クリーニング装置およびそれを備える画像形成装置
【課題】 オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止し、クリーニング性能を長期に亘って維持することができるクリーニング装置、およびこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレード表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設ける。クリーニングブレードの表面に、オゾンを分解する触媒（白金ナノコロイド）を含む白金コーティング層を設けることによって、クリーニングブレードを劣化させるオゾンを白金コーティング層によって分解し、オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止する。オゾンによる劣化を防止することで、クリーニング性能を長期に亘って維持することができる。
【解決手段】 静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレード表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設ける。クリーニングブレードの表面に、オゾンを分解する触媒（白金ナノコロイド）を含む白金コーティング層を設けることによって、クリーニングブレードを劣化させるオゾンを白金コーティング層によって分解し、オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止する。オゾンによる劣化を防止することで、クリーニング性能を長期に亘って維持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体周面に残留する現像剤を除去するクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、帯電装置によって感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像装置から供給されるトナーを含む現像剤により現像して可視像とし、この可視像を紙などの記録材に転写した後、定着ローラによって加熱および加圧して、記録材に定着させることにより、記録紙上に画像が形成される。
【０００３】
このような画像形成装置は、現像されたトナー像が記録媒体に転写された後に静電潜像担持体の周面に残留するトナーを除去するクリーニング装置を備えている。
【０００４】
クリーニング装置は、基端部が筐体に固定され、遊端部のエッジ部分が静電潜像担持体の周面に所定圧力で圧接するクリーニングブレードを有する。
【０００５】
クリーニングブレードは、静電潜像担持体が回転することで、静電潜像担持体に圧接するエッジ部分により、静電潜像担持体の周面から現像剤を掻き落とす。クリーニングブレードは、静電潜像担持体の回転振動、偏芯回転または長期使用等によって、エッジ部分を含む圧接部分が、静電潜像担持体の回転方向の下流側へと反り返る反転現象を起こすことがある。
【０００６】
この反転現象を生じる原因の一つに、クリーニングブレードのオゾン劣化がある。オゾンは、主に帯電装置にて発生する。帯電装置では、コロナワイヤ、ノコ歯電極、帯電ローラ等に、高圧の電圧や大電流を印加して、帯電装置と静電潜像担持体との間の空気層をイオン化し、例えば電子を静電潜像担持体表面に付着させて静電潜像担持体表面を、所定の電位に一様に帯電させる。この空気層をイオン化した際に生成するコロナ生成物の一つがオゾンである。
【０００７】
帯電装置で発生したオゾンは、オゾン風となって、主に静電潜像担持体表面を伝わってクリーニングブレードにまで到達する。
【０００８】
クリーニングブレードは適度な弾性と、耐磨耗性、耐食性を備えるためにウレタンゴムが使用される。
【０００９】
しかし、クリーニングブレードが長期に渡りオゾンに暴露された場合、ウレタンゴム（ポリウレタン）の構造に含まれる酸素（二重結合）がオゾンによって分解され、ウレタンゴム（ポリウレタン）の弾性が損なわれ硬化して塑性変形してしまい、本来のクリーニングブレードの性能を維持できなくなる。
【００１０】
クリーニング性能が低下してクリーニング不良が発生することにより、印刷品質の低下が起こる。
【００１１】
このようなクリーニング不良に関する印刷品質の低下を防止する技術については、以下に示すような技術が知られている。
【００１２】
特許文献１には、クリーニングブレードのクリーニング性を劣化させる物質を分解、排除するための放電生成物処理手段が、クリーニングブレード表面、クリーニング支持部材およびクリーナーケーシングの少なくとも一部分に設けられた画像形成装置が開示されている。放電生成物処理手段としては、光触媒と、光触媒に対して光を照射する照射手段と構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２６６２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１記載の画像形成装置は、光触媒で放電生成物を分解除去するものであるので、光照射するための光照射手段が必要になり、小型化が難しく、クリーニング装置が高価になってしまう。加えて光照射手段がトナーで汚染された場合は、光触媒は全く効果を発揮できない。また、照射光の及ぶ範囲が限定されるため、光触媒が配設されている場所によってはその効果が充分に発揮できないことも予想される。
【００１５】
また、光照射自体が画像形成に対して悪影響を及ぼすため、光照射手段の動作タイミングを制御する必要があり、その制御も複雑になるといった問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止し、クリーニング性能を長期に亘って維持することができるクリーニング装置、およびこれを備える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】
【００１７】
本発明は、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体の周面に残留する現像剤を除去するクリーニング装置であって、
前記静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、
前記クリーニングブレードの表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設けることを特徴とするクリーニング装置である。
【００１８】
また本発明は、前記白金コーティング層は、前記静電潜像担持体に圧接する部分を除く表面に設けることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記白金コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記白金コーティング層の厚さは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記クリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、前記クリーニングブレードの表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設ける。
【００２３】
クリーニングブレードの表面に、オゾンを分解する触媒（白金ナノコロイド）を含む白金コーティング層を設けることによって、クリーニングブレードを劣化させるオゾンを白金コーティング層によって分解し、オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止する。オゾンによる劣化を防止することで、クリーニング性能を長期に亘って維持することができる。
【００２４】
また本発明によれば、前記白金コーティング層は、前記静電潜像担持体に圧接する部分を除く表面に設ける。
【００２５】
これにより、前記静電潜像担持体からの電荷のリークを抑え、クリーニングブレード表面へのトナーの堆積を防止することができる。
【００２６】
