(57)【要約】【課題】クリーニングブレードのスティックスリップによるトナーの融着を防ぎ、良好なクリーニング性能を長期に亘って安定的に得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体と、 該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによってクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、   前記像担持体の移動方向速度をＰ．Ｓ．、同像担持体表面の凹凸の移動方向の間隔Ｓｍの最大値をＳｍmax 、最小値をＳｍmin としたとき、前記クリーニング装置の固有振動数が、  クリーニング装置の固有振動数＜Ｐ．Ｓ／Ｓｍmax  又は、  クリーニング装置の固有振動数＞Ｐ．Ｓ．／Ｓｍminを満たすことを特徴とする。【選択図】図３
2005345945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、 該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによってクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、 
前記像担持体の移動方向速度をＰ．Ｓ．、同像担持体表面の凹凸の移動方向の間隔Ｓｍの最大値をＳｍmax 、最小値をＳｍmin としたとき、前記クリーニング装置の固有振動数が、
クリーニング装置の固有振動数＜Ｐ．Ｓ／Ｓｍmax
又は、
クリーニング装置の固有振動数＞Ｐ．Ｓ．／Ｓｍmin
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体表面の凹凸の山のうち高いもの５つと谷のうち低いものを５つ取り、次式：
Ｒｚ＝｜最大の５つの山の高さの平均｜＋｜最大の５つの谷の深さの平均｜
で求められる凹凸の高低差Ｒｚをトナーの大きさ以下とした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は、主にポリウレタンエラストマーから成り、該クリーニングブレードの前記像担持体当接部表面には、イソシアネート化合物を所定時間含浸させた後、
該イソシアネート化合物と該ポリウレタンエストラマーとを反応させて形成される硬化層を設けたことを特徴とする特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の表層をスプレーコートで作製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５】
前記像担持体の表層は、フッ素含有樹脂微粒子を含む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、電子写真方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体表面に形成した可転写トナー像を紙等の転写材に転写する工程を繰り返す周知の画像形成装置においては、転写されないで感光体表面に残るトナーを転写工程毎にきれいに除去することが必要不可欠である。このため、ゴム等の弾性体から成るクリーニング部材を感光体表面に均一に精度良く接触させ、このクリーニング部材を感光体表面に摺擦させることによって転写残トナーを清掃除去する方法が広く用いられ、クリーニング部材としてはウレタンゴムが使われていることは周知である。ここで、ウレタンゴム材としては、耐摩耗性に優れているという理由から、ポリエステル系ポリオールを分子骨格にしたアジペート系、ラクトン系等のポリウレタンゴム組成物が用いられている。
【０００３】
従来のウレタン製クリーニング部材は、感光体との摩擦が大きいため、該クリーニング部材と感光体の間でスティックスリップが発生する。ここで、スティックスリップとは、静摩擦状態ではクリーニング部材は回転・移動する感光体に張り付いているが、感光体の動きに伴ってクリーニング部材が変形してその内部に応力が発生し、その応力が静摩擦力の上限を上回ったときにクリーニング部材と感光体との間に滑りが生じる現象を言う。そして、スティック状態からスリップ状態に変化するとき、クリーニング部材と感光体との間に隙間が生じる。
【０００４】
スティックスリップが発生すると、感光体とクリーニング部材との当接部に大きな力が作用し、そこに存在するトナーに大きな力が掛かり、トナーが感光体表面に強固に擦り付けられて付着蓄積し、融着する。トナーが感光体表面に融着すると、その部分は画像露光を遮るため、画像欠陥（ベタ白上の黒斑点或はベタ黒上の白斑点）が生じる。このようなスティックスリップを抑制するため、数々の低摩擦化されたクリーニングブレードが提案されている。その中でも、特許文献１で提案されているように、ポリオールに対してイソシアネートと活性水素を反応させて低摩擦化させたブレードが、その経時変化や摩擦係数及び表面粗さの低さの点から、非常に望ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０９８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、感光体に起因するクリーニング部材のスティックスリップも存在する。感光体は種々の方法で作製されるが、近年、有機電子写真感光体が広く使われている。電子写真特性の向上のため、感光層は、電荷発生層、電荷輸送層のように機能分離されているものが大多数である。又、支持体と電荷発生層の間に下引き層と呼ばれる中間層を設けることもある。耐久の向上を考えて電荷輸送層上に保護層を設けることも提案されている。
【０００７】
単層の場合は、電荷発生材料と電荷輸送材料を適当な溶剤を用いて結着樹脂に分散若しくは溶解した液を導電性支持体上に塗布し、加熱若しくは電磁波の照射等を行って電子写真感光体を形成する。その膜厚は５〜５０μｍである。
【０００８】
機能分離型の場合、電荷発生層は、導電性支持体上に真空蒸着装置により蒸着層として形成したり、或は電荷発生材料を適当な溶剤を用いて結着樹脂に分散した液を塗布し、その後、加熱若しくは電磁波の照射等を行って形成される。
【０００９】
