画像形成装置
【課題】終始安定して画像流れを発生させず、且つ、像担持体の耐久性も十分に兼ね備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１の移動方向にて、像担持体１の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段６の下流側に像担持体１の表面を摺擦する部材７１を設け、摺擦部材７１は、摺擦部材７１の長手方向において、摺擦部材７１を均一平面に当接させた時の圧力が弱い弱圧部と、圧力が前記弱圧部より強い強圧部とを交互に有し、且つ摺擦部材７１が像担持体１と当接する際に長手方向にレシプロ移動する。
【解決手段】像担持体１の移動方向にて、像担持体１の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段６の下流側に像担持体１の表面を摺擦する部材７１を設け、摺擦部材７１は、摺擦部材７１の長手方向において、摺擦部材７１を均一平面に当接させた時の圧力が弱い弱圧部と、圧力が前記弱圧部より強い強圧部とを交互に有し、且つ摺擦部材７１が像担持体１と当接する際に長手方向にレシプロ移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスにより像担持体上に画像を形成し、この画像を記録材などの記録媒体に転写する、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、帯電ローラなどの帯電手段により像担持体である電子写真感光体を一様に帯電し、これに、像露光、例えば、レーザービームを照射して静電潜像を得ている。この潜像は、現像手段により、トナー像として反転現像又は正規現像されて顕像化される。このトナー像は、転写ローラなどの転写手段により静電的に記録材などの記録媒体に転写された後に、加熱定着装置等の定着手段により熱と圧力が加えられて記録媒体に定着される。記録媒体に対するトナー像転写後の感光体の表面は、残留したトナーがクリーニング装置によって除去されて清掃され、次の画像形成工程に備えられる。
【０００３】
ところで、近年感光体の高耐久性を達成する為に低磨耗レートの感光体が使われ始めている。こういった高耐久感光体を用いると感光体表面摩擦係数の上昇によるクリーニング性の低下、また高湿環境での画像流れが発生する場合がある。これは感光体を帯電する帯電工程で生じるオゾンが、空気中の窒素と反応して窒素酸化物（ＮＯｘ）となり、更にこれらの窒素酸化物が空気中の水分と反応して硝酸になって感光体の表面に付着して、感光体の表面の抵抗を低下させる。このために画像形成時に感光体において画像流れを生じるようになる。
【０００４】
この画像流れに対して、トナーに研磨作用を有する粒子を添加し、感光体の表面に付着した帯電生成物を剥ぎ取ることによって改善する方法が知られている。例えば特許文献１によるとトナー中に添加する研磨剤として粒子形状が概略立方体及び／又は直方体であるペロブスカイト型結晶の無機微粉体を用いることで、感光体表面に付着した帯電生成物の除去を効率的に行えるとしている。
【０００５】
また、摺擦部材により感光体表面をリフレッシュし放電生成物を機械的に除去する手法も提案されている。特許文献２には研磨ブレードを用いて感光体表面を摺擦する手法、特許文献３には弾性ローラを用いて感光体表面を摺擦する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３８７５０号公報
【特許文献２】特開２００６−２９３２８６号公報
【特許文献３】特開２００５―１５７１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記研磨剤を現像トナーに外添して感光体表面に供給する方法だと画像ｄｕｔｙや印字パターンにより供給の偏りが生じ、部分的に画像流れが発生してしまう場合がある。
【０００８】
また、摺擦部材により感光体表面をリフレッシュさせる方法では、画像流れを確実に防ぐ為にはある程度強く摺擦部材を当接する必要があり、その時感光体磨耗／傷が発生し感光体として十分な耐久性を得られない場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、終始安定して画像流れを発生させず、且つ、像担持体の耐久性も十分に兼ね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】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向にて前記クリーニング手段の下流側に前記像担持体の表面を摺擦する部材を設け、前記摺擦部材は、前記摺擦部材の長手方向において、前記摺擦部材を均一平面に当接させた時の圧力が弱い弱圧部と、圧力が前記弱圧部より強い強圧部とを交互に有し、且つ前記摺擦部材が前記像担持体と当接する際に長手方向にレシプロ移動することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、摺擦部材の平均的な圧力が低い状態でも優れた摺擦効果が得られ、像担持体の寿命の向上と画像流れ防止の両立を長期にわたり維持することができる。また、像担持体として高耐久感光体を用いた場合においても画像流れの発生が防止され、且つ安定した画像特性が長期に渡り維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に従った摺擦部材の当接方法の一実施例を説明する画像形成装置の全体概略構成図であり、図２（ｂ）は、当接部材の感光体表面に対する順方向当接状態を説明する拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例１における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図３（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図４】図４（ａ）は、摺擦部材当接面の一実施例を説明するための摺擦部材の斜視図であり、図４（ｂ）は、摺擦部材当接面の他の実施例を説明するための摺擦部材の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例２における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図５（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図６】図６（ａ）は、実施例３における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図６（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図７】図７（ａ）は、実施例４における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図７（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図８】図８（ａ）は、比較例２における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図８（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図９】図９（ａ）は、比較例３における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図９（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１０】図１０（ａ）は、比較例４における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１０（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１１】図１１（ａ）は、比較例６における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１２】図１２（ａ）は、比較例７における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１２（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１３】図１３（ａ）は、比較例８における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１３（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例５における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１４（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１５】図１５（ａ）は、実施例６における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１５（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１６】図１６（ａ）は、実施例７における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１６（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１７】図１７（ａ）は、実施例９における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１７（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１８】研磨シートを用いて感光体の表面形状を制御する装置の説明図である。
【図１９】図１９（ａ）は、実施例１３における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１９（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図２０】図２０（ａ）は、実施例１４における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図２０（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図２１】本発明に従った摺擦部材の当接方法の他の実施例（カウンター当接）を説明する画像形成装置の全体概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。なお、画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
実施例１
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す模式図である。本実施例にて画像形成装置は、転写式電子写真画像形成装置であり、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリ能機を有する複合機能機である。
