(57)【要約】【課題】所定の部材上における粉体と上記所定の部材との間で生じる付着力の分布を判断する付着力分布判断方法、粉体除去特性判断方法、画像形成装置に設けられる像担持体、被清掃体から粉体を除去するブレード、クリーニング装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー回収ローラや感光体などの所定の部材と粉体１個体であるトナー１個体との間で生じる付着力を上記所定の部材の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から上記所定の部材上における上記付着力の分布を判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部材と粉体１個体との間で生じる付着力を該所定の部材の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から該所定の部材上における該付着力の分布を判断することを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項２】
請求項１の付着力分布判断方法において、
上記分布状態は、上記測定した付着力の分散または標準偏差で表されるものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項３】
請求項１の付着力分布判断方法において、
上記分布状態は、所定の付着力における上記測定した付着力の累積度数または累積相対度数で表されるものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項４】
請求項２の付着力分布判断方法において、
上記所定の部材上における該付着力の分布の判断に上記測定した付着力の平均値も用いることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項５】
請求項４の付着力分布判断方法において、
上記所定の部材は画像形成装置に用いられる像担持体であり、
上記平均値をＸ及び上記標準偏差または上記分散の平方根をＹとしたとき、Ｘ／２Ｙ＞１．３を満たすことを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項６】
請求項４の付着力分布判断方法において、
上記所定の部材は被清掃部材から粉体を除去するブレードであり、
上記平均値をＸ、上記標準偏差または上記分散の平方根をＹ、及び、上記粉体とシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＜５Ｚ［ｎＮ］、Ｙ＜５Ｚ［ｎＮ］を満たすことを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項７】
請求項６の付着力分布判断方法において、
上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項８】
請求項３の付着力分布判断方法において、
上記所定の付着力は、上記測定した付着力の平均値の１．５倍の付着力であり、
上記累積相対度数または該測定した付着力の全度数に対する上記累積度数の割合が９５［％］以上であることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の付着力分布判断方法において、
上記付着力は、原子間力顕微鏡において深針先に取り付けた上記粉体１個体と上記所定の部材との付着力を測定したものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の付着力分布判断方法において、
上記所定の部材は、少なくとも像担持体、帯電手段、現像手段及び転写手段を備える画像形成装置に用いられるものであることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の付着力分布判断方法において、
上記粉体はトナーであることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項１２】
請求項１１の付着力分布判断方法において、
上記トナーの粒径が、１［μｍ］以上２０［μｍ］以下であることを特徴とする付着力分布判断方法。
【請求項１３】
画像形成装置に設けられる、像を担持する像担持体において、
像担持体表面上と粉体１個体との間で生じる付着力を該像担持体表面上の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の平均値をＸ、及び、該測定した付着力の標準偏差または分散の平方根をＹとしたとき、Ｘ／２Ｙ＞１．３を満たすことを特徴とする像担持体。
【請求項１４】
画像形成装置に設けられる、像を担持する像担持体において、
像担持体表面上と粉体１個体との間で生じる付着力を該像担持体表面上の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の平均値の１．５倍の付着力における該測定した付着力の累積相対度数または該測定した付着力の全度数に対する累積度数の割合が９５［％］以上であることを特徴とする像担持体。
【請求項１５】
像を担持する像担持体と、
該像を形成する像形成手段とを備えた画像形成装置において、
該像担持体として請求項１３または１４の像担持体を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
被清掃部材から粉体を除去する機能を有するブレードにおいて、
係るブレードは、ブレード表面上と粉体１個体との間で生じる付着力を該ブレード表面上の複数箇所にて測定して得られた粉体除去特性値である付着力の平均値、付着力の標準偏差又は分散の平方根、及び、該粉体とシリコン基板との付着力で特定され、該平均値をＸ、該平方根をＹ、及び、該粉体とシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＜５Ｚ［ｎＮ］、Ｙ＜５Ｚ［ｎＮ］を満たすことを特徴とするブレード。
【請求項１７】
請求項１６のブレードにおいて、
上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることを特徴とするブレード。
【請求項１８】
被清掃部材をクリーニングするクリーニング装置において、
請求項１６または１７のブレードを有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１９】
被清掃部材と、
該被清掃部材をクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
該クリーニング手段として請求項１８のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
所定の部材の単一材質からなる表面に付着した粉体を粉体除去手段によって除去した際の該表面の粉体除去特性を、該表面の粗さ分布から判断することを特徴とする粉体除去特性判断方法。
【請求項２１】
請求項２０の粉体除去特性判断方法において、
上記表面の平均面粗さを１００［ｎｍ］以下の測定範囲で測定することを特徴とする粉体除去特性判断方法。
【請求項２２】
画像形成装置に設けられる、像を担持する像担持体において、
像担持体表面上における１［μｍ］角の領域５箇所以上それぞれで平均面粗さを測定し、その測定結果がいずれも３０［ｎｍ］以下であることを特徴とする像担持体。
【請求項２３】
請求項２２の像担持体において、
上記像担持体表面上における１［μｍ］角の領域５箇所以上それぞれで平均面粗さを測定し、その測定結果がいずれも１［ｎｍ］以上であることを特徴とする像担持体。
【請求項２４】
像を担持する像担持体と、
該像を形成する像形成手段とを備えた画像形成装置において、
該像担持体として請求項２２または２３の像担持体を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の部材上における粉体と上記所定の部材との間で生じる付着力の分布を判断する付着力分布判断方法、粉体除去特性判断方法、画像形成装置に設けられる像担持体、被清掃体から粉体を除去するブレード、クリーニング装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感光体上のトナーをクリーニング装置に設けられたクリーニングブレードやクリーニングブラシによってクリーニングする画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、クリーニングブラシによって感光体上のトナーを掻き取るブラシクリーニング方式を採用している。
【０００３】
また、クリーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニング部材によって感光体表面からトナーを良好に除去できるように、クリーニング部材と感光体表面との間の摩擦係数を小さくしたものが提案されている（特許文献２など）。
【０００４】
ところが、本願発明者らが実際に摩擦係数に対する回収ローラのクリーニング性の検証を行ってみると回収ローラ表面の摩擦係数が小さいにも関わらず、回収ローラ表面からトナーを良好に除去することができないという結果がしばしば生じた。このことから、摩擦係数によって回収ローラ表面からのトナーの除去性能を評価する方法は今ひとつ信頼性に乏しかった。
【０００５】
一方、従来より粉体と部材との付着力を測定する方法が提案されており、例えば特許文献３に記載の方法では、組成、粒径及び形状がトナーと近いＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）球１つと部材との付着力を原子間力顕微鏡を用いて測定している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０３１３９６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７１４７０号公報
【特許文献３】特開２００３−３３０２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に記載の方法などにより測定された１つの粉体と部材との付着力は１つの粉体と部材との接触状態を表す特性値である。よって、１つの粉体と部材との付着力を測定し、その測定した付着力を基にして部材から粉体を良好に除去可能か否かの判断を行うことが可能となる。しかしながら、このようにして測定した付着力を基にして部材から粉体を良好に除去可能か否かを判断するときには、次のような問題が生じる場合がある。
【０００８】
図３０及び図３１は異なる２つの部材に対して、部材表面と１つの粉体との間に生じる付着力を部材表面上の複数箇所で測定し、その測定した付着力の度数分布をグラフで表したものである。各図の横軸は個々の粉体と部材との付着力であり、縦軸は特定の付着力ごとの粉体の度数である。
【０００９】
図３０の部材Ａと部材Ｂとはともに、上記複数箇所で測定した付着力の平均値の近傍に度数が集中し、上記グラフが山形状になっている。すなわち大半のトナーの付着力は平均値に近く、平均値で付着力を代用した場合の相関が高いということが言える。ここで、部材Ａ及び部材Ｂそれぞれの平均値（部材Ａは一点鎖線で示される値ｘ、部材Ｂは一点鎖線で示される値ｙ）は異なっており値ｙの方が値ｘより大きく、平均的な付着力は部材Ｂの方が部材Ａよりも強いことがわかる。この場合、部材Ｂからのトナーの除去性は部材Ｂの方が部材Ａよりも悪くトナーが除去しにくいことは容易に予想がつく。例えば、図３０に示した付着力ｚを境にそれ以下が部材からのトナー除去が可能、それより大きい値が部材からのトナー除去が不可能とすると、部材Ａ上の全てのトナーは除去可能であり、部材Ｂ上の全てのトナーは除去不可能であると言える。
【００１０】
一方、図３１は、上記部材Ｂの代わりに部材Ｃを用いて部材Ａとの付着力を比較した図である。図３１に示すように、部材Ｃにおける付着力の度数分布を示すグラフが部材Ａよりもなだらかな山形状になっており、度数の平均値は部材Ａと同じｘを取る。部材Ｃの付着力の平均値は部材Ａと同じ程度であるが、部材表面の箇所によっては部材Ａよりも付着力が強かったり弱かったりするところがある。例えば、部材Ｃにおけるトナーの付着力の平均値が上記境界値ｚ以下であったとしても、境界値ｚを越える付着力で部材Ｃにトナーが強く付着する箇所がある。そのため、大半のトナーは部材Ｃから除去することができたとしても、部材Ｃから除去できないトナーが部材Ｃ上に一部存在することになる。
【００１１】
よって、部材Ｃのような付着の傾向を示す部材に対し付着力の平均値でトナーの付着特性を評価しトナー除去性が良好な部材であると判別したとしても、実際には除去できないトナーが存在するため、部材からトナーを良好に除去できないことになる。
【００１２】
そのため、予め付着力の強さが部材上のトナーが付着する何れの箇所においても同じようになるのか否かを、言い換えれば、部材上における上記付着力の分布を判断しておくことが重要となる。
【００１３】
また、このようなことは回収ローラに限るものではなく感光体などのトナーなどの粉体が付着し得る画像形成装置内の各部材においても同様である。つまり、粉体が付着した部材から他の部材に粉体を移動させる箇所では上述したような同様の問題が生じ得る。
【００１４】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、目的とするところは、所定の部材上における粉体と上記所定の部材との間で生じる付着力の分布を判断する付着力分布判断方法、粉体除去特性判断方法、画像形成装置に設けられる像担持体、被清掃体から粉体を除去するブレード、クリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の部材と粉体１個体との間で生じる付着力を該所定の部材の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から該所定の部材上における該付着力の分布を判断することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の付着力分布判断方法において、上記分布状態は、上記測定した付着力の分散または標準偏差で表されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の付着力分布判断方法において、上記分布状態は、所定の付着力における上記測定した付着力の累積度数または累積相対度数で表されるものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の付着力分布判断方法において、上記所定の部材上における該付着力の分布の判断に上記測定した付着力の平均値も用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の付着力分布判断方法において、上記所定の部材は画像形成装置に用いられる像担持体であり、上記平均値をＸ及び上記標準偏差または上記分散の平方根をＹとしたとき、Ｘ／２Ｙ＞１．３を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４の付着力分布判断方法において、上記所定の部材は被清掃部材から粉体を除去するブレードであり、上記平均値をＸ、上記標準偏差または上記分散の平方根をＹ、及び、上記粉体とシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＜５Ｚ［ｎＮ］、Ｙ＜５Ｚ［ｎＮ］を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の付着力分布判断方法において、上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項３の付着力分布判断方法において、上記所定の付着力は、上記測定した付着力の平均値の１．５倍の付着力であり、上記累積相対度数または該測定した付着力の全度数に対する上記累積度数の割合が９５［％］以上であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の付着力分布判断方法において、上記付着力は、原子間力顕微鏡において深針先に取り付けた上記粉体１個体と上記所定の部材との付着力を測定したものであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の付着力分布判断方法において、上記所定の部材は、少なくとも像担持体、帯電手段、現像手段及び転写手段を備える画像形成装置に用いられるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の付着力分布判断方法において、上記粉体はトナーであることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の付着力分布判断方法において、上記トナーの粒径が、１［μｍ］以上２０［μｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、画像形成装置に設けられる、像を担持する像担持体において、像担持体表面上と粉体１個体との間で生じる付着力を該像担持体表面上の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の平均値をＸ、及び、該測定した付着力の標準偏差または分散の平方根をＹとしたとき、Ｘ／２Ｙ＞１．