また本発明によれば、前記白金コーティング層を、コロイド法によって形成することで、物理的な吸着により、簡単な方法で強固かつ均一に白金コーティング層を形成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、前記白金コーティング層の厚さを、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることで、効率よくオゾン分解効果が発揮される。
【００２８】
また本発明によれば、上記のクリーニング装置を備えることで、長期に亘り高品位の画像形成を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態であるクリーニングユニット１０を備えた画像形成装置１００の正面断面図である。
【図２】画像形成装置１００の一部を拡大した正面断面図である。
【図３】クリーニングユニット１０および感光体ドラム３１の正面断面図である。
【図４】クリーニングブレード１２を感光体ドラム３１に接触させた状態を表す図である。
【図５】クリーニングブレード１２の斜視図である。
【図６】クリーニングブレード１２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態であるクリーニングユニット１０を備えた画像形成装置１００の正面断面図である。図２は、画像形成装置１００の一部を拡大した正面断面図である。
【００３１】
画像形成装置１００は、画像読取ユニット２００、画像記録ユニット３００、給紙ユニット４００、および制御部５０を備えている。
【００３２】
画像読取ユニット２００は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:Automatic Document Feeder）２０１、第１原稿台２０２、第２原稿台２０３、第１ミラーベース２０４、第２ミラーベース２０５、レンズ２０６および固体撮像素子（ＣＣＤ:Charge Coupled Device）２０７を備えている。
【００３３】
ＡＤＦ２０１には、原稿トレイ２１１から第２原稿台２０３を経由して排出トレイ２１２に至る原稿搬送路２１３が形成されている。ＡＤＦ２０１は、原稿搬送路２１３内に原稿を１枚ずつ搬送する。ＡＤＦ２０１は、第１原稿台２０２の上面を開閉自在に被覆するように、背面側を支点に回動自在に形成されている。前面側が上方に移動するようにＡＤＦ２０１を回動させて第１原稿台２０２の上面を露出させることにより、手動操作によって第１原稿台２０２に原稿を載置することができる。
【００３４】
第１原稿台２０２および第２原稿台２０３は、ともに硬質ガラス板によって構成されている。
【００３５】
第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２および第２原稿台２０３の下方において水平方向に移動自在に設けられている。第２ミラーベース２０５の移動速度は、第１ミラーベース２０４の移動速度の１／２に設定されている。第１ミラーベース２０４は、光源および第１ミラーを搭載している。第２ミラーベース２０５は、第２ミラーおよび第３ミラーを搭載している。
【００３６】
ＡＤＦ２０１によって搬送される原稿の画像を読み取る際に、第１ミラーベース２０４は、第２原稿台２０３の下方に停止している。光源の光は、第２原稿台２０３上を通過する原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０５に向けて反射される。
【００３７】
第１原稿台２０２に載置された原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２の下方を水平方向に移動する。光源の光は、第１原稿台２０２上に載置された原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０５に向けて反射される。
【００３８】
ＡＤＦ２０１を用いるか否かに拘らず、原稿の画像面における反射光は、光路長を一定にして、第２ミラーおよび第３ミラーによってレンズ２０６を経由してＣＣＤ２０７に入射する。
【００３９】
ＣＣＤ２０７は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、制御部５０を介して画像記録ユニット３００に画像データ（画像情報）として入力される。
【００４０】
画像記録ユニット３００は、画像形成部３０を構成する感光体ドラム３１、帯電器３２、露光装置３３、現像装置３４、転写装置３５、クリーニングユニット１０および定着装置３７を備えている。感光体ドラム３１は、本発明の静電潜像担持体に相当する。
【００４１】
感光体ドラム３１は、周面に感光層を備え、矢印方向に回転する。帯電器３２は、感光体ドラム３１の周面を所定の均一な電位に帯電させる。帯電器３２として、チャージャによる非接触方式、または、ローラ若しくはブラシによる接触方式の何れを用いてもよい。
【００４２】
露光装置３３は、例えばＬＳＵ（Laser Scanning Unit）であって、画像データに基づいて変調されたレーザ光を、ポリゴンミラーを介して感光体ドラム３１の周面に軸方向に沿って走査する。これによって、感光体ドラム３１の周面には、感光層における光導電作用によって静電潜像が形成される。ＬＳＵに代えて、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子がアレイ状に配置された露光装置を用いることもできる。
【００４３】
現像装置３４は、感光体ドラム３１の周面にトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）に可視像化する。
【００４４】
転写装置３５は、転写ローラ３５Ａおよび転写ベルト３５Ｂを備えている。転写ベルト３５Ｂは、感光体ドラム３１の下方において複数のローラ間にループ状に張架されており、１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有する。転写ベルト３５Ｂのループ状の移動経路の内側には、転写ベルト３５Ｂを挟んで感光体ドラム３１に圧接する転写ローラ３５Ａが備えられている。転写ローラ３５Ａには、所定の転写電圧が印加され、転写ベルト３５Ｂと感光体ドラム３１との間を通過する用紙に、感光体ドラム３１が担持するトナー像が転写される。
【００４５】
トナー像を転写された用紙は、用紙剥離爪６１によって、感光体ドラム３１の周面から剥離される。
【００４６】
クリーニングユニット１０は、トナー像が、記録媒体の一例である用紙に転写された後に、感光体ドラム３１の周面に残留しているトナーを、感光体ドラム３１の周面から除去して回収する。
【００４７】
定着装置３７は、加熱ローラ３７Ａおよび加圧ローラ３７Ｂを備えている。加熱ローラ３７Ａは、トナーを溶融可能な温度に内部の熱源によって加熱される。加圧ローラ３７Ｂは、加熱ローラ３７Ａに所定の圧力で圧接する。定着装置３７は、加熱ローラ３７Ａと加圧ローラ３７Ｂとの間を通過する用紙を加熱および加圧することにより、トナー像を用紙に堅牢に定着させる。定着装置３７を通過した用紙は、画像形成装置１００の一方の側面に装着された排紙トレイ３８に排出される。
【００４８】
給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４および手差しトレイ４０５を備えている。給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４のそれぞれには、同一サイズの複数枚の用紙が収納される。手差しトレイ４０５には、使用頻度の低いサイズや紙質の用紙が載置される。
【００４９】
給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４または手差しトレイ４０５の何れかから１枚ずつ用紙を給紙する。給紙ユニット４００から給紙された用紙は、搬送ローラ３９Ａによって、給紙搬送路４１および用紙搬送路４２を経由して画像形成部３０へ搬送される。
【００５０】
用紙搬送方向において搬送ローラ３９Ａの下流側に、レジストローラ３９Ｂが配置されている。搬送ローラ３９Ａによって搬送された用紙は、停止しているレジストローラ３９Ｂに前端を突き当てられる。レジストローラ３９Ｂの回転軸は、用紙搬送方向に直交する方向に配置されている。用紙の前端が、停止しているレジストローラ３９Ｂに突き当てられることで、用紙が斜行している場合は斜行が補正される。
