(57)【要約】【目的】  感光ドラム、クリーニングブレードの寿命を延ばす【解決手段】  磁気ブラシ帯電器は帯電性能に優れ、オゾンレス、及び感光ドラム１の平滑化、融着物除去に効果がある。しかし、平滑化作用により、感光ドラム１とクリーニング７１のエッジ部７１ｃとの間には、トナーなどの潤滑剤が少なくなり、エッジ部７１ｃの摩擦力が増し、トナーのびびり抜けが多くなる。そこで、少なくともエッジ部７１ｃに、潤滑作用を有する無機微粒子を含有させる。これにより、エッジ部７１ｃの硬度は上昇して感光ドラム１表面の凹凸に対する追従性は低下するが、感光ドラム１表面が平滑なため、十分なクリーニング性を確保できる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、電圧が印加された導電性微粒子で前記像担持体表面を摺擦することにより前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像とトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、トナー像転写後の前記像担持体表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング手段は、弾性体を基材とする板状のクリーニングブレードを有し、
前記クリーニングブレードのうちの、少なくとも前記像担持体表面に当接されるエッジ部に、潤滑作用を有する無機微粒子が含有されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングブレードは、前記弾性体としてのウレタンを基材としたゴムブレードであり、前記無機微粒子を表面に一部突出させている、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記無機微粒子が、フッ化カーボン，酸化セリウム，酸化チタン，シリカ，トスパールのうち少なくとも１種類、又は２種類以上の混合物である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、電圧が印加された導電性微粒子で前記像担持体表面を摺擦することにより前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像とトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、トナー像転写後の前記像担持体表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング手段は、弾性体を基材とする板状のクリーニングブレードを有し、
前記クリーニングブレードのうちの、少なくとも前記像担持体表面に当接されるエッジ部に、イソシアネート化合物で表面処理された硬化層を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記導電性微粒子は、前記帯電手段によって磁気的に拘束された磁性体である、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記導電性微粒子は、前記像担持体表面を摺擦することで前記像担持体表面を平滑化する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、表面に体積抵抗率が１０９〜１０１４Ω・ｃｍの材料からなる表面層を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記表面層は、非晶質のシリコンを有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧が印加された磁性粒子の摺擦によって像担持体表面を帯電するとともに、像担持体表面に残った残留トナーをクリーニングブレードによって除去する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１．画像形成装置
電子写真プロセス利用の複写機・レーザビームプリンタ等の画像形成装置は基本的には、第１の像担持体として回転ドラム型を一般的とする電子写真感光体（感光体）と、この感光体の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる帯電手段（帯電器）と、感光体の帯電処理面に静電潜像を形成させる画像露光手段（露光装置）と静電潜像をトナー像として現像する現像手段（現像装置）と、このトナー像を感光体表面から第２の像担持体（記録媒体）としての記録材に転写させる転写手段（転写帯電器）と、記録材側に転写させたトナー像を永久固着像として定着させる定着手段（定着器）と、記録材側へのトナー像転写後の感光体表面の残留トナーを除去して感光体表面を清掃するクリーニング手段（クリーニング装置）とを備えている。定着器で定着処理された記録材が画像形成物（コピー、プリント）として排出される。クリーニング装置で清掃された感光体は繰り返して画像形成に供される。
【０００３】
２．接触帯電手段
感光体の表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる帯電器としては、従来、コロナ帯電器が利用されてきた。コロナ帯電器は、感光体（被帯電体）表面に非接触に対向配設され、高圧が印加された際に発生するコロナシャワーで感光体表面を曝して感光体表面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【０００４】
