(57)【要約】【課題】像担持体の長寿命化と安定化を達成するとともに、クリーニングブレードとスポンジローラ双方の長寿命化を図ることができるクリーニング装置を提供すること。【解決手段】感光体（像担持体）２に当接され、前記感光体２上をクリーニングするクリーニングブレード１５を有するクリーニング装置１３において、研磨剤を含有するスポンジローラ２３を前記感光体２表面に当接させる。ここで、前記スポンジローラ２３が含有する研磨剤は、粒径の大きさが異なる研磨粒子で構成されることを特徴とする。又、スポンジローラ２３は、平均粒子径が０．１〜０．５μｍの第１の研磨粒子と、平均粒子径が３〜１０μｍの第２の研磨粒子の研磨剤とをそれぞれ含有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に当接され、前記像担持体上をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置において、
研磨剤を含有するスポンジローラを前記像担持体表面に当接させたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記スポンジローラが含有する研磨剤は、粒径の大きさが異なる研磨粒子で構成されることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記スポンジローラは、平均粒子径が０．１〜０．５μｍの第１の研磨粒子と、平均粒子径が３〜１０μｍの第２の研磨粒子の研磨剤とをそれぞれ含有することを特徴とする請求項２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記スポンジローラが含有する研磨剤は、粒径の形状が異なる研磨粒子で構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記第１の研磨粒子の表面形状球形度φ0  が０．３＜φ0  ＜０．５であることを特徴とする請求項３又は４記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記第２の研磨粒子の表面形状球形度φ0  が０．９５＜φ0  ＜１．０であることを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項７】
前記スポンジローラを内層と外層との積層構造とし、前記内層に水膨潤性材料を含有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項８】
前記スポンジローラは、前記クリーニングブレードの上流側又は下流側の一方又は両方で像担持体に当接し、像担持体に対して回転速度差を有して回転することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項９】
前記像担持体は、不飽和重合性官能基を持つ化合物と正孔輸送化合物を重合或は架橋することによって硬化された感光層から成る、若しくは表層がアモルファスシリコンから成ることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項１０】
像担持体上のトナー像をクリーニングするクリーニング手段を有するクリーニング装置において、
前記クリーニング手段は、前記像担持体に当接するクリーニングブレードと、
研磨粒子の大きさが異なる研磨剤を含有し、前記像担持体に当接するスポンジローラであり、
前記研磨剤は、平均粒子径が０．１〜０．５μｍ且つ表面形状球形度φ0  が０．３＜φ0  ＜０．５の第１の研磨粒子と、平均粒子径が３〜１０μｍ且つ表面形状球形度φ0  が０．９５＜φ0  ＜１．０の第２の研磨粒子から成ることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
硬化した感光層を含む像担持体と、
該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に当接され、前記像担持体上をクリーニングするクリーニングブレードと、
を有する画像形成装置において、
研磨剤を含有するスポンジローラを前記像担持体表面に当接させたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、これを備える複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像とした後、このトナー像を紙等の転写材上、或は中間転写体上に転写する際、感光体上のトナー像のトナーを全て転写材や中間転写体に転写させることは困難で、若干のトナーが感光体上に残ることは避けられない。又、転写材が感光体に接するために生じる転写材粉（紙粉）等も感光体上に付着する。このため、転写後も感光体上に残るトナーや転写材粉（以下、これらをまとめて「転写残トナー」と称する）を転写の都度充分にクリーニングする必要がある。
【０００３】
このためのクリーニング手段としては従来から種々のものが提案されているが、ゴム等の弾性材料から成るクリーニングブレードのエッジを感光体に当接させて転写残トナーを掻き落として除去するようなものが、構成が簡単で低コストであり、しかも、転写残トナー除去機能にも優れている等の理由から、既に広く実用されていることは良く知られている通りである。
【０００４】
