(57)【要約】【課題】  磁性、非磁性トナーを用いても画像流れやトナー融着を発生させない感光体の表面状態を維持し、信頼性が大きく向上され、かつプロダクティビィティーが画期的に飛躍しても対応可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の画像形成装置は、感光体２、帯電手段１、露光手段３、現像手段３１〜３４、転写手段及びクリーニング手段５０を少なくとも有し、感光体の表面は、前記工程が繰り返し行われることにより感光体表面粗さＲｚが次第に減少していき、かつクリーニング手段であるクリーニングブレード５２は、クリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、この感光体の外表面に電荷を付与する帯電手段と、帯電した感光体に光を照射して形成すべき画像に応じた静電潜像を感光体に形成する露光手段と、静電潜像が形成された感光体に現像剤を供給してトナー像を形成する複数の現像手段と、感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記感光体の表面は、前記工程が繰り返し行われることにより前記感光体表面粗さＲｚ（十点平均粗さ：ＪＩＳ）が次第に減少していき、かつ前記クリーニング手段は、少なくともクリーニングブレードであり、クリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異な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、トナー担持体と接触するエッジ部近傍にイソシアネート化合物を含浸させた後硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードであり、処理部の厚さが０．１２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下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３】
前記感光体が非晶質シリコン系感光体であることを特徴とする請求項１又は２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、画像形成装置に関し、特に、像担持体として非晶質シリコン系感光体を用いたフルカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、電子写真方式の画像形成装置としては、複写機、プリンター、Ｆａｘといった出力端末をすべ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わけであるが、大きな問題の一つとして本体のＤｕｔｙＣｙｃｌｅが上げられてきている。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、ＤｕｔｙＣｙｃｌｅの最大の律速となっている一つに感光ドラムの寿命が上げられている。
【０００３】
また、エコロジーの観点から廃棄物をなくす、すなわ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我々発明者等の絶対的課題となってきている。
【０００４】
また、従来のアナログの装置からデジタル化が進み、本体コストをアナログ等価またはそれ以下にすることも我々の絶対的課題となってきている。さらに、近年では複写機及びプリンター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また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、本体コスト及びランニングコスト白黒等価フルカラープリンターが我々の絶対的課題となってきている。そのためには、ＴＣＯ（ユーザーからみた全体の必要費用）を画期的に下げることが可能な技術が望まれている。
【０００５】
そのような中で像担持体としてアモルファスシリコン感光体は、硬度が大きく（ＪＩＳ  規格ビッカース硬度１０００Ｋｇ／ｍ2以上）、耐久性、耐熱性、環境安定性にも優れているので次第に多用されてきており、とくに高信頼性を要求されている高速機においては不可欠のものとなってきている。アモルファスシリコン感光体は、近年一般的に使用されているＯＰＣ感光体に比べて交換寿命枚数が一桁以上高い。すなわち本体寿命等価であり、廃棄物削減という効果もある。かつＯＰＣ感光体を用いたプロセスカートリッジのような回収再生といった手間もかからない。
【０００６】
このような高速機に搭載されているアモルファスシリコン感光体を用いた技術がフルカラープリンターに搭載可能になれば、白黒プリントについては、高速機のＤｕｔｙＣｙｃｌｅ、低ランニングコスト実現可能でかつカラープリントもとれる装置が実現可能と我々は考えた。特に白黒プリントの使用比率の高いユーザーで、高速機のＤｕｔｙＣｙｃｌｅ、低ランニングコストを実現させるためには、回転現像器を用いた１ドラム方式フルカラープリンターにアモルファスシリコン感光体を搭載することが必須であると考えた。
【０００７】
しかしながら、この種の装置において像担持体表面に付着して画質に影響を及ぼすのはトナーばかりではなく、転写材として殆どの場合利用されている紙から発生する微細な紙粉、これから析出する有機質成分、装置内高圧部材の存在に起因して発生するコロナ生成物などで像担持体表面に付着した異物が、とくに高湿環境下において低抵抗化して鮮明な静電潜像の形成を妨げこれが画質の劣化の招来する要因と考えられている。上記のような画像の劣化現象は、シラン類のグロー放電分解によって成膜構成する非晶質シリコン感光体の場合に発生しやすいことが知られている。
【０００８】
このような欠点を回避するために、特に一成分系磁性トナーを使用する場合において、クリーニング装置内において、像担持体の走行方向にみて、クリーニングブレードの上流側にマグネットローラを配設してクリーニング装置に回収したトナーの一部で、磁気ブラシを形成し、これを像担持体表面に接触させて磁性トナーを再供給し、ブレード部位におけるトナー粒による研磨作用によって前述のような各種異物を摺擦除去するように構成したものが提案されている。
【０００９】
このような磁気ブラシを用いる手段は、ウェッブ、ゴムローラなど、別途用意した研磨部材で像担持体表面を摺擦するような仕方に比べると、研磨作用が像担持体表面で局所的に偏ることが少なく、像担持体表面の劣化も小さい。上記の方法に例えば、像担持体にヒータを配設して、夜間、スタンバイ中も周辺の湿度を低下させて像担持体表面の低抵抗化を防ぐなどの付帯手段を併用することによって、前述のような原因による画像劣化を阻止するのに一定の効果をあげている。
【００１０】
像担持体表面に形成した可転写トナー像を、紙を主とする転写材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。
【００１１】
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、ウレタンゴムなどの弾性材料からな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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述したような回転現像器を用いた１ドラム方式フルカラープリンターにアモルファスシリコン感光体を搭載する場合では、いくつかの問題点が指摘される。
【００１３】
第一に、フィルミングの発生が挙げられる。アモルファスシリコン感光体は表面抵抗が低抵抗化しやすい。この現象に対しては前述したように、磁気ブラシを形成し、これを像担持体表面に接触させて磁性トナーを再供給し、ブレード部位におけるトナー粒による研磨作用によって前述のような各種異物を摺擦除去することが効果的である。しかしながら、フルカラー用のトナーは一般的に非磁性体であるため、このように構成した装置は磁性トナーにおいては有効な手段であったが、非磁性トナーの場合には効果が低い。
【００１４】
上記感光体表面の低抵抗化を発生させる要因としては、トナー、転写材として殆どの場合利用されている紙から発生する微細な紙粉、これから析出する有機質成分、装置内高圧部材から高エネルギーでのコロナ放電時、様々な金属酸化物、及び酸素化合物の発生と共に空気中の窒素が酸化され硝酸イオンとなる成分などが、像担持体表面に付着することにより感光体表面に薄膜（以下「フィルミング膜」と称す）を耐久により形成し、高湿環境下において吸湿し低抵抗化し鮮明な静電潜像の形成を妨げ、これが画像流れ等の画質の劣化の招来する要因となっている。
【００１５】
前記耐久によるフィルミング膜を除去するためには、感光体表面に対する摺擦能力を向上させる必要があった。しかし、例えば摺擦手段として弾性ロールを感光体表面に対して周速差をつけて当接させて摺擦させた場合、局所的に感光体表面にトナー付着してしまう。局所的に弾性ロール表面にトナー融着が発生し、その部分が感光体表面を削ってしまい、ムラ削れとなり画像不良となってしまう。
【００１６】
上記の問題を回避しようとした場合、感光体表面の弾性ロールによる摺擦性をさらに上げなければならなくなり、アモルファスシリコンといえども摩耗量が増大してしまい信頼性が低下してしまう。かつ上記のような設定では、弾性ロール自体も摩耗量が増大してしまい信頼性が低下してしまうという問題がある。
【００１７】
前記耐久によるフィルミング膜層は、我々の実験では光学的手法により約３０〜８０Åであることが確かめられている。しかし、今回の我々の実験において耐久初期において、反射分光式干渉計（大塚電子（株）製ＭＣＤＰ２０００）にて測定したところフィルミング層が確認できた。前記フィルミング層は、約３０〜８０Åに達し、それ以後は膜厚の変化は殆どないが耐久が進行するに連れて、初期は乾拭き、水拭き、アルコール拭きで画像劣化が解消されていたものが、解消されなくなることが判明した。
【００１８】
凝着摩耗が繰り返し行われ、このような状態で耐久が進んだドラム表面は、０．３〜２μｍ程度の酸化セリウム（ＣｅＯ2）などの砥粒をアルコールなどに分散させたもので研磨しなければ画像劣化が解消されないことが判明した。このことは特にドラムヒータを装着しない場合に顕著に発生する。