【００１５】
本実施例にて画像形成装置１００は、画像形成部Ａと、画像形成部Ａの上部に配設された原稿読取り部（原稿読み取り手段）Ｂとを有している。
【００１６】
原稿読取り部Ｂは、原稿台ガラス２１、原稿台ガラス２１の上面に対して開閉可能な原稿押え板２２を備えている。原稿台ガラス２１の上に原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２２を被せることで原稿Ｏをセットする。原稿押え板２２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ・ＲＤＦ）にしてシート状の原稿を自動的に原稿台ガラス２１の上に給送する構成にすることもできる。原稿読取り部Ｂには、原稿台ガラス２１の下面に沿って移動駆動される原稿読取りユニット２３が設置されている。この原稿読取りユニット２３により原稿台ガラス２１上のセット原稿Ｏの下向き画像面が走査される。
【００１７】
原稿読取り部Ｂにより、原稿画像が電気的な画像情報として光電読取りされて、コントローラＣの画像処理部に入力する。コントローラＣは、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御手段（制御回路）であり、画像形成開始信号が入力すると、画像形成動作のシーケンス制御を開始する。
【００１８】
画像形成部Ａは、回転体とされる像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体」と記す。）１を備えている。この感光体１は、駆動機構（不図示）により、矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピード）、本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光体１は、ＯＰＣ等の感光材料の層を、アルミニウムなどのシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。本実施例にて、感光体１の直径は、３０ｍｍとした。
【００１９】
回転駆動される感光体１は、帯電手段である帯電ローラ２の感光体移動方向上流に配置された除電手段としての前露光ランプ（イレーザランプ）（不図示）による全面露光を受ける。これにより、感光体１の表面が均一に除電されて前の画像形成時の電気的メモリの消去がなされる。そして、その感光体１の除電面が接触帯電装置である帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電される。この帯電ローラ２の導電性部材に対して帯電バイアス印加電源部Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加されることで、回転する感光体１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００２０】
画像露光手段（潜像を形成する露光装置）３として、本実施例では、レーザー発信器、高速で回転するポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、偏向ミラー等を含むレーザースキャナ（レーザー走査露光装置）が設置されている。
【００２１】
コントローラ部Ｃの画像処理部は、複写機モードの場合は、原稿読取り部Ｂから入力した原稿画像の電気的画像情報をレーザースキャナ３に入力する。レーザースキャナ３は、入力した画像情報に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを出力して、接触式帯電ローラ２で一様に帯電された感光体１の表面を走査露光する。これにより、感光体１の表面に原稿Ｏの画像情報に対応した静電潜像が形成される。本実施例では、感光体１の表面に明部電位ＶＬとして−１５０Ｖの静電潜像が形成される。
【００２２】
感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像手段である現像装置４により供給される現像剤（トナー）によって現像剤像（トナー像）として可視化される。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００２３】
上記構成において、帯電手段２と画像露光手段３と現像手段４とが、感光体１にトナー像を形成するトナー像形成手段である。又、本実施例では、感光体１、帯電手段２、現像手段４、クリーニング手段６は、枠体１５ａにて一体化され、画像形成装置１００に着脱可能なカートリッジ１５を構成している。
【００２４】
一方、給紙部Ｄの給紙ローラ９が所定の制御タイミングで駆動されて、給紙カセット８に積載して収納されている記録媒体としての記録材（転写用紙、ＯＨＰシート等）Ｐが一枚分離給送されて、レジストローラ（レジスロレーションローラ）１０に送られる。レジストローラ１０は、記録材Ｐの斜行修正と、感光体１から記録材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するもので、給紙カセット８から給送された記録材Ｐの先端を受け止めて一旦停止させる。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ１０により、感光体１と中抵抗の転写ローラ（転写手段）５との圧接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送される間、転写バイアス電源部Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体１の表面に形成されているトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電的に転写される。
【００２５】
転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは、感光体１の表面から分離される。そして、ガイド部材１１でガイドされて定着手段としての画像加熱定着装置１２の、加熱定着ローラ１２ａとこれに所定の加圧力にて接触させた加圧ローラ１２ｂとの間の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持されて搬送され、その搬送過程で熱と圧力を受ける。これにより、トナー像が記録材Ｐの表面に固着画像として定着される。そして、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１３により排出トレイ１４に画像形成物（コピー、プリント）として排出される。
【００２６】
また、記録材分離後（顕画像転写後）の感光体１の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置（クリーニング手段）６によって除去される。そして、表面がクリーニングされた感光体１は繰り返して画像形成に供される。
【００２７】
＜帯電装置＞
帯電部材である接触式帯電ローラ２は、電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて感光体１との十分な接触状態を得ると同時に、移動する感光体１を帯電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では、感光体１にピンホールなどの低耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。十分な帯電性と耐リークを得るには接触式帯電ローラ２の抵抗値は１０4〜１０7Ωであることが好ましい。本実施例では接触式帯電ローラ２の抵抗値は１０6Ωを用いている。本実施例においては、帯電ローラ２には、電源Ｓ１から帯電バイアスとして、所定の交流電圧に所定の直流電圧を重畳した振動電圧が印加される（ＡＣ方式）。これにより、感光体１の表面は、所定の暗部電位ＶＤに一様に接触帯電される。具体的には、周波数１８５０Ｈｚの正弦波交流に−６５０Ｖの直流バイアスを重畳した帯電バイアスを用い、帯電ローラ２に流れる交流帯電電流Ｉａｃが定電流制御されている。感光体１はこれによって暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様帯電される。
【００２８】
接触式帯電ローラ２は、芯金２ａ、弾性体２ｂ、表面層２ｃにて構成される。芯金２ａの周りに形成される弾性体２ｂの材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものが挙げられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。表面層２ｃは、感光体１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層であり、フッ素樹脂化合物に酸化錫とカーボンを分散したものなどにて作製される。
【００２９】
接触式帯電ローラ２のアスカーＣ硬度は、低すぎると形状が安定しないために感光体との接触性が悪くなり、高すぎると感光体との間に帯電ニップ部を確保できないだけでなく、感光体表面へのミクロな接触性が悪くなる。これらの理由でアスカーＣ硬度は２０°以上８０°以下であることが好ましい。本実施例では５０°のものを使用した。
【００３０】
本実施例における帯電ローラ２の硬度の測定は、アスカーＣ硬度計を用いて２３．５℃／６０％ＲＨ環境において行ったものである。
【００３１】
＜現像装置＞
現像装置４は、本実施例では、現像方式として磁性１成分現像法を用いている。現像装置４は、現像剤担持体として、直径１６ｍｍの非磁性の現像スリーブ４１を備えており、固定のマグネット・ローラ（磁界発生手段）４２を内包している。
【００３２】
この現像スリーブ４１に、重量平均粒径６μｍのネガトナーをコートし、感光体１の表面との距離を２００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、現像スリーブ４１に現像バイアス電源部Ｓ２より所定の現像バイアス電圧を印加する。本実施例では、現像バイアスは、−４５０Ｖの直流電圧と、周波数１．８ＭＨｚ、ピーク間電圧１．６ｋＶの矩形の交流電圧を重畳したものを用い、現像スリーブ４１と感光体１の間でジャンピング現像を行わせる。
【００３３】
トナーの重量平均粒径は、以下のようにして算出する。
【００３４】
測定装置としては、１００μｍのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３」（登録商標、ベックマン・コールター社製）を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１」（ベックマン・コールター社製）を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数２万５千チャンネルで行なう。
【００３５】