図１０は周知のクリーニング装置の一例を示す断面図であり、紙面に垂直方向に軸線を有する回転円筒状の感光体１０２にクリーニング装置１１３が近接配置されている。尚、図示しないが、感光体１０２の周辺には、クリーニング装置１１３の他、帯電器、現像器、転写手段等が配設されている。
【０００５】
上記クリーニング装置１１３は、感光体１０２に対向する一方向に開口部を備えたケーシング１１４を有しており、該ケーシング１１４の開口部には、ウレタンゴム等から成るクリーニングブレード１１５の一端縁が取着されている。そして、クリーニングブレード１１５は、そのエッジ部が感光体１０２に当接されており、不図示の転写部位において発生した転写残トナーが該クリーニングブレード１１５のエッジ部に達するとこれによって該転写残トナーが掻き落とされる。
【０００６】
ところで、近年、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の高画質化、高速化及び高安定化を図るためには、表面を硬化した感光体を用いることが有効であることが知られている。具体的には、不飽和重合性官能基を持つ化合物と正孔輸送化合物を重合或は架橋することによって硬化させた感光層から成る感光体や、表層がアモルファスシリコンから成る感光体等が有効である。
【０００７】
これらの感光体を帯電器によって帯電する場合、コロナ放電器によって非接触状態で帯電を行うものや、感光体に電圧を印加した帯電部材を直接当接させて感光体の帯電を行うものが提案され（特許文献１，２等参照）、既に実用に供されている。
【０００８】
しかし、何れの場合も放電現象によって空気中の窒素や酸素が遊離・乖離することによって、感光体表面上に窒素酸化物（ＮＯx 、ＮＨ3  ＮＯx 等）、ケイ素酸化物（ＳｉＯx ）或は硫化酸化物（ＳＯx ）等の汚染物質が生成され、それが感光体表面に付着する現象が生じる。これらの汚染物質は、感光体が軟質な場合、クリーニングブレードとの摺擦効果によって感光体表層と共に除去されることが多いが、感光体が非常に硬質な場合、感光体表面材自身がクリーニングブレード等により削られることなく汚染物質が堆積し、それに起因する種々の問題が生じている。具体的には、汚染物質が低抵抗物質であるために感光体表面の抵抗値を低下させることによる画像流れが発生したり、汚染物質は吸湿性が高く水分と反応し、吸着力が増大すれば更に感光体表面とクリーニングエッジ部を増加させ、クリーニング不良（ブレード鳴き、ビビリ、捲れ等）やクリーニングエッジ部に損傷を引き起こすことが懸念されていた。
【０００９】
上記問題に対処するためには、クリーニングブレードエッジ部の安定性を長期に亘って確保することが必要である。具体的には、感光体表面の汚染を防止し、或は付着した汚染物質を除去することによってクリーニングブレードと感光体表面に生じる摩擦力を軽減したり、クリーニングブレードエッジ部に潤滑剤を常時供給することが必要である。
【００１０】
そのためにクリーニングブレード補助部材として、様々な提案がなされてきている。例えば、汚染物質を除去するために、クリーニングブレードのエッジ部近傍に研磨剤を含有した層を設けることによって研磨機能を持たせたものや、スポンジローラに研磨剤を含有せしめることによって研磨効果を促進させたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５７−０１７８２６号公報
【特許文献２】特開昭５８−０４０５６６号公報
【特許文献３】特開平１−１９８７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、環境等の変化により汚染物質が感光体表層に付着しにくいような状況下でも、汚染物質だけでなく感光体表層までも研磨してしまい、画像の乱れを招いたり、感光体自身の寿命を縮めてしまうという問題があり、環境に適した摺擦効果を得ることは困難であった。
【００１３】
一方、クリーニングブレードのエッジ部の安定性を目的として、クリーニングブレードのエッジ部近傍に潤滑剤を供給して潤滑機能を持たせたもの等も知られている。しかし、硬質な感光体表面上では、放電現象による汚染物質は放電時間に比例して増加するため、潤滑性を持たせても鳴き、ビビリ等のクリーニング不良と共に摩擦力によるクリーニングブレードエッジ部の損傷によるクリーニング不良等の問題が避けられなかった。
【００１４】
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、像担持体の長寿命化と安定化を達成するとともに、クリーニングブレードとスポンジローラ双方の長寿命化を図ることができるクリーニング装置とこれを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体に当接され、前記像担持体上をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置において、研磨剤を含有するスポンジローラを前記像担持体表面に当接させたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記スポンジローラが含有する研磨剤は、粒径の大きさが異なる研磨粒子で構成されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記スポンジローラは、平均粒子径が０．１〜０．