(57)【要約】【課題】感光体の寿命を保ちつつ電子写真感光体表面から効率よく放電生成物を除去して、画像流れによる画像欠陥の発生を防止する。【解決手段】画像形成装置において、電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段を備え、クリーニング手段と電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御することにより、感光体の寿命を保ちつつ電子写真感光体表面から効率よく放電生成物を除去して、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができる。【選択図】図２
2007304183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像を前記電子写真感光体表面から被転写体へ転写する転写手段と、
前記トナー画像の転写後に、前記電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、
前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像を前記電子写真感光体表面から被転写体へ転写する転写手段と、
前記トナー画像の転写後に、前記電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、
前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、
を有し、
画像形成装置に脱着可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、
前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、
を有することを特徴とする電子写真感光体のクリーニング装置。
【請求項４】
電子写真感光体の表面にクリーニング手段を接触することにより残留したトナーを除去する除去工程を含み、
前記除去工程において前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御することを特徴とする電子写真感光体のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、プロセスカートリッジ、ならびにそれらに用いられる電子写真感光体（以下、単に「感光体」と呼ぶ場合がある）のクリーニング装置及びクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式は、高速で高品質の印字が可能であることから、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において利用されている。電子写真方式を用いた画像形成装置においては、電子写真感光体の周囲に帯電装置、転写装置といった放電を伴う装置が設けられている。このような放電を伴う装置において、反応の詳細は不明であるが、放電により空気中の酸素、窒素から、オゾンガスや一酸化窒素、二酸化窒素といった窒素酸化物が発生し、これら窒素酸化物が反応して硝酸アンモニウム等の硝酸化合物を、更にこれら窒素酸化物が水と反応してアンモニア等を発生する。このような放電生成物が電子写真感光体表面へ付着すると、高湿下において水分を吸収して感光体の表面抵抗が低下し、電子写真感光体上の静電潜像を保持することができなくなり、いわゆる画像流れが発生する。
【０００３】
また、画像形成装置の電源停止後、帯電装置等の放電を伴う装置に付着した放電生成物が揮発し、高濃度の放電生成物が装置近傍の感光体表面に付着するため、次に電源を入れた際に装置近傍部分のみの画像流れ、いわゆるパーキング画像流れが発生する。
【０００４】
画像流れに関しては、感光体のクリーニング工程で比較的多量に表面を削り取るようなクリーニング装置を用いれば画像流れの発生は抑制されるものの、感光体の寿命が短くなるという欠点を有している。
【０００５】
一方、画像形成装置に用いられる感光体としては、近年、光導電性の有機材料を用いた有機感光体が主流となっている。また、感光体の構成も、中間層、電荷発生層、電荷輸送層と３層構造を持つ機能分離型感光体が一般的である。さらに電子写真感光体の長寿命化の観点から電荷輸送層の上に保護層を設けた感光体が提案されている。このような表面保護層を設けた電子写真感光体は一般に磨耗量が小さく、クリーニング工程にて表面を清浄化することが難しく、上記画像流れが発生しやすいという欠点を有している。電子写真感光体の磨耗量と画像流れとの関係は、電子写真感光体１０００回転あたりの磨耗量が２０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下の場合に画像流れが発生しやすい。２０ｎｍを超える磨耗量の場合、特に１０ｎｍを越える磨耗量の場合には感光体表面削り取ることにより表面を清浄化しており、画像流れは発生しにくいが、感光体寿命が短くなるという欠点を有している。
【０００６】
このような問題点に対して、感光体の寿命を保ちながら、画像流れの発生を抑制する手段として、感光体表面の放電生成物を除去する方法が従来から各種提案されている。例えば、第１として、水あるいはアルコールで感光体表面を洗浄し、放電生成物を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００７】
第２に、感光体表面にブラシ、高吸水性樹脂、繊維クリーナ等の部材を接触させて放電生成物を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献３〜６参照）。
【０００８】
第３に、画像形成装置内の放電ガスを画像形成装置外へ排出することにより、放電生成物の量を低減し、画像流れを防止する方法も提案されている（例えば、特許文献７参照）。
【０００９】
第４に、放電個所近傍に放電生成物を分解する光触媒物質を含有する方法も提案されている（例えば、特許文献８参照）。
【００１０】
第５に、極性吸着剤に放電生成物を吸着、除去する方法も提案されている（例えば、特許文献９参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平２−２９３８８４号公報
【特許文献２】特開平２−２９３８８５号公報
【特許文献３】特開平２００４−３６７８３号公報
【特許文献４】特開平４−３９６８９号公報
【特許文献５】特開平５−１８１２９５号公報
【特許文献６】特開平０１−３１４２７８号公報
【特許文献７】特開平８−２２２２５号公報
【特許文献８】特開２０００−２５９０１２号公報
【特許文献９】特開２００２−２４４５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１，２のような方法では水やアルコールに放電生成物が溶けやすい性質を利用しているが、一般的に感光体表面は疎水性であり、水やアルコールはまばらな水滴になりやすく、まばらな水滴がついた状態でふき取りを行うために表面の洗浄性が不均一になりやすく、画像欠陥が発生しやすい。また、アルコールを用いる場合、その蒸気が問題になると考えられる。
【００１３】
また特許文献３〜６の方法のように、単純に上記部材を感光体表面に接触するだけでは放電生成物を十分に除去することが難しい。
【００１４】
また特許文献７の方法では、近年の画像形成装置は小型化が進み、内部構造が複雑になっているため放電ガスを効率よく排出することが難しく、画像流れを完全に抑制することは難しい。
【００１５】
また特許文献８の方法では、一般的に光触媒は紫外光により放電生成物を分解するために、装置が大掛かりになり、また、紫外光が感光体に照射されることにより感光体が劣化しないように特別な装置が必要になる。
【００１６】
また特許文献９の方法では、放電生成物を極性吸着剤に吸着するには比較的長い時間が必要で、パーキング画像流れの原因となる放電生成物をすばやく除去することは難しい。
【００１７】
本発明は、感光体の寿命を保ちつつ電子写真感光体表面から効率よく放電生成物を除去して、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れる画像形成装置、プロセスカートリッジ、ならびに電子写真感光体のクリーニング装置及びクリーニング方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像を前記電子写真感光体表面から被転写体へ転写する転写手段と、前記トナー画像の転写後に、前記電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、を有する画像形成装置である。
【００１９】
