JP2022167413A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定方向全体で弾性部材の当接圧のムラが生じることを抑制することが可能なクリーニング装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】クリーニング装置は、被清掃体を清掃する清掃部を備えるクリーニング装置であって、清掃部は、被清掃体と当接する当接部分が、所定方向で連続する凹凸形状で構成される弾性部材と、弾性部材を支持する支持部材と、を有し、清掃部は、弾性部材における被清掃体への当接圧が所定方向で一定になるように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、像担持体等の被清掃体を清掃するための清掃部が設けられる。このような清掃部は、被清掃体に対して摺動することで被清掃体を清掃するので、摩耗し、ひいては清掃部に係る部品を交換する必要が生じる。画像形成装置においては、部品の交換周期を長くすることで、画像形成装置のダウンタイムを減らしたいというニーズが存在するため、清掃部に係る部品の摩耗低減が重要となる。

例えば、特許文献１には、板状の支持部材に支持された弾性部材の、被清掃体への接触部分が、長手方向に連続した波型形状に構成された装置が開示されている。

特開２００８－０７０５８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、波型形状の凸部分と、凹部分とで、被清掃体への当接圧が異なるので、長手方向（所定方向）全体で弾性部材の当接圧のムラが生じ、ひいては清掃不良が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、所定方向全体で弾性部材の当接圧のムラが生じることを抑制することが可能なクリーニング装置および画像形成装置を提供することである。

本発明に係るクリーニング装置は、
被清掃体を清掃する清掃部を備えるクリーニング装置であって、
前記清掃部は、
前記被清掃体と当接する当接部分が、所定方向で連続する凹凸形状で構成される弾性部材と、
前記弾性部材を支持する支持部材と、
を有し、
前記清掃部は、前記弾性部材における前記被清掃体への当接圧が前記所定方向で一定になるように構成されている。

本発明に係る画像形成装置は、
前記被清掃体と、上記のクリーニング装置とを備える。

本発明によれば、所定方向全体で弾性部材の当接圧のムラが生じることを抑制することができる。

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。 清掃部の側面図である。 清掃部をＺ方向の＋側から見た図である。 弾性部材をＹ方向の＋側から見た図である。 平坦形状を有する弾性部材の感光体ドラムとの接触部分の拡大断面図である。 本実施の形態に係る弾性部材の感光体ドラムとの接触部分の拡大断面図である。 弾性部材の当接角について説明するための図である。 清掃部をＺ方向の－側から見た図である。 Ｘ方向の端部を凹部とした弾性部材を示す図である。 凹凸形状が三角形状である構成を示す図である。 第１評価実験の実験結果を示す図である。 第２評価実験の実験結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の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および図２に示す画像形成装置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。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓ（記録媒体）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、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１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２に示すように、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および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４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７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等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１０１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Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

図１に示すように、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および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

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により、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可能となる。

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また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の受光面上に結像させ、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。

図２に示すように、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および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１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、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等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１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの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。

図１に示すように、画像形成部４０は、入力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等を備える。

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。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、ＣまたはＫを添えて示すこととする。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が付され、その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が省略されている。

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、帯電装置４１４およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、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。

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。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域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、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤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。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３を清掃するための清掃部２００等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。ドラムクリーニング装置４１５は、本発明の「クリーニング装置」に対応する。ドラムクリーニング装置４１５の詳細については後述する。

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、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ユニット４２は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向の下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写ニップにおけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。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、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、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ための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり、一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、バックアップローラー４２３Ｂに二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの表面側、つまり、中間転写ベルト４２１と当接する側にトナーと同極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写され、当該用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、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。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む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構成いわゆるベルト方式の二次転写ユニットを採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

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、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２および搬送経路部５３等を備える。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、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓが予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラーを有する。

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。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。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。

次に、ドラムクリーニング装置４１５の詳細について説明する。図３は、清掃部２００の側面図である。

なお、本実施の形態の清掃部２００の構造を説明するにあたり、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。Ｘ方向は、感光体ドラム４１３の幅方向に平行な方向である。Ｙ方向は、感光体ドラム４１３の幅方向（Ｘ方向）および弾性部材２１０の厚みの方向に直交する方向であって、後述する弾性部材２１０が、後述する支持部材２２０の支持部分から延出する方向である。Ｚ方向は、弾性部材２１０の厚みの方向である。