５μｍの第１の研磨粒子と、平均粒子径が３〜１０μｍの第２の研磨粒子の研磨剤とをそれぞれ含有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記スポンジローラが含有する研磨剤は、粒径の形状が異なる研磨粒子で構成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の発明において、前記第１の研磨粒子の表面形状球形度φ0  が０．３＜φ0  ＜０．５であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項３〜５の何れかに記載の発明において、前記第２の研磨粒子の表面形状球形度φ0  が０．９５＜φ0  ＜１．０であることを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、前記スポンジローラを内層と外層との積層構造とし、前記内層に水膨潤性材料を含有することを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の発明において、前記スポンジローラは、前記クリーニングブレードの上流側又は下流側の一方又は両方で像担持体に当接し、像担持体に対して回転速度差を有して回転することを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何れかに記載の発明において、前記像担持体は、不飽和重合性官能基を持つ化合物と正孔輸送化合物を重合或は架橋することによって硬化された感光層から成る、若しくは表層がアモルファスシリコンから成ることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、像担持体上のトナー像をクリーニングするクリーニング手段を有するクリーニング装置において、
前記クリーニング手段は、前記像担持体に当接するクリーニングブレードと、
研磨粒子の大きさが異なる研磨剤を含有し、前記像担持体に当接するスポンジローラであり、
前記研磨剤は、平均粒子径が０．１〜０．５μｍ且つ表面形状球形度φ0  が０．３＜φ0  ＜０．５の第１の研磨粒子と、平均粒子径が３〜１０μｍ且つ表面形状球形度φ0  が０．９５＜φ0  ＜１．０の第２の研磨粒子から成ることを特徴とする。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、
硬化した感光層を含む像担持体と、
該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に当接され、前記像担持体上をクリーニングするクリーニングブレードと、
を有する画像形成装置において、
研磨剤を含有するスポンジローラを前記像担持体表面に当接させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放電現象により像担持体表面上に付着する汚染物質を除去する機能を有する大粒径の研磨剤と、クリーニングブレードエッジ部に潤滑特性を付与する小粒径の研磨剤とをそれぞれ含有するスポンジローラを用い、更に、使用環境中の水分を吸湿することによってスポンジローラの直径が最も適切な当接圧力に変化するように、内層に膨潤性材料を含有するスポンジローラを用いることによって、像担持体上の汚染物質を掻き取る能力が高く、且つ、クリーニング能力も高いために像担持体の長寿命化と安定化を達成するとともに、クリーニングブレードとスポンジローラ双方の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、クリーニングブレードにより転写残トナーを感光体から掻き取るように構成した画像形成装置において、粒径と形状の異なる２種類の研磨剤微粒子をスポンジローラに含有させることによって、放電現象による汚染物質を除去する研磨機能と、クリーニングブレードエッジ部への潤滑剤供給機能を兼備せしめるようにしたものである。
【００２７】
又、本発明は、更に効率の良い研磨性と潤滑剤供給能力を使用環境によって最適化するために、空気中の水分を吸収し、膨潤することでスポンジローラの外径が増加し、摺擦効果を更に高めることができるような膨潤性材料をスポンジローラに含有させることを特徴とする。
【００２８】
本発明におけるスポンジローラは、感光体表面に当接するクリーニング手段のクリーニングブレードの上流側又は下流側の一方又は両方で感光体に当接し、感光体に対して回転速度差を有して回転する研磨手段である。
【００２９】
スポンジローラの材質にはゴム材及び発泡材が好ましい。ゴム材質としては、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ノルボーネンゴム、ＮＢＲ、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ等が適している。発泡材としては、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ウレタン等が適しており、これを発泡させた柔軟で低比重なものを用いる。発泡材の気泡部には空気、窒素、アルゴンガス等を封入することができる。
【００３０】
研磨剤としては粒径と形状の異なる２種類の金属酸化物のものを用いる。研磨機能を促進させる研磨剤は大粒径で不定形なものを、小粒径で球形の研磨剤は潤滑性供給部材として用いる。大粒径研磨剤の平均粒子径としては３〜１０μｍの範囲のものを用いるのが好ましい。
【００３１】
ここで、研磨剤の平均粒径の測定方法について述べる。
【００３２】
