(57)【要約】【課題】安定したクリーニングを行うことができるとともに、高い帯電性能を従来以上に長期に亘って維持することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体に対向した帯電部材を前記像担持体に当接させ、前記帯電部材に電圧を印加することによって前記像担持体の表面を均一に帯電し、像露光手段によって前記像担持体の表面に光照射して像担持体上に電子潜像を形成し、現像手段によって前記電子潜像に対応したトナー像を形成し、転写手段によって転写材に前記トナー像を転写し、転写後に前記像担持体上に付着した残留粒子を、前記像担持体に押圧されたクリーニングブレードによって掻き落とす清掃手段を備える画像形成装置において、前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接部に現像剤を構成する各粒子のうち粒径が最小であり、且つ、粒子の抵抗値が１×１０８Ω・ｃｍ以下である粒子を供給する。【選択図】図１
2006091730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向した帯電部材を前記像担持体に当接させ、前記帯電部材に電圧を印加することによって前記像担持体の表面を均一に帯電し、像露光手段によって前記像担持体の表面に光照射して像担持体上に電子潜像を形成し、現像手段によって前記電子潜像に対応したトナー像を形成し、転写手段によって転写材に前記トナー像を転写し、転写後に前記像担持体上に付着した残留粒子を、前記像担持体に押圧されたクリーニングブレードによって掻き落とす清掃手段を備える画像形成装置において、
前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接部に現像剤を構成する各粒子のうち粒径が最小であり、且つ、粒子の抵抗値が１×１０8 Ω・ｃｍ以下である粒子を供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記粒子は前記現像手段に収容される現像剤に含まれ、前記粒子は現像剤を構成する粒子に含まれ、且つ、粒径は３００ｎｍ以下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】
前記粒子を前記クリーニングブレードの当接部に供給する供給手段を有し、前記粒子は現像剤を構成する各粒子に対して粒径が最小であり、且つ、粒径は３００ｎｍ以下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４】
前記帯電部材が磁性粒子と前記磁性粒子を磁気的に保持可能な磁性粒子担持体から成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の表面の抵抗が１０9 〜１０14Ω・ｃｍの材料から成ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体が感光層及び表面層を有し、前記表面層が導電性微粒子を分散した樹脂から成ることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記導電性微粒子は、酸化錫であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の表面が非晶質のシリコンから成ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（転写方式画像形成装置）
転写方式画像形成装置は、第１の像担持体に対して適宜の画像形成プロセスにて可転写画像を形成担持させ、その可転写画像を第２の像担持体に転写させ、第１の像担持体は繰り返して画像形成に使用する方式及び構成の装置である。
【０００３】
例えば、転写方式電子写真プロセス利用の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置は、基本的には、第１の像担持体として回転ドラム型を一般的とする電子写真感光体（以後、感光ドラム）と、該感光ドラムの面を所定の極性及び電位に一様に帯電させる帯電手段と、感光ドラムの帯電処理面静電潜像を形成させる画像露光手段と静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を感光体面から第２の像担持体（記録媒体）としての転写紙に転写させる転写手段と、転写紙側に転写させたトナー像を永久固着像として定着させる定着手段と、転写紙側へのトナー像転写後の感光ドラム面から転写残トナーを除去して感光体面を清掃する感光ドラムのクリーニング手段（クリーナ）を有する。
【０００４】
定着手段で像定着処理された転写紙が画像形成物（コピー、プリント）として排出される。クリーニング手段で清掃された感光ドラム面は繰り返して画像形成に供される。
【０００５】
（クリーニング手段）
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、転写後に感光ドラム表面に残ったトナー等の異物は、クリーニング手段によって除去される。
【０００６】
