JP2022178974A - 弾性部材、クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を図ることが可能な弾性部材、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】弾性部材は、所定の移動方向に移動する移動体に当接して、移動体の付着物を掻き取る弾性部材であって、移動体に当接する側の当接端部に設けられ、移動体と弾性部材との当接に起因して発生する内部応力の振動を低減する応力低減部を備え、応力低減部は、弾性部材が前記移動体に当接したときに移動方向に対して非垂直となる方向に延びている。【選択図】図４

Description

本発明は、弾性部材、クリーニング装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、トナー像を担持する像担持体（例えば、感光体ドラム等の移動体）の表面にクリーニングブレード等の弾性部材を当接させることにより、移動体の付着物を除去するクリーニング装置が設けられる。

ところで、近年の画像形成装置の高速化に伴い、移動体の移動速度が速くなることにより、弾性部材と移動体との間で発生する摩擦力が増大するので、弾性部材がめくれたり、弾性部材が摩耗しやすく、ひいては部品交換の対象になりやすいという問題がある。

部品交換が多くなると、交換時間によるロスに起因して画像形成装置の生産性に影響を与えるため、生産性向上の観点から、部品交換のロスを低減すべく、弾性部材の低ストレス化、長寿命化が課題となっている。

このような課題を解決するため、例えば、特許文献１には、像担持体に当接するクリーニング部材を、像担持体の駆動方向に対して角度を有して当接させる構成が開示されている。また、特許文献２には、像担持体に対して、端部のみ斜めに当接可能な構成が開示されている。特許文献１および特許文献２に記載の構成では、像担持体の移動方向に対して斜めになる部分に、クリーニング部材と像担持体との間で発生する摩擦力を作用させて内部応力の振動を低減することで、弾性部材のめくれや弾性部材の摩耗を抑制することが可能となる。

また、特許文献３には、クリーニング部材に像担持体の移動方向に直交する方向に延在するスリットを形成した構成が開示されている。この技術では、クリーニング部材と像担持体とを当接させたときにスリットを開かせることにより、クリーニング部材の当接圧を高くしている。

特開２００２－０８２５８７号公報 特開２０１８－１８９８４８号公報 特開２０１１－１９７２５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、移動体の移動方向に対して角度を有して弾性部材を、移動体に当接させるので、弾性部材を配置するスペースを確保する必要が生じる。また、特許文献２に記載の構成でも同様に、端部の斜め部分を配置するスペースを確保する必要が生じる。

そのため、特許文献１および特許文献２に記載の構成では、比較的幅の広い移動体を有する構成の場合、弾性部材を配置することが不可能な場合が生じるため、弾性部材のめくれや弾性部材の摩耗を抑制する構成として一定の限界があり、弾性部材の長寿命化を図ることができない構成となっていた。

また、特許文献３に記載の構成では、上記の内部応力の振動を低減することができないため、弾性部材の摩耗を抑制する構成として一定の限界があった。

本発明の目的は、長寿命化を図ることが可能な弾性部材、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。

本発明に係る弾性部材は、
所定の移動方向に移動する移動体に当接して、前記移動体の付着物を掻き取る弾性部材であって、
前記移動体に当接する側の当接端部に設けられ、前記移動体と前記弾性部材との当接に起因して発生する内部応力の振動を低減する応力低減部を備え、
前記応力低減部は、前記弾性部材が前記移動体に当接したときに前記移動方向に対して非垂直となる方向に延びている。

本発明に係るクリーニング装置は、
移動体を清掃するクリーニング装置であって、
上記の弾性部材と、
前記弾性部材を支持する支持部材と、
を備える。

本発明に係る画像形成装置は、
所定の移動方向に移動する移動体と、
上記のクリーニング装置と、
を備える。

本発明によれば、弾性部材の長寿命化を図ることができる。

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。 弾性部材を、Ｚ方向の－側から見た図である。 清掃部の斜視図である。 変形例に係る弾性部材を、Ｚ方向の－側から見た図である。 変形例に係る弾性部材を、Ｚ方向の－側から見た図である。 第１評価実験に用いた実験装置を概略的に示す図である。 第１比較例の光弾性像を示す図である。 第２比較例の光弾性像を示す図である。 第１実施例の光弾性像を示す図である。 第２実施例の光弾性像を示す図である。 第１評価実験の実験結果を示す表である。 第２評価実験の実験結果を示す表である。 第３評価実験の実験結果を示す表である。