近年はこれに代わって、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、被帯電体としての感光体に、ローラ型（帯電ローラ）、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等の導電性帯電部材に所定の帯電バイアスを印加して感光体表面を所定の極性・電位に帯電させるものであり、コロナ帯電器に比べて、低オゾン、低電力等の有利性がある。
【０００５】
ところが、このような接触帯電装置においても、その本質的な帯電機構は、接触帯電部材から感光体への放電現象を用いているため、接触帯電部材に印加する電圧は感光体表面電位以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生する。
【０００６】
また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行なった場合には、さらなるオゾンの発生があり、またＡＣ電圧の電界による接触帯電部材と感光体との振動騒音（ＡＣ帯電音）の発生等が顕著になり、新たな問題点となっていた。
【０００７】
［直接注入帯電］
上述の接触帯電装置における振動騒音の発生を防止する機構として、直接注入帯電機構が提案されている。直接注入帯電機構に関して、一連の接触帯電部材のさまざまな改善といった進み方の中で、特許文献１には、磁性体と磁性粒子（ま又は粉体）からなる磁気ブラシ状粒子の接触帯電部材が感光体に接触、帯電を付与する機構が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２には、導電性の繊維からなるファーを用いたファーブラシ状の接触帯電部材が感光体に接触、帯電を付与する機構の新方式が提案されている。
【０００９】
接触注入帯電は、放電現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみである。したがって、オゾンの発生のない、オゾンレス・低電力の帯電方式である。また電荷を直接注入するために、表面電位は印加した電圧に対して等価であり、帯電開始電圧Ｖｔｈは現れない。このためＤＣ電圧を印加した場合でも、湿度などの環境の変動に対して変化せず、安定した帯電が可能となる。
【００１０】
またその一方で、帯電部材が感光体表面に接触した領域のみに電荷が注入するという特性から、帯電部材と感光体表面の接触確率が帯電能力を左右する。接触確率が低くて（接触が不十分で）、未帯電領域が多い場合、帯電器に印加した電圧に感光体表面電位が達する前に帯電が終了してしまうことになる。高い接触確率が均一に得られる帯電方法としては、磁気ブラシ帯電や導電性の弾性ローラに導電性の微粒子を付着させて、弾性ローラ表面と感光体を微粒子を介在させて帯電する方法などが挙げられる。前者は一般的にマグネットローラを内包したスリーブ（現像ローラ）表面に導電性磁性粒子を磁気的に拘束して、スリーブを回転させることにより、感光体表面との接触確率を高めつつ帯電を行なうものである。
【００１１】
後者は、導電性のスポンジなどから形成されたスポンジローラ上に導電性の微粒子を付着させ、感光体表面に粒子を介在させることにより感光体との摩擦抵抗を減らして感光体と速度差を設けることを可能とし、速度差と粒子の介在により感光体との接触確率を向上させるものである。
【００１２】
３．感光体
［アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感光体］
電子写真装置において、感光体における感光層を形成する光導電材料としては、高感度で、ＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）］が高く、照射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有する点、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有する点、使用時において人体に対して無害である点、等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置内に組み込まれる電子写真装置用の感光体の場合には、大量に、かつ長期にわたり複写に供されることを考えると、画質、画像濃度の長期安定性も重要な点である。
【００１３】
このような点に優れた性質を示す光導電材料に、水素化アモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ」という。）があり、例えば、特許文献３には電子写真装置用感光体としての応用が記載されている。
【００１４】
このような電子写真装置用の感光体は、一般的には、導電性支持体を５０〜４００℃に加熱し、この導電性支持体上に真空蒸着法，スパッタリング法，イオンプレーティング法，熱ＣＤ法，光ＣＤ法，プラズマＣＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成する。なかでもプラズマＣＤ法、すなわち原料ガスを直流、又は高周波若しくはマイクロ波グロー放電によって分解し、導電性支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして実用に付されている。
【００１５】