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約１質量％となるようにしたもの、例えば、「ＩＳＯＴＯＮ ＩＩ」（ベックマン・コールター社製）が使用できる。
【００３６】
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。
【００３７】
前記専用ソフトの「標準測定方法（ＳＯＭ）を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を５００００粒子に設定し、測定回数を１回、Ｋｄ値は「標準粒子１０．０μｍ」（ベックマン・コールター社製）を用いて得られた値を設定する。「閾値／ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを１６００μＡに、ゲインを２に、電解液をＩＳＯＴＯＮ ＩＩに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
【００３８】
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを２５６粒径ビンに、粒径範囲を２μｍから６０μｍまでに設定する。
【００３９】
具体的な測定法は以下の通りである。
（１）Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３専用のガラス製２５０ｍｌ丸底ビーカーに前記電解水溶液約２００ｍｌを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで２４回転／秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
（２）ガラス製の１００ｍｌ平底ビーカーに前記電解水溶液約３０ｍｌを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンＮ」（非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業社製）をイオン交換水で約３質量倍に希釈した希釈液を約０．３ｍｌ加える。
（３）発振周波数５０ｋＨｚの発振器２個を位相を１８０度ずらした状態で内蔵し、電気的出力１２０Ｗの超音波分散器「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｔｏｒａ１５０」（日科機バイオス社製）を準備する。超音波分散器の水槽内に約３．３ｌのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンＮを約２ｍｌ添加する。
（４）前記（２）のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
（５）前記（４）のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約１０ｍｇを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに６０秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が１０℃以上４０℃以下となる様に適宜調節する。
（６）サンプルスタンド内に設置した前記（１）の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記（５）の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約５％となるように調整する。そして、測定粒子数が５００００個になるまで測定を行なう。
（７）測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ／体積％と設定したときの、「分析／体積統計値（算術平均）」画面の「平均径」が重量平均粒径である。
【００４０】
本実施例で用いた現像剤の外添処方は、トナー１００重量部に対して、疎水性シリカ（不定形、平均粒径約２０ｎｍ）を１．０重量部外添した。
【００４１】
また、現像装置４の現像方式及び現像剤は、上記に限らず、感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像とし得るものであればよい。例えば、非磁性１成分現像剤（非磁性トナー）を使用した非磁性１成分現像方式、或いは、２成分現像剤（トナーと磁性キャリア）を使用した２成分現像方式等も好適に用いることができる。
【００４２】
＜クリーニング装置＞
クリーニング手段であるクリーニング装置６は、クリーニング部材として、弾性を有するクリーニングブレード（弾性ブレード）を用いたブレードクリーニング装置である。クリーニング装置６は、板金６ｆに支持されたクリーニングブレード６ａ、トナー捕集シート６ｂ、廃トナー回収容器６ｃ等から構成されている。クリーニングブレード６ａは回転する感光体１に対してカウンターに当接させて、感光体１とニップ部を形成させている。
【００４３】
クリーニングブレード６ａは、板金６ｆの先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、感光体１に対して所定の侵入量、設定角の条件で当接されている。ブレードのゴム硬度としては５０°以上８５°以下（ＪＩＳ Ａ）が好ましい。５０°未満では軟らか過ぎてブレード全体の挙動が安定せず、８５°超では剛性が高すぎてトナーのクリーニングが良好に出来ない場合がある。本実施例ではクリーニングブレードとして７０°のウレタンゴムを用いた。
【００４４】
本実施例では、設定角（θ）＝２２°、侵入量１．０ｍｍの範囲、クリーニングブレード６ａの感光体１への当接圧（Ｆ）を２５ｇ／ｃｍとなるようにした。クリーニングブレード６ａの当接圧は、１５ｇ／ｃｍ以上６０ｇ／ｃｍ以下であることが好ましい。クリーニングブレード６ａの当接圧が２０ｇ／ｃｍ未満である場合、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすくなり、また、６０ｇ／ｃｍを超える場合、クリーニングブレード６ａの磨耗により満足な耐久性が得られにくくなった。
【００４５】
＜感光体＞
本実施例における像担持体としての感光体１の構成は、導電性基体上に電荷発生層と電荷輸送層を積層し、その上に表面保護層を形成している。表面層は、重合或いは架橋し、硬化させた化合物を含有している電子写真感光体であることがより好ましい。表面層の硬化手段は、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線を用いることが出来る。
【００４６】
従って、本実施例における感光体１の表面層を形成するには、表面層用の重合或いは架橋し硬化させることが出来る化合物を融解、含有している塗布溶液を用いる。そして、この溶液を、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング等により塗工し、これを前記した硬化手段により硬化するという手順となる。感光体を効率よく大量生産するには含浸コーティング法が最良であり、本実施例においても浸漬塗布法は可能である。
【００４７】
本実施例において、表面層の重合或いは架橋させる化合物の硬化法は、感光体特性の劣化無く残留電位の上昇が起こらず、十分な硬度を示すことが出来る点で、放射線を用いることが好適である。
【００４８】
この際、使用する放射線とは電子線及びガンマ線である。電子線を照射する場合、加速器としてスキャニング型、エレクトロンカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びらミーナ型等の何れの形式も使用することが出来る。電子線を照射する場合に、本実施例の感光体における電気特性、及び耐久性能を発現する上で、その照射条件は、加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。また照射線量は好ましくは１０ＫＧｙから１０００ＫＧｙの範囲、より好ましくは３０ＫＧｙから５００ＫＧｙの範囲である。加速電圧が上記を越えると感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上記範囲より少ない場合には硬化が不十分となりやすく、線量が多い場合には感光体特性の劣化が起こりやすいので注意が必要である。
【００４９】
重合或いは架橋し硬化させることの出来る表面層用化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、硬化後に達成される硬度の高さの点から、分子内に不飽和重合性官能基を持つものが好ましい。更にその中でもアクリル基、メタクリル基、及びスチレン基をもつ化合物が特に好ましい。
【００５０】
本実施例に用いる表面保護層の膜厚は、０．２〜１０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜６μｍの範囲である。
【００５１】
本実施例に用いられる像担持体である感光体表面の磨耗量は、テーバー磨耗試験器では２ｍｇ以下である。テーバー磨耗試験の試験方法は、テーバー磨耗試験機（Ｙ．Ｓ．Ｓ．Ｔａｂｅｒ 安田製作所製）の試料台にサンプルを装着する。そして、２個のサンプルの表面にラッピングテープ（富士フィルム製 品名：Ｃ２０００）を装着したゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）の各々荷重５００ｇｒをかけ、１０００回転後のサンプルの質量減少を精密天秤にて測定する方法である。本実施例で用いた感光体は、保護層を設けテーバー磨耗試験で０．５ｍｇとなるものを用いた。
【００５２】
次に、本実施例で用いた感光体１の表面形状についてであるが、平均表面粗さＲｚ（１０点平均粗さ）は０．１μｍ、表面の凹凸の平均間隔Ｓｍは３００μｍのものを用いており、感光体表面の特別な粗面化処理は施していない。
【００５３】
感光体１の表面の表面粗さは、接触式面粗さ測定機（商品名：サーフコーダＳＥ３５００、（株）小坂研究所製）を用いて以下のように測定を行う。
【００５４】
検出器：Ｒ２μｍ、０．７ｍＮのダイアモンド針、フィルタ：２ＣＲ、カットオフ値：０．８ｍｍ、測定長さ：２．５ｍｍ、送り速さ：０．１ｍｍとし、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１で定義される１０点平均表面粗さＲｚのデータを処理した。また表面の凹凸の平均間隔Ｓｍは同様の条件で測定し以下の式から得られる算術平均値である。
【００５５】
【数１】
【００５６】
＜摺擦手段＞
次に、本発明の特徴部を構成する摺擦手段７について説明する。摺擦手段７は、感光体１の移動方向で、クリーニング装置６の下流側であって、帯電ローラ２の上流側に配置される。
【００５７】
図２（ａ）、（ｂ）に、摺擦手段７の一実施例を示す。摺擦手段７は、感光体１の表面に当接する摺擦部材７１を有し、本実施例では摺擦部材７１としては、弾性材料にて作製されたブレード形状のもの（以下、「研磨ブレード」と称す。）を用いた。ブレード材質としては通常のクリーニングブレードと同様にフッ素ゴム、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、ウレタンゴム等を用いることができる。
