(57)【要約】【課題】耐久性の高い感光体を用いた場合でも、帯電方式や使用する紙種に依存することなく、常に画像流れの発生がない良好な画像品を提供すること。【解決手段】像担持体表面との動摩擦係数の変化を、弾性清掃部材自身が感受することで弾性変形を起こす際に、像担持体表面と弾性清掃部材との距離が接近する部分に研磨部材を設けており、動摩擦係数の変化が一定の値を超えたときのみ、該研磨部材が該基体表面に接触する構成の弾性清掃部材。【選択図】図２
2012226043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤による像が形成される像担持体の表面に対して当接されて前記像担持体との相対移動によって前記表面を摺擦して前記表面に残留する現像剤を除去する弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材であって、
前記相対移動における前記表面との動摩擦係数の変化により前記像担持体清掃部材が弾性変形を起こす際に前記表面との距離が接近する像担持体清掃部材部分に像担持体に対する研磨部材が設けられており、前記動摩擦係数の変化が一定の値を超えたときに前記研磨部材が前記表面に接触する関係構成であることを特徴とする像担持体清掃部材。
【請求項２】
前記研磨部材の表面粗さ：Ｒｚが０．５〜５μｍであり、かつ含有されている微粒子のモース硬度が７〜１０であることを特徴とする請求項１に記載の像担持体清掃部材。
【請求項３】
像担持体の表面に形成された現像剤による像を記録材に転写する画像形成装置であって、
前記像担持体と、
前記像担持体の表面に対して当接されて前記像担持体との相対移動によって前記表面を摺擦して前記表面に残留する現像剤を除去する弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材であって、前記相対移動における前記表面との動摩擦係数の変化により前記像担持体清掃部材が弾性変形を起こす際に前記表面との距離が接近する像担持体清掃部材部分に像担持体に対する研磨部材が設けられており、前記動摩擦係数の変化が一定の値を超えたときに前記研磨部材が前記表面に接触する関係構成である像担持体清掃部材と、を有し、
前記像担持体の表面の弾性変形率が４０〜６０％であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の表面がエステル結合を有する樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記研磨部材の表面粗さ：Ｒｚが０．５〜５μｍであり、かつ含有されている微粒子のモース硬度が７〜１０であることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体と前記像担持体清掃部材との接触部において、前記像担持体清掃部材の前記像担持体の移動方向下流側の面と、前記像担持体の表面とのなす角をθとして、θが１０〜４０度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項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、画像形成装置において、現像剤による像が形成される像担持体の表面に残留する現像剤を除去する像担持体清掃部材に関する。また、その像担持体清掃部材を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、画像形成装置としては、像担持体として電子写真感光体を用いた電子写真画像形成装置、像担持体として静電記録誘電体を用いた静電記録画像形成装置、像担持体として磁気記録磁性体を用いた磁気記録画像形成装置などが挙げられる。また、像担持体には中間転写体も含まれる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真画像形成装置を例にして説明する。この装置においては、像担持体としての回転される電子写真感光体の表面に対して電子写真画像形成プロセスにより画像情報に対応した画像が現像剤像（トナー像）として形成される。その現像剤像が記録材に対して転写される。記録材に対する現像剤像転写後の感光体の表面は残留する現像剤が清掃部材により除去されることで清掃されて繰り返して画像形成に供される。
【０００４】
また、中間転写方式の場合には、第１の像担持体としての回転される感光体に形成された現像剤像が第２の像担持体としての回転される中間転写体に一次転写され、その中間転写体の一次転写現像剤像が記録材に対して二次転写される。記録材に対する現像剤像転写後の中間転写体の表面は残留する現像剤が清掃部材により除去されることで清掃されて繰り返して画像形成に供される。
【０００５】
清掃部材としては、一般に、弾性を有する板状の非回転の清掃部材（弾性クリーニングブレード）を用いる。この清掃部材を感光体や中間転写体の表面に対して当接して配設し、回転される感光体や中間転写体の表面と清掃部材との摺擦により感光体や中間転写体の表面に残留する現像剤を除去する方法が用いられている。
【０００６】