電荷輸送層は、電荷輸送材料を適当な溶剤を用いて結着樹脂に分散した液を塗布し、その後、加熱若しくは電磁波の照射を行って形成される。
【００１０】
感光層に用いられる電荷発生材料としては、セレン、セレン−テルル及びアモルファスシリコン等の無機系電荷発生物質；ピリリウム系染料、チアピリリウム系染料、アズレニウム系染料、チアシアニン系染料及びキノシアニン系染料等のカチオン染料；スクエアリウム塩系染料；フタロシアニン系顔料；アントアントロン系顔料；ジベンズピレンキノン系顔料及びピラントロン系顔料等の多環キノン顔料；インジゴ系顔料；キナクリドン系顔料及びアゾ系顔料等から選ばれた材料を電荷発生物質として含有する。これらは、単独又は組み合わせて用いることができる。
【００１１】
結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂、例えば、ポリビニルブチラール、ポリアリレート（ビスフェノールＡとフタル酸の縮重合体等）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアミド、セルロース系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリビニルアルコール等の樹脂を挙げることができ、又、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びポリビニルピレン等の有機光導電性樹脂も挙げることができる。
【００１２】
電荷輸送材料としては、主鎖又は側鎖にビフェニレン、アントラセン、ピレン及びフェナントレン等の構造を有する多環芳香族化合物；インドール、カルバゾール、オキサジアゾール及びピラゾリン等の含窒素環化合物；ヒドラゾン化合物及びスチリル化合物等が用いられる。これらは単独又は組み合わせて用いることができる。
【００１３】
保護層としては、電荷輸送材料、電荷発生材料及び結着樹脂等、感光層が含有するものと同様なものが挙げられる。その厚さは０．５〜８μｍ程度である。
【００１４】
最近では、保護層に潤滑性を有する微粒子を含むものも多く、これらはスティックスリップを抑制するためには非常に有用である。潤滑性を有する材料としては、ＳｉやＦを含むポリマー、モノマー及びオリゴマーが挙げられる。その例としては、Ｎ−（ｎ−プロピル）−Ｎ−（β−アクリロキシエル）−パーフルオロオクチスルホン酸アミド、Ｎ−（ｎ−プロピル）−（β−メタクリロキシエル）−パーフルオロオクチルスルホン酸アミド、パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロカプリル酸、Ｎ−ｎ−プロピル−ｎ−パーフルオロオクタンスルホン酸アミド−エタノール、３−（２−パーフルオロヘキシル）エオキシ−１，２−ジヒドロキシプロパン及びＮ−ｎ−プロピル−Ｎ−２，３−ジヒドロキシプロピルパーフルオロオクチルスルホンアミド等が挙げられる。
【００１５】
フッ素原子含有樹脂粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等が挙げられる。これらの樹脂粒子は、単独でも２種以上を組み合わせても用いることができる。分子量は、数平均分子量が１０，０００〜３，０００，０００程度である。粒径は、平均粒径で０．０５〜２．０μｍ程度である。
【００１６】
保護層には、抵抗調整材を含有させる場合もある。例えば、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、カーボンブラック、銀粒子等が挙げられ、又、これらに疎水化処理を施したものを用いても良い。抵抗調整材を添加した場合の表面層の抵抗は１０9〜１０14Ω・ｃｍ程度である。
【００１７】
導電性支持体としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス、バナジウム、モリブデン、クロム、チタン、ニッケル、インジウム、金、白金等がある。このような金属や合金を、真空蒸着法によって被膜形成したプラスチック（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂等）や、導電性粒子（例えば、カーボンブラック、銀粒子等）を適当な結着樹脂と共に前記のようなプラスチック、金属又は合金の支持体上に被覆した支持体、或は導電性粒子をプラスチックや紙に含浸した支持体等を用いることができる。支持体の形状としてはドラム状、シート状、ベルト状等が挙げられるが、適用される電子写真装置に最も適した形状が採用される。
【００１８】
導電性支持体と感光層との間に樹脂を主成分とする層、所謂下引き層を設けられている場合もある。下引き層は、導電性支持体からのキャリヤの注入を制御したり、支持体と感光層の接着性を向上させる機能を有する。下引き層は主に樹脂から成るが、前記金属や合金、それらの酸化物、塩類、界面活性剤等を含有しても良い。
【００１９】
下引き層に用いられる樹脂の具体例としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、ポラミド−イミド、ポリアミド、ポリサルホン、ポリアリルエーテル、ポリアセタール、ブチラール樹脂等が挙げられる。膜厚は０．１〜２μｍ程度である。
【００２０】
上述した各種層の塗布方法としては、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、ビームコーティング法、スピンナーコーティング法、ローラコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング法等がある。
【００２１】
感光体に起因するスティックスリップの発生原因としては大きく２つある。１つは、摩擦係数であり、解決方法としては、前述のように、クリーニングブレードを低摩擦化したり、保護層に潤滑性を有する微粒子を入れたりする方法が考えられる。しかし、後者の方法では、微粒子の影響で感光体表面に凹凸が生じ、この凹凸に起因してスティックスリップが発生する場合があった。