画像形成装置においては、感光ドラム表面に形成されたトナー像を全て紙等の転写材に転写させることは困難であり、若干のトナーが転写後に感光ドラム上に不可避的に残ってしまう。又、トナーの帯電量制御や流動性付与等の目的で外添されている微粒子（以後、外添剤）が遊離して感光ドラムに付着したものも転写されずないで残留し易い。又、転写材が感光ドラムに接するために生じる転写材粉（紙粉）等も感光ドラムに付着する。このため、転写後に感光ドラム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」と言う）をトナー像の転写ごとに充分に除去する必要がある。
【０００７】
このためのクリーニング装置として、ゴム等の弾性材料から成るクリーニングブレードを使用したものが知られている。このクリーニングブレードは、そのエッジを感光ドラム表面に当接させて転写残トナーを掻き落とすものであり、構成が簡単で低コストでありながら、転写残トナーの除去機能に優れている。
【０００８】
図２にクリーニングブレードを使用したクリーニング装置の一例を示す。
【０００９】
像担持体としての感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転駆動されている。このクリーニング装置５は、感光ドラム１に対向する位置に開口部を有するケーシング４４を備えている。開口部４４ａには、ウレタンゴム等で形成されたクリーニングブレード４５が取り付けられていて、その１つのエッジが感光ドラム１の駆動方向に対してカウンタ方向に当接されている。転写部位（不図示）において感光ドラム１上に発生した転写残トナーは、クリーニングブレード４５のエッジに達すると、このエッジによって掻き落とされるようになっている。
【００１０】
尚、上述のクリーニングブレード４５で掻き落とされてケーシング４４内に滞留している転写残トナーのうちの少量は、感光ドラム１の回転によって再度、クリーニングブレード４５のエッジに供給される。このように粉体である転写残トナーを感光ドラム１とクリーニングブレード４５のエッジとの間に積極的に供給することにより、両者間の摩擦力を低減して、クリーニングブレード４５のめくれ等を防止し、安定した良好なクリーニング性能を得るようにしている。
【００１１】
（接触帯電装置）
感光ドラムの表面を所定の極性及び電位に一様に帯電させる帯電手段としては、従来、コロナ帯電器が利用されてきた。コロナ帯電器は、被帯電体に非接触に対向配設し、高圧を印加したコロナワイヤーから放出されるコロナシャワーに被帯電体面を曝して所定の極性及び電位に帯電させるものである。
【００１２】
近年はこれに代わって、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、被帯電体としての感光体に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の導電性帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して感光体面の所定の極性及び電位に帯電させるもので、コロナ帯電器に比べて、低オゾン、低電力等の有利性がある。
【００１３】
接触帯電部材に対する帯電バイアス印加方式として、直流バイアスのみを印加するＤＣ帯電方式と直流バイアスを交流バイアスに重畳して印加するＡＣ帯電方式がある。
【００１４】
ＤＣ帯電では印加した直流電圧値から放電開始の閾値Ｖｔｈを差し引いた電圧に感光ドラム表面電位は帯電される。
【００１５】
ところが、環境変動等によってＶｔｈは変動するため、感光体の電位を所望の値に安定してすることは難しい。更に、帯電部材の抵抗変化に対しても、電位が変化し易く、画像濃度の変動や画像不良が発生することがある。
【００１６】
このため、更なる帯電の均一化を図るために特許文献１に開示されるように、所望のＶｄに相当するＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する「ＡＣ帯電方式」が用いられる。これは、ＡＣによる電位のならし効果を目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧のピークの中央であるＶｄに収束し、環境等の外乱には影響されることはない。
【００１７】
一方、放電現象を全く用いない接触注入帯電が提案されている。接触注入帯電は、接触帯電部材から被帯電体に直接電荷が注入されることで被帯電体表面が帯電する系である。直接帯電或は注入帯電とも称される。特許文献２等には、感光体表面にあるトラップ準位又は電荷注入層の導電粒子等の電荷保持部材に帯電ローラ、帯電ブラシ、導電性磁性粒子で形成した磁気ブラシ又はローラ上に担持した導電性微粒子等の接触帯電部材等を介して電荷を注入して接触注入帯電を行う方法が提案されている。
【００１８】
接触注入帯電は放電現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみであり、オゾンの発生もない、オゾンレス・低電力の帯電方式である。
【００１９】
接触注入帯電は微小隙間での放電現象を用いないため、その帯電能力、帯電均一性は感光体表面と帯電部材との接触確率に大きく依存している。この接触確率を高めるために感光体表面と帯電部材に速度差を持たせることが一般的である。
【００２０】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】特開平６−３９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