また、電子写真感光体の表面層の結着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの樹脂が用いられてきた。近年は、感光体の長寿命化の要望に応えるために、ポリアリレート樹脂、更には硬化性アクリル樹脂やシロキサン樹脂などの架橋性樹脂が用いられている。これらの樹脂を用いた感光体は、確かに耐久性は向上したものの、高温・高湿環境では画像流れという問題が発生することがある。
【０００７】
画像流れという現象は、単純に感光体表面層の材料のみで決まる現象ではなく、感光体の帯電方式や使用する紙（記録材）の種類の影響を強く受けることが知られている。その原因としては、窒素酸化物や紙粉が付着した感光体の表面に、更に高温・高湿条件で耐久中の水分が吸着することで感光体表面の電気的な抵抗が低下し、静電潜像を保持できなることで発生するものと考えられている。
【０００８】
かかる画像流れにという問題に対しては、例えば、特許文献１には感光体表面層に酸化防止剤を含有させる方法が提案されている。特許文献２，３には感光体表面に研磨部材を当接させて常に感光体表面の付着物を研磨除去する方法が提案されている。特許文献４には現像中に研磨成分を含有させ、感光体表面の残留現像剤を清掃する際に研磨作用を発現させる方法、流れ現象の発生を検知し流れが発生した時に感光体表面を研磨させる方法が提案されている。特許文献５には感光体周辺にヒーターを設置し、常に感光体表面の温湿度を制御する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１３７０５号公報
【特許文献２】特開平３−１８１９８１号公報
【特許文献３】特開２００５−３７８５２号公報
【特許文献４】特開平１０−７３９４７号公報
【特許文献５】特開平８−２７２２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の酸化防止剤の効果は、含有量に依存するため、十分な流れ防止作用を発現させる程度に酸化防止剤を含有させると、感光体の感度低下等の弊害を引き起こす。また、特許文献２，３の常に感光体に研磨部材を当接させる方法では、感光体の摩耗量増加や深傷の発生、更に研磨部材へ現像剤などが付着し研磨能力が低下するといった問題がある。更に、特許文献４の検知した画像流れの情報をフィードバックして対策させるシステムでは、装置の構造が複雑化、大型化するほか、一旦、画像流れが発生する状況にまでならないと対策が打てないという問題もある。
【００１１】
また、特許文献５のドラム周辺のヒーターは効果的ではあるが、電子写真装置の未使用途時にも常にヒーターを通電させておく必要があり、近年の省エネルギーの意識の高まりにはそぐわない手法である。
【００１２】
上述の通り、これまでのところ、特に耐久性の高い電子写真感光体を用いた装置においては、高温・高湿下で画像流れの発生を根本的に発生させない簡単なシステムには至っていない。
【００１３】
従って、本発明ではシンプルな装置構成で高温・高湿環境下で発生する画像流れを解決することが課題であり、像担持体の画像流れ抑制機能を有する像担持体清掃部材およびその像担持体清掃部材を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明に係る像担持体清掃部材の代表的な構成は、現像剤による像が形成される像担持体の表面に対して当接されて前記像担持体との相対移動によって前記表面を摺擦して前記表面に残留する現像剤を除去する弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材であって、前記相対移動における前記表面との動摩擦係数の変化を感受することで前記像担持体清掃部材が弾性変形を起こす際に前記表面との距離が接近する像担持体清掃部材部分に像担持体に対する研磨部材が設けられており、前記動摩擦係数の変化が一定の値を超えたときに前記研磨部材が前記表面に接触する関係構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の像担持体清掃部材を用いることで、耐久性の高い像担持体を用いた場合でも、また高温・高湿下においても、帯電方式や使用する紙種に依存することなく画像流れの発生を抑制して常に良好な画像形成物を提供することが可能となる。特に、清掃部材が当接している像担持体の表面樹脂にエステル結合を含有する画像形成装置において、効果的に画像流れの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】感光体との動摩擦係数が変化した時の弾性清掃部材の形状変化を示す図である。
【図２】実施例の弾性清掃部材の概略図である。
【図３】実施例の弾性清掃部材の斜視図である。
【図４】感光体と弾性清掃部材の摩擦係数測定要領の概略図である。
【図５】画像形成装置の一例としての画像形成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［画像形成装置］
図５は画像形成装置の一例としての画像形成装置１００の概略構成図である。この装置１００は転写方式電子写真プロセス利用のモノクロレーザープリンターであり、パソコン等の外部ホスト装置２００から制御回路部１０１に入力する電気的な画像情報に対応した画像を記録材Ｐに形成して画像形成物として出力する。
【００１８】