これらの技術により、電子写真装置用の感光体の電気的，光学的，光導電的特性，及び使用環境特性が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【００１６】
また、アモルファスシリコン感光体は注入帯電方式に対しても良好な帯電性を示す。
【００１７】
４．クリーニング手段
感光体表面に残留するトナーを感光体表面から除去するためのクリーニング部材として、ウレタンゴム等の弾性材からなるクリーニングブレードが、その構成が簡単で小型でありコスト面からも有利であることから、残留トナーのクリーニング手段として従来から広く実用されている。
【００１８】
このようなクリーニングブレードは、感光体の回転に伴って移動する感光体表面に対して、その移動方向に対抗するような方向（カウンタ方向）からエッジ部を圧接させるものが多い。このため、エッジ部には感光体との間に大きい摩擦力が発生する。
【００１９】
しかし感光体表面の画像領域には若干の残留トナーが存在するため、クリーニングブレードは元来このトナーを掻き落とす作用を奏するものであるが、逆に、このトナーの存在が感光体表面とエッジ部との当接部において潤滑剤の作用をなして、両者は所期の相対位置関係を維持してトナー除去作用をなすのである。
【００２０】
ところが、ある条件下、例えば極度に像密度の低い原稿を連続プリントした場合には、クリーニングブレードと感光体との間に潤滑作用を与えるトナーの供給が遮断され、摩擦係数が極端に大きくなり、クリーニングブレードの先端部が感光体表面の移動方向に沿うように反転したり（いわゆるブレードめくれ）、部分的に先端縁の損傷が発生したりしていた。また、高Ｄｕｔｙな画像（画像部分の面積が大きい画像）を多く取るユーザであっても、感光体は耐久によってオゾン劣化を起こしたり、感光体表面にトナー，外添剤，紙のタルク等の付着物が発生することによってフィルミング膜が形成されたりするため、感光体表面とクリーニングブレードとの間の滑り性が失われるという弊害が発生する。
【００２１】
近年のメンテナンスフリーの要請から、トナーにはワックスが内包された重合トナー、すなわちワックスが海島状に分散されている構成のトナーが使用されている。トナーにワックスを内添することにより、定着装置の定着ローラ（定着部材）に従来から供給されている定着オイル、例えばジメチルシリコーン，アミノ変性シリコーンオイルなどが不要になり、定着装置の構成が簡略化される。さらに、定着部材に使用できる材料も、ゴム部材だけでなくフッ素樹脂系の材料も使用可能となり定着部材の長寿命化が達成できメンテナンスフリーに大きく貢献している。
【００２２】
一方、ワックスを内添していると、ワックスがトナー表面に存在してしまうため、ワックス相互の親和性からトナー間の凝集が起こりやすくなる。一般に凝集度の高い残留トナーを感光体表面から除去するのは難しくなる。凝集度が高いとトナーの流動性が下がり、例えば、クリーニングブレードのニップ近傍への潤滑剤として作用する外添剤供給が十分に行えず、クリーニングブレードと感光体表面との間の摩擦力が上がり、クリーニングブレードがびびることによるトナーすり抜けが発生したりする。
【００２３】
ワックスが内添されたトナーを使いこなすうえで、そのトナーを感光体表面から良好にクリーニングすることは、大きな課題の一つとなる。
【００２４】
そこで、クリーニングブレードに至るトナー供給量が少なくても、また感光体上にフィルミング膜が発生しても、さらにトナーの凝集度が高い場合であっても、良好なクリーニングが行えるように、クリーニングブレードと感光体表面との間の滑り性をクリーニングブレード側で確保すべく、クリーニングブレードにフッ化カーボンを分散させたナイロンやその他の樹脂をコートしてエッジ部を高硬度化したり、エッジ部に潤滑剤を内包させる方法がとられてきた。
【００２５】
【特許文献１】特開昭５９−１３３５６９号公報
【特許文献２】特開昭５７−０４６２６５号公報
【特許文献３】特公昭６０−３５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、クリーニングブレードにナイロン等の樹脂をコートしたものあるいは、エッジ部に潤滑剤を内包させたものは、エッジ部が樹脂質となり、弾性が小さくなったり、スラスト方向のエッジ稜線の均一性がなく、ポリウレタン等のゴムの有するドラムとの親和性が奪われ、ニップがうまく形成できないことにより、特に感光体表面が荒れていると、トナーを長手方向均一にせき止めてやることはできず、トナーのすり抜けが発生しやすいという問題があった。
【００２７】
これを回避するために、ブレードの当接圧や侵入量を従来のウレタン系ゴムブレードに比べ、高くする必要があった。
【００２８】
ところが、ブレード圧が高いとブレード自身の耐久時の劣化やエッジ部に異物が侵入したときのエッジ欠け、感光体へのダメージ等が問題となる。
【００２９】
一方、従来から存在する有機感光体に比べ、暗減衰にムラが多いａ−Ｓｉドラムをカラー機などの高画質器に使用する場合、帯電電位ムラが大きな課題である。このムラを回避するのに、直接注入帯電方式の磁気ブラシ帯電方式などをとる。この方式は電位ムラ解消、オゾンレスなど大きなメリットがあるが、研磨効果も持っているため、感光体表面を研磨して平滑化してしまう。感光体表面が平滑化されると、従来のクリーニングブレードでは、十分なクリーニング性を発揮することは困難である。
【００３０】
本発明は、帯電時の導電性微粒子の摺擦によって平滑化されがちな像担持体（感光体）表面を良好にクリーニングすることのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