クリーニングブレードを用いて感光ドラムをクリーニングする場合、ブレードのめくれやビビりの無い安定したクリーニング性能を維持するためには、クリーニングブレードと感光ドラム表面の間に粒子を微量に介在させて、摩擦力が低い状態を維持する必要がある。通常、この粒子はトナーに流動性や帯電安定性を付与する目的で添加される外添剤であることが殆どである。従って、ブレードによる感光ドラムのクリーニングでは、トナーに対するクリーニングが安定した状態であっても微量の粒子はクリーニングブレードをすり抜けてしまう。
【００２２】
帯電器が接触帯電方式の場合、すり抜けた粒子は帯電部材に付着して帯電性に影響を及ぼす。特に、放電を用いない接触注入帯電方式では、感光ドラムと接触部材の接触点のみで電荷を注入して帯電を行うものであるため、その接触点に高抵抗の外添剤等の粒子が介在すると電荷の注入が阻害されて帯電不良の原因となる。
【００２３】
放電を用いる接触帯電方式であっても、粒子の蓄積が進むと帯電部材の抵抗に影響を及ぼすようになり、帯電不良の原因となる。
【００２４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもで、その目的とする処は、安定したクリーニングを行うことができるとともに、高い帯電性能を従来以上に長期に亘って維持することができ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】
【００２５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体に対向した帯電部材を前記像担持体に当接させ、前記帯電部材に電圧を印加することによって前記像担持体の表面を均一に帯電し、像露光手段によって前記像担持体の表面に光照射して像担持体上に電子潜像を形成し、現像手段によって前記電子潜像に対応したトナー像を形成し、転写手段によって転写材に前記トナー像を転写し、転写後に前記像担持体上に付着した残留粒子を、前記像担持体に押圧されたクリーニングブレードによって掻き落とす清掃手段を備える画像形成装置において、前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接部に現像剤を構成する各粒子のうち粒径が最小であり、且つ、粒子の抵抗値が１×１０8 Ω・ｃｍ以下である粒子を供給することを特徴とする。
【００２６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記粒子は前記現像手段に収容される現像剤に含まれ、前記粒子は現像剤を構成する粒子に含まれ、且つ、粒径は３００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記粒子を前記クリーニングブレードの当接部に供給する供給手段を有し、前記粒子は現像剤を構成する各粒子に対して粒径が最小であり、且つ、粒径は３００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
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、前記帯電部材が磁性粒子と前記磁性粒子を磁気的に保持可能な磁性粒子担持体から成ることを特徴とする。
【００２９】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記像担持体の表面の抵抗が１０9 〜１０14Ω・ｃｍの材料から成ることを特徴とする。
【００３０】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記像担持体が感光層及び表面層を有し、前記表面層が導電性微粒子を分散した樹脂から成ることを特徴とする。
【００３１】
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、前記導電性微粒子は、酸化錫であることを特徴とする。
【００３２】
請求項８記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記像担持体の表面が非晶質のシリコンから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
クリーニングブレードと感光ドラムの当接部の拡大概略図を図３に示す。
【００３４】
クリーニングブレード４５のエッジ４５ａを感光ドラム１表面に当接させると、エッジ４５ａの当接部Ｓ近傍には、感光ドラム１表面とクリーニングブレード４５の先端面４５ｂとの間に楔状の空間が形成される。外添剤は、この楔状の空間における当接部Ｓ近傍に滞留する。このとき外添剤は、その粒径に応じて楔状の空間に偏在し、当接部Ｓに近い方に粒径が小さい外添剤が滞留するようになる。図３では、トナーと外添剤Ａ及び外添剤Ｂの３種類の粒子が当接部Ｓに供給された状態を現しており、粒径はトナーが最も大きく、次に外添剤Ａ、外添剤Ｂの順で大きい。この場合、粒径の一番小さい外添剤Ｂが当接部Ｓの最近接領域に滞留している様子が分かる。このこのような挙動を示すのは、当接部Ｓ近傍滞留するトナーや外添剤の粒子が、感光ドラムの回転に伴って楔状の空間の隙間の大きさに応じて分級されるためである。
【００３５】
当接部Ｓの最近傍に滞留した粒子は、それより大きい粒径を持つ粒子の当接部Ｓへの侵入を阻止すると同時に、微量の粒子は、当接部に入り込んですり抜けていくことで、クリーニングブレードと感光ドラムの摩擦力を低減し、ブレードのめくれやビビりによるトナーのすり抜けが起こらないようにする機能がある。