また、本発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、前記トナー画像を前記電子写真感光体表面から被転写体へ転写する転写手段と、前記トナー画像の転写後に、前記電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、を有し、画像形成装置に脱着可能であるプロセスカートリッジである。
【００２０】
また、本発明は、電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、を有する電子写真感光体のクリーニング装置である。
【００２１】
さらに、本発明は、電子写真感光体の表面にクリーニング手段を接触することにより残留したトナーを除去する除去工程を含み、前記除去工程において前記クリーニング手段と前記電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する電子写真感光体のクリーニング方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段を備え、クリーニング手段と電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御することにより、感光体の寿命を保ちつつ電子写真感光体表面から効率よく放電生成物を除去して、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れる画像形成装置、プロセスカートリッジ及び電子写真感光体のクリーニング装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明では、電子写真感光体の表面にクリーニング部材を接触することにより残留したトナーを除去する除去工程においてクリーニング部材と電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御することにより、電子写真感光体表面から効率よく放電生成物を除去して、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、更に画質維持性に優れる電子写真感光体のクリーニング方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００２５】
本発明者らは、湿度が高いとき、すなわち周囲雰囲気に含まれる水分量が多いときに硝酸アンモニウム等の放電生成物が生成し易いことに着目し、鋭意検討の結果、帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段を有する画像形成装置において、クリーニング手段と電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御することで、電子写真感光体表面から効率よく放電生成物を除去することができることを見出した。
【００２６】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。
【００２７】
図１に示す画像形成装置１は、電子写真感光体１０と、電子写真感光体１０の表面を均一に帯電する帯電手段１２と、帯電した電子写真感光体１０の表面を、画像情報に応じて露光することにより静電潜像を形成する露光手段１４と、静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段１６と、トナー画像を電子写真感光体１０の表面から被転写体１８に転写する転写手段２０と、電子写真感光体１０の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニングブレード２２及びクリーニングブレード２２と電子写真感光体１０の表面との食い込み量を制御する食い込み量制御手段２４を有するクリーニング装置２６と、除電手段２８と、を有する。なお、同様の機能を有するものには、全図面を通じて同じ符号を付与し、その説明を省略する場合がある。
【００２８】
図１に示す画像形成装置１による画像形成は、電子写真感光体１０の表面を帯電手段１２により所定の電位に帯電し、所定の電位に帯電した電子写真感光体１０の表面を露光手段１４により露光して静電潜像を形成した後、現像手段１６により静電潜像をトナーにより現像してトナー画像とする。得られたトナー画像は転写手段２０により、被転写体１８に転写される。転写手段２０によりトナー画像を被転写体１８に転写した後、クリーニングブレード２２により、電子写真感光体１０の表面に残留したトナーを除去し、電子写真感光体１０の表面の帯電電位を除電手段２８により除去する。
【００２９】
帯電手段１２は、公知の非接触型のコロトロン、スコロトロン等の帯電器を用いることができ、また、帯電手段１２としては非接触型に限らず公知の帯電ロール、帯電ブラシ等の接触型の帯電器も用いることができる。
【００３０】
露光手段１４は、レーザ光学系（ＲＯＳ）を有するものが好ましい。光源となるレーザは公知の発振波長７８０ｎｍの半導体レーザや、高画質化の目的で波長３８０〜４５０ｎｍ程度のレーザを用いることができる。また、半導体レーザはレーザを複数組み合わせたレーザアレー、主走査方向および副走査方向に複数のレーザビーム発生源を持つ、面発光レーザアレー、ＬＥＤアレイなどの公知の露光手段を用いることができる
【００３１】
現像手段１６としては、公知の現像装置等を用いることができ、現像器に用いられるトナーは不定形トナーも用いることができるが、高画質化の観点からは球形トナーが好ましい。球形トナーを得る方法としては、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法。あるいは結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等を使用できる。また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。
【００３２】
球形トナーの体積平均粒径Ｄ５０ｖは２〜１２μｍの範囲であることが好ましく、３〜９μｍの範囲であることがより好ましい。また、形状係数ＳＦ１は１１０〜１３５の範囲が好ましい。形状係数ＳＦ１が１１０よりも小さい場合にはクリーニング性が大きく低下して、クリーニング不良が発生しやすくなる場合がある。逆に形状係数ＳＦ１が１３５より大きい場合には、転写性が低下して画質の低下や、転写されない廃棄トナーが増加してしまう場合がある。
【００３３】
トナーの形状係数ＳＦ１は、スライドグラス上に散布したトナー粒子、またはトナーの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置（ニレコ社製）に取り込み、５０個のトナーの最大長（ＭＬ）と投影面積（Ａ）を求め、下記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られるものである。
ＳＦ１＝（ＭＬ２／Ａ）×（π／４）×１００
なお、式（４）中、ＭＬはトナー粒子の最大長（μｍ）、Ａはトナー粒子の投影面積（μｍ２）を各々示す。
【００３４】
また、前記トナーの体積平均粒径Ｄ５０ｖについては、マルチサイザー（ベックマン−コールター社製）を用いて測定し求められる。
【００３５】
転写方式としては、紙等の被転写体１８に直接転写する方式でも、中間転写体を介して被転写体１８に転写する方式でもよい。図１において転写手段２０は、ローラー状であるが、本実施形態においては、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等、何れを用いてもよい。接触式の転写手段を用いた場合に大きな効果が発揮される。転写手段２０がローラー状である場合、その硬度は適度な硬さが求められる。具体的にはアスカーＣ硬度で２０〜５０の範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは２５〜４０の範囲である。また、転写手段２０の電子写真感光体１０への当接圧は、１０〜３０ｇｆ／ｃｍ（０．１０Ｎ／ｃｍ〜０．２９Ｎ／ｃｍ）の範囲が好ましく、更に好ましくは１５〜２５ｇｆ／ｃｍ（０．１５Ｎ／ｃｍ〜０．２５Ｎ／ｃｍ）の範囲である。硬度あるいは当接圧が適当な範囲から外れると転写の際に適度な空隙が得られず、均一な放電が行われず、均一な転写が行われないことがある。
【００３６】
転写手段２０を用いてトナーを被転写体１８に転写する方法としては、転写手段２０に定電流を印加するが、印加電流は直流電流が好ましい。電流範囲は１０〜５０μＡが好ましく、１５〜３０μＡがより好ましい。
【００３７】
中間転写体としては、公知の中間転写体を用いることができる。中間転写体に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアルキレンフタレート、ＰＣ／ポリアルキレンテレフタレート（ＰＡＴ）のブレンド材料、エチレンテトラフロロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料等が挙げられるが、機械的強度の観点から熱硬化ポリイミド樹脂を用いた中間転写ベルトが好ましい。