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、トナー像を担持する感光体ドラム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り、後述する弾性部材２１０の当接端部に沿う方向（所定方向）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、例えばポリウレタン製のもので構成される。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。

なお、弾性部材２１０の厚み（Ｚ方向の長さ）は、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、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、Ｘ方向に平行で、かつ、Ｙ方向の＋側の当接端部におけるＺ方向の＋側の角部分（当接部分）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、回転移動する感光体ドラム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。感光体ドラム４１３は、本発明の「移動体」に対応する。

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。

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、接着剤や両面テープ等により、接着される。

また、図４および図５に示すように、弾性部材２１０における感光体ドラム４１３に当接する側（Ｙ方向の＋側）の当接端部には、応力低減部２１１が設けられている。応力低減部２１１は、例えば、溝や切込みであり、感光体ドラム４１３と弾性部材２１０との当接に起因して発生する内部応力の振動を低減する。

なお、応力低減部が溝である場合は、弾性部材の成型装置によって、溝状の凹みを弾性部材に設け、応力低減部が切込みである場合は、応力低減部を有さない弾性部材に、カッター等の工具によって切込みを弾性部材に設けることで、応力低減部を弾性部材に設けることが可能である。

内部応力の振動とは、２つの部材のうちの一方が復元力を受ける状態で、相対運動する２つの部材が当接することにより、その当接部分における摩擦により励起される振動のことである。

応力低減部２１１は、弾性部材２１０の当接端部における感光体ドラム４１３との当接部分（Ｚ方向の＋側）とは反対側（Ｚ方向の－側）に設けられている。つまり、支持部材２２０は、応力低減部２１１が、当接端部における、感光体ドラム４１３との当接部分側とは反対側になるように弾性部材２１０を支持する。

また、応力低減部２１１は、当接端部のＸ方向の全域において、Ｘ方向に並んで複数設けられており、弾性部材２１０が感光体ドラム４１３に当接したときに、感光体ドラム４１３の移動方向（Ｙ方向）に対して非垂直となる方向に延びている。具体的には、応力低減部２１１は、弾性部材２１０の当接端部からＹ方向に対して傾斜しており、応力低減部２１１とＹ方向とのなす角度は、１０°から８０°の範囲内である。そして、複数の応力低減部２１１のそれぞれは、互いに平行になるように並んでいる。

弾性部材２１０は、感光体ドラム４１３と当接しているので、感光体ドラム４１３が回転する（移動する）ことにより、弾性部材２１０と感光体ドラム４１３との間には摩擦力が発生する。

このような相対運動する２つの部材が当接することにより、その２つの部材の当接部分においては摩擦力に基づく内部応力の振動が発生することが一般的に知られている。

具体的には、弾性部材と感光体ドラムとの間で発生する摩擦力に起因して弾性部材の内部に応力が発生して、上記の内部応力の振動が発生する。内部応力の振動が発生すると、弾性部材と感光体ドラムとの間で発生する摩擦力と、当該摩擦力に起因する内部応力の振動とによって、弾性部材がめくれやすくなったり、弾性部材が摩耗しやすくなる。

本実施の形態では、応力低減部２１１が弾性部材２１０に設けられているので、弾性部材２１０と感光体ドラム４１３との間で摩擦力が発生すると、感光体ドラム４１３の移動方向（Ｙ方向）に対して傾斜する応力低減部２１１に当該摩擦力が作用する。

そうすると、Ｙ方向に平行な方向に沿って発生する応力を、応力低減部２１１が存在することにより、Ｙ方向に対して斜行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内部における応力を低減することができるので、摩擦力に起因する内部応力の振動を低減することができ、ひいては弾性部材２１０のめくれや摩耗を抑制することができる。