【００３６】
帯電器が接触帯電方式の場合、当接部Ｓに滞留する粒子が電気的に高抵抗であると、粒子が帯電部材に付着して帯電不良の原因となる。
【００３７】
請求項１記載の発明によれば、接触帯電部材と、感光ドラムの清掃手段としてクリーニングブレードを備える画像形成装置において、現像剤を構成する粒子の内、粒径が最小で且つ抵抗値が１×１０8 Ω・ｃｍ以下の粒子がクリーニングブレードと感光ドラムの当接部に滞留し、その他の粒子の当接部への進入を阻止し、当接部の間にその粒子が入り込み、クリーニングブレードと感光ドラムの摩擦力を低減するため、安定したクリーニングを行うことができるとともに、接触帯電部材に粒子が付着しても、抵抗値が１×１０８
Ω・ｃｍ以下であるために帯電に悪影響を及ぼさず、帯電性能を従来以上に長期に亘って維持することができるという効果がある。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、粒子の抵抗値が１×１０8 Ω・ｃｍ以下で且つ粒径が３０ｎｍ以下とすることで、同様の効果が得られる。
【００３９】
請求項３記載の発明によれば、現像剤を構成する粒子よりも小さい粒径で、且つ、３００ｎｍの粒子の抵抗値が１×１０9 Ω・ｃｍ以下の粒子を感光ドラム上に供給する手段を有することで、同様の効果が得られる。
【００４０】
請求項４記載の発明によれば、帯電器として導電性磁性粒子による接触注入帯電方式を用いた場合、特に大きい効果が得られる。
【００４１】
請求項５記載の発明によれば、感光ドラムの表面層の抵抗を、１０9 〜１０14Ω・ｃｍとすることによって、接触注入帯電方式により安定した帯電を行うことができる。
【００４２】
請求項６記載の発明によれば、感光ドラムの表層を、樹脂に導電性微粒子を分散したものとすることで、表層の抵抗を１０9 〜１０14Ω・ｃｍとすることができる。
【００４３】
請求項７記載の発明によれば、導電性微粒子を酸化錫とすることによって、感光ドラムの表層の抵抗を１０9 〜１０14Ω・ｃｍとすることができる。
【００４４】
請求項８記載の発明によれば、表層を非晶質のシリコンとすることによって、接触注入帯電方式により、安定した帯電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
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。
【００４６】
＜実施の形態１＞
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。
【００４７】
図１を用いて本実施の形態における画像形成過程を簡単に説明する。
【００４８】
感光ドラム１は、磁気ブラシ帯電器２によって均一に帯電処理される。この感光ドラム１の帯電面に対してレーザダイオード、ポリゴンミラー等を含む不図示のレーザビームスキャナから出力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザビームによる走査露光Ｌがなされ、感光ドラム１の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。現像器３によって潜像のレーザーＬが照射された所にマイナスのトナーが反転現像され、転写ローラ４によって転写材Ｐに転写される。転写材Ｐは定着器６に運ばれ、トナーは転写材Ｐ上に熱定着される。
【００４９】
一方、感光ドラム１は、除電光の照射を受けた後、残存した転写残トナーは、クリーニング装置５によって掻き取られる。そして、掻き取られた転写残トナーは、図示しない廃トナー容器にスクリュー３４によって搬送され回収される。トナーが除去された感光ドラム１は、再び次工程に入って磁気ブラシ帯電器によって重ねて帯電される。
（１）磁気ブラシ帯電器
磁気ブラシ帯電器２は、導電性部材に電圧を印加し、導電性の磁性粒子を介して感光ドラム表面に直接電荷を注入する注入帯電方式の帯電装置である。磁気ブラシ帯電器２は、回転可能なφ１６ｍｍの帯電スリーブ３１と該帯電スリーブ３１内に固定されたマグネットローラ３０が感光ドラム１と３５０μｍの間隔をもって設けられており、帯電スリーブ３１には電源Ｓ１より２００Ｖpp、１ｋＨｚの矩形波の交番電界に、定電圧制御された−８００Ｖの直流電圧を重畳した帯電バイアスが印加できるようになっている。注入帯電方式の場合、感光ドラムドラム表面の欠陥等により瞬間的に電気的な短絡（ピンホールリーク）を生じた場合でも画像に及ぼす影響が少なくなるよう、定電圧の制御を行う方が好ましい。
【００５０】
又、電源Ｓ１はＣＰＵと接続されており、電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ、交流電圧値、直流電圧値を制御することができる。電位制御は、電位センサー２４により測定した感光ドラムの表面電位に基づいて行われ、環境変動、経時変化に対し露光量等と共に最適値に制御される。マグネットローラ３０は、帯電スリーブ３１の回転方向に５つの磁極ピークを持ち、隣接して同極性の磁極ピークを持つ反発極構成となっている。帯電部材である導電性磁性粒子Ｃは、マグネットローラ３０による磁気拘束力によって帯電スリーブ３１上に保持され、ブレード３２により層厚規制された後、感光ドラム１に接触し、帯電スリーブ３１はモータＭ１により矢印方向に駆動され、１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転している。導電性磁性粒子Ｃのスリーブ上の担持量は６０ｍｇ／ｃｍ2 となるようブレード３２と帯電スリーブ３１のギャップを調整した。