【００５８】
図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、研磨ブレード７１は、本実施例では、全体形状は、感光体１の長手軸線方向に沿って延在し、長手方向の長さ（Ｗ０）が感光体１の画像形成幅より若干大きくされた細長の矩形状の板状部材とされる。また、研磨ブレード７１は、厚さ（ｔ）が３ｍｍとされ、ブレード７１の長手方向に直交する方向の幅（ｈ）は、１０ｍｍとされ、横断面形状が長方形のブレードとされる。
【００５９】
また、摺擦部材としての研磨ブレード７１は、感光体１の軸線方向に沿った板状部材の長手方向の一端側が支持部材７２に結合して取り付けられる。支持部材７２に支持されていない他端側の板状部材の軸線方向に沿った先端エッジ部７１ａが、感光体１の表面に押圧力（Ｎｐ）にて押圧され、当接面７１Ａを形成している。
【００６０】
本実施例によれば、詳しくは後述するように、ブレード７１と感光体１との当接圧（Ｆｓ）は、ブレード７１の長手方向において異なるものとされる。即ち、ブレード７１の長手方向において、圧力が弱い弱圧部と、圧力がこの弱圧部より強い強圧部とを交互に有している。
【００６１】
先端エッジ部７１ａが感光体１に当接して形成される研磨ブレード７１と感光体１とが接触する接触面（即ち、当接面）７１Ａの感光体１の移動方向に沿った幅（Ｎｔ）は、０．０５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。接触する幅（Ｎｔ）が０．０５ｍｍ未満では、両者の接触する面積が小さいため、研磨ブレード７１による十分な研磨効果が得られない。一方、接触する幅（Ｎｔ）が１０ｍｍより大きいと、両者の接触面積が大きくなり、面圧が下がるので、十分な研磨効果が得られない。また異物を挟み込んだ場合に感光体表面に傷が入り易くなってしまう。
【００６２】
本実施例では耐摩耗性の観点から研磨ブレード７１としてウレタンゴムを用いた。ゴム硬度は６５度以上１００度以下の上記のゴム材料がよい。硬度が６５度より小さいとブレードの摩耗の進行が早く、また、硬度が１００度より大きいとブレードのエッジが欠け易くなるからである。より好ましくは、ゴム硬度は８０度以上１００度以下である。ゴム硬度を８０度以上にすることで、研磨ブレード７１と感光体１との接触面積を減らし、これにより面圧を高めて研磨力を向上させることができるからである。また、研磨粒子のブレードへのめり込みも防ぐことができ、高い研磨力を維持できる。
【００６３】
また、これらの弾性材料に研磨粒子等のフィラーを入れたものも好適に用いられる。以下研磨粒子について説明する。
【００６４】
弾性材料に含有する研磨粒子としては、窒化珪素等の窒化物、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、マイカ、珪酸カルシウム等の珪酸塩、炭酸カルシウム、石膏等の石灰質物質、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ジルコニウム等の炭化物、酸化セリウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化物が挙げられる。この中でも、研磨力に優れている酸化セリウムが好ましい。
【００６５】
また、研磨ブレード部材の研磨粒子含有層に含有される研磨粒子の含有量は、０．５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることが好ましい。研磨粒子の含有量が０．５ｗｔ％未満では、感光体１表面に接触して研磨効果を発揮する研磨粒子の量が少なすぎ、感光体表面を効果的に研磨ができない。また、研磨粒子の含有量が５０ｗｔ％を超えると、研磨粒子の濃度が高くなり過ぎ、成形が困難になる。また、コストも高くなってしまう。
【００６６】
さらに、研磨粒子含有層は、純度８０％以上の酸化セリウムを含有することが一層好ましい。酸化セリウムは、研磨力に優れているが、通常、天然鉱石を砕いて製造しているため、純度は５０％程度と低く、その他の希土類も研磨力を発揮する塩の形にして混合されている。しかしながら、これでは物性のばらつきが大きく、研磨ブレードとしたときの研磨性能も一定にすることができない。そこで、研磨力の高い酸化セリウムのみを抽出した純度８０％以上の酸化セリウムが、物性のばらつきのない研磨剤として好適である。これを用いることで、研磨ブレードの安定した高い研磨力を得ることができる。
【００６７】
研磨粒子の平均粒径は、０．０５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、粒子が細かすぎ、弾性材料の中での均一な分散が困難になったり、研磨ブレードとしての研磨力が十分に得られない。また、平均粒径が１００μｍを超えると、研磨力が大きすぎるために感光体表面上を傷つけることになるため好ましくない。
【００６８】
本実施例ではブレード硬度８０度、酸化セリウム含有量１０ｗｔ％のものを使用した。
【００６９】
本発明では摺擦部材（研磨ブレード）７１の感光体１に対する当接圧（Ｆｓ）を長手方向に分布を持たせる構成としている。そのため、本実施例では研磨ブレード７１の感光体１に対する当接面７１Ａ、即ち、ブレード先端エッジ部７１ａを図３（ａ）に示すように凹凸を持たせ圧力分布を持たせるようにした。ブレード当接面７１Ａの凹凸形成方法としては、例えば金型注型による方法が利用できる。また凹凸形状がシャープなものを形成したい場合は例えばエキシマレーザ等が利用でき、最小加工寸法がミクロンオーダーで加工することができる。
【００７０】
なお、図４（ａ）に示すように、ブレード当接面７１Ａは、研磨ブレード７１の端面７１ｃを凹凸形状に形成し、一方のエッジ部７１ａを感光体１に当接することにより形成することもできる。又、図４（ｂ）に示すように、研磨ブレード７１の端面７１ｃの一方のエッジ部７１ａを凹凸形状に形成し、この凹凸形状のエッジ部７１ａを感光体１に当接しても良い。
【００７１】
また、本実施例ではブレード当接面７１Ａの形状により、圧力分布を形成したがこれに限るものでなく、例えばブレード当接面７１Ａの材質を部分的に変え、当接圧の分布を形成する手法を用いても何ら問題無い。
【００７２】
研磨ブレード７１が感光体表面に当接する時の当接圧（Ｆｓ）の圧力分布は、ニッタ（株）製タクタイルセンサシステムＰＩＮＣＨを用いて測定した。このシステムでは厚さ０．１ｍｍのセンサシートを研磨ブレード７１が感光体表面と当接する部分に挿入させ測定する。実際測定する際には感光体１と同径のアルミシリンダー或いはガラスシリンダー等の鏡面状のものを用いた。タクタイルセンサシステムは薄いフィルム上に０．２ｍｍ幅の圧力センサ素子が２次元配置されており、長手、周方向共に０．６３５ｍｍピッチで４４点測定できる仕様となっている。図３（ｂ）に本実施例で用いた研磨ブレードニップの圧力分布を示す。このグラフは感光体長手方向の当接圧（Ｆｓ）の圧力分布を表しており、垂直方向の圧力は積算値となっている。
【００７３】
本発明によれば、詳しくは後述するが、研磨ブレード７１は、次の構成とされる。つまり、研磨ブレード７１は、研磨ブレード７１を均一平面に当接させた時の圧力が任意の長手１ｃｍの範囲に少なくとも０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域（強圧部）と０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域（弱圧部）を有する構成とされる。また、好ましくは、研磨ブレード７１の感光体１に対する当接圧（Ｆｓ）は、０．０７Ｎ／ｃｍ以下である領域が長手方向に２割以上９割以下存在する。更に、本発明によれば、研磨ブレード７１は、感光体１と当接する際に長手方向にレシプロ幅（Ｗ）（図３（ａ）参照）にてレシプロ移動（往復運動）する構成とされる。
【００７４】
本実施例の研磨ブレード７１は、当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の２割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の６割、最大当接圧は０．６Ｎ／ｃｍであった。
【００７５】
本実施例では、図２に示したように、研磨ブレード７１を感光体表面移動方向に対し順方向当接とした。また研磨ブレード７１は、不図示の駆動源により、上述したように、長手方向にレシプロ（往復）運動している。レシプロ幅（Ｗ）は０．７ｃｍとした（図３（ａ）参照）。またレシプロ移動速度は、感光体１の１回転につき０．０１ｃｍ移動する構成とした。
【００７６】
上記構成で画像評価を行った。評価は、印字率５％のチャートを連続通紙で１０万枚の耐久試験を行った（１万枚／日）。試験環境は、高温多湿（３０℃８０％）環境で行い、画像流れの耐久性評価した。
【００７７】
画像流れはハイライトのドットが再現できている場合はＡ、ドットはやや散り気味であるが文字はしっかり出ており、実用上問題のないレベルはＢ、文字がぼやけるレベルで実用レベルでないものをＣとした。評価結果を表１に示す。
【００７８】
本実施例の構成を取ることにより、実用上問題のない良好な画像特性が得られた。
【００７９】
本発明では長手方向に圧力分布を有する摺擦部材７１を感光体１に当接させレシプロさせながら摺擦することで、優れた画像流れ防止効果を長期に渡り維持することができる。これは摺擦部材７１の当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域を弱圧部、０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域を強圧部とすると、強圧部と弱圧部で交互に摺擦することにより放電生成物の優れた掻き取り性能が得られているからだと考えられる。
【００８０】
一定の圧力で部材を当接させた時よりも性能的に向上する理由について、本発明者らは、以下の様に考えた。
【００８１】
摺擦部材７１を感光体表面に当接する際、放電生成物を除去する作用と、放電生成物を感光体表面に押し付ける作用があると考える。放電生成物の除去はこの掻き取りと押し付けのバランスでいうと、掻き取り性が十分上回った場合に優れた効果が出る。本発明では弱圧部を適度に存在させることにより、押し付け力を低減し、かつ強圧部により放電生成物の除去が適切に成されているため画像流れに効果があると考えている。
【００８２】
また、本発明の強圧部以上で摺擦部材７１を当接した場合には、放電生成物の掻き取り力は高いが、感光体１の磨耗レートが上がったり、傷が発生したりして感光体１の寿命を短くしてしまう。
【００８３】
上記説明したように、本発明の構成をとることにより長手全域でみると摺擦部材７１の平均な圧力が低い状態でも優れた摺擦効果が得られることから、感光体寿命向上と画像流れ防止の両立を長期に渡り維持することができる。
【００８４】
実施例２