その結果、弾性部材２１０の長寿命化を図ることができるので、弾性部材２１０の交換頻度を低減することができ、ひいては画像形成装置１の長寿命化に寄与することができる。

ところで、感光体ドラムの移動方向と垂直な方向に延びる切込み（または溝）を有する構成であると、感光体ドラムと弾性部材との間で発生する摩擦力に切込みが直交するため、切込みに直交する方向に応力が発生する。そのため、このような構成は、内部応力の振動を低減することができない構成であるため、内部応力の振動に起因した弾性部材のめくれや摩耗を抑制することができない。

それに対し、本実施の形態では、応力低減部２１１が摩擦力（Ｙ方向）に対して非垂直な方向に延びているので、摩擦力に対して斜行する方向に応力を作用させることができる。その結果、内部応力の振動を低減することができ、ひいては弾性部材２１０の長寿命化を図ることができる。

また、複数の応力低減部２１１が弾性部材２１０におけるＸ方向の全域に設けられているので、弾性部材２１０全体における内部応力の振動を低減することができる。

なお、上記実施の形態では、複数の応力低減部２１１が、Ｘ方向で互いに平行に並んでいたが、本発明はこれに限定されず、Ｘ方向で互いに平行に並んでいなくても良い。例えば、図６に示すように、応力低減部２１１の傾斜方向が、弾性部材２１０のＸ方向の中央部に対して異なっていても良い。

具体的には、応力低減部２１１は、弾性部材２１０の当接端部から、弾性部材２１０の当接端部のＸ方向の中央部とは反対側に向けて傾斜する。

このようにすることで、応力低減部２１１に作用する摩擦力を、弾性部材２１０の端部側、つまり、外側に向かう側に向けることができる。その結果、内部応力の振動の低減効果をさらに高めることができる。

また、上記実施の形態では、応力低減部２１１がＸ方向の全域に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、弾性部材２１０におけるＸ方向の一部に設けられていても良い。

例えば、図７に示すように、複数の応力低減部２１１は、弾性部材２１０におけるＸ方向の端部に設けられている。

弾性部材２１０におけるＸ方向の端部の位置は、感光体ドラム４１３におけるＸ方向の端部に対応する位置である。つまり、弾性部材２１０におけるＸ方向の端部の位置は、感光体ドラム４１３の表面に塗布される滑剤が少なくなりやすい位置であったり、画像形成領域の端でトナー像が少なくなりやすい位置である。

そのため、弾性部材２１０におけるＸ方向の端部は、弾性部材２１０のめくれが発生しやすい部分である。このような弾性部材２１０におけるＸ方向の端部のみに、応力低減部２１１を設けることで、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、応力低減部２１１を設ける必要性が高い箇所のみに、応力低減部２１１を設けるので、弾性部材２１０の製造工程を簡素化することができる。

また、弾性部材におけるＸ方向の端部以外に、負荷がかかりやすい部分が存在する場合、端部以外の一部のみに応力低減部を設けるようにしても良い。

また、上記実施の形態では、応力低減部が当接端部における感光体ドラムとの当接部分とは反対側に位置していたが、本発明はこれに限定されず、感光体ドラムとの当接部分側に位置していても良い。

ただし、当接部分側に応力低減部が位置すると、感光体ドラムの付着物が応力低減部内に入り込む場合があるので、感光体ドラムとの当接部分とは反対側に応力低減部を設けることが好ましい。また、当接部分側に応力低減部を設ける場合は、付着物が応力低減部内に入ることを回避する観点から、弾性部材と感光体ドラムとの当接部分よりも外側の部分に応力低減部を設けることが好ましい。

また、上記実施の形態では、応力低減部が溝または切込みであったが、本発明はこれに限定されず、例えば、Ｙ方向に対して傾斜する方向に延びる凸部であっても良い。

また、上記実施の形態では、弾性部材２１０がＸ方向に平行に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、応力低減部が移動方向に対して非垂直である限り、弾性部材がＸ方向に対して傾斜して配置されていても良い。これによれば、応力低減部も傾斜させることにより、弾性部材の傾斜量を少なくすることができる。ただし、画像形成装置における配置スペースの観点から、弾性部材がＸ方向に平行に配置されていることが好ましい。