研磨剤粒子の平均粒径は、日立製作所（株）社製の走査型電子顕微鏡Ｓ−４５００により５００〜５０００倍に拡大した研磨剤粒子の写真画像を用い、半径１μｍ以上の研磨剤粒子をランダムに３００個以上抽出し、ニレコ（株）社製の画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３により、水平方向フィレ径をもって研磨剤粒子径として測定することにより、粒度分布データを得ることができる。
【００３３】
次に、研磨剤粒子の形状について、表面形状球形度φ0  を用いて説明する。表面形状球形度φ0  を以下のように定義する。
【００３４】
φ0  ＝研磨粒子を真球と仮定した場合の表面積（ｍ2／ｇ）÷実測した研磨粒子の
ＢＥＴ比表面積（ｍ2／ｇ）
ＢＥＴ比表面積の実測には、例えばQUANTACHIROME
社製比表面積計オートソーブ１等を使用する。本発明において、研磨機能を促進させる大粒径研磨剤の表面形状度φ0  は０．３〜０．５であることが好ましい。感光体への放電生成物の付着を除去するために、図４（ａ）に示すような、或る程度の凸凹を有した球状微粒子の方が効果を得ることができることが理由である。
【００３５】
一方、潤滑機能を付与するための小粒径研磨粒子としては、図４（ｂ）のように凸凹の少ないものが好ましく、０．９５＜φ0  ＜１．０の範囲内であるものが良い。
【００３６】
スポンジローラに含有する量としては、研磨剤の含有量とスポンジローラの硬度が反比例することも考慮に入れ、スポンジローラの重量に対して、研磨剤の量を大粒径、小粒径研磨剤それぞれ１〜５ｗｔ％であることが好ましい。
【００３７】
金属酸化物としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、フェライト等を１種又は２種以上組合せて用いることができる。
【００３８】
環境変化に応じて、スポンジローラの外径を変化させる膨潤性材料としては、水分の吸収特性に優れた吸水ポリマーが好ましい。吸水性ポリマーは、紛体であるために感光体との摺擦によってスポンジローラ上から脱落し、感光体上に付着すれば、吸湿効果のために感光体表層の抵抗の低下を招き、画像流れを引き起こすことが懸念されていることから、スポンジローラを内層と外層とで積層構造とし、内層に吸水性ポリマー剤含有層を、外側の層に研磨粒子含有層をそれぞれ形成することが好ましい。尚、吸収性ポリマーの材料としては、ポリアクリル酸塩等が一般的に使用される。
【００３９】
又、吸水ポリマーへ効率良く水分を輸送するために、吸水ポリマーと共に適度な親水化処理を施した合成繊維等から成る不織布を含有しても良い。このことによって、空気中の水分は合成繊維の含有による毛細血管現象により、効率良く吸水ポリマーに運ばれる。ここで、合成繊維としては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン−ポリプロピレン複合繊維等が挙げられる。
【００４０】
更に、吸水性ポリマーの他に内側の層に水膨潤性ウレタン組成物を用いても良い。水膨潤性ウレタン組成物は、本来、止水パッキン等に用いられ、ポリオールとイソシアネート化合物とから合成される末端にイソシアネート基を有するポリウレタンポリマーを基材とする湿気硬化性の一液型若しくは主剤と硬化剤から成る二液型のウレタン樹脂組成物であって、繰り返し単位としてのオキシエチレンを４０ｍｏｌ％以上含むポリオールとイソシアネートを反応して得られるウレタンプレポリマーを基材とするものである。
【００４１】
本実施の形態に係る画像形成装置は、画像形成速度、即ち感光体の駆動速度が周速１００〜３００ｍｍ／ｓｅｃで動作し、これに接触配置された研磨剤を含有したスポンジローラは、対感光体の周速−１００％〜２００％の速度で外部モータを介して回転駆動され、３０〜３００ｇｆ／ｃｍの圧力で感光体に当接されることが好ましい。
【００４２】
本発明の作用を、研磨剤を選択的に含有したときの感光体或はクリーニングブレードに与える影響に着目して説明する。
【００４３】
使用環境は常温・常湿の環境とした。大粒径且つ不定形のみの研磨剤を含有したスポンジローラを用いた場合、当接圧を変化させたときの感光体表面の接触角とクリーニングブレードの歪み量を出力電圧に変換したときのグラフを図５に示す。
【００４４】
図５はスポンジローラに研磨剤を含有することによって感光体表面の接触角を維持することができ、放電による汚染物質の付着を軽減していことを示している。その効果は当接圧に比例して大きくなる傾向が見られる。
【００４５】
しかし、粒径の大きい研磨剤のみを含有したスポンジローラの場合、当接圧Ｐ＞１００ｇｆ／ｃｍのときには感光体表面に研磨剤による傷跡が見られ、当接圧が大き過ぎることを示している。クリーニングブレードの歪み量については、研磨剤無しの場合よりも研磨剤を含有したときの方が歪み量は少なかった。これは研磨剤の含有効果である感光体表面の接触角の低下に起因するクリーニングブレードとの摩擦力の低下によるものである。
【００４６】
次に、研磨剤として上記スポンジローラに小粒径且つ球形のものを混ぜたものを用いたときの同様の効果について調べた。結果を図６に示す。
【００４７】