【００３８】
トナー画像を転写する記録媒体である被転写体１８としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、ＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
【００３９】
クリーニング装置２６は、クリーニング手段であるクリーニングブレード２２と、食い込み量制御手段２４とを有する。クリーニング手段としては、ゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレード２２を用い、その一端のエッジを電子写真感光体１０表面に当接させて、表面に付着したトナー等の現像剤を除去するものの他に、導電性プラスチック等を使用したクリーニングブラシを用い、ブラシの先端部を電子写真感光体１０表面に接触させて、表面に付着したトナー等の現像剤を除去するもの等、公知のクリーニング手段が用いられる。
【００４０】
クリーニング手段は、トナー画像の転写後に、電子写真感光体１０の表面に接触することにより残留したトナーを除去するが、本実施形態においては食い込み量制御手段２４により電子写真感光体１０の表面との食い込み量が湿度に応じて制御される。食い込み量を制御する食い込み量制御手段２４としては、例えば、吸水性を有する材料を含んで形成される食い込み量制御部材をクリーニング手段とクリーニング装置固定部との間に配置したもの等が挙げられる。また、吸水性を有する材料としては、吸放水により体積変化を生じるものであればよく特に制限はないが、吸水性ポリマ、絹等の天然繊維等が挙げられ、吸水速度、吸水率等の点から吸収性ポリマであることが好ましい。
【００４１】
図２〜図６は本実施形態において好ましいクリーニング装置２６の一例の概略を示す模式図である。図２〜図５はクリーニング手段としてクリーニングブレード２２を用いた例を示している。また、図６はクリーニング手段として導電性プラスチック等を使用したクリーニングブラシ３０を用いた例を示している。
【００４２】
図２に示すクリーニング装置２６は、クリーニングブレード２２及び食い込み量制御手段２４を有する。食い込み量制御手段２４は、クリーニングブレード２２を保持するブレード保持部３２と、ブレード保持部３２と画像形成装置あるいはプロセスカートリッジのクリーニング装置固定部３４との間の食い込み量制御部材３６とを有している。食い込み量制御部材３６は吸水性ポリマ３８と通気性伸縮布４０とホルダ４２とから構成される。なお、通気性伸縮布４０は必ずしも必要ない。この食い込み量制御部材３６において、高湿下では吸水性ポリマ３８が周囲雰囲気中の水分を吸水して体積が膨張することでブレード保持部３２が押し上げられて図２の矢印Ａ方向に移動し、クリーニングブレード２２の電子写真感光体１０表面への食い込み量を増加させる。一方、低湿下では逆に吸水性ポリマ３８が水分を周囲雰囲気へ放出し、体積が収縮することでブレード保持部３２が下げられて図２の矢印Ｂ方向に移動し、クリーニングブレード２２の電子写真感光体１０への食い込み量を減少させる。したがって、外部環境の湿度に応じてクリーニングブレード２２と電子写真感光体１０の表面との接触時の食い込み量を制御することができる。
【００４３】
図３に示すクリーニング装置２６では、食い込み量制御手段２４の両端、すなわちブレード保持部３２とホルダ４２の底面との間に体積制御用バネ４４を有する。図２のクリーニング装置２６と同様に、外部環境の湿度に応じてクリーニングブレード２２と電子写真感光体１０の表面との食い込み量を制御することができるが、体積制御用バネ４４によりブレード保持部３２の移動量が制限される。これにより、ブレード保持部３２の移動量を所望の移動量に制御して、クリーニングブレード２２が必要以上に電子写真感光体１０の表面に食い込むことを防止することができる。
【００４４】
図４に示すクリーニング装置２６では、食い込み量制御手段２４は、食い込み量制御部材３６のホルダ４２の上端部にツメ状の体積制御用部材４６を有する。図２のクリーニング装置２６と同様に、外部環境の湿度に応じてクリーニングブレード２２と電子写真感光体１０の表面との食い込み量を制御することができるが、体積制御用部材４６によりブレード保持部３２の上方への移動量が制限される。これにより、ブレード保持部３２の移動量を所望の移動量に制御して、クリーニングブレード２２が必要以上に電子写真感光体１０の表面に食い込むことを防止することができる。体積制御用部材４６は、ホルダ４２の上端部に限らず、ブレード保持部３２の移動範囲の上限に位置するように設置すればよい。
【００４５】
図５に示すクリーニング装置２６では、食い込み量制御手段２４は、食い込み量制御部材３６のホルダ４２の上端部及び中間部の所望の位置にツメ状の体積制御用部材４６ａ及び４６ｂを有する。図２のクリーニング装置２６と同様に、外部環境の湿度に応じてクリーニングブレード２２と電子写真感光体１０の表面との食い込み量を制御することができるが、体積制御用部材４６ａ，４６ｂによりブレード保持部３２の移動量が制限される。これにより、所望の移動量に制御して、クリーニングブレード２２が必要以上に電子写真感光体１０の表面に食い込むこと、及びクリーニングブレード２２が必要以上に電子写真感光体１０の表面から離れることを防止することができる。体積制御用部材４６は、ブレード保持部３２の移動範囲の上限及び下限に位置するように設置すればよい。図５のクリーニング装置２６によればブレード保持部３２の移動範囲の制御を容易に行うことができる。
【００４６】
図６に示すクリーニング装置２６は、クリーニングブラシ３０及び食い込み量制御手段２４を有する。食い込み量制御手段２４は、クリーニングブラシ３０を保持するブラシ保持部４８と、ブラシ保持部４８と画像形成装置あるいはプロセスカートリッジのクリーニング装置固定部３４との間の食い込み量制御部材３６とを有している。図２のクリーニング装置２６と同様に、外部環境の湿度に応じてクリーニングブラシ３０と電子写真感光体１０の表面との食い込み量を制御することができる。図６のクリーニング装置２６においても、図３のような体積制御用バネ４４、図４，５のような体積制御用部材４６を備えてもよい。
【００４７】
吸水性を有する材料である吸水性ポリマ３８としては、吸放水により体積変化を生じるものであればよく特に制限はないが、例えば、ポリアクリル酸塩系吸水ポリマ、イソブチレン−無水マレイン酸系吸水ポリマ、デンプン系吸水ポリマ、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合系吸水ポリマ、ポリビニルメチルエーテル系吸水ポリマ、ポリビニルアルコール系吸水ポリマ、ポリエチレンオキサイド系吸水ポリマ等が挙げられ、汎用性、吸水速度、吸水率等の点からポリアクリル酸塩系吸水ポリマが好ましい。
【００４８】
吸水性ポリマ３８の膨張及び収縮のし易さを示す指標である吸水率は、２０〜５００の範囲であることが好ましい。吸水率が２０未満の場合及び５００を超える場合は、クリーニングブレード２２の食い込み量を所望の範囲に精度よく制御することが困難となる場合がある。吸水性ポリマ３８の吸水率は、吸水前後の重量変化により下記式に従って求めることができる。
（Ｗａ−Ｗｂ）＊１００／Ｗｂ
Ｗａ：吸水後の重量
Ｗｂ：吸水前の重量
【００４９】
ここで、本明細書において、クリーニングブレード２２、クリーニングブラシ３０等のクリーニング手段と電子写真感光体１０の表面との「食い込み量」とは、図７に示すように電子写真感光体１０を外したときのクリーニングブレード２２のエッジの位置（図７の点線部分）と、電子写真感光体１０にクリーニングブレード２２を当接させたときの電子写真感光体１０の表面の位置との間の、電子写真感光体１０表面に対する法線方向の距離ｄのことをいう。また、クリーニングブラシ３０の場合は、電子写真感光体１０を外したときのクリーニングブラシ３０のブラシ先端部分の位置と、電子写真感光体１０にクリーニングブラシ３０を当接させたときの電子写真感光体１０の表面の位置との間の、電子写真感光体１０表面に対する法線方向の距離ｄのことをいう。この食い込み量は、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲が好ましく、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲がより好ましい。食い込み量が１ｍｍ未満であると電子写真感光体１０表面から効率よく放電生成物を除去することが困難となる場合があり、３ｍｍを超えると電子写真感光体１０の寿命が短くなる場合がある。
【００５０】