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体と記す）であり、駆動機構（不図示）により矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。感光体１の周囲には感光体回転方向に沿って電子写真画像形成プロセス手段としての、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置６が配設されている。
【００１９】
回転する感光体１の表面は帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その帯電面に対して露光装置３により画像情報に応じた露光がなされる。装置３は本例においてはレーザースキャナである。スキャナ３は装置２００から制御回路部１０１に入力した画像情報の時系列電気デジタル画像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御（変調制御）されたレーザビームＬを出力し、回転する感光体１の帯電処理面を主走査露光する。これにより感光体１の露光部電位が減衰して感光体面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２０】
その感光体１の表面に対して現像装置４によって現像剤（トナー）が供給される。これにより感光体面の静電潜像が現像剤の像（トナー画像）として現像される。感光体面の現像剤像は、感光体１と転写ローラ５との当接部である転写ニップ部Ｔにおいて、このニップ部Ｔに給紙機構部７から所定の制御タイミングにて給紙された記録材Ｐの面に対して転写される。即ち、感光体１上の現像剤像と記録材の先端の書き出し位置が合致するように、トップセンサ８にて検知した記録材Ｐの先端位置情報に応じて画像形成が制御される。
【００２１】
記録材Ｐはニップ部Ｔにおいて感光体１とローラ５とにより一定の加圧力で挟持搬送され、またローラ５には所定の転写バイアスが印加されることにより、感光体面の現像剤像が記録材Ｐに電気力と圧力で順次に転写される。ニップ部Ｔを通過した記録材Ｐは感光体１の表面から分離され、加熱定着装置９へと搬送される。この装置９により未定着の現像剤像が記録材面に固着画像として加熱定着される。そして、画像定着を受けた記録材Ｐは画像形成物として排出部１０に搬送されて排出される。
【００２２】
一方、記録材分離後の感光体１の表面に残留する現像剤（転写残り現像剤）は、クリーニング装置６により感光体１の表面より除去され、感光体１は繰り返して画像形成に供される。クリーニング装置６はクリーニング素子として後述する本発明に係る弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材（以下、ブレードと記す）ｂを用いたブレードクリーニング装置である。
【００２３】
装置６は感光体１の母線方向に長く、クリーニング容器６１と、この容器６１に対して支持部材６２を介して固定して配設されたブレードｂと、を有する。ブレードｂは、感光体１の画像形成可能領域幅の全幅に対応する長さ寸法を有する。ブレードｂは支持部材６２側とは反対側の先端エッジ部を感光体回転方向に対してカウンターに当接させて配設されている。回転する感光体１の表面はそれに当接しているブレードｂの先端エッジ部で摺擦される。これにより、感光体１の表面に残留する転写残り現像剤がブレードｂにより掻き取られて感光体表面から除去される。除去された現像剤は容器６１に収容される。
【００２４】
本例の装置１００は、感光体１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置６を共通の枠体１１に所定配置関係をもって組み付けて、これらを一括して画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるカートリッジ１２としてある。
【００２５】
［画像流れについて］
発明者らは画像流れが発生する現象について詳細な検討を試みた。高温・高湿下で装置１００を使用し続けると画像流れを発生することがある。この場合、感光体１の表面を、エタノールを染み込ませた紙で軽く擦ることにより一旦、画像流れは良化する。
【００２６】
しかし、再度、使用を続けると、今度は、以前よりも早い段階で再び画像流れが発生してしまう現象が度々認められた。この現象は、画像流れの原因が感光体１の表面に付着した物質によるが、そもそも感光体表面に対する付着物質の着きやすさが変わっていることを示唆する結果である。
【００２７】
更に、使用された感光体の表面の接触角は、感光体表面をエタノールを染み込ませた紙で拭いても、未使用の感光体表面の接触角ほどには回復しない。ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）や、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（飛行時間型二次イオン質量分析法）にて分析してみると、表面を拭いた後では、未使用の感光体表面に比べ、カルボキシル基や水酸基が増加していることが分かった。即ち、感光体表面を構成している樹脂自体が酸化劣化したことで、感光体表面への物質の付着性が上がり、画像流れが発生し易い状況になったと考えられる。
【００２８】