【００５１】
帯電スリーブ３１の周速度は遅過ぎると、感光ドラム表面と導電性磁性粒子Ｃの接触確率が不十分となり、帯電ムラ等の画像不良の要因となり、速過ぎると導電性磁性粒子Ｃの飛散を引き起こしてしまう。良好な帯電が行える周速度は、帯電スリーブ３１の外径や感光ドラムとの間隔にも依存するが、本実施の形態における帯電スリーブの周速度としては２５０ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。感光ドラム１に対向する位置での帯電スリーブ３１上の磁束密度は９５０×１０-4Ｔである。ブレード３２のスリーブ回転方向の上流側には導電性磁性粒子Ｃの溜まり部Ｔが形成されており、スクリュー３６は、溜まり部Ｔの導電性磁性粒子Ｃをスリーブ母線方向に攪拌している。スクリュー３６は、楕円形の羽根を方向を交互に取り付けたものであり、溜まり部Ｔの導電性磁性粒子Ｃを偏らせることなく攪拌することができる。
【００５２】
導電性磁性粒子Ｃとしては、下記のものが好適に用いられる。  
・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体を混練して粒子に成型したもの、若しくはこれに抵抗値調節のために導電カーボン等を混ぜるたもの
・焼結したマグネタイト、フェライト、若しくはこれらを還元又は酸化処理して抵抗値を調節したもの
・上記の磁性粒子を抵抗調整をしたコート材（フェノール樹脂にカーボンを分散したもの等）でコート又はＮｉ等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたもの等。
【００５３】
これら磁性粒子の抵抗値としては、高過ぎると感光ドラム１に電荷が均一に注入できず、微小な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。低過ぎるとピンホールリークが生じた場合、ピンホールに流れる電流により、電源に過負荷となって電圧が降下し、感光ドラム表面をすることができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よって、磁性粒子の抵抗値としては、１×１０4 〜１×１０7 Ωが望ましい。磁性粒子の磁気特性としては、ドラムへの磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力を高くする方が良く、飽和磁化が５０（Ａ・ｍ2 ／ｋｇ）以上が望ましい。  
実際、本実施の形態で用いた導電性磁性粒子Ｃは、体積平均粒径が３０μｍ、見掛け密度２．０［ｇ／ｍ3 ］、抵抗値１×１０6 Ω、飽和磁化５８（Ａ・ｍ2 ／ｋｇ）であった。又、導電性磁性粒子Ｃの粒径は帯電能力や帯電の均一性に影響する。つまり、粒径が大き過ぎると感光ドラムとの接触割合が低下し帯電ムラの原因となる。粒径が小さいと帯電能力、均一性共に向上する反面、一粒子に作用する磁力が低下し、感光ドラム１への付着が起き易くなる。このため、導電性磁性粒子の粒径としては５〜１００μｍのものが好適に用いられる。
（２）クリーニング装置
本発明において、ブレードクリーニング装置の構成としては、従来の一般的な構成を変えることなく適用することができる。従って、本実施の形態で用いたブレードクリーニング装置としては、図２と同様なものを用いた。この構成について説明する。
【００５４】
感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転駆動されている。このクリーニング装置５は、感光ドラム１に対向する位置に開口部を有するケーシング４４を備えている。開口部４４ａには、ウレタンゴム等で形成されたクリーニングブレード４５が取り付けられていて、その１つのエッジが感光ドラム１の駆動方向に対してカウンタ方向に当接されている。転写部位（不図示）において感光ドラム１上に発生した転写残トナーは、クリーニングブレード４５のエッジに達すると、このエッジによって掻き落とされるようになっている。又、ケーシング４４下部（開口部４４ａの下部）にはすくいシート４７が取り付けられていて、クリーニングブレード４５によって感光ドラム１表面から掻き落とされたトナーを、ケーシング４４内に落下させるとともに、感光ドラム１に大量に逆流することを防止している。
【００５５】
ケーシング４４内には転写残トナーを排出するためのスクリュー（搬送手段）４８が配設されており、ケーシング４４内に落下した転写残トナーを図の紙面に対し直角な方向に搬送してクリーニング装置５から排出するようにしている。このように構成することで、転写残トナーによってケーシング４４内が詰まるようなことがない。
【００５６】
図２に示すように、クリーニングブレード４５は、背面側に配置された取付け板に取付けられており、この取付け板は、アーム４０の先端側に固定されている。アーム５０は、ケーシング４４によって軸５０ａを中心に揺動可能に支持されており、アーム５０の基端側とケーシング４４の台座４４ｂとの間には、引っ張りばね４１が介装されている。これにより、クリーニングブレード４５のエッジ４５ａが感光ドラム１表面に当接されている。
【００５７】