湿度に応じて食い込み量を制御するときの基準は一概には言えないが、例えば、画像形成装置内部の相対湿度が７０〜１００％である高湿条件のときには食い込み量が１．５〜３．０ｍｍ、好ましくは１．５〜２．５ｍｍになるように、相対湿度が０〜３０％である低湿条件のときには食い込み量が１．０〜２．５ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍになるように、食い込み量制御部材３６に使用する吸水性ポリマ３８の含有量、吸水率等を選択したり、体積制御用バネ４４の伸び範囲、体積制御用部材４６の位置等を調整すればよい。
【００５１】
放電生成物に起因する画像流れが発生するのは主に高温高湿下であるため、以上のように画像形成装置内部の湿度に応じて、高湿時には食い込み量を大きく、低湿時には食い込み量を小さくなるように制御することにより、電子写真感光体の寿命を短くすることなく、効率よく放電生成物を除去することができる。そして、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、湿度センサや湿度センサの制御機構等の更に複雑な機構を必要とすることもなく、小型化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【００５２】
本実施形態に用いられる電子写真感光体１０は、１０００回転あたりの磨耗量が０．１〜２０ｎｍの範囲であることが好ましく、０．１〜１０ｎｍの範囲であることがより好ましく、０．２〜５ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、０．５〜３ｎｍの範囲であることが特に好ましい。前記磨耗量が０．１ｎｍ未満であると、電子写真感光体表面に劣化した部分がいつまでも残留して画質欠陥となってしまう場合があり、２０ｎｍを超える場合は通常のクリーニングで放電生成物が除去されるため、本実施形態に係るクリーニング方法を必ずしも適用しなくてもよい。
【００５３】
１０００回転あたりの磨耗量が０．１〜２０ｎｍの範囲となるように、本実施形態に用いられる電子写真感光体１０は、電荷輸送材料と硬化性樹脂とを最表面に含有することが好ましい。また、電子写真感光体１０は、電荷輸送性を持つ架橋性樹脂を最表面に含有することが好ましい。また、電子写真感光体１０は、フィラーを分散した表面層を有することが好ましい。また、電子写真感光体１０は、フィラーを分散した保護層を有することが好ましい。
【００５４】
図８及び図９は、本実施形態において好ましい電子写真感光体１０の断面を示す模式図である。図８及び図９においては、積層型有機電子写真感光体を示しているが、単層型有機電子写真感光体、あるいは無機電子写真感光体であってもよく電子写真感光体の組成、構造に限定はない。ここでは積層型有機電子写真感光体を例にとって説明する。
【００５５】
図８に示す電子写真感光体１０は、導電性支持体５０上に中間層５２が設けられ、その上層に電荷発生層５４、更にその上層に電荷輸送層５６が設けられている。
【００５６】
一方、図９に示す電子写真感光体１０は、上述の導電性支持体５０、中間層（下引き層）５２、電荷発生層５４、電荷輸送層５６上に、更に保護層５８が設けられている。一般的に保護層５８を持たない電子写真感光体１０の表面の磨耗量は大きく、特に帯電手段として接触帯電器を用いた場合は非接触型に比べて大きく増加する。しかし、帯電、現像剤、クリーニングの条件を最適化することで１０００回転あたりの磨耗量を２０ｎｍ以下にすることができる。従来は１０００回転あたりの磨耗量が２０ｎｍ以下の場合、特に１０ｎｍの場合には画像流れが発生する可能性が高くなっていたが、本実施形態の上記構成とすることにより画像流れが防止できるので好ましい。
【００５７】
図８，９に示す電子写真感光体１０において、導電性支持体５０としては、アルミニウムをドラム状、シート状、プレート状等、適宜の形状のものにして使用されるが、これらに限定されるものではない。また、注入阻止、接着性改善、干渉縞防止などの目的で陽極酸化処理や、ベーマイト処理、ホーニング処理などを行ってもよい。
【００５８】
中間層５２に用いられる材料としては、有機ジルコニウム化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物の他、その他有機金属化合物が用いられるが、特に有機ジルコニウム化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物は残留電位が低く良好な電子写真特性を示すため、好ましく使用される。また、中間層５２には、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレノキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知の結着樹脂を用いることもできる。
【００５９】
更に、中間層５２中には電子輸送性顔料を混合、分散して使用することもできる。電子輸送性顔料としては、ペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。これらの顔料の中ではペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料と多環キノン顔料、酸化亜鉛、酸化チタンが、電子移動性が高いので好ましく使用される。また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的でカップリング剤や、バインダ樹脂などで表面処理してもよい。
【００６０】
電荷発生層５４は、既知の電荷発生材料および結着樹脂を含んで構成される。該結着樹脂は、広範な絶縁性樹脂から選択することができ、また有機光導電性ポリマから選択することもできる。該結着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００６１】
前記電荷発生材料は、既知のものを全て使用することができるが、とくに金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。その中でも、特定の結晶を有するヒドロキシガリウムフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニンが特に好ましい。
【００６２】
電荷輸送層５６は、電荷輸送材料及び結着樹脂を含んで構成されるものである。電荷輸送材料は、公知の電荷輸送材料を用いることができる。また、電荷輸送材料は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６３】
電荷輸送層５６に用いられる結着樹脂は特に制限されないが、公知のフィルム形成可能な電気絶縁性の樹脂が好ましい。中でもポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂は電荷輸送材料との相溶性、溶剤への溶解性、強度の点で優れており好ましく用いられる。これらの結着樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６４】
また、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層（電荷発生層５４、電荷輸送層５６等）中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
【００６５】
また、保護層５８がない場合、耐磨耗性向上を目的として公知のフィラーを表面層に分散することができる。フィラーの好ましい例としては、無機フィラーとして、シリカ、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化錫、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫とアンチモンあるいは酸化アンチモンとの固溶体の担体またはこれらの混合物、あるいは単一粒子中にこれらの金属酸化物を混合したもの、あるいは被覆したものが挙げられる。また、有機フィラーとしては４フッ化エチレン樹脂に代表されるフッ素含有樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート等の縮合樹脂や、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラールのようなビニル重合体が挙げられる。
【００６６】
また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、感光層（電荷発生層５４、電荷輸送層５６等）に少なくとも１種の電子受容性物質を含有することができる。
【００６７】
