(57)【要約】【課題】  当接する被クリーニング部材に加える荷重に対して効率よくトナーのすり抜けを防止することができ、かつ、経時のクリーニング動作によって当接部の上流側に堆積するトナーによるクリーニング不良の発生を抑制するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置を提供する。【解決手段】  クリーニングブレード２の先端稜線部２１を鈍角とし、ブレード下面２３との境界で先端稜線部２１を形成する第１先端面２６とブレード上面２４との間に第２先端面を形成し、第２先端面２７が法線Ｎよりも被クリーニング部材である感光体１の表面移動方向下流側に傾斜している。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材で支持され、表面移動する被クリーニング部材にカウンター方向に当接し、該被クリーニング部材の表面上のトナーを除去する弾性クリーニングブレードを有し、
該弾性クリーニングブレードの該被クリーニング部材と対向する面であるブレード下面と該弾性クリーニングブレードの先端部との間の角であり、該被クリーニング部材と当接する先端稜線部が鈍角であるクリーニング装置において、
該弾性クリーニングブレードの該ブレード下面とは反対側の平面をブレード上面としたとき、
該ブレード先端部は２つの平面からなり、
該ブレード下面との間に先端稜線部を形成する平面を第１先端面とし、
該第１先端面と該ブレード上面との間に形成される平面を第２先端面とすると、
該第２先端面は該先端稜線部が該被クリーニング部材に当接する当接部における該被クリーニング部材表面の法線よりも該被クリーニング部材の表面移動方向下流側に傾斜していることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、
上記被クリーニング部材が潜像担持体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１のクリーニング装置において、
上記被クリーニング部材が潜像担持体に近接または接触して該潜像担持体表面を帯電する帯電無端移動体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１のクリーニング装置において、
上記被クリーニング部材は中間転写体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のクリーニング装置において、
上記当接部にて上記弾性クリーニングブレードが上記被クリーニング部材に当接する当接部での面圧が２．０［ＭＰａ］以上であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項５のクリーニング装置において、
上記当接部での面圧が３．０［ＭＰａ］以上であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、
上記該先端稜線部の角度が９５［°］以上、１４０［°］以下であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、
上記ブレード上面と上記第２先端面との境界が上記被クリーニング部材表面の上記当接部での法線よりも該被クリーニング部材の表面移動方向上流側となることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８のクリーニング装置において、
上記弾性クリーニングブレードと上記被クリーニング部材との該被クリーニング部材の表面移動方向の当接長さを１０［μｍ］以上に設定したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項９のクリーニング装置において、
上記当接長さを４０［μｍ］以下に設定したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
請求項１０のクリーニング装置において、
上記当接長さを３０［μｍ］以下に設定したことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１のクリーニング装置において、
上記当接部での線圧が０．２［Ｎ／ｃｍ］以上、１．２［Ｎ／ｃｍ］以下であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１３】
請求項１２のクリーニング装置において、
上記当接部での線圧が０．９［Ｎ／ｃｍ］以下であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３のクリーニング装置において、
上記弾性クリーニングブレードについて、厚さをｔ１、上記支持部材の支持される部分と支持されていない部分との境界から上記先端稜線部までの長さをｔ２とすると、
１．７５  ≦  ｔ２／ｔ１  ≦３
の関係を満たすことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１５】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４のクリーニング装置において、
上記弾性クリーニングブレードの材料として、ＪＩＳ−Ａ硬度が６０［°］以上、８０［°］以下である材料を用いることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１６】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５のクリーニング装置において、
上記弾性クリーニングブレードの材料として、温度が２３［℃］であるときの反発弾性を３０［％］以下である材料を用いることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１７】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６のクリーニング装置において、
上記トナーは平均円形度が０．９８以上のものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１８】
少なくともクリーニング装置と該クリーニング装置によって表面上のトナーの除去がなされる被クリーニング部材とを一体的に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットにおいて、
該クリーニング装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１９】
少なくとも潜像担持体と、
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、
該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、
作像する過程で不必要なトナーが付着した被クリーニング部材上のトナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
該クリーニング装置として請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１９の画像形成装置において、
上記潜像担持体として、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２１】
請求項１９の画像形成装置において、
上記潜像担持体として、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２２】
請求項２１の画像形成装置において、
上記表面保護層の構造中に電荷輸送層を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項１９、２０、２１または２２の画像形成装置において、
上記転写手段を経由した後、上記潜像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段との対向部に進入する前の該潜像担持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、複写機、ファックス、プリンタ等に用いられるクリーニング装置に係り、詳しくは、トナーが付着した被クリーニング部材表面上のトナーを弾性クリーニングブレードによって除去するクリーニング装置に関するものである。さらに、このクリーニング装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置では、潜像担持体や中間転写体などのトナー像担持体について、記録体や他の像担持体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング装置によって除去している。
このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、クリーニングブレードを用いたものがよく知られている。このクリーニングブレードとしては、ポリウレタンゴムなどの弾性材料からなり、その基端を支持部材で支持して先端稜線部を像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーをせき止めて掻き落とし除去するものである。
【０００３】
クリーニングブレードの像担持体と対向する面をブレード下面、反対側の面をブレード上面、そしてブレードの先端の面をブレード先端面と呼ぶとする。このとき、像担持体と接触する先端稜線部は、ブレード下面とブレード先端面とによって形成される。ブレード先端面はブレード下面及びブレード上面に対して直角である方がブレードを作成する上で加工しやすい。よって、先端稜線部を形成する角としては加工の容易さから直角であるものが一般的である。
図２５に先端稜線部が直角であるクリーニングブレードの概略図を示す。図２５（ａ）はクリーニングブレード２の全体図で、図２５（ｂ）はクリーニングブレード２が像担持体である感光体１に当接する先端稜線部２１の近傍である図２５（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。
【０００４】
先端稜線部２１が直角で図中矢印Ｄ方向に表面移動する感光体１に当接すると、感光体１との摩擦力により矢印Ｄ方向に引っ張られ、図２５（ｂ）に示すように先端稜線部２１でのめくれが大きくなってしまう。
めくれが大きくなるとクリーニングブレード２と感光体１表面との矢印Ｄ方向の当接長さが長くなり、クリーニングブレード２と感光体１表面とが当接する面積が広くなる。クリーニングブレード２から感光体１に対して所定の荷重がかかるように設定しても、クリーニングブレード２と感光体１表面とが当接する面積が広いと、荷重が分散して単位面積当たりの圧力（以下、面圧と呼ぶ）が低下する。面圧が低いと当接部でのトナーのすり抜けを十分に防止することができず、クリーニング不良の原因となる。
ここで面圧を高めるためにクリーニングブレード２の感光体１に対する荷重を増加させると、感光体１が表面移動するトルクが大きくなり、駆動系への負担が大きくなるという問題が生じる。
【０００５】
上述のめくれが大きくなることに起因する問題に対して、クリーニングブレードの先端稜線部の角度を鈍角にすることにより改善することができる。
図２６に先端稜線部が鈍角であるクリーニングブレードの概略図を示す。図２６（ａ）はクリーニングブレード２の全体図で、図２６（ｂ）は図２６（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。