また、上記実施の形態では、感光体ドラムを移動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移動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クリーニング装置の評価実験について説明する。図８は、第１評価実験に用いた実験装置３００を概略的に示す図である。図８に示すように、実験装置３００は、回転（移動）可能に構成されたディスク部材３１０（移動体）と、ディスク部材３１０に当接するブレード部材３２０とを有する。ディスク部材３１０は、図示しない駆動源から駆動力を伝達されることで回転する。ブレード部材３２０は、ポリウレタン製の弾性部材であり、サイズが２ｍｍ×１０ｍｍ×１４ｍｍのものである。ブレード部材３２０は、図示しない支持部により、取付角度や押し込み量を調整可能である。

また、実験装置３００には、光弾性法を用いてブレード部材３２０内の応力分布を可視化するため、１／４波長板内蔵の撮像部材（不図示）と、円偏光フィルター内蔵の高輝度ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源（不図示）とが設けられている。これらにより、ディスク部材３１０の裏側から、ブレード部材３２０との当接部分の光学像と光弾性像とを同時に取得することが可能となる。

まず、第１評価実験では、応力低減部を設けない構成（第１比較例）、ブレード部材を移動方向に対して１０°傾斜して配置した構成（第２比較例）、応力低減部の移動方向に対する傾斜角度を０°とした構成（第１実施例）、応力低減部の移動方向に対する傾斜角度を４５°とした構成（第２実施例）のそれぞれについて光弾性像を取得して、応力、弾性部材の端部の引き込み量、弾性部材の端部の振動とを計測した。

また、第１実施例および第２実施例における応力低減部は、切込みであり、深さを１ｍｍ、長さを５ｍｍ、隣の応力低減部との間隔を１ｍｍとした。なお、後述する実施例における応力低減部についても同様である。

図９Ａに示すように、第１比較例では、光弾性像において応力の等色線が円形状に複数発生し縞次数が多く、ブレード部材の内部で応力が高い状態となっている。そのため、図１０に示すように、第１比較例の応力、引き込み量および振動が比較的大きな値（図１０における「大」）で計測されたことが確認された。

また、図９Ｂに示すように、第２比較例では、光弾性像において応力の縞次数が少なく、ブレード部材の内部の応力が低減された状態となっている。そのため、図１０に示すように、第２比較例の応力、引き込み量および振動が比較的小さな値（図１０における「小」）で計測されたことが確認された。しかし、第２比較例では、ブレード部材の配置スペースを設ける必要があるため、実用的な構成ではない。

図９Ｃに示すように、第１実施例では、光弾性像における応力の縞が応力低減部に沿って直線状で区切られて抑制されており、縞次数が少なくなって、ブレード部材の内部応力が低減された状態となっている。つまり、第１実施例では、第１比較例のように、内部で応力が低減された。そのため、図１０に示すように、第１実施例の応力および引き込み量が比較的小さな値（図１０における「小」）で計測されたことが確認された。また、振動についても、第２比較例ほど、低減できてないが、第１比較例と比較すると、十分に小さな値（図１０における「中」）で計測されたことが確認された。

図９Ｄに示すように、第２実施例では、光弾性像におけるＸ方向の応力が応力低減部に沿ってＹ方向に伝達され抑制されており、縞次数が少なくなって、ブレード部材の内部応力が低減された状態となっている。つまり、第２実施例では、第１比較例のように、内部で応力が低減された。そのため、図１０に示すように、第２実施例の応力、引き込み量および振動がいずれも比較的小さな値（図１０における「小」）で計測されたことが確認された。

なお、第２実施例では、応力低減部の深さを０．５ｍｍとしたものについても、同様の計測を行い、良好な結果が確認できたが、深さを１ｍｍとしたものの方が良好な結果が確認できた。