【００５１】
レジストローラ３９Ｂは、用紙の前端が、感光体ドラム３１の周面に形成されたトナー像の前端に合致するタイミングで回転を開始し、感光体ドラム３１と転写ベルト３５Ｂとの間に用紙を搬送する。用紙には上述のようにトナー像が転写および定着され、用紙は排紙トレイ３８に排出される。
【００５２】
画像形成装置１００の側面であって手差しトレイ４０５の下方に、大容量給紙カセット（以下、ＬＣＣ：Large Capacity Cassette という。）を配置することができる。ＬＣＣには、多量の用紙が収容される。ＬＣＣから給紙された用紙は、用紙搬送路４３を経由して、画像形成部３０へ搬送される。
【００５３】
図３は、クリーニングユニット１０および感光体ドラム３１の正面断面図である。
クリーニングユニット１０は、筺体１１、クリーニングブレード１２、コイルばね１３、および、搬送スクリュ１４，１５を備えている。
【００５４】
筺体１１は、感光体ドラム３１に対向する開口部１６を有している。感光体ドラム３１から掻き落とされたトナーは、開口部１６から筺体１１内へ回収される。筺体１１内へ回収されたトナーは、搬送スクリュ１４，１５によって搬送され、図示しない廃トナーボックスへ送られる。
【００５５】
クリーニングブレード１２は、筺体１１内に配置され、感光体ドラム３１に圧接している。コイルばね１３は、クリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に圧接する圧接部を、感光体ドラム３１に向かって付勢している。コイルばね１３を適宜選択することによって、クリーニングブレード１２の圧接部の圧接力を調整し、感光体ドラム３１に対するクリーニングブレード１２の圧接力が１〜１０ｇ／ｍｍの範囲になるようにする。
【００５６】
また、開口部１６には、トナーの飛散を防止するシール部材１７を設けることが好ましい。シール部材１７は、トナー受けシール１７ａとサイドシール１７ｂとを含む。トナー受けシール１７ａは、感光体ドラム３１の表面のトナーが、クリーニングブレード１２によって掻き取られた際に落下して飛散することを防止する。サイドシール１７ｂは、開口部１６の、感光体ドラム３１の表面形状に沿って湾曲した部分に設けられており、この湾曲した部分が感光体ドラム３１の表面に接触する際の緩衝材として機能するとともに、この湾曲した部分と感光体ドラム３１の表面との隙間からのトナーの飛散を防止する。
【００５７】
また、図４は、クリーニングブレード１２を感光体ドラム３１に接触させた状態を表す図である。クリーニングブレード１２は、筺体１１の開口部１６の上縁部１６ａによって、感光体ドラム３１に接近する方向への変位を規制しており、クリーニングブレード１２の、感光体ドラム３１との接触面１２ａと、その接触部における感光体ドラム３１の接線Ｘとのなす角度θ、すなわち圧接角を５〜２０°の範囲となるようにする。
【００５８】
図５は、クリーニングブレード１２の斜視図である。図６は、クリーニングブレード１２の断面図である。
【００５９】
クリーニングブレード１２は、矩形状のシート部材で構成され、シート部材の長手方向が感光体ドラム３１の回転軸と平行となるように設けられる。
【００６０】
第１の実施形態では、図６（ａ）に示すように、クリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａおよび裏面１２ｂそれぞれに、オゾンを分解する触媒（白金ナノコロイド）を含む白金コーティング層１８を設ける。
【００６１】
この白金コーティング層１８は、含まれる白金ナノコロイドのオゾン分解作用により、帯電器３２から感光体ドラム３１の周面に沿って、流れ込んだオゾンを分解する効果を有する。
【００６２】
白金ナノコロイドの触媒反応によるオゾンの分解は、Ｐｔ−Ｏ２＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ２で表わされる第１反応と、Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ２＋２Ｏ２で表わされる第２反応との連鎖反応による。
【００６３】
白金ナノコロイドは、分解反応の触媒として働くため、第１反応および第２反応により損失することがなく、酸化チタンなどの光触媒に比べ励起エネルギーが不要で、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持することができる。
【００６４】
さらに、白金ナノコロイドは、粒径が１〜５ｎｍのナノ微粒子であるので、表面積が大きく、高い分解効率を達成できる。
【００６５】
白金コーティング層１８は、クリーニングブレード１２の表面の少なくとも一部に設ければ、オゾン分解効果が発揮され、劣化を防止することができるが、たとえば、基体となるクリーニングブレード１２の両面、または、感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａに設けることが好ましい。帯電器３２で発生したオゾンは、主にクリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａに接触するので、オゾンが接触しやすい表面に白金コーティング層１８を設けることで、白金ナノコロイドとオゾンとの接触機会を増加させ、オゾンの分解を促進させることができる。
【００６６】
また、図６（ｂ）に示すように、第２の実施形態としては、クリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａのうち、クリーニングブレード１２のエッジ部であり、感光体ドラム３１に圧接する圧接部１２ｃを除く部分にのみ設ける。
【００６７】
白金コーティング層１８は、白金ナノコロイドを含むことで導電性を有するため、感光体ドラム３１に接触すると感光体ドラム３１からの電荷のリークが生じてしまい、クリーニングブレード１２表面にトナーが堆積してしまうためである。
【００６８】
白金コーティング層１８をクリーニングブレード１２表面に形成する方法には、特に制限はなく、白金コーティング層１８を形成させるクリーニングブレード１２と白金ナノコロイド分散液とを接触させることで達成できる。白金ナノコロイド分散液に、クリーニングブレード１２を接触させてもよいし、クリーニングブレード１２に白金ナノコロイド分散液を噴霧してもよい。
【００６９】
白金コーティング層１８をクリーニングブレード１２表面に形成する方法としてはコロイド法が好ましい。コロイド法による白金ナノコロイドのクリーニングブレード１２表面への固着は、物理現象を利用するため簡便である。より具体的には、ＴｉＯ２などの金属酸化物微粉末または、金属微粉末と白金ナノコロイドを混合攪拌し、さらに、金属酸化物微粉末または、金属微粉末の洗浄を兼ねてコロイド分散を安定させる分散安定剤を洗浄除去すると、白金ナノコロイドがコロイド状で付着した沈澱物を得ることができる。この沈澱物を凍結乾燥等の低温乾燥することにより、乾燥時の水等の分散媒体の蒸発減量による凝集力で安定して強固な付着力を得ることができる。金属コロイドは安定化をするための分散剤（ポリアクリル酸ナトリウムなど）を含んでもよい。
【００７０】
金属層の薄膜形成方法としては、蒸着やめっきといった方法も考えられるが、蒸着は、真空または不活性ガスを注入した環境下で蒸着材料を加熱し、気化または昇華して薄膜形成させるため、熱や電気エネルギーが必要となる上、製造装置が大型化する傾向がある。また、めっきでは、液体中での電気化学反応を利用するため、前処理工程が必要となり、コストや時間がかかるデメリットが発生する。
【００７１】
本発明で用いるコロイド法などの白金ナノコロイドの薄膜形成法では、上記のような製造装置の大型化や前処理などが不要であり、簡単な方法で均一に膜を形成することが可能である。
【００７２】