先端稜線部２１が鈍角であると感光体１との摩擦力により矢印Ｄ方向に引っ張られても、直角である場合に比べて変形しにくく、図２６（ｂ）に示すように先端稜線部２１でのめくれは小さくなる。
めくれが小さくなるとクリーニングブレード２と感光体１表面との矢印Ｄ方向の当接長さが短くなり、クリーニングブレード２と感光体１表面とが当接する面積も狭くなる。クリーニングブレード２と感光体１表面とが当接する面積が狭いと、クリーニングブレード２から感光体１に対して先端稜線部２１が直角の場合と同じ荷重がかかっていても、先端稜線部２１が直角である場合に比べて面圧が高くなる。ブレード先端の形状により面圧を高くすることにより、感光体１に加える荷重に対して、効率よく当接部でのトナーのすり抜けを防止することができ、クリーニング不良の発生を防止することができる。
先端稜線部が鈍角であるクリーニングブレードとしては、特許文献１や特許文献２などに記載のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９６７１号公報
【特許文献２】特開平２００４−２７２０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、先端稜線部２１を鈍角とした図２６に示すクリーニングブレード２の場合は、先端稜線部２１を直角とした場合に比べて、ブレード先端面２２と感光体１とがなす当接部の上流側の空隙２５が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって空隙２５にトナーが堆積したとき、塞き止められた空隙２５内のトナーに逃げ場がないので、空隙２５内のトナーが徐々に感光体の下流側に押し出され、クリーニング不良が発生する。
このような問題は、被クリーニング部材が感光体である場合に限らず、中間転写体などのトナー像担持体、感光体の表面を近接はまたは接触して帯電させるローラ形状やベルト形状の帯電無端移動体の場合も生じる。つまり、不必要なトナーが付着した被クリーニング部材をクリーニングするクリーニング装置を備えた部材であれば生じ得る問題である。
【０００８】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、当接する被クリーニング部材に加える荷重に対して効率よくトナーのすり抜けを防止することができ、かつ、経時のクリーニング動作によって当接部の上流側に堆積するトナーによるクリーニング不良の発生を抑制するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置、並びにこれを用いたプロセスユニット及び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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、支持部材で支持され、表面移動する被クリーニング部材にカウンター方向に当接し、該被クリーニング部材の表面上のトナーを除去する弾性クリーニングブレードを有し、該弾性クリーニングブレードの該被クリーニング部材と対向する面であるブレード下面と該弾性クリーニングブレードの先端部との間の角であり、該被クリーニング部材と当接する先端稜線部が鈍角であるクリーニング装置において、該弾性クリーニングブレードの該ブレード下面とは反対側の平面をブレード上面としたとき、該ブレード先端部は２つの平面からなり、該ブレード下面との間に先端稜線部を形成する平面を第１先端面とし、該第１先端面と該ブレード上面との間に形成される平面を第２先端面とすると、該第２先端面は該先端稜線部が該被クリーニング部材に当接する当接部における該被クリーニング部材表面の法線よりも該被クリーニング部材の表面移動方向下流側に傾斜していることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記被クリーニング部材が潜像担持体である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１のクリーニング装置において、上記被クリーニング部材が潜像担持体に近接または接触して該潜像担持体表面を帯電する帯電無端移動体である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１のクリーニング装置において、上記被クリーニング部材は中間転写体である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１、２、３または４のクリーニング装置において、上記当接部にて上記弾性クリーニングブレードが上記被クリーニング部材に当接する当接部での面圧が２．０［ＭＰａ］以上である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５のクリーニング装置において、上記当接部での面圧が３．０［ＭＰａ］以上である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１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、上記該先端稜線部の角度が９５［°］以上、１４０［°］以下である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１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、上記ブレード上面と上記第２先端面との境界が上記被クリーニング部材表面の上記当接部での法線よりも該被クリーニング部材の表面移動方向上流側となる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１、２、３、４、５、６、７または８のクリーニング装置において、上記弾性クリーニングブレードと上記被クリーニング部材との該被クリーニング部材の表面移動方向の当接長さを１０［μｍ］以上に設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９のクリーニング装置において、上記当接長さを４０［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１１の発明は、請求項１０のクリーニング装置において、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１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１のクリーニング装置において、上記当接部での線圧が０．２［Ｎ／ｃｍ］以上、１．２［Ｎ／ｃｍ］以下であ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１２のクリーニング装置において、上記当接部での線圧が０．９［Ｎ／ｃｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３のクリーニング装置において、上記弾性クリーニングブレードについて、厚さをｔ１、上記支持部材の支持される部分と支持されていない部分との境界から上記先端稜線部までの長さをｔ２とすると、１．７５≦ｔ２／ｔ１≦３の関係を満たす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１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４のクリーニング装置において、上記弾性クリーニングブレードの材料として、ＪＩＳ−Ａ硬度が６０［°］以上、８０［°］以下である材料を用いる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１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５のクリーニング装置において、上記弾性クリーニングブレードの材料として、温度が２３［℃］であるときの反発弾性を３０［％］以下である材料を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６のクリーニング装置において、上記トナーは平均円形度が０．９８以上のものであることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、少なくともクリーニング装置と該クリーニング装置によって表面上のトナーの除去がなされる被クリーニング部材とを一体的に備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスユニットにおいて、該クリーニング装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段と、該潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、作像する過程で不必要なトナーが付着した被クリーニング部材上のトナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、該クリーニング装置として請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７に記載のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１９の画像形成装置において、上記潜像担持体として、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２１の発明は、請求項１９の画像形成装置において、上記潜像担持体として、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２２の発明は、請求項２１の画像形成装置において、上記表面保護層の構造中に電荷輸送層を有することを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項１９、２０、２１または２２の画像形成装置において、上記転写手段を経由した後、上記潜像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段との対向部に進入する前の該潜像担持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。
【００１０】
上記請求項１乃至２３のクリーニング装置においては、先端稜線部が鈍角であることにより、先端稜線部が鋭角または直角の場合よりも当接面積を小さくすることができる。さらに、クリーニングブレードから被クリーニング部材に対する荷重が同じ大きさであっても、先端稜線部が鋭角または直角の場合よりも面圧を大きくすることができる。
また、ブレード下面との境界で先端稜線部を形成する第１先端面とブレード上面との間に、第２先端面を形成することにより、当接部の上流側で第１先端面と被クリーニング部材との間の空隙に堆積するトナーの逃げ場を作ることができる。