【００１９】
さらに我々は鋭意検討を進めて、様々な表面形状の初期の感光体と耐久後の感光体表面をＡＦＭ（原子間力顕微鏡：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＮａｎｏＳｃｏｐｅＩＩＩａ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ３０００／走査モード  タッピングモード／走査範囲２０μｍ×２０μｍ  探針  Ｓｉカンチレバー）にて測定した。耐久後の感光体表面は、初期に比べて摩耗によりほとんど平滑になっているように見えた。耐久後の感光体表面を、５％ペルオキソ二硫酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓ2Ｏ8）水溶液中で加熱（７０〜８０℃、３０分）し、アセトン中で超音波洗浄（約１分）し、エタノール／純水でリンスした。そうしたところ、特に感光体表面の凹部のフィルミング量が多かった。
【００２０】
第二に、フィルミングによる摩擦力の上昇が挙げられる。耐久によりクリーニングブレードによる転写残トナーとドラム間の摩擦力が上がっていることが今回の我々の実験で新たに発見された。これは、耐久により形成されたフィルミング膜が、クリーニングブレードとドラム表面、転写残トナーとドラム表面の密着度、親和性を上昇させ、転写残トナーとドラムとの間における摩擦力を上昇させている。
【００２１】
摩擦力の上昇は、クリーニングブレードのせん断応力、トナー間のせん断応力、ドラム表面近傍のせん断応力が上昇することと考えられる。その結果クリーニングブレードのチッピング（局所的なエッジ欠け）、永久ひずみ、せん断応力の増大による発熱量の増大によるトナー融着の発生、ドラム内部応力増大による疲労摩耗の増大の発生につながっていると考えられる。
【００２２】
第三に、連続稼働時間の増加に伴うトナー融着が挙げられる。近年、画像形成装置は、上述のように複写機のみの機能としてではなく、プリンターとしても広く使用されるようになってきている。また、フィーダ機能、ソータ機能といったアプリケーションの充実も進み、一度のジョブが４０００枚以上の連続動作が可能となってきている。例えば、５０枚／Ａ４機の場合簡単に試算しても８０分以上連続動作が行われることになる。このような状況下では、感光体近傍の雰囲気温度は５０℃近くまで達し、クリーニングブレードと感光体との当接（ニップ）部では、それ以上の温度に達していると考えられる。そのため感光体上にトナー融着が発生する頻度が多くなってしまった。
【００２３】
第四に、二成分現像剤を用いる場合では適当な防護手段が取り得ないことが挙げられる。フルカラー用のトナーは一般的に非磁性体であり、従来白黒機で多用してきた磁気ブラシクリーニング法をフルカラープリンターに適用した場合では、磁性キャリアを予めクリーナーユニット内に保持しておく必要があり、信頼性、耐久性ともに問題が生じてしまう。
【００２４】
本発明は、このような問題に対処するべくなされたものであって、非磁性トナーを用いても画像流れやトナー融着を発生させない感光体の表面状態を維持し、信頼性が大きく向上され、かつプロダクテビィティーが画期的に飛躍しても対応可能な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】
【００２５】
本発明は、上記目的を達成するための手段として、感光体と、この感光体の外表面に電荷を付与する帯電手段と、帯電した感光体に光を照射して形成すべき画像に応じた静電潜像を感光体に形成する露光手段と、静電潜像が形成された感光体に現像剤を供給してトナー像を形成する複数の現像手段と、感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記感光体の表面は、前記工程が繰り返し行われることにより前記感光体表面粗さＲｚ（十点平均粗さ：ＪＩＳ）が次第に減少していき、かつ前記クリーニング手段は、少なくともクリーニングブレードでありクリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なることを特徴とする。
【００２６】
クリーニングブレードは、トナー担持体と接触するエッジ部近傍にイソシアネート化合物を含浸させた後硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードであり、処理部の厚さが０．１２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることを特徴とすることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置は、高画質画像の形成、耐久性、及びクリーニング性の観点から、感光体が非晶質シリコン系感光体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の画像形成装置は、感光体と、この感光体の外表面に電荷を付与する帯電手段と、帯電した感光体に光を照射して形成すべき画像に応じた静電潜像を感光体に形成する露光手段と、静電潜像が形成された感光体に現像剤を供給してトナー像を形成する複数の現像手段と、感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記クリーニング手段は、少なくともクリーニングブレードでありクリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なり、かつ少なくともクリーニングブレードエッジ部のＰＥＴフィルムに対する摩擦係数が、１．０以下であること、トナー担持体と接触するエッジ部近傍にイソシアネート化合物を含浸させた後硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードであり、処理部の厚さが０．１２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下にすることから、非磁性トナーを用いても画像流れやトナー融着を発生させない感光体の表面状態を維持し、信頼性が大きく向上され、かつプロダクティビィティーが画期的に飛躍しても対応することができる。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置は、上記構成に加えて現像手段を複数有する構成とすると、さらにフルカラーの画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の画像形成装置は、感光体と、この感光体の外表面に電荷を付与する帯電手段と、帯電した感光体に光を照射して形成すべき画像に応じた静電潜像を感光体に形成する露光手段と、静電潜像が形成された感光体に現像剤を供給してトナー像を形成する複数の現像手段と、感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の感光体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する電子写真方式の画像形成装置において、前記感光体の表面は、前記工程が繰り返し行われることにより前記感光体表面粗さＲｚ（十点平均粗さ：ＪＩＳ）が次第に減少していき、かつ前記クリーニング手段は、少なくともクリーニングブレードでありクリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なるという構成にすることで、非磁性トナーを用いても画像流れやトナー融着を発生させない感光体の表面状態を維持し、信頼性が大きく向上され、かつプロダクティビィティーが画期的に飛躍しても対応することができる。
【００３１】
また、本発明の画像形成装置は、感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を有し、現像剤には非磁性トナー粒子及び磁性キャリアを少なくとも含む現像剤と磁性トナーを少なくとも含む現像剤が用いられる電子写真方式の画像形成装置であって、クリーニング手段であるクリーニングブレードはトナー担持体と接触するエッジ部近傍にイソシアネート化合物を含浸させた後硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードであり、処理部の厚さが０．１２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である構成にすることで、感光体上の耐久による前記フィルミングの発生を防止する。以下、本発明の画像形成装置についてより詳細に説明する。
【００３２】
前記クリーニングブレードは、ポリウレタン中に元々存在する活性水素を持ったウレタン結合基に着目し、イソシアネート化合物とウレタンをアロファネート結合を介して強固に結合させ、さらに活性水素化合物と反応しない余剰のイソシアネート化合物を自己重合させることを特徴としている。この方法によれば、活性水素化合物の含浸なしにイソシアネートを含有させ表面硬化層を形成できる点で、従来より工程が少なく低コストである。また、クリーニングブレードの先端が低摩擦でかつ硬化層に覆われているので、対接物との摩擦力での変形が少なく、エッジが常に鋭利な形状を保っているので微少なトナーや球形トナー、特に種類の異なるトナーのクリーニング性を両立させることに対しては、著しく向上する。
【００３３】
電子写真用のクリーニングブレードは、ＪＩＳ−Ａ硬度６０度から８０度のポリウレタンを基材としているのでブレード全体としては柔軟でゴム弾性に飛んでいる。本発明のブレード基材を形成するポリウレタンとしては、高分子ポリオール、ポリイソシアネート、および硬化剤を反応させたものを用いることが出来る。硬化させる際に通常ウレタン硬化に用いる触媒を用いても良い。
【００３４】
前記高分子ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、カプロラクトンエステルポリオール、ポリカーボネートエステルポリオール、シリコーンポリオールなどが用いられる。分子量は通常５００から５０００のものが用いられる。これらに限定されるものではない。