樹脂表面の酸化劣化により極性基が増加するメカニズムとしては、次の１）、２）、３）などが考えられ
１）感光体の放電プロセスにおいて、電子が感光体表面へ直接衝突し、感光体表面の樹脂の化学結合を開裂させ開裂部位に酸素が結合するメカニズム
２）放電プロセスで生成したオゾンなどの酸化性気体により樹脂表面が酸化されるメカニズム
３）樹脂の加水分解によりモノマー成分のカルボキシル基や水酸基に戻るメカニズム
加水分解を起こす樹脂は、主に、エステル結合、アミド結合、シロキサン結合、ウレタン結合を含む樹脂である。その中でも、樹脂強度の強いものは摩耗レートが遅く、１）〜３）の劣化反応のスピードに対し、表面極性基の蓄積が多くなる。そのため、画像流れがより顕著になる傾向にある。具体的にはポリアリレート樹脂や硬化性のアクリル樹脂、硬化性のシロキサン樹脂などが該当する。
【００２９】
従って、これらの樹脂を表面層に用いた感光体の画像流れ発生メカニズムは、先ず１）〜３）の表面劣化反応による極性基の増加である。次いで窒素酸化物やオゾン或いは紙粉等の付着、更に表面付着物質に対する大気中の水分吸着による感光体表面の抵抗低下という機序であると考えられる。
【００３０】
従って、画像流れの対策として、紙粉などの感光体表面に付着物したものを拭きとる部材の当接やヒーター設置による温湿度の制御によって感光体表面の付着物に対する水分吸着を抑制させる手段では、対策の時期としては遅い、又は不十分である。根本的な解決手段としては、感光体表面の極性基を増加させないことが必要であるという結論に至った。
【００３１】
極性基の増加を抑制する手段としては、感光体表面の研磨や酸化防止剤の添加、感光体表面の帯電プロセスにおける放電電流量の抑制等が挙げられる。
【００３２】
しかし、常に感光体表面を研磨すると、感光体の摩耗量の増加による寿命の低下や深傷の発生が問題となる。酸化防止剤添加ではオゾンの影響の低減にはある程度の効果はあるものの放電電子の衝突や加水分解反応の影響を抑制する効果は少ないだけではなく、感光体の感度や残留電位への影響が大きいという弊害も発生する。また、放電電流量の制御による効果も認められるが、帯電部材の抵抗が変動した時などの帯電安定性に影響を及ぼしため、充分な対策にはなっていない。
【００３３】
一方で、極性基が増加し始めた初期段階のみに、その極性基の増加を抑える方法が有効であると考えられる。しかし、極性基の量を検出する化学的に分析するＸＰＳやＴＯＦ−ＳＩＭＳのような手段を装置１００内に設けることは実施的に不可能である。
【００３４】
一方、電子写真プロセスにおいて、感光体や中間転写体などの像担持体の表面を構成する樹脂の表面に極性基が増加し始める初期の段階における物性の変化として、動摩擦係数が増加することが分かった。上記の樹脂は、具体的には、ポリエステル、ポリイミド、シロキサン樹脂、ポリウレタン、架橋アクリル樹脂などである。
【００３５】
即ち、摩擦係数の増加を検知し、極性基の生成を抑制する機構を作動させる方法が、画像流れの防止に有効であると考えられる。
【００３６】
特許文献６（特開平７−２３０２３９号公報）には、画像形成装置の現像剤清掃装置に関する次のような記載がある。この装置は、感光体とこれに当接させたブレード状の弾性清掃部材との摩擦係数が大きくなって、その摩擦で弾性清掃部材がわん曲変形する状態が生じたときに、それを検出して弾性清掃部材を元の状態に復帰させることが可能である。この装置では、感光体表面の摩擦が上昇した際に、感光体の非画像領域に現像手段で現像剤を付着させて、その現像剤を弾性清掃部材に供給することを特徴としている。
【００３７】
この方式であれば、確かに摩擦係数御上昇は一旦抑制可能であるものの、装置構成が複雑になるばかりではなく、感光体劣化の根本原因である極性体の除去自体は行われているわけではない。従って再び現像剤の使用量の少ない画像の出力が続けば、摩擦係数の上昇は起こりうるし、そもそも、画像流れの元凶である極性基は除去できていないので、帯電条件や使用する紙種によっては画像流れが発生する可能性が残っている。
【００３８】
極性基の増加を抑制する方法としては、像担持体表面の帯電条件を弱める方法が考えられる。しかし、この場合は、帯電性の不安定化、不均一化け引き起こす可能性があるだけではなく、摩擦係数を読み取った上で特別な対策を作動するという特別な機構や回路を新たに設ける必要があり、装置の大型化、複雑化を招く。
【００３９】
［像担持体清掃部材］
一般的には、電子写真プロセスにおいて感光体や中間転写体の像担持体表面の摩擦係数変化を直接的かつ、高い感度で感受可能なのは、これらの像担持体の表面に接して像担持体の表面に残留した現像剤を清掃する部材（クリーニング素子）であると考えられる。この清掃部材としてはブラシ、ウエッブ、ブレードなどの種々の方式が知られている。これらのうち、弾性体で構成されているブレード状の清掃部材（以下、弾性清掃部材）は最も像担持体の表面に密着した構造を有するため、最も如実に像担持体表面の摩擦係数の変化、即ち、極性基の増加を検知可能な像担持体清掃部材であると言える。
【００４０】
一方、像担持体表面の摩擦係数が増加することで、弾性清掃部材は、弾性体であるが故に、低摩擦係数時の像担持体への当接状態とは異なる形状をとる。摩擦係数の変化による弾性清掃部材の変化の仕方は、弾性清掃部材の材質や形状、更には当接の仕方に依存するが、例えば図１の（１−１）〜（１−４）の様な形状変化が予想される。ここで、摩擦係数の変化とは、相互接触している像担持体と弾性清掃部材との相対移動における動摩擦係数の変化である。