図３に示すように、上述したように、ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３を清掃するための清掃部２００を有する。清掃部２００は、弾性部材２１０と、支持部材２２０とを有する。

弾性部材２１０は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる板状の部材であり、例えばウレタンゴムで構成される。また、弾性部材２１０のＸ方向の長さは、弾性部材２１０のＹ方向の長さよりも長くなっている。Ｘ方向は、本発明の「所定方向」に対応する。

なお、弾性部材２１０の厚み（Ｚ方向の長さ）は、例えば０．５～２．０ｍｍ等、画像形成装置１の大きさに応じて適宜設定される。また、弾性部材２１０のＹ方向の長さは、５～１２ｍｍ等、画像形成装置１の大きさに応じて適宜設定される。

弾性部材２１０は、Ｙ方向の＋側の端部２１１が感光体ドラム４１３の表面に当接するように配置される。これにより、弾性部材２１０は、感光体ドラム４１３に当接することで、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

また、図４に示すように、弾性部材２１０のＹ方向の＋側の端部２１１は、Ｘ方向で連続する凹凸形状で構成されている。つまり、弾性部材２１０の感光体ドラム４１３への当接部分は、Ｘ方向で連続する凹凸形状で構成されている。

凹凸形状は、凹部２１１Ａと凸部２１１Ｂと、凹部２１１Ａと凸部２１１Ｂとを結ぶ傾斜部２１１Ｃであって、Ｘ方向に対して傾斜する傾斜部２１１Ｃとを含む波型形状である。Ｘ方向で連続する凹凸形状は、例えば、凹部２１１Ａと凸部２１１Ｂとで構成される波型形状がＸ方向で繰り返されるような形状である。より詳細には、Ｘ方向で連続する凹凸形状は、１つの凸部２１１Ｂを挟む２つの凹部２１１Ａと、当該１つの凸部２１１Ｂとを結ぶ２つの傾斜部２１１Ｃが、当該１つの凸部２１１Ｂに対して略対称となるように配置された形状がＸ方向で繰り返される形状である。

図４に示される弾性部材２１０のＹ方向の端部２１１は、Ｘ方向の－側の端部から、凸部２１１Ｂ、傾斜部２１１Ｃ、凹部２１１Ａ、傾斜部２１１Ｃ、凸部２１１Ｂの並び順で、凹凸形状が連続した構成となっている。

また、傾斜部２１１ＣにおけるＸ方向に対する傾斜角は、例えば５度から４５度までの範囲である。

弾性部材２１０は、転写後の感光体ドラム４１３上の転写残トナーを掻き取るため、感光体ドラム４１３に所定の押圧力で当接する。そのため、弾性部材２１０と感光体ドラム４１３との間で発生する摩擦力に起因して弾性部材２１０が摩耗する。

本実施の形態では、弾性部材２１０のＹ方向の＋側の端部２１１が、傾斜部２１１Ｃを含む凹凸形状となることで、弾性部材２１０と感光体ドラム４１３とが接触することによって発生する摩擦力を傾斜部２１１Ｃに係る部分に作用させることができる。

言い換えると、Ｙ方向に平行な、感光体ドラム４１３の移動方向に沿って発生する応力を、傾斜部２１１Ｃが存在することにより、Ｙ方向に対して斜行する方向（傾斜部２１１Ｃに略直交する方向）に作用させることができる。これにより、弾性部材２１０内部における応力振動が低減されるので、当該摩擦力に起因する、弾性部材２１０の摩耗の影響を低減することができる。

また、図４および図５に示すように、弾性部材２１０のＺ方向の端面（凹凸形状を構成するＹ方向の＋側の端部２１１と繋がる感光体ドラム４１３側を向く面）２１２は、Ｘ方向で連続する凹凸形状を有する。Ｚ方向の端面２１２における凹凸形状は、Ｙ方向の端面の形状と同様に波型形状であるが、Ｚ方向の端面２１２の凹部分２１２Ａが、Ｙ方向の端部２１１の凸部２１１Ｂに対応する位置に位置し、Ｚ方向の端面２１２の凸部分２１２Ｂが、Ｙ方向の端部２１１の凹部２１１Ａに対応する位置に位置する。