本実施例で用いた研磨ブレード７１の形状及び圧力分布を図５に示す。研磨ブレード７１の最小当接圧は０．０７Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の８割、最大当接圧は０．７Ｎ／ｃｍであった。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８５】
実施例３
本実施例で用いた研磨ブレード７１の形状及び圧力分布を図６に示す。研磨ブレード７１は当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の２割、最小当接圧は０．０２Ｎ／ｃｍであった。最大当接圧は０．１５Ｎ／ｃｍであった。その他の構成は、実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８６】
実施例４
本実施例の研磨ブレード７１は、当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の２割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の７割、最大当接圧は０．９Ｎ／ｃｍであった。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図７に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８７】
比較例１
本比較例では摺擦部材を設けていない。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８８】
比較例２
本比較例では研磨ブレードとして当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が無く、最小当接圧は０．３１Ｎ／ｃｍのものを用いた。また最大当接圧は、０．４５Ｎ／ｃｍであった。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図８に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８９】
比較例３
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０．０２Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．０６Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図９に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９０】
比較例４
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０．０９Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．１１Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１０に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９１】
比較例５
本比較例では研磨ブレードとして実施例１と同じものを用いた。但しレシプロ駆動はさせない構成とした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。本例では部分的に画像流れのレベルが悪い所が目立った。
【００９２】
比較例６
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．１４Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１１に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９３】
比較例７
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．９１Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１２に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９４】
比較例８
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０．０８Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．５５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１３に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９５】
実施例５
本実施例の研磨ブレードは当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の５割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の３．５割、最大当接圧は０．５５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１４に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９６】
実施例６
本実施例の研磨ブレードは当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の３割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の６割、最大当接圧は０．５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１５に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９７】
実施例７
本実施例の研磨ブレードは当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の８．５割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の１．３割、最大当接圧は０．５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１６に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９８】
実施例８
本実施例では研磨部材として実施例５と同じものを用いた。また研磨部材長手方向レシプロ幅を１ｃｍとして、当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域が確実に感光体表面長手全域を摺擦出来る構成とした。その他の構成は実施例５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９９】
実施例９
本実施例では、図１７に示すように、摺擦部材（研磨ブレード）７１の長手方向圧力分布（Ｆｓ）が周期的になるようにした。
【０１００】
このとき、研磨ブレード７１の感光体に対する長手方向当接圧（Ｆｓ）の強圧部（弱圧部）の周期幅をＴ（ｃｍ）、レシプロ幅をＷ（ｃｍ）とすると、
Ｔ≦Ｗ≦１
の関係を満たすのが好ましい。この関係を満足しない場合には、即ち、レシプロ幅Ｗ（ｃｍ）が１ｃｍを超える場合は、装置の大型化に繋がり、実用化し難いといった問題が発生する。また、周期幅Ｔ（ｃｍ）がレシプロ幅Ｗ（ｃｍ）より大とされると、強圧部が長手全域を摺擦出来ないことがあり、摺擦効果が得られない。
【０１０１】
本実施例では、周期幅（Ｔ）は０．７ｃｍとし、レシプロ幅（Ｗ）も０．７ｃｍとすることで強圧部が長手全域を摺擦出来るようにしている。研磨ブレードｂ７１の圧分布を周期的にすることによりレシプロ幅（Ｗ）の設定も決定され易い利点がある。研磨ブレード７１は、当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の５割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の４割、最大当接圧は Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの圧力分布を図１７に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１０２】
実施例１０
本実施例では、研磨ブレード７１の感光体１との当接面７１Ａのみでなく、感光体表面長手方向にも凹凸を設けた。表面形状を制御する粗面化手段（表面形状制御手段）としては図１８で示したような研磨シートを含む研磨機を用いた。
【０１０３】
研磨シート１７ａは、研磨砥粒が結着樹脂に分散されたものが基材に塗布されたシートである。研磨シート１７ａは空洞の軸１７ｂに巻かれており、軸１７ｂにシートが送られる方向と逆方向に、研磨シート１７ａに張力が与えられるよう図示しないモータが配置されている。研磨シート１７ａは矢印方向に送られ、ガイドローラ１７ｃ、１７ｄを介してバックアップローラ１７ｅを通り、研磨後のシート１７ａはガイドローラ１７ｆ、１７ｇを介して図示しないモータにより巻き取り手段１７ｈに巻き取られる。研磨は、基本的に未処理の研磨シート１７ａが感光体１の表面に常時圧接され、感光体表面を粗面化することで行われる。
【０１０４】
また、感光体表面に凹凸を付ける別の方法として感光体１の表面に砥粒を吹き付け粗面化する方法や、凹凸のついた型を感光体表面に押し当て凹凸を付ける方法も好適に用いることができる。また、上記表面形状制御手段は、感光体表面として膜を形成後に粗面化処理を行っても良いし、基材のシリンダ等を粗し所望の形状となる膜を作成しても何ら問題ない。本実施例では、平均表面粗さＲｚ＝０．５μｍ、平均凹凸間隔Ｓｍ＝５０μｍの感光体表面を用いた。
【０１０５】
その他の構成は実施例９と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１０６】
本実施例では感光体表面を微細に荒らすことにより、研磨ブレード（摺擦部材）７１と感光体１の表面の密着性が高くなり過ぎないようにしている。これにより両者間で適度な滑り性が発生し、摺擦部材７１の延命化に繋がり長期的に安定した性能を得ることが出来る。
【０１０７】
感光体表面粗さＲｚは０．１乃至２．０μｍの範囲が好ましい。０．１μｍ未満であると感光体表面との密着性が増し、期待する摺擦部材７１の延命効果が得られない。また２．０μｍ超だと接触面積が低下してしまい、十分な摺擦効果が得られにくくなる。一方表面平均凹凸間隔Ｓｍは１０乃至２００μｍの範囲が好ましい。１０μｍ未満であると接触面積が低下してしまい、十分な摺擦効果が得られにくくなる。また２００μｍ超だと感光体表面との密着性が増し、期待する摺擦部材７１の延命効果が得られない。上記感光体表面の凹凸形状は数μｍオーダーなのに対し、研磨ブレード７１の凹凸は数ｍｍオーダーであるのでそれに対して十分小さい値となっている。