【００４１】
ｃ０１、ｃ１１、ｃ２１、ｃ３１は、それぞれ、初期状態時（低摩擦係数時）の感光体表面（像担持体の表面）、ｃ０２、ｃ１２、ｃ２２、ｃ３２は、それぞれ、耐久による摩擦上昇状態時の感光体表面である。ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４は、それぞれ、感光体表面に当接させた各種の形状・当接形態の弾性清掃部材である。破線矢印は感光体表面の移動方向である。弾性清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４は固定して配設されており、非回転の部材である。弾性清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４は感光体の表面移動方向に対してカウンターに配設されている。
【００４２】
当接角θは、清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４と感光体との接触部において、清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の感光体表面の移動方向下流側の面と、感光体表面とのなす角である。
【００４３】
図１の（１−１）〜（１−３）の弾性清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３の変形においては、変形前のａ０１、ａ１１、ａ３１の各点は摩擦係数が低い状態よりも摩擦係数が高くなった状態では、ａ０２、ａ１２、ａ３２の状態となり、感光体表面に接近する点である。
【００４４】
図１の（４−１）の弾性清掃部材ｂ４の変形においては、変形前のａ４１の各点は摩擦係数が低い状態よりも摩擦係数が高くなった状態ではａ４２の状態となり、感光体表面から逆に遠のく。
【００４５】
本発明者らが鋭意検討を行った結果、摩擦係数が上昇した状態で感光体表面との距離が接近する弾性清掃部材部分（像担持体清掃部材部分）に感光体表面の極性基の増加を抑制するための機能を持たせることで、画像流れを抑制できることを確認した。
【００４６】
具体的には、感光体表面の摩擦係数が高くなった状態における弾性清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３の上記の接近部分：ａ０２、ａ１２、ａ３２の各点付近に感光体表面の研磨作用を有する部材（研磨部材）を設ける。これによって、摩擦係数上昇時のみに、研磨作用を有する部材と感光体表面ｃ０２、ｃ１２、ｃ３２とが接触する。そして、その接触によって極性基が結合している感光体の最表面部分を研磨することで、常に窒素酸化物や紙粉などの付着を抑制し、画像流れの発生を未然に防ぐことが可能となる。
【００４７】
図２の（２−１）は、図１の（１−２）の弾性清掃部材ｂ２について、上記の接近部分：ａ１２の点付近に研磨部材ｄ１を設けたものである。図３の（３−１）はその弾性清掃部材ｂ２の研磨部材ｄ１を設けた側を見た斜視図である。図２の（２−２）は、図１の（１−３）の弾性清掃部材ｂ３について、上記の接近部分：ａ３２の点付近に研磨部材ｄ２を設けたものである。図３の（３−２）はその弾性清掃部材ｂ３の研磨部材ｄ２を設けた側を見た斜視図である。
【００４８】
１）感光体１が低摩擦係数時の表面ｃ１１、ｃ２１である場合においては、回転する感光体１の表面に接する弾性清掃部材ｂ２、ｂ３の先端部の変形量は少ない。そのため弾性清掃部材ｂ２、ｂ３に対して上記のように設けられている研磨部材ｄ１、ｄ２は感光体表面ｃ１１、ｃ２１に接触しない。この状態において、弾性清掃部材ｂ２、ｂ３による感光体表面ｃ１１、ｃ２１の摺擦、清掃が行われる。
【００４９】
２）感光体表面の摩擦係数が全面的に又は部分的に高くなってくると、摩擦係数が高くなる方向への変化に応じて、摩擦係数が高くなった表面ｃ１２、ｃ２２に接する弾性清掃部材ｂ２、ｂ３の先端部の変形量が弾性に抗して大きくなっていく。この状態において、弾性清掃部材ｂ２、ｂ３による感光体表面ｃ１１、ｃ２１の摺擦、清掃が行われる。
【００５０】
３）そして、相互接触している感光体と弾性清掃部材との相対移動における動摩擦係数の変化が一定の値を超えたときには、弾性清掃部材ｂ２、ｂ３の先端部の更なる変形により研磨部材ｄ１、ｄ２が感光体表面ｃ１１、ｃ２１に接触する。即ち、動摩擦係数の変化が一定の値を超えると、それに対応した弾性清掃部材ｂ２、ｂ３の先端部のより大きな変形によりその変形部分に対応する研磨部材ｄ１、ｄ２の部分が摩擦係数が高い感光体表面ｃ１２、ｃ２２に対して接触する関係構成となっている。
【００５１】
そして、その接触によって極性基が結合して摩擦係数が高くなっている感光体表面部分が研磨されてその表面部分の摩擦係数が低下していく。この摩擦係数の低下に伴って、その表面部分に接する弾性清掃部材ｂ２、ｂ３の先端部の変形量が弾性復元により少なくなることで、研磨部材ｄ１、ｄ２の部分が感光体表面から離れていくことで、弾性清掃部材ｂ２、ｂ３は１）の状態に戻る。
【００５２】