３を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、画像形成装置に設けられる、像を担持する像担持体において、像担持体表面上と粉体１個体との間で生じる付着力を該像担持体表面上の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の平均値の１．５倍の付着力における該測定した付着力の累積相対度数または該測定した付着力の全度数に対する累積度数の割合が９５［％］以上であることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、像を担持する像担持体と、該像を形成する像形成手段とを備えた画像形成装置において、該像担持体として請求項１３または１４の像担持体を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、被清掃部材から粉体を除去する機能を有するブレードにおいて、係るブレードは、ブレード表面上と粉体１個体との間で生じる付着力を該ブレード表面上の複数箇所にて測定して得られた粉体除去特性値である付着力の平均値、付着力の標準偏差又は分散の平方根、及び、該粉体とシリコン基板との付着力で特定され、該平均値をＸ、該平方根をＹ、及び、該粉体とシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＜５Ｚ［ｎＮ］、Ｙ＜５Ｚ［ｎＮ］を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１６のブレードにおいて、上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、被清掃部材をクリーニングするクリーニング装置において、請求項１６または１７のブレードを有することを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、被清掃部材と、該被清掃部材をクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、該クリーニング手段として請求項１８のクリーニング装置を有することを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、所定の部材の単一材質からなる表面に付着した粉体を粉体除去手段によって除去した際の該表面の粉体除去特性を、該表面の粗さ分布から判断することを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項２０の粉体除去特性判断方法において、上記表面の平均面粗さを１００［ｎｍ］以下の測定範囲で測定することを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、画像形成装置に設けられる、像を担持する像担持体において、像担持体表面上における１［μｍ］角の領域５箇所以上それぞれで平均面粗さを測定し、その測定結果がいずれも３０［ｎｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項２２の像担持体において、上記像担持体表面上における１［μｍ］角の領域５箇所以上それぞれで平均面粗さを測定し、その測定結果がいずれも１［ｎｍ］以上であることを特徴とするものである。
また、請求項２４の発明は、像を担持する像担持体と、該像を形成する像形成手段とを備えた画像形成装置において、該像担持体として請求項２２または２３の像担持体を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１の発明においては、所定の部材上の複数箇所で粉体１個体が所定の部材に接触する箇所における付着力の測定を行い、その複数箇所で測定した付着力の度数分布の分布状態から上記所定の部材上における上記付着力の分布を判断する。例えば、上記度数分布のばらつき度合いが小さければ、上記所定の部材上における上記付着力は所定の部材上の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断する。逆に、上記度数分布のばらつき度合いが大きければ、所定の部材上における上記付着力は所定の部材上の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断する。
このように所定の部材上における上記付着力の分布を判断することができることで、例えば次のような予測が可能となる。上記付着力が所定の部材上の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断することで、上記付着力が所定の部材上から粉体を除去可能な強さで分布していれば、所定の部材上の何れの箇所からも粉体が除去可能であると予測することが可能となる。また、上記付着力が所定の部材上の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断することで、所定の部材上に上記付着力が強すぎて所定の部材上から粉体を除去することができない箇所が存在する恐れがあると予測することが可能となる。
請求項２０の発明においては、後述する実験で明らかのように、所定の部材の単一材質からなる表面の粗さ分布のばらつきが小さければ粉体除去手段によって所定の部材上の何れの箇所からも粉体を良好に除去することができる。また、所定の部材の単一材質からなる表面の粗さ分布のばらつきが大きければ粉体除去手段によって粉体を除去できない箇所が所定の部材上に存在し、所定の部材上から粉体を良好に除去することができない。よって、所定の部材の単一材質からなる表面の粗さ分布から粉体除去手段による粉体除去特性を判断することができる。
ここで、本願発明者らは、後述する実験から所定の部材上の複数箇所で粉体１個体が所定の部材に接触する箇所における付着力の測定を行い、その複数箇所で測定した付着力の度数分布と、所定の部材上の粗さ分布とに相関があるのを見出した。すなわち、上記粗さ分布のばらつき度合いが小さければ上記付着力の度数分布のばらつき度合いも小さく、上記粗さ分布のばらつき度合いが大きければ上記付着力の度数分布のばらつき度合いも大きくなる。これにより、上記粗さ分布のばらつき度合いが小さければ上記付着力が所定の部材上の何れの箇所においても同じような強さで分布しており、粉体除去手段によって所定の部材上の何れの箇所からも粉体が除去できる考えられる。上記粗さ分布のばらつき度合いが大きければ上記付着力が所定の部材上の箇所ごとに強さが大きくことなって分布しており、粉体除去手段によって所定の部材上から粉体を除去することができない箇所があるため良好に粉体を除去できないと考えられる。
また、例えば、所定の部材と粉体との付着力を原子間力顕微鏡を用いて測定する際には粉体１個体を先端に取り付けたカンチレバーを用いる必要がある。そのため、カンチレバーの先端に粉体１個体を取り付ける作業を行う手間や作業時間がかかる。これに対し、原子間力顕微鏡を用いて感光体表面の粗さを測定する際には粉体１個体を先端に取り付けたカンチレバーを用いなくても所定の部材の粗さを測定することができるので、上述した手間や作業時間がかからない。
よって、所定の部材の粗さ分布から粉体除去手段による所定の部材上の粉体除去特性を判断するほうが、上記付着力から上記粉体除去特性を判断するよりも、手間や作業時間をかけることなく簡便に上記粉体除去特性を判断することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上、請求項１乃至請求項１９の発明によれば、所定の部材上における粉体と上記所定の部材との間で生じる付着力の分布を判断できるという優れた効果がある。
請求項２０乃至請求項２４の発明によれば、所定の部材の単一材質からなる表面から粉体を粉体除去手段によって良好に除去できるか否かを簡便に判断できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施形態１］
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の第１の実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図のプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４つの作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するためのＹ用の作像プロセス部１Ｙを例にすると、これは図３に示すような構成になっている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる感光体２Ｙの周囲に、クリーニング装置５０Ｙ、除電手段３Ｙ、帯電ローラ４Ｙ、光書込装置５Ｙ、現像装置６Ｙなどを有している。
【００１９】
感光体２Ｙに接触あるいは所定の間隙を介して対向するように配設された帯電ローラ４Ｙには、不図示の帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加される。そして、帯電ローラ４Ｙは、図中反時計回り方向に回転しながら感光体２Ｙとの間に放電を生じせしめることで、感光体２Ｙの表面を一様帯電せしめる。帯電ローラ４Ｙの代わりに、帯電ブラシを当接させてもよい。また、感光体２Ｙを一様帯電せしめる帯電手段として、スコロトロンチャージャーのように、チャージャー方式によって感光体２Ｙを一様帯電せしめるものを用いてもよい。
【００２０】
帯電ローラ４Ｙとしては、硬質の導電性材料でローラ部が形成されたものを、微小ギャップを介して感光体２Ｙに対向させたものであって、次に説明する構成を有するものであることが望ましい。即ち、その軸線方向の寸法がプリンタの出力可能な最大画像幅（Ａ４横通紙の機械ならば約２９０［ｍｍ］）よりも少し長く設定され、軸線方向の両端部に、それぞれ中央部よりも大きな径で且つ絶縁性のスペーサとしてのギャップコロ部を有するものである。かかる構成では、両端のギャップコロ部を感光体２Ｙの軸線方向の両端部に存在する非画像形成領域に当接させることで、自らの中央部と感光体２Ｙとの間に５〜１００［μｍ］程度（より望ましくは２０〜６５［μｍ］）の微小ギャップを容易に形成することができる。なお、本実施形態では、５５［μｍ］となるように設定した。
【００２１】
帯電ローラ４Ｙによって一様帯電せしめられた感光体２Ｙの表面は、光書込装置５Ｙから発せられる走査光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。この光書込装置５Ｙは、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調したレーザー光あるいはＬＥＤ光を照射するものである。
【００２２】
現像手段たる現像装置６Ｙは、周知の技術により、感光体２Ｙ表面に担持された静電潜像にＹトナーを付着させることで、静電潜像を現像してＹトナー像を得る。このＹトナー像は、後述する中間転写ベルトに一次転写される。
【００２３】
クリーニング装置５０Ｙは、一次転写工程を経た後の感光体２Ｙ表面に付着している転写残トナーを除去する。なお、本実施形態のクリーニング装置では、クリーニングブレードよりも感光体回転方向下流側の感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナー回収ローラ５４を配し、トナー回収ローラ５４からトナー回収ローラ用クリーニングブレード５７によってトナーを除去する構成を適用している。クリーニング装置５０Ｙによって、クリーニング処理が施された感光体２Ｙ表面は、図示しない除電ランプ等の除電手段３Ｙによって除電されて、次の画像形成に備えられる。
【００２４】
先に示した図２において、他色用の作像プロセス部１Ｃ，Ｍ，Ｋにおいても、同様にして感光体２Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト２１上に中間転写される。
【００２５】
作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、中間転写ベルト２１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる転写ユニット２０が配設されている。転写手段たる転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１の他、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、４つの一次転写ローラ２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、二次転写ローラ２５、図示しないベルトクリーニング装置などを備えている。
【００２６】
中間転写ベルト２１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ２２と従動ローラ２３とによって張架されながら、駆動ローラ２２の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。
【００２７】
４つの一次転写ローラ２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト２１を感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト２１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト２１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２８】
中間転写ベルト２１のループ外側には、図示しない電源から出力される二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ２５が配設されており、これはベルトループ内側の駆動ローラ２２との間に中間転写ベルト２１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
【００２９】
転写ユニット２０の下方には、図示しない給紙カセットが配設されている。この給紙カセット内には、転写体たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで図示しない給紙路に送り出す。この給紙路の末端には、レジストローラ対３１が配設されている。レジストローラ対３１は、記録紙Ｐを互いに当接しながら回転するローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト２１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに向けて送り出す。
【００３０】
中間転写ベルト２１上に形成された４色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ２５と接地された駆動ローラ２２との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括二次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００３１】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト２１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、従動ローラ２３との間に中間転写ベルト２１を挟み込んでいる図示しないベルトクリーニング装置によって除去される。
【００３２】
二次転写ニップの上方には、図示しない定着装置が配設されている。この定着装置は、電子写真方式の画像形成装置で周知になっているように、加圧や加熱によってトナー像を記録紙に定着せしめるものである。
【００３３】
なお、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップにおいて、自らと逆極性の一次転写バイアスが印加されることで、逆極性の電荷注入を受けてしまう場合がある。このため、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上の転写残トナーの中には、正規極性トナー粒子と逆帯電トナー粒子とが混在している。
【００３４】
以上の基本的な構成を備える本プリンタにおいては、４つの作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが、像担持体たる感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの無端移動する表面にトナー像を形成するトナー像形成手段として機能している。また、４つの作像プロセス部１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと転写ユニット２０との組合せが、像担持体たる中間転写ベルト２１の無端移動する表面にトナー像を形成するトナー像形成手段として機能している。