さらに、第２先端面が被クリーニング部材表面の法線よりも被クリーニング部材表面移動方向下流側に傾斜していることにより、第２先端面に接触したトナーは被クリーニング部材から離れる方向に力を受けやすくすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１乃至２３の発明によれば、当接する被クリーニング部材に加える荷重に対して、効率よく面圧を大きくすることができるので、効率よくトナーのすり抜けを防止することができる。また、第２先端面を形成することで、第１先端面と被クリーニング部材との間の空隙に堆積するトナーの逃げ場を作り、第２先端面に接触したトナーは被クリーニング部材から離れる方向に力を受けやすい。これにより、先端稜線部が鈍角であっても当接部の上流側に堆積するトナーによるクリーニング不良の発生を抑制することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施形態１］
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ２００の概略構成図である。プリンタ２００は、プロセスユニット１００、光書込ユニット１０１、給紙カセット１０、複数の搬送ローラ対２０、記録体搬送路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。
【００１３】
光書込ユニット１０１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。
【００１４】
［実施例１］
図２は、実施例１に係るプロセスユニット１００の概構成を示す概略構成図である。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１、帯電装置１１０、現像装置１２０、感光体クリーニング装置１３０、除電器１４０などを有している。
【００１５】
帯電手段である帯電装置１１０は、潜像担持体である感光体１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としての帯電ローラ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１に向けて放電を発生させて、感光体１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。
【００１６】
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。しかし、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、付着による異常画像の発生が起きないという利点がある。
【００１７】
そこで、プリンタ２００においては、非接触ローラ帯電方式を採用している。なお、帯電方式には、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、プリンタ２００では、非接触型の帯電方式によって感光体１を一様帯電させるようになっている。
【００１８】
図３は、帯電装置１１０を感光体１とともに示す拡大構成図である。
帯電装置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１１５、電源１１６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１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１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１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１の画像形成領域よりも長く設定されており、感光体１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１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１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。プリンタ２００では、５０［μｍ］となるように配設した。
【００１９】
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。
軸部１１１ａには、電源１１６が接続されており、感光体１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１表面を均一に帯電せしめる。プリンタ２００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１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１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１を帯電する場合には、ローラ部１１１ｂと感光体１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１において、帯電処理が施された感光体１の表面には、光書込ユニット１０１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１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としての現像装置１２０によって現像されてトナー像となる。
【００２４】
潜像担持体としての感光体１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】
現像装置１２０は、現像ケーシング１２１内に現像部１２２と現像剤供給部１１９と現像剤攪拌部１２３とを有している。現像部１２２には、現像ケーシング１２１の開口から周面の一部を露出させる現像剤担持体としての現像スリーブ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】
現像装置１２０の現像剤供給部１１９と現像剤攪拌部１２３とには、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。現像剤供給部１１９には、供給搬送スクリュ１１８やトナー濃度センサであるＴセンサ１２８などが設けられている。また、現像剤攪拌部１２３には、攪拌搬送スクリュ１２７や不図示のトナー補給部などが設けられている。
現像剤は、供給搬送スクリュ１１８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、現像スリーブ１２４表面から現像剤供給部１１９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、現像スリーブ１２４表面の回転に伴って現像剤供給部１１９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】
ドクターギャップを通過した現像剤は、現像スリーブ１２４表面の回転に伴って、感光体１に対向する現像領域に至る。この現像領域では、感光体１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１に摺擦させながら移動して、感光体１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１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装置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現像剤供給部１１９内に戻される。
【００３０】
供給搬送スクリュ１１８を備えた現像剤供給部１１９と攪拌搬送スクリュ１２７を備えた現像剤攪拌部１２３との間には仕切壁１２９が設けられている。この仕切壁１２９によって現像剤供給部１１９と現像剤攪拌部１２３とに仕切られている。現像剤供給部１１９内では、供給搬送スクリュ１１８が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攪拌搬送スクリュ１２７を備えた現像剤攪拌部１２３に受け渡される。そして、攪拌搬送スクリュ１２７の回転駆動により、今度は図中奥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供給搬送スクリュ１１８を備えた現像剤供給部１１９側に戻る。このようにして、現像剤は現像装置１２０内を循環搬送せしめられる。
【００３１】
Ｔセンサ１２８は透磁率センサからなり、供給搬送スクリュ１１８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、上述の制御部は、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不図示のトナー補給部から現像装置１２０の現像剤攪拌部１２３内にトナーを補給させる。この補給により、現像装置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】
感光体１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１の表面は、感光体クリーニング装置１３０によって転写残トナーがクリーニングされる。
感光体クリーニング装置１３０は、感光体除去ケーシング１３１、支持部材としてのホルダー１３２、弾性体クリーニングブレードとしてのクリーニングブレード２、回収スクリュ１３４などを有している。
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、その一端部が感光体除去ケーシング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２を支持している。
【００３３】
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２は、軟性材料としてのポリウレタンゴムからなり、そのエッジを感光体１の表面に当接させながら、感光体１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１３４上に落下する。
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１３４上に落下した転写残トナーは、回収スクリュ１３４に静電吸着しながら、回収スクリュ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。
感光体クリーニング装置１３０によってクリーニングされた感光体１は、除電器１４０によって除電される。そして、帯電装置１１０によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。
【００３４】
先に示した図１において、プリンタ２００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２００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を記録体搬送路３０に向けて送り出す。この記録体搬送路３０は、搬送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、搬送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１上のトナー像に密着する。
【００３５】
転写搬送ユニット４０は、搬送ベルト４１、搬送ベルト駆動ローラ４２、記録体転写バイアスローラ４３、搬送ベルトクリーニング装置４４などを有している。