白金ナノコロイドは、燃焼法または沈殿法によって製造できる。燃焼法は、白金イオン溶液を、水素ガス中またはリンなどに添加し、燃焼させることで還元反応させて白金微粒子を得て、その粒子を媒体中に投入することで、白金ナノ微粒子を含むコロイドを得る方法である。媒体は、必要に応じてコロイドを安定化させるために、保護コロイド形成剤を含んでいてもよい。ここで、保護コロイド形成剤とは、コロイド粒子の分散安定性を保持するために、コロイド液に含有されているもので、コロイド粒子表面に付着して、保護コロイドを形成する物質のことである。このような保護コロイド形成剤としては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ゼラチンなどの水溶性高分子物質、界面活性剤、高分子キレート化剤などが挙げられる。
【００７３】
沈殿法は、白金イオン溶液に還元剤を添加し、白金イオンを還元することによって白金ナノコロイドを得る方法で、例えば特開２００１−７９３８３号公報、特開２００１−１２２７２３号公報などに開示されている。
【００７４】
白金ナノコロイド分散液の濃度は、コロイド粒子の分散安定性の面から、通常１０００〜２０００ｐｐｍの範囲が好ましい。
【００７５】
形成した白金コーティング層１８の厚さは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。白金コーティング層１８の厚さをこのような範囲内とすることで、効率よくオゾン分解効果が発揮される。白金コーティング層１８の厚さが２０ｎｍ未満であると、オゾンと白金ナノコロイドとの接触機会が少なく、オゾン分解効果が充分に発揮できない。白金コーティング層１８の厚さが５０ｎｍより大きくしたとしても、オゾン分解効果は増加しないため、５０ｎｍを上限とする。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらによって限定されるものではない。
【００７７】
（実施例１）
厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのウレタン樹脂からなるクリーニングブレード１２の両面に、白金ナノコロイド濃度が２０００ｐｐｍの白金ナノコロイド分散液（日本板硝子社製）を、白金コーティング層１８の厚さが２５ｎｍとなるように、スプレー法により全面被覆し、乾燥機を用いて、４０℃で２日間乾燥させ、実施例１のクリーニングブレードを作製した。
【００７８】
（実施例２）
白金コーティング層１８の厚さを４０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２のクリーニングブレードを作製した。
【００７９】
（実施例３）
厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのウレタン樹脂からなるクリーニングブレード１２の両面のうち、感光体ドラム３１に圧接する圧接部１２ｃとなる部分（幅１０ｍｍ）をマスキングし、この部分を除く部分に、白金ナノコロイド濃度が２０００ｐｐｍの白金ナノコロイド分散液（日本板硝子社製）を、白金コーティング層１８の厚さが３０ｎｍとなるように、スプレー法により全面被覆し、乾燥機を用いて、４０℃で２日間乾燥させ、実施例３のクリーニングブレードを作製した。
【００８０】
（実施例４）
白金コーティング層１８の厚さを４５ｎｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして、実施例４のクリーニングブレードを作製した。
以下実施例５を追記しました。
【００８１】
（実施例５）
白金コーティング層１８の厚さを１５ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５のクリーニングブレードを作製した。
【００８２】
（比較例１）
白金コーティング層１８を設けず、厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのウレタン樹脂からなるクリーニングブレード１２のみを比較例１とした。
【００８３】
（コーティング層厚さ）
シール部材を粗切断し、エポキシ樹脂に包埋後、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ社製ＵＬＴＲＡＣＵＴ−Ｎ型ミクロトームにより、５０〜６０ｎｍの厚さの極薄切片を作製し、支持膜を張ったメッシュに積載した。続いて５分間程度のＲｕＯ４蒸気染色を施した後、ＴＥＭにより膜断面を観察し、コーティング層の厚さを計測した。
【００８４】
ＴＥＭ観察の条件は、以下の通りである。
・ＴＥＭ ： 電界放出形透過電子顕微鏡（日立製作所製：ＨＦ２０００）
・加速電圧 ： １２５ｋＶ
基体となるウレタン樹脂と、白金ナノコロイドは、それぞれ構造が異なるため、ＴＥＭ観察では異なる像が得られる。したがって、ＴＥＭ観察を行うことにより、白金コーティング層の厚みが計測可能である。
【００８５】
（連続プリントテスト）
図１に示す構成の画像形成装置であって、実施例および比較例のクリーニングブレードを用いたクリーニングユニットを備える画像形成装置により、１０００００（以下「１００ｋ」という）枚の連続プリントテストを行った。
【００８６】
連続プリントテストは、感光体ドラムの周速を４００ｍｍ/秒に設定し、ベタ画像（１００％濃度）における用紙上のトナー付着量が０．５ｍｇ/ｃｍ２、非画像部におけるトナー付着量が最も少なくなるような条件に、感光体ドラムの表面電位および現像バイアスをそれぞれ調整した。試験紙として、Ａ４サイズの電子写真用紙（マルチレシーバー、シャープドキュメントシステム社製）を使用した。
【００８７】
印刷したベタ画像（１００％濃度）は、１辺３ｃｍとし、１００ｋ枚印刷終了時に、非画像部でのトナーかぶりと、現像槽およびクリーニングブレードへのトナーの融着を以下のようにして評価した。
【００８８】
(かぶり評価)
かぶりについては、非画像部（０％濃度）の濃度を次の手順によって算出した。白度計（日本電色工業社製：Ｚ−Σ９０ ＣＯＬＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ）を用いて、予めプリント前の紙の白色度を測定した。次に、印刷後の用紙の非画像部における白色度を、白度計を用いて測定し、印刷前の白色度との差を求めた。この差をかぶり濃度とした。かぶりの評価基準は以下の通りである。
【００８９】
肉眼ではほとんどかぶりが確認できない状態である濃度差０．５未満を◎、かぶりが肉眼でもやや確認できる状態のである濃度差０．５以上０．８未満を〇、かぶりが肉眼で明確に確認できる濃度差０．８以上１．２未満を△、濃度差１．２以上を×とした。
【００９０】
(トナーの融着評価)
クリーニングブレードへのトナーの融着については、印刷された画像への筋の発生および、クリーニングブレードを目視観察することによって確認した。トナーの融着の評価基準は以下の通りである。
【００９１】
クリーニングブレードのトナーの融着および印刷された画像に筋の発生がないものを◎、クリーニングブレードにトナーの融着がみられるものの、印刷された画像に筋の発生がないものを〇、クリーニングブレードのトナーの融着および印刷された画像に筋の発生があるものを×とした。
【００９２】
（評価結果）
以下の表１に、実施例および比較例の連続プリントテストの評価結果を示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
実施例１〜４のクリーニングブレードを用いた連続プリントテストにおいては、１００ｋ枚後もかぶり、トナーの融着がなく、高精彩な画像が得られることが分かった。
【００９５】
また、実施例５のクリーニングブレードを用いた連続プリントテストにおいては、多少のかぶりはみられたものの、総合的には、問題ない画像が得られる結果となった。
【符号の説明】
【００９６】
１０ クリーニングユニット
１１ 筺体
１２ クリーニングブレード
１３ コイルばね
１６ 開口部
１８ 白金コーティング層
３１ 感光体ドラム
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体周面に残留する現像剤を除去するクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として表面に光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を用い、帯電装置によって感光体表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を、現像装置から供給されるトナーを含む現像剤により現像して可視像とし、この可視像を紙などの記録材に転写した後、定着ローラによって加熱および加圧して、記録材に定着させることにより、記録紙上に画像が形成される。