【００３５】
次に、クリーニング装置に設けられたトナー回収ローラ５４上のトナーをトナー回収ローラ用クリーニングブレード５７で剥離するときのトナーの付着度合の影響について記す。
【００３６】
従来より、トナー回収ローラ５４などの部材へのトナーの付着特性を付着力の平均値である摩擦力や摩擦係数のみ評価する評価方法が散見された。ここで、摩擦力はトナーを部材上からずらすのに必要な力であり、例えば、回転駆動する部材上に多量に存在するトナーをブレードで同時に殺ぎ落とす際に生じる部材の駆動トルクの変化等を測定し、それから換算した平均的な負荷を摩擦力とみなす方法が従来技術として知られている。
【００３７】
ところが、本願出願人が実際に摩擦係数に対する剥離現象の検証を行ってみると図４に示すように摩擦係数が小さいにも関わらず、トナー回収ローラ５４からトナー剥離が良好に行われない場合があった。
【００３８】
ここで図４は、ローラ表面に部材１乃至部材４を用いたトナー回収ローラ５４の摩擦係数とクリーニング性能との関係を示したものである。なお、部材１はＰＶＤＦチューブ＋ＵＶコート、部材２はセラミックハードタイプＣ１、部材３はステンレス鋼、及び、部材４はＰＶＤＦチューブである。
【００３９】
図中横軸のトナー回収ローラ５４の摩擦係数は、一般に知られているオイラーベルト法によって測定したものであり、トナー回収ローラ５４まわりに紙を巻きつけ、一端に錘を付けて一定速度で紙を巻き上げ、紙が始動し始める荷重を読み取り、換算式によって算出したものである。また、図中縦軸はクリーニングブレードによってクリーニングが行われた後のトナー回収ローラ５４上にどれだけトナーが残留したのかを表した残ＩＤであり、この残ＩＤが大きいほどトナー回収ローラ５４にトナーが多く残留することを示す。
【００４０】
図４から、部材１と部材２とにおいて、部材１よりも摩擦係数が大きい部材２のほうが残ＩＤが大きいことがわかる。そのため、従来より摩擦係数の大きさによってクリーニング性能の評価が行なわれていた。ところが、部材３及び部材４に着目してみると、これら両方の摩擦係数は部材１の摩擦係数と同じような値であるが、部材３及び部材４の残ＩＤは、部材２の残ＩＤよりも大きいことがわかる。すなわち、部材３及び部材４は摩擦力が部材２より小さいにも関わらずトナー回収ローラ５４からトナー剥離が良好に行われていない。つまり、摩擦係数とクリーニング性との間には相関性が認められないことがわかる。
【００４１】
これについて考察してみると、一般に摩擦係数を測定するときには、上述したオイラーベルト法などのように、１個のトナーが接触する部材の箇所の面積よりも遥かに広い面積の部材の箇所の平均化された表面状態における摩擦係数が測定される。ところが、上記接触する箇所、例えば数［μｍ２］の範囲における表面状態と上記広い面積の部材の箇所、例えば数ｍｍ２の範囲における表面状態とは必ずしも同じではない。例えば、上記広い面積の部材の箇所全体では表面状態が凸凹した状態であったとしても、上記接触する箇所全体では表面がうねった状態となる。そのため、その測定した摩擦係数は厳密に言うと１個のトナーにとって上記接触する箇所における摩擦係数とは異なったものとなる。よって、上記広い面積の部材の箇所における摩擦係数が小さくても、実際にトナーが接触している上記接触する箇所における摩擦係数ではないので、その結果、適切なクリーニング条件を設定できず部材からのトナー剥離不良が生じる場合があると考えられる。したがって、摩擦係数によってトナー回収ローラ５４のクリーニング性を的確に判断するのは困難であると考えられる。そのため、付着現象を説明する手法として今ひとつ信頼の置くことが出来なかった。
【００４２】
また、上述した表面状態において、上述した理由から特開平９−１５９７９号公報などのように単に部材表面の表面粗さを規定しただけでは、部材からのトナー剥離不良を改善するのが困難な場合が生じ得ると考えられる。
【００４３】
そこで、本願発明者らは、トナー回収ローラ５４に対する１個のトナーの付着特性を評価することが、トナー回収ローラ５４のクリーニング性を的確に判断するのに重要であると考えた。そのため、トナー回収ローラ５４に対する１個のトナーの付着力を測定し、その測定した付着力からトナー回収ローラ５４のクリーニング性を的確に判断できるか否かの検証を行った。
【００４４】
ここで、トナー回収ローラ表面内の付着力の特性値分布の取得を、トナー１個体との付着力測定により行うことが重要であることについて説明する。従来より知られているトナーなどの粉体の付着力測定方法の多くは、集団としての粉体と部材との付着力を測定しているが、集団としての粉体は粒子径や形状などの分布を持つので、部材表面の特性値の分布を繰り返し精度を維持して評価することができない。例えば、「Ｍ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ，Ａ．  Ｏｎｏｓｅ，Ｍ．Ａｎｚａｉ，Ｒ．Ｋｏｊｉｍａ  ａｎｄ  Ｋ．Ｋａｗａｉ：Ｐｒｏｃ．  ＩＳ＆Ｔ  ７ｔｈ  Ｉｎｔ．Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ａｄｖ．  Ｎｏｎ−Ｉｍｐａｃｔ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２１９９１，ｖｏｌ．１，ｐｐ．２００−２０８」で用いられている遠心力を用いて付着力を測定する方法は、粉体を付着させた試料基板を用意して、その試料基板から粉体が離れる遠心力を評価している。ところが、この方法では上述した理由から部材表面の特性値の分布を評価することはできない。そのため、本実施形態では常に同じ粒子（トナー１個体）で付着力を測定することで、部材表面上の付着力の面内分布を繰り返し精度を維持して評価を行う。
【００４５】
図１は、図４で示した部材１乃至部材４において、トナー回収ローラ５４に対するトナー１個体の付着力をトナー回収ローラ表面の複数箇所、詳しくは図５に示すような２［μｍ］角のエリア内で７×７＝４９の点数の位置、で測定したものである。
【００４６】
なお、この付着力測定には、例えば、原子間力顕微鏡を用いておこなえる。以下に、原子間力顕微鏡とそれを用いた付着力測定方法の概要を述べる。ただし、トナー等の粉体１個体とトナー回収ローラ５４などの部材との付着力測定方法は、部材上の複数の位置で付着力測定が可能であればよく、原子間力顕微鏡を用いた方法には限らない。特開２００１−１８３２８９号公報に記載されている方法を応用しても可能である。
【００４７】
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の動作原理については多くの公知の文献（例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．５６号１７５８頁（１９９０年））がある。窒化ケイ素や２酸化ケイ素などの物質表面を有する針（プローブチップ、以下、チップともいう。）を先端に有するカンチレバーを用いて、チップを測定試料表面に近付けて、試料表面間とプローブチップの間にはたらく力（表面間力）を、フォトダイオードの反射を用いてカンチレバーの反りあるいは撓みとして測定し、シグナルとしてフィードバック制御に結び付け、チップと試料表面との間の距離をピエゾ素子によって制御するというのが代表的な非接触型ＡＦＭの動作原理である。
【００４８】
原子間力顕微鏡を用いて付着力を測定する際は、カンチレバーを装飾しなければならない。具体的には、エポキシ樹脂等の接着剤で、カンチレバー先端に対象の粉体を取り付ける。取り付ける作業は、特開２００２−６２２５３号公報に記載されているような専用機器を用いるか、もしくは、ＡＦＭによっても、取り付けることができる。
【００４９】
また、原子間力顕微鏡で付着力を測定する方法は、主に二通りの方法がある。
一つは、フォースカーブ法、もしくは、フォースディスタンスカーブ法という方法である。具体的な測定行為としては、カンチレバー先端と試料表面の離間、接触、離間を連続しておこなう。カンチレバー先端と試料表面の離間の瞬間のカンチレバーのたわみ量から、カンチレバーと試料表面の付着力を測定する方法である（例えば、特開２００２―６２２５３号公報）。
【００５０】
もう一つは、パルスフォースモード法という方法で、フォースカーブ法を応用したものである（例えばＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．１８号２６３２頁（１９９７年））。概念としては、フォースカーブ法がある一点でおこなう測定であるのに対して、パルスフォースモード法は、二次元領域内でフォースカーブ法を連続的におこなう測定である。具体的には、試料表面上を０．１［Ｈｚ］から１０［Ｈｚ］程度でスキャンしながら、垂直方向に試料台を１００［Ｈｚ］から１０００［Ｈｚ］程度で振動させることで、カンチレバー先端と試料表面の接触、離間を連続的におこなう。
【００５１】
試料の測定領域条件は５００［ｎｍ］から１００００［ｎｍ］の領域設定で評価をおこなうのが好適である。付着力分布評価時に、領域が小さすぎる場合、付着力の局所的な偏りの影響が大きくなり、付着力分布から判別を行うのに適した標準偏差が得られないため適正な判別が行えない。評価対象にも依存するが、具体的には５００［ｎｍ］以上の領域に設定するのが良い。
【００５２】
また、付着力測定装置として、原子間力顕微鏡を用いる場合、あまりに大きな領域設定は、設定できない。機種にもよるが、例えば、パルスフォースモード法での最大の設定領域は、数千［ｎｍ］から１００００［ｎｍ］である。また、原子間力顕微鏡は、試料台の移動速度（もしくは、カンチレバーの移動速度）が最大で高々、数千［ｎｍ／ｓ］である。故に、あまりに大きな領域設定になると、測定時間が長くなり過ぎるため、あまり好ましくない。
【００５３】
また、付着力分布を構成する、データ数は５×５＝２５点以上とするのが好ましい。データ数が少なすぎるとデータに偏りが生じやすくなってしまう可能性が高くなる。
【００５４】
また、このようにして測定した付着力の平均と分散とを各部材ごとに表１に示した。
【表１】
2009186965.tif 000003
【００５５】
表１と図４から部材２よりも付着力の平均が小さい部材１は残ＩＤも部材２より小さいことがわかる。ところが、部材２よりも付着力の平均が小さい部材３及び部材４の残ＩＤは部材２よりも大きいことがわかる。つまり、摩擦係数とクリーニング性との関係と同じように、付着力の平均と残ＩＤとの間、すなわち付着力の平均とクリーニング性との間には相関関係が認められない。
【００５６】
そこで、本件発明者らは付着力のバラツキ（度数分布の分布状態）に着目して検討を行った。つまり、トナー回収ローラ５４上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるのか否かに着目した。なお、ここでは付着力のバラツキ（度数分布の分布状態）として表１に示すように分散を用いて行ったが、標準偏差を用いても行っても良い。
【００５７】
表１と図４とから、残ＩＤが小さい部材１及び部材２においては分散も小さく、残ＩＤが大きい部材３及び部材４においては分散が大きいことがわかる。つまり、上記複数箇所で測定した付着力の値が付着力の平均近傍に集まっているものではトナー回収ローラ５４上における何れの箇所においても同じような強さの付着力となる。そのため、トナー回収ローラ用クリーニングブレード５７によるクリーニングがトナー回収ローラ５４上の何れの箇所でも安定に行なわれるのでクリーニング性が良好となり、その結果、残ＩＤが小さくなったと考えられる。また、付着力の平均から大きく離れているものでは、トナー回収ローラ５４上の箇所によって付着力が大きく異なる。そのため、トナー回収ローラ用クリーニングブレード５７によるクリーニングがトナー回収ローラ５４上の一部の箇所で安定して行われなくなりクリーニング性が低下して、その結果、残ＩＤが大きくなったと考えられる。このことから、上記複数箇所で測定した付着力の分散（標準偏差）、すなわち付着力のバラツキ度合い（度数分布の分布状態）からトナー回収ローラ５４のクリーニング性を的確に判断することが可能である。
【００５８】
なお、本発明を適用できる部材は、ほぼ一様な表面状態を備えていればトナー回収ローラ５４に限らず、どのような部材においても構わないが、例えば、図２に示す像担持体、帯電手段、現像手段と転写手段のいずれかを少なくとも備える画像形成装置に搭載される部材を適用できる。特に機構上トナーとの接触が行われる像担持体、現像部、中間転写体、クリーニング部やトナーの付着が望まれない帯電部に本発明を用いることによりトナーが付着しにくい部材の開発を効率的に行うことができるようになる。以下に、本実施形態に係る画像形成装置に用いた各部材について詳細を記載する。
【００５９】
＜電子写真感光体＞
本発明に用いられる画像形成装置に搭載される部材のひとつとして像担持体の説明を行う。
本発明に用いられる像担持体には電子写真感光体を用いることができる。電子写真感光体はトナー画像を記録紙または中間転写体に転写するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。
【００６０】
電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも中間層、感光層を有していれば、上記以外のその他の層が形成されていてもよい。例えば、図６に示す感光層が電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）より構成される機能分離型タイプの電子写真感光体について説明する。
【００６１】
導電性支持体としては、体積抵抗１０１０［Ω・ｃｍ］以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、エンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
【００６２】
この他、上記導電性支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂があげられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
【００６３】
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体として良好に用いることができる。
【００６４】
次に中間層について説明する。
中間層は接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。
【００６５】
中間層は、一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を、溶剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。特に、アルキド−メラミン樹脂が中間層として求められる機能の多くを満たすことができ好ましい。また、無機顔料として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。特に酸化チタンは可視光および近赤外光にほとんど吸収がなく白色であり、電子写真感光体の高感度化に好ましい。これらの中間層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができるが、電子写真感光体の帯電性能向上のために中間層の塗工液中に少なくともエチレングリコールモノイソプロピルエーテルが好ましくは０．１［ｗｔ％］以上３［ｗｔ％］以下含有されていることが望まれる。
【００６６】
更に、かかる中間層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。
【００６７】
この他に、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物や、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。
【００６８】
中間層の膜厚は約０．１［μｍ］から１０［μｍ］好ましくは１［μｍ］から５［μｍ］とするのが適当である。
【００６９】
次に電荷発生層について説明する。
電荷発生層は電荷発生材料としては公知のものが用いることができ、例えば、チタニルフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニンなどの金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、フルオレノン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有する対称型若しくは非対称型のアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。  本発明で用いられるフタロシアニン顔料としては、無金属フタロシアニンまたは金属フタロシアニンが挙げられ、モーザーおよびトーマスの「フタロシアニン化合物」（ラインホールド社、１９６３）等に記載されている合成法、及び他の適当な方法によって得られるものを使用する。