【００２２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもで、その目的とする処は、クリーニングブレードのスティックスリップによるトナーの融着を防ぎ、良好なクリーニング性能を長期に亘って安定的に得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体と、 該像担持体上のトナーをクリーニングブレードによってクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置において、 
前記像担持体の移動方向速度をＰ．Ｓ．、同像担持体表面の凹凸の移動方向の間隔Ｓｍの最大値をＳｍmax 、最小値をＳｍmin としたとき、前記クリーニング装置の固有振動数が、
クリーニング装置の固有振動数＜Ｐ．Ｓ／Ｓｍmax
又は、
クリーニング装置の固有振動数＞Ｐ．Ｓ．／Ｓｍmin
を満たすことを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記像担持体表面の凹凸の山のうち高いもの５つと谷のうち低いものを５つ取り、次式：
Ｒｚ＝｜最大の５つの山の高さの平均｜＋｜最大の５つの谷の深さの平均｜
で求められる凹凸の高低差Ｒｚをトナーの大きさ以下としたことを特徴とする。
【００２５】
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は、主にポリウレタンエラストマーから成り、該クリーニングブレードの前記像担持体当接部表面には、イソシアネート化合物を所定時間含浸させた後、
該イソシアネート化合物と該ポリウレタンエストラマーとを反応させて形成される硬化層を設けたことを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記像担持体の表層をスプレーコートで作製することを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記像担持体の表層は、フッ素含有樹脂微粒子を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、クリーニング装置の固有振動数と像担持体の凹凸によるクリーニングブレードの振動数を遠ざけることで、クリーニングブレードのスティックスリップを防ぐことができ、トナーの融着を防いで、良好なクリーニング性能を長期に亘って安定的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、図示の画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色毎に画像形成部（画像形成ユニット）ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄを有し、各画像形成部ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄで形成された色の異なるトナー像を、転写ベルト４上に吸着して搬送される転写材Ｐ上に多重転写してカラー画像の形成を行う、所謂タンデム型の電子写真方式のフルカラー複写機である。
【００３１】
本画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を形成する第１〜第４の各画像形成部ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄに、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと称する）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄをそれぞれ有している。尚、図２は第１の画像形成部ｐａの構成を示しており、他（第２〜第４）の各画像形成部ｐｂ，ｐｃ，ｐｄも同様の構成を有している。
【００３２】
図２に示すように、各感光ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、前露光光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、現像装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、転写ブレード４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及びクリーニング装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがそれぞれ配設されている。
【００３３】
図１に示すように、感光ドラム１ａ〜１ｄの上部には、露光装置（レーザ走査部）８が配設されており、入力される原稿（不図示）に応じた画像情報を時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光がレーザ出力部（不図示）から出力され、このレーザ光が高速回転するポリゴンミラー９で反射されて各感光ドラム１ａ〜１ｄ表面をそれぞれ色分解色毎に露光することにより、一次帯電器２ａ〜２ｄで帯電された各感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。
【００３４】
感光ドラム１ａ〜１ｄは、アルミニウム等から成る導電性の感光ドラム支持体の周面上に感光層（有機光電層）が形成されて構成されており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードＰ．Ｓ．（周速度）で回転駆動される（本実施の形態における感光ドラム１ａ〜１ｄの詳細については後述する）。
【００３５】
接触帯電手段としての一次帯電器２ａ〜２ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム１ａ〜１ｄ表面を負帯電の所定電位に均一に帯電する。
【００３６】
現像装置３ａ〜３ｄは、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色及びブラック色のトナーを有し、現像バイアス電源（不図示）から印加される現像バイアスによって各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてこれらをトナー像として反転現像（可視像化）する。尚、現像装置３ａ〜３ｄによる現像方法としては、例えばトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤として用い、この現像剤を磁気力によって現像領域に搬送し、各感光ドラム１ａ〜１ｄに対して接触状態で現像する２成分接触現像法を用いることができる。