感光体表面の接触角は更に低下傾向を示し、研磨力の増大を確認できた。このことは研磨剤を更に混ぜたことによる研磨力の増大だけではなく、小粒径の研磨剤の働きが感光体表面の凹凸部分の細部に渡っていることも考えられる。クリーニングブレードの歪み量を比較してみると、Ｐ＜８０ｇｆ／ｃｍでは歪み量低減の効果は僅かに見られる程度であったが、Ｐ＞８０ｇｆ／ｃｍでは大きな効果を示した。このとき、クリーニングブレードエッジ部近傍を観察したところ、現像剤と共に小粒径の研磨剤の存在を確認した。このことは、小粒径を含有したスポンジローラの表面が８０ｇｆ／ｃｍ以上の圧力で当接された結果、削り粉が発生し、潤滑剤としてクリーニングブレードエッジ部に供給され、歪み量が小さくなったと考えられる。Ｐ＞８０ｇｆ／ｃｍのとき感光体表面の傷を観察したところ、スポンジローラに含有した研磨剤に起因する傷は観察されなかった。これもクリーニングブレードのエッジ部と同様に、小粒径の研磨剤が潤滑剤としてスポンジローラにも作用している結果であると推測できる。
【００４８】
本発明によるスポンジローラは、感光体表面に強圧で当接させることで本来の特性を発揮することができるが、スポンジローラを削ることで含有された研磨粒子がクリーニングブレードエッジ部に供給されるという構成上、スポンジローラ自身の寿命の低下は否めない。
【００４９】
そこで、膨潤性材料の含有割合を環境変化に応じてスポンジローラの外径が適切なスポンジローラの当接圧力を得ることができるように最適化することができれば、スポンジローラの長寿命も可能となる。使用環境に最も適切なスポンジローラの当接圧力の最適化のために環境を低温・低湿環境（温度１５℃、相対湿度１０％）と高温・高湿環境（温度３０℃、相対湿度８０％）と変化させたときのクリーニングブレードの歪み量とスポンジローラの寿命について調べた。その結果を図８に示す。
【００５０】
図８に示す結果より、常温・常湿環境では８０ｇｆ／ｃｍの当接圧力が潤滑性と研磨性を保持する適切な圧力であり、このときの同様の歪み量を高温・高湿環境で実現するためには９０ｇｆ／ｃｍの当接圧力が、低温・低湿環境で実現するときには７０ｇｆ／ｃｍの当接圧力がそれぞれ必要であることが分かった。このとき、図９に示すような、湿度−当接圧力特性線に乗るように膨潤性材料を含有すれば、環境変化に応じた最適な圧力を常時得ることができる。
【００５１】
検討の結果、膨潤性材料３ｗｔ％の添加量のときが最も前述の研磨状態に近いことが分かった。このときの当接圧力を各スポンジローラの構成で最適化することで、適正な当接状態を維持することが可能となる。このことによって、スポンジローラの長寿命化と共に感光体の長寿命化と高安定化が可能となる。スポンジローラの当接方法としては、バネで両端から加圧する構成がスポンジローラ長手の当接むらや挙動安定性の点から考えても好ましい。
【００５２】
次に、本発明に用いる感光体について説明する。
【００５３】
本発明の感光体の構成は導電性支持体上に感光層及び保護層をこの順に積層し、保護層が少なくとも硬化性樹脂を含有しているものである。
【００５４】
更に、感光体表面の滑り性を向上させるために、フッ素原子含有樹脂粒子を分散させることもできる。樹脂粒子の分子量や粒子の粒径は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
【００５５】
本発明においては、保護層用の結着剤樹脂としては、保護層の表面硬度、耐摩耗性、耐傷性の観点より硬化性樹脂を用い、電子線照射により硬化させる。この硬化性樹脂は、電子線のエネルギーで重合反応を起こす官能基を有するモノマー又はオリゴマーを指し、分子の構造単位の繰り返しが２〜２０程度の比較的大きな分子がオリゴマー、それ以下のものがモノマーとして定義される。
【００５６】
重合反応起こす官能基としては、炭素−炭素二重結合を有する基、開環重合を起こすもの又は２種類以上の分子が反応して重合を起こすもの等が挙げられる。
【００５７】
特に、本発明においては、先に記載したものの中でも、硬化性樹脂としては、炭素−炭素二重結合を有するアクリロイルオキシ基（ＣＨ2  ＝ＣＨＣＯＯ−）又はメタクリロイルオキシ基（ＣＨ2  ＝Ｃ（ＣＨ3  ）ＣＯＯ−）を含んだ樹脂を用いることが好ましい。
【００５８】
本発明においては、前述のしたように、感光体の硬化性樹脂を電子線照射によって硬化させる。電子線照射を行う場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型、ラミナー型等の何れの形式でも使用することができる。電子線を照射する場合、本発明の感光体においては、電気特性及び耐久性能を発現させる上で照射条件が非常に重要である。本発明において、加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。又、線量は好ましくは１Ｍｒａｄ〜１００Ｍｒａｄの範囲、より好ましくは、３Ｍｒａｄ〜５０Ｍｒａｄの範囲である。因に、加速電圧が上記以上であると、感光体特性に対する電子線照射のダメージが顕著になる。又、線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となり、線量が多過ぎる場合には感光体特性の劣化が起こる。
【００５９】
熱硬化の場合は、保護層を完全に硬化するための熱量は可成り大きなものとなり、その熱が保護層下に存在する感光層自体を劣化させてしまうため、従来は十分な熱量を与えられないまま保護層を形成してしまい、保護層硬度が不十分であった。
【００６０】