【００３５】
前記イソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート、ナフタ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などがあげられる。これらに限定されるものではない。
【００３６】
架橋剤としては１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレングリコール、トリメチロールプロパンなどがあげられる。前記触媒としてはトリエチレンジアミンなどがあげられる。これらに限定されるものではない。
【００３７】
ブレードの成形は上記各成分を、一度に混合して金型または遠心成形円筒金型に注型して成形するワンショット法、もしくはイソシアネートとポリオールをあらかじめ反応させておきプレポリマーとし、その後架橋剤を混合して金型または遠心成形円筒金型に注型して成形するプレポリマー法、もしくはイソシアネートにポリオールを反応させたセミプレポリマーと、架橋剤にポリオールを添加した硬化剤を反応させて金型または遠心成形円筒金型に注型して成形するセミワンショット法を用いることが出来る。
【００３８】
このようにして成形したブレードは、一般的にＪＩＳＡ硬度６０度から８５度であることが好ましい。ＪＩＳＡ硬度が６０度を下回ると、対接物への圧接力が弱く、８５度を上回ると、対接物を損傷する可能性がある。
【００３９】
本発明のクリーニングブレードの製造法は、上記のように成形したクリーニングブレードの全体または一部分にイソシアネート化合物を含浸させ加熱硬化することにより、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する。
【００４０】
本発明においてブレードの一部にイソシアネート化合物を含浸させるのは、ブレード部材単体でも、支持部材を接合させたものであっても良い。また、クリーニングブレードを裁断または切断する前のシート、または支持部材つきのものでも良い。
【００４１】
一部分のみに含浸させる際に、含浸させたくない部分を耐薬品性テープなどでマスキングする、あるいは含浸させたい部分のみを浸漬するなどの方法を採ることが出来る。
【００４２】
イソシアネート化合物をクリーニングブレードに含浸させる位置としては、少なくともクリーニングブレードとトナー担持体が接する部分であり、さらに余裕を持ってその周辺も含浸させた方がよい。摺動時にはトナー担持体の回転または、移動によりトナー担持体との接触部分が変形し、静止時の周辺部分であったところが、トナー担持体に触れる可能性があるからである。その変形は含浸の厚さが大きいほど小さく、厚さが小さいほど大きい。
【００４３】
本発明では、厚さの範囲を０．１２ｍｍから１．２ｍｍに設定しており、その最大値において、クリーニングブレードの先端の接触部の長さが、Ｌ１＝０．２ｍｍ、Ｌ２＝０．２ｍｍである。したがって処理部の長さはＬ１≧０．２ｍｍ、Ｌ２≧０．２ｍｍであることが必要である。
【００４４】
一方、処理部の長さＬ１が自由長の３０％以上になると、クリーニングブレード全体が硬くなりゴム弾性を失う傾向があるので、トナー担持体に対する追従性が悪い。また進入量に対する線圧の増加が急峻になり、安定した線圧がえられにくいのでＬ１≦自由長の５０％とする。それにより、トナー担持体に対する追従性と線圧の安定性が確保される。Ｌ２は最大でクリーニングブレードの厚みまでとすることが出来る。
【００４５】
ブレード部材にイソシアネート化合物を含浸させる方法としては、たとえばポリイソシアネート化合物を液状であるような温度とし、その中にブレード部材を浸漬させる。また繊維質、多孔質体にイソシアネート化合物を含浸させブレード部材に塗布する方法を採ることが出来る。またスプレーにより塗布しても良い。イソシアネート液に浸漬中、塗布中、塗布した後のそれぞれのイソシアネート化合物の温度も同様に、そのイソシアネート化合物が液状である温度が好ましい。このようにして、イソシアネート化合物をウレタンに含浸させ、一定時間後に、ウレタン表面に残存するイソシアネート化合物を拭き取る。ブレードにイソシアネートを含有させてなる硬化層の厚さは、０．１２ｍｍ以上が好ましい。０．１２ｍｍ未満であると、感光体表面のフィルミング等による摩擦係数の低下に対する効果が少なく、耐磨耗性がよくない。１．２ｍｍ超であると、含浸に要する時間が長くなり、原料のイソシアネートの熱劣化が進行するため実用的ではない。
【００４６】
ブレードに含浸させる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。
【００４７】
２個のイソシアネート基を有するものは、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、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタジンイソシアネート（ＭＤＩ）、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等があげられる。特に今回の発明は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、および２個以上の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。
【００４８】
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、分子量の小さいＭＤＩなどが浸透性の点から好ましい。
【００４９】
イソシアネート化合物と共に用いる多量化触媒は、第四級アンモニウム塩、カルボン酸酸塩などをもちいることができる。これらの触媒は、水酸基を含むが機能としてはイソシアネートを重合させるものであり、それ自体が架橋構造に関与するものではない。これらの触媒は溶剤に溶解しない状態では非常に粘性であったり、結晶であったりするので溶剤に溶解してからイソシアネート化合物に添加することが好ましい。具体的には、ＭＥＫ、トルエン、テトラヒドロフラン、酢酸エチルなどが用いうる。希釈倍率は１．５倍から１０倍程度が好ましい。イソシアネート化合物に対する触媒の添加率は１ｐｐｍから１０００ｐｐｍが好ましい。また、イソシアネートに触媒を混合すると、重合反応が促進されるため、含浸する直前に混合することが好ましい。含浸させるときのイソシアネート化合物の温度は、下限は液状であれば良く、上限は処理中にイソシアネート化合物が劣化するのを防止するため、９０℃くらいが好ましい。
【００５０】
ブレード表面にイソシアネート化合物を浸漬または塗布により、数分から数時間含浸させ、余分なイソシアネートを拭き取った後に、５０から１４０℃の雰囲気で数分から数時間加熱処理する。ポリウレタンの構造中には活性水素を持つウレタン結合があり、イソシアネート基と反応しうる。すなわち、ポリウレタン中のウレタン基の活性水素と反応してアロファネート結合を生成し、三次元分岐構造を形成する。
【００５１】
２個以上のイソシアネート基を持つイソシアネート化合物は環境中の水を介在したウレア結合による高分子化反応が進行し、上記の三次元分岐構造と合わせて網目構造を形成し、硬化層が形成される。
【００５２】
多量化触媒を用いたものはその反応により多量化反応も進行する。この反応は環境中の水分を必要とせず、イソシアネート基同士が反応するので、反応が早く完結する特徴がある。また三量化反応により架橋構造が形成されるので硬化膜の強度が大きく、耐久性が良いクリーニングブレードが製造できる。
【００５３】
１個のイソシアネート基を持つイソシアネート化合物は、イソシアネート基がウレタン基と反応してアロファネート結合を形成すると、フリーな末端がポリウレタン表面の外側にむかって配向するので、ウレタンと感光体表面が直接接触するのを避ける、低摩擦化することができる。含浸性は分子量が小さいほうが良く、イソシアネートの密度が高い硬化膜を作りやすい。また、膜厚の薄いものから厚いものまでコントロールすることが出来る。分子量の大きいものは含浸性は劣るものの長鎖であるためにポリウレタンの表面から分子鎖が飛び出した形となり、硬化層の厚さは比較的薄いが摩擦力の低減には効果がある。
【００５４】
非晶質シリコン系感光体は、シリコン原子を母体とする非単結晶材料（ａ−Ｓｉ）によって形成される感光層を有する感光体である。ａ−Ｓｉには、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子、酸素原子、ホウ素等の周期表第３Ｂ族に分類される原子、及び窒素等の周期表第５Ｂに分類される原子など、他の原子が含まれていても良い。また、上記感光層は、機能の異なる複数の層の積層によって構成されることが好ましい。このような複数の層としては、下部阻止層、電荷輸送層や電荷発生層等で構成される光導電層、バッファ層及び表面層等を例示することができる。
【００５５】
前記非晶質シリコン系感光体は、その最表面に水素化アモルファスカーボンで形成される表面層を有することが、感光体表面の硬度の向上及び感光体表面の潤滑性の向上等の観点からより好ましい。水素化アモルファスカーボンは、炭素原子を母体とする非単結晶材料に水素原子が含まれているもの（ａ−Ｃ：Ｈ）であり、前述したａ−Ｓｉと同様の他の原子を含むものであっても良い。なお、ａ−Ｃ：Ｈとは、グラファイトとダイヤモンドとの中間的な性質を有するアモルファス状の炭素を主に表すが、ａ−Ｃ：Ｈには微結晶や多結晶を部分的に含んでいても良い。
【００５６】
上記の表面層を含む非晶質シリコン系感光体は、従来より知られている方法で製造することができ、このような製造方法としては、例えば、導電性基体を系内に設置し、前述した原子を含む原子供給ガス（原料ガス）を系内に導入し、系内でプラズマを発生させて原料ガスを分解し、原子を導電性基体に堆積させる製造方法（例えばプラズマＣＶＤ法等）を例示することができる。形成される感光層（表面層を含む）の膜厚や強度は、原料ガスの濃度や放電に用いる高周波電力等により調整することができる。原料ガスは、水素や希ガス（不活性ガス）によって希釈して用いても良い。