【００３７】
接触転写手段としての転写ブレード４ａ〜４ｄは、弾性部材で構成されており、各転写部にて無端状の転写材担持体としての転写ベルト４を介して各感光ドラム１ａ〜１ｄに当接し、転写バイアス電源（不図示）から印加される前記トナーとは逆極性の転写バイアスにより、感光ドラム１ａ〜１ｄと転写ブレード４ａ〜４ｄ間の転写部で、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面の各色のトナー像を、移動する転写ベルト４上に静電吸着されて搬送される用紙等の転写材Ｐに順次重ね合わせて転写する。
【００３８】
転写ベルト４は、従動ローラ６ａ，６ｂと駆動ローラ６ｃ間に張架されており、駆動ローラ６ｃの回転駆動により感光ドラム１ａ〜１ｄの回転に同期して矢印方向に移動（回転）する。
【００３９】
クリーニング装置５ａ〜５ｄは、図２に示すように（図２にはクリーニング装置５ａのみ図示）、弾性材料で構成されたクリーニングブレード２２及び該クリーニングブレード２２を支持する支持部材２３から成るクリーニング部材２４を有しており、クリーニングブレード２２は、各感光ドラム１ａ〜１ｄの長手方向に沿ってカウンター方向に当接している。又、感光ドラム１ａ〜１ｄの回転方向に対してクリーニングブレード２２の上流側（下方部）にはスクイシート２５が設けられており、該スクイシート２５は、クリーニングブレード２２で掻き取った感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に残留する転写残トナーを全てクリーニング容器２６内に回収する。
【００４０】
各クリーニングブレード２２の支持部材２３には、往復動機構（不図示）が接続されており、この往復動機構によってクリーニングブレード２２が各感光ドラム１ａ〜１ｄのスラスト方向に±１ｍｍのストロークで往復動作（レシプロ動作）するよう構成されている。
【００４１】
又、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に対するクリーニングブレード２２の当接圧力は、線圧Ｎ（ｇ／ｃｍ）が２０＜Ｎ＜６０であり、好ましくは２５≦Ｎ≦５５であることが良い。クリーニングブレード２２の線圧Ｎが２０ｇ／ｃｍ以下の場合には、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に残留する転写残トナー（未転写トナー）を十分に除去することができず、トナーのすり抜けが生じ易くなり、又、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に融着やフィルミングが発生し易くなる。
【００４２】
一方、クリーニングブレード２２の線圧Ｎが６０ｇ／ｃｍ以上の場合には、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残留する転写残トナーのクリーニング性は高まるものの、感光ドラム１ａ〜１ｄの最外層の表面の摩耗が高まることから、感光ドラム１ａ〜１ｄの寿命が低下してしまう。
【００４３】
尚、上記クリーニングブレード２２の感光ドラム１ａ〜１ｄに対する当接圧力である線圧Ｎとは、クリーニングブレード２２の単位長さ当たりの感光ドラム１ａ〜１ｄに対するクリーニングブレード２２の総圧のことである。この総圧を測定する場合、測定対象の感光ドラム１ａ〜１ｄに荷重変換機を取り付けておき、感光ドラム１ａ〜１ｄの表面にクリーニングブレード２２を押し付け、その荷重を総圧として測定することができる。
【００４４】
本実施の形態におけるクリーニングブレード２２は、硬度５０〜８０°（Ｈｓ）、好ましくは６５〜７７°であり、反発弾性率１０〜５０％、好ましくは３０〜４０％であり、板厚０．５〜４．０ｍｍ、好ましくは１．０〜３．０ｍｍであり、感光ドラム１ａ〜１ｄに対する当接角度２０〜３５°、好ましくは２５〜３０°であり、自由長は２〜１２ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍである。これらは、クリーニングブレード２２の感光ドラム１ａ〜１ｄに対する当接圧力が、前述のように線圧Ｎとして２０＜Ｎ＜６０（ｇ／ｃｍ）となる範囲で適宜調節すれば良い。尚、クリーニングブレード２２の硬度（Ｈｓ）は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠し、クリーニングブレード２２の反発弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５５に準拠している。又、本実施の形態におけるクリーニング装置５ａ〜５ｄのクリーニング部材２４の詳細については後述する。
【００４５】
次に、以上説明した本実施の形態の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００４６】
画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードＰ．Ｓ．（本実施の形態では２００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される画像形成部ｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄは、前露光光源２１ａ〜２１ｄによって表面電荷が除去された後、それぞれ一次帯電器２ａ〜２ｄによって一様に本実施の形態では負極性に帯電される。そして、露光装置８は、入力されるカラー色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を、帯電された各感光ドラム１ａ〜１ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００４７】
