(57)【要約】【課題】  たとえ重合法によるトナーを用いる場合であってもそのクリーニング不良を抑えつつ、板状弾性体の摩耗を抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  プロセスユニット１００と、転写搬送ユニット４０と、片持ち支持されるホルダー１３２の自由端側に固定されたクリーニングブレード１３３のエッジを、転写搬送ユニット４０を経由した後の感光体１０１表面に当接させながら、その表面に付着している残留トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置１３０とを備える画像形成装置において、クリーニングブレード１３３として、エッジに曲面加工したものを用い、そのエッジを２．０［ＭＰａ］以上の圧力で感光体１０１に当接させた。【選択図】  図３
2006195348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、
これの表面に形成された潜像をトナーによってトナー像に現像する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に搭載され、
少なくとも該潜像担持体及びクリーニング手段を１つのユニットとして画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にするように共通の支持体に支持するプロセスユニットにおいて、
上記板状弾性体として、上記エッジに曲面加工したものを用い、その上記エッジを２．０［ＭＰａ］以上の圧力で上記潜像担持体に当接させたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項２】
トナー像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナー像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記板状弾性体として、上記エッジに曲面加工したものを用い、その上記エッジを２．０［ＭＰａ］以上の圧力で上記潜像担持体に当接させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記エッジを３．０［ＭＰａ］以上の圧力で上記潜像担持体に当接させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３の画像形成装置において、
上記エッジと上記潜像担持体とにおける該潜像担持体の表面移動方向の当接長さを１０〜５０［μｍ］に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記当接長さを３０［μｍ］以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れかの画像形成装置において、
上記エッジの曲面加工部における曲率半径を５〜３０［μｍ］に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記曲率半径を２０［μｍ］以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項２乃至７の何れかの画像形成装置において、
上記板状弾性体の後端側から先端側に向けての領域に少なくとも部分的に肉厚になる肉厚部を形成し、該肉厚部の後端側の側面を上記梁部材の先端に密着させた状態で該板状弾性体を該梁部材に固定して、該肉厚部を該先端よりも突出させたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項２乃至７の何れかの画像形成装置において、
上記板状弾性体の先端側を上記梁部材の先端から突出させるように該板状弾性体を該梁部材に固定し、且つ、該板状部材における該先端からの突出箇所に補強部材を固定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９の何れかの画像形成装置において、
上記板状弾性体として、ＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項２乃至１０の何れかの画像形成装置において、
上記板状弾性体として、２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項２乃至１１の何れかの画像形成装置において、
上記トナー像を形成するためのトナーとして、平均円形度が０．９８以上であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項２乃至１２の何れかの画像形成装置において、
上記トナー像担持体として、無機化合物からなる微粒子を含有せしめた材料からなる表面保護層を設けたものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項２乃至１２の何れかの画像形成装置において、
上記トナー像担持体として、架橋構造を有するバインダー樹脂からなる表面保護層を設けたものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項２乃至１２の何れかの画像形成装置において
上記トナー像担持体として、露光によって静電潜像を担持する感光体であって、架橋構造を有するバインダー樹脂からなる表面保護層が電荷輸送機能を発揮するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項２乃至１５の何れかの画像形成装置において、
上記転写手段を経由した後、上記板状弾性体との当接位置に進入する前の該感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を設け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、片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを潜像担持体の表面に当接させながら、その表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段を備えるプロセスユニットに関するものである。また、かかるクリーニング手段を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置において、板状弾性体として、金属などの剛性材料、あるいはゴムなどの軟性材料からなるクリーニングブレードを用いるものが知られている。剛性材料からなるクリーニングブレードを用いるものにおいては、それを潜像担持体表面の微妙な凹凸にならわせて変形させることが困難であることから、潜像担持体表面との密着が不十分になり易い。そして、潜像担持体とクリーニングブレードとの間にできた微小な隙間にトナーをすり抜けさせて、クリーニング不良を生じ易かった。これに対し、ゴム等の軟性材料からなるクリーニングブレードを用いるものでは、それを潜像担持体表面の微妙な凹凸にならわせて柔軟に変形させることで、潜像担持体表面に良好に密着させることができる。このため、より優れたクリーニング性能を発揮することができる。このようなクリーニングブレードを用いる画像形成装置としては、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載のものが知られている。
【０００３】
一方、近年、より高解像度の画像の形成を可能にするという目的から、粉砕法によるトナーに代えて、小粒径且つ球形度に優れた重合法によるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置の開発が進められている。重合法によるトナーを用いることで、ドット形状の乱れの少ない高品質画像を形成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３２３５０号公報
【特許文献２】特開２００１−１５４５５３号公報
【特許文献３】特開２０００−７５５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、重合法によるトナーを用いると、たとえクリーニングブレードとして軟性部材からなるものを用いたとしても、クリーニング不良を引き起こし易くなることが本発明者らの実験によって判明した。このクリーニング不良は、次のようにして引き起こされていることがわかった。即ち、比較的大粒径で球形度の低い粉砕法によるトナーは、その球形度の低さや表面に微妙な凹凸を有することなどに起因して、各トナー粒子同士が互いに引っ掛かり合ってまとまり易い。このため、クリーニングブレードに引っ掛かると、潜像担持体とクリーニングブレードとの当接部よりも潜像担持体の表面移動方向上流側にて、各トナー粒子が活発に動き回ることなく、ひとかたまりになったような状態で滞留する。そして、やがて潜像担持体表面から掻き取られる。これに対し、小粒径で球形度の高い重合トナーは、その球形度の高さに起因して各トナー粒子同士がまとまり難いため、上記当接部よりも潜像担持体の表面移動方向上流側で回転しながら活発に動き回る。このような活発な挙動を示すことに加えて、小粒径であることから、やがて、潜像担持体とクリーニングブレードとの当接部に潜り込むトナー粒子が出現する。そして、そのトナー粒子に後続のトナー粒子が連なって、前記当接部をすり抜けてしまうのである。
【０００６】