保護層５８は、公知の電荷輸送材料と、バインダ樹脂を用いることができる。強度、電気特性、画質維持性などの観点から、電荷輸送材料とバインダ樹脂との架橋構造を有するものが好ましい。架橋構造を形成するものとしては種々の材料を用いることが出来るが、特性上、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂などが好ましく、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂からなるものがより好ましい。このうち電荷輸送性を持つ架橋性樹脂としては、特に下記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される化合物から誘導される構造を有する樹脂が強度、安定性に優れ、特に好ましい。
【００６８】
Ｆ−［（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ］ｍ３            （Ｉ）
式（Ｉ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｘ１は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ１はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｙは水酸基、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、チオール基（−ＳＨ）又はアミノ基（−ＮＨ２）を示し、ｍ１及びｍ２はそれぞれ独立に０又は１を、ｍ３は１〜４の整数を示す。
【００６９】
Ｆ−［（Ｘ２）ｎ１−（Ｒ２）ｎ２−（Ｚ）ｎ３Ｇ］ｎ４      （ＩＩ）
式（ＩＩ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｘ２は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ２はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｚはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、ＮＨ又はＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２及びｎ３はそれぞれ独立に０又は１を、ｎ４は１〜４の整数を示す。
【００７０】
Ｆ−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）（３−ａ）Ｑａ］ｂ              （ＩＩＩ）
式（ＩＩＩ）中、Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基を、Ｄは２価の基を、Ｒ３は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）又は置換若しくは未置換のアリール基（炭素数は６〜２０が好ましく、６〜１５がより好ましい）を、Ｑは加水分解性基を、ａは１〜３の整数を、ｂは１〜４の整数を示す。
【００７１】
また、上記２価の基Ｄとしては、具体的には、光電特性を付与するためのＦの部位と、３次元的な無機ガラス質ネットワークの構築に寄与する置換ケイ素基とを結びつける働きを担う２価の基である。また、Ｄは、堅い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークの部分に適度な可とう性を付与し、膜としての機械的強靱さを向上させる働きを担う有機基構造を表す。Ｄとして具体的には、−ＣαＨ２α−、−ＣβＨ２β−２−、−ＣγＨ２γ−４−で表わされる２価の炭化水素基（ここで、αは１〜１５の整数を表し、βは２〜１５の整数を表し、γは３〜１５の整数を表す）、−ＣＯＯ−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−、−Ｎ＝ＣＨ−、−（Ｃ６Ｈ４）−（Ｃ６Ｈ４）−、及び、これらの特性基を任意に組み合わせた構造を有する特性基、更にはこれらの特性基の構成原子を他の置換基と置換したもの等が挙げられる。また、上記加水分解性基Ｑとしては、アルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルコキシ基がより好ましい。
【００７２】
前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で示される化合物における正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基Ｆとしては、下記一般式（ＶＩ）で示される化合物が好ましい。
【００７３】
【化１】
2007304183.tif 000003
【００７４】
ここで、式（ＶＩ）中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ａｒ５は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つＡｒ１〜Ａｒ５のうち１〜４個は、上記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で示される化合物における−［（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ］、−［（Ｘ２）ｎ１−（Ｒ２）ｎ２−（Ｚ）ｎ３Ｇ］、又は、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）（３−ａ）Ｑａ］、で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有し、ｋは０または１である。
【００７５】
一般式（ＶＩ）で示される化合物におけるＡｒ１〜Ａｒ４で示される置換又は未置換のアリール基としては、具体的には、下記式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−７）に示されるアリール基が好ましい。
【００７６】
【表１】
2007304183.tif 000004
【００７７】
前記式（ＶＩ−７）で示されるアリール基におけるＡｒとしては、下記式（ＶＩ−８）又は（ＶＩ−９）で示されるアリール基が好ましい。
【００７８】
【表２】
2007304183.tif 000005
【００７９】
また、前記式（ＶＩ−７）で示されるアリール基におけるＺとしては、下記式（ＶＩ−１０）から（ＶＩ−１７）で示される２価の基が好ましい。
【００８０】
【表３】
2007304183.tif 000006
【００８１】
ここで、前記式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１７）中、Ｒ６は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、それらで置換されたフェニル基若しくは未置換のフェニル基、又は炭素数７〜１０のアラルキル基を、Ｒ７〜Ｒ１３はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、炭素数１〜４のアルコキシ基、それらで置換されたフェニル基若しくは未置換のフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基又はハロゲン原子を、ｍ及びｓはそれぞれ独立に０又は１を、ｑ及びｒはそれぞれ独立に１〜１０の整数を、ｔはそれぞれ独立に１〜３の整数を示す。
【００８２】
また、前記式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−７）中、Ｘは前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で示される化合物における−［（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ］、−［（Ｘ２）ｎ１−（Ｒ２）ｎ２−（Ｚ）ｎ３Ｇ］、又は、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）（３−ａ）Ｑａ］、前記式（ＶＩ−１）で示される構造単位、又は前記式（ＶＩ−１）で示される構造単位で表される部位と結合するための結合手を有する。
【００８３】
また、上記式（ＶＩ−１６）〜（ＶＩ−１７）中、Ｗは下記式（ＶＩ−１８）〜（ＶＩ−２６）で示される２価の基を示す。なお、式（ＶＩ−２５）中、ｕは０〜３の整数を示す。
【００８４】
【表４】
2007304183.tif 000007
【００８５】
また、上記一般式（ＶＩ）におけるＡｒ５の具体的構造としては、ｋ＝０の時は上記Ａｒ１〜Ａｒ４の具体的構造におけるｍ＝１の構造が、ｋ＝１の時は上記Ａｒ１〜Ａｒ４の具体的構造におけるｍ＝０の構造が挙げられる。
【００８６】