つまり、弾性部材２１０は、Ｚ方向の端面２１２において、Ｙ方向の端部２１１における凹部２１１Ａに対応する第１部分（凸部分２１２Ｂ）が、Ｙ方向の端部２１１における凸部２１１Ｂに対応する第２部分（凹部分２１２Ａ）よりも、Ｚ方向の＋側に突出した構成となっている。

ところで、図６Ａに示すように、弾性部材３１０のＺ方向の端面が平坦な構成である場合、Ｙ方向の端部３１１の凹部３１１Ａの感光体ドラム４１３へ当接することによる撓み量Ｄ１と、Ｙ方向の端部３１１の凸部３１１Ｂの感光体ドラム４１３へ当接することによる撓み量Ｄ２とが異なるものとなる。具体的には、Ｙ方向の端部３１１の凹部３１１Ａは、凸部３１１Ｂよりも、感光体ドラム４１３に対して凹んでいる分、Ｙ方向の端部３１１の凹部３１１Ａの撓み量Ｄ１が、Ｙ方向の凸部３１１Ｂの撓み量Ｄ２よりも小さくなる。

そのため、凹部３１１Ａの位置と凸部３１１Ｂの位置とで弾性部材３１０の当接圧が異なるものとなり、ひいてはＸ方向で当接圧のムラが生じるので、弾性部材３１０と感光体ドラム４１３との間をトナーがすり抜ける要因となる。また、凹部３１１Ａの撓み量Ｄ１と凸部３１１Ｂの撓み量Ｄ２との差を小さくするために、凹凸形状を微小にすると、弾性部材と感光体ドラムとが接触することによって発生する摩擦力の影響が大きくなり、弾性部材が摩耗しやすくなったり、精度要求を満足しない生産物が多く発生して歩留まりが悪化するおそれがあった。

それに対し、本実施の形態では、図６Ｂに示すように、弾性部材２１０が、Ｙ方向の端部２１１の凹部２１１Ａの箇所が、Ｙ方向の端部２１１の凸部２１１Ｂの箇所よりも、Ｚ方向の＋側に突出した構成となっているので、Ｚ方向の＋側に突出した部分（凸部分２１２Ｂ）を感光体ドラム４１３に食い込ませることができる。

そして、凸部分２１２Ｂの凹部分２１２Ａに対する突出量や、弾性部材２１０の配置等を調整することで、Ｙ方向の端部２１１における凹凸形状の凹部２１１Ａにおける撓み量Ｄ３と、Ｙ方向の端部２１１における凹凸形状の凸部２１１Ｂにおける撓み量Ｄ４とを一定にすることができる。

つまり、弾性部材２１０が、撓み量Ｄ３と撓み量Ｄ４とが一定になるように構成されることで、清掃部２００が、弾性部材２１０における感光体ドラム４１３への当接圧がＸ方向で一定になるように構成される。

その結果、Ｙ方向の端部２１１における凹凸形状に起因する、Ｘ方向の当接圧の差を吸収することができ、ひいては弾性部材２１０と感光体ドラム４１３との間をトナーがすり抜けることを抑制することができる。

そして、Ｙ方向の端部２１１における凹部２１１Ａに係る撓み量Ｄ３と、Ｙ方向の端部２１１における凸部２１１Ｂに係る撓み量Ｄ４とを一定にすることができるので、Ｙ方向の端部２１１における凹凸形状を大きくすることができ、ひいては弾性部材２１０の摩耗の発生をさらに低減することができる。

また、弾性部材２１０のＺ方向の端面２１２における凹凸形状は、凹部分２１２Ａと凸部分２１２Ｂと、凹部分２１２Ａと凸部分２１２Ｂとを結ぶ傾斜部分で構成されているが、Ｘ方向の各位置における撓み量が、一定になるように凹凸形状を構成することが好ましい。具体的には、Ｘ方向の各位置における撓み量が、Ｘ方向の各位置における自由長の３乗で除算した値がＸ方向の各位置において一定になるように、弾性部材２１０のＺ方向の端面２１２における凹凸形状を構成することが望ましい。