かかるすり抜けを抑えるには、活発に回転しながら動き回るトナーを上記当接部に潜り込ませない程度に、潜像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高める必要がある。しかしながら、本発明者らは実験により、このようにして当接圧力を高めてしまうと、クリーニングブレードのエッジがすぐに摩耗してしまい良好なクリーニング性能を長期間維持することができなくなることを見出した。また、この摩耗は、次のようにして起こっていることがわかった。即ち、図１は、クリーニングブレードの先端部と、これに当接する潜像担持体たる感光体とを示す拡大図である。同図において、感光体１０１に当接しているクリーニングブレード１３３のエッジは、感光体表面移動方向（図中矢印方向）に沿って捲れるようにして、ブレードにおける感光体１０１との対向面の下に潜り込む。この捲れは、数μｍ程度の大きさで形成され、粉砕法によるトナーをクリーニングする際の比較的弱い当接圧力のときでも出現する。従来は比較的弱い当接圧力であったため、このような捲れが発生しても、エッジはそれほど摩耗しなかった。しかし、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得るほど強い当接圧力にすると、その捲れている箇所が引きちぎられるようにして、すぐに摩耗してしまうのである。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、たとえ重合法によるトナーを用いる場合であってもそのクリーニング不良を抑えつつ、クリーニングブレード等の板状弾性体の摩耗を抑えることができるプロセスユニットを提供することである。また、かかるプロセスユニットを用いる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、これの表面に形成された潜像をトナーによってトナー像に現像する現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に搭載され、少なくとも該潜像担持体及びクリーニング手段を１つのユニットとして画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にするように共通の支持体に支持するプロセスユニットにおいて、上記板状弾性体として、上記エッジに曲面加工したものを用い、その上記エッジを２．０［ＭＰａ］以上の圧力で上記潜像担持体に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、トナー像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、片持ち支持される梁部材の自由端側に固定された板状弾性体のエッジを、該転写手段を経由した後の該潜像担持体の表面に当接させながら、該表面に付着している残留トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記板状弾性体として、上記エッジに曲面加工したものを用い、その上記エッジを２．０［ＭＰａ］以上の圧力で上記潜像担持体に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記エッジを３．０［ＭＰａ］以上の圧力で上記潜像担持体に当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の画像形成装置において、上記エッジと上記潜像担持体とにおける該潜像担持体の表面移動方向の当接長さを１０〜５０［μｍ］に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記当接長さを３０［μｍ］以下に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項２乃至５の何れかの画像形成装置において、上記エッジの曲面加工部における曲率半径を５〜３０［μｍ］に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記曲率半径を２０［μｍ］以下に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２乃至７の何れかの画像形成装置において、上記板状弾性体の後端側から先端側に向けての領域に少なくとも部分的に肉厚になる肉厚部を形成し、該肉厚部の後端側の側面を上記梁部材の先端に密着させた状態で該板状弾性体を該梁部材に固定して、該肉厚部を該先端よりも突出させたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項２乃至７の何れかの画像形成装置において、上記板状弾性体の先端側を上記梁部材の先端から突出させるように該板状弾性体を該梁部材に固定し、且つ、該板状部材における該先端からの突出箇所に補強部材を固定したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項２乃至９の何れかの画像形成装置において、上記板状弾性体として、ＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０［°］であるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項２乃至１０の何れかの画像形成装置において、上記板状弾性体として、２３［℃］における反発弾性率が３０［％］以下であるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項２乃至１１の何れかの画像形成装置において、上記トナー像を形成するためのトナーとして、平均円形度が０．９８以上であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項２乃至１２の何れかの画像形成装置において、上記トナー像担持体として、無機化合物からなる微粒子を含有せしめた材料からなる表面保護層を設けたものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発目は、請求項２乃至１２の何れかの画像形成装置において、上記トナー像担持体として、架橋構造を有するバインダー樹脂からなる表面保護層を設けたものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項２乃至１２の何れかの画像形成装置において、上記トナー像担持体として、露光によって静電潜像を担持する感光体であって、架橋構造を有するバインダー樹脂からなる表面保護層が電荷輸送機能を発揮するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項２乃至１５の何れかの画像形成装置において、上記転写手段を経由した後、上記板状弾性体との当接位置に進入する前の該感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、次に説明する理由により、たとえ重合法によるトナーを用いる場合であってもそのクリーニング不良を抑えつつ、板状弾性体の摩耗を抑えることができる。即ち、本発明者らは、後述する実験により、板状部材のエッジを２．０［ＭＰａ］以上の圧力で潜像担持体に当接させることで、重合法によるトナーのクリーニング不良を許容範囲内に留め得ることを見出した。また、そのエッジを曲面加工することで、図２に示したエッジの捲れの発生を回避して、エッジの摩耗を抑え得ることも見出した。よって、これらの発明においては、たとえ重合法によるトナーを用いる場合であってもそのクリーニング不良を抑えつつ、板状弾性体の摩耗を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）の一実施形態について説明する。
【００１１】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図２は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、プロセスユニット１００、光書込ユニット１、給紙カセット１０、複数の搬送ローラ対２０、給紙路３０、レジストローラ対３１、転写搬送ユニット４０、定着装置５０、排紙ローラ対６０などを備えている。
【００１２】
［光書込ユニット］
上記光書込ユニット１は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、周知の技術により、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザー光を照射する。
【００１３】
［プロセスユニット］
図３は、プロセスユニット１００の概構成を示す拡大図である。同図において、トナー像を生成するプロセスユニット１００は、ドラム状の感光体１０１、帯電器１１０、現像器１２０、ドラムクリーニング装置１３０、除電器１４０などを有している。
【００１４】
一様帯電手段たる帯電器１１０は、潜像担持体たる感光体１０１に対して、帯電バイアスが印加されながら回転駆動せしめられる回転帯電部材たる帯電ローラ１１１を所定の微小ギャップを介して対向させている。そして、この微小ギャプにて、帯電ローラ１１１から感光体１０１に向けて放電を発生させて、感光体１０１を一様帯電せしめる。帯電ローラ１１１を回転させるのは、放電直後のローラ表面を微小ギャップから退避させるとともに、放電していないローラ表面を微小ギャップに進入させることで、安定した放電を生じさせるためである。
【００１５】
一様帯電手段としては、従来より、コロナ放電を利用したコロナ帯電方式のものを採用するのが一般的であった。コロナ帯電方式は、チャージワイヤを被帯電体に近接して配設し、チャージワイヤに高電圧を印加することにより、チャージワイヤと被帯電体との間にコロナ放電を起こし、これによって被帯電体を帯電するものである。しかしながら、コロナ帯電方式の場合には、コロナ放電に伴いオゾンや窒素酸化物（ＮＯｘ）などの放電生成物質が発生する。放電生成物質は、感光体方面に画像形成の際に悪影響を及ぼす硝酸又は硝酸塩の膜を形成する恐れがあるため、できればその発生を回避したいところである。そこで、近年では、コロナ帯電方式に代えて放電生成物質の発生が少なく、低電力で帯電ができる接触帯電方式又は近接帯電方式の開発が盛んに行われている。これらの方式は、ローラ、ブラシ、又はブレード等の帯電部材を感光体等の被帯電体に接触又は近接して対向させ、帯電部材に電圧を印加することによって被帯電体の表面を帯電させるものである。この方式によれば、コロナ帯電方式に比して、放電生成物質の発生が少なく低電力化を実現することができるため有用性が高い。また、大掛かりな帯電装置を必要としないため装置の小型化が可能であり、装置の小型化が望まれているニーズに合致する。更には、重合法による球形トナーを用いた場合、粉砕トナーに比べてクリーニング不良が発生し易いが、非接触ローラ帯電方式であれば、クリーニング残トナーを帯電装置に付着させることがなく、不着による異常画像の発生が起きないという利点がある。
【００１６】
そこで、本プリンタにおいては、非接触ローラ帯電方式を採用している。なお、かかる方式には、被帯電体に接触させたローラ等の帯電部材による交流印加放電によって被帯電体を帯電せしめる方法がある。この方法を適用する場合には、被帯電体表面と帯電部材との接触性を向上させ、かつ被帯電体に機械的ストレスを与えない弾性部材を用いることが好ましい。ただし、弾性部材を用いると、帯電ニップ幅が広くなり、これに起因して帯電ローラ側に保護物質が付着し易くなることがある。よって、被帯電体の高耐久化には非接触により帯電させる方が有利である。そこで、本プリンタでは、かかる方式によって感光体１０１を一様帯電させるようになっている。
【００１７】
図４は、帯電器１１０を感光体１０１とともに示す拡大構成図である。帯電器１１０は、帯電部材としての帯電ローラ１１１ 、スペーサ１１２ 、スプリング１１３ 、電源１１４とを有している。帯電ローラ１１１には、軸部１１１ａと帯電部としてのローラ部１１１ｂとがある。このうちローラ部１１１ｂは、感光体１０１に対向して感光体表面を帯電する機能を担っており、軸部１１１ａ の回転によって回動可能なように構成されている。ローラ部１１１ｂが感光帯表面に対して微小な間隙で対向配置するよう帯電ローラに間隙保持部材であるスペーサ１１２が設けられている。このスペーサ１１２ により、感光体１０１表面のうち、画像が形成される画像形成領域１０１ａに対向する部分は、感光体１０１と非接触となるよう配設されている。ローラ部１１１ｂの長手方向の寸法は、感光体１０１の画像形成領域よりも長く設定されており、感光体１０１の非画像形成領域１０１ｂにスペーサ１１２を当接せしめることにより、微小なギャップＧを形成している。このスペーサ１１２を介して帯電ローラ１１１は、感光体１１０１表面に連れまわって回転するようになっている。微小ギャップＧは、ローラ部１１１ｂと感光体１０１との最近接部が１ 〜１００［μｍ］となるように構成されている。この最近接距離は、３０〜６５ ［μｍ ］であることがさらに好ましい。本プリンタでは、５０ ［μｍ］となるように配設した。