【００７０】
金属フタロシアニンの一例としては、銅、銀、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、インジウム、ナトリウム、リチウム、チタン、錫、鉛、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルトなどを中心金属にもつものが挙げられる。また、フタロシアニンの中心核には前記金属原子の代わりに、三価以上の原子価を有するハロゲン化金属が存在していても良い。なお、フタロシアニンは各種結晶形が知られているが、α型、β型、Ｙ型、ε型、τ型、Ｘ型などの結晶形、及び非晶形など公知のものが使用できる。
【００７１】
中でも、中心金属にチタンを有するチタニルフタロシアニン（以下ＴｉＯＰｃ）が特に感度が高く優れた特性を示しており、より望ましい。
【００７２】
次に電荷輸送層について説明する。
前述のように、電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００７３】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
【００７４】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は単独、または２種以上混合して用いられる。
【００７５】
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００７６】
電荷輸送物質の量は結着樹脂１００重量部に対し、２０から３００重量部、好ましくは４０から１５０重量部が適当である。また、上述のように耐久性の点で電荷輸送層の膜厚は３０［μｍ］以上が必要である。また電荷輸送層の膜厚を極端に厚くした場合、解像度が低下する不具合があるため、３０［μｍ］から５０［μｍ］とすることが好ましい。ここで用いられる溶剤としては、環境への負荷低減等の意図から、非ハロゲン系溶媒の使用が望ましく、具体的には、テトラヒドロフランやジオキソラン、ジオキサン等の環状エーテルやトルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、及びそれらの誘導体が良好に用いられる。
【００７７】
本発明の感光体においては、感光層保護、及び低表面摩擦係数維持の目的で、保護層を最表層に設けてもよい。保護層に使用される結着樹脂としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリール樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリアリレート、ＡＳ樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
【００７８】
また、感光体の保護層には、耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料を添加してもよい。フィラーとしては有機性フィラーと無機性フィラーがあるが、フィラーの硬度の点から無機性フィラーを用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。このような無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。
【００７９】
これらのフィラーは少なくとも１種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることがフィラーの分散性の面から好ましい。フィラーの分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤すべてを使用することができるが、フィラーの絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理がフィラーの分散性及び画像ボケの点からより好ましい。シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。表面処理量については、用いるフィラーの平均一次粒径によって異なるが、３［ｗｔ％］から３０［ｗｔ％］が適しており、５［ｗｔ％］から２０［ｗｔ％］がより好ましい。表面処理量がこれよりも少ないとフィラーの分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。
【００８０】
用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなど、電荷輸送層２３で使用されるすべての溶剤を使用することができる。
【００８１】
また、保護層に電荷輸送層で挙げた電荷輸送物質を添加することは残留電位の低減及び画質向上に対して有効かつ有用である。
【００８２】
保護層の形成法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の従来方法を用いることができるが、特に塗膜の均一性の面からスプレーコートがより好ましい。
【００８３】
保護層の厚さは自由に設定可能であるが、保護層膜厚が著しく増加すると、画質が若干劣化する傾向が認められるため、必要最小限度の膜厚に設定することが好ましい。０．１〜１０［μｍ］程度が適当である。
【００８４】
＜トナーの説明＞
トナーとしては、粒子に添加剤が含有せしめられたものを用いている。この添加剤としては、従来から公知のものを使用することができる。具体的には、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物等である。特に、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナなどが好適である。添加剤の添加量は、母体粒子１００重量部に対して０．５から１．８重量部であることが好ましく、特に好ましくは、０．７から１．５重量部である。
【００８５】
また、トナーとしては、処理剤を用いた表面処理を施したものを用いることが望ましい。かかる表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物などが好ましい。例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類である。また、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等でもよい。表面処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を漬積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等が挙げられる。
【００８６】
また、トナーとしては、体積平均粒径の範囲が３［μｍ］から７［μｍ］であるものを用いることが望ましい。
【００８７】
＜トナーの形状について＞
数１はトナーの形状係数ＳＦ１の計算式を示している。形状係数ＳＦ１とは、図７に示すように、球状物質の形状における丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた値で表される。
つまり数１によって定義されるものである。
【数１】
2009186965.tif 000004
【００８８】
本実施形態においては形状係数ＳＦ１が１００から１５０となる球形トナーであることが好ましい。
【００８９】
＜キャリアの説明＞
磁性キャリアＣとしては、粒子径２０［μｍ］から２００［μｍ］程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど、従来から公知のものを使用することができる。本プリンタでは、金属又は樹脂からなるコア中にフェライト等の磁性材料を含有し、且つ表層にシリコーン樹脂等による被覆が施された平均粒径５５［μｍ］のものを用いている。表層の被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。また、ポリビニル樹脂、ポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂等でもよい。また、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂などでもよい。また、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体などでもよい。また、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂などでもよい。なお、必要に応じて導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。かかる導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などを用いることができる。これらの導電粉としては、平均粒子径１［μｍ］以下のものが好ましい。平均粒子径が１［μｍ］よりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になるからである。
【００９０】
＜トナー回収ローラ＞
クリーニング部に用いるクリーニング方式のひとつに、像担持体（主に感光体）の表面膜削れを軽減しこれら小粒径トナー／球形トナークリーニング時にも確実なクリーニング性を備えたブラシクリーニング方式がある。これには、感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナー回収ローラを配し、トナー回収ローラからトナー回収ローラ用クリーニングブレードなどの手段でトナーを除去する構成がある。トナー回収ローラ、あるいはトナー回収ローラとブラシ両方に電圧を印加し、静電気力でクリーニングするため、球形トナー使用時に有利である。
【００９１】
トナーが付着しにくい回収ローラはトナー除去時に有利であるため回収ローラは本発明を好適に適用できる部材である。
【００９２】
ローラの材質は体積抵抗１０１０［Ω・ｃｍ］以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属や、導電性の軸の表面に抵抗層を有する構造とされる。抵抗層の材質としてはポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００９３】
＜帯電部＞
帯電部材の一種としてローラ方式を用いた帯電ローラがある。帯電ローラにより像担持体を一様に帯電させるがこのとき帯電ローラに汚れが付着していると像担持体の帯電にムラが生じ画像形成装置より出力される画像の乱れの原因となる。帯電ローラのに付着する汚れはトナーであることが大多数であるため帯電ローラはトナーが付着しにくいことが好ましい。ゆえに本発明を好適に用いることができる。
【００９４】
帯電部材は、芯金のステンレス上に、イオン導電性のゴム層を形成している。ゴム層の抵抗は、抵抗値で１０４［Ω］から１０８［Ω］程度である。ローラのゴム硬度はＪＩＳ−Ａで４０［°］以上が良く、望ましくは７０［°］以上が良い。また、ゴム以外の導電性を持つものでもよく、エラストマー、樹脂等があげられる。これらも、ゴム硬度に相当する程度の硬さであることが望ましい。樹脂を用いた場合、材料に弾性を持たないため、空隙を正確に維持しやすい、つまり、軸方向で感光体との間に空隙の違い等が生じにくいメリットがある。表層には、抵抗値が１０１０［Ω］程度の抵抗値を持つ表面層を形成している。これは、感光体にピンホール等抵抗値の低い部分が存在した場合に、集中して電流が流れる現象を防止するためで、この表面層を設けたことでピンホールへの電流の集中を防いでいる。表層の抵抗値は、１０１０［Ω］以上であれば良い。
【００９５】
＜現像部＞
感光体に形成された静電潜像を現像する現像部には一般的に感光体にトナーを供給する部材として現像ローラを有する。現像ローラはトナーを像担持体へ受け渡す機能を有するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。
【００９６】
＜１成分現像の場合の現像ローラ＞
現像ローラは、一成分トナーを摩擦により帯電させるために外周部がゴム等の摩擦係数の低い弾性材により形成されたローラ部と、このローラ部の中心を貫通する金属製の軸部とからなる。
【００９７】
弾性材に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００９８】
＜２成分現像の場合の現像ローラ＞
１成分と同様に外周部がゴム等の摩擦係数の低い弾性材により形成されたローラ部と、このローラ部の中心を貫通する金属製の軸部とからなるローラ、また表面が金属からなるローラ、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属も用いられる。上記現像ローラの表面には、経時品質を安定化させるために適宜コ−ト材料を被覆されることがある。表層コート材料は、帯電がトナーと逆極性でも良いし、トナーを所望の極性に摩擦帯電する機能を持たせない場合は同極性でも良い。前者の表層コート材料としては、シリコン、アクリル、ポリウレタン等の樹脂、ゴムを含有する材料を挙げることができる。また後者の表層コート材料としては、フッ素を含有する材料を挙げることができる。フッ素を含んだいわゆるテフロン（登録商標）系材料は表面エネルギーが低く、離型性が優れるため、経時におけるトナーフィルミングが極めて発生しにくい。また、上記表層コート材料に用いることができる一般的な樹脂材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等を挙げることができる。これに導電性を得るために適宜カ−ボンブラック等の導電性材料を含有させることが多い。更に均一に現像ローラにコートできるように、他の樹脂を混ぜ合わせることもある。
【００９９】
＜中間転写体＞
中間転写体はトナー画像を記録紙に転写するため、トナーに対して大きな付着力を持つことは好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。
【０１００】
図８は、本発明を適用できる画像形成装置に用いる中間転写体１０の一例の縦断面図である。画像形成装置に用いる中間転写体は、少なくとも基層１３、弾性層１２、表面のコート層１１から構成される。中間転写体は、硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い用紙に対して変形できるようにしている。中間転写体表面が局部的な凸凹に追従して変形できるために、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対してもソリッド部等における転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができるものである。弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【０１０１】
弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、０．０７［ｍｍ］から０．３［ｍｍ］の範囲が好ましい。０．３［ｍｍ］以上と厚いと、クリーニングブレードの押圧力により撓んだり、また、クリーニングブレードが中間転写体の中に押し込まれ、中間転写体の滑らかな移動を妨げる。又、０．０７［ｍｍ］以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写体上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。
【０１０２】
また、弾性層の硬度は、１０≦ＨＳ≦６５（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写体の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が１０［°］ＪＩＳ−Ａより低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が６５［°］ＪＩＳ−Ａより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。
【０１０３】
また、中間転写体の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フツ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【０１０４】
また、基層に伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びを防止する材料で構成された芯体層をつくりその上に弾性層を形成する方法等を用いることができる。このときの、芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フエノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる１種あるいは２種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は１本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。