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。
【００３６】
搬送ベルト４１は、搬送ベルト駆動ローラ４２と記録体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搬送ベルト駆動ローラ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。記録体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１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１とが当接する転写ニップを形成する。転写ニップでは、転写バイアスの影響によって感光体１と記録体転写バイアスローラ４３との間に転写電界が形成される。
【００３７】
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１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１上のトナー像が転写される。
【００３８】
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、搬送ベルト駆動ローラ４２との間には搬送ベルト４１を挟み込む搬送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、搬送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。
【００３９】
定着装置５０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ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不図示の紙反転ユニットに送られる。
【００４０】
次に、従来の画像形成装置における感光体クリーニング装置について説明する。図４は、従来の感光体クリーニング装置１３０におけるホルダー１３２及びクリーニングブレード２を示す概略図である。同図において、梁部材としてのホルダー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２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１に当接させて、感光体１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２は、感光体１との密着性を高めるという目的から、軟性部材としてのポリウレタンゴムから構成されている。よって、先端のエッジＥを感光体１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。
【００４１】
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。
しかしながら、トナーが小粒径化し、また球形化すると、クリーニングブレードを用いた転写残トナーの完全除去が困難となり、クリーニング不良が発生する。これは、像担持体に対するクリーニングブレードの押し当て位置で、トナーに回転モーメントが発生し、クリーニングブレードを押し上げてトナーがクリーニングブレードと像担持体間にもぐり込みやすくなるからである。
このため、小粒径化や球形化が進んだトナーを用いる場合には、像担持体に対するクリーニングブレードの押し当て力を強め、トナーのもぐり込みを阻止する必要がある。
そして、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。
【００４２】
図５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２の先端部を示す拡大図である。感光体１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２において、符号Ｅで囲った箇所は、感光体１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１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１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１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１に向けて押圧したクリーニングブレード２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１との対向面をも感光体１に当接させるいわゆる腹当りの状態になる。このように腹当りになった状態では、クリーニングブレード２と感光体１との摩擦力が過剰に高まって、感光体１を回転させるトルクが大きくなり、感光体１を良好に回転駆動させるのが困難になる。
【００４３】
図６は、図５に示した状態のクリーニングブレード２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Ｅと感光体１との当接部において図中最も長い矢印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２では、ブレードのエッジＥと感光体１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、腹当りの部分にも当接圧力が発生しまう。これにより、クリーニングブレード２の感光体１に対する荷重が大きくなり、感光体１の回転トルクを上昇させ、感光体１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。
【００４４】
従来、クリーニングブレード２と感光体１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（［Ｎ／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１とクリーニングブレード２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２を感光体１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。
【００４５】
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、線圧から求まる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。
【００４６】
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。
【００４７】
図７は、図４で示したクリーニングブレード２よりもある荷重に対して撓みにくい形状のクリーニングブレード２と、ホルダー１３２とを示す拡大構成図である。同図において、板状弾性体としてのクリーニングブレード２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２ａを有している。クリーニングブレード２は、この肉厚部２ａ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２ａ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。
【００４８】
図７で示す形状のクリーニングブレード２では、ホルダー１３２の先端から突出している箇所が肉厚部２ａ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２ａ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。
【００４９】
図８は、感光体１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Ｅを強く感光体１に当接させた図７のクリーニングブレード２の先端部を示す拡大図である。同図に示すように、肉厚部２ａを備えたクリーニングブレード２では、肉厚部２ａによって先端側の撓みが大きく抑えられることから、図８に示すように、腹当りを起こすことなく、エッジＥだけを感光体１に当接させる。参考までに、その圧力分布を図９に示す。感光体１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。
【００５０】
図７で示したクリーニングブレード２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［Ｎ／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［Ｎ／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。
面圧は、ブレードを像担持体である感光体に押しつける際に付加する総荷重を、ブレードと像担持体の接触面積で割った値である。ブレードと感光体との接触面積は、ブレードを透明な擬似感光体に押し当てた時の接触面積を測定することで容易に求めることが出来る。
【００５１】
［実験１］
球形トナーをクリーニングする場合に必要な面圧について、図７で示した形状のクリーニングブレード２のエッジＥを、様々な当接圧力で感光体１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２ａの厚みｔａ：３．５［ｍｍ］
・肉厚部２ａ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］
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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）：全面に筋状あるいは多量のトナーが残留している
【００５５】
【表１】
2006259466.tif 000003
【００５６】
表１に示すように、本実験１では、線圧を０．４０〜１．２０［Ｎ／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１．２０［Ｎ／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。
【００５７】
０．９５［Ｎ／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。
【００５８】
０．４０［Ｎ／ｃｍ］の線圧をブレードにかけた場合には、２．０〜４．０［ＭＰａ］の面圧で良好なクリーニング性が得られている。但し、面圧が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。
【００５９】
表１の結果から、面圧を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、面圧が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（○）、完全なクリーニングとはならなかった。これは、接触面積を小さくするほど、高い面圧を付加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、球形トナーをクリーニングするためには、面圧を２．０［ＭＰａ］以上、好ましくは３．０［ＭＰａ］以上とし、接触幅を１０［μｍ］以上に設定している。