Ｘ方向の各位置における自由長は、支持部材２２０の支持部分の先端（支持部材２２０のＹ方向の＋側の端部の先端）から、弾性部材２１０の当接部分の先端（Ｙ方向の＋側の端部２１１の先端）までの距離（Ｙ方向の長さ）である。

例えば、弾性部材２１０における凹凸形状の凹部２１１Ａの、感光体ドラム４１３に当接することによる撓み量Ｄ３を、当該凹部２１１Ａにおける自由長の３乗で除算した第１除算値が、弾性部材２１０における凹凸形状の凸部２１１Ｂの、感光体ドラム４１３に当接することによる撓み量Ｄ４を、当該凸部２１１Ｂにおける自由長の３乗で除算した第２除算値と等しくなるようにＺ方向の端面２１２における凹凸形状が構成される。

これにより、弾性部材２１０の感光体ドラム４１３への当接圧をＸ方向で一定にすることができる。

また、図７に示すように、弾性部材２１０におけるＺ方向の端面２１２における凹凸形状は、弾性部材２１０と感光体ドラム４１３との当接点における、感光体ドラム４１３の接線と、弾性部材２１０とのなす角度（以下、弾性部材２１０の当接角）が、Ｘ方向で一定となるように構成されている。

具体的には、凹部分２１２Ａに対応する当接角θ１が、凸部分２１２Ｂに対応する当接角θ２と等しくなるように、弾性部材２１０が配置されている。

当接角θ１は、弾性部材２１０のＺ方向の端面２１２における凹部分２１２Ａに対応する、感光体ドラム４１３との当接点Ｐ１における感光体ドラム４１３の接線Ｔ１とＺ方向の端面２１２における凹部分２１２Ａに対応する部分とのなす角度である。

当接角θ２は、弾性部材２１０のＺ方向の端面２１２における凸部分２１２Ｂに対応する、感光体ドラム４１３との当接点Ｐ２における感光体ドラム４１３の接線Ｔ２とＺ方向の端面２１２における凸部分２１２Ｂに対応する部分とのなす角度である。

なお、当接点Ｐ１，Ｐ２における破線で示す感光体ドラム４１３は、凹部分２１２Ａと凸部分２１２Ｂとが感光体ドラム４１３に食い込んだ際の感光体ドラム４１３の位置を示している。

例えば、弾性部材におけるＺ方向の端面が平坦である構成の場合、弾性部材のＹ方向の端部の凹部と凸部とで撓み量が異なることから、弾性部材の当接角が異なるものとなる。そのため、弾性部材における掻き取り力がＸ方向で異なるものとなるので、掻き取り力が弱くなる部分でトナーのすり抜けが発生したり、掻き取り力が強くなる部分で弾性部材の摩耗が発生しやすくなる。

それに対し、本実施の形態では、弾性部材２１０の当接角がＸ方向で一定となるように構成されているので、トナーのすり抜けの抑制、および、弾性部材２１０の摩耗の抑制の両立を図ることができる。

図８に示すように、支持部材２２０は、弾性部材２１０を支持する板金であり、ドラムクリーニング装置４１５を構成する筐体等に固定される。支持部材２２０は、ＳＥＣＣ等の鋼板をＬ字状に折り曲げて構成されている（図３も参照）。

支持部材２２０は、Ｙ方向の＋側の端部において、弾性部材２１０のＺ方向の－側から、弾性部材２１０のＹ方向の－側の端部を支持する。支持部材２２０と弾性部材２１０とは、接着剤（例えば、熱可塑性のホットメルト系接着剤）や両面テープ等により、接着される。

支持部材２２０のＹ方向の＋側の端部２２１は、弾性部材２１０のＹ方向の端部２１１と同様に、Ｘ方向に連続した凹凸形状を有する。つまり、支持部材２２０における弾性部材２１０の支持部分は、Ｘ方向で連続する凹凸形状で構成されており、弾性部材２１０のＹ方向の端部２１１と略同じ形状で構成されている。