請求項１に係る発明は、像担持体と、電圧が印加された導電性微粒子で前記像担持体表面を摺擦することにより前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像とトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、トナー像転写後の前記像担持体表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング手段は、弾性体を基材とする板状のクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードのうちの、少なくとも前記像担持体表面に当接されるエッジ部に、潤滑作用を有する無機微粒子が含有されている、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記クリーニングブレードは、前記弾性体としてのウレタンを基材としたゴムブレードであり、前記無機微粒子を表面に一部突出させている、ことを特徴とする。
【００３３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記無機微粒子が、フッ化カーボン，酸化セリウム，酸化チタン，シリカ，トスパールのうち少なくとも１種類、又は２種類以上の混合物である、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項４に係る発明は、像担持体と、電圧が印加された導電性微粒子で前記像担持体表面を摺擦することにより前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像とトナーで現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、トナー像転写後の前記像担持体表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング手段は、弾性体を基材とする板状のクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードのうちの、少なくとも前記像担持体表面に当接されるエッジ部に、イソシアネート化合物で表面処理された硬化層を有する、ことを特徴とする。
【００３５】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記導電性微粒子は、前記帯電手段によって磁気的に拘束された磁性体である、ことを特徴とする。
【００３６】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記導電性微粒子は、前記像担持体表面を摺擦することで前記像担持体表面を平滑化する、ことを特徴とする。
【００３７】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、表面に体積抵抗率が１０９〜１０１４Ω・ｃｍの材料からなる表面層を有する、ことを特徴とする。
【００３８】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記表面層は、非晶質のシリコンを有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、帯電時の導電性微粒子の摺擦によって平滑化されるので、像担持体表面の凹凸部に入り込んでいたトナー，外添剤などの潤滑剤量が少なくなって、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力が高くなりがちなところ、クリーニングブレードのエッジ部自体の摩擦係数を低下させることで、ブレード捲れなどの問題を防止することができる。また、上述のように像担持体表面が平滑化されることに起因して、像担持体に対するクリーニングブレードの当接圧を低く設定した場合でも、像担持体に対するクリーニングブレードの追従性を良好に確保することができるので、クリーニングブレードの摩耗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００４１】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、本実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンタであり、同図はその概略構成を模式的に示す縦断面である。
【００４２】
同図に示すプリンタ（以下「画像形成装置」という。）は、像担持体として、ドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）を備えている。感光ドラム１は、画像形成装置本体（不図示）によって回転自在に支持されるとともに、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動されるようになっている。