【００６０】
感光体１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。さらに、３０［μｍ］以下であることが好ましい。接触幅をこれよりも大きくした場合（例えば１００μｍ）、面圧が２．０［ＭＰａ］以上、さらには３．０［ＭＰａ］以上であれば、重合法による球形トナーのもぐり込みを阻止し、良好にクリーニングすることができるが可能である。しかし、例えば１００μｍの当接幅で面圧を２．０［ＭＰａ］にするためには２．０［Ｎ／ｃｍ］の線圧を付加しなければならず、非常に大きな線圧が必要となってしまう。
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１の組付精度や、トナー粒径を考慮すると、感光体１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。そして、その上限値を４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下にすることが必要である。このような当接幅に設定することによって、０．２０〜１．２０［Ｎ／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。
【００６１】
次に、プリンタ２００で採用したクリーニングブレード２の構成について説明する。
図１０は、プリンタ２００の感光体クリーニング装置１３０が備えるクリーニングブレード２の概略説明図である。図１０（ａ）はクリーニングブレード２の全体図で、図１０（ｂ）はクリーニングブレード２が像担持体である感光体１に当接する先端稜線部２１の近傍である図１０（ａ）中の領域Ｃの拡大図である。
図１０に示すように、支持部材であるホルダー１３２の片面に弾性クリーニングブレードであるクリーニングブレード２の基端を貼り付けて先端稜線部２１を像担持体である感光体１の周面に押し当ててなる。
【００６２】
ホルダー１３２とクリーニングブレード２との段差部から先端稜線部２１までの長さをブレード自由長ｔ２とし、クリーニングブレード２の厚さをブレード厚t１する。このとき、クリーニングブレード２は、ブレード自由長ｔ２とブレード厚t１との間に、以下の関係が成り立つ形状である。
１．７５≦ｔ２／ｔ１≦３．００
本発明者らが鋭意研究を行った結果、上述の関係式を満たすことにより、支持板であるホルダー１３２と弾性部材であるクリーニングブレード２との接合部での座屈を防止することができることが分かった。
従来、粉砕トナークリーニング用の弾性部材の形状は、例えばブレード自由長ｔ２＝８ｍｍ、ブレード厚さｔ１＝２ｍｍで、ｔ２／ｔ１＝４のものがあった。このような形状であると、ホルダー１３２との接合部でクリーニングブレード２が座屈してしまい、腹当りすることにより、球形トナーをクリーニングする為に必要な面圧を付与することができなかった。一方、ブレード自由長ｔ２とブレード厚t１とが上述の関係式を満たすようにクリーニングブレード２の形状を設定することによって、クリーニングブレード２とホルダー１３２との接合部での座屈を抑制することが出来る。
【００６３】
また、クリーニングブレード２は、例えば、ＪＩＳＡ硬度が６０［°］以上８０［°］以下のゴムを使用している。硬度を６０［°］未満とした場合には、ブレード厚ｔ１とｔ２が上記関係を満たした場合にも、支持板と弾性体の接合部において、座屈が発生し、十分な面圧を付与できない場合はある。逆に、ゴム硬度が高すぎる場合には、感光体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、クリーニング不良となる場合がある。さらに、反発弾性を２３℃で３０％以下のものを用いる。
【００６４】
次に第１先端面２６及び第２先端面２７とについの詳細を説明する。図１１は第１先端面２６と第２先端面２７との説明図である。
クリーニングブレード２の先端稜線部２１を形成する角度θは、鈍角とする。鈍角は、９５［°］から１４０［°］の範囲が好ましい。角度θが９０［°］にあまり近い値であると、鈍角による接触面積の低減が発揮されない。また、クリーニングブレード２は図１１で示す初期当接角度βを１５［°］〜３０［°］の間で設置して装置に組み込まれる。そのため、先端角度を１４０［°］、初期当接角を３０［°］とした場合には、第１先端面２６と感光体１表面とが形成する角度は１０［°］となる。この角度が小さな値となると、楔形の空隙２５にトナーが堆積し、実質的にクリーニングブレード２と感光体１との接触面積が増えた状態となることによって、面圧が低下してしまい、その結果、クリーニング不良となることがある。
【００６５】
更に、プリンタ２００に適用したクリーニングブレード２は、図１１に示すように三角形ＵＱＲの領域が除去された形状となっている。
すなわち、図２５で示した先端稜線部２１が直角である短冊形状のクリーニングブレード２の先端を図１１中で線分ＯＵで示される第１切断面でカットして、図２６で示した先端稜線部２１が鈍角となるクリーニングブレード２とする。図２６で示したクリーニングブレード２の先端部は、図１１中では線分ＵＯで示されるブレード先端面２２と線分ＵＶで示されるブレード上面２４とを備えた状態である。図２６に示すブレード形状とした後、図１１中の三角形ＵＱＲに相当する領域を線分ＱＲで示される第２切断面でカットして、図１０に示すブレード形状とした。このとき、第１切断面の一部であり、図１１中、線分ＯＱで示される平面がブレード下面２３との間に先端稜線部２１を形成する第１先端面２６である。さらに第２切断面の一部であり、図１１中、線分ＱＲで示される平面は第１先端面２６とブレード上面２４との間に形成される第２先端面である。
なお、プリンタ２００に適用したクリーニングブレード２としては上述の手順で作成したものに限らず、その先端が図１１で示されるような形状のものとなれば、どのような手順で作成されたものでも良い。
【００６６】
次に図２６で示した従来のクリーニングブレード２と、プリンタ２００で採用したクリーニングブレード２との相違点である、図１１中の三角形ＵＱＲの領域を除去する効果について説明する。
クリーニングブレード２の先端稜線部を形成する角度θが鈍角形状とすることにより、図２５で示した先端稜線部２１が直角、つまりθ＝９０［°］のクリーニングブレード２に比べて、より低線圧で高面圧を付加する事が出来る。
その一方で、図２６で示した先端稜線部２１が鈍角、つまりθ≧９０［°］としたクリーニングブレード２の場合には、θ＝９０［°］とした場合に比べて、クリーニングブレード２と像担持体である感光体１との空隙２５が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって、空隙にトナーが堆積した場合には、図２６に示すようなブレード形状では、クリーニングブレード２と感光体１との間の空隙２５においてトナーの逃げ場がなくなり、閉じ込めらやすい。空隙２５に入るとトナーの移動方向の自由度が低くなり、クリーニングブレード２と感光体１との楔部分へ向かって移動しやすくなる。そして、塞き止められ、空隙２５に閉じ込められて、詰まった状態のトナーが徐々に押し出され、クリーニング不良が発生する。
このように、クリーニングブレード２先端と感光体１との空隙２５を鈍角形状とすることで空隙２５が小さくなり、トナーが閉じ込められやすくなることを防ぐために、図１０に示すクリーニングブレード２を適用する。すなわち、図１１中の三角形ＵＱＲに相当する領域をカットし、クリーニングブレード２の先端部と感光体１との間の空隙２５を広げた図１０に示すクリーニングブレード２を適用することで、トナーが空隙２５に閉じ込められにくくなる。これにより、空隙２５内に閉じ込められ、詰まったトナーが徐々に押し出されることに起因するクリーニング不良の発生を防止することができる。
【００６７】
ここで、カットされる三角形ＵＱＲについて説明する。
図１１に示すクリーニングブレード２は、先端稜線部２１を鈍角に形成する線分ＯＱで示される第１切断面である第１先端面２６と、線分ＱＲで示される第２切断面である第２先端面２７とによって形成される。三角形ＵＱＲ領域をカットすることによって、より効率良くトナーをクリーニングできるようにする為、第２先端面２７が次の関係を満たすようにしている。
すなわち、第２先端面２７を示す線分ＱＲが、感光体１の表面上のクリーニングブレード２との当接点０における法線Ｎよりも被クリーニング部材である感光体１の表面移動方向下流側に傾斜している。図１１では感光体１は矢印Ｄ方向であり、図中左側であるので線分ＱＲは法線Ｎよりも左に傾斜している。
なお、ここでのクリーニングブレード２の感光体１への当接条件は、初期当接角度β、食い込み量ｄ＝０とする。クリーニング時には、面圧を付加するために適宜食い込み量ｄの値を設定する。
【００６８】
このように、線分ＱＲが法線Ｎよりも左に傾斜することにより、第２先端面２７は感光体１のある図中下方ではなく、図中上方を向いた状態となる。これにより、第２先端面２７に接触したトナーは感光体１に対して離れる方向に力を受けやすく、第２先端面に接触したトナーが感光体１へ再付着しにくい。
一方、線分ＱＲが法線Ｎよりも右側に傾斜した状態の場合、第２先端面２７は感光体１のある図中下方を向いた状態となる。すると、第２先端面２７に接触したトナーは感光体１に向かう方向に力を受けやすく、第２先端面に接触したトナーが感光体１へ再付着し易い。さらに、線分ＱＲが法線Ｎよりも右側に傾斜した状態の場合、線分ＱＲを含む直線と当接点Ｏにおける感光体１の接線とが形成する角のうち、第２先端面２７を含む角が鋭角となる。すなわち第１先端面２６よりも緩やかではあるが、第２先端面２７と感光体１の表面との間の空隙もくさび型となる。感光体１の表面との空隙がくさび型であるとトナーが溜まりやすくなり、効率良くトナーを除去できない。
図１１に示すように、線分ＱＲが法線Ｎよりも左側に傾斜した状態とすることにより、線分ＱＲを含む直線と当接点Ｏにおける感光体１の接線とが形成する角のうち、第２先端面２７を含む角が鈍角となる。これにより、感光体１の表面との空隙がくさび型ではなくトナーが溜まりにくい、効率良くトナーを除去することができる。
【００６９】
さらに、図１１に示す、三角形ＱＲＵの領域のカットが、鈍角形状ブレードの特徴である低線圧、高面圧効果に影響しないようにする為に、第２切断面を示す線分ＱＲが次の関係を満たすようにしてもよい。
図中破線で示す仮想線ＶＱと、第１切断面を示す線分ＯＵとがなす角度：∠ＶＱＵと、第二切断面を示す線分ＱＲと線分ＯＵとがなす角度：∠ＲＱＵとについて、∠ＶＱＵ≧∠ＲＱＵを満たす。
つまり、ブレード上面２４と第２先端面２７との境界である図１１中の点Ｒが、被クリーニング部材である感光体の表面移動方向について法線Ｎよりも上流側、言い換えると図１１中右側になるように設定されている。
ここで、クリーニングブレード２の感光体１への当接条件を、初期当接角度β、食い込み量ｄ＝０とした時に、当接点Ｏにおける法線Ｎとブレード上面稜線の交点を点Ｖとする。クリーニング時には、面圧を付加するために適宜食い込み量ｄを設定する。
すなわち、第２切断面を示すＱＲが∠ＶＱＵ≧∠ＲＱＵを満たすことにより、第２切断面を示す線分ＱＲでカットした場合にも、当接点Ｑにおける法線方向のブレードの厚みが変化しないため、当接点Ｏに付加される面圧は、変化しない。
そして、クリーニングブレード２は、先端稜線部２１を感光体１に面圧２．０［ＭＰａ］以上で押し当てる。望ましくは、３．０［ＭＰａ］以上とする。
【００７０】