具体的には、支持部材２２０の凹凸形状は、凹部２２１Ａと凸部２２１Ｂとで構成される波型形状がＸ方向で繰り返されるような形状であり、弾性部材２１０のＹ方向の端部２１１と同様に、凹部２２１Ａと凸部２２１Ｂと、凹部２２１Ａと凸部２２１Ｂとを結ぶ傾斜部２２１Ｃとを有する。

より詳細には、支持部材２２０における凹凸形状の凹部２２１ＡのＸ方向の位置が、弾性部材２１０におけるＹ方向の端部２１１の凹部２１１ＡのＸ方向の位置と同じである。また、支持部材２２０における凹凸形状の凸部２２１ＢのＸ方向の位置が、弾性部材２１０におけるＹ方向の端部２１１の凸部２１１ＢのＸ方向の位置と同じである。

さらに、支持部材２２０における凹凸形状の傾斜部２２１ＣのＸ方向の位置が、弾性部材２１０におけるＹ方向の端部２１１の傾斜部２１１ＣのＸ方向の位置と同じである。また、支持部材２２０の傾斜部２２１Ｃは、Ｘ方向の位置が同じである、弾性部材２１０の傾斜部２１１Ｃと略平行である。

これにより、支持部材２２０は、弾性部材２１０の自由長が、Ｘ方向で一定となるように、弾性部材２１０を支持する。

例えば、弾性部材２１０の凹部２１１Ａと、支持部材２２０の凹部２２１Ａとに対応する自由長Ｆ１が、弾性部材２１０の凸部２１１Ｂと、支持部材２２０の凸部２２１Ｂとに対応する自由長Ｆ２と同じ長さとなる。

このように、弾性部材２１０の自由長が、Ｘ方向の各位置において一定であるので、感光体ドラム４１３に対して弾性部材２１０が摺動した際における、弾性部材２１０の剛性をＸ方向で均一にすることができる。

これにより、弾性部材２１０における感光体ドラム４１３への当接圧をＸ方向で一定にすることができる。すなわち、本実施の形態では、清掃部２００が、弾性部材２１０における感光体ドラム４１３への当接圧がＸ方向で一定になるように構成されている。その結果、弾性部材２１０の当接圧において、Ｘ方向全体でムラが生じることを抑制することができ、ひいては清掃不良が発生することを抑制することができる。

また、支持部材２２０は、弾性部材２１０のＺ方向の端面２１２の凹凸形状に合わせて、Ｚ方向の端面が凹凸形状になるように構成されているが、Ｚ方向の端面を凹凸形状に構成しなくても良い。

また、清掃部２００は、Ｘ方向に移動可能に構成されていても良い。本実施の形態では、弾性部材２１０のＹ方向の端部２１１が凹凸形状を有するので、弾性部材２１０の摩耗を低減しやすい構成となっている。しかし、凹凸形状における凸部２１１Ｂと、凹部２１１Ａとを結ぶ傾斜部２１１Ｃにおける変曲点周辺では、傾斜角が小さくなるので、弾性部材２１０の摩耗を低減する効果が小さくなる。

そのため、変曲点周辺でトナーがすり抜ける量が多くなって、すり抜ける際に感光体ドラム４１３の表面が傷ついてしまう。特に凹部２１１Ａには、トナーがたまりやすいので、凹部２１１Ａに係る変曲点周辺でのすり抜け量が多くなりやすい。

そこで、制御部１０１等の制御により、清掃部２００をＸ方向に移動させて、変曲点周辺の部分を一定の位置に止まらせないようにする。その結果、トナーがすり抜ける際に発生する感光体ドラム４１３の表面の傷をＸ方向で分散することができるので、当該傷による影響度合いを低減することができる。