４）上記の１）、２）、３）のような弾性清掃部材ｂ２、ｂ３の先端部の変形動作が、相互接触している像担持体と弾性清掃部材との相対移動における動摩擦係数の変化に対応して自然に繰り返えされる。これによって、摩擦係数上昇時のみに、研磨作用を有する部材ｄ１、ｄ２と感光体表面ｃ１１、ｃ２１とが接触する。その接触によって極性基が結合している感光体の最表面部分を研磨することで、常に窒素酸化物や紙粉などの付着を抑制し、画像流れの発生を未然に防ぐことが可能となる。
【００５３】
研磨部材ｄ（ｄ１、ｄ２）を有する弾性清掃部材ｂは、大変、単純な構成であるため、装置サイズを大型化する必要もなく、また、摩擦係数の変化を電気的にフィードバックする特殊な回路や機構を必要としない特徴がある。
【００５４】
更に、研磨作用がある部分ｄは、常に感光体表面に接触しているわけではないために、感光体表面の過度な摩耗促進や深傷の発生を生じさせることもない。また、常時、研磨作用を有する部分ｄを感光体表面に接触させると、研磨作用により生成した削れ粉や感光体上の現像剤が研磨作用を有する部分に付着することで研磨能力が低下することも起こりうる。しかし、本発明の構成であれば必要最小限の接触頻度に設定可能なため、研磨能力の低減も少ないという利点もある。
【００５５】
弾性清掃部材ｂは、接触する電子写真感光体や中間転写体などの像担持体との摩擦係数の変化により、弾性変更を起こす部材である必要がある。変形しない材質である場合には、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触することは無い。逆に、塑性変形を起こす部材であれば、像担持体の摩擦係数の上昇により一旦、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面上に接触した場合は、極性基を研磨して像担持体表面との摩擦係数が低減しても像担持体表面に接触し続ける。そのために、削れ量の増加並びに深傷の発生を招くからである。
【００５６】
弾性清掃部材ｂの材質としては従来公知のウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ブチルゴム、クロロプレーンゴム、エチレンプロピレンゴムを用いることができる。また、スチレンブタジエンゴム、イソプレーンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム等を用いることができる。これらの中でも特に、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムを好適に用いることができる。
【００５７】
また、弾性清掃部材ｂのゴム硬度としては、５０度〜９０度、好ましくは６０度〜８０度であるものがよい。硬度が高過ぎると、像担持体表面の摩擦係数が上昇しても弾性変形を起こす量が少なく、像担持体表面に接近する部分が少ない。そのため、像担持体表面の極性基を確実に研磨除去することができない。
【００５８】
逆に、硬度が低すぎる場合には、わずかな摩擦係数の変化でも弾性清掃部材ｂが変形する。そのため、殆ど像担持体表面に極性基が生成していない状況でも、例え像担持体表面上の現像剤の量の変動なので摩擦係数が変化したときにでも、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触する可能性があり、不必要に像担持体の表面を研磨させることになる。
【００５９】
弾性清掃部材ｂの厚みは、０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜４ｍｍ、更に好ましくは２〜３ｍｍがよい。弾性清掃部材ｂの厚みが厚過ぎると、像担持体表面の摩擦係数が上昇しても弾性変形を起こす量が少なく、像担持体表面に接近する部分が少ないため、像担持体表面の極性基を確実に研磨除去することができない。
【００６０】
逆に、弾性清掃部材ｂの厚みが薄すぎる場合には、わずかな摩擦係数の変化でも弾性清掃部材ｂが変形する。そのため、殆ど像担持体表面に極性基が生成していない状況でも、例え像担持体表面上の現像剤の量の変動なので摩擦係数が変化したときにでも、研磨作用を有する部分ｂが像担持体表面に接触する可能性がある。そのため、不必要に像担持体の表面を研磨させることになる。
【００６１】
弾性清掃部材ｂと像担持体１との当接角θは、１０〜４０度、好ましくは２０〜３０度である。当接角が大きすぎると、像担持体表面の摩擦係数が上昇しても、像担持体表面に接近する部分が少ない。そのため、像担持体表面の極性基を確実に研磨除去することができない、或いは、更に像担持体表面の摩擦が上昇した時に図１の（１−４）のような変形を起こす可能性がある。
【００６２】
逆に、当接角θが小さすぎると、わずかな摩擦係数の変化でも弾性清掃部材ｂが像担持体表面に接触する。そのため、殆ど像担持体表面に極性基が生成していない状況でも、例え像担持体表面上の現像剤の量の変動なので摩擦係数が変化したときにでも、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触する可能性がある。そのため、不必要に像担持体の表面を研磨させることになる。
【００６３】