【０００３】
このような画像形成装置は、現像されたトナー像が記録媒体に転写された後に静電潜像担持体の周面に残留するトナーを除去するクリーニング装置を備えている。
【０００４】
クリーニング装置は、基端部が筐体に固定され、遊端部のエッジ部分が静電潜像担持体の周面に所定圧力で圧接するクリーニングブレードを有する。
【０００５】
クリーニングブレードは、静電潜像担持体が回転することで、静電潜像担持体に圧接するエッジ部分により、静電潜像担持体の周面から現像剤を掻き落とす。クリーニングブレードは、静電潜像担持体の回転振動、偏芯回転または長期使用等によって、エッジ部分を含む圧接部分が、静電潜像担持体の回転方向の下流側へと反り返る反転現象を起こすことがある。
【０００６】
この反転現象を生じる原因の一つに、クリーニングブレードのオゾン劣化がある。オゾンは、主に帯電装置にて発生する。帯電装置では、コロナワイヤ、ノコ歯電極、帯電ローラ等に、高圧の電圧や大電流を印加して、帯電装置と静電潜像担持体との間の空気層をイオン化し、例えば電子を静電潜像担持体表面に付着させて静電潜像担持体表面を、所定の電位に一様に帯電させる。この空気層をイオン化した際に生成するコロナ生成物の一つがオゾンである。
【０００７】
帯電装置で発生したオゾンは、オゾン風となって、主に静電潜像担持体表面を伝わってクリーニングブレードにまで到達する。
【０００８】
クリーニングブレードは適度な弾性と、耐磨耗性、耐食性を備えるためにウレタンゴムが使用される。
【０００９】
しかし、クリーニングブレードが長期に渡りオゾンに暴露された場合、ウレタンゴム（ポリウレタン）の構造に含まれる酸素（二重結合）がオゾンによって分解され、ウレタンゴム（ポリウレタン）の弾性が損なわれ硬化して塑性変形してしまい、本来のクリーニングブレードの性能を維持できなくなる。
【００１０】
クリーニング性能が低下してクリーニング不良が発生することにより、印刷品質の低下が起こる。
【００１１】
このようなクリーニング不良に関する印刷品質の低下を防止する技術については、以下に示すような技術が知られている。
【００１２】
特許文献１には、クリーニングブレードのクリーニング性を劣化させる物質を分解、排除するための放電生成物処理手段が、クリーニングブレード表面、クリーニング支持部材およびクリーナーケーシングの少なくとも一部分に設けられた画像形成装置が開示されている。放電生成物処理手段としては、光触媒と、光触媒に対して光を照射する照射手段と構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２６６２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１記載の画像形成装置は、光触媒で放電生成物を分解除去するものであるので、光照射するための光照射手段が必要になり、小型化が難しく、クリーニング装置が高価になってしまう。加えて光照射手段がトナーで汚染された場合は、光触媒は全く効果を発揮できない。また、照射光の及ぶ範囲が限定されるため、光触媒が配設されている場所によってはその効果が充分に発揮できないことも予想される。
【００１５】
また、光照射自体が画像形成に対して悪影響を及ぼすため、光照射手段の動作タイミングを制御する必要があり、その制御も複雑になるといった問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止し、クリーニング性能を長期に亘って維持することができるクリーニング装置、およびこれを備える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】
【００１７】
本発明は、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体の周面に残留する現像剤を除去するクリーニング装置であって、
前記静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、
前記クリーニングブレードの表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設けることを特徴とするクリーニング装置である。
【００１８】
また本発明は、前記白金コーティング層は、前記静電潜像担持体に圧接する部分を除く表面に設けることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記白金コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記白金コーティング層の厚さは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記クリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、前記クリーニングブレードの表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設ける。
【００２３】
クリーニングブレードの表面に、オゾンを分解する触媒（白金ナノコロイド）を含む白金コーティング層を設けることによって、クリーニングブレードを劣化させるオゾンを白金コーティング層によって分解し、オゾンによるクリーニングブレードの劣化を防止する。オゾンによる劣化を防止することで、クリーニング性能を長期に亘って維持することができる。
【００２４】
また本発明によれば、前記白金コーティング層は、前記静電潜像担持体に圧接する部分を除く表面に設ける。
【００２５】
これにより、前記静電潜像担持体からの電荷のリークを抑え、クリーニングブレード表面へのトナーの堆積を防止することができる。
【００２６】
また本発明によれば、前記白金コーティング層を、コロイド法によって形成することで、物理的な吸着により、簡単な方法で強固かつ均一に白金コーティング層を形成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、前記白金コーティング層の厚さを、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることで、効率よくオゾン分解効果が発揮される。
【００２８】
また本発明によれば、上記のクリーニング装置を備えることで、長期に亘り高品位の画像形成を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態であるクリーニングユニット１０を備えた画像形成装置１００の正面断面図である。
【図２】画像形成装置１００の一部を拡大した正面断面図である。
【図３】クリーニングユニット１０および感光体ドラム３１の正面断面図である。
【図４】クリーニングブレード１２を感光体ドラム３１に接触させた状態を表す図である。
【図５】クリーニングブレード１２の斜視図である。
【図６】クリーニングブレード１２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態であるクリーニングユニット１０を備えた画像形成装置１００の正面断面図である。図２は、画像形成装置１００の一部を拡大した正面断面図である。
【００３１】
画像形成装置１００は、画像読取ユニット２００、画像記録ユニット３００、給紙ユニット４００、および制御部５０を備えている。
【００３２】
画像読取ユニット２００は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:Automatic Document Feeder）２０１、第１原稿台２０２、第２原稿台２０３、第１ミラーベース２０４、第２ミラーベース２０５、レンズ２０６および固体撮像素子（ＣＣＤ:Charge Coupled Device）２０７を備えている。
【００３３】