【００５７】
前記帯電手段は、前記感光体の外表面に電荷を付与する手段である。帯電手段としては、従来より知られている種々の帯電手段を用いることができ、このような帯電手段としては、例えば、コロナ放電により感光体を帯電させるコロナ放電帯電装置や、導電性ローラ部材により接触または非接触の状態で感光体を帯電させるローラ帯電装置や、導電性ブラシにより接触した状態で感光体を帯電させる導電性ブラシ帯電装置や、磁力により磁気ブラシをローラ上に形成し磁気ブラシを接触させた状態で感光体を帯電させる磁気ブラシ帯電装置等を例示することができる。
【００５８】
前記露光手段は、帯電した感光体に光を照射して形成すべき画像に応じた静電潜像を感光体に形成する手段である。露光手段としては、従来より知られている種々の露光手段を用いることができ、このような露光手段としては、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等のガスレーザーや、半導体レーザー、ＬＥＤ及びＬＣＤ等を例示することができる。
【００５９】
前記現像手段は、磁力によって二成分現像剤を担持して磁気ブラシを形成し感光体に対してカウンター方向に回転自在な現像スリーブを有し、一般に二成分現像剤はフルカラー画像形成装置に用いられるが、本発明では上記現像手段を複数有する構成とすると、フルカラー画像を形成することが可能となる。
【００６０】
前記現像手段は、前記現像スリーブのほかに、現像剤を収容する現像容器、現像スリーブに担持される現像剤を規制する現像剤規制部材、現像容器内に収容されている現像剤を攪拌する攪拌部材、非磁性トナー粒子を補給する補給手段等を有する構成とすることができる。
【００６１】
現像手段を複数有する場合では、本発明の画像形成装置は、一体の感光体に対して一体の現像手段が配置され、これらの組が複数設けられる構成であっても良い。このような構成としては、例えば感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、及びクリーニング手段を有する画像形成ユニットを複数併設し、これらのユニットの転写手段を転写材が順次搬送されてトナー像の転写を受ける構成を例示することができる。
【００６２】
また、現像手段を複数有する場合では、本発明の画像形成装置は、一体の感光体に対して複数の現像手段が前記摺擦可能な位置に配置される構成であっても良い。このような構成としては、例えば感光体と、複数の現像手段を有するドラム状の回転自在な現像ユニットとを設け、現像ユニットは回転によって現像手段を前記摺擦位置へ配置する構成を例示することができる。
【００６３】
前記現像スリーブは、磁力によって二成分現像剤を担持して磁気ブラシを形成するものであれば特に限定されず、従来より知られている種々の構成を採用することができる。このような現像スリーブとしては、例えば、アルミニウムやステンレス等で形成された非磁性かつ導電性の回転スリーブと、複数の磁極を有し回転スリーブの内側に固定される磁石等の磁界発生手段とを有する構成を例示することができる。
【００６４】
なお、感光体１０００回転当たりの感光体表面研磨速度は、所定回転回数後において感光体の磨耗量を測定し、磨耗量を所定回転回数で除し、これに１０００をかけることにより求めることができる。前記研磨深さは反射分光式干渉計（大塚電子（株）製ＭＣＤＰ２０００）によって測定することができる。
【００６５】
前記転写手段は、感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する手段である。転写手段としては、従来より知られている種々の転写手段を用いることができ、静電転写方式の転写手段がより好ましく用いることができる。このような転写手段としては、例えばコロナ転写装置やバイアスローラ転写装置等を例示することができる。
【００６６】
また、前記転写手段は、感光体から転写材へトナー像を直接転写する手段に限定されず、本発明では、中間転写手段を介して感光体から転写材へトナー像を転写する転写手段も好適に用いられる。このような転写手段としては、例えば感光体に接触配置され感光体のトナー像が転写される中間転写手段と、中間転写手段に接触配置され中間転写手段のトナー像を転写材に転写する二次転写手段とを有する構成を例示することができる。なお、中間転写手段としては、ローラ状転写手段やベルト状転写手段等を例示することができる。
【００６７】
複数の現像手段を有し、かつ前述した中間転写手段を用いる場合では、現像手段が形成するトナー像の一つ一つの転写を中間転写手段に受け、そのつど二次転写手段により転写材へ転写する構成としても良いし、現像手段が形成するトナー像が全て重なるように感光体からの転写を中間転写手段に受け、トナー像を一括して二次転写手段により転写材に転写する構成としても良い。
【００６８】
前述した静電転写方式の転写手段は、適当な表面抵抗値や体積抵抗値を有する部材等によって構成されることが好ましい。上記抵抗値を有する部材としては、例えばカーボンブラック等の導電性微粉体を含有する樹脂体等を例示することができ、導電性微粉体の種類や含有量等によって上記抵抗値を調整することができる。樹脂体としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）等またはこれらの発泡体を好ましくは例示することができる。
【００６９】
また、転写手段は、転写されたトナーの離型性を向上させるために、離型性に富んだ材料で転写手段の表層を形成することも好ましい。このような材料としては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂を例示することができる。
【００７０】
前記クリーニング手段は、転写後の感光体上に残留するトナーを除去する手段である。クリーニング手段としては、従来より知られている種々のクリーニング手段を用いることができるが、ウレタン等で成形され感光体に当接する弾性ブレード（クリーニングブレード）を有するクリーニング手段が好ましい。
【００７１】
クリーニングブレードは、適度な硬度を有することが感光体を傷つけずにトナーを除去する上で好ましい。またクリーニングブレードは、適度な反発弾性を有することがトナーのすり抜けを防止し、かつ感光体との摩擦で生じる微振動を吸収する上で好ましい。またクリーニングブレードは、適度なモジュラスを有することが耐摩耗性による長寿命化の観点から好ましい。クリーニングブレードに関わるこれらの物性は、ＪＩＳで規定される測定方法により測定される。
【００７２】
本発明の画像形成装置は、クリーニング後における感光体に残留する静電潜像を除去する除電手段を有することが好ましい。除電手段としては、従来より知られている種々の除電手段を用いることができ、例えばクリーニング後の感光体に光を照射することにより残留静電潜像を打ち消す手段として、ガスレーザー、半導体レーザー、ＬＥＤ及びＬＣＤ等を例示することができる。
【００７３】
本発明の画像形成装置には、前述した手段等のほかにも、転写材上の未定着トナー像を定着させる定着手段や、転写手段に付着、残留するトナーや紙粉を除去するための転写クリーニング手段等を必要に応じて設けることができる。
【００７４】
次に、本発明の画像形成装置に用いられる二成分現像剤について説明する。
【００７５】
本発明で用いられる二成分現像剤は、非磁性トナー粒子及び磁性キャリアを少なくとも含み、非磁性トナー粒子は略球形形状であることを特徴とする。
【００７６】
本発明では、電子顕微鏡による観察等によっても前記磁性トナー粒子の形状を確認することもできるが、非磁性トナー粒子は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０である略球形のトナー粒子であることが、高転写効率を維持するためには好ましい。上記範囲の形状係数であるトナー粒子を用いることで、一次転写効率９５％以上を常に確保可能となる。
【００７７】
上記ＳＦ−１及びＳＦ−２は、非磁性トナー粒子の画像（電子顕微鏡写真等）におけるトナー粒子の投影面積、トナー粒子の絶対最大長、及びトナー粒子の周長を用いて下式により定義される。
【００７８】
【数１】
2005345758.tif 000003
【００７９】
形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２は、非磁性トナー粒子の画像を得、画像中の適当数のトナー粒子をサンプリングし、サンプリングしたトナー粒子画像を解析し、得られた数値を上記式に代入、算出することにより求められる。より具体的には、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２は、（株）日立製作所の走査型電子顕微鏡ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、１００個のトナー粒子を無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニレコ（株）製の画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して解析を行い、上記式により算出することにより求められる。
【００８０】
前記非磁性トナー粒子は、重量平均粒径が６〜１０μｍであることが、良好な画像を形成する上で好ましい。重量平均粒径が上記範囲よりも大きいと解像性が悪くなり、鮮明で高画質の画像を形成できなくなることがある。また、重量平均粒径が上記範囲よりも小さいと静電力よりも付着力や凝集力が強くなり、種々のトラブルの原因となることがある。
【００８１】