紫外線を用いた場合には、導電性粒子が紫外線を吸収してしまい、導電性粒子付近の樹脂の硬化を阻害してしまうものと考えている。このため、従来は導電性粒子を分散した保護層の系では保護層内のミクロな部分での未硬化な部分が多数生じ、保護層の中での３次元的な架橋反応が止まってしまい、保護層全体のマクロな表面硬度も低下してしまうものと考えている。
【００６１】
又、紫外線硬化系では、前述のように、硬化するためには樹脂に対して重合開始剤を併用する必要がある。逆に、導電性粒子の無い樹脂に必要以上の重合開始剤が多量に混入している系は、その表面硬度が低下してしまうことも分かっており、導電性粒子分散系の保護層は重合開始剤の量の最適化を図ったとしても高硬度のものを得ることはできず、上記方法で作製された感光体は、耐削れ性や耐傷性が悪くなってしまうと考えられる。
【００６２】
これに対し、電子線照射により硬化する保護層には、重合開始剤を添加する必要がないため有利である。又、照射エネルギーも紫外線に比べて非常に大きく、電子線の試料に対する透過深さも非常に深いため、保護層の高表面硬度化を達成でき、作製された保護層は耐削れ性と耐傷性が良好なものになると考えている。
【００６３】
テーバー磨耗は０．４〜０．５（ｍｇ／１０００回転）であった。テーバー磨耗試験においては、テーバー磨耗試験機（Y.S.S.Taber ：安田製作所製）の試料台にサンプルを装着し、２個の表面にラッピングテープ（冨士写真フィルム製  品名：Ｃ２０００）を装着したゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）に各々荷重５００ｇを掛け、１０００回転後のサンプルの重量減少を精密天秤にて測定した。本発明においては、テーバー磨耗が０．１以下になると、感光体の表面性の問題からクリーニング性が悪化し、又、１．０以上になると膜厚変化による放電電流の振れが大きくなってしまうために帯電性が悪化する。よって、感光体のテーバー磨耗値は０．１〜１．０の範囲に限定する。この感光体では、従来のＯＰＣドラムが５万枚当たり総膜厚の約１０〜４０％が削れるのに対し、上記材料を表層に持つことで１〜５％の削れに抑えることができた。
【００６４】
以下に、本発明で用いた感光体の感光層以下の構成について説明する。
【００６５】
本発明に係る感光層以下の構成は、導電性支持体上に電荷発生物質を含有する電荷発生層及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層をこの順に積層した構成或は逆に積層した構成、又、電荷発生物質と電荷輸送物質とを同一層内に混合分散した単層から成る構成の何れかの構成を採ることも可能である。
【００６６】
又、感光層は有機光導電材料でなく、無機光導電材料でも良く、例えばＳｅ、Ａｓ2  Ｓｅ3  、ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ、ＺｎＯ2  等を用いることも可能である。但し、電子写真感光体としての特性である残留電位等の特性を鑑みると、有機光導電材料の電荷発生層と電荷輸送層を積層した構成の機能分離型の感光体構成が特に好ましい。
【００６７】
本発明の電子写真感光体を製造する場合、導電性支持体としてはアルミニウム、ステンレス等の金属や合金、紙、プラスチック等が用いられるが、その形状は円筒状シリンダ又はフィルム等、適用される電子写真装置に応じて任意のものとすることができる。又、非導電性支持体上に導電層を蒸着法やその他の方法で、別に設けることにより導電性支持体として用いても良い。
【００６８】
本発明においては、導電性支持体の上には、バリアー機能と接着機能を有する下引き層を設けることができる。下引き層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、基体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護等のために形成される。これはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚としては０．１〜２μｍ程度が好ましい。
【００６９】
本発明の電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、各種の中心金属及び結晶系、或は特開昭５４−１４３６４５号公報に記載されたアモルファスシリコン等が挙げられる。
【００７０】
電荷発生層は前記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着剤樹脂及び溶剤に良く分散し、分散液を塗布、乾燥して形成されるか、又は、前記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。その膜厚は５μｍ以下、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。
【００７１】
電荷発生層上に形成する電荷輸送層は、前記した電荷輸送物質と適当な樹脂を溶剤に溶解することによって得られた溶解液を塗布し、乾燥し形成することが好ましい。上記樹脂としては広範囲なバインダー樹脂から選択でき、市販の樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂等を用いることが可能であるが、これらに限定されるものではない。これらは単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合して用いても良い。
【００７２】