【００４３】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム１表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電器（帯電手段）２と、帯電後の感光ドラム１表面を画像情報に応じて露光し静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置（露光手段）３、静電潜像を現像剤（トナー）によってトナー像として現像する現像装置（現像手段）４、感光ドラム１表面に形成されたトナー像を記録材Ｐ（例えば、シート状の紙、透明フィルム）に転写する転写ローラ（転写手段）５、トナー像転写後の感光ドラム１表面を除電する除電器６、転写時に記録材Ｐに転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するクリーニング装置（クリーニング手段）７が配設されている。
【００４４】
また記録材Ｐの搬送方向（同図中の矢印Ｋ方向）に沿っての上流側（同図中の右側）には、記録材Ｐを収納する給紙カセット１０、給紙カセット１０から記録材Ｐを給紙する給紙ローラ１１、給紙された記録材Ｐを搬送する搬送ローラ１２、搬送されてきた記録材Ｐを一時停止させた後、感光ドラム１上のトナー像にタイミングを合わせるようにして転写部Ｎに供給するレジストローラ、トナー像転写後の記録材Ｐにトナー像を定着する定着器１４、定着後の記録材Ｐが排出される排紙トレイ１５が配設されている。
【００４５】
本実施の形態では、上述の感光ドラム１として、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体を使用した。ａ−Ｓｉ感光体の構成としては、導電性で円筒状のドラム基体（例えばアルミニウム製）の外周面に下部電荷注入防止層を設け、その上に感光層を設けたものと使用した。これにより、ドラム基体からの電荷の進入を防ぐことができる。さらに耐久性向上のために感光層の表面に表面保護層を設けたり、静電荷像保持体の表面からの潜像電荷の注入を防ぐために、上部電荷注入防止層を、感光層の上部にあるいは表面保護層と感光層との間に設けたりしてもよい。また、表面保護層と上部電荷注入防止層とを兼ねた層を感光層の表面に設けてもよい。また、さらに、長波長光の干渉現像の現出を防止するために長波長光層を設けることもできる。
【００４６】
帯電器２としては、磁気ブラシ帯電器を使用した。磁気ブラシ帯電器は、回転可能な直径１６ｍｍの現像ローラ（現像スリーブ）２１と、この現像ローラ２１の内側に固定状態で配設されたマグネットローラ２２とを有している。現像ローラ２１は、感光ドラム１表面に対して５００μｍの間隔をもって対向するように配設されて帯電部を構成している。現像ローラ２１には、電源Ｓ１からピーク間電圧が５００Ｖｐｐで周波数が１ｋＨｚの交番電圧ＡＣに、−６００Ｖの直流電圧ＶＤが重畳された帯電バイアスが印加されるようになっている。マグネットローラ２２は、現像ローラ２１の回転方向に５つの磁極ピークを持ち、隣接して同極性の磁極ピークを持つ反発極構成となっている。帯電部材である導電性磁性粒子は、マグネットローラ２２による磁気拘束力によって現像ローラ２１上に保持され、規制ブレード２３により層厚規制された後、感光ドラム１に接触するようになっている。また現像ローラ２１は、モータ（不図示）により矢印Ｒ２方向に駆動され、１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転する。現像ローラ２１の周速度は、遅過ぎる場合には、感光ドラム１表面と磁性粒子との接触確率が低くなるため、帯電ムラ等の画像不良の要因となる。逆に、速過ぎる場合には、磁性粒子の飛散を引き起こしてしまう。良好な帯電が行なえる周速度は、現像ローラ２１の外径や感光ドラム１との間隔にも依存するが、本実施の形態における帯電スリーブ２１の周速度としては、５０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００４７】
上述のように、帯電部における感光ドラム１表面と現像ローラ２１とのニップのギャップは５００μｍ、帯電部の現像ローラ２１上でのマグネットローラ２２による磁束密度は９５０×１０−４Ｔである。現像ローラ２１の回転方向に沿っての規制ブレード２３の上流側には、磁性粒子の溜まり部Ｔが形成されており、スクリュー２４は溜まり部Ｔの磁性粒子を現像ローラ２１表面の母線方向に攪拌している。スクリュー２４は楕円形の羽を軸方向の交互に取り付けたものであり、溜まり部Ｔの磁性粒子を偏らせることなく攪拌することができる。
【００４８】
上述の磁性粒子としては、以下のものが好適に用いられる。
・樹脂とマグネタイト等の磁性粉体とを混練して粒子に成型したもの、又はこれに抵抗値調節のために導電カーボン等を混ぜるたもの、
・焼結したマグネタイト、フェライト、又はこれらを還元若しくは酸化処理して抵抗値を調節したもの、
・上記の磁性粒子を抵抗調整をしたコート材（フェノール樹脂にカーボンを分散したもの等）でコート又はＮｉ等の金属でメッキ処理して抵抗値を適当な値にしたもの等。
【００４９】
これら磁性粒子の抵抗値としては、高過ぎると感光ドラム１に電荷が均一に注入できず、微小な帯電不良によるカブリ画像となってしまう。逆に低過ぎると感光ドラム１表面にピンホールがあったとき、ピンホールに電流が集中して帯電電圧が降下し感光ドラム表面を帯電することができず、帯電ニップ状の帯電不良となる。よって磁性粒子の抵抗値としては、１×１０４〜１×１０７Ωが望ましい。
【００５０】
磁性粒子の磁気特性としては、感光ドラム１への磁性粒子付着を防止するために磁気拘束力を高くする方がよく、飽和磁化が５０（Ａ・ｍ２／ｋｇ）以上が望ましい。
【００５１】