【０１０８】
実施例１１
本実施例では、Ｒｚ＝２．０μｍ、Ｓｍ＝１０μｍの感光体表面を用いた。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１０９】
実施例１２
本実施例では、Ｒｚ＝０．１μｍ、Ｓｍ＝２００μｍの感光体表面を用いた。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１０】
実施例１３
本実施例では図１９に示したように摺擦部材７１の長手方向に複数のエッジ部７１Ａａを有する構成とした。図１９（ｂ）の圧力分布をみれば分かるようにエッジ部分７１Ａａではエッジ効果により圧力が高くなる。この圧力強弱を持つエッジ部７１Ａａが長手方向に移動することでより優れた摺擦機能が得られる。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１１】
実施例１４
本実施例では、図２０に示したように、摺擦部材７１を鋸歯形状とすることにより長手方向に複数のエッジ部７１Ａａを有する構成とした。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１２】
実施例１５
本実施例では研磨剤として、粒子形状が立方体状（概略立方体状）及び／又は直方体状（概略直方体状）の無機微粉体を現像剤（トナー）に外添して、感光体表面上に供給する構成としている。
【０１１３】
無機微粉体は硬度が高く優れた研磨性能を持つ。無機微紛体としては、例えばチタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等が用いられる。本実施例ではチタン酸ストロンチウムを用いた。
【０１１４】
無機微粉体を、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であるペロブスカイト型結晶形にすることで、より優れた研磨作用が発揮される。これは、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体状又は直方体状の稜線が対象物に当接することで、きめ細かい研磨性を得ることができるためだと考えられる。ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム等の無機微粉体は、一次粒子の個数平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。個数平均粒径が３０ｎｍ未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えるとクリーニングブレードで塞き止められる粒子割合が多くなりすぎ摺擦部材まで到達されにくくなり相乗的摺擦力が期待できなくなる。本実施例では個数平均粒径が１１０ｎｍのペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムを用いた。無機微紛体の個数平均粒径については、電子顕微鏡にて５万倍の倍率で撮影した写真から１００個の粒径を測定して、その平均を求めた。粒径は、１次粒子の最長辺をａ、最短辺をｂとしたとき、（ａ＋ｂ）／２として求めた。
【０１１５】
その他の構成は、実施例１３と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１６】
本実施例では上記研磨能力の高い無機微粉体を研磨ブレードの摺擦部で併用して用いることにより、より高い摺擦効果が得られ、良好な耐久性能が得られた。
【０１１７】
実施例１６
本実施例では個数平均粒径が３０ｎｍの粒子形状が立方体状及び／又は直方体状のチタン酸ストロンチウムを用いた。その他の構成は実施例１５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１８】
実施例１７
本実施例では個数平均粒径が３００ｎｍの粒子形状が立方体状及び／又は直方体状のチタン酸ストロンチウムを用いた。その他の構成は実施例１５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１９】
実施例１８
本実施例では、図２１に示すように、ブレード状摺擦部材７１を感光体移動方向に対しカウンターで当接する構成とした。研磨ブレード７１は実施例１３と同じものを用いた。通常カウンターに研磨ブレードを当接するとクリーニングブレードに比べて供給される粒子が極端に少ない為、潤滑性が低下しブレード捲れが起きてしまう。しかし本発明では摺擦部材７１が感光体表面と密着している割合が少ないので捲れは発生しない。また本実施例のようにカウンターに研磨ブレード７１を当接することにより感光体１の周りの省スペース化が達成される。その他の構成は実施例１５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１２０】
【表１】
【符号の説明】
【０１２１】
Ａ 画像形成部
Ｂ 原稿読取り部
Ｃ コントローラ（制御手段）
１ 感光体（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電部材）
３ レーザー露光手段
４ 現像装置（現像手段）
５ 転写ローラ（転写手段）
６ クリーニング装置（クリーニング手段）
７ 摺擦手段
７１ 研磨ブレード（摺擦部材）
７２ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスにより像担持体上に画像を形成し、この画像を記録材などの記録媒体に転写する、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、帯電ローラなどの帯電手段により像担持体である電子写真感光体を一様に帯電し、これに、像露光、例えば、レーザービームを照射して静電潜像を得ている。この潜像は、現像手段により、トナー像として反転現像又は正規現像されて顕像化される。このトナー像は、転写ローラなどの転写手段により静電的に記録材などの記録媒体に転写された後に、加熱定着装置等の定着手段により熱と圧力が加えられて記録媒体に定着される。記録媒体に対するトナー像転写後の感光体の表面は、残留したトナーがクリーニング装置によって除去されて清掃され、次の画像形成工程に備えられる。
【０００３】
ところで、近年感光体の高耐久性を達成する為に低磨耗レートの感光体が使われ始めている。こういった高耐久感光体を用いると感光体表面摩擦係数の上昇によるクリーニング性の低下、また高湿環境での画像流れが発生する場合がある。これは感光体を帯電する帯電工程で生じるオゾンが、空気中の窒素と反応して窒素酸化物（ＮＯｘ）となり、更にこれらの窒素酸化物が空気中の水分と反応して硝酸になって感光体の表面に付着して、感光体の表面の抵抗を低下させる。このために画像形成時に感光体において画像流れを生じるようになる。
【０００４】
この画像流れに対して、トナーに研磨作用を有する粒子を添加し、感光体の表面に付着した帯電生成物を剥ぎ取ることによって改善する方法が知られている。例えば特許文献１によるとトナー中に添加する研磨剤として粒子形状が概略立方体及び／又は直方体であるペロブスカイト型結晶の無機微粉体を用いることで、感光体表面に付着した帯電生成物の除去を効率的に行えるとしている。
【０００５】
また、摺擦部材により感光体表面をリフレッシュし放電生成物を機械的に除去する手法も提案されている。特許文献２には研磨ブレードを用いて感光体表面を摺擦する手法、特許文献３には弾性ローラを用いて感光体表面を摺擦する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３８７５０号公報
【特許文献２】特開２００６−２９３２８６号公報
【特許文献３】特開２００５―１５７１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記研磨剤を現像トナーに外添して感光体表面に供給する方法だと画像ｄｕｔｙや印字パターンにより供給の偏りが生じ、部分的に画像流れが発生してしまう場合がある。
【０００８】
また、摺擦部材により感光体表面をリフレッシュさせる方法では、画像流れを確実に防ぐ為にはある程度強く摺擦部材を当接する必要があり、その時感光体磨耗／傷が発生し感光体として十分な耐久性を得られない場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、終始安定して画像流れを発生させず、且つ、像担持体の耐久性も十分に兼ね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】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向にて前記クリーニング手段の下流側に前記像担持体の表面を摺擦する部材を設け、前記摺擦部材は、前記摺擦部材の長手方向において、前記摺擦部材を均一平面に当接させた時の圧力が弱い弱圧部と、圧力が前記弱圧部より強い強圧部とを交互に有し、且つ前記摺擦部材が前記像担持体と当接する際に長手方向にレシプロ移動することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、摺擦部材の平均的な圧力が低い状態でも優れた摺擦効果が得られ、像担持体の寿命の向上と画像流れ防止の両立を長期にわたり維持することができる。また、像担持体として高耐久感光体を用いた場合においても画像流れの発生が防止され、且つ安定した画像特性が長期に渡り維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に従った摺擦部材の当接方法の一実施例を説明する画像形成装置の全体概略構成図であり、図２（ｂ）は、当接部材の感光体表面に対する順方向当接状態を説明する拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例１における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図３（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図４】図４（ａ）は、摺擦部材当接面の一実施例を説明するための摺擦部材の斜視図であり、図４（ｂ）は、摺擦部材当接面の他の実施例を説明するための摺擦部材の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例２における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図５（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図６】図６（ａ）は、実施例３における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図６（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図７】図７（ａ）は、実施例４における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