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００７３】
図１は本発明に係る画像形成装置の概略断面図、図２は同画像形成装置のクリーニング装置の側断面図、図３（ａ）はスポンジローラの側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００７４】
（画像形成装置）
図１示す画像形成装置１は、電子写真方式の複写機であって、不図示のコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体に画像を形成するものである。
【００７５】
この画像形成装置１においては、感光体２が帯電手段３によって一様に帯電され、これに画像信号に従ってレーザ発振器４が光線を照射する。すると、感光体２上の光線が照射された部分には静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置５によって現像剤であるトナーにより現像されてトナー像として可視像化される。
【００７６】
カセット６には記録媒体であるシートが積載されており、シートは、給送ローラ対７によって１枚ずつ分離給送され、レジストローラ対８によって斜行を矯正された後に、感光体２に達する。感光体２に担持されているトナー像は、転写手段９によってシートに転写され、トナー像が転写されたシートは、搬送ベルト１０によって定着手段１１に送られ、熱と圧力を加えられることによりトナー像の定着を受けた後に排出ローラ対１２によって機外に排出される。そして、トナー像をシートに転写した後の感光体２上に残留したトナーは、クリーニング装置１３によって除去され、感光体２は再び画像形成に供される。
【００７７】
（クリーニング装置）
図２に示すように、クリーニング装置１３は、感光体２側に開口部を有するケーシング１４を備えており、該ケーシング１４の開口部にはウレタンゴム等から成るクリーニングブレード１５が支持部材によって取り付けられている。このクリーニングブレード１５は、そのエッジ部が感光体２に当接されており、転写手段９によって感光体２からシート上に転写し切れなかった転写残トナーがエッジ部に達すると、該エッジ部によって転写残トナーが掻き落とされる。又、ケーシング１４の下部にはすくいシート１６が取り付けられており、このすくいシート１６によって、クリーニングブレード１５にて掻き落とされたトナーをケーシング１４内に落下させるとともに、感光体２にトナーが大量に逆流するのを防いでいる。
【００７８】
又、ケーシング１４内には、転写残トナーを排出するための搬送手段としてスクリュー２１が配置されており、このスクリュー２１は、ケーシング１４内に落下した残留トナーを図２の紙面に対して垂直方向に搬送してクリーニング装置１３から排出する。このように構成することによって、ケーシング１４内が転写残トナーにより詰まることがない。
【００７９】
ここで、感光体２に対するクリーニングブレード１５の設定は、クリーニング性を決定する大きな要因となる。図２に示すように、クリーニングブレード１５を感光体２に当接させる設定条件としては、当接圧と当接角度β、自由長Ｌ、クリーニングブレード１５の板厚ｔが挙げられる。本実施の形態では、感光体２に対してクリーニングブレード１５を２５ｇｆ／ｃｍの当接圧で当接させた。クリーニングブレード１５の板厚ｔを１．６ｍｍ、自由長Ｌを５ｍｍとした。
【００８０】
本実施例に係る感光体を使用したとき、クリーニング性を維持するための感光体表面における水の接触角とエッジ部近傍に供給される現像剤及び潤滑剤の量を調べた。
【００８１】
使用環境は高温・高湿環境とし、紙の面積に対する印字面積の割合を変化させて通紙試験を行った。スポンジローラを当接していない状況下では、耐久枚数に比例して水の接触角度は低下し、初期の接触角度が９０度であったのに対して、１万枚の通紙試験後には７０度以下まで低下し、装置を一晩放置した後には画像流れが観察された。このときのクリーニングブレードの歪み量も耐久枚数に比例して上昇し、１万枚耐久時にクリーニングブレードが当接方向に対して反転する“めくれ”が観察された。同様の検討について印字面積を変化させて行ったときの結果を図７に示す。
【００８２】
感光体表面の水の接触角は何れも同様に低下する傾向が見られたが、クリーニングブレードの歪み量には変化が見られ、印字面積が８％以上ではクリーニングブレードエッジ部近傍に欠けが見られたものの、めくれは起こらなかった。このことは、感光体におけるクリーニング条件として、クリーニングブレードエッジ部近傍に供給される転写残現像剤の量が８％以上の印字面積であれば、エッジ部の挙動は安定化されることを示唆している。
【００８３】
以上の検討より、本実施例に係る感光体を用いるとき、高いクリーニング性を維持するためには、通紙試験における水の接触角が７０度以上、クリーニングブレードエッジ部に供給される転写残現像剤の量が８％印字面積以上に相当する感光体との摩擦力、クリーニングブレードの挙動安定性が必要である。
【００８４】
次に、本発明における摺擦部材としてのスポンジローラ（クリーニングローラ）の効果と環境検知センサを設けて当接圧力可変型のスポンジローラの耐久寿命への効果について、２種類の研磨剤を含有したスポンジローラを用いて、複写機「商品名：ＣＰ６６０（キヤノン社製）」による、常温・常湿（２４℃、相対湿度５５％）と高温・高湿（温度３０℃、相対湿度８０％）、低温・低湿環境（温度１５℃、相対湿度１５％）での通紙２万枚の耐久試験を行った。