そして、先ず感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム１ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置３ａの現像スリーブ２７（図２参照）によりイエローのトナーを付着させて反転現像を行い、静電潜像をトナー像として可視像化する。
【００４８】
そして、このタイミングに合わせてカセット１５ａ又は１５ｂから搬送部１６を経て給紙された用紙等の転写材Ｐがレジストローラ対１７によって転写ベルト４上に搬送される。転写ベルト４上に搬送された転写材Ｐは、駆動ローラ６ｃの駆動によって回転移動する転写ベルト４の表面に、吸着バイアスが印加された吸着ローラ対７によって静電吸着されて、画像形成部ｐａの転写部に搬送され、転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ブレード４ａによってイエローのトナー像が転写材Ｐ上に転写される。
【００４９】
イエローのトナー像が転写された転写材Ｐは、転写ベルト４の表面に吸着されて画像形成部ｐｂ側に移送される。そして、画像形成部ｐｂの転写部においても、前記と同様にして感光ドラム１ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、転写材Ｐ上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ブレード４ｂの作用によって転写される。
【００５０】
以下、同様にして転写材Ｐ上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部ｐｃ，ｐｄの感光ドラム１ｃ，１ｄ上にそれぞれ形成されたシアン、ブラックのトナー像を、各転写部にて転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ブレード４ｃ，４ｄにより順次重ね合わせることによって、フルカラーのトナー像が転写材Ｐ上に形成される。
【００５１】
フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは、分離帯電器１８により転写ベルト４の表面から分離されて搬送ガイド１９を経て定着装置１０に搬送され、該定着装置１０のヒータ１３，１４をそれぞれ内蔵した定着ローラ１１と加圧ローラ１２間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて該転写材Ｐの表面にトナー像が熱定着される。そして、フルカラーのトナー像が定着された転写材Ｐは、機外の排紙トレイ２０上に排出され、一連の画像形成動作が終了する。
【００５２】
尚、上記した転写時において、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残留している転写残トナー（未転写トナー）は、各クリーニング装置５ａ〜５ｄのクリーニング部材２４のクリーニングブレード２２によって掻き取られて除去され、スクイシート２５によってクリーニング容器２６内に回収される。
【００５３】
次に、本実施の形態における感光ドラム１ａ〜１ｄとクリーニング装置５について詳細に説明する。
【００５４】
先ず、感光ドラム１ａ〜１ｄの作製方法について説明する。
【００５５】
ポリアミド樹脂（商品名：Ｍ−４０００、東レ（株）製）１０質量部を、メタノール１００質量部／イソプロパノール９０質量部の混合溶液に溶解させ、外径１８０ｍｍ×長さ３６０ｍｍのアルミニウムシリンダ上に浸漬塗布し、１００℃で１５分間乾燥することにより、膜厚が１．０μｍの下引き層を形成した。
【００５６】
次に、トリスアゾ顔料７．５質量部とビスアゾ顔料２．５質量部をシクロヘキサノン２００質量部とベンザール樹脂５質量部及びテトラヒドラフラン４００質量部に溶解した液に加え、サンドミルを用いて分散することにより、電荷発生層溶液を得た。この液を前記下引き層上に浸漬塗布し、８０℃で１０分間乾燥することにより、膜厚が０．１μｍの電荷発生層を形成した。
【００５７】
次に、下記式で示される化合物（１）を５質量部、
【００５８】
【化１】
2005345945.tif 000003
下記式で示される化合物（２）を１５質量部
【００５９】
【化２】
2005345945.tif 000004
及びポリカーボネート（ビスフェノールＺ型、数平均分子量２００００）２０質量部をクロロベンゼン６００質量部／ジクロロメタン２００質量部の混合溶液をボールミルを用いて溶解することにより電荷輸送用溶液を得た。この溶液を前記電荷発生層上に浸漬塗布し、１２０℃で６０分間乾燥することにより、膜厚が２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００６０】
その後、電子写真感光体を１００ｒｐｍで回転させ、不織布後方から４０秒間空気を放出することにより電子写真感光体表面にトレシー（東レ（株）の商品名）を接触させて清掃した。
【００６１】
次に、化合物（１）を５質量部、ポリカーボネート（ビスフェノールＺ型、数平均分子量：６００００）１０質量部をクロロベンゼン５００質量部／ジクロロメタン３００質量部とポリテトラフルオロエチレン粒子（ルブロンＬ−２、ダイキン工業（株）製）１０質量部の混合溶液をボールミルを用いて溶解することにより保護層用溶液を得た。この溶液を前記電荷輸送層上にスプレーにて塗布を行い、６０℃で１５分間、その後１３０℃で１時間乾燥することにより膜厚が７．５μｍの保護層を形成した。
【００６２】
最後に、富士写真フィルム社製の＃４０００ラッピングテープで、１０Ｎの力で、幅５ｃｍで軸方向には全て当接させて、２００ｍｍ／ｓｅｃの速さで１分間、感光体表面を研磨した。
【００６３】
感光ドラム１の表面形状を表す指標の１つに、感光ドラム１の表面の凹凸の平均間隔Ｓｍave がある。この平均間隔Ｓｍave は、粗さ曲線をその平均線の方向に沿って評価長さ分だけ抜き取り、抜き取り部分において、１つの山とそれに隣り合う１つの谷に対応する平均の長さの和（以降、凹凸の間隔と称する）を求め、多数の凹凸の間隔の算術平均値を表わしたものである。
【００６４】