非磁性トナー粒子の重量平均粒径は、ふるい分け法、沈降法、光子相関法等の種々の方法によって測定することができるが、本発明では、測定装置としてコールターマルチサイザー（コールター社製）を用い、特級又は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製（例えば、コールターサイエンティフイックジャパン社製のＩＳＯＴＯＮ−ＩＩを使用）し、前記電解水溶液１００〜１５０ｍＬ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０．１〜５ｍＬ加え、更に測定試料であるトナーを２〜２０ｍｇ加え、試料を懸濁した電解液を超音波分散機で約１〜３分間分散処理し、１００μｍアパーチャーを用いてトナーの体積、個数を測定し、体積分布と個数分布とを算出し、本発明に係わる重量平均粒径を該体積分布から求める（各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする）ことにより非磁性トナー粒子の重量平均粒径を測定することができる。
【００８２】
前記非磁性トナー粒子は、従来より知られている製法によって製造することができる。前記非磁性トナー粒子は、構成材料を加熱溶融により均一化し、これを冷却固化し、これを粉砕することによりトナー粒子を製造する粉砕法によっても製造することができるが、この粉砕法で得られるトナー粒子は一般に不定形であるため、略球形形状とするには機械的、熱的または何らかの特殊な処理を行うことが必要であり、前述した範囲の重量平均粒径とするには球形化処理後のトナー粒子を分級することが必要となる。そこで、本発明では、前述した非磁性トナー粒子の好ましい製造法として重合法を採用することが好ましい。
【００８３】
重合トナーの製造法としては種々の製造方法が知られており、例えば乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、二段階膨潤重合法、分散重合法、及び懸濁重合法等を例示することができる。本発明において、重合反応の一段で所望の粒子径を有するトナー粒子を製造しようとする場合では、二段階膨潤重合法、分散重合法、及び懸濁重合法が優れており、工程の簡略性及び製造品の品質等の観点から懸濁重合法がより優れている。
【００８４】
懸濁重合法は、本発明に用いられる非磁性トナー粒子を製造するのに適した製造方法である。懸濁重合法とは、適当な分散安定剤を含む水系分散媒中に、トナー粒子を構成する油性の材料を投入して水系分散媒中に単量体系の液滴粒子を形成し、この状態で単量体系を重合させてトナー粒子を製造する方法である。単量体系にはトナー粒子を構成する材料には、例えば、重合性単量体、着色剤、及び必要に応じて重合開始剤、架橋剤、離型剤、可塑剤、荷電制御剤、及び他の添加剤が含まれる。
【００８５】
懸濁時においては、高速攪拌機または超音波分散機のような高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子径とすることが、得られるトナー粒子の粒度分布をシャープにする上で好ましい。重合開始剤は、他の添加剤と同時に単量体系に加えても良いし、液滴粒子造粒前または液滴粒子造粒後に単量体系または水系分散媒中に加えても良く、この場合、重合開始剤を単量体系または適当な溶媒に溶解させて加えることもできる。
【００８６】
単量体系の重合によって造粒がなされた後は、通常の攪拌機を用い、粒子状態が維持され、かつ粒子の浮遊や沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。
【００８７】
なお、重合が終わったら、公知の方法によりろ過、洗浄、及び乾燥を行うことにより、非磁性トナー粒子を得ることができる。また、製造工程に分級工程を入れ、粗粉や微粉をカットすることも、上記非磁性トナー粒子を製造する上での好ましい形態の一つである。また分級工程では、得られたトナー粒子を所定の粒径に分類でき、粒径の異なるトナー粒子を混合し、所望の粒度分布を有するトナー粒子を調整することもできる。
【００８８】
前記重合性単量体には、従来より知られている種々の重合性単量体を用いることができる。このような重合性単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン、ｍ−ニトロスチレン、ｏ−ニトロスチレン、ｐ−ニトロスチレン等のスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン及び不飽和モノオレフィン類；ブタジエン、イソプレン等の不飽和ジオレフィン類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類；メタクリル酸及びメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリル酸及びアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類；マレイン酸、マレイン酸ハーフエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物；ビニルナフタリン類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸またはメタクリル酸誘導体；アクロレイン類などが挙げられ、これらの中から１種または２種以上が用いられる。
【００８９】
前記着色剤には、従来より知られている種々の着色剤を用いることができ、フルカラー画像を形成する場合では、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの色素や顔料等を用いることができる。
【００９０】
イエロー用の着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２３、６５、７３、８３；Ｃ．Ｉ．バットイエロー１、３、２０等を例示することができる。
【００９１】
シアン用の着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１６、１７；Ｃ．Ｉ．バットブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、又はフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した構造を有する銅フタロシアニン顔料等を例示することができる。
【００９２】
マゼンタ用の着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４１、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５７、５８、６０、６３、６４、６８、８１、８３、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、１６３、２０２、２０６、２０７、２０９；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．バットレッド１、２、１０、１３、１５、２３、２９、３５等のマゼンタ用顔料や、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、３、８、２３、２４、２５、２７、３０、４９、８１、８２、８３、８４、１００、１０９、１２１；Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド９；Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８、１３、１４、２１、２７；Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１等の油溶染料、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、１５、１７、１８、２２、２３、２４、２７、２９、３２、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０；Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、３、７、１０、１４、１５、２１、２５、２６、２７、２８等の塩基性染料を例示することができる。
【００９３】
ブラック用の着色剤としては、例えばカーボンブラック等を例示することができる。
【００９４】
前記重合開始剤には、従来より知られている種々の重合開始剤を用いることができる。このような重合開始剤としては、例えば、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バリレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルジパーオキシイソフタレート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）ブロパン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−α−メチルサクシネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシジメチルグルタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼラート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジエチレングリコール−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボネート）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、トリアジン、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、ビニルトリス（ｔ−ブチルパーオキシ）シラン、クミンパービバレート、ジクミルパーオキサイド、アゾビス−イソブチロニトリル及びジメチルアゾイソブチレート等を例示することができる。
【００９５】
前記架橋剤には、従来より知られている種々の架橋剤を用いることができる。このような架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ビス（４−アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール＃２００、＃４００、＃６００の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート（ＭＡＮＤＡ日本化薬）、及び以上のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等を例示することができる。