【００８５】
本実施例で用いたスポンジローラ２３を図３に示した。
【００８６】
スポンジローラ２３の外径は直径１６ｍｍとし、該スポンジローラ２３を巻き付けるための芯金１７の太さは１０ｍｍとした。スポンジローラ２３は内層２０と外層１８との積層構造とし、外層４８を構成するスポンジの材料にはポリウレタンゴムを使用し、独泡タイプのものを使用した。外層１８に含有される研磨剤１９としてはアルミナの粉末を使用した。研磨剤１９の粒径の大きさとしては、研磨機能を促進する大粒径のものが直径０. １〜０. ５μｍ、研磨・潤滑性を付与する小粒径のものが直径３〜１０μｍの範囲とし、該研磨剤１９をスポンジローラ２３との重量比で３％ずつ混入して外層１８とした。
【００８７】
スポンジローラ２３の直径１６ｍｍに対して、膨潤性材料を含んだ内層２０の直径を１０ｍｍとした。膨潤性材料には、吸水性ポリマー材料として代表的なポリアクリル酸塩を用いてスポンジローラ２３の質量に対して３ｗｔ％の量を混入した。
【００８８】
スポンジローラ２３の硬度は、ＪＩＳの加硫ゴムの試験方法に従って実測したところ、アスカーＣ硬度で４０°であった。このスポンジローラ２３を感光体２の回転速度に対して１５０％で回転させた。
【００８９】
サンプル画像には５％印字面積のものを使用し、大粒径と小粒径の研磨剤のみを含有したスポンジローラ、内層に膨潤性材料、外層に大・小粒径から成る研磨剤を含有したスポンジローラについて、それぞれ通紙試験を行った。
【００９０】
研磨剤のみを含有したスポンジローラについては、当接圧力を７０ｇ／ｃｍ、８０ｇ／ｃｍ、９０ｇ／ｃｍと変化させた。使用環境を１０００枚ごとに高温・高湿環境と低温・低湿環境になるように使用環境を設定して検討を行った。耐久試験後の感光体表層の削れ量、感光体表面に生じた傷のレベル、画像流れのレベル、クリーニングブレードのエッジ欠けについての結果を表１にまとめた。
【００９１】
【表１】
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研磨剤のみを含有したスポンジローラの場合、例えば、ドラム削れのレベルが良く、感光体の長寿命化が実現できても、クリーニングブレードの欠けのレベルが悪かったり、その逆であったりと全てを満足するような当接条件を見出すことはできなかった。しかし、積層構造にしたスポンジローラを用いた場合、感光体の長寿命化とクリーニングブレードの長寿命化の双方が実現できることが分かった。
【００９２】
本発明によるスポンジローラを積層構造にして、内層に膨潤性材料、外層に２種類の研磨材料をそれぞれ含有させることにより、本来のスポンジローラの機能（研磨性・潤滑性）を維持しながらも、感光体自身の長寿命化・高安定化化を実現でき、更にはクリーニングブレードの長寿命化をも実現することが可能となることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、像担持体表面に当接されたクリーニングブレードによって転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を備える電子写真複写機や電子写真プリンタ等の画像形成装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置のクリーニング装置の側断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る画像形成装置に設けられるスポンジローラの側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は研磨粒子の模式図である。
【図５】本発明の作用を説明するためのスポンジローラ当接圧に対する水の接触角及びクリーニングブレード歪みの関係を示す図である。
【図６】本発明のスポンジローラ当接圧に対する水の接触角及びブレード歪み量の実験結果を示す図である。
【図７】本発明の耐久枚数に対するブレード歪みの実験結果を示す図である。
【図８】本発明のスポンジローラ当接圧に対するブレード歪み量の実験結果を示す図である。
【図９】本発明の相対湿度に対するスポンジローラ当接圧の実験結果を示す図である。
【図１０】従来のクリーニング装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１    画像形成装置
２    感光体（像担持体）
３    帯電手段
４    レーザ発振器（潜像形成手段）
５    現像装置（現像手段）
６    カセット
７    給紙ローラ対
８    レジストローラ対
９    転写手段
１０  搬送ベルト
１１  定着手段
１２  排出ローラ対
１３  クリーニング装置（クリーニング手段）
１４  ケーシング
１５  クリーニングブレード
１６  すくいシート
１７  芯金
１８  外層
１９  研磨剤
２０  内層
２１  スクリュー
２３  スポンジローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006030547.tif 000009
【図７】
2006030547.tif 000010
【図８】
2006030547.tif 000011
【図９】
2006030547.tif 000012
【図１０】
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