【００１８】
軸部１１１ａには、帯電ローラ１１１を被帯電体へ向けて押圧するためのスプリング１１５が取り付けられている。これにより微小ギャップＧを精度良く維持することが可能となる。
【００１９】
軸部１１１ａには、電源１１６が接続されており、感光体１０１表面とローラ部１１１ｂ表面との間の微小な空隙において、交流印加放電によって感光体１０１ 表面を均一に帯電せしめる。本プリンタでは、直流成分であるＤＣ 電圧に交流成分であるＡＣ電圧が重畳された交番電圧が軸部１１１ａに印加されるようになっている。交番電圧を用いることにより、微小なギャップ変動に起因する帯電電位のバラツキなどの影響が抑制され、均一な帯電が可能となる。
【００２０】
ローラ部１１１ｂは、円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、この芯金の外周面上に形成された抵抗調整層とから構成され、直径が１０［ｍｍ］になっている。
【００２１】
ローラ部１１１ｂの表面は、例えばゴム部材などの既知の材料を用いることができるが、樹脂材料で構成することがより好ましい。ゴム部材を用いると、ゴムの吸水や、たわみの発生により、感光体１０１との微小な間隙を維持することが困難となるからである。作像条件によってはローラ部１１１ｂの中央部のみが感光体表面に突発的に接触する可能性がある。このような局所的、突発的なローラ部１１１ｂの感光体１０１への接触による感光体表面層の乱れに対応することは困難である。従って、非接触帯電方式により感光体１０１を帯電する場合には、ローラ部１１１ｂと感光体１０１との微小間隙を均一に維持することができる硬質の材料を用いることがより好ましい。
【００２２】
ローラ部１１１ｂ表面に用いる硬質な材料としては、例えば、次のようなものを用いることができる。即ち、抵抗調整層として、高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等）により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものなどである。硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行うことができる。あるいは、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成してもよい。
【００２３】
先に示した図２において、帯電処理が施された感光体１０１の表面には、上記光書込ユニット（１）によって変調及び偏向されたレーザー光Ｌが照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１０１表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像手段たる現像器１２０によって現像されてトナー像となる。
【００２４】
トナー像担持体たる感光体１０１は、例えばアルミニウム等からなる素管に、感光性を発揮する有機感光材からなる感光層が被覆され、更にこの上に電荷輸送層が被覆されたドラム状のものである。ドラム状のものに代えて、ベルト状のものを採用してもよい。
【００２５】
現像器１２０は、ケーシング１２１内に現像部１２２と攪拌部１２３とを有している。現像部１２２には、ケーシング１２１の開口から周面の一部を露出させる現像剤担持体たる現像スリーブ１２４や、ドクターブレード１２５などが設けられている。
【００２６】
筒状の現像スリーブ１２４は、非磁性材料からなり、その表面がサンドブラスト処理等によって粗面化せしめられたものである。この粗面化により、現像剤搬送能力が高められている。粗面化の代わりに、表面に微小の溝を設けてもよい。現像スリーブ１２４は、図示しない駆動手段によって回転せしめられるようになっている。このように回転駆動せしめられる現像スリーブ１２４の内部には、マグネットローラ１２６がスリーブに連れ回らないように固定されている。このマグネットローラ１２６は、その周方向に分かれる複数の磁極を有している。これら磁極の影響により、現像スリーブ１２４の周囲上には磁界が形成される。
【００２７】
現像器１２０の攪拌部１２３には、２つの搬送スクリュウ１２７、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）１２８などが設けられており、磁性キャリアと、マイナス帯電性のトナーとを含む図示しない現像剤が収容されている。この現像剤は、２つの搬送スクリュウ１２７によって図中奥行き方向に撹拌搬送されて摩擦帯電せしめられる。この攪拌搬送の際、現像スリーブ１２４の表面に接触する。すると、スリーブ表面から攪拌部１２３内に向けて伸びている磁界の影響によって現像スリーブ１２４の表面に担持され、スリーブ表面の回転に伴って攪拌部１２３内から汲み上げられる。そして、スリーブ表面の回転に伴ってドクターブレード１２５との対向位置まで搬送される。この対向位置において、現像剤は、現像スリーブ１２４とドクターブレード１２５との間隙であるドクターギャップをすり抜ける際に層厚が規制されるとともに、トナーの摩擦帯電が助長される。
【００２８】
上記ドクターギャップを通過した現像剤は、スリーブ表面の回転に伴って、感光体１０１に対向する現像領域に至る。この現像領域では、感光体１０１と現像スリーブ１２４とが所定の現像ギャップを介して対向している。また、現像領域におけるスリーブ表面上では、マグネットローラ１２６の図示しない現像磁極からの磁力によって現像剤中の磁性キャリアが穂立ちして磁気ブラシを形成する。形成された磁気ブラシは、その先端を感光体１０１に摺擦させながら移動して、感光体１０１上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体１０１上にトナー像が形成される。
【００２９】
現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ１２４の回転に伴って現像器１２０内に戻る。そして、器内に形成されている反発磁界や重力の影響を受けてスリーブ表面から離脱して、現像部１２２より低い位置に配設された攪拌部１２３内に戻される。
【００３０】
上記攪拌部１２３内において、２つの搬送スクリュウ１２７の間には仕切壁１２９が設けられている。この仕切壁１２９により、攪拌部１２３内が２つに仕切られている。２つの搬送スクリュウ１２７のうち、図中右側に配設されている方は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像スリーブ１２４に供給する。図中奥端まで搬送された現像剤は、仕切壁１２９に設けられた図示しない開口部を通って図中左側の搬送スクリュウ１２７に受け渡される。そして、この搬送スクリュウ１２７の回転駆動により、今度は図中側から手前側へと搬送された後、仕切壁１２９に設けられた図示しないもう一方の開口部を通って図中右側の搬送スクリュウ１２７上に戻る。このようにして、現像剤は攪拌部１２３内を循環搬送せしめられる。
【００３１】
透磁率センサからなるＴセンサ１２８は、図中右側の搬送スクリュウ１２７の下方に設けられ、その上を搬送される現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ１２８はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＡＭ等を備えており、この中にＴセンサ１２８からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納している。このＶｔｒｅｆは、図示しないトナー供給装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ１２８からの出力電圧の値をＶｔｒｅｆに近づけるように、図示しないトナー供給装置を駆動制御して現像器１２０の攪拌部１２３内にトナーを補給させる。この補給により、現像器１２０内の現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００３２】
［ドラムクリーニング装置］
感光体１０１上に形成されたトナー像は、後述の搬送ベルト４１の表面に保持されながら搬送される転写紙Ｐ上に転写される。転写工程を経た感光体１０１の表面は、ドラムクリーニング装置１３０によって転写残トナーがクリーニングされる。クリーニング手段たるドラムクリーニング装置１３０は、ケーシング１３１、梁部材たるホルダー１３２、板状弾性体たるクリーニングブレード１３３、回収スクリュウ１３４などを有している。
【００３３】
ホルダー１３２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなり、その一端部がケーシング１３１に片持ち支持されている一方で、自由端側でクリーニングブレード１３３を支持している。
【００３４】
ホルダー１３２の自由端側に固定されたクリーニングブレード１３３は、軟性材料たるポリウレタンゴムからなり、そのエッジを感光体１０１の表面に当接させながら、感光体１０１上の転写残トナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、回収スクリュウ１３４上に落下する。
【００３５】
図示しない駆動手段によって回転駆動される回収スクリュウ１３４は、図示しない電源から正極性のクリーニングバイアスの印加を受ける。回収スクリュウ１３４上に落下した転写残トナーは、回収スクリュウ１３４に静電吸着しながら、回収スクリュウ１３４の回転に伴って図示しない廃トナー容器に向けて搬送される。
【００３６】
ドラムクリーニング装置１３０によってクリーニングされた感光体１０１は、除電器１４０によって除電される。そして、帯電器１１０によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。
【００３７】
［給紙カセット］
先に示した図２において、プリンタ本体の下部では、転写紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット１０が、プリンタ本体に対して着脱可能に支持されている。給紙カセット１０は、内部に収容している紙束の一番上の転写紙Ｐに当接させている給紙ローラ１１を回転させることで、その転写紙Ｐを給紙路３０に向けて送り出す。この給紙路３０は、路中に所定の間隔で配設された複数の搬送ローラ対２０と、路の末端付近に配設されたレジストローラ対３１とを有している。そして、給紙カセット１０から受け取った転写紙Ｐを、複数の搬送ローラ対２０によってレジストローラ対３１に向けて搬送する。レジストローラ対３１は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを後述する転写ニップにてトナー像に密着させ得るタイミングで、転写ニップに向けて送り出す。これにより、転写ニップでは、転写紙Ｐが搬送ベルト４１の表面に保持されながら感光体１０１上のトナー像に密着する。