また、上記一般式（Ｉ）で示される化合物としては、より具体的には、下記化合物（Ｆ−１）〜（Ｆ−６１）が挙げられる。なお、下記化合物（Ｆ−１）〜（Ｆ−６１）は、一般式（ＶＩ）で示される化合物のＡｒ１〜Ａｒ５及びｋを下記の表に示されるように組み合わせ、且つ、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）（３−ａ）Ｑａ］基（ｓ）を下記の表に示される特定のものとしたものである。なお、下記表中、Ｍｅはメチル基を、Ｅｔはエチル基を、ｉＰｒはイソプロピル基を示す。
【００８７】
【表５】
2007304183.tif 000008
【００８８】
【表６】
2007304183.tif 000009
【００８９】
【表７】
2007304183.tif 000010
【００９０】
【表８】
2007304183.tif 000011
【００９１】
【表９】
2007304183.tif 000012
【００９２】
【表１０】
2007304183.tif 000013
【００９３】
上記一般式（Ｉ）で示される化合物の具体例としては、下記化合物（Ｉ−１）〜（Ｉ−３８）を挙げることができる。なお、下記表中、Ｍｅ又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を示す。
【００９４】
【表１１】
2007304183.tif 000014
【００９５】
【表１２】
2007304183.tif 000015
【００９６】
【表１３】
2007304183.tif 000016
【００９７】
【表１４】
2007304183.tif 000017
【００９８】
【表１５】
2007304183.tif 000018
【００９９】
【表１６】
2007304183.tif 000019
【０１００】
【表１７】
2007304183.tif 000020
【０１０１】
【表１８】
2007304183.tif 000021
【０１０２】
【表１９】
2007304183.tif 000022
【０１０３】
上記一般式（ＩＩ）で示される化合物の具体例としては、下記化合物（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−４７）を挙げることができる。なお、下記表中、Ｍｅ又は結合手は記載されているが置換基が記載されていないものはメチル基を、Ｅｔはエチル基を示す。
【０１０４】
【表２０】
2007304183.tif 000023
【０１０５】
【表２１】
2007304183.tif 000024
【０１０６】
【表２２】
2007304183.tif 000025
【０１０７】
【表２３】
2007304183.tif 000026
【０１０８】
【表２４】
2007304183.tif 000027
【０１０９】
【表２５】
2007304183.tif 000028
【０１１０】
【表２６】
2007304183.tif 000029
【０１１１】
【表２７】
2007304183.tif 000030
【０１１２】
【表２８】
2007304183.tif 000031
【０１１３】
【表２９】
2007304183.tif 000032
【０１１４】
【表３０】
2007304183.tif 000033
【０１１５】
【表３１】
2007304183.tif 000034
【０１１６】
また、保護層５８には、強度、膜抵抗などの種々の物性をコントロールするために、下記一般式（ＶＩＩ）で表される化合物を添加することもできる。
【０１１７】
Ｓｉ（Ｒ２）（４−ｃ）Ｑｃ        （ＶＩＩ）
【０１１８】
前記一般式（ＶＩＩ）におけるＲ２、Ｑは前記一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）におけるＲ２、Ｑと同義であり、好ましい例も同様である。また、ｃは１〜４の整数を表す。前記一般式（ＶＩＩ）で表される化合物の具体例としては、以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン（ｃ＝４）；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、３−（ヘプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン（ｃ＝３）；ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン（ｃ＝２）；トリメチルメトキシシラン等の１官能アルコキシシラン（ｃ＝１）等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには３及び４官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには１及び２官能のアルコキシシランが好ましい。
【０１１９】
また、主に前記一般式（ＶＩＩ）で表される化合物のカップリング剤より作製されるシリコーン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハードコート剤としては、ＫＰ−８５、Ｘ−４０−９７４０、Ｘ−４０−２２３９（以上、信越シリコーン社製）、およびＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（以上、東レダウコーニング社製）、などを用いることができる。
【０１２０】
更に、保護層５８には、強度を高めるために、下記一般式（Ｖ）で表される化合物を添加することも好ましい。
【０１２１】
Ｂ−［Ｓｉ（Ｒ２）（３−ａ）Ｑａ］２                （Ｖ）
前記一般式（Ｖ）中、Ｂは２価の有機基を表す。Ｒ２、Ｑ、ａは、前記一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）におけるＲ２、Ｑ、ａと同義であり、好ましい例も同様である。
【０１２２】
前記一般式（Ｖ）で表される化合物としては、下記化合物（Ｖ−１）〜（Ｖ−１６）が好ましいものとして挙げられる。
【０１２３】
【表３２】
2007304183.tif 000035
【０１２４】
更にまた、保護層５８には、放電ガス耐性、機械強度、耐傷性、粒子分散性、粘度コントロール、トルク低減、磨耗量コントロール、ポットライフの延長など調整のために熱可塑性樹脂を添加してもよい。該熱可塑性樹脂としては、アルコール系、ケトン系溶剤に可溶な樹脂として、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂（たとえば積水化学社製エスレックＢ、Ｋなど）、ポリアミド樹脂、セルロ−ス樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などがあげられる。特に、電気特性上ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
【０１２５】
一方、保護層５８には、潤滑性、硬度などを制御するために、各種微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、併用してもよい。微粒子の一例として、ケイ素含有微粒子を挙げることができる。ケイ素含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカおよびシリコーン微粒子等が挙げられる。
【０１２６】
保護層５８には、その他の微粒子として、４弗化エチレン等のフッ素系微粒子や、”第８回ポリマ材料フォーラム講演予稿集  ｐ８９”に示されるような、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマを共重合させた樹脂からなる微粒子、ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２、ＺｎＯ−ＴｉＯ２、ＺｎＯ−ＴｉＯ２、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯ−ＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ等の半導電性金属酸化物を添加してもよい。また、同様な目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。これらは、塗布溶液に予め添加してもよいし、電子写真感光体１０を作製後、減圧、あるいは加圧下などで含浸処理してもよい。
【０１２７】
保護層５８には、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を添加してもよい。前記可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。
【０１２８】
保護層５８にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性、画質の向上に効果的である。