本実施の形態において、実際に用いた磁性粒子は、体積平均粒径が３０μｍ、見かけ密度２．０ｇ／ｃｍ３、抵抗値１×１０６Ω、飽和磁化５８Ａ・ｍ２／ｋｇであった。また、磁性粒子の粒径は帯電能力や帯電の均一性に影響する。つまり、粒径が大き過ぎると感光ドラム１との接触割合が低下して帯電ムラの原因となる。粒径が小さいと帯電能力、均一性ともに向上する反面、一粒子に作用する磁力が低下し、感光ドラム１への付着が起きやすくなる。このため磁性粒子の粒径としては５〜１００μｍのものが好適に用いられる。
【００５２】
磁性粒子の総量は２００ｇであり、スクリュー２４及びマグネットローラ２２の反発極による攪拌効果で磁性粒子全体が緩やかに攪拌される構成となっている。
【００５３】
現像装置４は、固定されたマグネットローラ４１を内包した、回転可能な現像ローラ４２を備えている。現像ローラ４２は、現像容器４３内の現像剤を規制ブレード４４で薄層に現像ローラ４２上にコーティングし現像部へ搬送している。このとき現像ローラ４２は、モータ（不図示）によって駆動されて矢印Ｒ４方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転している。現像剤４５は、二成分現像剤であり、負帯電性の直径８μｍのトナーと正帯電性の直径５０μｍの磁性キャリヤが重量トナー濃度５％で混合されている。トナー濃度は、光学式トナー濃度センサ（不図示）によって制御され、トナーホッパー４６内のトナーが供給ローラ４７によって補給される。現像容器４３内の現像剤４５は攪拌部材４８，４９により均一に攪拌される。現像ローラ４２には電源Ｓ２からピーク間電圧が２ｋＶｐｐで周波数が２ｋＨｚの交番電界（ＶＡ）に、−５００Ｖの直流電圧ＶＤが重畳された現像バイアスが印加される。薄層にコーティングされ、現像ローラ４２と感光ドラム１とが対向する現像部Ｄに搬送された現像剤は、上述の現像バイアスによる電界によって感光ドラム１上の静電潜像に付着されてこれをトナー像として現像する。
【００５４】
図１を参照して、上述の画像形成装置による画像形成過程を簡単に説明する。感光ドラム１は、帯電器（磁気ブラシ帯電器）２によって一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム１表面は、露光装置３により、画像信号に対応した発光波長６８０ｎｍのレーザ光Ｌが照射される。感光ドラム１上の電位はレーザ光Ｌが照射された部分の電位が落ち、静電潜像が形成される。静電潜像におけるレーザ光Ｌの照射部分には、マイナスのトナーが反転現像される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。
【００５５】
このトナー像は、給紙カセット１０から給紙されて給紙ローラ１１、搬送ローラ１２、レジストローラ１３等によって転写部Ｎに供給された記録材Ｐに、転写ローラ５によって転写される。トナー像転写後の記録材Ｐは、定着器１４に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着された後、排紙トレイ１５上に排出される。一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、除電器６により除電光の照射を受けた後、表面に残存した残留トナーが、クリーニング装置７のクリーニングブレード７１によって掻き取られる。掻き取られた残留トナーは、スクリュー３４によって廃トナー容器（不図示）に搬送され回収される。
【００５６】
画像形成装置による画像形成において、上述の磁気ブラシ帯電器を使用した場合（以下適宜「磁気ブラシ帯電系」という。）と、一般的なコロナ帯電器を使用した場合（以下適宜「コロナ帯電系」という。）とでの画像の比較、すなわち画像流れ、ドラムフィルミング、融着の比較を行った。温度３０℃、湿度８０％の環境で通紙耐久を行った結果である。なお、クリーニングブレード７１としては、従来からあるウレタン系のものを使用した。
【００５７】
・コロナ帯電系：
２５０ｋ枚（２５００００枚）の画像形成時にフィルミング発生
・磁気ブラシ帯電系：
２５０ｋ枚の画像形成時にトナーの抜け若干あり、クリーニングブレードのトナー裏周り量多い。
【００５８】
磁気ブラシ帯電系は、感光ドラム表面を緩やかに削るためドラム融着などの問題は起こらない。一方、コロナ帯電系では、感光ドラム１に付着物が発生し、削りとられないので、メンテナンス時に感光ドラム清掃などの作業が必要となる。一方、磁気ブラシ帯電系は、感光ドラム表面が平滑化されるのでクリーニングブレードのクリーニング性が落ち、トナーが若干すり抜け、その一部が画像形成装置本体内（機内）に飛散していた。
【００５９】
図２に感光ドラム表面の粗さ推移を示す。コロナ帯電系（コロナ）では、積極的に感光ドラムを削らないために、クリーニングブレードのエッジ部に紙粉などの異物が挟まることにより、深い傷が発生してしまう。一方、磁気ブラシ帯電系（磁気ブラシ）では、深い傷が発生しても、表層を研磨する効果があるので、傷は浅い状態が維持され、むしろ平滑化される。
【００６０】
図３に、本実施の形態で使用するクリーニングブレード構成を示す。同図に示すクリーニングブレード７１は、潤滑剤内包部７１ａと基本材部７１ｂとの２層構造とし、潤滑剤内包部７１ｂが、感光ドラム１表面に接触する側に位置するように構成されている。またクリーニングブレード７１は、潤滑剤内方部１ａのエッジ部７１ｃを感光ドラム１表面に対して、その回転方向（矢印Ｒ１方向に対してカウンタ方向に当接させている。以下、このクリーニングブレード７１を２層ブレードという。
【００６１】