【００３８】
［転写搬送ユニット］
転写搬送ユニット４０は、搬送ベルト４１、駆動ローラ４２、転写バイアスローラ４３、ベルトクリーニング装置４４などを有している。
【００３９】
搬送ベルト４１は、ベルトループ内側から図示しないベース層、弾性層、表面層を有している。ベース層は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や、伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料を含有せしめた層である。かかるベース層としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレス状に成型したものを使用することができる。これらの材料についてはそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材によって導電性を調整したりすることが可能である。表面層は、フッ素系樹脂など、表面エネルギーが低くてトナーと良好な離型性を発揮する材料からなる層で、ベース層に対してスプレーやディッピング等の方法によって積層されたものである。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどの弾性材料からなる層で、ベルト全体にある程度の弾性を発揮させるために設けられている。
【００４０】
搬送ベルト４１は、駆動ローラ４２と転写バイアスローラ４３とに掛け回されてテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ４２の回転によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。転写バイアスローラ４３は、搬送ベルト４１のベース層側（内周面側）に接触するように配設され、図示しない電源から転写バイアスの印加を受ける。また、搬送ベルト４１をそのベース層側から感光体１０１に向けて押圧して、反時計回りに無端移動する搬送ベルト４１と、図中時計回りに回転する感光体１０１とが当接する転写ニップを形成する。転写ニップでは、上記転写バイアスの影響によって感光体１０１と転写バイアスローラ４３との間に転写電界が形成される。
【００４１】
搬送ベルト４１は、レジストローラ対３１から転写紙Ｐが送り込まれてくる転写紙Ｐを、その上部張架面に保持する。そして、転写紙Ｐをその無端移動に伴って転写ニップ内に進入させる。転写ニップで感光体１０１に密着せしめられた転写紙Ｐには、上述の転写電界やニップ圧の影響によって感光体１０１上のトナー像が転写される。
【００４２】
このようにしてトナー像が転写された転写紙Ｐは、搬送ベルト４１の無端移動に伴って転写ニップを出た後、定着装置５０に受け渡される。転写紙Ｐを受け渡した後の搬送ベルト４１の表面には、僅かながらトナーが付着している。このトナーは、駆動ローラ４２との間には搬送ベルト４１を挟み込むベルトクリーニング装置４４によってクリーニングされる。なお、同図では、ベルトクリーニング装置４４として、回転するファーブラシ４４ａによってトナーをベルトから掻き落とす方式のものを示したが、クリーニングブレードによって掻き落とす方式のものでもよい。
【００４３】
［定着装置］
定着装置５０は、ハロゲンランプ等の発熱源をない方する定着ローラ５１と、これに押圧せしめられる押圧ローラ５２とを互いに順方向に回転させて定着ニップを形成している。そして、搬送ベルト４１から受け取った転写紙Ｐをこの定着ニップに挟み込んで、加熱しながら加圧する。この加熱や加圧の影響により、トナーが軟化して転写紙Ｐにトナー像が定着せしめられる。定着装置５０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対６０を経て機外へと排出か、あるいは、定着装置５０の下方に配設された紙反転ユニットに送られる。
【００４４】
次に、従来の画像形成装置におけるドラムクリーニング装置について説明する。図５は、従来のドラムクリーニング装置におけるホルダー１３２及びクリーニングブレード１３３を示す拡大構成図である。同図において、梁部材たるホルダー１３２は、図示しない領域で一端側がケーシングに固定されて片持ち支持されている。このホルダー１３２の自由端側には、クリーニングブレード１３３がホルダー１３２の先端から突出するように固定されている。そして、突出している先端のエッジＥを、図示しない感光体に当接させて、感光体表面の転写残トナーを掻き落とす。クリーニングブレード１３３は、感光体との密着性を高めるという目的から、軟性部材たるポリウレタンゴムから構成されているため、先端のエッジＥを感光体に当接させながら押圧されることで、ホルダー１３２から突出している先端側が図示のように僅かに撓む。従来の粉砕法によるトナーをクリーニングする場合には、比較的弱い押圧力で押圧されるだけで十分であったので、同図に示すような僅かな撓みで済んでいた。ところが、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い押圧力でクリーニングブレード１３３を感光体に向けて押圧すると、その先端側を大きく撓ませることになる。
【００４５】
図６は、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い押圧力で感光体に向けて押圧した従来のクリーニングブレード１３３の先端部を示す拡大図である。感光体１０１の表面は、同図における右側から左側に向けて移動する。同図のクリーニングブレード１３３において、符号Ｅで囲った箇所は、感光体１０１に当接しているエッジを示している。図示のように、感光体１０１に当接しているエッジＥは、感光体表面移動方向に沿って捲れるようにして、ブレードにおける感光体１０１との対向面の下に潜り込む。この捲れは、数μｍ程度の大きさで形成され、粉砕法によるトナーをクリーニングする際の弱い押圧力のときでも出現する。但し、従来は感光体１０１に当接するブレード箇所が、数μｍの大きさで僅かに捲れるエッジＥだけであった。しかし、強い押圧力で感光体１０１に向けて押圧したクリーニングブレード１３３では、大きく撓むことにより、エッジＥだけでなく、図中Ｂｓで囲って示すように、感光体１０１との対向面をも感光体１０１に当接させるいわゆる腹当たりの状態になる。このように腹当たりになった状態では、クリーニングブレード１３３と感光体１０１との摩擦力が過剰に高まって、感光体１０１を良好に回転駆動させるのが困難になる。
【００４６】
図７は、図６に示した状態のクリーニングブレード１３３の先端部における圧力分布図である。同図においては、圧力分布線が図中下側に位置するほど、ブレードに強い圧力がかかっていることを示す。重合法によるトナーを良好にクリーングするには、ブレードのエッジと感光体との当接部において図中一点鎖線で示した強さの当接圧力を得ればよい。ところが、従来のクリーニングブレード（１３３）では、ブレードのエッジと感光体との当接部でかかる当接圧力を得ようとすると、同図に示すように、腹当たりの部分同等の当接圧力が発生しまう。このことが、感光体の良好な回転駆動を妨げる大きな原因になっていることがわかった。
【００４７】
従来、クリーニングブレード１３３と感光体１０１との当接部へのトナーのもぐり込みを阻止する力を表す特性値としては、ブレードに付与する総荷重をブレードの稜線の長さで割った値である線圧（線圧［ｇｆ／ｃｍ］）を用いることが一般的であった。この線圧は、具体的には、次のようにして求めた値である。即ち、感光体１０１とクリーニングブレード１３３との当接部に厚さ０．１（ｍｍ）のシート状センサを挟み込み、そのセンサの出力値（その当接部に働く荷重［ｇ］）を感光体軸方向における当接部の長さ（［ｃｍ］）で割った値である。線圧の測定時には、ブレードエッジを捲れさせないようにクリーニングブレード１３３を感光体１０１に当接させる。なお、シート状センサは、その内部に互いに直交する２つの方向（行方向、列方向）にそれぞれ配列された多数の電極を有し、その表面がフィルム樹脂で覆われたものである。これらの電極は、感圧抵抗性物質と電荷発生物質とが格子状に設置されたものであり、その格子状の交点に外圧が加わるとその荷重に応じて抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は、行方向及び列方向へ流れる電流値の変化となって表れるため、その電流値から総荷重が求まる。
【００４８】
しかしながら、この線圧という特性値では、トナーの当接部へのもぐり込みを阻止する能力を十分に評価できないことがわかった。線圧は、ブレードと感光体との当接部に働く荷重を、その当接部の感光体軸方向長さで割った値であるが、実際には、ブレードと感光体はニップ部を形成して、線ではなく、面で当接しているからである。同一荷重をブレードに付与した場合にも、ゴムブレードの硬度や厚さ、自由長、形状などによって、ブレードと感光体の（ニップ幅）接触面積が変化するため、単位面積当りの荷重と、実際の当接圧力とが異なる値となる。
【００４９】
例えば、ブレード硬度などのブレード材料特性は同一で、形状が互いに異なる２種類のクリーニングブレードに同一荷重（線圧）を付加した場合であっても、当接圧力と線圧とは異なってくる。
【００５０】
図８は、本発明者らによる開発途中のクリーニングブレード１３３と、ホルダー１３２とを示す拡大構成図である。同図において、板状弾性体たるクリーニングブレード１３３は、後端側から先端側に向けての領域に部分的に肉厚になる肉厚部１３３ａを有している。クリーニングブレード１３３は、この肉厚部１３３ａの後端側の側面をホルダー１３２の先端に密着させる状態でホルダー１３２の裏面に固定されている。そして、肉厚部１３３ａをホルダー１３２の先端よりも突出させる状態になっている。
【００５１】
かかる構成のクリーニングブレード１３３では、ホルダー１３２の先端から突出している箇所が肉厚部１３３ａになっているので、先端側が後端側と同じ厚みになっているブレードに比べて、突出箇所が撓みに難くなる。加えて、先端側が撓もうとすると、肉厚部１３３ａの後端側の側面がホルダー１３２の先端に強く押し付けられる。このことによっても、先端側が撓みに難くなる。
【００５２】
図９は、感光体１０１との単位面積あたりにおける当接圧力が重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度に強くなるようにエッジを強く感光体１０１に当接させた図８のクリーニングブレード１３３の先端部を示す拡大図である。同図に示すように、本発明者らが開発途中のクリーニングブレード１３３では、上記肉厚部（１３３ａ）によって先端側の撓みが大きく抑えられることから、図９に示すように、腹当たりを起こすことなく、エッジだけを感光体１０１に当接させる。参考までに、その圧力分布を図１０に示す。感光体１０１に当接しているエッジに対して集中的に強い圧力がかかっていることがわかる。