また、清掃部２００の移動距離は、弾性部材２１０の凹凸形状における隣り合う２つの凸部２１１Ｂ間の距離よりも小さくなるように、清掃部２００を構成すると良い。

このようにすることで、清掃部２００を移動させた際に、例えば所定の凹部２１１Ａが、所定の凹部２１１Ａの隣に位置する凹部２１１Ａに対応する位置に移動することを抑制することができる。つまり、トナーのすり抜けが発生しやすい位置から、トナーのすり抜けが発生しやすい別の位置に移動することを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、Ｘ方向で当接圧が一定になるとは、例えば、Ｘ方向における平均当接圧に対する、当接圧の最大値と当接圧の最小値との差分を除算した値が１０％以下であることを示している。また、当該値が、例えば６％以下等、可能な限り小さくなることが好ましい。

なお、上記実施の形態では、弾性部材２１０の凹凸形状におけるＹ方向の＋側の端部２１１に係るＸ方向の端部が凸部２１１Ｂとなっていたが、本発明はこれに限定されず、図９に示すように、Ｘ方向の端部が凹部２１１Ａであっても良い。

弾性部材２１０のＸ方向の端部は、弾性部材２１０の外側から拘束されていないため、感光体ドラム４１３の回転に起因して変形しやすい状態となっている。

そして、弾性部材２１０のＸ方向の端部が凸部２１１Ｂであると、感光体ドラム４１３から引き付けられる力を受ける、つまり、凸部２１１Ｂにおける傾斜部２１１Ｃの部分に、Ｘ方向の端部の外側に向かう力（傾斜部２１１Ｃに略直交する方向に沿う力）が作用するので、弾性部材２１０のめくれが発生する場合がある。

それに対し、弾性部材２１０のＸ方向の端部が凹部２１１Ａであると、凹部２１１Ａにおける傾斜部２１１Ｃの部分に、Ｘ方向の端部の内側に向かう力が作用するので、弾性部材２１０のめくれが発生しにくくなる。

すなわち、弾性部材２１０の凹凸形状におけるＹ方向の端部２１１に係るＸ方向の端部を凹部２１１Ａとすることで、弾性部材２１０のめくれが発生することを抑制することができる。

また、上記実施の形態では、凹凸形状として波型形状を例示したが、本発明はこれに限定されず、三角形状（図１０参照）であっても良いし、鋸刃形状であっても良い。

また、上記実施の形態では、凹凸形状として、凹部と凸部とを結ぶ線が、Ｘ方向に対して傾斜する傾斜部を含む形状を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、凹凸形状が矩形波状の形状であっても良い。ただし、応力振動抑制の観点から、凹凸形状が、上記の傾斜部を含む形状であることが好ましい。

また、上記実施の形態では、清掃部におけるＸ方向の当接圧が一定になる構成として、弾性部材のＺ方向の端面が凹凸形状であり、かつ、支持部材のＹ方向の＋側の端部が凹凸形状である構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、清掃部におけるＸ方向の当接圧が一定になる構成として、弾性部材のＺ方向の端面が凹凸形状であること、および、支持部材のＹ方向の＋側の端部が凹凸形状であること、の少なくとも一つを有する構成であれば良い。

また、上記実施の形態では、感光体ドラムを被清掃体とするドラムクリーニング装置をクリーニング装置として例示したが、本発明はこれに限定されず、ベルトクリーニング装置等、感光体ドラム以外のものを被清掃体とする装置をクリーニング装置としても良い。

その他、上記実施の形態は、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。すなわち、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。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置１の評価実験について説明する。まず、図１に示す画像形成装置１を用いて、清掃不良の発生について評価する実験（第１評価実験）を行った。評価条件としては、温度条件を２３℃、湿度条件を５０％ＲＨ、用紙のサイズをＡ３サイズ、用紙に形成する画像を、用紙の長手方向の中央部に位置する幅２０ｍｍの縦帯ベタ画像とした。

図１１に第１評価実験の実験結果を示す。図１１における「初期」は、新品の清掃部２００において１０００枚の用紙に画像形成した後の、清掃不良の評価結果である。図１１における「耐久」は、新品の清掃部２００において１０００ｋ枚の用紙に画像形成した後の清掃不良の評価結果である。図１１における摩耗幅は、１０００ｋ枚の用紙に画像形成した後の弾性部材の摩耗幅を示す。