尚、上述のクリーニングブレード４５で掻き落とされてケーシング４４内に滞留している転写残トナーのうちの少量は、感光ドラム１の回転によって再度、クリーニングブレード４５のエッジに供給される。このように粉体である転写残トナーを感光ドラム１とクリーニングブレード４５のエッジとの間に積極的に供給することにより、両者間の摩擦力を低減して、クリーニングブレード４５のめくれ等を防止し、安定した良好なクリーニング性能を得るようにしている。
（３）現像装置及び現像剤
現像器３には、固定されたマグネットロール１４を内包した回転する直径３０ｍｍのスリーブ１５が設けられ、現像容器１７内の現像剤をブレード１８で薄層にスリーブ１５上にコーティングして現像部へ搬送している。このとき、スリーブ１５は、矢印方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転している。現像剤１９は、２成分現像剤で負帯電性の８μｍトナーと正帯電性の５０μｍの磁性キャリアが重量トナー濃度５％で混合されている。トナー濃度は、図示しない光学式トナー濃度センサーによって制御され、トナーホッパー２０内のトナーが供給ローラ２３によって補給される。容器内の現像剤は、攪拌部材２１，２２により均一に攪拌される。スリーブ１５には、電源Ｓ２より２ｋＶpp、２ｋＨｚの交番電界に−５００Ｖの直流電圧を重畳した現像バイアスが印加されている。薄層にコーティングされ、現像部に搬送された現像剤は、前記現像バイアスによる電界によって感光ドラム１上に現像に寄与する。
【００５８】
トナーには一次平均粒径（以後、粒径と表記）５０ｎｍの酸化チタンと粒径２０ｎｍの酸化亜鉛が、それぞれ１．０重量％、０．２重量％ずつ外添されている。酸化チタンは、現像剤の流動性の向上とトナー帯電量の安定化の目的で外添されている。酸化亜鉛は、クリーニングブレード１５と感光ドラム１の当接部の最近傍に滞留し、トナーや酸化チタンがブレードからすり抜けないようにする目的で外添されている（以下、導電性微粒子と呼ぶ）。
【００５９】
導電性微粒子としての酸化亜鉛は、その微量がクリーニングブレードと感光ドラムの間に入り込み、クリーニングブレードと感光ドラムの摩擦力を低減して、クリーニングのめくれやビビりを防止する働きを持つが、これがクリーニングブレードをすり抜けて帯電部材である磁性粒子に付着しても帯電性能を損なわないよう、電気抵抗値は２×１０3 Ω・ｃｍのものを用いた。これに対し、外添した酸化チタンの電気抵抗値は１×１０10Ω・ｃｍであった。ここで、抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。低面積２．２６ｃｍ2 の円筒内におよそ０．５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１５ｋｇの加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加して抵抗値を計測し、その後、正規化して比抵抗を算出した。
【００６０】
導電性微粒子の抵抗値としては、低過ぎると現像時、或は帯電時に感光ドラム間のピンホールリークの原因となり、高過ぎると帯電部材に付着して帯電不良の原因となるため、１０1 〜１０8 Ω・ｃｍであることが好ましい。
（４）感光ドラム
感光ドラム１には、アルミドラム基体上に下引き層、正電荷注入防止層、電荷発生層、電荷輸送層の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体ドラムに電荷注入層を塗布することにより、帯電性能を向上した感光体を用いた。電荷注入層は、光硬化型のアクリル樹脂にＳｎＯ２
超微粒子（径が約０．０３μｍ）、テフロン等の滑剤、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものである。電荷注入層として重要な点は、表層の抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式においては、被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷の授受が行えるようになる。
【００６１】
一方、感光ドラムとして用いる場合には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、電荷注入層の体積抵抗値としては１×１０9 〜１×１０14（Ω・ｃｍ）の範囲が適当である。又、本構成のように電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記抵抗範囲にある場合は同等の効果が得られる。表層の電荷注入層としては、アモルファスシリコン薄膜を形成したものも用いることができる。
【００６２】
この画像形成装置を用いて、１０万枚の画出し耐久試験を行ったところ、帯電不良は見られず。比較例として、現像剤に酸化亜鉛を外添しなかった場合、５万枚で黒筋状の帯電不良が発生した。
【００６３】
これは高抵抗である酸化チタンがクリーニング当接部の最近傍に入り込み、徐々にクリーニングブレードをすり抜けていき、導電性磁性粒子に付着した結果、感光ドラム表面へ電荷が注入が阻害され、帯電不良となったものと推測された
