(57)【要約】【課題】像坦持体の劣化及びトナーによるフィルミング等により像坦持体とクリーニングブレードとの間の滑り性が著しく低下し易い画像形成装置においても、ブレードのビビリ（異常振動）やすり抜け、捲れを防ぐこと。【解決手段】トナー像を直接的又は間接的に担持する像担持体と、導電性部材に転写バイアスを印加して前記トナー像を転写するための転写手段及びパッチ濃度検知システムにより像坦持体上に形成したパッチ像濃度で濃度制御を行うトナー像形成手段と、前記担持体表面及び前記導電性部材の残トナーをクリーニングする手段を有し、前記クリーニング手段はカウンターブレード方式である画像形成装置において、ブレードは熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンから成り、該ブレードの像坦持体と接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４連ドラム方式のフルカラー画像形成装置で、像担持体が担持したトナー像を記録材に転写して、画像を形成する画像形成装置で、前記トナー像を直接的又は間接的に担持する像担持体と、導電性部材に転写バイアスを印加して前記トナー像を転写するための転写手段及びパッチ濃度検知システムにより像坦持体上に形成したパッチ像濃度で濃度制御を行うトナー像形成手段と、前記担持体表面及び前記導電性部材の残トナーをクリーニングする手段を有し、前記クリーニング手段はカウンターブレード方式である画像形成装置において、
ブレードは熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンから成り、該ブレードの像坦持体と接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記４連ドラムの連なるステーションの内のブラックステーションにおけるクリーニングブレードのみが熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンから成り、該ブレードの像坦持体と接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニングブレードの少なくとも像坦持体上のパッチ像形成位置に対応する部分にのみイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、複写機、プリンタ、Ｆａｘといった出力端末を全て兼ね備えた複合機が市場で広く受け入れられるようになってきている。このようなネットワーク対応の出力端末として電子写真システムが広く受け入れられてきているが、大きな問題の１つとして本体のＤｕｔｙＣｙｃｌｅが挙げられてきている。ここで、ＤｕｔｙＣｙｃｌｅとはサービスマンメンテなしで本体が正常に稼動し続ける限界枚数のことであるが、このここで、ＤｕｔｙＣの最大の律速となっている１つに感光ドラムの寿命が挙げられている。
【０００３】
又、エコロジーの観点から廃棄物をなくす、即ち消耗品を減らすこと、消耗品の寿命を延ばすこと、信頼性を上げることが絶対的課題となってきている。従来のアナログの装置からデジタル化が進み、本体コストはアナログ等価若しくはそれ以下にすることも絶対的課題となってきている。
【０００４】
更に、近年では複写機やプリンタでは、従来白黒機が主流であったが、オフィスにおいても原稿若しくは出力ファイルのフルカラー化が急増している。前記アナログ等価デジタル機というばかりか、本体コスト並びにランニングコスト白黒等価フルカラープリンタが絶対的課題となってきている。そのためには、ＴＣＯ（ユーザーから見た全体の必要費用）を画期的に下げることが可能な技術が望まれている。
【０００５】
このような状況の中で、近年複数の感光体と、記録材を担持搬送する転写ベルトを備え、この転写ベルトに担持された記録材にそれぞれの感光体に形成された異なる色のトナー像を順次重ねて転写することによってカラー画像を得るカラー画像形成装置、４連ドラム方式のカラー画像形成装置が主流となってきている。  
像担持体表面に形成した可転写トナー像を、紙を主とする転写剤に転写する工程を繰り返す画像形成装置においては、転写の際、転写材に転移せず像担持体に残る残留トナーをその都度充分に除去することが必須である。
【０００６】
このため、クリーニング手段としては、従来から幾多の提案がなされているが、ウレタンゴム等の弾性材料から成るクリーニングブレードによって前記残留トナーを掻き落とすようなものが、その構成が簡単でコンパクトで低コストであり、しかも、トナー除去機能も優れているので広く実用化されている。クリーニングブレードのゴム材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性に卓越しているウレタンゴムが一般的に使われている。
【０００７】