［実験２］
次に、第二切断面である第２先端面２７を設けることにより、長期によるクリーニング動作の後も、堆積したトナーによる影響を受けることなく、良好なクリーニング性能を維持することを示す実験２について説明する。
実験２では、図１２及び図１３に示す従来のブレードと図１４及び図１５に示す第二切断面を施したブレードを用いて、クリーニング性能の耐久試験を行った。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を定期的に観察した。
図１２は、クリーニングブレード２の先端稜線部２１が直角である従来の粉砕トナー用ブレード形状のブレードＡの説明図である。
図１３は、クリーニングブレード２の先端稜線部２１が鈍角である従来形状のブレードＢの説明図である。
図１４は、クリーニングブレード２の先端稜線部２１が鈍角であり、第２切断面である第２先端面２７を備えたブレードＣの説明図である。図１４（ａ）は、ブレードＣの全体図で、図１４（ｂ）はクリーニングブレード２が感光体１に当接する先端稜線部２１の近傍の拡大図である。
図１５は、クリーニングブレード２の先端稜線部２１が鈍角であり、第２切断面である第２先端面２７を備えたブレードＣよりも第１先端面２６を小さくしたブレードＤの説明図である。図１５（ａ）は、ブレードＤの全体図で、図１５（ｂ）はクリーニングブレード２が感光体１に当接する先端稜線部２１の近傍の拡大図である。
【００７１】
<実験条件>
当接圧力、面圧    ：３．０［ＭＰａ］
感光体線速        ：１８５［ｍｍ／ｓ］
ブレード当接角度β：２０［°］
ブレード材質
硬度              ：７０［°］
反発弾性          ：１１％（２３℃）
なお、実験条件では面圧を３．０［ＭＰａ］としているが、図１２で示すブレードＡでは当接圧力は、１．０［ＭＰａ］程度までしか上がらなかった。
【００７２】
この実験の結果を図１６に示す。なお、図１６におけるクリーニング性の判定は、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。（出力画像上にわずかに地汚れ発生）
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た場合。（出力画像に、筋状の異常画像、あるいは全面に地汚れ発生）
ランク２：全面に筋状に多量のトナーが残留した場合。（出力画像全面に筋状の異常画像）
ランク１：全面にトナーが残留している場合。（出力画像全面に異常画像）
【００７３】
図１６が示すように、ブレードＡでは、使用開始当初から異常画像が生じていることが分かる。これは、ブレードＡは粉砕トナーをクリーニングするためのクリーニングブレードであるため、重合法により製造された球形トナーのクリーニングには適さないためである。
ブレードＢでは、出力枚数８００００枚まではクリーニング性能を維持したが、９００００枚程度から若干の地汚れが発生し始め、１３００００枚程度で、筋状の異常画像、全面地汚れが発生した。
一方、ブレードＣは、ブレード先端を鈍角形状とするために、０．９［ｍｍ］×１．８［ｍｍ］にカットして、更に第２切断面として図１４（ｂ）に示すように線分ＱＲでカットしている。１０００００枚まではクリーニング性能を維持しており、ブレードＢに比べて、若干余裕度が向上した。
ブレードＤは１５００００枚までクリーニング性能を維持している。これは、長期に渡るクリーニング動作によって、トナーが堆積した場合にも、第２切断面ＱＲを設けることにより、ブレードと像担持体間にトナーがパッキングされることによってトナーが押し出されることはないためである。
【００７４】
プリンタ２００に適用するクリーニングブレードはブレードＣ及びブレードＤのように、クリーニングブレード２と感光体１が当接する領域を鈍角としたクリーニングブレード２において、第２先端面２７を設けている。これにより、クリーニングブレード２と感光体１とのの空隙２５に堆積するトナーが空隙２５内に閉じ込められることを防ぐことにより、クリーニング性能をさらに長く伸ばすことが出来る。
【００７５】
また、ブレードＣとブレードＤの耐久試験結果からも分かるように、第１先端面２６を小さくする（図１１において、点Ｑと点Ｏとを近くする）ことによって、長期にわたるクリーニング性能の維持に有利になる。これは、クリーニングブレード２と感光体１との空隙２５を広くすることが出来るためである。
【００７６】
プリンタ２００では、クリーニングブレード２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２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、プリンタ２００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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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１の表面を摩耗させ易くなる。
【００８０】
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１として、特殊な表面保護層を設けたものを用いている。図１７は、プリンタ２００の感光体１を示す模式図である。図１７において、感光体１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。
【００８１】
基層としての導電性支持体１ｅ上には、絶縁層である下引き層１ｄ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）１ｃ、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂが設けられている。さらにその上に表面保護層（ＦＲ）１ａが積層されている。
【００８２】
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、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、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、紙に被覆したものがある。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。
【００８３】
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１ｅ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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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１ｅ上ないし下引き層１ｄ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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
下引き層１ｄ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。
【０１０２】
この他、下引き層１ｄ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１ｄの膜厚は０〜５［μｍ］が適当である。
【０１０３】
表面保護層１ａ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。
【０１０４】
感光体１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１ｅ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る。そして、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。
【０１０５】
表面保護層１ａ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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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がある。また、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もある。さらに、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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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】
2006259466.tif 000004
【化２】
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【０１１４】
［実施例２］
図１８は、実施例２に係るプリンタのプロセスユニット１００とその周囲とを示す概略構成図である。感光体クリーニング装置１３０は、転写手段としての転写搬送ユニットを経由した後、クリーニングブレード２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としてのブラシユニット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１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１に向けた押圧するバネ１３６ｃとを有している。
【０１１５】
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１に順次摺擦させるように、感光体１との対向部でカウンター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１の表面に塗布する。
【０１１６】
ファーブラシ１３６ａを設けずに、潤滑剤固形物１３６ｂを感光体１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１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１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。
【０１１７】
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１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１の回転方向に対してカウンター方向にすることで、クリーニングブレード２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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
［変形例］