清掃不良の評価結果における「×」は、弾性部材をすり抜けたトナーが、他の部材（例えば、潤滑剤を塗布するブラシ）における、幅２０ｍｍを超える範囲に付着したものであり、清掃不良の度合いが比較的大きいものである。清掃不良の評価結果における「△」は、弾性部材をすり抜けたトナーが、他の部材における、幅２０ｍｍ以下の範囲に付着したものであり、清掃不良の度合いが比較的小さく、実用上問題ないレベルのものである。清掃不良の評価結果における「○」は、弾性部材をトナーがすり抜けず、かつ、他の部材にトナーが付着していないものである。清掃不良の評価結果における「◎」は、弾性部材をトナーがすり抜けず、かつ、弾性部材および他の部材にトナーが付着していないものである。

第１実施例は、図４に示す構成における傾斜部におけるＸ方向に対する傾斜角が３度のものである。第２実施例は、図４に示す構成における傾斜部におけるＸ方向に対する傾斜角が５度のものである。第３実施例は、図４に示す構成における傾斜部におけるＸ方向に対する傾斜角が２０度のものである。第４実施例は、図４に示す構成における傾斜部におけるＸ方向に対する傾斜角が４５度のものである。第５実施例は、図４に示す構成における傾斜部におけるＸ方向に対する傾斜角が５０度のものである。第６実施例は、図４に示す構成における傾斜部におけるＸ方向に対する傾斜角が２０度のものであって、清掃部を移動可能に構成したものである。

第１比較例は、弾性部材のＹ方向の端部が平坦形状であるものである。第２比較例は、弾性部材のＹ方向の端部が凹凸形状であって、Ｚ方向の端面が平坦形状であり、かつ、Ｙ方向の端部が平坦形状であるものである。

図１１における実験結果によれば、第１比較例においては、「初期」においては、清掃不良は発生しなかったが、「耐久」においては、清掃不良の度合いが比較的大きなものとなった。また、第１比較例においては、比較的大きな摩耗幅となったことが、「耐久」における清掃不良の要因であると考えられる。

第２比較例においては、「初期」において、比較的小さな度合いの清掃不良が発生したことが確認され、「耐久」において、比較的大きな度合いの清掃不良が発生したことが確認された。「初期」における清掃不良においては、当接圧および当接角においてＸ方向でムラが発生したことが清掃不良の発生要因であると考えられる。また、「耐久」における清掃不良においては、傾斜部においては、応力振動抑制の効果により、摩耗幅が小さくなったものの、凹部、凸部においては、当接圧および当接角においてＸ方向でムラが発生したことにより、トナーのすり抜けが多くなり、摩耗幅が大きくなったことが清掃不良の発生要因であると考えられる。

第１実施例～第６実施例においては、「初期」においては、清掃不良は発生しなかった。これは、弾性部材の当接圧および当接角がＸ方向で一定となったことが要因であると考えられる。

「耐久」においては、第１実施例および第５実施例においては、比較的小さな度合いの清掃不良が発生したことが確認された。しかし、摩耗幅については、第１比較例および第２比較例よりも減少しているため、第１比較例および第２比較例の清掃不良と比較して、軽微な清掃不良となった。つまり、弾性部材の凹凸形状の傾斜部により、弾性部材内部の応力振動が低減され、摩耗が減少したことが確認できた。

また、第２実施例～第４実施例および第６実施例においては、「耐久」において、清掃不良が発生しないことが確認された。つまり、第１実施例および第５実施例と比較して、傾斜部の傾斜角を５～４５度の範囲が傾斜角の範囲として好ましいことが確認できた。

また、第６実施例においては、「耐久」において、清掃不良が全く発生しないことが確認され、傾斜部の傾斜角が同じである第３実施例よりも、清掃不良の抑制効果が向上したことが確認された。これは、清掃部を移動させることで、感光体ドラムへの傷がＸ方向で分散され、全体的に当該傷による影響度合いを低減することができたことによると考えられる。

次に、上記の第４実施例において、凹凸形状のＸ方向の端部を凸部とした第７実施例と、凹凸形状のＸ方向の端部を凹部とした第８実施例とにおいて、当該端部のめくれが発生するかを評価する実験（第２評価実験）を行った。