【００５３】
開発途中のクリーニングブレード１３３では、腹当りによる荷重の分散がないので、圧力がブレード先端部分に集中し、大きな圧力ベクトルとなっている。このことから、同一荷重を付加した場合でも、ブレード形状が異なることによって、ブレードと感光体の当接状態（接触面積）が変化し、面圧分布が大きく異なり、クリーニング性も異なってくることがわかる。よって、従来用いられてきた線圧［ｇ／ｃｍ］という特性値では、ブレードクリーニングにおけるクリーニング性を正確に表すことができない。線圧［ｇ／ｃｍ］を大きくするだけでは必ずしも球形トナーをクリーニングすることが出来ず、むしろ感光体駆動トルクの増加や、破損等が発生してしまうおそれがある。そこで、本発明者らは、新たな特性値として、単位面積あたりの圧力である当接圧力を用いて、クリーニング性を評価することにした。
【００５４】
なお、開発途中のクリーニングブレードでは、感光体１０１との当接によって捲れているエッジの所が引きちぎられるようにして、すぐに摩耗してしまうことが本発明者らの実験によって判明した。
【００５５】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図１１は、本プリンタのクリーニングブレード１３３の先端部を示す拡大構成図である。図示のように、本プリンタでは、クリーニングブレード１３３として、エッジに曲面加工したものを用いている。このような曲面加工を施したクリーニングブレード１３３では、エッジを、重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い当接圧力で感光体に当接させても、図１２に示すように、エッジの捲れが形成されないことがわかった。そして、これにより、捲れが形成されていた開発途中のクリーニングブレードよりも、エッジの摩耗を飛躍的に抑えることができた。なお、ブレード先端における圧力は、図中×印を付した箇所で最も高くなることがわかった。
【００５６】
本発明者らは、かかる構成のクリーニングブレード１３３のエッジを、様々な当接圧力で感光体１０１に当接させて、クリーニング性能を調べる実験を行った。実験条件は次に列記する通りである。
・感光体直径：３０［ｍｍ］
・感光体線速：１８５［ｍｍ／ｓｅｃ］
・感光体の主走査方向における画像形成領域A４の長さ＝３００［mm］
・感光体の主走査方向における非画像形成領域を含む長さ＝３４０［ｍｍ］
・ブレードのホルダー固定箇所の厚みｔｂ：１．７［ｍｍ］
・ブレードの肉厚部１３３ａの厚みｔａ：３．５［ｍｍ］
・肉厚部１３３ａの長さＬｄ：３．８［ｍｍ］
・ブレード先端部の肉薄部分の長さＬｅ：１．２［ｍｍ］
・同肉薄部分とテーパー部との合計長さＬｃ：７［ｍｍ］
・ブレード全長Ｌｆ：１１［ｍｍ］
・ホルダーの厚さ：１．８［ｍｍ］
【００５７】
クリーニング性については、次のようにして測定した。即ち、基準画像をプリントアウトしている最中の実機を一旦停止して、クリーニング後の感光体表面に対して粘着テープを貼付・剥離してクリーニング残トナーを粘着テープに転移させる。そして、この粘着テープの画像濃度（ＩＤ）を周知の技術によって測定して残トナーＩＤとした。この残トナーＩＤの値が高くなるほど、クリーニング後の感光体表面に多くのクリーニング残トナーが付着している、即ち、クリーニング性が悪くなることを示す。
【００５８】
また、ブレードのエッジと感光体との単位面積あたりの当接圧力については、次のようにして測定した。即ち、まず、感光体と同じ曲率の透明ガラス管を用意して、これを実機にセットする。そして、これにクリーニンググレードを当接させて、その単位長さ（ドラム軸線方向）あたりにおける加重Ｆを、Ｉ−ＳＣＡＮ加重測定器（ニッタ株式会社製）によって測定する。次に、クリーニングブレードの裏側を、透明ガラス管を通して撮影する。そして、撮影像に基づいて、ブレードと透明ガラス管との当接幅（表面移動方向の長さ）Ｗを求める。そして、加重Ｆと当接幅Ｗとに基づいて、単位面積あたりの当接圧力を求めた。最後に、透明ガラス管を感光体に交換して、透明ガラス管のときと同じ加重Ｆが得られるように感光体にクリーニングブレードを当接させて、基準画像を出力した。なお、当然ながら、重合法によるトナーを用いて基準画像を出力した。
【００５９】
この実験（実験１）の結果を次の表１に示す。なお、表１におけるクリーニング性の判定は、残トナーＩＤに基づいて次の５ランクに分けて行った。
◎（ランク５）：完全にクリーニングされた
○（ランク４）：わずかにトナーが残留した
△（ランク３）：部分的に筋状のクリーニング不良が発生した場合、あるいは全面に若干のトナーが残留している
×（ランク２）：全面に筋状に多量のトナーが残留している
××（ランク１）：全面にトナーが残留している
【表１】
2006195348.tif 000003
【００６０】
表１に示すように、本実験１では、線圧を４０〜１２０［ｇ／ｃｍ］、接触幅（表面移動方向の接触長さ）を５〜９０［μｍ］の間で、それぞれ変動させた。線圧１２０［ｇ／ｃｍ］をブレードにかけた場合には、２．０〜１２［ＭＰａ］の当接圧力の範囲で、良好なクリーニング性（◎ｏｒ○）が得られた。面圧が２４［ＭＰａ］と高すぎると、クリーニング不良が発生している。これは、次に説明する理由による。即ち、接触幅が５［μｍ］と狭いため、感光体精度誤差などから、主走査方向に当接ムラが発生し、部分的に十分な当接圧力が発揮されていない箇所が生じていると考えられる。
【００６１】
９５［ｇ／ｃｍ］の線圧をブレードにかけた場合には、３．１７〜９．５［ＭＰａ］の当接圧力で良好なクリーニング性が得られている。但し、当接圧力が１９［ＭＰａ］まで高まると、接触幅が５［μｍ］と狭くなるために、やはり当接ムラによってクリーニング不良が発生している。また、当接圧力が１．９［ＭＰａ］以下であると、圧力不足によるクリーニング不良が発生している。
【００６２】
４０［ｇ／ｃｍ］の線圧をブレードにかけた場合には、２．０〜４．０［ＭＰａ］の当接圧力で良好なクリーニング性が得られている。但し、当接圧力が８．０［ＭＰａ］まで高まると、当接ムラによるクリーニング不良が発生した。また、１．３３［ＭＰａ］以下の当接において、圧力不足によるクリーニング不良が発生した。
【００６３】
表１の結果から、当接圧力を２．０［ＭＰａ］以上に設定することにより、球形トナーを良好にクリーニングし得ることがわかった。但し、接触幅が１０［μｍ］程度である場合や、当接圧力が２．０［ＭＰａ］ギリギリである場合には、わずかにトナーが残留してしまう（○）。接触面積を小さくするほど、高い当接圧力を発揮することができるが、ブレードと感光体の接触幅を狭くし過ぎると、感光体との接触ムラや、感光体表面の傷、突起物等が原因となってクリーニング不良が発生し易くなるからである。そこで、本プリンタにおいては、当接圧力を２．０［ＭＰａ］以上に設定し、且つ接触幅を１０［μｍ］以上に設定している。
【００６４】
感光体１０１の膜削れ、感光体駆動トルクの増加、ブレード磨耗等を抑えるためには、接触幅を１０〜４０［μｍ］に設定することが望ましい。接触幅をこれよりも大きくしても（例えば１００μｍ）、当接圧力が２．０［ＭＰａ］以上であれば、重合法による球形トナーを良好にクリーニングすることができるが、当接圧力を２．０［ＭＰａ］にするためには相当の線圧をかけなければならない。そして、このような高い線圧と接触幅の大きさとの相乗作用により、当接部における摩擦力を過剰に高めてしまう。出来る限り小さな当接圧力でトナーを良好にクリーニングすることが重要である。重合法による球形トナーの上記当接部へのもぐり込みを阻止するためには、感光体１０１の組付精度や、トナー粒径を考慮すると、感光体１０１とブレードとの接触幅を１０［μｍ］以上にすることが好ましいが、その上限値を５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にすることが必要である。本プリンタのクリーニングブレード１３３では、２０〜１５０［ｇ／ｃｍ］の線圧で、かかる接触幅と２．０［ＭＰａ］以上の当接圧力とを実現することができる。
【００６５】
本プリンタでは、クリーニングブレード１３３先端を曲面にしているため、クリーニングブレード１３３の磨耗は発生しにくい。しかしながら、ブレードを感光体に押し当てる線圧が大きい程、感光体の膜厚減少量は大きくなり、感光体寿命が短くなる。従って、ブレードを感光体に押しつける線圧は、可能な限り小さく設定することが望ましい。
【００６６】
クリーニングブレード１３３と感光体１０１との接触幅を５０、３０［μｍ］とした場合の感光体膜厚減少量について説明する。球形トナーを良好にクリーニングするためには、上述のように、２．０［ＭＰａ］以上、好ましくは３．０［ＭＰａ］以上の圧力でクリーニングブレードを当接させる必要がある。このとき、５０［μｍ］の接触幅とした場合には、クリーニングブレード１３３を感光体１０１に線圧１００［ｇ／ｃｍ］（好ましくは１５０ｇ／ｃｍ）で押し当てることになる。一方、接触幅を３０［μｍ］とした場合には、線圧６０［ｇ／ｃｍ］（好ましくは線圧９０ｇ／ｃｍ）で押し当てることになる。従って、クリーニングブレード１３３と感光体１０１との接触幅に２０［μｍ］の差があると、クリーニングブレード１３３を感光体１０１に押し当てる線圧は４０〜６０［ｇ／ｍ］もの差がでてくる。一例として、クリーニングブレード１３３を感光体１０１に押し当てる線圧と膜厚減少量の関係を調べた結果について説明する。クリーニングブレード１３３を有機感光体に異なる線圧で当接させ、画像出力を伴う耐久試験を実施し、感光体の膜厚減少量を測定した。条件１、２において、クリーニングブレード１３３を線圧９０、１５０［ｇ／ｃｍ］で当接させた。すると、条件１の場合には、プリント枚数１００Ｋ枚当りに換算して、約１４［μｍ］の膜厚減少が発生した。一方、条件２の場合には、約１８．８［μｍ］の膜厚減少が発生した。即ち、クリーニングブレード１３３と感光体１０１との接触幅を５０μｍから３０μｍに狭めることによって、膜厚減少量を約５μｍ抑制することができた。このように、球形トナーをクリーニングするために必要な面圧を付加しつつ、線圧をより低く設定し、感光体膜厚減少量を少なくするには、接触幅をより狭くすることが有効である。
【００６７】
そこで、本プリンタにおいては、クリーニングブレード１３３のエッジを３．０［ＭＰａ］以上の当接圧力で感光体に当接させるようにしている。
【００６８】
なお、上述した特許文献１や特許文献２に記載のクリーニングブレードは、何れも本プリンタのものと同様に、エッジが曲面加工されている。しかし、これらクリーニングブレードは、先に図５に示したクリーニングブレードと同様に、ホルダーからの突出箇所が肉厚になっていないため、強く押圧することで大きく撓んでしまう。そして、この撓みにより、上述した腹当りを発生させて、感光体の駆動トルクを大きく上昇させてしまう。
【００６９】