次に、図１に示す画像形成装置１を用いて、弾性部材においてめくれの発生状況を評価する評価実験（第２評価実験）を行った。図１１は、第２評価実験の実験結果を示す表である。第３実施例は、図４に示す構成である。第４実施例は、図６に示す構成である。第５実施例は、図７に示す構成である。第６実施例は、弾性部材における感光体ドラムと当接する側の部分に応力低減部を設けた構成であって、感光体ドラムとの当接部分から１ｍｍ離れた位置に応力低減部を設けた構成である。比較例は、第１評価実験の第１比較例である。

図１１に示すように、比較例では、弾性部材にめくれが発生したことが確認されたのに対し（図１１における「×」）、第３実施例から第６実施例においては、いずれもめくれの発生が抑えられたことが確認された（図１１における「○」または「◎」）。特に、第４実施例では、弾性部材のめくれの発生が顕著に抑えられたことが確認された（図１１における「◎」）。

次に、第４実施例に示す構成において、応力低減部の角度の範囲の有効性を評価する評価実験を行った。具体的には、第３評価実験では、第４実施例の構成において、応力低減部におけるＹ方向とのなす角度を異ならせた弾性部材を用いて、第２評価実験と同様に、弾性部材においてめくれの発生状況を評価した。図１２は、第３評価実験の実験結果を示す表である。

図１２に示すように、いずれの角度において、めくれの発生が抑えられたことが確認された（図１２における「○」または「◎」）。特に、角度が１０°、４５°、８０°の場合、角度が５°、８５°の場合よりも、弾性部材のめくれの発生が顕著に抑えられたことが確認された（図１２における「◎」）。つまり、本実施の形態における応力低減部とＹ方向とのなす角度の範囲が、１０°～８０°の範囲内が好ましいことが確認できた。

１ 画像形成装置
４０ 画像形成部
２００ 清掃部
２１０ 弾性部材
２１１ 応力低減部
２２０ 支持部材
４１３ 感光体ドラム
４１５ ドラムクリーニング装置

Claims (11)

1. 所定の移動方向に移動する移動体に当接して、前記移動体の付着物を掻き取る弾性部材であって、
   前記移動体に当接する側の当接端部に設けられ、前記移動体と前記弾性部材との当接に起因して発生する内部応力の振動を低減する応力低減部を備え、
   前記応力低減部は、前記弾性部材が前記移動体に当接したときに前記移動方向に対して非垂直となる方向に延びている、
   弾性部材。
2. 前記応力低減部は、溝または切り込みである、
   請求項１に記載の弾性部材。
3. 前記応力低減部と前記移動方向とのなす角度は、１０°から８０°の範囲内である、
   請求項１または請求項２に記載の弾性部材。
4. 前記応力低減部は、前記当接端部に沿う所定方向に並んで複数設けられている、
   請求項１～３の何れか１項に記載の弾性部材。
5. 前記応力低減部は、前記所定方向の一部に設けられている、
   請求項４に記載の弾性部材。
6. 前記応力低減部は、前記所定方向の端部に設けられている、
   請求項５に記載の弾性部材。
7. 前記応力低減部は、前記所定方向の全域に設けられている、
   請求項４に記載の弾性部材。
8. 前記応力低減部は、前記当接端部から、前記移動方向に対して傾斜し、かつ、前記当接端部における前記所定方向の中央部とは反対側に向けて傾斜する、
   請求項５～７の何れか１項に記載の弾性部材。
9. 移動体を清掃するクリーニング装置であって、
   請求項１～８の何れか１項に記載の弾性部材と、
   前記弾性部材を支持する支持部材と、
   を備えるクリーニング装置。
10. 前記支持部材は、前記応力低減部が、前記当接端部における、前記移動体との当接部分側とは反対側になるように前記弾性部材を支持する、
    請求項９に記載のクリーニング装置。
11. 所定の移動方向に移動する移動体と、
    請求項９または請求項１０に記載のクリーニング装置と、
    を備える画像形成装置。

Images