図１９は、実施例２に係るプリンタ２００のプロセスユニット１００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１００においては、クリーニングブレード２によってクリーニングされた後の感光体１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と帯電装置１１０との間に均しブレード１３７を有し、これの先端を感光体１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１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。
【０１２１】
図１８に示した構成では、クリーニングブレード２によってクリーニングされる前の感光体１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。
【０１２２】
これに対し、図１９に示した変形例では、感光体１表面に塗布した潤滑剤を均しブレード１３７によって均す。そしてその後、感光体クリーニング装置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。
【０１２３】
なお、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。
【０１２４】
これまで説明してきたプリンタ２００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２０）、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２１）としたときのＬ２／Ｌ１を求め、その平均値を円形度とする。
【０１２５】
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、これに被検試料としてのトナーを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、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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２２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。
【０１２８】
なお、実施形態１では、図１１において、第２切断面を示すＱＲが∠ＶＱＵ≧∠ＲＱＵを満たすことにより、第２切断面でカットしても、当接点Ｏに付加される面圧が変化しないようにしている。
しかし、座屈や過剰な撓みによってクリーニングブレード２が腹当りしない範囲であれば、∠ＶＱＵ≦∠ＲＱＵとなる範囲の第２切断面でカットしてもよい。∠ＶＱＵ≦∠ＲＱＵとなる範囲の第２切断面は、図１１中では第２切断面を示す線分ＲＱの点Ｒを法線Ｎとブレード上面２４とが交わる点Ｖよりも左側に設定した状態である。
クリーニングブレード２のたわみが大きくなっても腹当りが生じなければ、クリーニングブレード２が感光体１に当接する面積はほとんど変化しない。クリーニングブレード２から感光体１にかかる荷重の大きさが同じで、当接する面積も同じであれば、同じ面圧を得ることができ良好なクリーニングを行うことができる。
さらに、当接点Ｏにおける法線方向のブレードの厚みを薄くできるため、クリーニングブレード２の先端稜線部２１周辺を撓みやすくすることができる。先端稜線部２１周辺を撓みやすいと、感光体１の軸方向にうねりが生じている場合でもうねりに沿った当接を行うことが可能となり、より良好なクリーニングを行うことができる。
【０１２９】
以上、実施形態１によれば、先端稜線部２１が鈍角であることにより、先端稜線部２１が鋭角または直角の場合よりも当接面積を小さくすることができる。よって、クリーニングブレード２から被クリーニング部材である感光体１に対する荷重が同じ大きさであっても、先端稜線部が鋭角または直角の場合よりも面圧を大きくすることができる。これにより、当接する感光体１に加える荷重に対して、効率よく面圧を大きくすることができるので、効率よくトナーのすり抜けを防止することができる。
また、ブレード下面２３との境界で先端稜線部２１を形成する第１先端面２６とブレード上面２４との間に第２先端面を形成している。よって、当接部である当接点Ｏの上流側で第１先端面２６と感光体１表面との間の空隙２５に堆積するトナーの逃げ場を作ることができる。さらに、第２先端面２７が法線Ｎよりも感光体１の表面移動方向下流側に傾斜していることにより、第２先端面２７に接触したトナーは感光体１の表面から離れる方向に力を受けやすくすることができる。これらの構成により、先端稜線部２１が鈍角であっても当接点Ｏの上流側に堆積するトナーによるクリーニング不良の発生を抑制することができる。
また、クリーニングブレード２を感光体１に当接する当接部である当接点Ｏでの面圧を２．０［ＭＰａ］以上とすることにより、感光体１の表面上から球形トナーを良好に除去することができる。
特に、クリーニングブレード２を感光体１に当接する当接部である当接点Ｏでの面圧を３．０［ＭＰａ］以上とすることにより、感光体１の表面上から球形トナーをより確実に除去することができる。
また、先端稜線部２１の角度θを９５［°］以上、１４０［°］以下の範囲とすることによって、より確実に接触幅を小さくして、線圧を高めることなく、面圧を高くすることができる。
また、ブレード上面２４と第２先端面２７との境界である点Ｒが感光体１表面上の当接点Ｏでの法線Ｎよりも感光体１の表面移動方向上流側、つまり図１１中では法線Ｎよりも点Ｒが右側あり、∠ＶＱＵ≧∠ＲＱＵを満たしている。これにより、第２切断面を示す線分ＱＲでカットした場合にも、当接点Ｑにおける法線方向のブレードの厚みが変化しないため、当接点Ｏに付加される面圧は、変化せず、良好なクリーニングを行うことができる。
また、クリーニングブレード２と感光体１との感光体１の表面移動方向の当接長さを１０［μｍ］以上に設定している。１０［μｍ］以上で押し当てるので、感光体１に対してクリーニングブレード２が接触ムラを生じたり、像担持体表面の傷や突起物などの影響を受けたりして、クリーニング不良が生ずることがない。これにより、小粒で球形のトナーに対してもクリーニングを良好に行うことが出来る。
そして、クリーニングブレード２と感光体１との感光体１の表面移動方向の当接長さを４０［μｍ］以下に設定している。これにより、感光体１の摩耗が進む、感光体１の駆動トルクが増加する、またはクリーニングブレード２の摩耗が大きくなるとかなどの弊害を発生することなく、線圧を高くすることなく面圧を高くすることができる。よって、クリーニングが困難な小粒で球形のトナーのクリーニング性能を改善することができる。
特に、クリーニングブレード２と感光体１との感光体１の表面移動方向の当接長さを３０［μｍ］以下に設定してもよい。これにより、線圧を高くすることなく、より面圧を高くすることができるので、クリーニングが困難な小粒で球形のトナーのクリーニング性能をさらに改善することができる。
また、クリーニングブレード２と感光体１との当接部での線圧を０．２［Ｎ／ｃｍ］以上、１．２［Ｎ／ｃｍ］以下に設定している。これにより、小粒で球形のトナーのクリーニング性能を確保するとともに、線圧が高くなり過ぎることによる弊害をなくすことができる。
特に、クリーニングブレード２と感光体１との当接部での線圧を０．９［Ｎ／ｃｍ］以下に設定してもよい。これにより、線圧が高くなり過ぎることによる弊害の発生をより確実に防止することができる。
また、クリーニングブレード２ついて、厚さをｔ１とし、支持部材であるホルダー１３２の支持される部分と支持されていない部分との境界から先端稜線部２１までの長さをｔ２とする。このとき、ｔ２／ｔ１の値は１．７５以上、３以下となっている。図４で示すような従来の薄い短冊形状のクリーニングブレード２では、支持板であるホルダー１３２と弾性体であるクリーニングブレ−ド２との接合部分で座屈がおき、クリーニングブレード２が感光体１に腹当りしてしまう。これにより、当接部に球形トナーのクリーニングに必要な面圧を付与することが出来なかった。しかしながら、鈍角をなす先端稜線部２１までの長さｔ２と厚さｔ１が上述の関係を満たす時、鈍角形状であるクリーニングブレード２の先端稜線部２１に十分な荷重を付与することができる。
また、クリーニングブレード２の材料として、ＪＩＳ−Ａ硬度が６０［°］以上、８０［°］以下である材料を用いている。ＪＩＳ−Ａ硬度が８０［°］を超えるような硬度が高すぎる場合には、感光体１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。よって、硬度は８０［°］以下とすることが好ましい。さらに硬度が６０［°］未満である場合には、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。
また、クリーニングブレード２の材料として、温度が２３［℃］であるときの反発弾性を３０［％］以下である材料を用いている。これにより、クリーニングブレード２のステックスリップを防止し、クリーニングブレード２の摩耗を抑制しながら、低線圧で高面圧なクリーニング構成を得ることができる。
また、プリンタ２００ではトナーとして、平均円形度が０．９８以上の重合トナーを用いることにより、より高解像度の画像を形成することができる。そして、この重合トナーのクリーニングにクリーニングブレード２を用いることにより、除去が困難である重合トナーを良好にクリーニングすることができる。
また、クリーニングブレード２を備えた感光体クリーニング装置１３０と被クリーニング部材である感光体１とを有するプロセスユニット１００が画像形成装置であるプリンタ２００本体に対しいて着脱可能となっている。これにより、小粒で球形のトナーを確実にクリーニングすることができ、低線圧で高面圧なクリーニング構成を有するプロセスユニット１００を提供することができる。さらに、プロセスユニット１００を構成することにより、交換、修理、補給等のメンテナンスを容易とし、かつプリンタ２００本体の小型化を図ることができる。
また、画像形成装置本体であるプリンタ２００が、クリーニングブレード２を備えた感光体クリーニング装置１３０を有することにより、低線圧で高面圧なクリーニング構成を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
また、感光体１に、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ることにより、感光体１の耐磨耗性を向上することができる。
また、感光体１に、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ることにより、感光体１の耐磨耗性を向上することができる。
さらに、バインダー樹脂の構造中に電荷輸送層を設けることにより、感光体１の電気的安定性を高めることができる。
また、感光体１に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段としてのブラシユニット１３６を備えることにより、感光体１の膜削れを少なくして、耐久性を向上させることができる。
【０１３０】
［実施形態２］
実施形態１では、本発明の特徴部を、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１の転写残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置１３０に適用したプリンタ２００について説明した。しかし、本発明の特徴を備えたクリーニング装置としては感光体クリーニング装置に限るものではない。