そこで、クリーニングブレードからすり抜ける粒子をサンプリングしてＥＰＭＡを用いて定量分析を行ったところ、実施例では８０％以上が低抵抗である酸化亜鉛だったのに対し、比較例では８０％以上が高抵抗の酸化チタンであった。上記の帯電不良はクリーニングブレードをすり抜けた酸化チタンが原因であることが確認された。粒子のサンプリング法としては、クリーニングブレードの感光ドラム回転方向下流側に１ｃｍ×１ｃｍの不織布を一定の圧力で感光ドラム上に押し付け、１万枚経過後の不織布に付着した粒子を採取し、試料とした。
【００６４】
より詳細な分析として、ブレード先端部に滞留している粒子の分析を行った。分析方法としては、１０万枚画出し後のクリーニングブレードの先端を切り出し、感光ドラムとの当接面のＥＰＭＡ二次元元素分析を行った。その結果、クリーニングブレード当接部の最近傍に酸化亜鉛が偏析している様子が観察された。このことから、本実施の形態において、クリーニングブレードをすり抜ける粒子に酸化亜鉛が多く含まれていたのは、酸化亜鉛がクリーニングブレード当接部の最近傍に偏析、滞留することによって、他粒子の当接部への進入を阻止する働きがあったためである。
【００６５】
次に、外添剤の粒径と、クリーニングブレード当接部での粒子の滞留状況の関係について検討した。トナーの外添剤のとして、粒径５０ｎｍ、抵抗値１×１０10Ω・ｃｍの酸化チタンを１．０重量％と、粒径１０ｎｍ、３０ｎｍ、８０ｎｍで、抵抗値２×１０3 Ω・ｃｍの酸化亜鉛をそれぞれ０．１、０．３、０．８重量％外添した現像剤を、それぞれ現像剤Ａ、現像剤Ｂ、現像剤Ｃとして同様の耐久試験を実施したところ、クリーニングブレードからすり抜ける粒子は現像剤Ｃで酸化チタンの割合が急激に増加した。これを図４に示す。更に、各耐久試験で用いたクリーニングブレードの、感光ドラムとの当接面についてＥＰＭＡの二次元元素分析を行ったところ、現像剤Ａ、現像剤Ｂを用いたものは、当接部の最近傍に酸化亜鉛の偏析が見られた。しかし、現像剤Ｃを用いた場合には、最近傍に酸化チタンの偏析が観察された。
【００６６】
更なる条件として、粒径３０ｎｍの酸化チタンに対して、１０ｎｍ、３０ｎｍ、８０ｎｍの酸化亜鉛をそれぞれ０．１、０．３、０．８重量％外添した現像剤を、それぞれ現像剤Ｄ、現像剤Ｅ、現像剤Ｆとして耐久試験を実施したところ、クリーニングブレードからすり抜ける粒子は現像剤Ｅ、現像剤Ｆで酸化チタンの割合が急激に増加した。この結果を図５に示す。更に、クリーニングブレードの当接面EPMAの二次元元素分析を行ったところ、現像剤Ｄではクリーニングブレード当接部の最近傍に酸化亜鉛の偏析が見られたが、現像剤Ｅでは偏析は見られず、現像剤Ｆでは酸化チタンが偏析していた。
【００６７】
以上の検討結果より、クリーニングブレードと感光ドラムの当接部における粒子の滞留部では、粒子の粒径に応じて偏析が起き、流径の小さいものほど当接部の近傍に偏析することが分かる。
【００６８】
これは、当接部に形成される楔形の空間において、粒径の小さい粒子ほど狭い空間に入り込み易い性質に起因する分級効果によるものと考えられる。
【００６９】
現像剤を構成する粒子の内、最も流径が小さい粒子の電気抵抗を、帯電部材に付着しても帯電能力を低下させない値に設定すれば、その粒子がクリーニングブレードからすり抜けると同時に、滞留層を形成することによって他の粒子のすり抜けを阻止するので、帯電能力の長期に亘る維持と、ブレードクリーニングの安定性を両立できることが分かる。
【００７０】
次に、粒子の抵抗値が接触帯電部材の帯電能力に与える影響を調べるための検討を行った。抵抗値２×１０11Ω・ｃｍ、粒径５０ｎｍの酸化珪素粒子をトナーに対して０．５重量％外添した現像剤Ｇ、抵抗値５×１０8 Ω・ｃｍ、粒径５０ｎｍの酸化チタン粒子をトナーに対して０．５重量％外添した現像剤Ｈ、抵抗値２×１０3 Ω・ｃｍ、粒径３０ｎｍの酸化亜鉛粒子をトナーに対して０．５重量％外添した現像剤Ｉ、粒径２０ｎｍ、抵抗値２×１０Ω・ｃｍの酸化錫粒子を外添剤をトナーに対して０．５重量％外添した現像剤Ｊ、それぞれについて１０万枚の画出し耐久試験を行った。その結果、現像剤Ｇは８千枚耐久時点で帯電ムラによる画像不良が発生した。現像剤Ｈでは１０万枚耐久時に軽微な帯電ムラによる画像不良が発生した。
【００７１】
現像剤Ｉ、現像剤Ｊにおいては、帯電ムラによる画像不良は発生しなかった。この検討の結果から、外添剤の抵抗値としては、５×１０8 Ω・ｃｍであれば効果があることが分かる。外添剤として抵抗が１０Ω・ｃｍ以下の金属微粒子では現像位置においてリークが発生した。この検討結果より外添剤の抵抗値としては１０〜１０8 Ω・ｃｍが好ましい。
【００７２】
次に、外添剤の粒径による影響を検討した。粒径１．２μｍ、抵抗値３×１０4 Ω・ｃｍの酸化チタンを５．０重量％外添した現像剤Ｋ、粒径８００ｎｍ、抵抗値６×１０4 Ω・ｃｍの酸化チタンを３．０重量％外添した現像剤Ｌ、粒径３００ｎｍ、抵抗値３×１０4 Ω・ｃｍの酸化チタンを１．５重量％外添した現像剤Ｍについて画出し耐久を行った。現像剤Ｋでは数十枚の画出しの時点でクリーニングブレードめくれが生じた。現像剤Ｌでは１０万枚の耐久に亘って帯電不良、クリーニングブレードめくれの何れも生じなかったが、クリーニングブレードが若干振動する現象が見られた。現像剤Ｍでは帯電不良、クリーニングブレードのめくれ、振動共に発生しなかった。クリーニングブレードのめくれ、振動の原因としては、粒子の粒径が大きくなるとクリーニングブレードのドラム当接部に、入り込みづらくなり、摩擦力が高くなったことによるものと考えられる。この結果より、クリーニングブレードと感光ドラムの当接部の最近傍に滞留し、微量に当接部に入り込んで摩擦力を低減するための粒子の粒系としては、３００ｎｍ以下が好適である。