平均間隔Ｓｍave を求める場合には、小坂研究所社製の真円度測定器：ＥＣ３４００Ｗが測定手段として用いられ、プロファイルを用いて平均間隔Ｓｍave をサンプリング数２８ポイントの平均値から求める。
【００６５】
感光体の表面の周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍave
が、スティックスリップの周期や大きさに依存することが発見された。感光体の表面の周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍave を、スティックスリップの周期から大きくずらすことで感光体の凹凸がスティックスリップを止める働きをする。逆に、Ｓｍave とスティックスリップの周期が近い場合には共鳴し、スティックスリップの発生を助長する。その場合には、前述のようなトナーの融着等の諸問題が発生する。
【００６６】
平均間隔Ｓｍave に起因するスティックスリップの周期は、感光ドラム１の回転スピードをＰ．Ｓ．（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、
Ｓｍave に起因するスティックスリップの周期（Ｈｚ）＝Ｐ．Ｓ．／Ｓｍmave
…（１）
となる。
【００６７】
尚、本実施の形態で用いた感光ドラム１の周方向の平均間隔Ｓｍave は、１．４ｍｍであった。
【００６８】
又、スティックスリップは感光体の表面の周方向の凹凸の高さにも依存する。凹凸の高さが大きいと、スティックスリップとの共鳴を助長し、スティックスリップが大きくなる。
【００６９】
凹凸の高さがトナーの大きさよりも大きいとクリーニングできないため、凹凸の高さはトナーの大きさより小さい必要がある。
【００７０】
凹凸の山のうち高いもの５つと谷のうち低いものを５つ取り、各々で平均を取り、絶対値で足したものを凹凸の高低差Ｒｚと定義した。即ち、
Ｒｚ＝｜最大の５つの山の高さの平均｜＋｜最大の５つの谷の深さの平均｜…（２）
とした。
【００７１】
本実施の形態で用いた感光ドラム１の周方向のＲｚは、０．６μｍであった。
【００７２】
本実施の形態で用いたクリーニングブレード２２は、以下の方法で作製した。
【００７３】
又、重量平均分子量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とより製造したＮＣＯ％が７．０％のプレポリマーに、１，４−ブタンジオール及び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、国際ゴム硬度（ＩＲＨＤ）７０°の熱硬化性ポリエステル系ポリウレタン樹脂製ブレードを作製した。
【００７４】
得られたポリウレタン樹脂製ブレードを真空中に６０分間放置し、 乾燥させ、 ブレード中の水分を除去する。次に、 ８０℃の４，４−ジフェニルメタンイソシアネート（ＭＤＩ）浴に５ｍｍだけ３分間浸漬した後、ＭＤＩ浴よりポリウレタン樹脂製ブレードを引き上げ、余分なＭＤＩを拭き取り、クリーニングブレード２２を作製した。
【００７５】
上記のように作製されたポリウレタンエラストマーから成るクリーニングブレード２２は、安価に作製でき、且つ、低摩擦係数で表面が滑らかであり、本発明に非常に適したブレードである。
【００７６】
ところで、本発明者は、クリーニング装置５ａ〜５ｄの固有振動数がスティックスリップに影響することを見出した。
【００７７】
クリーニング装置５ａ〜５ｄの振動によってスティックスリップの振動が助長されるためである。前述のように、感光ドラム１の凹凸もスティックスリップを助長する。この２つの助長する力の共振を防ぐことがスティックスリップの発生を抑制するために必要である。
【００７８】
従って、前記（１）式から、
クリーニング装置５の固有振動数≠Ｐ．Ｓ．／Ｓｍave    …（３）
が望ましいことが分かる。
【００７９】
クリーニング装置５ａ〜５ｄの固有振動数とは、クリーニングブレード支持部材２３ｂの中央部に加速度ピックアップを設け、その近くをハンマリング加振して、クリーニング装置５ａ〜５ｄの振動特性を測定した結果である。パワースペクトラムのベースラインから見て、
ピークとなっている周波数は、 周りの周波数と比較して、 振動し易い周波数、即ち固有振動数を意味している。測定条件としては、周波数帯域は１ｋＨｚ、平均化処理は１０回とした。ハンマリングとしては、２００ｇの重りを０．２ｍ／ｓｅｃの速さで当てた程度で行った。本クリーニング装置５ａ〜５ｄで測定した結果を図３に示す。
【００８０】
本実施の形態では、上述のように、Ｐ．Ｓ．は２００ｍｍ／ｓｅｃ、Ｓｍave は１．４ｍｍである。故に、（３）式のＰ．Ｓ．／Ｓｍave は、１４３Ｈｚである。
【００８１】
クリーニング装置５の固有振動数として、１４３Ｈｚ近傍を有さないため、スティックスリップは発生せず、又、通紙実験においても、２３℃／５０％ＲＨの環境で５万枚行ったが、トナーの融着は発生しなかった。
【００８２】
一方、比較例として、クリーニングブレード支持部材２３の形状を変え、図４に示すように、１４３Ｈｚ近傍にクリーニング装置５の固有振動数を有するようにした場合、スティックスリップが発生し、又、通紙実験においても、２３℃／５０％ＲＨの環境で１万枚程度からトナーの融着が発生し始めた。
【００８３】
固有振動数ｆは、 一般的に、
ｆ＝１／（２π）×√（ｋ／ｍ）  ｋはバネ定数、ｍは質量
にて求められる。
【００８４】
そのため、図３や図４に示すような固有振動数の違いは、クリーニングブレード支持部材２３の重量、更にはクリーニングブレード支持部材２３を支える弾性特性が影響している。固有振動数を変える方法としては、クリーニング支持部材２３の重さを変える、弾性特性を変える、クリーニングブレード支持部材２３を支える支持部材を変えることになる。具体的には、クリーニングブレード支持部材２３の材質を変える、厚みを変える、
曲げ等があるならば、その曲げの角度等を変える、或はイコライズ機構、レシプロ機構を変える方法がある。
【００８５】
図３と図４で用いたクリーニングブレード支持部材２３の違いとしては、２３ａを異なったものとした。図３で用いたものの厚みを２００μｍ、曲げの角度は４５度、図４で用いたものは、厚みが１００μｍ、曲げの角度は９０度とした。尚、材質としては、どちらもＡｌを用いた。重さは厚みに比例しており、図３で用いたものは、図４で用いたもののそれの倍である。