図４（ａ），（ｂ）に、クリーニングブレード種類によるクリーニング性の差を示す。本実験は、まず画像比率の高い連続プリント（連続画像形成）をし、さらに画像比率の低い連続プリントをした後のクリーニングブレードのエッジの汚れ具合（トナーの裏周り量）をモニターするものである。
【００６２】
比較例はウレタンを基材としたゴムブレード（ウレタン系ゴムブレード）で、反発弾性は３５％硬度は７０度のものである。
【００６３】
２層ブレードＡ（２層Ａ）は、ウレタンを基材としたゴムブレードであり、エッジ部に潤滑性を有する無機微粒子として、フッ化カーボンを１０重量％の割合で内包させ、表面に一部突出させたブレードである。
【００６４】
２層ブレードＢ（２層Ｂ）は、ウレタンを基材としたゴムブレードであり、エッジ部に潤滑性を有する無機微粒子として、酸化セリウムを１０重量％の割合で内包させ、表面に一部突出させたブレードである。
【００６５】
２層ブレードＣ（２層Ｃ）は、ウレタンを基材としたゴムブレードであり、エッジ部に潤滑性を有する無機微粒子として、酸化チタンを１５重量％の割合で内包させ、表面に一部突出させたブレードである。
【００６６】
２層ブレードＤ（２層Ｄ）は、ウレタンを基材としたゴムブレードであり、エッジ部に潤滑性を有する無機微粒子として、シリカを１０重量％の割合で内包させ、表面に一部突出させたブレードである。
【００６７】
２層ブレードＥ（２層Ｅ）は、ウレタンを基材としたゴムブレードであり、エッジ部に潤滑性を有する無機微粒子として、トスパールを８重量％の割合で内包させ、表面に一部突出させたブレードである。
【００６８】
図４（ａ），（ｂ）は、感光ドラムの表面粗さに対するウレタン系ゴムブレード（比較例）と２層ブレード（２層Ａ〜Ｅ）のクリーニング性を示すものである。すなわちクリーニングブレード７１のブレード差による、感光ドラム１の表面粗さ（ドラム表面粗さ）Ｒｚの違いを示すものである。なお、（ａ）は当接圧が５Ｎの場合、（ｂ）は当接圧が１０Ｎの場合である。
【００６９】
同図からわかるように、ウレタン系ゴムブレードの方が弾性をより持っているため、感光ドラム１の表面形状への追従性が良く、感光ドラム１に深傷があってもトナーを十分にクリーニングすることができる。
【００７０】
しかし、表面粗さが小さい範囲では、クリーニングブレード７１のエッジ部近傍の潤滑剤が枯渇化するため、クリーニングブレード７１と感光ドラム１表面との間の摩擦力が大きくなり、エッジ部がびびり始め、トナーがすり抜けるようになる。一方、２層ブレードは、感光ドラム表面が荒れていると、エッジ部が感光ドラムの表面形状を追従できずにクリーニング性は必ずしもよくないが、感光ドラム１表面が平滑な状態では、エッジ部の潤滑剤が枯渇してもブレード自身の低摩擦性により感光ドラム１表面の十分なクリーニングを行うことが可能となる。
【００７１】
また図４（ａ），（ｂ）に示すように、クリーニングブレードの当接圧を５Ｎから１０Ｎへ上げることにより、感光ドラムの表面形状へのブレード追従性が良くなるため、感光ドラム１が一層、荒れている場合であっても、良好なクリーニング性を保ことができる。
【００７２】
しかしながら、当接圧を上げる方法は、エッジ部に異物が侵入したことによる感光ドラムの傷、及びブレードエッジ部の摩耗や欠けが促進されるため、望ましい方向ではない。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態によると、平滑化作用のある磁気ブラシ帯電器と、クリーニング装置の２層ブレードとを組み合わせて使用することにより、従来のウレタン系ゴムブレードでは２５０ｋ枚の画像形成時に発生していたクリーニング性劣化を防止することができ、２５０ｋ枚の画像形成時には良好なクリーニング性を維持することができた。なお、２層ブレードにおいては、図３に示す、少なくともエッジ部７１ｃに潤滑作用をなす無機微粒子が内包されていればよい。
【００７４】
＜実施の形態２＞
本実施の形態においては、実施の形態１とは、クリーニングブレードのエッジ部の構成が異なる。なお、他の構成は同じである。
【００７５】
図５（ａ），（ｂ）に、クリーニングブレード種類によるクリーニング性の差を示す。本実験は、まず画像比率の高い連続プリント（連続画像形成）をし、さらに画像比率の低い連続プリントをした後のクリーニングブレードのエッジの汚れ具合（トナーの裏周り量）をモニターするものである。
【００７６】
比較例はウレタンを基材としたゴムブレード（ウレタン系ゴムブレード）で、反発弾性は３５％硬度は７０度のものである。
【００７７】
図３に示す構成において、本実施の形態で使用するクリーニングブレード７１は、感光ドラム１に当接されるエッジ部７１ｃを含む、感光ドラム１側の表面を、イソシアネート化合物で表面処理することにより硬化層を形成している。なお、この表面処理は、感光ドラム１側全体の表面を行うに代えて、エッジ部７１ｃ近傍のみに施すようにしてもよい。以下では、エッジ部７１ｃ近傍に硬化層（処理部）７１ｄを設けた場合について説明する。
【００７８】
本実施の形態の形態では、ウレタンで製造したクリーニングブレード７１を、図６に示すように耐薬品性テープ８１，８２でマスキングした。６０℃の４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）にオクチル酸カリウムをＭＥＫで重量比で１０倍に希釈した溶液８３を混合し、触媒濃度１００ｐｐｍに調整し、直ちに上述のマスキングしたクリーニングブレード７１を６０℃で１０分間浸漬し、余分なイソシアネートをふき取りマスキングを取り去り、１３０℃のオーブンで１０分キュアーした。