【０１０５】
さらに、中間転写体表面のコート層は、弾性層の表面を例えばフッ素樹脂等をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写体表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類あるいは２種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素材脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を１種類あるいは２種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
【０１０６】
また、必要に応じて、基層１１、弾性層１２又はコート層１３は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【０１０７】
＜クリーニングブレード＞
クリーニングブレードはトナーを感光体、トナー回収ローラ及び中間転写ベルトなどからトナーを掻き取り、それらをクリーニングする機能を有する。ブレードがトナーに対して大きな付着力を持つとブレードと感光体などとの接触面においては、大量のトナーがクリーニングされるので、クリーニングされたトナーが接触面付近に留まり易くなりクリーニング機能の阻害要因となるため好ましくない。ゆえに本発明を好適に用いることができる。
【０１０８】
クリーニングブレードは、金属、樹脂、ゴム等の材質からなるが、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等のゴムが好ましく用いられ、この中でも特にウレタンゴムが好ましい。ブレードには原料の混練時に添加物として導電性物質を加えることにより導電性機能を保有させても良い。またブレードの付着力などの表面性改質及び摩耗からの保護を目的として保護層を形成しても良い。保護層の物質としてはポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【０１０９】
［変形例］
次に、実施形態に係るプリンタにおける一部構成を他の構成に変更した変形例のプリンタについて説明する。
図９は、変形例に係るプリンタを示す概略構成図であり、所謂リボルバタイプのフルカラープリンタである。同図において、このプリンタは、像担持体たる感光体を１つだけ備えている。この感光体２の回りには、クリーニング装置５０、除電手段３、帯電ローラ４、光書込装置５、４つの現像装置６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。
【０１１０】
４つの現像装置６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋはぞれぞれ、図示しない移動機構によって個別に往復移動せしめられる。具体的には、自らの現像スリーブを感光体２に接触又は近接させる現像位置と、これよりも感光体２から遠ざかる待避位置との間を往復移動せしめられる。そして、現像位置にあるものだけが、感光体２上の静電潜像を現像する。
【０１１１】
除電手段３、帯電ローラ４、光書込装置５の構成は、上述した実施形態に係る作像プロセス部１Ｙのものと同様である。
【０１１２】
感光体２表面には、まず、Ｙ用の静電潜像が形成され、これはＹ用の現像装置６ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト２１に一次転写される。以降、中間転写ベルト２１が３周分無端移動する間に、感光体２表面にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が順次形成され、中間転写ベルト２１上のＹトナー像に順次重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上に４色トナー像が形成される。
【０１１３】
中間転写ベルト２１の下方に配設された二次転写ローラ２５は、図示しない接離機構によってベルトに対して接離するようになっている。そして、中間転写ベルト２１上が複数周回に渡って無端移動してベルト表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が順次重ね合わせられる工程においては、二次転写ローラ２５はベルト表面から離間している。その後、重ね合わせ転写によってベルト表面に４色トナー像が形成されると、二次転写ローラ２５がベルトに当接して二次転写ニップを形成する。そして、この二次転写ニップにおいて、ベルト表面上の４色トナー像が記録紙Ｐに一括二次転写される。
【０１１４】
クリーニング装置５０Ｙは、一次転写工程を経た後の感光体２Ｙ表面に付着している転写残トナーを除去する。なお、本実施形態のクリーニング装置では、クリーニングブレードよりも感光体回転方向下流側の感光体表面に接触摺擦するようにクリーニングブラシを配し、さらにクリーニングブラシに接触してトナー回収ローラ５４を配し、トナー回収ローラ５４からトナー回収ローラ用クリーニングブレード５７によってトナーを除去する構成を適用している。
【０１１５】
このような画像形成装置においても言うまでもなく本発明を用いることで、上述した同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
［実施形態２］
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、単に複写機１００という。）に適用した第２の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る複写機の要部を示す概略構成図である。複写機１００は、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
【０１１７】
まず、複写機１００全体の構成について説明する。
図１０に示すように、複写機１００は、像担持体としてのドラム状の感光体１０１を備えている。感光体１０１の周囲には帯電手段としての帯電ローラ１０３、潜像をトナー像化するトナー像形成手段である現像手段としての現像装置１０６が配置されている。また、現像装置１０６により形成されたトナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写ローラ１１５、転写後の感光体１０１表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置であるクリーニング装置１２０、感光体１０１表面を除電する除電ランプ１０２等が配置されている。また、除電ランプ１０２と帯電ローラ１０３との間には、除電ランプの光を遮光する遮光板１４０が設けられている。
【０１１８】
帯電ローラ１０３は、感光体１０１表面に所定の距離で非接触で配置され、感光体１０１の表面を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。複写機１００では、感光体１０１の表面をマイナス極性に一様に帯電させる。
帯電ローラ１０３によって一様帯電された感光体１０１の表面は、図示しない露光装置から画像データに基づいてレーザー光１０４が照射され静電潜像が形成される。
【０１１９】
現像装置１０６は、磁界発生手段としてのマグネットを内包した現像剤担持体としての現像ローラ１０８を有している。この現像ローラ１０８には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置１０６のケーシング１０７内には、ケーシング１０７内に収容されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ１０９及び攪拌スクリュ１１０が設けられている。また、現像ローラ１０８に担持された現像剤を規制するためのドクタ１０５も設けられている。本実施形態で用いるトナーは粉砕（不定形）トナーである。
供給スクリュ１０９及び攪拌スクリュ１１０の２本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、負極性に帯電される。そして、現像剤は現像ローラ１０８に内包されたマグネットの作用により、現像ローラ１０８に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、ドクタ１０５により規制され、感光体１０１と対向する現像領域でマグネットの磁力により穂立ち状態となって磁気ブラシを形成する。
また、転写ローラ１１５には、図示しない電源から転写バイアスが印加されるようになっている。
【０１２０】
次に、複写機１００における画像形成動作を説明する。
複写機１００では、図示しない操作部のコピースタートボタンが押されると、図示しない画像読み取り部で原稿の読み取りが開始される。帯電ローラ１０３、現像ローラ１０８、転写ローラ１１５及び詳細は後述するクリーニングブラシ１２３に、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体１０１が図中矢印Ａ方向に回転駆動される。感光体１０１の回転駆動と同時に、現像ローラ１０８、転写ローラ１１５、供給スクリュ１０９、攪拌スクリュ１１０、及び詳細は後述するトナー排出スクリュ１１９、クリーニングブラシ１２３、トナー回収ローラ１２４も所定の方向に回転駆動される。
【０１２１】
感光体１０１が図中矢印Ａ方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置の帯電ローラ１０３によって例えば−７００［Ｖ］の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応したレーザー光４が感光体１上に照射され、レーザー光１０４が照射された部分の感光体１上の電位が例えば−１２０［Ｖ］に低下され、静電潜像が形成される。
【０１２２】
静電潜像の形成された感光体１０１は、現像装置１０６との対向部で現像ローラ１０８上に形成された現像剤の磁気ブラシで感光体１０１表面を摺擦される。このとき、現像ローラ１０８上の負帯電トナーは、現像ローラ１０８に印加された例えば−４５０［Ｖ］の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。このように、本実施形態では、感光体１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０６によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態では、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
【０１２３】
感光体１０１上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から下レジストローラ１１１と上レジストローラ１１２との対向部を経て、ガイド板１１３、１１４にガイドされて感光体１０１と転写ローラ１１５との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は下レジストローラ１１１と上レジストローラ１１２との対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、転写ローラ１１５に、例えば＋１０［μＡ］に定電流制御された転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は、分離手段としての分離爪１１６によって感光体１０１から分離され、搬送ガイド板１４１にガイドされて図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。一方、転写後の感光体１０１の表面は、クリーニング装置１２０で転写後の残留トナーが除去され、さらに除電ランプ１０２で除電される。
【０１２４】
次に、感光体１０１の表面上のトナーを除去するクリーニング装置１２０について説明する。
図１０に示すように、クリーニング装置１２０は、ブラシ電源１３０からプラス電圧が印加されるクリーニングブラシ１２３を備えている。また、クリーニングブラシ１２３が感光体１０１上のトナーを除去する位置に対して感光体１０１表面移動方向上流側の感光体１０１表面と対向する位置には、ブレード電源１２９からマイナス電圧が印加された導電性のクリーニングブレード１２２備えている。
クリーニングブラシ１２３は、ブラシ回転軸１２３ａを中心に回転駆動するブラシローラであり、ブラシ電源１３０はブラシ回転軸１２３ａに電圧を印加する構成である。
【０１２５】
ここで、転写残トナーとして、感光体１０１表面に付着し、クリーニング装置１２０との対向部に到達するトナーの帯電量について説明する。図１１は、感光体１０１上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布と、転写後に感光体１０１上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図１１に示すように、転写直前の感光体１０１表面上のトナーは、そのほとんどがマイナス極性に帯電している。転写時には、転写前からプラス極性に帯電していたトナーのほとんどはそのまま感光体１０１に付着する。さらに、転写前にマイナス極性に帯電していたトナーでも転写ローラ１１５に印加されたプラス極性の電荷注入を受けるなどして、帯電極性がプラス極性に反転することがある。よって、転写後の感光体１０１表面上の転写残トナーは図１１に示すように、プラス極性のトナーとマイナス極性のトナーとが混在した分布となる。
【０１２６】
転写ローラ１１５との対向部を通過した感光体１０１表面上に付着する転写残トナーは、感光体１０１の表面移動によりクリーニングブレード１２２との対向位置まで到達する。
図１２は、感光体１０１表面移動時のクリーニングブレード１２２の説明図である。クリーニングブレード１２２との対向位置まで到達した転写残トナーのほとんどはクリーニングブレード１２２によって機械的に掻き落とされる。しかし、図１２に示すように、クリーニングブレード１２２は感光体１０１の表面清掃時に所謂スティックスリップが発生し、転写残トナーの一部がクリーニングブレード１２２との対向部をすり抜けていく。
【０１２７】
クリーニングブレード１２２にはトナーの帯電極性と同じ極性のマイナス極性の電圧が印加されており、転写残トナーがクリーニングブレード１２２と感光体１０１との対向部をすり抜けていくときに、トナーは電荷が注入される。すなわち、トナーがクリーニングブレード１２２と感光体１０１との対抗部をすり抜けるときに、クリーニングブレード１２２が、トナーを正規の帯電極性（マイナス極性）に帯電する。
【０１２８】
クリーニングブレード１２２によって正規の帯電極性に帯電されたトナーは、感光体１０１の表面移動により、クリーニングブラシ１２３が感光体１０１上のトナーを除去する位置に移送される。図１１に示すように、クリーニングブラシ１２３へはトナーの帯電極性とは逆の極性（プラス極性）の電圧が印加されており、クリーニングブレード１２２と感光体１との当接部をすり抜けたトナーを静電的に吸着する。
クリーニングブラシ１２３上に移動したトナーは、クリーニングブラシ１２３よりも更に高いプラス極性の電圧が回収電源１２８によって印加されたトナー回収ローラ１２４へ電位勾配によって移動する。トナー回収ローラ１２４上に移動したトナーはトナー回収ローラ用クリーニングブレード１２７により掻き落とされ、トナー排出スクリュ１１９でクリーニング装置１２０の外に排出又は現像装置１０６の内部に戻される。
【０１２９】
次に、トナーと同極性（マイナス極性）の電圧が印加された導電性のクリーニングブレード１２２をすり抜けて行くトナーの帯電極性が変わるときの詳細について説明する。
クリーニングブレード１２２の電気抵抗は１０６〜１０８［Ω・ｃｍ］であり、感光体１０１との当接部の線圧は２０〜４０［ｇ／ｃｍ］でカウンター方向に当接するように構成されている。クリーニングブレード１２２に電圧が印加されていない場合、クリーニングブレード１２２をすり抜けるトナーは感光体１０１とクリーニングブレード１２２との当接部の圧力で摩擦帯電される。そして、トナーの帯電電位分布はトナーの正規帯電極性（マイナス極性）側にシフトする。図１３は、感光体１０１上に担持されたトナーの転写後における帯電電位分布と、クリーニングブレード１２２との対向部を通過した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図１３に示すように、クリーニングブレード１２２との対向部を通過することにより、若干マイナス極性に帯電され、トナーの正規帯電極性側にシフトするが、それでもプラス極性のトナーとマイナス極性のトナーとが混在した分布となる。転写残トナーの帯電量分布は図１３に示すようにブロードであるため、転写残トナーの全てが正規の帯電極性には帯電されない。よって、全ての転写残トナーの帯電極性を正規の極性にする為には摩擦帯電以外の手段が必要となる。
【０１３０】
また、クリーニングブレード１２２は図１２に示すように感光体１０１の回転方向に当接状態が変化する所謂スティックスリップが発生する。そして、クリーニングブレード１２２が図１２中Ｃで示す状態になったときにトナーのすり抜けが発生する。