弾性清掃部材ｂの研磨作用を有する部材ｄを設ける場所は、像担持体表面の摩擦係数の上昇時に像担持体表面との距離が近づいたときに確実に接触する部分であればよい。図１の（１−１）〜（１−３）に示したように板状の弾性清掃部材ｂ１、ｂ２、ｂ３のａ０２、ａ１２、ａ３２に相当する部分に設けるのが良い。更に、これらの中では、図２の（２−１）及び（２−２）に示した状態が好ましく、更に（２−２）の状態が最も好ましい。
【００６４】
図２の（２−１）の状態では、像担持体表面の摩擦係数の上昇時に弾性清掃部材ｂの材質や溶接状態によっては図１の（１−４）に示したような変形を起こす可能性がある。この場合は、極性基の増加により摩擦係数が上昇しても、研磨作用を有する部分が像担持体表面に接触しない可能性あるからである。
【００６５】
研磨部材ｄとしては、高硬度材質の微粒子や繊維を用いることができる。具体的な材料としては、公知の研磨材料を持いることが可能である。ダイアモンド、炭化ケイ素、アルミナ、立方晶窒化ホウ素、チタン酸ストロンチウム、二酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、スチールウール、炭化ホウ素、炭化タングステン等を用いることが可能である。これらの中で、特に、モース硬度が７〜１０の化合物を用いることで、効果的な極性基の除去が可能となる。
【００６６】
また、これらの研磨材料を有する部分ｄの表面粗さ：Ｒｚとしては０．５〜５μｍであるのが好ましい。表面粗さ小さすぎると、研磨部分ｄが像担持体表面に接触しても十分な研磨作用を発現できない、或いは、削れ粉などの目詰まりによる研磨能力の低下を招く。逆に、表面粗さが大きすぎる場合は、像担持体表面への接触により深傷を発生させることになる。
【００６７】
また、初期状態において、弾性清掃部材ｂと像担持体１の接触を滑らかにするために、弾性清掃部材ｂの像担持体１との接触部ｅ（図３）にケイ素やフッ素系の潤滑成分剤（潤滑剤）を塗布しておいてもよい。
【００６８】
弾性清掃部材ｂにおいて研磨作用を有する部分ｄを取り付ける位置は次のような位置に設けることが好ましい。即ち、弾性清掃部材ｂと像担持体表面との動摩擦係数が、極性基生成により初期状態に比べ、１．６〜２倍になった時に研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に当接するような位置に設けることが好ましい。
【００６９】
摩擦係数の上昇が大きくない状態でも、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触する設定にした場合は、わずかな摩擦係数の変化でも弾性清掃部材ｂの研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触する。そのために、殆ど基体表面に極性基が生成していないにもかかわらず、例え基体表面上の現像剤の量の変動なので摩擦係数が変化したときにでも、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触する可能性があり、不必要に像担持体１の表面を研磨させることになる。
【００７０】
逆に、摩擦係数が初期状態の２倍を超えても、研磨作用を有する部分ｄが像担持体表面に接触しない設定の場合は、像担持体表面に極性基が増加しても、すぐには除去できないために、画像流れを抑制することが困難となる。
【００７１】
摩擦係数の測定は、例えば図４に示した構成で弾性清掃部材ｂと像担持体１を接触させ、清掃部材ｂに垂直荷重を加えて摺擦させたときの力を測定することで得ることができる。ｇは像担持体固定治具である。
【００７２】
弾性清掃部材ｂが当接する像担持体１の表面層の構成材料としては、従来公知の材料を用いることが可能である。本発明に係る弾性清掃部材ｂの画像流れ防止効果が顕著に認められるのは、機械的強度、特に弾性変形率が４０〜６０％であり、加水分解を起こす可能性がある樹脂材料である。
【００７３】
具体的には、アミド結合、エステル結合、ウレタン結合、シロキサン結合を有する樹脂成分である。より具体的には、熱可塑性樹脂では、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフチレンテレフタレート、ポリアリレートなどのポリエステル樹脂やシリコーン樹脂である。硬化性樹脂であれば、ポリイミド樹脂、紫外線又は電子線硬化性のアクリル樹脂、ゾルゲル法により得られるシロキサン樹脂などを挙げることがでる。
【００７４】
また、本発明に係る弾性清掃部材ｂが接触するのが電子写真感光体の場合、表面層には一般的に電荷輸送層若しくは電荷発生層を用いるが、本発明の効果が顕著に現れるのは、酸化電位の低い電荷輸送剤を含有する電荷輸送層を最表面に設けた感光体である。特に、含有する電荷輸送材料の酸化電位が０．７Ｖ以下である場合に、より高い効果が得られる。
【００７５】
［実施例１］
以下、製造例及び実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。
【００７６】
１）感光体１
長さ２６０．５ｍｍ、直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記の電荷輸送層を最表面に有する電子写真感光体１を作成した。電荷輸送層は、下記構造式（１）の繰り返し単位を有する重量平均分子量が１６５，０００のポリエステル及び酸化電位が０．７Ｖの電荷輸送剤から構成させる電荷輸送層を最表面に有する電子写真感光体を作成した。