本発明者らは、次に、図８に示したクリーニングブレード１３３として、次の表２に示すような互いにエッジの曲率が異なるＡ〜Ｈという８種類のものを用意した。そして、それぞれのクリーニングブレードの線圧、接触幅、当接圧力を調べる実験を行った（以下、実験２という）。
【表２】
2006195348.tif 000004
【００７０】
図１３は、実験２におけるブレードと感光体との接触幅と、線圧との関係を示すグラフである。また、図１４は、実験２におけるブレードと感光体との当接圧力と、線圧との関係を示すグラフである。両図から、ブレードＧ、Ｈのように、エッジの曲率半径が８０［μｍ］以上のものでは、接触幅が非常に大きくなって、２．０［ＭＰａ］という球形トナーの良好なクリーニングに必要な大きさの当接圧力を得ることができないことがわかる。ブレードＦのように、曲率半径を５０［μｍ］にした場合には、線圧を約１００［ｇ／ｃｍ］まで高めた場合に、かろうじて２．０［ＭＰａ］の当接圧力を得ることができる。但し、十分なクリーニング性を確実に得ることができる３．０［ＭＰａ］という当接圧力を得るには、かなり大きな線圧をかける必要があり、感光体駆動トルクの増大や、感光体膜厚減少の加速などの副作用が予測される。
【００７１】
一方、ブレードＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅに着目すると、ブレードのエッジの曲率半径を３０［μｍ］にした場合には、８０［ｇ／ｃｍ］という比較的弱めの線圧で、３．０［ＭＰａ］以上という当接圧力を得ることができる。ブレードＥとブレードＦとの差は大きいことがわかる。
【００７２】
図１５は、エッジの曲率半径Ｒが１０［μ］であるブレードＣの先端部を感光体１０１とともに示す拡大模式図である。また、図１６は、エッジの曲率半径Ｒが５０［μｍ］であるブレードＦの先端部を感光体１０１とともに示す拡大模式図である。これらブレードは、難いに同じ線圧（８０ｇ／ｃｍ）で感光体１０１に向けて押圧されている。図１５に示したブレードＣは、２６［μｍ］の接触幅Ｗａにおいて３．０７［ＭＰａ］の当接圧力で感光体１０１に当接している。また、図１６に示したブレードＦは、４２［μｍ］の接触幅Ｗｂにおいて、１．９［ＭＰａ］の当接圧力で感光体１０１に当接している。これらの比較からわかるように、エッジの曲率半径が大きくなるほど、接触幅が増加する。そして、それによって当接圧力を弱める作用が生ずるため、より線圧を大きくする必要が生ずる。そこで、本プリンタにおいては、接触幅を３０［μｍ］以下に設定している。
【００７３】
エッジに曲率を設けていない、即ち、曲面加工をしていないブレードＡでも、８０［ｇ／ｃｍ］程度の線圧で、３．０［ＭＰａ］程度の当接圧力を得ることができる。しなしながら、ブレードＡでは、曲面加工をしたブレードＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅとは異なり、感光体１０１との当接部にてエッジの捲れが形成される。そして、これにより、エッジの摩耗が著しく早まってしまう。
【００７４】
本発明者らは次に、ブレードＡ〜Ｄの４種類について、ブレードの疲労破壊、及び欠け発生状況を調べる実験を行った（以下、実験３という）。それぞれのブレードを搭載した状態で、基準画像を長期間出力しながら、クリーニング不良の発生と、エッジの磨耗及び欠けの発生とを定期的に観察した。実験条件は次の通りである。
線圧：約８０［ｇ／ｃｍ］
当接圧力：約３．０［ＭＰａ］
感光体線速：１８５［ｍｍ／ｓ］
【００７５】
図１７は、この実験３におけるクリーニング性のランクとプリント枚数との関係を示すグラフである。エッジに曲面加工を施していないブレードＡは、プリント枚数２０［千枚］あたりからクリーニング性が低下し初め、プリント枚数１００［千枚］になると、上述したランク３までクリーニング性が悪化してしまうことがわかった。一方、エッジに曲面加工を施すと、ブレードＣやＤでプリント枚数８０［千枚］あたりからクリーニング性が低下し初める。また、ブレードＢでプリント枚数１００［千枚］あたりからクリーニング性が低下し始める。しかし、プリント枚数が１００［千枚］になっても、クリーニング性はランク４以上である。
【００７６】
本発明者らは、ブレードＡにおいてクリーニング性が低下し始めたプリント枚数２０［千枚］の時点において、ブレードＡ〜Ｄについてブレードと感光体とが当接していた稜線部分を高倍率カメラで観察した。この結果、ブレードＡは他の３つのブレードに比べて、稜線部にブレード欠けが多く観察されていることがわかった。ブレードＡのエッジだけ捲れが形成されるために、エッジの疲労破壊や欠けが発生し易いためだと思われる。
【００７７】
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。
［第１実施例］
図１８は、本第１実施例に係るプリンタのクリーニングブレード１３３とホルダー１３２とを示す拡大図である。同図において、クリーニングブレード１３３におけるホルダー１３２先端からの突出部分には、金属板や樹脂板等からなる補強部材１３９が固定されている。このように補強部材１３９によって突出部分を補強することで、３．０［ＭＰａ］以上の当接圧力でブレードを感光体に当接させても、その撓みを抑えて上述した腹当たりを回避することができる。なお、図１８におけるＬｘ、ｔｘは、それぞれ、７［ｍｍ］、２［ｍｍ］である。
【００７８】
図１９は、図１８に示したブレード等の変形例を示す拡大図である。この変形例も、ホルダー先端からの突出箇所を補強部材１３９で補強しているが、図１８に示したものでは突出箇所の全面を補強部材１３９で補強していたのに対し、変形例では、突出箇所の先端部を補強部材１３９から僅かに突出させている。突出長さ（Ｌｘ−Ｌｙ）は、３［ｍｍ］程度である。このようにして、ブレード先端部の自由端長を調整することで、ブレード先端に適度な可撓性を発揮させることも可能である。
【００７９】
なお、段差のない一定の厚みのクリーニングブレード１３３を用い、且つホルダー先端からのブレード突出箇所を補強部材１３９で補強しない場合には、次のような条件を具備させることが望ましい。即ち、ホルダー先端からのブレード突出長さＬＡと、ブレードにおけるホルダー先端からの突出箇所の厚みｔＡとについて、「１．７５≦（ＬＡ／ｔＡ）≦３」という条件を具備させるのである。かかる条件を具備させることで、２．０［ＭＰａ］という面圧を容易に発揮させることができる。
【００８０】
［第２実施例］
本第２実施例に係るプリンタでは、クリーニングブレード１３３に用いる弾性部材として、温度２３［℃］における反発弾性率（反発弾性係数ＪＩＳ−Ｋ−６２５５）が３０％以下であるものを用いている。かかるクリーニングブレード１３３を用いる理由は２つある。１つ目の理由は、球形トナーを良好にクリーニングするためには、ブレード先端の振動が少ない方が良いからである。２つ目の理由は、ブレードの磨耗に対して、反発弾性率が低い方が良いからである。よって、本プリンタでは、ブレードの摩耗を抑えつつ、ブレード先端の振動によるクリーニング性の悪化を抑えることができる。
【００８１】
従来、粉砕トナーをクリーニングする際には、ブレードによって、ブレード先端に接触したトナーを跳ね飛ばすという作用があったため、反発弾性率が低い場合には、跳ね飛ばし効果が十分に働かないという問題があった。しかしながら、球形トナーの場合には、トナーを跳ね返す前に、ブレードをすり抜けてしまうため、跳ね飛ばし効果は作用しない。むしろ、反発弾性が高く、ブレード先端が感光体に対して微小振動し易い場合には、かえって球形トナーのすりぬけを助長してしまうことが分かっている。
【００８２】
一方、反発弾性が低い方が、ブレードの磨耗に対して、有利であることが分かっている。すなわち、繰り返しの作像過程において、クリーニングブレードは、感光体との摺擦によって、徐徐に磨耗していく。我々は、ブレードの磨耗の発生メカニズムは、ブレード自身のスティックスリップ運動の結果、ブレードを構成する高分子（例えばポリウレタンゴム）が引裂かれ、疲労破壊する結果、磨耗が発生すると考えている。このような場合には、ブレード先端部が引き千切れ、そこからクリーニング不良が発生する。一方、反発弾性を低くした場合には、ブレード自身のスティックスリップ運動が抑制される為に、繰り返しの作像工程を経た後でも、ブレード先端部分の累積振動回数が高反発弾性ブレードに比べて少ないため、疲労破壊も抑制される。その結果として、繰り返しの作像工程を経ても、ブレード磨耗が進行せず、長期にわたってクリーニング性能が維持されることになる。
【００８３】
［第３実施例］
球形トナーをクリーニングするために必要な当接圧力を得ると、粉砕トナーの場合よりも当接圧力を高めなければならないことは既に述べた通りである。このように当接圧力を高めると、当然ながら感光体１０１の表面を摩耗させ易くなる。
【００８４】
そこで、本プリンタにおいては、負帯電性の有機感光体である感光体１０１として、特殊な表面保護層を設けたものを用いている。図２０は、本プリンタの感光体１０１を示す模式図である。同図において、感光体１０１は、直径３０［ｍｍ］のドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
【００８５】
基層としての導電性支持体１０１ｅ上には、絶縁層である下引き層１０１ｄが設けられている。そして、その上に感光層としての電荷発生層（ＣＧＬ）１０１ｃ、電荷輸送層（ＣＴＬ）１０１ｂが設けられている。さらにその上に表面保護層（ＦＲ）１０１ａが積層されている。
【００８６】
導電性支持体としては、体積抵抗１０１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示すものを用いることができる。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭５２−３６０１６  号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
【００８７】
この他、支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、導電性支持体１０１ｅとして用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
【００８８】
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。
【００８９】
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層には公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ、これらは有用に用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、２種以上混合して用いることも可能である。
【００９０】
電荷発生層は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上、あるいは下引き層上に塗布し、乾燥することにより形成される。
【００９１】