又、高画質複写機においては、使用環境での温度、湿度条件や各画像形成部の使用度合いによって画像濃度が変動する。このような画像濃度変動を補正するために、従来では以下に述べるような画像濃度制御が行われており、像坦持体上に各色の濃度検出用パターントナー像（濃度パッチ）を形成し、これを濃度検知センサで検知して、画像形成条件（電帯バイアス、現像バイアス、露光光量（レーザパワー）等）にフィードバックすることによって、各色の最大濃度、ハーフトーン階調特性を調整するようにしている。この画像濃度制御は、各色の最大濃度を一定に保つことと、ハーフトーン階調特性を画像信号に対してリニアに保つことを目的としており、最大濃度の制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと同時に、トナーの載り過ぎによる色重ねした文字の飛び散りや定着不良を防止する意味も大きい。
【０００８】
しかし、このようなパッチ濃度制御は高画質な画像を保つためには非常に良好な手段であるが、対パッチが打たれる像坦持体に関して言うと、その表面状態の変化への影響は多大である。即ち、像坦持体上のパッチが打たれた位置においては、パッチが打たれていない位置よりもトナー像が多く形成されるため、像坦持体上の劣化及び像坦持体上への付着（フィルミング）が発生し易い。
【０００９】
従って、パッチ像形成部における像坦持体のクリーニングブレードとの間の滑り性が悪化し、該パッチ像形成部起点によるクリーニングブレードの捲れ、ビビリ（異常振動）、トナーのすり抜け等の問題が発生し易くなっている。特に、４つのステーションの内、ブラックステーションに関しては、現像剤中のキャリアとトナーの色が似通っているので、多色のように現像器内に設置されたトナー濃度センサーにより、現像器内の現像剤のトナー濃度を反射光量で検知して制御するといった手段を設けるとことができない。
【００１０】
従って、ブラックステーションでは前記パッチ濃度検知手段で濃度を制御するしかなく、多色ステーションよりもパッチの像形成回数を増やして濃度制御の回数を増やさなくては濃度を安定に保つことができないので、像坦持体の劣化、フィルミング等によるブレードのビビリや捲れ等の問題はより深刻である。このようなことから、像担持体の良好なクリーニングが行えるように、ブレードとドラムの間の滑り性をブレード側で確保すべく、クリーニングブレードにナイロンをコートしてブレードエッジを高硬度化する及びブレードに潤滑剤を塗布する等の方法が採られてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、クリーニングブレードにナイロンをコートしたものは、ブレードエッジがナイロン質となるため、ポリウレタンの有するドラムとの親和性が奪われ、逆にトナーを長手方向均一に堰止めることはできず、トナーのすり抜けが発生し易いという弊害を招いてしまった。又、クリーニングブレードに潤滑剤を塗布する等の方法はサービスマンの手を煩わせることになり、又、コストも掛かることになる。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、像坦持体の劣化及びトナーによるフィルミング等により像坦持体とクリーニングブレードとの間の滑り性が著しく低下し易い画像形成装置においても、該ブレードのビビリ（異常振動）やすり抜け、捲れをブレードに潤滑剤を塗布することなく、軽減できる新規ブレードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、４連ドラム方式のフルカラー画像形成装置で、像担持体が担持したトナー像を記録材に転写して、画像を形成する画像形成装置で、前記トナー像を直接的又は間接的に担持する像担持体と、導電性部材に転写バイアスを印加して前記トナー像を転写するための転写手段及びパッチ濃度検知システムにより像坦持体上に形成したパッチ像濃度で濃度制御を行うトナー像形成手段と、前記担持体表面及び前記導電性部材の残トナーをクリーニングする手段を有し、前記クリーニング手段はカウンターブレード方式である画像形成装置において、ブレードは熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンから成り、該ブレードの像坦持体と接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記４連ドラムの連なるステーションの内のブラックステーションにおけるクリーニングブレードのみが熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンから成り、該ブレードの像坦持体と接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記クリーニングブレードの少なくとも像坦持体上のパッチ像形成位置に対応する部分にのみイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したものを使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クリーニングブレードはイソシアネート化合物を含浸させ、その一部を架橋反応させ、硬化層を形成させるという非常に安価で、ブレードエッジの真直度の精度を取るのも容易な処理方法で製造できる。
【００１７】