図７（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図８】図８（ａ）は、比較例２における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図８（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図９】図９（ａ）は、比較例３における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図９（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１０】図１０（ａ）は、比較例４における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１０（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１１】図１１（ａ）は、比較例６における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１２】図１２（ａ）は、比較例７における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１２（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１３】図１３（ａ）は、比較例８における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１３（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例５における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１４（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１５】図１５（ａ）は、実施例６における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１５（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１６】図１６（ａ）は、実施例７における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１６（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１７】図１７（ａ）は、実施例９における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１７（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図１８】研磨シートを用いて感光体の表面形状を制御する装置の説明図である。
【図１９】図１９（ａ）は、実施例１３における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図１９（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図２０】図２０（ａ）は、実施例１４における摺擦部材当接面を説明するための図であり、図２０（ｂ）は、圧力分布を表した図である。
【図２１】本発明に従った摺擦部材の当接方法の他の実施例（カウンター当接）を説明する画像形成装置の全体概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。なお、画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
実施例１
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す模式図である。本実施例にて画像形成装置は、転写式電子写真画像形成装置であり、複写機機能、プリンタ機能、ファクシミリ能機を有する複合機能機である。
【００１５】
本実施例にて画像形成装置１００は、画像形成部Ａと、画像形成部Ａの上部に配設された原稿読取り部（原稿読み取り手段）Ｂとを有している。
【００１６】
原稿読取り部Ｂは、原稿台ガラス２１、原稿台ガラス２１の上面に対して開閉可能な原稿押え板２２を備えている。原稿台ガラス２１の上に原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２２を被せることで原稿Ｏをセットする。原稿押え板２２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ・ＲＤＦ）にしてシート状の原稿を自動的に原稿台ガラス２１の上に給送する構成にすることもできる。原稿読取り部Ｂには、原稿台ガラス２１の下面に沿って移動駆動される原稿読取りユニット２３が設置されている。この原稿読取りユニット２３により原稿台ガラス２１上のセット原稿Ｏの下向き画像面が走査される。
【００１７】
原稿読取り部Ｂにより、原稿画像が電気的な画像情報として光電読取りされて、コントローラＣの画像処理部に入力する。コントローラＣは、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御手段（制御回路）であり、画像形成開始信号が入力すると、画像形成動作のシーケンス制御を開始する。
【００１８】
画像形成部Ａは、回転体とされる像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体」と記す。）１を備えている。この感光体１は、駆動機構（不図示）により、矢印の時計方向に所定の速度（プロセススピード）、本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。感光体１は、ＯＰＣ等の感光材料の層を、アルミニウムなどのシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。本実施例にて、感光体１の直径は、３０ｍｍとした。
【００１９】
回転駆動される感光体１は、帯電手段である帯電ローラ２の感光体移動方向上流に配置された除電手段としての前露光ランプ（イレーザランプ）（不図示）による全面露光を受ける。これにより、感光体１の表面が均一に除電されて前の画像形成時の電気的メモリの消去がなされる。そして、その感光体１の除電面が接触帯電装置である帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電される。この帯電ローラ２の導電性部材に対して帯電バイアス印加電源部Ｓ１より所定の帯電バイアスが印加されることで、回転する感光体１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００２０】
画像露光手段（潜像を形成する露光装置）３として、本実施例では、レーザー発信器、高速で回転するポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ、偏向ミラー等を含むレーザースキャナ（レーザー走査露光装置）が設置されている。
【００２１】
コントローラ部Ｃの画像処理部は、複写機モードの場合は、原稿読取り部Ｂから入力した原稿画像の電気的画像情報をレーザースキャナ３に入力する。レーザースキャナ３は、入力した画像情報に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザー光Ｌを出力して、接触式帯電ローラ２で一様に帯電された感光体１の表面を走査露光する。これにより、感光体１の表面に原稿Ｏの画像情報に対応した静電潜像が形成される。本実施例では、感光体１の表面に明部電位ＶＬとして−１５０Ｖの静電潜像が形成される。
【００２２】
感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像手段である現像装置４により供給される現像剤（トナー）によって現像剤像（トナー像）として可視化される。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００２３】
上記構成において、帯電手段２と画像露光手段３と現像手段４とが、感光体１にトナー像を形成するトナー像形成手段である。又、本実施例では、感光体１、帯電手段２、現像手段４、クリーニング手段６は、枠体１５ａにて一体化され、画像形成装置１００に着脱可能なカートリッジ１５を構成している。
【００２４】
一方、給紙部Ｄの給紙ローラ９が所定の制御タイミングで駆動されて、給紙カセット８に積載して収納されている記録媒体としての記録材（転写用紙、ＯＨＰシート等）Ｐが一枚分離給送されて、レジストローラ（レジスロレーションローラ）１０に送られる。レジストローラ１０は、記録材Ｐの斜行修正と、感光体１から記録材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するもので、給紙カセット８から給送された記録材Ｐの先端を受け止めて一旦停止させる。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ１０により、感光体１と中抵抗の転写ローラ（転写手段）５との圧接部である転写ニップ部Ｔに導入される。転写ローラ５には、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送される間、転写バイアス電源部Ｓ３から、トナーの帯電極性とは逆極性で所定の電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体１の表面に形成されているトナー像が記録材Ｐの表面に順次に静電的に転写される。
【００２５】
転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは、感光体１の表面から分離される。そして、ガイド部材１１でガイドされて定着手段としての画像加熱定着装置１２の、加熱定着ローラ１２ａとこれに所定の加圧力にて接触させた加圧ローラ１２ｂとの間の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとで挟持されて搬送され、その搬送過程で熱と圧力を受ける。これにより、トナー像が記録材Ｐの表面に固着画像として定着される。そして、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１３により排出トレイ１４に画像形成物（コピー、プリント）として排出される。
【００２６】
また、記録材分離後（顕画像転写後）の感光体１の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置（クリーニング手段）６によって除去される。そして、表面がクリーニングされた感光体１は繰り返して画像形成に供される。
【００２７】
＜帯電装置＞