以下、実施形態２として、本発明の特徴を備えたクリーニング装置を、被クリーニング部材として帯電無端移動体である帯電ローラ１１１の表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置に適用した構成について説明する。
なお、実施形態２は帯電装置１１０がクリーニング装置を備えた点以外は、実施形態１と共通するので、共通する点については説明を省略する。
【０１３１】
図２３は、実施形態２に係る帯電装置１１０の概略構成図である。図に示すように帯電装置１１０は帯電ローラ１１１に付着したトナーを除去する帯電ローラクリーニング装置１１７を備えている。帯電ローラクリーニング装置１１７は、帯電除去ケーシング１１３、支持部材としてのホルダー１３２、弾性体クリーニングブレードとしてのクリーニングブレード２、帯電除去回収スクリュ１１４などを有している。
【０１３２】
感光体１上に付着した転写残トナーのうち、感光体クリーニング装置１３０で除去仕切れなかったトナーは帯電領域である帯電ローラ１１１との対向部に到達する。帯電ローラ１１１は感光体１に対して近接または接触して帯電を行っているため、帯電領域に到達したトナーの中には帯電ローラ１１１に付着するものもある。
帯電領域において帯電ローラ１１１に付着したトナーは帯電ローラクリーニング装置１１７のクリーニングブレード２によって、帯電ローラ表面から除去される。
【０１３３】
帯電ローラクリーニング装置１１７のクリーニングブレード２として、感光体クリーニング装置１３０に適用したクリーニングブレード２と同様のものを用いる。これにより、帯電ローラ１１１に付着した転写残トナーを良好に除去することができる。
帯電ローラ１１１付着した転写残トナーを良好に除去できることにより、実施形態１のようにトナー付着防止のために非接触型とする必要がなく、接触型の帯電ローラ１１１を採用することができる。
なお、プロセスユニットとしての帯電装置１１０は、少なくとも帯電ローラクリーニング装置１１７と帯電ローラ１１１とを一体として、プリンタ２００本体から着脱可能な構成となっている。
【０１３４】
［実施形態３］
次に、実施形態３として、本発明の特徴を備えたクリーニング装置を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中間転写体クリーニング装置に適用した構成について説明する。
【０１３５】
図２４は、実施形態３にかかる中間転写体としての中間転写ベルト２１０を備えた中間転写ユニット３００とその周囲構成とを示す概略構成図である。なお、この中間転写ユニット３００は、上述のプリンタ２００とは異なる公知の画像形成装置に適用されるものである。
中間転写ユニット３００は、中間転写ベルト２１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ２１４、駆動ローラ２１５、２次転写バックアップローラ２１６、４つの中間転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、３つの接地ローラ７４なども有している。
【０１３６】
中間転写ベルト２１０は、張架ローラ２１４を含む１０本のローラによっ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２１５の回転により図中時計回りに無端移動せしめられる。４つの中間転写バイアスローラ６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれ中間転写ベルト２１０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中間転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト２１０をそのベース層側から感光体１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト２１０上に中間転写される。このＹトナー像の上には、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体１Ｃ、Ｍ、Ｋ上に形成されたＣ、Ｍ、Ｋトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。この重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト２１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【０１３７】
中間転写ベルト２１０において、各中間転写ニップの間に位置する部分には、それぞれ内側から接地ローラ７４が当接している。これら接地ローラ７４は、導電性の材料で構成されている。そして、各中間転写ニップで中間転写バイアスローラ６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋからベルトに伝わった中間転写バイアスによる電流を、他の中間転写ニップやプロセスカートリッジにリークさせるのを阻止している。
【０１３８】
中間転写ベルト２１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の２次転写ニップで図示しない転写紙に２次転写される。２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト２１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ２１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０のクリーニングブレード２によってクリーニングされる。
【０１３９】
ベルトクリーニング装置９０のクリーニングブレード２として、プリンタ２００に適用したクリーニングブレード２と同様のものを用いることにより、中間転写ベルト２１０に残留した転写残トナーを良好に除去することができる。
特に、中間転写ベルト２１０のように複数色のトナーを担持する中間転写体においては、転写残トナーが良好に除去されることにより、異なる色の転写残トナーが感光体１に付着することによる混色の発生を防止することができる。
なお、プロセスユニットとしての中間転写ユニット３００は、少なくともベルトクリーニング装置９０と中間転写ベルト２１０とを一体として、不図示に画像形成装置本体から着脱可能な構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】実施形態１に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるプロセスユニットを示す概略構成図。
【図３】同プロセスユニットにおける帯電装置を感光体とともに示す概略構成図。
【図４】従来のホルダー及びクリーニングブレードを示す概略図。
【図５】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６】図５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７】肉厚部を有するクリーニングブレードとホルダーとを示す概略説明図。
【図８】同クリーニングブレードの先端部を示す拡大図。
【図９】同クリーニングブレードの圧力分布図。
【図１０】実施形態１に係るプリンタのクリーニングブレード概略図。（ａ）は全体図、（ｂ）は先端近傍の拡大図。
【図１１】同クリーニングブレードの先端部を示す拡大説明図。
【図１２】実験２で用いた粉砕トナー要ブレード形状のブレードＡの概略図。
【図１３】実験２で用いた先端稜線部が鈍角である従来形状のブレードＢの概略図。
【図１４】実験２で用いた実施形態１の特徴部を有するブレードＣの概略図。（ａ）はブレード全体図、（ｂ）は先端部近傍の拡大図。
【図１５】実験２で用いた実施形態１の特徴部を有し、ブレードＣよりも第１先端面が小さい形状のブレードＤの概略図。（ａ）はブレード全体図、（ｂ）は先端部近傍の拡大図。
【図１６】実験２の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１７】感光体の断面を示す模式図。
【図１８】実施例２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１９】変形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２０】トナーの投影像の外周長を説明する模式図。
【図２１】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２２】トナーの粒径分布を示すグラフ。
【図２３】実施形態２に係る帯電装置の概略構成図。
【図２４】実施形態３に係る中間転写ユニットとその周囲とを示す概略構成図。
【図２５】先端稜線部が直角である従来のクリーニングブレードの説明図。（ａ）はブレード全体図、（ｂ）は先端部近傍の拡大図。
【図２６】先端稜線部が鈍角である従来のクリーニングブレードの説明図。（ａ）はブレード全体図、（ｂ）は先端部近傍の拡大図。
【符号の説明】
【０１４１】
１        感光体
２        クリーニングブレード
２ａ      肉厚部
１０      給紙カセット
２０      搬送ローラ対
２１      先端稜線部
２２      ブレード先端面
２３      ブレード下面
２４      ブレード上面
２５      空隙
２６      第１先端面
２７      第２先端面
３０      記録体搬送路
３１      レジストローラ対
４０      転写搬送ユニット
４１      搬送ベルト
４２      搬送ベルト駆動ローラ
４３      記録体転写バイアスローラ
４４      搬送ベルトクリーニング装置
４４ａ    ファーブラシ
５０      定着装置
６０      排紙ローラ対
１００    プロセスユニット
１０１    光書込ユニット
１１０    帯電装置
１１１    帯電ローラ
１１１ａ  軸部
１１１ｂ  ローラ部
１１２    スペーサ
１１３    帯電除去ケーシング
１１４    帯電除去回収スクリュ
１１５    スプリング
１１６    電源
１１７    帯電ローラクリーニング装置
１１８    供給搬送スクリュ
１１９    現像剤供給部
１２０    現像装置
１２１    現像ケーシング
１２２    現像部
１２３    現像剤攪拌部
１２４    現像スリーブ
１２５    ドクターブレード
１２６    マグネットローラ
１２７    攪拌搬送スクリュ
１２８    Ｔセンサ
１２９    仕切壁
１３０    感光体クリーニング装置
１３１    感光体除去ケーシング
１３２    ホルダー
１３４    回収スクリュ
１３６    ブラシユニット
１３６ａ  ファーブラシ
１４０    除電器
２００    プリンタ
３００    中間転写ユニット
Ｐ        転写紙
【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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【図２６】
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