図１０に示すように、クリーニングブレード１２２にマイナス電圧が印加されていると、トナーがクリーニングブレード１２２と感光体１０１との間にはさまれたとき、クリーニングブレード１２２に印加された電圧でトナーに電流が流れ込む。そして、トナーは印加電圧側の極性に帯電してクリーニングブレード１２２を通過する。また、感光体１０１とクリーニングブレード１２２で形成された楔部の入り口と出口の微小ギャップ部の放電によりトナーは印加電圧と同極性に帯電する。
極性が片側に揃えられてクリーニングブレード１２２を通過したトナーは、トナーの帯電極性と逆極性（プラス極性）の電圧が印加されたクリーニングブラシ１２３により静電的に除去される。
【０１３１】
ここで、従来から知られている感光体表面にクリーニングブレードを当接させて感光体表面をクリーニングするブレードクリーニング方式について説明する。
画像形成装置においては、より高精度および高精細な画像が形成できるよう、高解像度を有することが要求されている。その達成手段の１つとしてより粒径を小さくしたトナーを用いることがあげられる。また、転写率向上のためにトナーの形状を不定形からより球に近い形状のものが使われるようになってきている。しかしながら、従来から知られているブレードクリーニング方式では、小粒径トナーや球径のトナーをクリーニングすることは粒径が小さい事や、形状が球形である事から、すり抜けやすくクリーニング不良が発生しクリーニングが困難な状況である。なお、ブレードクリーニング方式で球形トナーをクリーニングする場合でも、感光体表面にクリーニングブレードを押し付けるときの線圧を極端に高くすれば（具体的には線圧：１００［ｇｆ／ｃｍ］以上）クリーニングできるが、その分感光体ドラム、クリーニングブレードの寿命が極端に短くなる。例えば、通常の線圧（２０［ｇｆ／ｃｍ］）での感光体寿命（感光層が１／３程度削れる時の寿命）はΦ３０で約１０万枚、クリーニングブレード寿命（削れてクリーニング不良が発生する時の寿命）約１２万枚である。一方、高い線圧（１００［ｇｆ／ｃｍ］）の時は、感光体の寿命は約２万枚、でクリーニングブレードの寿命は約２万枚程度である。
【０１３２】
しかしながら小粒径トナーや、球形トナーを用いると画像品質が良くなるので、本実施形態では、小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備え、かつ、感光体の表面膜削れを軽減できる機械的な摺擦を抑えたクリーニング方式である静電ブラシクリーニング方式を適用している。また、他のクリーニング方式としてクリーナレス方式等を用いた場合でも同様の効果が得られる。
【０１３３】
［実施例１］
［実験１］
本実施形態においては、実施形態１で説明したパルスフォースモード法を用いて試料表面に対するトナー１個体の付着力を測定した。詳しくは、パルスフォースモード法（ＳＩＩナノテクノロジー（株）名：アドヒージョンモード）を用いて、試料表面上を０．１［Ｈｚ］から１０［Ｈｚ］程度でスキャンしながら、垂直方向に試料台を１００［Ｈｚ］から１０００［Ｈｚ］程度で振動させることで、カンチレバー先端に取り付けたトナー１個体と試料表面との接触、離間を連続的におこない、試料表面に対するトナー１個体の付着力を測定した。また、このようにして付着力を測定することで、図１４に示すような付着力画像が得られ、この付着力画像から専用ソフトにより図１５に示すような頻度分布にする（ＳＩＩナノテクノロジー社アドヒージョンモードであれば、誤差信号像を用いる）。例えば、イメージメトロロジー社製ＳＰＩＰを用いれば、この処理は可能である。頻度分布のデータ数は、付着力画像の取得条件で決まる。本条件では、１２８×１２８＝１６３８４の点数で分布が構成される。
【０１３４】
本実施形態においては、測定対象として後述するように使用状況を変化させた３通りの感光体１０１を用いている。そして、これらの感光体１０１の表面層を基体から引き剥がし約１０［ｍｍ］角へ切り出し原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）での測定を行った。
【０１３５】
次に、実験条件を示す。
・計測条件（パルスフォースモード法）：
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：アドヒージョンモード
・カンチレバー：オリンパス（株）社製  標準窒化シリコンカンチレバーＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ、バネ定数：０．７６［Ｎ／ｍ］
・計測エリア：１［μｍ］角
・ライン数：縦方向１２８×横方向１２８
・測定走査周波数：１［Ｈｚ］
・Ｚ周波数（アドヒージョン周波数）：１［ｋＨｚ］
・最大負荷条件：カンチレバー先端と試料表面の押し付け強さ５０［ｎＮ］狙いで設定（カンチレバーたわみ、アドヒージョン振幅で設定）
・カンチレバー先端のトナー粒径：７．２［μｍ］
・トナー種類：（株）リコー社製  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ３０００  ブラックトナー
【０１３６】
評価対象としては、下記に示す３通りの使用状態にしたテストピース感光体を用いた。
・使用状況Ａ：未使用
・使用状況Ｂ：単体試験機で潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）塗布
・使用状況Ｃ：単体試験機で潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）塗布後、単体試験機で帯電電圧印加
【０１３７】
なお、使用状況Ｂでは、下記の条件で単体試験機（例えば図１６に示すような装置）により潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を塗布した。
・塗布時間：５分間
・潤滑剤塗布ブラシの感光体への食い込み量：１［ｍｍ］
・潤滑剤均しブレード：硬度７０のウレタン製ブレード
・感光体の線速：１２５［ｍｍ／ｓ］
【０１３８】
また、使用状況Ｃでは、下記の条件でＩＰＳｉＯ  ｃｏｌｏｒ  ８０００（リコー製）改造機（直接転写方式のフルカラープリンタ）により、潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を塗布した後、単体試験機で帯電電圧を印加した。
・塗布時間：５分間
・潤滑剤塗布ブラシの感光体への食い込み量：１［ｍｍ］
・ブレード：ウレタン製、ＪＩＳ−Ａ硬度７０［°］
・感光体の線速：１２５［ｍｍ／ｓ］
・帯電装置：感光体に対して非接触で設けられた外周面が硬質タイプの帯電ローラ（図１７は帯電ローラの断面図であり導電性を有する芯金２０３ａと、その芯金２０３ａの外周面に固定された中抵抗層２０３ｂと、その中抵抗層２０３ｂの外周面には表層２０３ｃとからなる。）
・感光体と帯電ローラとのギャップ保持：図１８に示すように帯電ローラ２０３の長手方向に設けられたスペーサー２０３ｄを感光体２０１の非画像形成領域に当接させることでギャップＧを形成している。また、帯電ローラ２０３の軸を加圧バネ２０３ｆなどによって加圧することで、ギャップＧの維持精度が向上する。なお、スペーサー２０３ｄとしては絶縁性の熱収縮チューブを用いた。
・帯電ローラへの印加バイアス：ＡＣ成分はＶｐｐ３．０［ｋＶ］、周波数１．３５［ｋＨｚ］、ＤＣ成分は−６００［Ｖ］
・電圧印加時間：１０秒
【０１３９】
測定結果の構成要素である１２８×１２８個の付着力測定値より得られた付着力分布を図１９に示す。
【０１４０】
［実験２］
上述した３通りの使用状況の感光体１０１をそれぞれ図１０に示す複写機１００に搭載し画像を出力した。
【０１４１】
画像出力動作時の条件を下に示す。
・出力枚数：Ａ４横  １００枚
・実験環境：２７［℃］５５［％］
・出力画像：画像面積５［％］チャート
【０１４２】
上述したような実験条件及び画像出力条件で画像の出力を行った結果、１００枚出力後の出力画像は、使用状況Ａ及び使用状況Ｂの感光体１０１ではクリーニング不良がなく正常な画像であり、使用状況Ｃの感光体１０１ではクリーニング不良が発生し出力画像にスジ状の異常画像発生した不良画像であった。
【０１４３】
［評価例１］
本件発明者らは種々の研究結果から付着力測定値が付着力の平均値の１．５倍の値以下に９５［％］以上存在することで、測定した付着力の度数分布における平均値に対する付着力が大きい方向のばらつきが一定の範囲内におさまり、感光体１０１上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになることを見出した。そのため評価例１では、これに着目して評価を行った。なお、後述する各使用状況での感光体１０１の付着力平均値の１．５倍の付着力は感光体１０１上からトナーをクリーニングブレード１２２によって除去可能な大きさの付着力である。
【０１４４】
表２に各使用状況の感光体１０１における実験１及び実験２の測定結果などを示す。
【表２】
2009186965.tif 000005
【０１４５】
表２から使用状況Ａの感光体１０１、使用状況Ｂの感光体１０１及び使用状況Ｃの感光体１０１のそれぞれの付着力平均値は、使用状況Ａの感光体１０１が１６．６［ｎＮ］、使用状況Ｂの感光体１０１が８．２［ｎＮ］及び使用状況Ｃの感光体１０１が１８．７［ｎＮ］であった。
【０１４６】
使用状況Ａの感光体１０１では付着力平均値の１．５倍の２５．４［ｎＮ］以下に約１００［％］の付着力測定値が存在しており、すなわち、使用状況Ａの感光体１０１の付着力測定値は付着力平均値の１．５倍の値を示す付着力以下に９５［％］以上存在している。
【０１４７】
使用状況Ｂの感光体１０１では付着力平均値の１．５倍の１２．３［ｎＮ］以下に約９５［％］の付着力測定値が存在しており、すなわち、使用状況Ｂの感光体１０１の付着力測定値は付着力平均値の１．５倍の値を示す付着力以下に９５［％］以上存在している。
【０１４８】
このように、使用状況Ａの感光体１０１及び使用状況Ｂの感光体１０１を用いた場合、付着力平均値の１．５倍の付着力以下に９５［％］以上の付着力測定値が存在している。そのため、上述したように測定した付着力の度数分布における平均値に対する付着力の大きい方向のばらつきが一定の範囲内におさまり、感光体１０１上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるので、感光体１０１上の何れの箇所においても安定したクリーニングが行われたものと考えられる。よって、上述した実験２の結果のように画像出力を行ってもクリーニング不良は生じずスジ状の異常画像は出力されなかったと考えられる。
【０１４９】
一方、使用状況Ｃの感光体１０１では付着力平均値の１．５倍の２８．１［ｎＮ］以下に約９２［％］の付着力測定値が存在しており、すなわち、使用状況Ｃの感光体１０１の付着力測定値は付着力平均値の１．５倍の値を示す付着力に９５［％］以上存在していない。
【０１５０】
このように、使用状況Ｃの感光体１０１を用いた場合、付着力平均値の１．５倍の２８．１［ｎＮ］以下に約９５［％］の付着力測定値が存在していない。そのため、測定した付着力の度数分布における平均値に対する付着力の大きい方向のばらつきが一定の範囲内におさまらないため、感光体１０１上の箇所によって付着力の強さが大きく異なり、感光体１０１上の一部の箇所でクリーニングが安定して行われなくなったと考えられる。よって、上述した実験２の結果のようにクリーニング不良により出力画像にスジ状の異常画像発生が出力されたと考えられる。
【０１５１】
［評価例２］
本件発明者らは種々の研究結果から付着力測定値において、付着力平均値をＸとし標準偏差をＹとしてしたときに数２の関係を満たすことで付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまり、感光体１０１上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになることを見出した。そのため評価例２においては、これに着目してクリーニング性の評価を行った。なお、付着力平均値は感光体１０１上からトナーをクリーニングブレード１２２によって除去可能な大きさの付着力である。
【数２】
2009186965.tif 000006
【０１５２】
表３に各使用状況の感光体１０１における実験１及び実験２の測定結果などを示す。
【表３】
2009186965.tif 000007
【０１５３】
表３から使用状況Ａの感光体１０１、使用状況Ｂの感光体１０１及び使用状況Ｃの感光体１０１のそれぞれの付着力平均値は、使用状況Ａの感光体１０１が１６．６［ｎＮ］、使用状況Ｂの感光体１０１が８．２［ｎＮ］及び使用状況Ｃの感光体１０１が１８．７［ｎＮ］であった。
【０１５４】
また、使用状況Ａの感光体１０１、使用状況Ｂの感光体１０１及び使用状況Ｃの感光体１０１のそれぞれの付着力の標準偏差は、使用状況Ａの感光体１０１が１．８［ｎＮ］、使用状況Ｂの感光体１０１が３．０［ｎＮ］及び使用状況Ｃの感光体１０１が７．４［ｎＮ］であった。
【０１５５】
上述した使用状況Ａの感光体１０１、使用状況Ｂの感光体１０１及び使用状況Ｃの感光体１０１における付着力平均値（Ｘ）と標準偏差（Ｙ）とを数２に代入すると表３にも示したように、使用状況Ａの感光体１０１においては数３、使用状況Ｂの感光体１０１においては数４及び使用状況Ｃの感光体１０１のおいては数５のようになった。
【数３】
2009186965.tif 000008
【数４】
2009186965.tif 000009
【数５】
2009186965.tif 000010
【０１５６】
数３及び数４から使用状況Ａの感光体１０１及び使用状況Ｂの感光体１０１においては、数２に示した関係を満たしている。これにより、上述したように付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまり、感光体１０１上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるので、感光体１０１上の何れの箇所においても安定したクリーニングが行われたものと考えられる。よって、上述した実験２の結果のように画像出力を行ってもクリーニング不良は生じずスジ状の異常画像は出力されなかったと考えられる。
【０１５７】
数５から使用状況Ｃの感光体１０１においては、数２に示した関係を満たしていない。これにより、付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまらないため、感光体１０１上の箇所によって付着力の強さが大きく異なり、感光体１０１上の一部の箇所でクリーニングが安定して行われなくなったと考えられる。よって、上述した実験２の結果のようにクリーニング不良により出力画像にスジ状の異常画像発生が出力されたと考えられる。
【０１５８】
これらのことから、付着力の平均値に加えて標準偏差を用いて感光体に対するトナーの付着の度合を評価することで、より自然現象に即した部材の付着度合を判断することができることがわかる。つまり、画像形成装置や送風装置や粉体搬送装置等において粉体の付着度合に関する異常現象の多くは、部材表面上の全ての位置でおこるわけではない。異常現象は、付着力の極端に大きい領域、もしくは、小さい領域でおこる。したがって、ある一点での特性値や、あるいは領域内の平均値のみでは、異常現象を感度良く検出できないからである。すなわち、測定対象の部材表面のある一点の特性値で評価するのではなく、測定対象部材の一定範囲の表面における付着力の面内分布を測定して、その分布の平均値と標準偏差で評価する方が、より自然界の付着現象に即しているからである。
【０１５９】
［実施例２］
本判別方法は、粉体が直接付着する部材以外にも適用でき、画像形成装置に用いられるクリーニング装置のクリーニングブレードが例として挙げられる。クリーニング装置によって感光体表面をクリーニングする場合においては、クリーニングブレードが感光体表面の残トナーなどを掻き取る機能、すなわち、クリーニング機能を持つ。
【０１６０】
ここで、このクリーニング機能が有効に働くためには、回転している感光体の表面に対して、めくれを発生させることなくクリーニングブレードが安定して当接していることが重要である。感光体表面に当接しているクリーニングブレードにめくれが発生すると、そのめくれが発生した個所で感光体表面とクリーニングブレードとの間をトナーがすり抜けてしまい、その結果、感光体表面の残トナーなどをクリーニングできなくなる。
【０１６１】
感光体表面に対してクリーニングブレードを安定して当接させるためには、感光体とクリーニングブレードと間で生じる摩擦力（付着力）が低く、且つ、図２０に示す感光体表面とクリーニングブレードとの当接部の長手方向で均一である必要がある。
【０１６２】
そこで、本実施例においては、上述したメカニズムを踏まえてクリーニング性の異なる複数のクリーニングブレードを後述する各実験や各評価例に示した手法を用いて評価した。
【０１６３】