【００８６】
一方、 クリーニングブレード２２にも、固有振動数がある。この値も（３）式のＰ．Ｓ．／Ｓｍave を避けることが望ましい。この値は、クリーニングブレード２２の自由長分の重さと弾性特性に依存する。弾性特性は、クリーニングブレード２２の材質、特に、一般的にＧ’で示される貯蔵せん弾弾性率と厚みに依存する。これらの特性は、クリーニング特性とも密接な関係があるため、それらとのバランスを取る必要がある。
【００８７】
尚、図３と図４で用いたクリーニングブレード２２は全く同じものである。
【００８８】
上記から考えると、固有振動数は１つとなるが、図４では複数のピーク（固有振動数）を有したスペクトラムとなっている。これは、固有振動数の整数倍も固有振動数となるのと、クリーニングブレード２２の固有振動数、クリーニング支持部材２３、該クリーニング支持部材２３の支持部材等の固有振動数等で振動し易いためである。様々の固有振動数が図３や図４のパワースペクトラムに出るが、何れの固有振動数も（３）式のＰ．Ｓ．／Ｓｍave を避ける必要がある。
【００８９】
クリーニング装置５の固有振動数とＰ．Ｓ．／Ｓｍave
をずらす程度としては、間隔Ｓｍのばらつきで決まる。測定時の間隔Ｓｍの最小値をＳｍmin 、最大値をＳｍmax とすると、
クリーニング装置５の固有振動数＜Ｐ．Ｓ．／Ｓｍmax
又は、
クリーニング装置５の固有振動数＞Ｐ．Ｓ．／Ｓｍmin
である。
【００９０】
本実施の形態では、Ｓｍmin は１．２ｍｍ、Ｓｍmax は１．７ｍｍであったため、クリーニング装置５の固有振動数としては、１１８Ｈｚ以上１６７Ｈｚ以下を避ければ良いことになる。
【００９１】
上記のように、クリーニング装置の固有振動数と像担持体の凹凸によるクリーニングブレードの振動数を遠ざけることで、クリーニングブレードのスティックスリップを防ぐことができるため、トナーの融着が発生せず、良好なクリーニング性能を長期に亘って安定的に得ることができる。
【００９２】
尚、図１に示した本実施の形態に係る画像形成装置は、４つの各感光ドラムで形成された各色のトナー像を、転写ベルト上に吸着して搬送される転写材上に多重転写してカラー画像を得る構成であったが、４つの各感光ドラムで形成された各色のトナー像を、中間転写体上に順次重ね合わせて１次転写した後に転写材上に一括して２次転写してカラー画像を得る構成の画像形成装置においても、同様に本発明を適用することができる。
【００９３】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００９４】
前記実施の形態１は、４つの感光ドラムを備えたカラー画像形成装置に本発明を適用した構成であったが、本実施の形態では、感光ドラムが１つのモノカラー（白黒）画像形成装置に本発明を適用した例である。
【００９５】
図５は本実施の形態に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式のレーザビームプリンタ）を示す概略断面図ある。
【００９６】
この画像形成装置（レーザビームプリンタ）は、電子写真画像形成プロセスによって電子写真感光体としての感光ドラム４０上に形成されたトナー像を転写材（用紙やＯＨＰシート等）Ｐに転写して画像形成を行うものである。
【００９７】
詳しくは、帯電ローラ４１によって矢印方向（時計方向）に回転している感光ドラム４０に帯電を行い、次いでこの感光ドラム４０に露光装置４７から入力される画像情報に応じたレーザ光Ｌを照射して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に、感光ドラム４０の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４２の現像スリーブ４２ａによりトナーｔを付着させて反転現像を行い、静電潜像をトナー像として可視像化する。
【００９８】
そして、トナー像の形成と同期して、給紙カセット４８にセットした所定サイズの用紙等の転写材Ｐを、ピックアップローラ４９、搬送ローラ対（不図示）及びレジストローラ対（不図示）等によって、感光ドラム４０と転写ローラ４３間の転写ニップ部Ｎに搬送する。
【００９９】
そして、感光ドラム４０上に形成されたトナー像を、転写バイアスが印加された転写ローラ４３によって転写材Ｐに転写する。その後、トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、定着装置５０へと搬送される。定着装置５０は、定着ローラ５０ａと加圧ローラ５０ｂを有しており、トナー像が転写された転写材Ｐを定着ローラ５０ａと加圧ローラ５０ｂ間の定着ニップ部で挟持搬送して、通過する転写材Ｐに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を転写材Ｐに定着する。そして、トナー像が定着された転写材Ｐを、排出ローラ対５１で搬送して外部に排出する。
【０１００】
又、前記転写後に感光ドラム４０上に残留している転写残トナーは、クリーニング部材４５の支持部材４５ｂで支持されているクリーニングブレード４５ａよって掻き取られるとともに、スクイシート４６によってすくい取られてクリーニング容器４４に回収され、次の画像形成動作に備えられる。
【０１０１】
そして、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、クリーニング装置の固有振動数と感光ドラム４０の凹凸によるクリーニングブレード４５ａの振動数を遠ざけることによって、クリーニングブレード４５のスティックスリップを防ぐことができる。この結果、トナーの融着が発生せず、良好なクリーニング性能を長期に亘って安定的に得ることができた。尚、クリーニングブレード４５ａの構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【０１０２】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【０１０３】
本実施の形態の形態に係る画像形成装置は、前記実施の形態１と同様のフルカラー複写機であって、従って、