ＡＤＦ２０１には、原稿トレイ２１１から第２原稿台２０３を経由して排出トレイ２１２に至る原稿搬送路２１３が形成されている。ＡＤＦ２０１は、原稿搬送路２１３内に原稿を１枚ずつ搬送する。ＡＤＦ２０１は、第１原稿台２０２の上面を開閉自在に被覆するように、背面側を支点に回動自在に形成されている。前面側が上方に移動するようにＡＤＦ２０１を回動させて第１原稿台２０２の上面を露出させることにより、手動操作によって第１原稿台２０２に原稿を載置することができる。
【００３４】
第１原稿台２０２および第２原稿台２０３は、ともに硬質ガラス板によって構成されている。
【００３５】
第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２および第２原稿台２０３の下方において水平方向に移動自在に設けられている。第２ミラーベース２０５の移動速度は、第１ミラーベース２０４の移動速度の１／２に設定されている。第１ミラーベース２０４は、光源および第１ミラーを搭載している。第２ミラーベース２０５は、第２ミラーおよび第３ミラーを搭載している。
【００３６】
ＡＤＦ２０１によって搬送される原稿の画像を読み取る際に、第１ミラーベース２０４は、第２原稿台２０３の下方に停止している。光源の光は、第２原稿台２０３上を通過する原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０５に向けて反射される。
【００３７】
第１原稿台２０２に載置された原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２０４および第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２の下方を水平方向に移動する。光源の光は、第１原稿台２０２上に載置された原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０５に向けて反射される。
【００３８】
ＡＤＦ２０１を用いるか否かに拘らず、原稿の画像面における反射光は、光路長を一定にして、第２ミラーおよび第３ミラーによってレンズ２０６を経由してＣＣＤ２０７に入射する。
【００３９】
ＣＣＤ２０７は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、制御部５０を介して画像記録ユニット３００に画像データ（画像情報）として入力される。
【００４０】
画像記録ユニット３００は、画像形成部３０を構成する感光体ドラム３１、帯電器３２、露光装置３３、現像装置３４、転写装置３５、クリーニングユニット１０および定着装置３７を備えている。感光体ドラム３１は、本発明の静電潜像担持体に相当する。
【００４１】
感光体ドラム３１は、周面に感光層を備え、矢印方向に回転する。帯電器３２は、感光体ドラム３１の周面を所定の均一な電位に帯電させる。帯電器３２として、チャージャによる非接触方式、または、ローラ若しくはブラシによる接触方式の何れを用いてもよい。
【００４２】
露光装置３３は、例えばＬＳＵ（Laser Scanning Unit）であって、画像データに基づいて変調されたレーザ光を、ポリゴンミラーを介して感光体ドラム３１の周面に軸方向に沿って走査する。これによって、感光体ドラム３１の周面には、感光層における光導電作用によって静電潜像が形成される。ＬＳＵに代えて、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子がアレイ状に配置された露光装置を用いることもできる。
【００４３】
現像装置３４は、感光体ドラム３１の周面にトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）に可視像化する。
【００４４】
転写装置３５は、転写ローラ３５Ａおよび転写ベルト３５Ｂを備えている。転写ベルト３５Ｂは、感光体ドラム３１の下方において複数のローラ間にループ状に張架されており、１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有する。転写ベルト３５Ｂのループ状の移動経路の内側には、転写ベルト３５Ｂを挟んで感光体ドラム３１に圧接する転写ローラ３５Ａが備えられている。転写ローラ３５Ａには、所定の転写電圧が印加され、転写ベルト３５Ｂと感光体ドラム３１との間を通過する用紙に、感光体ドラム３１が担持するトナー像が転写される。
【００４５】
トナー像を転写された用紙は、用紙剥離爪６１によって、感光体ドラム３１の周面から剥離される。
【００４６】
クリーニングユニット１０は、トナー像が、記録媒体の一例である用紙に転写された後に、感光体ドラム３１の周面に残留しているトナーを、感光体ドラム３１の周面から除去して回収する。
【００４７】
定着装置３７は、加熱ローラ３７Ａおよび加圧ローラ３７Ｂを備えている。加熱ローラ３７Ａは、トナーを溶融可能な温度に内部の熱源によって加熱される。加圧ローラ３７Ｂは、加熱ローラ３７Ａに所定の圧力で圧接する。定着装置３７は、加熱ローラ３７Ａと加圧ローラ３７Ｂとの間を通過する用紙を加熱および加圧することにより、トナー像を用紙に堅牢に定着させる。定着装置３７を通過した用紙は、画像形成装置１００の一方の側面に装着された排紙トレイ３８に排出される。
【００４８】
給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４および手差しトレイ４０５を備えている。給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４のそれぞれには、同一サイズの複数枚の用紙が収納される。手差しトレイ４０５には、使用頻度の低いサイズや紙質の用紙が載置される。
【００４９】
給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１，４０２，４０３，４０４または手差しトレイ４０５の何れかから１枚ずつ用紙を給紙する。給紙ユニット４００から給紙された用紙は、搬送ローラ３９Ａによって、給紙搬送路４１および用紙搬送路４２を経由して画像形成部３０へ搬送される。
【００５０】
用紙搬送方向において搬送ローラ３９Ａの下流側に、レジストローラ３９Ｂが配置されている。搬送ローラ３９Ａによって搬送された用紙は、停止しているレジストローラ３９Ｂに前端を突き当てられる。レジストローラ３９Ｂの回転軸は、用紙搬送方向に直交する方向に配置されている。用紙の前端が、停止しているレジストローラ３９Ｂに突き当てられることで、用紙が斜行している場合は斜行が補正される。
【００５１】
レジストローラ３９Ｂは、用紙の前端が、感光体ドラム３１の周面に形成されたトナー像の前端に合致するタイミングで回転を開始し、感光体ドラム３１と転写ベルト３５Ｂとの間に用紙を搬送する。用紙には上述のようにトナー像が転写および定着され、用紙は排紙トレイ３８に排出される。
【００５２】
画像形成装置１００の側面であって手差しトレイ４０５の下方に、大容量給紙カセット（以下、ＬＣＣ：Large Capacity Cassette という。）を配置することができる。ＬＣＣには、多量の用紙が収容される。ＬＣＣから給紙された用紙は、用紙搬送路４３を経由して、画像形成部３０へ搬送される。
【００５３】
図３は、クリーニングユニット１０および感光体ドラム３１の正面断面図である。
クリーニングユニット１０は、筺体１１、クリーニングブレード１２、コイルばね１３、および、搬送スクリュ１４，１５を備えている。
【００５４】
筺体１１は、感光体ドラム３１に対向する開口部１６を有している。感光体ドラム３１から掻き落とされたトナーは、開口部１６から筺体１１内へ回収される。筺体１１内へ回収されたトナーは、搬送スクリュ１４，１５によって搬送され、図示しない廃トナーボックスへ送られる。
【００５５】
クリーニングブレード１２は、筺体１１内に配置され、感光体ドラム３１に圧接している。コイルばね１３は、クリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に圧接する圧接部を、感光体ドラム３１に向かって付勢している。コイルばね１３を適宜選択することによって、クリーニングブレード１２の圧接部の圧接力を調整し、感光体ドラム３１に対するクリーニングブレード１２の圧接力が１〜１０ｇ／ｍｍの範囲になるようにする。