ここで、このような評価を行う際に重要なことは、下記の２点である。まず１点目は、感光体表面−トナー間の付着力と、感光体表面−クリーニングブレード間の間の摩擦力との間には相関があることである。すなわち、本実施例で用いる手法では、本来のメカニズムに影響する感光体表面−クリーニングブレード間の摩擦力を直接測定していないが、感光体もトナーも樹脂であるという点で同じである。故に、感光体表面−クリーニングブレード間の摩擦力と、感光体表面−トナー間の付着力の大小関係は変わらない。
【０１６４】
次に２点目は、本実施例で用いる手法が、トナーのスケールで感光体表面−クリーニングブレード間の摩擦力の均一性を推定できることである。感光体表面−クリーニングブレード間の摩擦力は、感光体表面とクリーニングブレードとの当接部における長手方向のあらゆる箇所で低いことが理想である。局所的にでも、感光体表面−クリーニングブレード間の摩擦力が高い箇所があると、その箇所でクリーニングブレードにめくれが発生し、そのめくれ箇所からトナーがすり抜けてしまうため適切なクリーニングできなくなる。よって、本来、クリーニングブレードによって感光体表面からクリーニングしたい対象であるトナーのスケールで、感光体表面−クリーニングブレード間の摩擦力の均一性が推定できる本実施例で用いる手法は、大変有用である。
【０１６５】
［実験３］
実験３においては、３種類のクリーニングブレードであるブレード１、ブレード２及びブレード３を用いた。
【０１６６】
ブレード１は、ＩＰＳＩＯ  Ｃｏｌｏｒ  ８０００（リコー製）にて用いられているクリーニングブレードをｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００（リコー製）用に改変して試作したものである。ブレード２は、ｉｍａｇｉｏ  ＮＥＯ  Ｃ３２５（リコー製）にて用いられているクリーニングブレードをｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００用に改変して試作したものである。ブレード３は、ブレード１の表面に膜厚０．５［ｍｍ］のＰＶＤＦの層が形成されているものである。
【０１６７】
そして、ブレード１、ブレード２及びブレード３のそれぞれについて先端から１［ｍｍ］の厚さで切り出し、クリーニング対象物との接触面を測定対称面として原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）での測定を行った。
【０１６８】
次に、実験条件を示す。
・計測条件（フォースカーブ法）：
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：ＡＦＭモード
・カンチレバー：オリンパス（株）社製  標準窒化シリコンカンチレバーＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ、バネ定数：０．７６［Ｎ／ｍ］
・測定点数：２００［ｎｍ］間隔で、縦方向１０×横方向１０＝１００点
・最大負荷条件：カンチレバー先端と試料表面の押し付け強さ５０［ｎＮ］狙いで設定
・カンチレバー先端のトナー粒径：４．１［μｍ］
・トナー種類：（株）リコー社製  ＰｘＰトナーの試作品
【０１６９】
なお、このとき使用したトナーと所定のシリコン基板との間で生じる付着力を測定すると２０．５［ｎＮ］であった。また、シリコン基板は、デシケーター等を用いて少なくとも湿度５０［％］以下の環境で保管したものを用いた。
【０１７０】
また、トナーとシリコン基板との間で生じる付着力を測定する前に原子間力顕微鏡を用いてシリコン基板の表面粗さＲａを確認したところ、図２１に示すように表面粗さ（平均面粗さ）Ｒａは約０．１９［ｎＮ］であり１［ｎＮ］以下であった。このように、シリコン基板の表面粗さＲａが１［ｎＮ］以下であることで、トナーとシリコン基板との間で生じる付着力の測定精度を高くすることができる。
【０１７１】
このようにトナーとシリコン基板との付着力とを測定するのは、後述するトナーとクリーニングブレードとの間で生じる付着力の付着力分布評価に用いるためである。
【０１７２】
また、本実験において全ての付着力測定は、全く同一のトナーが取り付けられた同一のプローブで行った。
【０１７３】
図２２にブレード１、ブレード２及びブレード３の１０×１０個の付着力測定値より得られた付着力分布を示す。
【０１７４】
［実験４］
ブレード１、ブレード２及びブレード３をｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００にそれぞれ搭載し画像を出力した。
【０１７５】
次に、実験条件を示す。
・トナー種類：リコー製ＰｘＰトナーの試作品
画像出力動作時の条件を下に示す。
・複写機：リコー製ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００
・出力枚数：Ａ４横  １０万枚
・実験環境：２３［℃］５５［％］
・出力画像：画像面積５［％］チャート
【０１７６】
上述したような実験条件及び画像出力条件で画像の出力を行った結果、１０万枚出力後の出力画像は、ブレード１及びブレード２ではクリーニング不良により出力画像にスジ状の異常画像発生し不良画像であったが、ブレード３では正常な画像であった。
【０１７７】
［評価例３］
本件発明者らは種々の研究結果からクリーニングブレードの付着力測定値において、付着力平均値をＸ、標準偏差をＹ、及び、トナーとシリコン基板との間の付着力をＺとしたときに数６の関係を満たすことで付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまり、クリーニングブレードの上記接触面上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになることを見出した。そのため評価例３においては、これに着目してクリーニング性の評価を行った。
【数６】
2009186965.tif 000011
【０１７８】
なお、シリコン基板の付着力測定値で正規化するのは、プローブ先のトナーの違いによる付着力差を無くし、常に同じ条件で評価するためである。
【０１７９】
実験３で測定した付着力測定値から、ブレード１、ブレード２及びブレード３のそれぞれの付着力平均値Ｘは、ブレード１が３７０．７［ｎＮ］、ブレード２が２５０．４［ｎＮ］及びブレード３が３１．６［ｎＮ］であった。
【０１８０】
また、ブレード１、ブレード２及びブレード３のそれぞれの付着力の標準偏差Ｙは、ブレード１が１２１．０［ｎＮ］、ブレード２が１６１．５［ｎＮ］及びブレード３が２３．１［ｎＮ］であった。
【０１８１】
また、上述したようにトナーとシリコン基板との間の付着力Ｚは、２０．５［ｎＮ］であった。なお、上述したようにブレード１、ブレード２及びブレード３に対して同一のトナーが取り付けられた同一のプローブを用いて実験を行っているため、付着力Ｚの値は各ブレードに対して同じ値、すなわち、２０．５［ｎＮ］を用いる。
【０１８２】
上述したブレード１、ブレード２及びブレード３における付着力平均値Ｘ、標準偏差Ｙ、及びトナーとシリコン基板との間の付着力Ｚを数６に代入すると、ブレード１においては数７、ブレード２においては数８及びブレード３においては数９のようになった。
【数７】
2009186965.tif 000012
【数８】
2009186965.tif 000013
【数９】
2009186965.tif 000014
【０１８３】
表４に、ブレード１、ブレード２及びブレード３のそれぞれ上記した付着力平均値並びに標準偏差、及び、実験４の実験結果などを示す。
【表４】
2009186965.tif 000015
【０１８４】
表４や数９からブレード３においては、数６に示した関係を満たしている。これにより、上述したように付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまり、ブレード３の上記接触面上における何れの箇所においても付着力の強さが同じようになるので、ブレード３の上記接触面上の何れの箇所においても安定したクリーニングが行われたものと考えられる。よって、上述した実験４の結果のように画像出力を行ってもクリーニング不良は生じずスジ状の異常画像は出力されなかったと考えられる。
【０１８５】
表４や数７及び数８からブレード１及びブレード２においては、数６に示した関係を満たしていない。これにより、付着力のばらつきが付着力平均値に対して一定の範囲内におさまらないため、ブレードの上記接触面上の箇所によって付着力の強さが大きく異なり、上記接触面上の一部の箇所でクリーニングが安定して行われなくなったと考えられる。よって、上述した実験４の結果のようにクリーニング不良により出力画像にスジ状の異常画像発生が出力されたと考えられる。
【０１８６】
また、これらの結果からクリーニング性の良いクリーニングブレードは、クリーニング性の悪いクリーニングブレードよりもトナーと上記接触面との間の付着力が低く、且つ、その付着力の接触面内分布が均一であることがわかる。
【０１８７】
以上のことから、付着力の平均値に加えて標準偏差を用いてクリーニングブレードのクリーニング対象物との接触面に対するトナーの付着の度合を評価することで、より自然現象に即した部材の付着度合を判断することができることがわかる。つまり、画像形成装置や送風装置や粉体搬送装置等において粉体の付着度合に関する異常現象の多くは、部材表面上の全ての位置でおこるわけではない。異常現象は、付着力の極端に大きい領域、もしくは、小さい領域でおこる。したがって、ある一点での特性値や、あるいは領域内の平均値のみでは、異常現象を感度良く検出できないからである。すなわち、測定対象の部材表面のある一点の特性値で評価するのではなく、測定対象部材の一定範囲の表面における付着力の面内分布を測定して、その分布の平均値と標準偏差で評価する方が、より自然界の付着現象に即しているからである。
【０１８８】
［実施形態３］
ところで、原子間力顕微鏡を用いて上記付着力を測定し、その測定した付着力を基にして部材から粉体を良好に除去可能か否かの判断を行う場合では、上記付着力の測定に用いるカンチレバーの先端に対象の粉体１個体を取り付ける必要がある。このカンチレバーの先端に粉体１個体を取り付ける作業は、手間や作業時間がかかるといった別の問題がある。そして、本件発明者らは種々の研究結果から、本付着力分布判断方法を基に、同一材料間に限って微小な粗さで部材上からの粉体除去特性が判断できることを見出した。
【０１８９】
以下に本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、単に複写機１００という。）に適用した第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る画像形成装置である複写機１００の基本的な構成は、実施形態２の複写機１００の構成と同じなので説明を省略する。
【０１９０】
後述する実験５から、表面が単一の材質であるポリカーボネート樹脂からなる感光体を使用した場合に、感光体表面の平均面粗さＲａの分布状態から、感光体表面に付着したトナーを感光体表面から除去するクリーニングブレードによる感光体表面のクリーニング性を判断できることが判明した。ここで、平均面粗さＲａは数１０で定義されるものである。
【数１０】
2009186965.tif 000016
・Ｆ（Ｘ、Ｙ）：全測定データの示す面
・Ｓ０：指定面が理想的にフラットであると仮定したときの面積
・Ｚ０：指定面内のＺデータの平均値
【０１９１】
［実施例３］
［実験５］
本実施例では表面粗さを異ならせた後述するサンプル１からサンプル６までの６通りの感光体について、原子間力顕微鏡で測定した表面粗さ、付着力分布及び実機特性を評価した。
【０１９２】
・評価対象：材質が同じで、かつ、表面粗さの異なる感光体を用意するために、専用の磨耗試験機を用いて６通りのサンプルを作製した。具体的には、最表層が電荷輸送層で、そのバインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用した感光体を用いた。また、表面磨耗は、住友３Ｍ社製ラッピングフィルムシートを感光体に当接させて回転させることにより行った。
【０１９３】
・サンプル１（未磨耗）
・サンプル２（磨耗試験機で１分間磨耗；フィルム粒度２μｍ）
・サンプル３（磨耗試験機で２分間磨耗；フィルム粒度５μｍ）
・サンプル４（磨耗試験機で３分間磨耗；フィルム粒度１２μｍ）
・サンプル５（磨耗試験機で４分間磨耗；フィルム粒度１２μｍ）
・サンプル６（磨耗試験機で１６分間磨耗；フィルム粒度１２μｍ）
【０１９４】
・表面粗さ計測条件（原子間力顕微鏡）：
・原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：ＤＦＭモード
・カンチレバー：ＳＩＩナノテクノロジー社取り扱い  シリコンカンチレバーＳＩ−ＤＦ２０、バネ定数２０［Ｎ／ｍ］
・計測エリア：１［μｍ］角
・計測箇所：５箇所以上
・データ処理：専用のソフトで、１次傾き補正をした後に、平均面粗さＲａを算出する。
【０１９５】
また、カンチレバーは上記したものに限るものではなく、タッピング形状測定用カンチレバーであれば、カンチレバー先端径が１０［ｎｍ］前後に保障されているため、本評価に支障は無い。
【０１９６】
・付着力計測条件（パルスフォースモード法）：
・原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：アドヒージョンモード
・カンチレバー：オリンパス（株）社製  標準窒化シリコンカンチレバーＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ、バネ定数０．７６［Ｎ／ｍ］
・計測エリア：１０［μｍ］角
・ライン数：縦方向１２８×横方向１２８
・測定走査周波数：０．５［Ｈｚ］
・Ｚ周波数（アドヒージョン周波数）：１［ｋＨｚ］
・最大負荷条件：カンチレバー先端と試料表面の押し付け強さ５０［ｎＮ］狙いで設定（カンチレバーたわみ、アドヒージョン振幅で設定）
・カンチレバー先端のトナー粒径：６［μｍ］
・トナー種類：（株）リコー社製  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ３０００  ブラックトナー
【０１９７】
・実機特性：
実機特性としては、トナーが付着した感光体表面のクリーニングブレードによるクリーニング性で評価した。これは、クリーニング部である感光体とクリーニングブレードとの接触部からトナーが筋状もしくは帯状に通り抜けてクリーニング不良が生じると、その筋状もしくは帯状に通り抜けたトナーがコピー画像上にも現われてしまうという重大な課題があるためである。
【０１９８】
図２３に、原子間力顕微鏡で測定した平均面粗さＲａの測定結果を示す。なお、平均面粗さＲａは非常に微小な粗さを評価するため複数点で測定することが重要であり、５箇所以上で測定を行うことが望ましい。また、図２４に各サンプルの付着力分布の測定結果を示す。さらに、付着力分布の結果から、そのバラツキを評価するために高付着力成分の割合（３０［ｎＮ］以上と５０［ｎＮ］以上の割合）をまとめた結果を図２５に示す。
【０１９９】
また、表５に各サンプルについて平均面粗さＲａ、付着力分布及び実機特性を比較した結果を示す。
【表５】
2009186965.tif 000017
【０２００】
全ての平均面粗さＲａの測定箇所で平均面粗さＲａが非常に小さいサンプル１とサンプル６とは、付着力分布のバラツキも小さく実機特性も非常に良い。その一方で、平均面粗さＲａのバラツキが大きいサンプル３、サンプル４及びサンプル５は、付着力分布のバラツキが大きく実機特性も悪い。したがって、本手法で、より簡易的に感光体などの部材上の付着力分布を予測できることがわかる。
【０２０１】
なお、図２３で示されるように、感光体表面の平均面粗さＲａは、その粗さが小さく均一であることが望ましい。具体的には、サンプル２に示されるように平均面粗さＲａが３０［ｎｍ］以下のことが望ましい。その一方で、実際の感光体の製造では、コスト上の問題も考慮される必要がある。具体的には、サンプル１以上に平滑な感光体を作製することは困難である。したがって、平均面粗さＲａを１［ｎｍ］以上３０［ｎｍ］以下の範囲で、その粗さを均一化することが、より効果的にクリーニング性の良い感光体を提供する手法である。
【０２０２】
［比較例］
［実験６］
次に、平均面粗さＲａを測定する測定装置が不適な比較例として、分解能が不十分である触針粗さ計やレーザー顕微鏡で平均面粗さＲａを測定した測定結果、及び、平均面粗さＲａの測定条件が不適な比較例として、原子間力顕微鏡を用いながらも大面積（１０［μｍ］角）で平均面粗さＲａを測定した測定結果を、図２６に示す。また、各比較例における各平均面粗さ計測条件は以下の通りである。
【０２０３】
・評価対象：材質が同じで、かつ、表面粗さの異なる感光体を用意するために、専用の磨耗試験機を用いて６通りのサンプルを作製した。具体的には、最表層が電荷輸送層で、そのバインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用した感光体を用いた。また、表面磨耗は、住友３Ｍ社製ラッピングフィルムシートを感光体に当接させて回転させることにより行った。
【０２０４】
・サンプル１（未磨耗）
・サンプル２（磨耗試験機で１分間磨耗；フィルム粒度２μｍ）
・サンプル３（磨耗試験機で２分間磨耗；フィルム粒度５μｍ）
