
うにクリーニングブレード３の取付位置に防振材１６を
追加した。この防振材１６の効果によってクリーニング
ブレード３のエッジ部の感光ドラム１の法線方向の振動
を防ぐことができ、感光ドラム１表面へのダメージを軽
減して該感光ドラム１の使用有効期間を更に延ばすこと
ができた。

【００５３】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３について説明する。

【００５４】本実施の形態においては、前記実施の形態
に係るクリーニング装置２においてクリーニングブレー
ド３及び感光ドラム１の使用有効期間の更なる延命を達
成するため、画像形成の有無、画像濃度（転写後の残留
トナー量）によってクリーニングブレード３に印加する
振動を制御した。

【００５５】つまり、画像形成時以外ではクリーニング
ブレード３のへの振動の印加を行わず、又、画像形成時
においても画像濃度の高低（残留トナー総量の多少）を
画像濃度読み取りセンサ等で検知し、クリーニングブレ
ード３への印加振動を変化させた。

【００５６】而して、本実施の形態によれば、振動印加
量制御によって感光ドラム１表面へのダメージは更に軽
減し、長期に亘って高画質な画像を得ることが可能とな
った。

【００５７】＜実施の形態４＞次に、本発明の実施の形
態４について説明する。

【００５８】図４に実際のクリーニング装置におけるク
リーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運
動の振動状態（時間領域）を示す。クリーニングブレー
ドエッジ部の振動測定にはレーザードップラー振動計を
用い、感光ドラムのおよそ法線方向よりクリーニングブ
レードエッジ部（照射領域φ５０μｍ以下）にレーザー
を照射し、感光ドラム表面へのクリーニングブレードの
押圧力（広義には摩擦力）を適正範囲及び高低変化させ
て測定を行った。

【００５９】ここで、図４に示した振動状態（時間領
域）は、クリーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−
Ｓｌｉｐ運動の感光ドラム法線軸方向（レーザー入射方
向）成分である。

【００６０】図４（ｂ）は感光ドラム表面へのクリーニ
ングブレードの押圧力が適正範囲内であるときのクリー
ニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動の
振動状態（時間領域）である。このときの最大振幅は約
０．３μｍ、周波数は約８０Ｈｚ、約１２０Ｈｚの２種
類が観察された。

【００６１】図４（ａ）は感光ドラム表面へのクリーニ
ングブレードの押圧力（クリーニングブレードエッジ部
と感光ドラム間の摩擦力）が適正範囲内よりも低いとき
のクリーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉ
ｐ運動の振動状態（時間領域）である。このときの最大
振幅は約０．７μｍ、周波数は約１２０Ｈｚと観察さ
れ、押圧力が適正範囲内にある場合と比較して最大振幅
は２倍以上、約１２０Ｈｚのパワースペクトル強度も数
倍となった。

【００６２】クリーニングブレードのエッジ部の振動状
態がこのようなときには、前述のようにトナーの摺り抜
けが発生したり、クリーニングブレードエッジ部に蓄積
されたトナーが固まって感光ドラム表面に傷を付けたり
すると考えられる。

【００６３】図４（ｃ）は感光ドラム表面へのクリーニ
ングブレードの押圧力（クリーニングブレードエッジ部
と感光ドラム間の摩擦力）が適正範囲内よりも高いとき
のクリーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉ
ｐ運動の振動状態（時間領域）である。このときの最大
振幅は約１．０μｍ、周波数は約８０Ｈｚと観察され、
押圧力が適正範囲内にある場合と比較して最大振幅は３
倍以上、約８０Ｈｚのパワースペクトル強度も数倍とな
った。

【００６４】クリーニングブレードのエッジ部の振動状
態がこのようなときには、前述のように感光ドラム表面
上へのトナーの擦り付け（トナー融着、フィルミン
グ）、異音（ブレード鳴き）、ブレードめくれ、クリー
ニングブレードエッジ部や感光ドラム表面の破損（ブレ
ードエッジ欠け、感光ドラム表面傷）が発生すると考え
られる。

【００６５】以上の測定結果から考えて、クリーニング
ブレードエッジ部の振動状態においては、最大振幅、周
波数のパワースペクトル共に小さい方が良好なクリーニ
ング状態であることが分かり、又、最大振幅、周波数そ
れぞれに閾値を有することが分かった。つまり、円滑な
クリーニング作用がなされる場合のクリーニングブレー
ドエッジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動は、円柱状感光
ドラムにおいてその母線を接線とする接平面内で行われ
るのが理想であり、今回の測定方向（感光ドラム法線軸
方向）に働くクリーニングブレードエッジ部の振動エネ
ルギーが小さいときに良好なクリーニング状態であるこ
とが判明した。

【００６６】又、クリーニングブレードエッジ部の振動
状態を測定し、振幅、周波数のそれぞれについて閾値と
比較することで図４に示した３種類の振動状態のどの状
態であるかを知ることができることが分かった。つま
り、感光ドラム表面へのクリーニングブレードの押圧力
（クリーニングブレードエッジ部と感光ドラム間の摩擦
力）が適正値に対して大きいか、小さいかが分かり、更
には、その振動状態が継続した場合に発生すると予想さ
れる問題を事前に知ることができる。

【００６７】従って、クリーニングブレードエッジ部の
振動状態を検知することにより、画像形成装置の使用に
伴って生じるクリーニングブレードの像担持体表面に対
する圧接荷重の変化を起因とするトナー抜け、像担持体
表面傷、像担持体表面上のトナー融着、異音、異常振
動、ブレードめくれ等の問題を前もって予知し、圧接荷
重を調整することによって未然に問題を防ぐことができ
る自動診断システムになると考えられる。