そして、あくまでも、本発明で使用しているブレードは熱可塑性及び熱硬化性ポリウレタンを母体とし、それにイソシアネート化合物を含浸させているだけなので、ナイロンをコートしたようなブレードとは違い、硬化処理を施した部分もウレタンゴムの性質を維持しているので、担持体との親和性はウレタンゴムと同様に維持されている。従って、該ブレードからのトナーのすり抜けも発生しにくいという効果を有する。又、その結果、電子写真装置の信頼性を大きく向上させることと、且つ、電子写真装置のプロダクティビティーが画期的に飛躍しても対応可能なクリーニング装置を有している電子写真装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は複写装置の全体構成を示す断面説明図である。
【００２０】
先ず、図１を参照してカラー電子写真複写装置の概略構成について説明すると、装置本体１の内部には、プロセス手段を内蔵する画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが横方向に配置されており、各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの下部にはベルト駆動ローラ１３，１４，１５に無端状の転写ベルト１３０が掛け渡されている。
【００２１】
上記転写ベルト１３０は、図示しない駆動モーターによりベルト駆動ローラ１３を矢印方向に回転させることにより回転させる。１０はカセットであって、被記録材である記録シートＰを収納しており、上記カセット１０内に収納された記録シートＰは、最上側より給送される。そして、レジストローラ対７によって斜行が補正されるとともに、前記画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄと同期取りを行って転写ベルト１３０上に搬送する。１２は上記記録シートＰをレジストローラ対より転写ベルト１３０に導くための搬送ガイドである。
【００２２】
次に、上記画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの構成を説明すると、像担持体である感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、その周囲にプロセス手段を構成する一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、クリーニング装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、前露光光源１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄがそれぞれ設けられている。又、上記感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上方には、レーザービームスキャナーが設けられている。
【００２３】
上記一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを露光するに先立って、ドラム表面を均一に帯電するものであり、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、露光されてドラム表面に形成された静電潜像にブラック、マゼンタ、イエロー、シアンの各色トナーを付着させて可視像化するものである。
【００２４】
又、転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに形成されたトナー像を記録シートＰに転写させるものであり、クリーニング装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは画像転写後にドラム面に付着している残留トナーを除去するものである。前露光光源１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄは、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面電位を除電するものであり、レーザービームスキャナーは半導体レーザー、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有し、電気デジタル画像信号の入力を受けてその信号に対応して変調されたレーザービームを感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線方向に照射して露光するものである。
【００２５】
３２は転写ベルト１３０上を搬送されてきた記録シートＰを分離するための分離帯電器であり、９は記録シートＰに転写された転写画像を定着させるための定着器であって、内部にヒータ等の加熱手段を有する定着ローラ５１とこれに圧接する加圧ローラ５２を有している。６３は装置外に排出された記録シートＰを積載するための排出トレイである。
【００２６】
次に、画像形成動作について説明すると、画像形成作業開始信号が装置本体に入力されると、感光ドラム３ａは矢印の方向に回転し始め、一次帯電器２ａによって一様に帯電され、レーザービームスキャナーによって原稿画像のブラック成分に対応する画像信号によって変調されたレーザー光がドラム面に照射されて静電潜像が形成される（露光）。次に、現像器１ａによってブラック色のトナーが供給されて前記潜像を可視像化したトナー像が形成される。