【００７７】
【化１】
2012226043.tif 000003
【００７８】
２）弾性清掃部材ｂ
ゴム硬度が７０℃で厚みが２ｍｍの弾性ブレードｂに対し、研磨成分がして酸化アルミニウムであり、表面粗さが３μｍの研磨部材ｄ１、ｄ２を，図２の（２−１）、図３の（３−１）ように設けて、本発明に従う弾性清掃部材ｂを構成した。更に、初期動作が安定するために、弾性清掃部材ｂの感光体１に対する当接部（先端部）ｅには、固体潤滑剤であるトスパールを塗布した。
【００７９】
上記１）の感光体１を、モノクロレーザープリンター：ＬａｓｅｒＪｅｔ  ４３００ｎ（（ヒューレッドパーカード製）のカートリッジ１２（図５）に像担持体として装着した。また、上記２）の研磨部材ｄ１またはｄ２を有する弾性清掃部材ｂをクリーニング素子としてカートリッジ１２のクリーニング装置６のクリーニング容器６１に対して支持部材６２を介して固定して装着した。弾性清掃部材ｂは先端部ｅを感光体回転方向に対してカウンターに当接させてある。感光体１と弾性清掃部材ｂとの当接角θは２５°とした。
【００８０】
また、研磨機能を有する部分ｄ（ｄ１、ｄ２）は、感光体１と弾性清掃部材ｂとの摩擦係数が、固体潤滑剤が塗布してある初期の動摩擦係数：０．４４から０．７０５に変化した時点で感光体表面に接触する関係構成に設定した。
【００８１】
尚、感光体１と弾性清掃部材ｂとの摩擦係数は、図４のような当接状態で、感光体１を固定治具ｇによって固定し、弾性清掃部材ｂを１００ｍｍ／分の速度で移動させて測定した。摩擦測定としては、表面性測定機：ＴＲＩＢＯＧＥＲ  ＴＹＰＥ：１４（新東科学製）を用い、３０ｇの重りを用いて測定した。
【００８２】
上記のカートリッジをレーザープリンター本体に装備し、湿度８５度、温度：３３℃の条件で、画像はＥ文字（各色４％印字）２０００枚連続印字した。記録材Ｐは填料にタルクを含有したものを、予め上記環境下で２４時間包装紙を開封して放置し、水分を吸湿させた紙を使用した。画像流れの判断としては連続通紙のＥ文字を評価し、１０００枚連続印字直後及び、１５時間放置後での画像流れの度合い並びに、感光体上の傷の状態を評価した。
【００８３】
［比較例１］
実施例１において、研磨部材ｄ（ｄ１、ｄ２）を常に感光体１に当接する状態にした以外は、同様にカートリッジを作製した。
【００８４】
［比較例２］
実施例１において研磨部材ｄを設けていない弾性清掃部材ｂを用いた以外は、同様にしてカートリッジを作製した。
【００８５】
［実施例２〜６］
実施例１において、弾性清掃部材ｂのゴム硬度、厚み及び研磨部材ｄ（ｄ１、ｄ２）の材質と表面粗さを表１に記載した通りにした。更には感光体１と研磨部材ｄが接触開始するまでの摩擦係数の比が表１になるように弾性清掃部材ｂに対する研磨部材ｄの位置を調整した。
【００８６】
［参考例１］
比較例２において、感光体１の表面層の樹脂をポリエステルからポリスチレンに変えた以外は同様にしてカートリッジを作成した。
【００８７】
【表１】
2012226043.tif 000004
【００８８】
表１に示した通り、実施例１〜６及び比較例２の評価結果から、本発明の弾性清掃部材ｂによる画像流れの抑制効果が確認できる。更に。実施例１〜６と比較例１の比較より、研磨部材ｄが常時、感光体１に当接する構造の場合、画像流れ自体は抑制可能であるものの、感光体１に対する機械的なダメージが強すぎて感光体１の耐久性に対する影響が重大であることが分かる。
【００８９】
尚、参考例１のように感光体１の強度が弱い樹脂で表層を形成した場合は、本発明に係る研磨部材ｄを有する弾性清掃部材ｂを用いずとも、画像なれの発生が認められなかった。従って、本発明に係る研磨部材ｄを有する弾性清掃部材ｂは、耐久性の高い材質で構成される像担持体において、特に効果的であることが分かる。
【００９０】
［その他の事項］
１）本発明において、現像剤による像が形成される像担持体は、実施例の電子写真感光体に限られない。静電記録画像形成装置における静電記録誘電体、磁気記録画像形成装置における磁気記録磁性体などであってもよい。また、像担持体には中間転写体も含まれる。
【００９１】
２）像担持体と弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材との移動はどちらか一方もしくは両方が移動する構成とすることができる。即ち、像担持体と像担持体清掃部材との相対移動によって像担持体の表面が像担持体清掃部材で摺擦されて残留する現像剤が除去される構成とすることができる。
【００９２】
３）像担持体に対する弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材の当接はカウンター当接に限られず順当とする構成とすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１・・像担持体、ｂ・・弾性を有するブレード状の像担持体清掃部材、ｄ・・研磨部材
【図１】
2012226043.tif 000005
【図２】
2012226043.tif 000006
【図３】
2012226043.tif 000007
【図４】
2012226043.tif 000008
【図５】
2012226043.tif 000009