【００５６】
また、開口部１６には、トナーの飛散を防止するシール部材１７を設けることが好ましい。シール部材１７は、トナー受けシール１７ａとサイドシール１７ｂとを含む。トナー受けシール１７ａは、感光体ドラム３１の表面のトナーが、クリーニングブレード１２によって掻き取られた際に落下して飛散することを防止する。サイドシール１７ｂは、開口部１６の、感光体ドラム３１の表面形状に沿って湾曲した部分に設けられており、この湾曲した部分が感光体ドラム３１の表面に接触する際の緩衝材として機能するとともに、この湾曲した部分と感光体ドラム３１の表面との隙間からのトナーの飛散を防止する。
【００５７】
また、図４は、クリーニングブレード１２を感光体ドラム３１に接触させた状態を表す図である。クリーニングブレード１２は、筺体１１の開口部１６の上縁部１６ａによって、感光体ドラム３１に接近する方向への変位を規制しており、クリーニングブレード１２の、感光体ドラム３１との接触面１２ａと、その接触部における感光体ドラム３１の接線Ｘとのなす角度θ、すなわち圧接角を５〜２０°の範囲となるようにする。
【００５８】
図５は、クリーニングブレード１２の斜視図である。図６は、クリーニングブレード１２の断面図である。
【００５９】
クリーニングブレード１２は、矩形状のシート部材で構成され、シート部材の長手方向が感光体ドラム３１の回転軸と平行となるように設けられる。
【００６０】
第１の実施形態では、図６（ａ）に示すように、クリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａおよび裏面１２ｂそれぞれに、オゾンを分解する触媒（白金ナノコロイド）を含む白金コーティング層１８を設ける。
【００６１】
この白金コーティング層１８は、含まれる白金ナノコロイドのオゾン分解作用により、帯電器３２から感光体ドラム３１の周面に沿って、流れ込んだオゾンを分解する効果を有する。
【００６２】
白金ナノコロイドの触媒反応によるオゾンの分解は、Ｐｔ−Ｏ２＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ２で表わされる第１反応と、Ｐｔ−Ｏ３＋Ｏ３→Ｐｔ−Ｏ２＋２Ｏ２で表わされる第２反応との連鎖反応による。
【００６３】
白金ナノコロイドは、分解反応の触媒として働くため、第１反応および第２反応により損失することがなく、酸化チタンなどの光触媒に比べ励起エネルギーが不要で、劣化に強く、長期に亘るオゾン分解能を維持することができる。
【００６４】
さらに、白金ナノコロイドは、粒径が１〜５ｎｍのナノ微粒子であるので、表面積が大きく、高い分解効率を達成できる。
【００６５】
白金コーティング層１８は、クリーニングブレード１２の表面の少なくとも一部に設ければ、オゾン分解効果が発揮され、劣化を防止することができるが、たとえば、基体となるクリーニングブレード１２の両面、または、感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａに設けることが好ましい。帯電器３２で発生したオゾンは、主にクリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａに接触するので、オゾンが接触しやすい表面に白金コーティング層１８を設けることで、白金ナノコロイドとオゾンとの接触機会を増加させ、オゾンの分解を促進させることができる。
【００６６】
また、図６（ｂ）に示すように、第２の実施形態としては、クリーニングブレード１２の感光体ドラム３１に当接する側の接触面１２ａのうち、クリーニングブレード１２のエッジ部であり、感光体ドラム３１に圧接する圧接部１２ｃを除く部分にのみ設ける。
【００６７】
白金コーティング層１８は、白金ナノコロイドを含むことで導電性を有するため、感光体ドラム３１に接触すると感光体ドラム３１からの電荷のリークが生じてしまい、クリーニングブレード１２表面にトナーが堆積してしまうためである。
【００６８】
白金コーティング層１８をクリーニングブレード１２表面に形成する方法には、特に制限はなく、白金コーティング層１８を形成させるクリーニングブレード１２と白金ナノコロイド分散液とを接触させることで達成できる。白金ナノコロイド分散液に、クリーニングブレード１２を接触させてもよいし、クリーニングブレード１２に白金ナノコロイド分散液を噴霧してもよい。
【００６９】
白金コーティング層１８をクリーニングブレード１２表面に形成する方法としてはコロイド法が好ましい。コロイド法による白金ナノコロイドのクリーニングブレード１２表面への固着は、物理現象を利用するため簡便である。より具体的には、ＴｉＯ２などの金属酸化物微粉末または、金属微粉末と白金ナノコロイドを混合攪拌し、さらに、金属酸化物微粉末または、金属微粉末の洗浄を兼ねてコロイド分散を安定させる分散安定剤を洗浄除去すると、白金ナノコロイドがコロイド状で付着した沈澱物を得ることができる。この沈澱物を凍結乾燥等の低温乾燥することにより、乾燥時の水等の分散媒体の蒸発減量による凝集力で安定して強固な付着力を得ることができる。金属コロイドは安定化をするための分散剤（ポリアクリル酸ナトリウムなど）を含んでもよい。
【００７０】
金属層の薄膜形成方法としては、蒸着やめっきといった方法も考えられるが、蒸着は、真空または不活性ガスを注入した環境下で蒸着材料を加熱し、気化または昇華して薄膜形成させるため、熱や電気エネルギーが必要となる上、製造装置が大型化する傾向がある。また、めっきでは、液体中での電気化学反応を利用するため、前処理工程が必要となり、コストや時間がかかるデメリットが発生する。
【００７１】
本発明で用いるコロイド法などの白金ナノコロイドの薄膜形成法では、上記のような製造装置の大型化や前処理などが不要であり、簡単な方法で均一に膜を形成することが可能である。
【００７２】
白金ナノコロイドは、燃焼法または沈殿法によって製造できる。燃焼法は、白金イオン溶液を、水素ガス中またはリンなどに添加し、燃焼させることで還元反応させて白金微粒子を得て、その粒子を媒体中に投入することで、白金ナノ微粒子を含むコロイドを得る方法である。媒体は、必要に応じてコロイドを安定化させるために、保護コロイド形成剤を含んでいてもよい。ここで、保護コロイド形成剤とは、コロイド粒子の分散安定性を保持するために、コロイド液に含有されているもので、コロイド粒子表面に付着して、保護コロイドを形成する物質のことである。このような保護コロイド形成剤としては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ゼラチンなどの水溶性高分子物質、界面活性剤、高分子キレート化剤などが挙げられる。
【００７３】
沈殿法は、白金イオン溶液に還元剤を添加し、白金イオンを還元することによって白金ナノコロイドを得る方法で、例えば特開２００１−７９３８３号公報、特開２００１−１２２７２３号公報などに開示されている。
【００７４】
白金ナノコロイド分散液の濃度は、コロイド粒子の分散安定性の面から、通常１０００〜２０００ｐｐｍの範囲が好ましい。
【００７５】
形成した白金コーティング層１８の厚さは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。白金コーティング層１８の厚さをこのような範囲内とすることで、効率よくオゾン分解効果が発揮される。白金コーティング層１８の厚さが２０ｎｍ未満であると、オゾンと白金ナノコロイドとの接触機会が少なく、オゾン分解効果が充分に発揮できない。白金コーティング層１８の厚さが５０ｎｍより大きくしたとしても、オゾン分解効果は増加しないため、５０ｎｍを上限とする。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらによって限定されるものではない。
【００７７】
（実施例１）
厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのウレタン樹脂からなるクリーニングブレード１２の両面に、白金ナノコロイド濃度が２０００ｐｐｍの白金ナノコロイド分散液（日本板硝子社製）を、白金コーティング層１８の厚さが２５ｎｍとなるように、スプレー法により全面被覆し、乾燥機を用いて、４０℃で２日間乾燥させ、実施例１のクリーニングブレードを作製した。