【００９６】
前記離型剤及び可塑剤には、ワックス類が用いられる。一般に離型剤には融点が高く重合性単量体に対する溶解性の低いものが好ましくは選ばれる。また可塑剤には融点が低く重合性単量体に対する溶解性の高いものが好ましくは選ばれる。融点についてはガラス転移点を測定することにより判断でき、重合性単量体に対する溶解性については重合性単量体中に分散したときの分散状態（例えば白濁の有無等）によって判断することができる。
【００９７】
離型剤や可塑剤として用いられるワックス類としては、例えば、パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物やビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。ポリオレフィンワックスとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセンのような直鎖α−オレフィン及び分岐α−オレフィンの単重合体や共重合体、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ひまし油及びその誘導体、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタム等を例示することができる。
【００９８】
前記荷電制御剤には、従来より知られている種々の負帯電性及び正帯電性の荷電制御剤を用いることができる。
【００９９】
トナー粒子を負帯電性に制御する荷電制御剤としては、例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩や無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、四級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル−スルホン酸共重合体、ノンメタルカルボン酸型化合物等を例示することができる。
【０１００】
トナー粒子を正帯電性に制御する荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等）、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類；これらを単独でまたは二種類以上組み合わせて用いることができる。
【０１０１】
前記他の添加物は特に限定されないが、他の添加物としては、例えばトナー粒子の物性を制御するために、種々の中から選ばれる樹脂化合物を例示することができ、より具体的には、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂などの非ビニル縮合系樹脂、またはこれらと前記結着樹脂との混合物等を例示することができる。
【０１０２】
前記水系分散媒とは水を主要成分としている媒体である。具体的には、水系分散媒として水そのもの、水に少量の界面活性剤を添加したもの、水にｐＨ調整剤を添加したもの、水に有機溶剤を添加したもの等が挙げられる。界面活性剤としては、例えばポリビニルアルコールの如きノンイオン系界面活性剤が好ましい。ｐＨ調整剤としては、塩酸の如き無機酸が挙げられる。
【０１０３】
前記分散安定剤は、水系分散媒中で良好な造粒を実現するために用いられ、分散安定剤には従来より知られている種々の分散安定剤を用いることができる。このような分散安定剤としては、例えばリン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等の無機化合物、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン等の有機化合物、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等、オレイン酸カルシウム等の界面活性剤などを例示することができる。
【０１０４】
また、本発明で用いられる非磁性トナー粒子は、比重が（１．３ｇ／ｃｍ3）以下であることが好ましい。トナー粒子の比重が（１．４ｇ／ｃｍ3）を大きく上回るとトナー粒子にかかるシェアが大きくなり、トナー粒子の劣化という観点から好ましくない。なおトナー粒子の比重は、用いる材料の種類（比重）及び配合量等により調整することができ、例えば、島津製作所のアキュピック１３３０等の測定装置を用いるなど、種々の測定方法によって測定することができる。
【０１０５】
本発明で用いられる二成分現像剤には、前述した非磁性トナー粒子のほかに少なくとも磁性キャリアが含まれる。磁性キャリアは、非磁性トナーを担持して前記現像スリーブ上で磁気ブラシを形成するものであれば特に限定されず、従来より知られている種々の磁性キャリアを用いることができる。
【０１０６】
前記磁性キャリアは、所望の粒径に調整された磁性体であっても良いが、本発明では、樹脂中に磁性体を分散させた磁性体分散型磁性キャリアを好ましくは用いることができる。磁性体分散型キャリアは、磁力や電気抵抗、粒径等の調整が自在にでき、比重を小さくすることができ、さらに材料の選択や構成比の調整により幅広い特性を得ることができることから、高画質用キャリアに適していると言える。
【０１０７】
前記磁性体分散型キャリアは、前述した重合法に準じて製造することができ、樹脂としては前述した重合性単量体の重合により形成される樹脂、及び前記他の添加剤として記載された樹脂化合物との混合物及び共重合体等を例示することができる。また必要に応じて、前記非磁性トナー粒子において前述した種々の材料を用いることができる。
【０１０８】
磁性キャリアには磁性体が含まれる。このような磁性体としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属、フェライト、マグネタイト、ヘマタイト等のように、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す元素を含む合金または化合物などが挙げられる。なお、上記磁性体は、一種類のみを使用しても良いし、二種類以上を併用しても良い。また磁性体はシリコーンオイル等によって表面処理されたものであっても良い。
【０１０９】
前記磁性体分散型キャリアの平均粒径は、１０〜６０μｍの範囲であることが好ましい。平均粒径が１０μｍより小さいとキャリアが感光体へ付着し易くなり、感光体に傷等が発生し、画像劣化の原因となることがある。また、平均粒径が６０μｍを超えると、現像手段内において現像剤にかかるシェアが大きくなり、現像剤の劣化、特にトナー粒子の外添剤の剥離や形状変化を引き起こし、画像劣化の原因となることがある。更にまた、粒径が大きいと比表面積的に小さくなるため、現像剤として構成する上で保持できるトナー量が少なくなり、精細性を欠いた画像が形成されやすい。
【０１１０】
前記磁性体分散型キャリアの比抵抗は１０7〜１０15Ω・ｃｍの範囲が好ましい。１０7Ω・ｃｍ未満では、バイアス電圧を印加する現像方法では現像領域においてスリーブから感光体表面へと電流がリークし、良好な画像が得られないことがある。また、１０15Ω・ｃｍを超えると、低湿のごとき条件下でチャージアップ現象を引き起こし、画像濃度薄、転写不良、カブリなどの画像劣化の原因となることがある。
【０１１１】
前記磁性キャリアの平均粒径は、種々の測定方法によって測定できるが、例えば、磁性キャリアを電子顕微鏡写真として撮影し、撮影されたキャリアを所定数抽出し、抽出されたキャリアの最大弦長の算術平均を算出することによって求めることができる。また、磁性キャリアの比抵抗は、種々の方法によって測定できるが、いわゆる錠剤法によって測定することができる。すなわち、測定対象である磁性キャリアを４０φ（ｍｍ）のアルミリングに入れ、２５００Ｎで加圧成形し、抵抗率計ロレスタＡＰ、又はハイレスタＩＰ（ともに三菱油化製）にて４端子プローブを用いて比抵抗を測定する。
【０１１２】
本発明の画像形成装置は、図１に示すような構成を一例として挙げることができ、クリーニング手段であるクリーニングブレードをトナー担持体と接触するエッジ部近傍にイソシアネート化合物を含浸させた後硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードであり、処理部の厚さを０．１２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下にすることにより、感光体上の耐久による原因となる紙粉やコロナ生成物等の異物の固着が防止される。従って本発明の画像形成装置によれば、二成分現像剤を用いるフルカラー画像形成装置においてもフィルミングの発生に起因する画質の低下を防止することができ、高画質の画像を形成することが可能となる。なお、図２はクリーニングブレードの粘弾性をあらわす図である。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明の実施例を説明する。ただし本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１１４】
＜実施例１＞
図１は本実施例における画像形成装置の全体説明図である。
【０１１５】
本実施例における画像形成装置は、感光体２、帯電手段である帯電器１、露光手段であるＲＯＳ（潜像書込装置）１３、現像手段である四体の現像器３１〜３４を有する現像ロール４、転写手段である中間転写ベルト４０及び二次転写器４８、クリーニング手段であるクリーナ５０、除電手段である前露光装置３、定着器６４、及び給排紙システム等を有する。
【０１１６】
感光体２は、マイナス帯電のアモルファスシリコン感光体で、直径８０ｍｍ、厚さ約３ｍｍのアルミニウムシリンダ上に、グロー放電等によって厚さ３０μｍのアモルファスシリコン感光層を形成して構成されている。本実施例における感光体２の表層としては、ＳｉＣ：Ｈ（水素化アモルファス炭化ケイ素）を８０００Å積層したものを用いた。
【０１１７】