評価条件としては、温度条件を３０℃、湿度条件を８０％ＲＨ、用紙のサイズをＡ３サイズ、用紙に形成する画像を、カバレッジが０％のもの、印刷枚数を、１５００枚とし、めくれの発生の有無、および、めくれの発生枚数を確認した。図１２に第２評価実験の実験結果を示す。

図１２に示すように、第７実施例では、１５００枚中２２１枚のめくれが発生したことが確認された。それに対し、第８実施例では、全くめくれが発生しないことが確認された。つまり、凹凸形状のＸ方向の端部を凹部とすることで、めくれの発生を抑制できることが確認された。

１ 画像形成装置
４０ 画像形成部
２００ 清掃部
２１０ 弾性部材
２１１ 端部
２１１Ａ 凹部
２１１Ｂ 凸部
２１１Ｃ 傾斜部
２１２ 端面
２１２Ａ 凹部分
２１２Ｂ 凸部分
２２０ 支持部材
２２１ 端部
２２１Ａ 凹部
２２１Ｂ 凸部
２２１Ｃ 傾斜部
４１３ 感光体ドラム
４１５ ドラムクリーニング装置

Claims (14)

1. 被清掃体を清掃する清掃部を備えるクリーニング装置であって、
   前記清掃部は、
   前記被清掃体と当接する当接部分が、所定方向で連続する凹凸形状で構成される弾性部材と、
   前記弾性部材を支持する支持部材と、
   を有し、
   前記清掃部は、前記弾性部材における前記被清掃体への当接圧が前記所定方向で一定になるように構成されている、
   クリーニング装置。
2. 前記支持部材における前記弾性部材の支持部分は、前記所定方向で連続する凹凸形状で構成されている、
   請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記支持部材は、前記支持部分の先端から前記当接部分の先端までの距離である、前記弾性部材の自由長が前記所定方向で一定となるように、前記弾性部材を支持する、
   請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記弾性部材は、前記凹凸形状の凹部における前記被清掃体と当接することによる撓み量と、前記凹凸形状の凸部における前記被清掃体と当接することによる撓み量とが一定になるように構成されている、
   請求項１～３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記弾性部材は、前記凹凸形状を構成する端部と繋がる前記被清掃体側を向く面において、前記凹部に対応する第１部分が、前記凸部に対応する第２部分よりも突出している、
   請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 前記凹部における、前記支持部材における前記弾性部材の支持部分の先端から前記当接部分の先端までの距離の３乗で、前記凹部における前記被清掃体に当接することによる撓み量を除算した第１除算値は、前記凸部における、前記支持部材における前記弾性部材の支持部分の先端から前記当接部分の先端までの距離の３乗で、前記凸部における前記被清掃体に当接することによる撓み量を除算した第２除算値と等しい、
   請求項５に記載のクリーニング装置。
7. 前記弾性部材と前記被清掃体との当接点における、前記被清掃体の接線と、前記弾性部材とのなす角度は、前記所定方向で一定である、
   請求項４～６の何れか１項に記載のクリーニング装置。
8. 前記凹凸形状は、凹部と凸部と、前記凹部と前記凸部とを結ぶ傾斜部であって、前記所定方向に対して傾斜する傾斜部とを含む、
   請求項１～７の何れか１項に記載のクリーニング装置。
9. 前記凹凸形状は、波型形状または三角形状である、
   請求項８に記載のクリーニング装置。
10. 前記傾斜部における前記所定方向に対する傾斜角は、５度から４５度までの範囲を含む、
    請求項８または請求項９に記載のクリーニング装置。
11. 前記清掃部は、前記所定方向に移動可能に構成されている、
    請求項１～１０の何れか１項に記載のクリーニング装置。
12. 前記清掃部の移動距離は、前記弾性部材の前記凹凸形状における隣り合う２つの凸部間の距離よりも小さい、
    請求項１１に記載のクリーニング装置。
13. 前記弾性部材の前記凹凸形状における前記所定方向の端部は、凹部となっている、
    請求項１～１２の何れか１項に記載のクリーニング装置。
14. 前記被清掃体と、請求項１～１３の何れか１項に記載のクリーニング装置と、を備える、
    画像形成装置。

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