【００７９】
図５に、感光ドラム１の表面粗さに対するウレタン系ゴムブレードとイソシアネートで硬化したクリーニングブレードのクリーニング性を示す。ウレタン系ゴムブレードの方が弾性をより持っているため、感光ドラムの表面形状への追従性が良く、感光ドラム表面に深傷があってもトナーを十分にクリーニングすることができる。
【００８０】
しかし、表面粗さが小さい範囲では、エッジ近傍の潤滑剤が枯渇化するため、クリーニングブレードと感光ドラム表面との間の摩擦力が大きくなり、エッジ部がびびり始めトナーがすり抜けるようになる。一方、イソシアネート化ブレードは、感光ドラム表面が荒れていると、エッジ部が感光ドラムの表面形状を追従できずにクリーニング性は厳しいが、感光ドラムが平滑な状態では、エッジ部の潤滑剤が枯渇してもクリーニングブレード自体の低摩擦性により十分にクリーニングができる。
【００８１】
また、図５に示すように、クリーニングブレードの当接圧を５Ｎから１０Ｎへ上げることにより、感光ドラムの表面形状へのクリーニングブレードの追従性が良くなるため、感光ドラム表面がより荒れている場合であっても、良好なクリーニング性を保ことができる。
【００８２】
しかしながら、当接圧を上げる方向は、エッジ部に異物が侵入したことによる感光ドラムの傷、及びエッジ部の摩耗や欠けが促進されるため、望ましい方向ではない。
【００８３】
本実施の形態構成である、平滑化作用のある磁気ブラシ帯電器、及びイソシアネート化ブレードの組み合わせを使用することにより、耐久後にウレタン系ゴムブレードで発生していたクリーニング性劣化が抑えられ、２５０ｋ枚の画像形成時に問題は発生しなかった。
【００８４】
本実施の形態のクリーニングブレードは、クリーニングブレードの全体又は一部分にイソシアネート化合物を含浸させてキュアーすることにより、ウレタンの表面から内部に向かって硬化膜を形成させることを特徴としている。イソシアネート化合物は本実施の形態に限ったものでなくイソシアネート化合物は分子中に１個以上のイソシアネート基を有するもので、１個のイソシアネート基を有するのものはオクタデシルイソシアネートなどの脂肪族モノイソシアネート、芳香族モノイソシアネートなどが使用できる。
【００８５】
さらに２個のイソシアネート基を有するのものは、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’，４“−トリフェニルメタントリイソシアネート、２，４’，４“ビフェニルトリイソシアネート、２，４，４“−ジフェニルメタントリイソシアネートなどが用いられる。特にこれらに限定されるものではない。また３個以上のイソシアネート基を有するもの、及び２個以上イソシアネート基を有するものの変性体・多量体が使用しうる。
【００８６】
これらの中で立体障害の少ない脂肪族モノイソシアネート、本実施の形態のように分子量の小さいｍ−フェニレンジイソシアネート（ＭＤＩ）などが浸透性の点から好ましい。
【００８７】
しかし、いずれのイソシアネート化合物を使用しても、基材のウレタン分子と結合し、硬化層を形成し、低摩擦性を得るようになり、磁気ブラシ帯電方式の画像形成装置と組み合わせることにより、本実施の形態と同様なクリーニング性の向上が得られる。
【００８８】
以上の実施の形態１，２においては、像担持体として、ａ−Ｓｉ感光ドラムを使用した例を説明したが、これに代えて、像担持体として、例えばアルミシリンダ上にジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した電荷発生層とポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散した電荷輸送層を持ち、さらに最表層には光、紫外線、電子線硬化性のアクリル樹脂に超微粒子のＳｎＯ２を分散した電荷注入層からなる有機感光層を持った有機感光体を使用するようにしてもよい。そして、これを使用した場合でも同様の効果をあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】耐久枚数と感光ドラムの表面粗さとの関係を示す図である。
【図３】クリーニング装置の構成を模式的に示す拡大図である。
【図４】実施の形態１における、クリーニングブレード種類によるクリーニング性の差を説明する図である。
【図５】実施の形態２における、クリーニングブレード種類によるクリーニング性の差を説明する図である。
【図６】実施の形態２における、クリーニングブレードの製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９０】
１          像担持体（感光体、感光ドラム）
２          帯電手段（磁気ブラシ帯電器）
３          潜像形成手段（露光手段、露光装置）
４          現像手段（現像装置）
５          転写手段（転写ローラ）
６          転写媒体（記録材）
７          クリーニング手段（クリーニング装置）
７１        クリーニングブレード
７１ｃ      エッジ部
【図１】
2005195681.tif 000003
【図２】
2005195681.tif 000004
【図３】
2005195681.tif 000005
【図４】
2005195681.tif 000006
【図５】
2005195681.tif 000007
【図６】
2005195681.tif 000008