帯電器１は、コロナ放電式の帯電器であり、タングステン等で形成された放電ワイヤと、感光体２に向けて開口する断面コの字型のケーシングとを有する。
【０１１８】
ＲＯＳ１３は、読み取られた画像に応じてレーザービームを発生するレーザー発生装置を有する。レーザービームＬの光路には、結像レンズやミラー等が適宜配置されている。
【０１１９】
画像読み取り手段は、原稿台ガラス１０と、原稿台ガラス１０に向けて光を照射する光源１１と、原稿台ガラス１０からの反射光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の電気信号に変換するＣＣＤと、ＣＣＤから入力される前記ＲＧＢの電気信号を受けて黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の画像データに変換し、変換した画像に応じた電気信号をレーザー発生装置に出力するＩＰＳ（イメージプロセッシングシステム）とを有する。
【０１２０】
現像器３１は、Ｋの二成分現像剤を収容する現像容器３７ａと、現像容器３７ａの開口部に回転自在に設けられた現像スリーブ３５ａと、現像スリーブ３５ａ上に担持される現像剤を規制してスリーブ上に形成される磁気ブラシの穂高を規制する規制ブレード３６ａと、現像容器３７ａ内の現像剤を攪拌するための回転ロッドと、現像時に現像スリーブ３５ａに電圧を印加する電源（図示せず）とを有する。現像スリーブ３５ａ内には、複数の磁極を有する磁石体（図示せず）が固定されている。現像器３２はＹの現像剤が、現像器３３にはＭの現像剤が、現像器３４にはＣの現像剤が収容されているおり、収容される現像剤以外は現像器３１と同様の構成とされている。
【０１２１】
現像器３１〜３４は、回転自在な現像ロール４に設けられている。現像ロール４は回転軸３０を有し、静電潜像の色データに対応する現像器を現像時に現像領域Ｂへ搬送するように回転するロールであり、ロータリ式の現像手段を構成している。この現像ロール４により、現像スリーブ３５ａ〜３５ｄは、少なくとも現像時においては、感光体２に対し最近接領域が約４００μｍになるように配置され、現像スリーブ上の磁気ブラシが感光体２に対して接触する状態で静電潜像を現像できるように配置される。
【０１２２】
感光体２表面の下方には、中間転写ベルト４０と、ベルト駆動ロール４５、テンションロール４３、アイドラロール４６、４７、二次転写用バックアップロール４４を含む複数のベルト支持ロールと、一次転写ロール４２と、図示はしていないが、それらを支持するベルトフレームと、転写前の中間転写ベルト４０に付着する残トナー等を除去するためのブレード式のベルトクリーナ４９とが設けられている。そして、中間転写ベルト４０は前記ベルト支持ロールにより回転移動可能に支持されている。
【０１２３】
中間転写ベルト４０から離間した位置には、中間転写ベルトの非転写部に設けられるホームポジションを検知する位置センサ４１が設けられている。また、中間転写ベルト４０を介して二次転写用バックアップロール４４に対向する位置には、中間転写されたトナー像を転写材である記録シートに転写するための二次転写器４８が設けられている。
【０１２４】
中間転写ベルト４０は、ポリイミド層およびシアノレジン層（高誘電率層）の二層構造である。この中間転写ベルト４０は次のようにして製造される。基層のカーボンブラックを分散した熱硬化性シームレスベルトは、カーボンブラックを宇部興産（株）耐熱皮膜用ポリイミドワニスＵに混ぜてミキサー等により混合する。この原液を円筒型に注入して加熱しつつ遠心成形する。半硬化した状態で脱型し、その後、脱型したベルトを鉄芯に被せて４００〜４５０℃に加熱して本硬化（イミド化反応）し、表面抵抗率１０12Ω／□、体積抵抗率１０10Ωｃｍの厚さ７５μｍのシームレスベルトを得る。
【０１２５】
一方中間転写ベルト４０の支持ロールであり且つ二次転写ロール４８の対向電極をなすバックアップロール４４の層構成は、単層または多層のいずれでもよい。例えば、単層の場合は、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）等にカーボンブラック等の導電性微粉末が適量配合されたロールで構成される。二層構造の場合のバックアップロール４４は、体積抵抗率を適宜調節したシリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）等の発泡体で構成されるコア層と、その外周面に導電性のシリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）等にカーボンブラック等の導電剤を配合してなるスキン層とで構成される。バックアップロール４４の体積抵抗率は、１０7Ω・ｃｍ〜１０9Ω・ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【０１２６】
なお、上記二次転写ロール４８の層構成は、特に限定されるものではないが、例えば、二層構造の場合、コア層とその表面を被覆するコーティング層からなる。コア層は、導電性粉末を分散したシリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）等またはこれらの発泡体で構成される。コーティング層は、導電性粉末を分散してなるフッ素樹脂系の材料で構成することが好ましい。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）等があげられる。二次転写ロール４８の体積抵抗率は、１０6〜１０9Ω・ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【０１２７】
クリーナ５０は、感光体２の表面に当接するクリーニングブレード５２と、クリーニングブレード５２を保持し、ブレードによって除去されたトナー粒子等を収容するクリーニング容器５１とを有する。
【０１２８】
クリーニングブレード５２は、分子量２０００のエチレンブチレンアジペート系ポリエステルポリオールと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートより製造したＮＣＯ％が７．０％のプレポリマーに１，４−ブタンジオールと、トリメチロールプロパンが質量比で６５：３５に混合されたトリエチレンジアミン触媒を含む架橋剤を水酸基／イソシアネート基のモル比が０．９になるように混合し、製造した硬度７０度（ＪＩＳＡ）反発弾性率１５（％）（４０℃での反発弾性率２５％）、３００％モジュラス２００（ｋｇ／ｃｍ2）（いずれもＪＩＳ規格による）のウレタンで製造したクリーニングブレードを、Ｌ１＝Ｌ２＝３ｍｍとなるように耐薬品性テープでマスキングし、８０℃のＭＤＩ浴に３０分間浸漬し、余分なイソシアネートを拭き取りマスキングを取り去り、１３０℃のオーブンで６０分キュアした。ＰＥＴフィルムに対しての摩擦係数は０．６であった（ＨＥＩＤＯＮ表面性試験器／幅５０ｍｍ、荷重２０ｇ／１０ｍｍ、移動速度１０ｃｍ／分）。また断面の硬化した部分は白濁しており、顕微鏡観察により硬化部の厚みは０．７ｍｍであった。硬化部の硬度は８０度（ＪＩＳＡ）であった。クリーニングブレード５２は、当接角度２４゜，当接圧２０（ｇ／ｃｍ）にて感光体２に配設してある。クリーニングブレード５２は板厚２ｍｍであり、背板としてＳＵＳ板（板厚１．０ｍｍ）が配設されている。クリーニングブレードの自由長としては３ｍｍである。なお、クリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なっていた。
【０１２９】
前露光装置３は、６６０ｎｍのピーク波長を主体とした発光ダイオード（素子ＧａＡｌＡｓ）である。前露光装置３は、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。前露光装置３から帯電器１までにおける感光体２表面の移動時間は約５０ｍｍ・ｓｅｃである。
【０１３０】
定着器６４は、加熱ロール６４ａと、この加熱ロール６４ａに対向して配置される加圧ロール６４ｂとを有する。
【０１３１】
前記給排紙システムは、記録シートＳを収容する給紙トレイ６０と、トレイ内の記録シートを一枚ずつトレイから取り出すためのピックアップロール６１と、二次転写器４８へタイミングを合わせて記録シートを搬送するレジロール対６２と、二次転写を受けた記録シートを定着器６４に向けて搬送するシート搬送ベルト６３と、定着器６４による画像の定着を受けた記録シートが搬送される記録シート排出トレイ６５とを有する。
【０１３２】
本実施例で用いられる二成分現像剤は、懸濁重合法により作製した非磁性トナー粒子である重合トナーと、重合法により作製した樹脂磁性キャリアと、研磨粒子との混合物であり、前述した四色のそれぞれの着色剤を用いて、四色のトナー粒子として作製された。得られた現像剤のトナー粒子と磁性キャリアの和に対するトナー粒子の質量比であるＴ／Ｄ比は８％であった。磁性キャリアは、比抵抗が１０13Ω・ｃｍであった。また、非磁性重合トナーは、形状係数ＳＦ−１が１１５、ＳＦ−２が１１０である表面が滑らかな略球状のトナーであって、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であった。また、研磨粒子は、アルミナであり、モース硬度が９、平均粒径が１．２μｍ、非磁性トナー粒子に対する添加量が１質量％であった。
【０１３３】
尚、本実施例に係る画像形成装置における最大画像幅は、Ａ４横にノビ対応長さを加えた約３２０ｍｍである。また、本実施例における感光体２の周速は３００ｍｍ／ｓｅｃである。
【０１３４】
図１において、原稿台ガラス１０上に置かれた原稿Ｇからの反射光は、露光光学系を介してＣＣＤ１２でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の電気信号に変換される。ＩＰＳ（イメージプロセッシングシステム）は、ＣＣＤ１２から入力される前記Ｒ、Ｇ、Ｂの電気信号をＫ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の画像データに変換して一時的に記憶し、前記画像データを所定のタイミングで潜像形成用の画像データとして図示していないレーザー駆動回路に出力する。レーザー駆動回路は、入力された画像データに応じて図示していないレーザー駆動信号をＲＯＳ１３に出力する。