【００７３】
導電性微粒子としては、１０〜１０8 Ω・ｃｍに抵抗調整された粒子であれば使用可能である。例えば、カーボンブラック、グラファイト等の炭素微粉末；銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル等の金属微粉末；酸化亜鉛、酸化チタン、酸化粒径、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化タングステン等の金属酸化物；硫化モリブデン、硫化カドミウム、チタン酸カリ等の金属化合物、或はこれらの複合酸化物等が必要に応じて粒度及び粒度分布を調整することで使用できる。これらの中でも酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン等の無機酸化物微粒子が特に好ましい。
【００７４】
又、導電性無機酸化物の抵抗値を制御する等の目的で、アンチモン、アルミニウム等の元素をドープした金属酸化物、導電性材料を表面に有する微粒子等も使用できる。例えば、酸化スズ・アンチモンで表面処理された酸化チタン微粒子、アンチモンでドープされた酸化第二スズ微粒子、或は酸化第二錫微粒子等である。
【００７５】
本実施の形態は一例であって、本発明の効果は上記の構成に限定されるものではない。例えば、現像剤が磁性粒子を含まず、トナーを直接ローラ等にコートして現像を行う所謂一成分現像法や、帯電方法としても接触帯電としてブラシや弾性ローラ等を用いる注入帯電や、ブラシや弾性ローラー等と感光ドラムとの微小ギャップ中の放電を用いる帯電方式においても同様の効果を得ることができる。
【００７６】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、クリーニングブレードと感光ドラムの当接部の最近傍に滞留する粒子を、粒子供給手段から供給することを特徴とするものであり、それ以外の構成については必要のない限り省略する。
【００７７】
本実施の形態における画像形成装置の概略側面図を図６に示す。
【００７８】
粒子供給器５１は、容器５４とファーブラシ５２、掻き取り部材５３より構成されている。容器５４には粒子Ｇが収納されている。ファーブラシは、図示しないモーターによって矢印Ｒ２方向に５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転している。掻き取り部材５３は、ファーブラシ上に付着する粒子Ｇが適量になるよう、ファーブラシ上の粒子Ｇを掻き取るものである。ファーブラシ５２は、感光ドラム１に接触しており、ファーブラシ５２上に付着した粒子Ｇは、感光ドラム１上に塗布される。ここで、粒子Ｇとして実施の形態１における、現像剤を構成する粒子の内粒径が最小の粒子を用い、１０万枚の画出し耐久試験を行ったところ、帯電不良の無い良好な画像を耐久期間中得ることができた。更に、現像剤として、粒子Ｇを外添しなかった場合においても、同様の効果が得られた。
【００７９】
本発明はこの構成に限ったものではなく、感光ドラム上に粒子Ｇを塗布できる構成であれば同様の効果を得ることができる。例えば、ファーブラシの代わりにスポンジローラやゴムローラも用いることができる。又、これら塗布部材にバイアスを印加し、塗布量を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略側面図である。
【図２】本発明の画像形成装置におけるブレードクリーニング装置の様態を示す概略側面図である。
【図３】本発明のクリーニングブレードと感光ドラムの当接部における粒子の挙動を表す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、現像剤Ａ、現像剤Ｂ、現像剤Ｃを用いたとき酸化亜鉛粒径に対するブレードすり抜け粒子中の酸化チタンの含有量を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１において、現像剤Ｄ、現像剤Ｅ、現像剤Ｆを用いたときの酸化亜鉛粒径に対するブレードすり抜け粒子中の酸化チタンの含有量を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の概略側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２における粒子塗布装置の概略側面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    感光ドラム
２    帯電装置
３    現像装置
４    転写ローラ
５    クリーニング装置
６    定着装置
４５  クリーニングブレード
４５ａ  クリーニングブレードエッジ部
４５ｂ  クリーニングブレード先端面
５１  粒子塗布装置
５２  ファーブラシ
Ｓ    クリーニングブレードと感光ドラムの当接部
Ｔ    導電性磁性粒子
【図１】
2006091730.tif 000003
【図２】
2006091730.tif 000004
【図３】
2006091730.tif 000005
【図４】
2006091730.tif 000006
【図５】
2006091730.tif 000007
【図６】
2006091730.tif 000008
【図７】
2006091730.tif 000009