電荷発生層には、必要に応じて結着樹脂中に上記電荷発生物質を分散させることができる。用いることができる結着樹脂の例としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００重量部に対し０〜５００重量部、好ましくは１０〜３００  重量部が適当である。結着樹脂の添加は、分散前あるいは分散後どちらでも構わない。
【００９２】
ここで用いられる溶剤としては、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられるが、特にケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が良好に使用される。これらは単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。
【００９３】
電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
【００９４】
塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。
【００９５】
電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５［μｍ］程度が適当であり、好ましくは０．１〜２［μｍ］である。
【００９６】
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により単独あるいは２種以上の可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００９７】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
【００９８】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等、その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または２種以上混合して用いられる。
【００９９】
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【０１００】
電荷輸送物質の量は結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は解像度・応答性の点から、２５［μｍ］以下とすることが好ましい。下限値に関しては、使用するシステム（特に帯電電位等）に異なるが、５［μｍ］以上が好ましい。
【０１０１】
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。これらは単独で使用しても２種以上混合して使用しても良い。
【０１０２】
感光層は、前述の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂等を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを導電性支持体１０１ｅ上ないし下引き層１０１ｄ上に塗布、乾燥することによって形成できる。電荷輸送物質を含有させずに、電荷発生物質と結着樹脂とから構成してもよい。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【０１０３】
結着樹脂としては先に電荷輸送層で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂１００重量部に対する電荷発生物質の量は５〜４０重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は０〜１９０重量部が好ましく、さらに５０〜１５０重量部であればより好ましい。
【０１０４】
感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート、リングコートなどで塗工して形成できる。感光層の膜厚は、５〜２５［μｍ］程度が適当である。
【０１０５】
下引き層１０１ｄは一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。また、これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。
【０１０６】
この他、下引き層１０１ｄには、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物やＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層１０１ｄの膜厚は０〜５［μｍ］が適当である。
【０１０７】
表面保護層１０１ａは、例えば耐磨耗性を向上させるためにアモルファスシリコンで表面コートしたものや、電荷輸送層のさらに表面にアルミナや酸化スズ等を分散させたものを採用することができる。
【０１０８】
感光体１０１の構成はこれまで説明した構成に限定されるものではない。導電性支持体１０１ｅの上に電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層のみを設けた１層構成でもよい。また、導電性支持体の上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とが積層された構成でもよい。また、導電性支持体の上に電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする感光層を設け、その上に更に保護層を設けた構成や、導電性支持体の上に電荷発生物質を主成分とする電荷発生層と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層とを積層し、その電荷輸送層の上に保護層を設けた構成でもよい。また、導電性支持体の上に電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層と電荷発生物質を主成分とする電荷発生層とを積層し、その電荷発生層の上に保護層を設けた構成でもよい。
【０１０９】
表面保護層１０１ａのバインダー構成として、架橋構造のものを使用している。架橋構造の形成に関しては、１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成する。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発揮する。
【０１１０】
電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述の反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用すること非常に有効である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。
【０１１１】
電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも１つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。
【０１１２】
これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で１官能及び２官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
【０１１３】
熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合がある。より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
【０１１４】
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主には波長４００ｎｍ以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
【０１１５】
このように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、下層（感光層側）には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層（表面側）に架橋構造を有する保護層を形成しても良い。
【０１１６】
以上のような表面保護層を設けた感光体については、例えば、保護層塗工液、膜厚、作成条件を次に説明するように工夫する点の他は、周知の方法と同様にして製造することができる。即ち、まず、メチルトリメトキシシラン１８２重量部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０重量部、２−プロパノール２２５重量部、２％酢酸１０６重量部、及び アルミニウムトリスアセチルアセトナート１重量部を混合して表面保護層用の塗布液を得る。この塗布液を、電荷輸送層の上に塗布して乾燥させた後、１１０［℃］の環境下で１時間の加熱硬化処理して、膜厚３［μｍ］の表面保護層を形成する。
【０１１７】
また、例えば、保護層塗工液、膜厚、作成条件を次に説明するように工夫する点の他は、周知の方法と同様にしてもよい。即ち、化１で化学構造式を示した正孔輸送性化合物３０重量部、及び化２で化学構造式を示したアクリルモノマーと光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）との混合物０．６重量部を、モノクロロベンゼン５０重量部／ジクロロメタン５０重量部の混合溶媒中に溶解して、表面保護層用塗料得る。この塗料をスプレーコーティング法により電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００［ｍＷ／ｃｍ２］ の光強度で３０秒間硬化させることによって膜厚５μｍの表面保護層を形成する。
【化１】
2006195348.tif 000005
【化２】
2006195348.tif 000006
【０１１８】
［第４実施例］
図２１は、本第４実施例に係るプリンタのプロセスユニットとその周囲とを示す概略構成図である。同図において、ドラムクリーニング装置１３０は、転写手段たる転写搬送ユニットを経由した後、クリーニングブレード１３３との当接位置に進入する前の感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段たるブラシユニット１３６を備えている。このブラシユニット１３６は、潤滑剤固形物１３６ｂと、感光体１０１に当接しながら回転駆動されるファーブラシ１３６ａと、これらを感光体１０１に向けた押圧するバネ１３６ｃとを有している。
【０１１９】
ファーブラシ１３６ａは、芯材にアクリルカーボン製の起毛が無数に植毛されたローラ状ブラシである。図示しない無数の起毛の先端を感光体１０１に順次摺擦させるように、感光体１０１との対向部でカウンタ方向の表面移動となる図中時計回りに回転駆動される。この回転駆動により、潤滑剤固形物１３６ｂから掻き取った潤滑剤粉末を、感光体１０１の表面に塗布する。