【０１３５】
感光体２は矢印Ｄａ方向に回転しており、その表面は帯電器１により一様に帯電された後、潜像書込位置ＡにおいてＲＯＳ１３のレーザービームＬ（主波長６５５ｎｍ）により露光走査されて静電潜像が形成される。フルカラー画像を形成する場合は、Ｋ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の四色の画像に対応した静電潜像が順次形成され、モノクロ画像の場合はＫ（黒）画像に対応した静電潜像のみが形成される。
【０１３６】
感光体２表面へのレーザービームＬによる潜像書込は、中間転写ベルト４０の非画像部に設けられたホームポジションをベルト位置センサ４１が検知してから所定の時間経時後に開始される。フルカラー画像の場合は、各色を重ね合わせるので、位置センサ４１がホームポジションを検知してからレーザービームＬによる潜像書込開始までの時間は各色同一である。
【０１３７】
前記静電潜像が形成された感光体２表面は回転移動して現像領域Ｂ、一次転写領域Ｄを順次通過する。現像器３１〜３４は、現像ロール４の回転によって現像位置へ搬送され、現像領域Ｂを通過する感光体２表面上の静電潜像をトナー像にする。
【０１３８】
ここで本実施例における二成分磁気ブラシ法による現像工程について説明する。まず、現像スリーブ３５ａの回転に伴い前記磁石体のＮ２極で汲み上げられた現像剤は、Ｓ２極→Ｎ１極と搬送される過程において、現像スリーブ３５ａに対して垂直に配置された規制ブレード３６ａによって規制され、現像スリーブ３６ａ上に薄層形成される。ここで薄層形成された現像剤が、現像主極Ｓ１極に搬送されてくると磁気力によって穂立ちが形成され、現像スリーブ３５ａ上に磁気キャリアによる磁気ブラシが形成される。
【０１３９】
この穂状に形成された現像剤は、感光体２の表面を摺擦する。このときトナー粒子は感光体２へ移行して静電潜像を現像する。磁気ブラシを形成する磁性キャリア、及び研磨粒子は積極的に感光体２へは移行せず、現像スリーブ３５ａ上に残留する。その後Ｎ３極、Ｎ２極の反発磁界によって現像スリーブ３５ａ上の現像剤は、現像容器３７ａ内に戻される。
【０１４０】
現像スリーブ３５ａには図示しない電源から直流電圧及び交流電圧が印加され、本実施例では、感光体表面電位Ｖｄ−４５０Ｖ、Ｖｌ−５０Ｖに対して、直流電圧として−３００Ｖ、交流電圧としてＶｐｐ＝１５００Ｖ、Ｖｆ＝２０００Ｈｚが印加されている。一般に二成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ３５ａに印加する直流電圧と感光ドラム２の表面電位間に電位差を設けることによって、カブリを防止することを実現している。
【０１４１】
また、本実施例では、現像スリーブ３５ａ〜３５ｄを、感光体周速３００ｍｍ／ｓｅｃに対して、カウンター方向に４５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させた。感光体表面に対する、現像スリーブ３５ａの回転負荷トルクは、０．０３８Ｎ・ｍであった。感光体に対しての現像スリーブ上の磁気ブラシによる摺擦機能としての回転負荷トルクは、０．０２〜０．０６Ｎ・ｍが好ましい。
【０１４２】
フルカラー画像を形成する場合、潜像書込位置Ａにおいて第一色目の静電潜像が形成され、現像領域Ｂにおいて一色目のトナー像が形成される。このトナー像は、一次転写領域Ｄを通過する際に、一次転写ロール４２によって中間転写ベルト４０上に静電的に一次転写される。その後同様にして、第一色目のトナー像を担持した中間転写ベルト４０上に、第二色目、第三色目、第四色目のトナー像が順次重ねて一次転写され、最終的にフルカラーの多重トナー像が中間転写ベルト４０上に形成される。単色の白黒画像を形成する場合には現像器３１のみを使用し、単色トナー像が中間転写ベルト４０上に一次転写される。
【０１４３】
一次転写後、感光体２表面上の残留トナーは、クリーニングブレード５２により除去される。
【０１４４】
給紙トレイ６０に収容された記録シートＳは、所定のタイミングでピックアップロール６１により取り出され、レジロール対６２に搬送される。前記レジロール６２は、前記一次転写された多重トナー像または単色トナー像が二次転写領域Ｅに移動するのにタイミングを合わせて、二次転写領域Ｅに記録シートＳを搬送する。前記二次転写領域Ｅにおいて前記二次転写器４８は、中間転写ベルト４０上のトナー像を記録シートＳに静電的に一括して二次転写する。二次転写後の中間転写ベルトＢはベルトクリーナ４７によりクリーニングされ、ベルト上の残留トナーが除去される。なお、前記二次転写ロール４８およびベルトクリーナ４７は、中間転写ベルト４０と離接（離隔および接触）自在に配設されており、カラー画像が形成される場合には最終色の未定着トナー像が中間転写ベルト４０に一次転写されるまで、中間転写ベルト４０から離隔している。
【０１４５】
トナー像が二次転写された前記記録シートＳは、シート搬送ベルト６３により定着器６４に搬送され、定着器６４により加熱定着される。トナー像が定着された記録シートＳは、記録シート排出トレイ６５に排出される。
【０１４６】
本実施例では上記の画像形成装置を用いて高温高湿（３２．５℃／８５％）の環境下で画像を形成した。その結果、本実施例では３００万枚の耐久後でも高温高湿の環境下でも画像流れの発生は生じなかった。またクリーニングブレードエッジ部にチッピング等の問題は発生しなかった。
【０１４７】
そして、感光体２について耐久後に検査した結果、３００万枚耐久後も融着、部分的なフィルミング膜の発生や摺擦傷等、画像に発生するような問題は全く生じなかった。磨耗量としても、０．１２ｎｍ／１，０００回転であった。感光体２の初期の表面粗さＲｚは、０．３０μｍ［前記ＡＦＭ：捜査範囲２０μｍ×２０μｍ］に対して、３００万枚の耐久後の感光体の表面粗さＲｚ０．１２μｍとなった。
【０１４８】
＜実施例２＞
本実施例では、用いたクリーニングブレードは、硬度７０°，反発弾性率３５％のウレタンゴムを用いエッジ部の硬化方法は実施例１と同様にしたものを用いた。ＰＥＴフィルムに対しての摩擦係数は、０．７であった。感光体２においても、３００万枚耐久後も融着、部分的なフィルミング膜の発生、摺擦傷等画像に発生するような問題は全く生じず、３００万枚耐久後の表面粗さもＲｚ０．１５μｍであった。なお、クリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なっていた。
【０１４９】
＜実施例３＞
本実施例では、前記ＳｉＣ：Ｈに替えて、表面層にａ−Ｃ：Ｈ（水素化アモルファスカーボン）を１０００Å積層した他は、実施例１と同様の構成で耐久試験を行った。水素化アモルファスカーボンは、従来のＳｉＣ：Ｈ表面層に比べ摩擦係数が小さいことが我々発明者の検討で確認されている。なお、本実施例における感光体２表面のビッカース硬度は（１１００ｋｇ／ｍ2）であった。なお、クリーニングブレードエッジ部近傍と、それ以外とのｔａｎδのピーク値が異なっていた。
【０１５０】
本実施例では、高温高湿（３２．５℃／８５％）の環境下における３００万枚の耐久後においても画像流れの発生は生じなかった。またクリーニングブレードエッジ部にチッピング等の問題は発生しなかった。また、感光体２の初期表面粗さＲｚ０．２２μｍに対して、３００万枚の耐久後のＲｚは０．１１μｍであった。そして、感光体２においても、３００万枚耐久後も融着、部分的なフィルミング膜の発生、摺擦傷等画像に発生するような問題は全く生じず、フィルミング層も確認されなかった。
【０１５１】
また、本実施例における感光体２の摩耗量は０．０２Å／１０００回転であった。また、耐久後の摩擦係数も前記ＳｉＣ：Ｈ表面層に比して小さかった。これは、水素化アモルファスカーボンの表面自由エネルギーがＳｉＣ：Ｈに比べて小さいためオゾン生成物、トナー紙粉等の有機物が感光体表面に付着凝着しにくいことから、フィルミングが形成されにくいと推定される。
【０１５２】
＜比較例１＞
実施例１と同様に行い、ＭＤＩ浴に５分間浸漬し、余分なイソシアネートを拭き取り、１３０℃のオーブンで６０分キュアした。断面部分の硬化膜の厚さは０．１ｍｍであった。実施例１と同様な方法で摩擦係数を測定したところ１．５であった。また実施例１と同様に耐久試験を実施したが、初期３０万の時点でクリーニング不良が発生してしまった。
【０１５３】
＜比較例２＞
本比較例では、実施例２と同様なウレタンゴムを処理しないまま用いた。実施例１と同様な方法で摩擦係数を測定したところ３．０であった。耐久試験では、５万枚の時点で融着が発生してしまった。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のクリーニングブレードの粘弾性をあらわす図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１  帯電器
２  感光体
３  前露光装置
４  現像ロール
１０  原稿台ガラス
１１  光源
１２  ＣＣＤ（固体撮像素子）
１３  ＲＯＳ（潜像書込装置）
３０  回転軸
３１〜３４  現像器
３５ａ〜３５ｄ  現像スリーブ
３６ａ〜３６ｄ  規制ブレード
３７ａ〜３７ｄ  現像容器
４０  中間転写ベルト
４１  位置センサ
４２  一次転写ロール
４３  テンションロール
４４  二次転写用バックアップロール
４５  ベルト駆動ロール
４６、４７  アイドラロール
４８  二次転写器
４９  ベルトクリーナ
５０  クリーナ
５１  クリーニング容器
５２  クリーニングブレード
６０  給紙トレイ
６１  ピックアップロール
６２  レジロール対
６３  シート搬送ベルト
６４  定着器
６４ａ  加熱ロール
６４ｂ  加圧ロール
６５  記録シート排出トレイ
Ａ  潜像書込位置
Ｂ  現像領域
Ｄ  一次転写領域
Ｄａ  感光体の回転方向を示す矢印
Ｅ  二次転写領域
Ｇ  原稿
Ｌ  レーザービーム
Ｓ  記録シート
【図１】
2005345758.tif 000004
【図２】
2005345758.tif 000005