【０１２９】
保護層５８には、より潤滑性を向上させる目的で活性水素を有する基を側鎖に複数有しかつ、フッ素原子もしくはシリコーン結合を有する樹脂を添加こともすることもできる。
【０１３０】
前記フッ素原子もしくはシリコーン結合を有する樹脂を添加することで、放電ガス耐性、機械強度、耐傷性、粒子分散性、粘度コントロール、トルク低減、磨耗量コントロール、ポットライフの延長、クリーニングシステムの寿命延長などの効果が得られる。
【０１３１】
また、上述のように活性水素を側鎖に複数有するものを用いることで、架橋構造中に化学結合を形成することができるため、膜中にこれらの樹脂が均一に分散しやすくなり、上記効果を長期にわたって持続させることが出来るようになる、塗布時の欠陥が減少するなどの効果が得られる。
【０１３２】
更に、これらの樹脂を用いることで、添加量の限られていたフッ素系の材料、シリコーン系の材料も塗布膜の欠陥を生じることなく多量に添加出来るようになるという効果も得られる。
【０１３３】
以上、保護層５８に添加することが好ましい化合物等について記載したが、図８に示す電子写真感光体１０のように保護層５８を有していない電子写真感光体１０においては、表面層（図８に示す電子写真感光体の場合、電荷輸送層５６）が、これら保護層５８に添加することが好ましい化合物が添加されていることが好ましい。
【０１３４】
本実施形態のプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、トナー画像を電子写真感光体表面から被転写体へ転写する転写手段と、トナー画像の転写後に、電子写真感光体の表面に接触することにより残留したトナーを除去するクリーニング手段と、クリーニング手段と電子写真感光体の表面との食い込み量を湿度に応じて制御する食い込み量制御手段と、を有する。食い込み量を制御する食い込み量制御手段としては、例えば、吸水性を有する材料を含んで形成される食い込み量制御部材をクリーニング手段とクリーニング装置固定部との間に配置したもの等が挙げられる。吸水性を有する材料としては吸収性ポリマであることが好ましい。
【０１３５】
プロセスカートリッジとは、画像形成装置の消耗部品を適時交換する目的で、画像形成装置の構成部品のいくつかをカートリッジに組み込み、容易に交換作業を行えるようにしたものである。プロセスカートリッジは、画像形成装置の中に装着された状態で取引される他、交換部品あるいは補修部品として、単体でも取引されている。
【０１３６】
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、少なくとも電子写真感光体とクリーニング手段と食い込み量制御手段とを有する。電子写真感光体、クリーニング手段及び食い込み量制御手段以外の構成部品については、特に制限は無く、従来公知の物が問題無く採用され得る。本実施形態に係るプロセスカートリッジにおける電子写真感光体、クリーニング手段及び食い込み量制御手段は、既述の画像形成装置における電子写真感光体、クリーニング手段及び食い込み量制御手段と同様である。
【０１３７】
本実施形態に係るプロセスカートリッジにより、プロセスカートリッジ内部の湿度に応じて、高湿時には食い込み量を大きく、低湿時には食い込み量を小さくなるように制御することにより、電子写真感光体の寿命を短くすることなく、効率よく放電生成物を除去することができる。そして、画像流れによる画像欠陥の発生を防止することができ、湿度センサや湿度センサの制御機構等の更に複雑な機構を必要とすることもなく、小型化が可能なプロセスカートリッジを提供することができる。
【実施例】
【０１３８】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１３９】
＜実施例１＞
（クリーニング装置）
吸水性ポリマ３８としてポリアクリル酸塩系吸水ポリマ（日本触媒社製アクアリックスＣＡ、吸水率３５０）をコットン（通気性伸縮布４０）に入れ、１０mm×２０mm×２３５０ｍｍのアルミニウム製のホルダ４２に充填し、図４に示すような食い込み量制御部材３６を作製した。また、ホルダ４２の上端部にツメ状の体積制御用部材４６を設けた。作製した食い込み量制御部材３６にブレード保持部３２を取り付け、ブレード保持部３２に硬度７７°、１３ｍｍ×３２０ｍｍの大きさの熱硬化性ポリウレタンクリーニングブレード（クリーニングブレード２２）を固定し、クリーニング装置２６を作製した。これにより、高湿下では吸水性ポリマ３８が周囲雰囲気中の水分を吸水して体積が膨張することでブレード保持部３２が押し上げられて図４の矢印Ａ方向に移動し、クリーニングブレード２２の電子写真感光体１０表面への食い込み量を増加させ、低湿下では逆に吸水性ポリマ３８が水分を周囲雰囲気へ放出し、体積が収縮することでブレード保持部３２が下げられて図２の矢印Ｂ方向に移動し、食い込み量を減少させるようにした。また、体積制御用部材４６によりブレード保持部３２の上方への移動量を制限した。食い込み量は高湿下（８０〜９０％ＲＨ）で１．９ｍｍ、低湿下（１０〜２０％ＲＨ）で１．１ｍｍになるように食い込み量制御部材３６における吸水性ポリマ３８の充填量を５０質量部に調整した。
【０１４０】
（電子写真感光体）
４質量部のポリビニルブチラール樹脂（積水化学製エスレックＢＭ−Ｓ）を溶解したｎ−ブチルアルコール１７０質量部と、有機ジルコニウム化合物（アセチルアセトンジルコニウムブチレート）３０質量部と、有機シラン化合物の混合物（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）３質量部とを混合撹拌して下引き層の塗布液を得た。この下引き層用塗布液を浸漬塗布法にて直径８４ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム円筒状基材上に塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行い厚さ１μｍの下引き層（中間層）を得た。
【０１４１】
次に、電荷発生材料として、ヒドロキシガリウムフタロシアニンを用い、その１５質量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニオンカーバイト社製）１０質量部およびｎ−ブチルアルコール３００質量部からなる混合物をサンドミルにて４時間分散した。得られた分散液を、上記中間層上に浸漬塗布し、１００℃、１５分乾燥して、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【０１４２】
次に、電荷輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン４０質量部とビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量４０，０００）６０質量部とをテトロヒドロフラン２８０質量部及びトルエン１２０質量部に十分に溶解混合した塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、１３０℃、４０分乾燥することにより、膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成した。
【０１４３】
次に下記に示す構成材料を、イソプロピルアルコール５質量部、テトラヒドロフラン３質量部、蒸留水０．３質量部の混合液に溶解させ、イオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ、ローム・アンド・ハース社製）０．５質量部を加え、室温で撹拌することにより２４時間加水分解を行った。
【０１４４】
［構成材料］
下記化合物１：２質量部
メチルトリメトキシシラン：２質量部
テトラメトキシシラン：０．５質量部
コロイダルシリカ：０．３質量部
フッ素グラフトポリマ（ＺＸ００７Ｃ、富士化成製）：０．５質量部
【０１４５】
【化２】
2007304183.tif 000036
【０１４６】
加水分解したものからイオン交換樹脂を濾過分離した液に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナート（Ａｌ（ａｑａｑ）３）０．１質量部、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）０．４質量部を加え、このコーティング液を前記電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分風乾した後、１７０℃で１時間加熱処理して硬化し、膜厚約５μｍの表面層を形成し、電子写真感光体を得た。
【０１４７】
更に、得られた電子写真感光体及びクリーニング装置を図１に示す画像形成装置と同様の構成の富士ゼロックス製ＤＣＣ５００改造品に装着した。トナーは、乳化重合凝集法で作製した体積平均粒径Ｄ５０ｖが５．８μｍ、形状係数ＳＦ１が１３０である黒色の球形トーを使用した。