【００２７】
一方、カセット１０に収納された記録シートＰは、給送され、一時的に停止しているレジストローラ対によって斜行が補正された後、前記感光ドラム３ａに形成されたトナー像とのタイミングを取って、転写ベルト１３０上に搬送される。上記転写ベルト１３０に送り込まれた記録シートＰは、画像形成部Ｐａの転写部で転写帯電器２４ａによって転写帯電が行われて、トナー像が記録シートＰに転写される。上記工程が画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいても同様に行われ、マゼンタ色トナー像、イエロー色トナー像、シアン色トナー像が順次記録シートＰに転写される。
【００２８】
画像転写が終了した記録シートＰは、転写ベルト１３０の左端部で分離帯電器３２によってＡＣ除電を受けながら転写ベルト１３０より分離され定着器９に搬送される。そして、上記定着器９によって画像定着が行われた記録シートＰは、装置外の排出トレイ６３に排出される。
【００２９】
尚、本実施の形態に係る電子写真複写機における最大画像幅はＡ４横の約２９０ｍｍであり、ドラム周速は２００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３０】
ところで、上記感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、導電性基材とその上に被覆された電荷発生層と更に、その上に被覆された電荷輸送層、又更にその上に被覆されたテフロンを含有した離型性層を備えている。
【００３１】
次に、図１に従って本発明のクリーニング装置について説明する。
【００３２】
クリーニング装置４のクリーニング容器には、前記感光ドラム３の表面に当接されたクリーニングブレード２０が保持されている。
【００３３】
クリーニングブレードの自由長は８ｍｍである。クリーニングブレード２０ａは、ウレタンを主体とした弾性ブレードで、該レード表面の記記録坦持体に接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応して硬化層を形成したものを使用した。該ブレードの製法として、熱硬化性ポリエステル系ポリウレタンより製造した硬度ＪＩＳ７７度のクリーニングブレードを、図３ように処理するウレタン中の水分を抜くため真空乾燥（Ｉ）し、８０℃のＭＤＩ浴に３０分間浸漬（II）し、余分なイソシアネートを拭き取り、常温で５日間放置（III ）したものを用いた。
【００３４】
前露光１１３としては、６６０ｎｍのピーク波長を主体とした発光ダイオード（素子ＧａＡｌＡｓ）を用いピーク波長の１／２になる半値幅は約２５ｎｍであり、露光量としては、２０μＪ／ｃｍ2である。前露光１１３から図示していない一次帯電器までは約５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３５】
定着装置９は、定着ローラ５１、加圧ローラ５２と、その各々をクリーニングする耐熱性クリーニング部材５４，５５と、ローラ５１，５２内に設置されたローラ加熱ヒータ５６，５７と、定着ローラ５１にジメチルシリコーンオイル等の離型剤オイルを塗布する塗布ローラ５０と、そのオイルの溜め５３と、加圧ローラ５２表面の温度を検知して定着温度を制御するサーミスタ５８とから成っている。４色のトナー像を転写された記録材Ｐは、この定着装置により、トナー像の混色及び記録材Ｐへの固定が行われて、フルカラーのコピー画像が形成される。
【００３６】
ところで、カラー用トナーの特性としては、先ず、二成分系現像剤としては、懸濁重合法により作製した重合トナーと、重合法により作製した樹脂磁性キャリアとの混合物を使用した。得られた現像剤のＴ／Ｄ比は８％であった。磁性キャリアとしては、１キロエルステッドの磁界中の磁化量が１００ｅｍｕ／ｃｍ3であり、且つ、個数平均粒径が４０μｍであって、更に比抵抗が１０13Ω・ｃｍのものを使用した。又、非磁性重合トナーは、トナーは粉砕法によって製造された粉砕トナーであって、重量平均粒径が８μｍであって、比重が１．０５ｇ／ｃｍ3の単位質量当たりの平均電荷量が２５μｃ／ｇであるトナーを用いた。
【００３７】
又、本画像形成装置は濃度制御方法として、パッチ濃度検知を行っている。即ち、前記画像形成装置の像坦持体上に各色の濃度検出用パターントナー像（濃度パッチ）を形成し、これを濃度検知センサで検知して、画像形成条件（電帯バイアス、現像バイアス、露光光量（レーザパワー）等）にフィードバックすることによって、各色の最大濃度、ハーフトーン階調特性を調整するようにしている。前記濃度検知センサは、濃度パッチを発光部（不図示）から発せられる光で照射し、その反射光の光強度を受光部（不図示）で検知する。受光部で検知された反射光強度の信号はＡ／Ｄ変換された後に制御装置（不図示）で入力され、画像形成条件にフィードバックされる。
【００３８】
一方、ハーフトーンの階調制御は、電子写真特有の非線形的な入出力特性（γ特性）によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行っている。
【実施例１】
【００３９】