【００６８】図５にこの自動診断システム法の一例であ
る画像形成装置の概念断面図を示す。尚、図５において
は、図１に示したと同一要素には同一符号を付してお
り、以下、それらについての説明は省略する。

【００６９】本画像形成装置においては、クリーニング
ブレード３の板金部にクリーニングブレード３のエッジ
部の振動状態を検知する振動検知センサ１７を設け、こ
の振動検知センサ１６で検知した信号は演算器１９に送
られ、前述したクリーニングブレード３のエッジ部の振
動状態が判別される。そして、クリーニングブレード３
の感光ドラム１に対する押圧力が適正値に比べて高いか
低いかを判断し、圧調整油圧ポンプ１８を調整すること
により良好なクリーニング作用を行う押圧力に設定す
る。

【００７０】図６及び図７に演算器１８におけるクリー
ニングブレード３のエッジ部の振動状態を判断する２種
類の方法の概念図をそれぞれ示す。

【００７１】以上説明したクリーニング装置２を有する
画像形成装置について高温・高湿環境と低温・低湿環境
の２種類の特殊環境下でクリーニング装置２に起因の画
像不良が発生するまでの使用時間を従来の画像形成装置
におけるそれと比較した。その比較検討結果を図８に示
す。

【００７２】本実験の結果より本発明のクリーニング装
置２を有する画像形成装置は従来の画像形成装置と比較
して、有効使用時間は高温・高湿環境下では約２倍、低
温・低湿環境下では約１．３５倍と格段の良化が見られ
た。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、クリーニングブレードを有するクリーニング装
置を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブ
レードに振動を印加する装置又はクリーニングブレード
の振動状態を検知する装置を設けたため、トナー抜け、
像担持体表面へのトナー融着、異音、異常振動、ブレー
ドめくれ等の問題を解消して高画質、高品質及び高耐久
を実現することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の画像形成装置要部の断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断
面図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の断
面図である。

【図４】各振動状態におけるクリーニングブレードエッ
ジ部のＳｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ運動の振動波形（時間領
域）を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の断
面図である。

【図６】クリーニング自動診断法（タイプ）の概念図
である。

【図７】クリーニング自動診断法（タイプ）の概念図
である。

【図８】本発明に係る画像形成装置と従来の画像形成装
置の安定使用時間の比較図である。

【図９】クリーニング装置におけるクリーニング作用メ
カニズムを説明するための概念図である。

【図１０】クリーニングブレードエッジ部のＳｔｉｃｋ
−Ｓｌｉｐ運動の状態変化及び発生すると懸念される問
題を示す概念図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２クリーニング装置３クリーニングブレード４加圧バネ５前露光６一次帯電器７現像器８転写帯電器９光露光領域１０搬送手段１１転写材１２定着手段１３スクイシート１４廃トナー搬送スクリュー１５振動印加装置（圧電素子）１６防振材（補助部材）１７振動検知センサ１８圧調整油圧ポンプ１９演算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クリーニングブレードを有するクリーニ
ング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードに振動を印加する装置を設け
たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記クリーニングブレードに印加する振
動波形が定常波であることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項３】前記クリーニングブレードに印加する振
動波形がクリーニング作用をもたらすエネルギーを満た
すのに必要な周波数及び振幅を持つことを特徴とする請
求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記クリーニングブレードの印加振動の
クリーニングブレードエッジ部に作用する方向が像担持
体の接平面内に限定されることを特徴とする請求項１，
２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記クリーニングブレードの印加振動の
クリーニングブレードエッジ部に作用する方向を像担持
体の接平面内に限定するために防振材等の補助部材によ
り強制することを特徴とする請求項４記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記クリーニングブレードに振動を印加
する上で像担持体表面の状態によって印加する振動波形
を変化させることを特徴とする請求項１〜４又は５記載
の画像形成装置。
【請求項７】前記クリーニングブレードに振動を印加
する上で像担持体上の画像濃度或は残留トナー量を検知
することによって印加する振動波形を変化させることを
特徴とする請求項１〜４又は５記載の画像形成装置。
【請求項８】クリーニングブレードを有するクリーニ
ング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードの振動状態を検知する装置を
設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】前記クリーニングブレードの振動状態を
検知することによって前記クリーニング装置のクリーニ
ング状態を判断することを特徴とする請求項８記載の画
像形成装置。
【請求項１０】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知することによって前記クリーニング装置の使用に
伴う故障を事前に察知することを特徴とする請求項８記
載の画像形成装置。
【請求項１１】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導
き出される物理量を使用することを特徴とする請求項８
記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導
き出される物理量を使用することによって前記クリーニ
ング装置のクリーニング状態を判断することを特徴とす
る請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導
き出される物理量を使用することによって前記クリーニ
ング装置の使用に伴う故障を事前に察知することを特徴
とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導
き出される物理量の閾値を使用することを特徴とする請
求項８記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導
き出される物理量の閾値を使用することによって前記ク
リーニング装置のクリーニング状態を判断することを特
徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記クリーニングブレードの振動状態
を検知する上で振幅、振動数及びこれら２つの値から導
き出される物理量の閾値を使用するすることによって前
記クリーニング装置の使用に伴う故障を事前に察知する
ことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記クリーニング装置は、前記クリー
ニングブレードの振動状態を調整する機構を有すること
を特徴とする請求項８〜１５又は１６記載の画像形成装
置。
【請求項１８】前記クリーニング装置は前記クリーニ
ングブレードの像担持体表面に対する圧接荷重量を調整
する圧調整機構を有することを特徴とする請求項８〜１
５又は１６記載の画像形成装置。