【００７８】
（実施例２）
白金コーティング層１８の厚さを４０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２のクリーニングブレードを作製した。
【００７９】
（実施例３）
厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのウレタン樹脂からなるクリーニングブレード１２の両面のうち、感光体ドラム３１に圧接する圧接部１２ｃとなる部分（幅１０ｍｍ）をマスキングし、この部分を除く部分に、白金ナノコロイド濃度が２０００ｐｐｍの白金ナノコロイド分散液（日本板硝子社製）を、白金コーティング層１８の厚さが３０ｎｍとなるように、スプレー法により全面被覆し、乾燥機を用いて、４０℃で２日間乾燥させ、実施例３のクリーニングブレードを作製した。
【００８０】
（実施例４）
白金コーティング層１８の厚さを４５ｎｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして、実施例４のクリーニングブレードを作製した。
以下実施例５を追記しました。
【００８１】
（実施例５）
白金コーティング層１８の厚さを１５ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５のクリーニングブレードを作製した。
【００８２】
（比較例１）
白金コーティング層１８を設けず、厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのウレタン樹脂からなるクリーニングブレード１２のみを比較例１とした。
【００８３】
（コーティング層厚さ）
シール部材を粗切断し、エポキシ樹脂に包埋後、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ社製ＵＬＴＲＡＣＵＴ−Ｎ型ミクロトームにより、５０〜６０ｎｍの厚さの極薄切片を作製し、支持膜を張ったメッシュに積載した。続いて５分間程度のＲｕＯ４蒸気染色を施した後、ＴＥＭにより膜断面を観察し、コーティング層の厚さを計測した。
【００８４】
ＴＥＭ観察の条件は、以下の通りである。
・ＴＥＭ ： 電界放出形透過電子顕微鏡（日立製作所製：ＨＦ２０００）
・加速電圧 ： １２５ｋＶ
基体となるウレタン樹脂と、白金ナノコロイドは、それぞれ構造が異なるため、ＴＥＭ観察では異なる像が得られる。したがって、ＴＥＭ観察を行うことにより、白金コーティング層の厚みが計測可能である。
【００８５】
（連続プリントテスト）
図１に示す構成の画像形成装置であって、実施例および比較例のクリーニングブレードを用いたクリーニングユニットを備える画像形成装置により、１０００００（以下「１００ｋ」という）枚の連続プリントテストを行った。
【００８６】
連続プリントテストは、感光体ドラムの周速を４００ｍｍ/秒に設定し、ベタ画像（１００％濃度）における用紙上のトナー付着量が０．５ｍｇ/ｃｍ２、非画像部におけるトナー付着量が最も少なくなるような条件に、感光体ドラムの表面電位および現像バイアスをそれぞれ調整した。試験紙として、Ａ４サイズの電子写真用紙（マルチレシーバー、シャープドキュメントシステム社製）を使用した。
【００８７】
印刷したベタ画像（１００％濃度）は、１辺３ｃｍとし、１００ｋ枚印刷終了時に、非画像部でのトナーかぶりと、現像槽およびクリーニングブレードへのトナーの融着を以下のようにして評価した。
【００８８】
(かぶり評価)
かぶりについては、非画像部（０％濃度）の濃度を次の手順によって算出した。白度計（日本電色工業社製：Ｚ−Σ９０ ＣＯＬＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ）を用いて、予めプリント前の紙の白色度を測定した。次に、印刷後の用紙の非画像部における白色度を、白度計を用いて測定し、印刷前の白色度との差を求めた。この差をかぶり濃度とした。かぶりの評価基準は以下の通りである。
【００８９】
肉眼ではほとんどかぶりが確認できない状態である濃度差０．５未満を◎、かぶりが肉眼でもやや確認できる状態のである濃度差０．５以上０．８未満を〇、かぶりが肉眼で明確に確認できる濃度差０．８以上１．２未満を△、濃度差１．２以上を×とした。
【００９０】
(トナーの融着評価)
クリーニングブレードへのトナーの融着については、印刷された画像への筋の発生および、クリーニングブレードを目視観察することによって確認した。トナーの融着の評価基準は以下の通りである。
【００９１】
クリーニングブレードのトナーの融着および印刷された画像に筋の発生がないものを◎、クリーニングブレードにトナーの融着がみられるものの、印刷された画像に筋の発生がないものを〇、クリーニングブレードのトナーの融着および印刷された画像に筋の発生があるものを×とした。
【００９２】
（評価結果）
以下の表１に、実施例および比較例の連続プリントテストの評価結果を示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
実施例１〜４のクリーニングブレードを用いた連続プリントテストにおいては、１００ｋ枚後もかぶり、トナーの融着がなく、高精彩な画像が得られることが分かった。
【００９５】
また、実施例５のクリーニングブレードを用いた連続プリントテストにおいては、多少のかぶりはみられたものの、総合的には、問題ない画像が得られる結果となった。
【符号の説明】
【００９６】
１０ クリーニングユニット
１１ 筺体
１２ クリーニングブレード
１３ コイルばね
１６ 開口部
１８ 白金コーティング層
３１ 感光体ドラム
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体の周面に残留する現像剤を除去するクリーニング装置であって、
前記静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、
前記クリーニングブレードの表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設けることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記白金コーティング層は、前記静電潜像担持体に圧接する部分を除く表面に設けることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記白金コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記白金コーティング層の厚さは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体の周面に残留する現像剤を除去するクリーニング装置であって、
前記静電潜像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、
前記クリーニングブレードの表面の少なくとも一部に、白金ナノコロイドを含む白金コーティング層を設けることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記白金コーティング層は、前記静電潜像担持体に圧接する部分を除く表面に設けることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記白金コーティング層は、コロイド法によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記白金コーティング層の厚さは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１７５６５６（Ｐ２０１０−１７５６５６Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０３４（Ｐ２００９−１６０３４）
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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