前記４連ドラム方式の画像形成装置を用いて、イソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したブレードを使用した状態において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。像坦持体のパッチ像を多く形成した部分では、表面にフィルミングが発生し、滑り性が低下してきてしまったが、該像担持体上のクリーニングブレードをポリウレタンから成り、前記記録坦持体に接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、硬化反応させ硬化層を形成したブレードにしたことにより、１０万枚目の画像は非常に良好であった。
【実施例２】
【００４０】
前記４連ドラム方式の画像形成装置を用いて、ブラックステーションのみにイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したブレードを使用した状態において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。ブラックステーションは濃度制御を安定化させるため他のステーションよりパッチの打つ回数を多くしているので、ブラックステーションの像坦持体表面には特にフィルミングが発生し易く、滑り性がかなり低下してきてしまったが、該像担持体上のクリーニングブレードをポリウレタンから成り、前記記録坦持体に接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、硬化反応させ硬化層を形成したブレードにしたことにより、１０万枚目の画像は非常に良好であった。
【実施例３】
【００４１】
前記４連ドラム方式の画像形成装置を用いて、像坦持体上に形成したパッチ像に対応した位置にのみイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したブレードを使用した状態において、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。像坦持体のパッチ像を多く形成した部分では、表面にフィルミングが発生し、滑り性が低下してきてしまったが、パッチ像に対応する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、硬化反応させ硬化層を形成したブレードにしたことにより、１０万枚目の画像は非常に良好であった。
＜比較例１＞
実施例１との比較として、前記４連ドラム方式の画像形成装置を用いて、該像坦持体のクリーニングに使用するクリーニングブレードをイソシアネート化合物により硬化処理されていない通常のポリウレタン材質でＪＩＳ硬度７７度のブレードに変更することにより、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを１枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。その結果、該像坦持体のパッチ像形成部と該クリーニングブレードとの間の滑り性が悪化し、４万枚目で該ブレードのビビリが発生した。 
＜比較例２＞
実施例１との比較として、前記４連ドラム方式の画像形成装置を用いて、該像担持体クリーニング装置のクリーニングブレードをイソシアネートを含浸、硬化反応させたブレードから従来のポリウレタンのブレードにフッ化カーボンを分散させたナイロンをコートしたブレードに変更し、常温、常湿環境下、画像被覆率１０％のコピーを２枚間欠で１０万枚コピーの実写テストを行い、１０万枚目に得られた画像を目視により評価した。その結果、ナイロンコートブレードでは、該ブレードと該像担持体の間の滑り性は確保できたが、イソシアネートを含浸、硬化反応させたブレードのようにウレタン質特有の像担持体との親和性が得られず、２万枚目で該ナイロンコートブレードからのトナーのすり抜けが発生した。
【００４２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】請求項１〜３記載の像担持体クリーニング手段を有す４連ドラム方式のカラー電子写真複写装置の概略図である。
【図２】パッチ濃度制御におけるパッチ像を像坦持体に作像するシーケンスを示す図である。
【図３】熱可塑性又は熱硬化性ポリウレタンから成り、表面の少なくとも記録坦持体に接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後、架橋反応させ硬化層を形成したクリーニングブレードの製法を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ａ〜１ｄ    現像器
２ａ〜２ｄ    一次帯電器
３ａ〜３ｄ    感光ドラム
４ａ〜４ｄ    クリーニング装置
７        レジストローラ対
９        定着器
１３〜１５    ベルト駆動ローラ
２４ａ〜２４ｄ  転写帯電器
１３０      転写ベルト
Ｐ        記録シート
Ｐａ〜Ｐｄ    画像形成部
【図１】
2005316090.tif 000004
【図２】
2005316090.tif 000005
【図３】
2005316090.tif 000006