・サンプル４（磨耗試験機で３分間磨耗；フィルム粒度１２μｍ）
・サンプル５（磨耗試験機で４分間磨耗；フィルム粒度１２μｍ）
・サンプル６（磨耗試験機で１６分間磨耗；フィルム粒度１２μｍ）
【０２０５】
・平均面粗さ計測条件（レーザー顕微鏡）：
・キーエンス社製  レーザー顕微鏡ＶＫ−７５００
・計測エリア：２０［μｍ］角
・データ処理：専用のソフトで、平均面粗さＲａを算出する。
【０２０６】
・平均面粗さ計測条件（触針粗さ計）：
・東京精密社製  サーフコム
・計測エリア：４［ｍｍ］角
・データ処理：専用のソフトで、平均面粗さＲａを算出する。
【０２０７】
・平均面粗さ計測条件（原子間力顕微鏡）：
・原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）：走査型プローブ顕微鏡ＳＰＩ４０００、多機能型ユニットＳＰＡ４００（ＳＩＩナノテクノロジー（株）製）
・測定モード：ＤＦＭモード
・カンチレバー：ＳＩＩナノテクノロジー社取り扱い  シリコンカンチレバーＳＩ−ＤＦ２０、バネ定数２０［Ｎ／ｍ］
・計測エリア：１０［μｍ］角
・データ処理：専用のソフトで、１次傾き補正をした後に、平均面粗さＲａを算出する。
【０２０８】
本発明の実施例として測定した平均面粗さＲａの測定結果である図２３と、比較例の平均面粗さＲａの測定結果である図２６とを比較すると、全く異なる粗さの傾向を示していることがわかる。特に、図２６からわかるように、比較例でのサンプル６の平均面粗さＲａは非常に大きい一方で、サンプル６の実機特性は表５に示したように非常に良い。これらのことから、比較例の手法により測定した図２６に示す平均面粗さＲａでは、付着力のバラツキと実機特性とを予測できないことがわかる。
【０２０９】
実験５と実験６との実験結果から、表面が単一のポリカーボネート樹脂からなる感光体表面の平均面粗さＲａの分布状態からクリーニングブレードによる感光体表面のクリーニング性を判断する際には、平均面粗さＲａを１００［ｎｍ］以下の測定範囲で測定するのが望ましいことがわかる。
【０２１０】
感光体表面が図２７のようになっていれば、１００［ｎｍ］以上の粗さであるＲａ１を測定するのではなく、１００［ｎｍ］以下の粗さであるＲａ２を測定するのが望ましい。そのため、仮に、平均面粗さＲａの測定範囲の条件が１００［ｎｍ］以上の平均面粗さＲａを測定される条件になっていたら、測定装置、または、測定条件を変えて、１００［ｎｍ］以下の測定範囲で平均面粗さＲａが測定できるようにする。
【０２１１】
測定装置としては、図２８に示すように原子間力顕微鏡のタッピング形状測定モードを用いて１００［ｎｍ］以下の測定範囲で平均面粗さＲａを測定できる測定装置を用いればよい。
【０２１２】
また、図２９に示すように１００［ｎｍ］以下の測定範囲で平均面粗さＲａを測定できるように、まず感光体表面上において大きめの領域で平均面粗さＲａの測定を始める。そして、段階的に測定領域を狭めていきながら、１００［ｎｍ］以下の測定範囲で平均面粗さＲａを測定できる領域を測定条件として定める。
【０２１３】
また、実験５の上記付着力計測条件で示したように、感光体表面とトナーとの付着力を原子間力顕微鏡を用いて測定する際にはカンチレバーの先端に粉体であるトナー１個体を取り付ける作業を行う必要があるため、その作業を行う手間や作業時間がかかる。これに対し、上記表面粗さ計測条件で示したように、原子間力顕微鏡を用いて感光体表面の粗さを測定する際にはカンチレバーの先端にトナー１個体を取り付ける必要がない。よって、感光体表面の平均面粗さＲａの測定結果からクリーニングブレードによる感光体表面のクリーニング性を判断するほうが、感光体表面とトナーとの付着力からクリーニングブレードによる感光体表面のクリーニング性を判断するよりも、手間や作業時間をかけることなく簡易的にクリーニング性の判断を行うことができる。
【０２１４】
以上、実施形態１及び２によれば、トナー回収ローラや感光体などの所定の部材と粉体１個体であるトナー１個体との間で生じる付着力を上記所定の部材の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の度数分布の分布状態から上記所定の部材上における上記付着力の分布を判断する。例えば、上記度数分布のばらつき度合いが小さければ、上記所定の部材上における上記付着力は上記所定の部材上の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断する。逆に、上記度数分布のばらつき度合いが大きければ、上記所定の部材上における上記付着力は上記所定の部材上の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断する。このように上記所定の部材上における上記付着力の分布を判断することができることで、例えば次のような予測が可能となる。上記付着力が上記所定の部材上の何れの箇所においても同じような強さで分布していると判断することで、上記付着力が上記所定の部材上からトナーを除去可能な強さで分布していれば、上記所定の部材上の何れの箇所からもトナーが除去可能であると予測することが可能となる。また、上記付着力が上記所定の部材上の箇所ごとに強さが大きく異なって分布していると判断することで、上記所定の部材上に上記付着力が強すぎて上記所定の部材上からトナーを除去することができない箇所が存在する恐れがあると予測することが可能となる。よって、上記所定の部材上からトナーを良好に除去可能か否かを予測することができる。
また、実施形態１及び２によれば、上記分布状態は、上記測定した付着力の分散または標準偏差で表されるものである。これにより、上記測定した付着力の度数分布から上記測定した付着力の平均値に対するばらつき度合いを容易に把握することができる。
また、実施形態２によれば、上記分布状態は、所定の付着力における上記測定した付着力の累積度数または累積相対度数で表されるものである。これにより、上記所定の付着力以下に上記測定した付着力の度数がどれだけ集まっているのかを容易に把握することができる。
また、実施形態１及び２によれば、上記所定の部材上における上記付着力の分布の判断に上記測定した付着力の平均値も用いることで、より精度良く上記付着の傾向を判断することができる。
また、実施形態２によれば、上記所定の部材は画像形成装置に用いられる像担持体である感光体であり、上記平均値をＸ及び上記標準偏差または上記分散の平方根をＹとしたとき、Ｘ／２Ｙ＞１．３を満たすことで、上記測定した付着力のばらつきが上記平均値に対して一定の範囲内におさまるので、上述したように優れた部材を判別することができる。
また、実施形態２によれば、上記所定の部材は被清掃部材から粉体を除去するブレードであり、上記平均値をＸ、上記標準偏差または上記分散の平方根をＹ、及び、上記粉体であるトナーとシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＜５Ｚ［ｎＮ］、Ｙ＜５Ｚ［ｎＮ］を満たすことで、上記測定した付着力のばらつきが上記平均値に対して一定の範囲内におさまるので、上述したように優れた部材を判別することができる。
また、実施形態２によれば、上記シリコン基板の表面粗さが１［ｎｍ］以下であることで、トナーとシリコン基板との間で生じる付着力の測定精度を高くすることができる。
また、実施形態２によれば、上記所定の付着力は、上記測定した付着力の平均値の１．５倍の付着力であり、上記所定の付着力における累積相対度数または上記測定した付着力の全度数に対する累積度数の割合が９５［％］以上であることで、上記測定した付着力の度数分布における上記平均値に対する付着力が大きい方向のばらつきが一定の範囲内におさまるので、上述したように優れた部材を判別することができる。
また、実施形態１及び２によれば、上記付着力は、原子間力顕微鏡において深針先に取り付けたトナー１個体と上記所定の部材との付着力を測定したものである。これにより、トナー１個体と上記所定の部材との付着力を精度良く、また効率よく測定することができる。
また、実施形態１及び２によれば、上記粉体がトナーであることで、トナーが付着しにくい上記所定の部材などや、特定の上記所定の部材に対して付着しにくいトナーを判別することができる。
また、実施形態１及び２によれば、上記所定の部材は、少なくとも像担持体、帯電手段、現像手段及び転写手段を備えるプリンタや複写機などの画像形成装置に用いられるものである。特に機構上トナーとの接触が行われる像担持体、現像手段、中間転写体、クリーニング部やトナーの付着が望まれない帯電手段に本発明を用いることによりトナーが付着しにくい部材の判断をすることができ開発を効率的に行うことができるようになる。
また、実施形態１及び２によれば、上記トナーの粒径が、１［μｍ］以上２０［μｍ］以下であることで、トナーが付着しにくい上記所定の部材や特定の上記所定の部材に対して付着しにくいトナーを高精度で判別することができる。
また、実施形態２によれば、画像形成装置に設けられる、潜像を担持する像担持体である感光体において、感光体表面上とトナー１個体との間で生じる付着力をローラ表面上の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の平均値をＸ、及び、上記測定した付着力の標準偏差または分散の平方根をＹとしたとき、Ｘ／２Ｙ＞１．３を満たすことで、例えば上述したようにクリーニング性が良好な感光体を提供することができる。
また、実施形態２によれば、画像形成装置に設けられる、潜像を担持する像担持体である感光体において、感光体表面上とトナー１個体との間で生じる付着力をローラ表面上の複数箇所にて測定し、その測定した付着力の平均値の１．５倍の付着力における上記測定した付着力の累積相対度数または上記測定した付着力の全度数に対する累積度数の割合が９５［％］以上であることで、例えば上述したようにクリーニング性が良好な感光体を提供することができる。
また、各実施形態によれば、像を担持する像担持体である感光体と、上記像を形成する作像プロセス部などの像形成手段とを備えたプリンタや複写機などの画像形成装置において、上述した感光体を用いることで、感光体表面のクリーニングが良好に行われクリーニング不良に伴う異常画像が発生することなく、良好に画像形成を行うことができる。
また、実施形態２によれば、被清掃部材から粉体を除去する機能を有するブレードであるクリーニングブレードにおいて、係るブレードは、ブレード表面上と粉体であるトナー１個体との間で生じる付着力をブレード表面上の複数箇所にて測定して得られた粉体除去特性値である付着力の平均値、付着力の標準偏差又は分散の平方根、及び、トナーとシリコン基板との付着力で特定され、上記平均値をＸ、上記平方根をＹ、及び、トナーとシリコン基板との付着力をＺとしたとき、Ｘ＜５Ｚ［ｎＮ］、Ｙ＜５Ｚ［ｎＮ］を満たすことで、上述したようにクリーニング性が良好なクリーニングブレードを提供することができる。
また、実施形態１及び２によれば、被清掃部材をクリーニングするクリーニング装置において、上述したクリーニングブレードを用いることで、例えば被清掃部材として感光体表面のクリーニングを良好に行なうことができる。
また、実施形態１及び２によれば、被清掃部材である感光体と、感光体をクリーニングするクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング手段として上述したクリーニングブレードを有するクリーニング装置を用いることにより、感光体表面のクリーニングが良好に行われクリーニング不良に伴う異常画像が発生することなく、良好に画像形成を行うことができる。
また、実施形態３によれば、感光体などの所定の部材の単一材質からなる表面に付着したトナーなどの粉体を粉体除去手段であるクリーニングブレードによって除去した際の上記表面の粉体除去特性であるクリーニング性を、上記表面の粗さ分布から判断することで、上述したように上記表面のクリーニング性を簡便に判断することができる。
また、実施形態３によれば、上記表面の平均面粗さを１００［ｎｍ］以下の測定範囲で測定することで、上述したように、より精度良く上記表面のクリーニング性を簡易的に判断することができる。
また、実施形態３によれば、感光体表面上における１［μｍ］角の領域５箇所以上それぞれで平均面粗さＲａを測定し、その測定結果がいずれも３０［ｎｍ］以下であることで、上述したように感光体表面の粗さがミクロオーダーで均一になり上記付着力が均一となるので、クリーニング性が良好な感光体を提供することができる。
また、実施形態３によれば、感光体表面上における１［μｍ］角の領域５箇所以上それぞれで平均面粗さＲａを測定し、その測定結果がいずれも１［ｎｍ］以上であることで、上記付着力に有効な範囲で感光体表面の粗さを均一化することにより、感光体の製造コスト上昇を抑えつつクリーニング性の良好な感光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１５】
【図１】（ａ）部材１の付着力の測定結果を示したグラフ。（ｂ）部材２の付着力の測定結果を示したグラフ。（ｃ）部材３の付着力の測定結果を示したグラフ。（ｄ）部材４の付着力の測定結果を示したグラフ。
【図２】実施形態１に係るプリンタを示す概略構成図。
【図３】同プリンタにおけるＹ用の作像プロセス部を示す拡大構成図。
【図４】トナー回収ローラの摩擦係数とクリーニング性能との関係示すグラフ。
【図５】付着力測定エリアを示した図。
【図６】感光体の感光層を示した図。
【図７】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図８】中間転写体の縦断面図。
【図９】変形例に係るプリンタの概略構成図。
【図１０】実施形態２に係る複写機の概略構成図。
【図１１】感光体上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布と、転写後に感光体上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図１２】感光体表面移動時のクリーニングブレードの説明図。
【図１３】感光体上に担持されたトナーの転写後における帯電電位分布と、クリーニングブレードとの対向部を通過した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。
【図１４】付着力画像データ。
【図１５】付着力分布を示すグラフ。
【図１６】単体試験機の一例を示した概略構成図。
【図１７】帯電ローラの断面図。
【図１８】非接触帯電方式の帯電装置の概略構成図。
【図１９】使用状況Ａ，Ｂ，Ｃの付着力分布を示すグラフ。
【図２０】感光体表面とクリーニングブレードとの当接箇所近傍の模式図。
【図２１】シリコン基板の表面粗さＲａを示した画像データ。
【図２２】ブレード１、ブレード２及びブレード３の付着力分布を示すグラフ。
【図２３】各サンプルにおける原子間力顕微鏡で測定した平均面粗さの測定結果を示すグラフ。
【図２４】各サンプルにおける付着力分布の測定結果を示すグラフ。
【図２５】各サンプルにおける高付着力成分の割合を示すグラフ。
【図２６】比較例における平均面粗さの測定結果を示すグラフ。
【図２７】部材上の平均面粗さによる付着力への影響の有無の説明に用いた説明図。
【図２８】平均面粗さ測定装置を適切な例と不適切な例とを示して説明した説明図。
【図２９】平均面粗さの測定条件を適切な例と不適切な例とを示して説明した説明図。
【図３０】粉体と部材Ａ，Ｂの表面との間に生じる付着力の分布を表す概念図。
【図３１】粉体と部材Ａ，Ｃの表面との間に生じる付着力の分布を表す概念図。
【符号の説明】
【０２１６】
１        作像プロセス部
２        感光体
４        帯電ローラ
５        光書込装置
６        現像装置
５０      クリーニング装置
５２      クリーニングブレード
５３      クリーニングブラシ
５４      トナー回収ローラ
５７      トナー回収ローラ用クリーニングブレード
１００    複写機
１０１    感光体
１０２    除電ランプ
１０３    帯電ローラ
１０６    現像装置
１０８    現像ローラ
１１５    転写ローラ
１１９    トナー排出スクリュ
１２０    クリーニング装置
１２２    クリーニングブレード
１２３    クリーニングブラシ
１２３ａ  ブラシ回転軸
１２４    トナー回収ローラ
１２７    トナー回収ローラ用クリーニングブレード
１２８    回収電源
１２９    ブレード電源
１３０    ブラシ電源
１３１    ブラシ繊維
１３２    導電性材料
１３３    絶縁性材料
２０１    感光体
２０２    除電装置
２０３    帯電ローラ
２０４    露光装置
２０６    現像装置
２１５    転写ローラ
２２０    潤滑剤塗布ブラシ
２２５    潤滑剤
２３０    ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図１４】
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【図２１】
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