【０１４８】
この電子写真感光体及びクリーニング装置を装着した富士ゼロックス製ＤＣＣ５００改造機を用いて、１０℃、１０％ＲＨの低温低湿下で被転写体（富士ゼロックス社製普通紙  Ｐ紙）に１万枚の画像を形成した後、３０℃、８０％ＲＨの高温高湿下で被転写体（富士ゼロックス社製普通紙  Ｐ紙）に１万枚の画像を形成して、以下の画質評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１４９】
［画像流れ］
画像流れの評価は、以下のように行った。まず、低温低湿（１０℃、１０％ＲＨ）下１万枚の画像形成後、電子写真感光体を評価機の中で、高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）下に４８時間放置し、ハーフトーン画像をプリントした。その後、さらに高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）下１万枚の画像形成後、電子写真感光体を評価機の中で高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）下に１２時間放置し、濃度３０％のハーフトーン画像をプリントした。プリントの目視により画像流れを下記評価基準で評価した。ハーフトーン画像濃度が低下したものを画像流れの発生とみなした。
○：画像流れ発生無し
△：濃度低下
×：画像流れ発生
【０１５０】
[感光体摩耗量]
感光体の摩耗量は、渦電流膜厚計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製、Ｆｉｓｃｈｅｒｓｃｏｐｅ  ＭＭＳ型）を用いて上記テスト前と、低温低湿、高温高湿下での合計２万枚の画像形成テスト後との膜厚を測定し、感光体１０００回転あたりの磨耗量に換算して求めた。
【０１５１】
[その他の欠陥]
その他の欠陥は上記テストでプリントしたハーフトーン画像内における画像流れ以外の欠陥を評価し、画像評価後に電子写真感光体を取り出して目視で感光体表面を観察した。評価は以下の基準で行った。
○：感光体表面スクラッチ発生なし（画質欠陥発生なし）
△：感光体表面スクラッチ発生（画質欠陥発生なし）
×：感光体表面スクラッチ発生（画質欠陥発生）
【０１５２】
＜実施例２＞
電子写真感光体の表面層形成におけるコーティング液を下記構成材料をブタノール７５質量部に溶解させたものに変更して、膜厚約５μｍの表面層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、電子写真感光体を作製した。実施例１と同様にして画像を形成して、画質評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１５３】
［構成材料］
下記化合物２：１３質量部
フェノール樹脂：１３質量部（群栄化学、ＰＬ４８５２）
ハジキ防止剤（共栄社化学製、グラノール４４０）：０．１質量部
【０１５４】
【化３】
2007304183.tif 000037
【０１５５】
＜実施例３＞
電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン４０質量部、ビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量４０，０００）６０質量部、フィラーとして酸化アルミ（体積平均粒径３０ｎｍ）５質量部をテトロヒドロフラン２８０質量部及びトルエン１２０質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで１０時間分散した塗布液に変更し、表面層を設けなかったこと以外は実施例１と同様にして、電子写真感光体を作製した。実施例１と同様にして画像を形成して、画質評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１５６】
＜実施例４＞
電子写真感光体の電荷輸送層を形成するための塗布液を、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン４０質量部、ビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量４０，０００）６０質量部、フィラーとして酸化アルミ（体積平均粒径３０ｎｍ）０．５質量部をテトロヒドロフラン２８０質量部及びトルエン１２０質量部に十分に溶解混合し、ボールミルで１０時間分散した塗布液に変更し、表面層を設けなかったこと以外は実施例１と同様にして、電子写真感光体を作製した。実施例１と同様にして画像を形成して、画質評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１５７】
＜比較例１＞
実施例２において、食い込み量制御部材３６を取り付けずに、クリーニングブレードの食い込み量を１．１ｍｍに固定した以外は実施例２と同様にして、画像を形成して、画質評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１５８】
＜比較例２＞
実施例２において、食い込み量制御部材３６を取り付けずに、クリーニングブレードの食い込み量を１．９ｍｍに固定した以外は実施例２と同様にして、画像を形成して、画質評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１５９】
【表３３】
2007304183.tif 000038
【０１６０】
表１よりわかるように、食い込み量制御部材３６を取り付けた実施例１〜４は、画像流れが発生していないことがわかる。一方、比較例１では、常時一定の低い食い込み量（１．１ｍｍ）でクリーニングブレードが感光体表面に接しているため、クリーニングが不十分であり、画像流れが発生した。比較例２では、常時一定の高い食い込み量（１．９ｍｍ）でクリーニングブレードが感光体表面に接しているため、２万枚のプリント後に感光体表面に筋状の傷が発生していた。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の基本構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクリーニング装置の一例の概略を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクリーニング装置の他の例の概略を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るクリーニング装置の他の例の概略を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクリーニング装置の他の例の概略を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るクリーニング装置の他の例の概略を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態におけるクリーニングブレードの食い込み量を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電子写真感光体の構成の一例を示す構成図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電子写真感光体の構成の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１  画像形成装置、１０  電子写真感光体、１２  帯電手段、１４  露光手段、１６  現像手段、１８  被転写体、２０  転写手段、２２  クリーニングブレード、２４  食い込み量制御手段、２６  クリーニング装置、２８  除電手段、３０  クリーニングブラシ、３２  ブレード保持部、３４  クリーニング装置固定部、３６  食い込み量制御部材、３８  吸水性ポリマ、４０  通気性伸縮布、４２  ホルダ、４４  体積制御用バネ、４６，４６ａ，４６ｂ  体積制御用部材、４８  ブラシ保持部、５０  導電性支持体、５２  中間層、５４  電荷発生層、５６  電荷輸送層、５８  保護層。
【図１】
2007304183.tif 000039
【図２】
2007304183.tif 000040
【図３】
2007304183.tif 000041
【図４】
2007304183.tif 000042
【図５】
2007304183.tif 000043
【図６】
2007304183.tif 000044
【図７】
2007304183.tif 000045
【図８】
2007304183.tif 000046
【図９】
2007304183.tif 000047