【０１２０】
ファーブラシ１３６ａを設けずに、潤滑剤固形物１３６ｂを感光体１０１に直接摺擦させると、潤滑剤固形物１３６ｂの偏摩耗を引き起こしたり、感光体１０１の表面に潤滑剤粉末の塗布量不均一化を引き起こしたりする。そこで、ファーブラシ１３６ａにより、潤滑剤固形物１３６ｂから潤滑剤粉末を掻き取り、それを感光体１０１に塗布するようにしている。かかる構成では、上述した偏摩耗や塗布量不均一化を抑えることができる。
【０１２１】
また、ファーブラシ１３６ａを用いる場合、その回転数を調整することで、感光体１０１への潤滑剤粉末塗布量を容易に調整することが可能になる。更には、ファーブラシ１３６ａの回転方向を感光体１０１の回転方向に対してカウンタ方向にすることで、クリーニングブレード１３３に接触させる前の転写残トナーに潤滑剤を塗布してクリーニング性を向上させることもできる。
【０１２２】
潤滑剤固形物１３６ｂとしては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウムなどの金属石鹸を固形化したものを用いることができる。また、ステアリン酸亜鉛のようなラメラ結晶紛体を使用すると好適である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。この作用が低摩擦係数化に効果があると考えられる。その他にも、各種の脂肪酸塩、ワックス、シリコンオイル等他の物質を潤滑材として用いることも可能である。
【０１２３】
脂肪酸としてはウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンダデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、アラキドン酸、カプリル酸、カプリン酸、カプロン酸などが挙げられ、その金属塩としては亜鉛、鉄、銅、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムなどの金属との塩が挙げられる。
【０１２４】
図１２は、本第４変形例装置に係るプリンタのプロセスユニットの変形例とその周囲とを示す概略構成図である。この変形例のプロセスユニットにおいては、クリーニングブレード１３３によってクリーニングされた後の感光体１０１表面に対して、ファーブラシ１３６ａによって潤滑剤粉末を塗布するようになっている。また、ブラシユニット１３６と帯電器１１０との間に均しブレード１３７を有し、これの先端を感光体１０１の表面に当接させている。この均しブレード１３７は、ファーブラシ１３６ａによって感光体１０１表面に塗布された潤滑剤粉末の表面上における塗布状態を均一化する役割を担っている。
【０１２５】
図２１に示した構成では、クリーニングブレード１３３によってクリーニングされる前の感光体１０１表面に潤滑剤を塗布するようになっていたが、潤滑剤が比較的大きな塊の状態で感光体に塗布される場合がある。そうすると、トナー表面の外添剤がブレードニップを擦り抜けたり、トナーがブレードニップを擦り抜けたりして、画像に悪影響を及ぼすことになる。
【０１２６】
これに対し、図２２に示した変形例では、感光体１０１表面に塗布した潤滑剤を均しブレード１２７によって均した後に、クリーニング装置１３０のブレードニップに進入させるため、潤滑剤の塊による外添剤やトナーのすり抜けを回避することができる。
【０１２７】
これまで、潜像担持体として機能するとともにトナー像担持体として機能する感光体１０１の転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置に、本発明を適用したプリンタについて説明した。しかし、トナー像担持体として機能する中間転写体の表面をクリーニングするクリーニング装置に、本発明を適用してもよい。
【０１２８】
また、本発明をプロセスユニット１００に適用した例について説明したが、クリーニング手段をプロセスユニットとして構成していない画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
【０１２９】
これまで説明してきた各プリンタでは、重合法によるトナーとして、平均円形度が０．９８以上であって、且つ、体積平均粒径が５［μｍ］のものを用いるようになっている。平均円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）を用いて測定することが可能である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１［万個／μｌ］となるようにしたものを上記分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、トナー投影形状の外周長をＬ１（図２３）、その投影面積をＳとし、この投影面積Ｓと同じ真円の外周長をＬ２（図２４）としたときのＬ２／Ｌ１を求め、その平均値を円形度とする。
【０１３０】
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス(日科機社製)を介してパーソナルコンピューターに送って解析するのである。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料たるトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては、１００［μｍ］のものを用い、５０，０００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上３２．０μｍ以下のトナー粒子を対象とする。そして、「体積平均粒径＝ΣＸｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出する。但し、Ｘは各チャンネルにおける代表径、Ｖは各チャンネルの代表径における相当体積、ｆは各チャンネルにおける粒子個数である。
【０１３１】
今後、粉砕法がより発展していくことにより、粉砕法によっても、非常に平均円形度の高いトナーを得ることが可能になるかもしれない。その場合、粉砕法によるトナーでも、重合法によるトナーと同様に、クリーニング不良が発生し易くなる。
【０１３２】
上述した各実験に用いたトナーは（平均円形度０．９８以上、体積平均粒径５μｍ）では、図２５に示すように、粒径２．５〜７．０［μｍ］の範囲に９５［％］のトナー粒子が存在している。この分布状態は、転写残トナー（実際にクリーニングされるトナー）についても同様である。
【０１３３】
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、クリーニングブレード１３３のエッジを３．０［ＭＰａ］以上の圧力で潜像担持体たる感光体１０１に当接させるので、球形トナーをより確実にクリーニングすることができる。
【０１３４】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、クリーニングブレード１３３のエッジと感光体１０１とにおける感光体表面移動方向の当接長さを１０〜５０［μｍ］に設定している。
【０１３５】
クリーニングブレード１３３としては、ＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜８０[°]の範囲にあるものを用いる。硬度が高すぎる場合には、感光体１０１との密着性が悪くなり、部分的に十分な面圧が付加されない場所が発生し、クリーニング不良が発生する場合がある。また、図８、図１８、あるいは図１９に示したブレード構成とした場合にも、硬度が６０［°］以下である場合には、ブレードと感光体の接触面積が大きくなり、面圧低下の原因となる。面圧が低下する場合には、球形トナーをクリーニングするのに必要な面圧２．０［ＭＰａ］以上の面圧を加える為には、線圧増加となる。線圧を大きくした場合には、感光体の膜厚減少量が増加することになるため、線圧増加を抑制したいという観点からも、硬度は６０［°］以上とするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】従来のクリーニングブレードの先端部を示す拡大構成図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタにおけるプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図４】同プロセスユニットにおける帯電器を感光体とともに示す拡大構成図。
【図５】従来のホルダー及びクリーニングブレードを示す拡大構成図。
【図６】重合法によるトナーを良好にクリーニングし得る程度の強い押圧力で感光体に向けて押圧した従来のクリーニングブレードの先端部を示す拡大図。
【図７】図６に示した状態のクリーニングブレードの先端部における圧力分布図。
【図８】開発途中のホルダーとクリーニングブレードとを示す拡大図。
【図９】同クリーニングブレードの先端部を示す拡大図。
【図１０】同クリーニングブレードの圧力分布図。
【図１１】実施形態に係るプリンタのクリーニングブレードの先端部を示す拡大構成図。
【図１２】同クリーニングブレードの先端部を示す拡大図。
【図１３】ブレードと感光体との接触幅と、線圧との関係を示すグラフ。
【図１４】ブレードと感光体との当接圧力と、線圧との関係を示すグラフ。
【図１５】エッジの曲率半径Ｒが１０［μ］であるブレードＣの先端部を感光体とともに示す拡大模式図。
【図１６】エッジの曲率半径Ｒが５０［μｍ］であるブレードＦの先端部を感光体とともに示す拡大模式図。
【図１７】クリーニング性のランクとプリント枚数との関係を示すグラフ。
【図１８】第１実施例に係るプリンタのクリーニングブレードとホルダーとを示す拡大図。
【図１９】図１８に示したブレード等の変形例を示す拡大図。
【図２０】第３実施例に係るプリンタの感光体を示す模式図。
【図２１】第４実施例に係るプリンタのプロセスユニットとその周囲とを示す概略構成図。
【図２２】同プロセスユニットの変形例を示す概略構成図。
【図２３】トナーの投影像の外周長を説明する模式図。
【図２４】トナーと同じ投影面積の真円の外周長を説明する模式図。
【図２５】トナーの粒径分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１３７】
４０      転写搬送ユニット（転写手段）
１００    プロセスユニット（トナー像形成手段）
１０１    感光体（潜像担持体、トナー像担持体）
１２０    現像器（現像手段）
１３０    ドラムクリーニング装置（クリーニング手段）
１３２    ホルダー（梁部材）
１３３    クリーニングブレード（板状弾性体）
１３６    ブラシユニット（潤滑剤塗布手段）
１３６ａ  ファーブラシ（回転塗布部材）
Ｐ        転写紙（転写体）
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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