以下、図１に基づいて説明する。
【０１０４】
本実施の形態では、クリーニング装置５（５ａ〜５ｄ）の固有振動数を測定する際に行うハンマリングを複数種の力で行い、
固有振動数の測定結果の精度を高めた例である。尚、ハンマリングの力を変えた以外は前記実施の形態１と同様である。
【０１０５】
前述のように、 クリーニング装置５ａ〜５ｄの固有振動数とは、クリーニングブレード支持部材２３ｂの中央部に加速度ピックアップを設け、その近くをハンマリング加振して、クリーニング装置５ａ〜５ｄの振動特性を測定した結果である。パワースペクトラムのベースラインから見て、
ピークとなっている周波数は、周りの周波数と比較して振動し易い周波数、即ち固有振動数を意味している。測定条件としては、周波数帯域は１ｋＨｚ、平均化処理は１０回とした。ハンマリングとしては、２００ｇの重りを０．２ｍ／ｓｅｃの速さで当てた以外に、本実施の形態では、２００ｇの重りを０．０９ｍ／ｓｅｃの速さで当てた場合と、２００ｇの重さを０．４４ｍ／ｓｅｃの速さで当てた場合の３通りを行った。このとき、運動エネルギー的に、０．０９ｍ／ｓｅｃのものと０．４４ｍ／ｓｅｃのものの平均が０．２ｍ／ｓｅｃのものとなるようにした。
【０１０６】
前記実施の形態１において用いたクリーニング装置５に関して、ハンマリングの力を複数種行った結果を図６に示す。一方、
比較例として行ったクリーニング装置５に関して、ハンマリングの力を複数種行った結果を図７に示す。
【０１０７】
図６や図７、特に図７に示されているように、ハンマリングの力を過度に大きくしたり、小さくしたりすると、固有振動数を示すピークは殆ど出ない。これは、与える力が強過ぎると、固有振動数以外の振動数でも大きく振動するため、
固有振動数が見えにくくなるためである。一方、与える力が弱過ぎると、固有振動数でも振動できる力がないため、固有振動数が見えにくくなる。その結果、与える力が強いときや弱いときには、ベースラインが強調されて出てくる。その性質を利用し、強い力を与えたときと弱い力を与えたときのパワースペクトラムの平均を周波数毎に求めることによってベースラインを求める。その後、適度な力で行ったスペクトラムとベースラインとの差を求める。そのように求めたパワースペクトラムで固有振動数を決めると、固有振動数の測定結果の精度が上がる。
【０１０８】
実施の形態１において用いたクリーニング装置５に関して行った測定の結果を図８に示す。一方、比較例として行ったクリーニング装置５の測定の結果を図９に示す。
【０１０９】
図８では、どの周波数においても殆ど０に近い値しか有していないが、図９では、３０Ｈｚや１３０Ｈｚ近傍に２０以上の大きな値を有しており、
又、その他の周波数でも１０以上の大きな値を示す周波数があり、その周波数を固有振動数と見なした。
【０１１０】
以上説明したように、本発明によれば、クリーニング装置の固有振動数と像担持体の凹凸によるクリーニングブレードの振動数を遠ざけることで、クリーニングブレードのスティックスリップを防ぐことができ、この結果、トナーの融着が発生せず、良好なクリーニング性能を長期に亘って安定的に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、像担持体上の残留トナーをブレード方式によって清掃除去するクリーニング装置を備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部（画像形成ユニット）の概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るクリーニング装置の振動特性を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の比較例に係るクリーニング装置の振動特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るクリーニング装置の振動特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３の比較例に係るクリーニング装置の振動特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るクリーニング装置の振動特性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３の比較例に係るクリーニング装置の振動特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，４０  感光ドラム（像担持体）
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ        一次帯電器
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，４２  現像装置
４            転写ベルト
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ        転写ブレード
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ        クリーニング装置
８，４７        露光装置
１０，５０      定着装置
１１，５０ａ    定着ローラ
１２，５０ｂ    加圧ローラ
２２，４５ａ    クリーニングブレード
２３，４５ｂ    クリーニングブレード支持部材
２４，４５      クリーニング部材
４１          帯電ローラ
４３          転写ローラ
【図１】
2005345945.tif 000005
【図２】
2005345945.tif 000006
【図３】
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【図４】
2005345945.tif 000008
【図５】
2005345945.tif 000009
【図６】
2005345945.tif 000010
【図７】
2005345945.tif 000011
【図８】
2005345945.tif 000012
【図９】
2005345945.tif 000013