帯電部材である接触式帯電ローラ２は、電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて感光体１との十分な接触状態を得ると同時に、移動する感光体１を帯電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では、感光体１にピンホールなどの低耐圧欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。十分な帯電性と耐リークを得るには接触式帯電ローラ２の抵抗値は１０4〜１０7Ωであることが好ましい。本実施例では接触式帯電ローラ２の抵抗値は１０6Ωを用いている。本実施例においては、帯電ローラ２には、電源Ｓ１から帯電バイアスとして、所定の交流電圧に所定の直流電圧を重畳した振動電圧が印加される（ＡＣ方式）。これにより、感光体１の表面は、所定の暗部電位ＶＤに一様に接触帯電される。具体的には、周波数１８５０Ｈｚの正弦波交流に−６５０Ｖの直流バイアスを重畳した帯電バイアスを用い、帯電ローラ２に流れる交流帯電電流Ｉａｃが定電流制御されている。感光体１はこれによって暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様帯電される。
【００２８】
接触式帯電ローラ２は、芯金２ａ、弾性体２ｂ、表面層２ｃにて構成される。芯金２ａの周りに形成される弾性体２ｂの材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものが挙げられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。表面層２ｃは、感光体１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層であり、フッ素樹脂化合物に酸化錫とカーボンを分散したものなどにて作製される。
【００２９】
接触式帯電ローラ２のアスカーＣ硬度は、低すぎると形状が安定しないために感光体との接触性が悪くなり、高すぎると感光体との間に帯電ニップ部を確保できないだけでなく、感光体表面へのミクロな接触性が悪くなる。これらの理由でアスカーＣ硬度は２０°以上８０°以下であることが好ましい。本実施例では５０°のものを使用した。
【００３０】
本実施例における帯電ローラ２の硬度の測定は、アスカーＣ硬度計を用いて２３．５℃／６０％ＲＨ環境において行ったものである。
【００３１】
＜現像装置＞
現像装置４は、本実施例では、現像方式として磁性１成分現像法を用いている。現像装置４は、現像剤担持体として、直径１６ｍｍの非磁性の現像スリーブ４１を備えており、固定のマグネット・ローラ（磁界発生手段）４２を内包している。
【００３２】
この現像スリーブ４１に、重量平均粒径６μｍのネガトナーをコートし、感光体１の表面との距離を２００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転させ、現像スリーブ４１に現像バイアス電源部Ｓ２より所定の現像バイアス電圧を印加する。本実施例では、現像バイアスは、−４５０Ｖの直流電圧と、周波数１．８ＭＨｚ、ピーク間電圧１．６ｋＶの矩形の交流電圧を重畳したものを用い、現像スリーブ４１と感光体１の間でジャンピング現像を行わせる。
【００３３】
トナーの重量平均粒径は、以下のようにして算出する。
【００３４】
測定装置としては、１００μｍのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３」（登録商標、ベックマン・コールター社製）を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１」（ベックマン・コールター社製）を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数２万５千チャンネルで行なう。
【００３５】
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約１質量％となるようにしたもの、例えば、「ＩＳＯＴＯＮ ＩＩ」（ベックマン・コールター社製）が使用できる。
【００３６】
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。
【００３７】
前記専用ソフトの「標準測定方法（ＳＯＭ）を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を５００００粒子に設定し、測定回数を１回、Ｋｄ値は「標準粒子１０．０μｍ」（ベックマン・コールター社製）を用いて得られた値を設定する。「閾値／ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを１６００μＡに、ゲインを２に、電解液をＩＳＯＴＯＮ ＩＩに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
【００３８】
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを２５６粒径ビンに、粒径範囲を２μｍから６０μｍまでに設定する。
【００３９】
具体的な測定法は以下の通りである。
（１）Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３専用のガラス製２５０ｍｌ丸底ビーカーに前記電解水溶液約２００ｍｌを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで２４回転／秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
（２）ガラス製の１００ｍｌ平底ビーカーに前記電解水溶液約３０ｍｌを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンＮ」（非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業社製）をイオン交換水で約３質量倍に希釈した希釈液を約０．３ｍｌ加える。
（３）発振周波数５０ｋＨｚの発振器２個を位相を１８０度ずらした状態で内蔵し、電気的出力１２０Ｗの超音波分散器「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｔｏｒａ１５０」（日科機バイオス社製）を準備する。超音波分散器の水槽内に約３．３ｌのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンＮを約２ｍｌ添加する。
（４）前記（２）のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
（５）前記（４）のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約１０ｍｇを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに６０秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が１０℃以上４０℃以下となる様に適宜調節する。
（６）サンプルスタンド内に設置した前記（１）の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記（５）の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約５％となるように調整する。そして、測定粒子数が５００００個になるまで測定を行なう。
（７）測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ／体積％と設定したときの、「分析／体積統計値（算術平均）」画面の「平均径」が重量平均粒径である。
【００４０】
本実施例で用いた現像剤の外添処方は、トナー１００重量部に対して、疎水性シリカ（不定形、平均粒径約２０ｎｍ）を１．０重量部外添した。
【００４１】
また、現像装置４の現像方式及び現像剤は、上記に限らず、感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像とし得るものであればよい。例えば、非磁性１成分現像剤（非磁性トナー）を使用した非磁性１成分現像方式、或いは、２成分現像剤（トナーと磁性キャリア）を使用した２成分現像方式等も好適に用いることができる。
【００４２】
＜クリーニング装置＞
クリーニング手段であるクリーニング装置６は、クリーニング部材として、弾性を有するクリーニングブレード（弾性ブレード）を用いたブレードクリーニング装置である。クリーニング装置６は、板金６ｆに支持されたクリーニングブレード６ａ、トナー捕集シート６ｂ、廃トナー回収容器６ｃ等から構成されている。クリーニングブレード６ａは回転する感光体１に対してカウンターに当接させて、感光体１とニップ部を形成させている。
【００４３】
クリーニングブレード６ａは、板金６ｆの先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、感光体１に対して所定の侵入量、設定角の条件で当接されている。ブレードのゴム硬度としては５０°以上８５°以下（ＪＩＳ Ａ）が好ましい。５０°未満では軟らか過ぎてブレード全体の挙動が安定せず、８５°超では剛性が高すぎてトナーのクリーニングが良好に出来ない場合がある。本実施例ではクリーニングブレードとして７０°のウレタンゴムを用いた。
【００４４】
本実施例では、設定角（θ）＝２２°、侵入量１．０ｍｍの範囲、クリーニングブレード６ａの感光体１への当接圧（Ｆ）を２５ｇ／ｃｍとなるようにした。クリーニングブレード６ａの当接圧は、１５ｇ／ｃｍ以上６０ｇ／ｃｍ以下であることが好ましい。クリーニングブレード６ａの当接圧が２０ｇ／ｃｍ未満である場合、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすくなり、また、６０ｇ／ｃｍを超える場合、クリーニングブレード６ａの磨耗により満足な耐久性が得られにくくなった。
【００４５】
＜感光体＞
本実施例における像担持体としての感光体１の構成は、導電性基体上に電荷発生層と電荷輸送層を積層し、その上に表面保護層を形成している。表面層は、重合或いは架橋し、硬化させた化合物を含有している電子写真感光体であることがより好ましい。表面層の硬化手段は、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線を用いることが出来る。
【００４６】
従って、本実施例における感光体１の表面層を形成するには、表面層用の重合或いは架橋し硬化させることが出来る化合物を融解、含有している塗布溶液を用いる。そして、この溶液を、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング等により塗工し、これを前記した硬化手段により硬化するという手順となる。感光体を効率よく大量生産するには含浸コーティング法が最良であり、本実施例においても浸漬塗布法は可能である。
【００４７】
本実施例において、表面層の重合或いは架橋させる化合物の硬化法は、感光体特性の劣化無く残留電位の上昇が起こらず、十分な硬度を示すことが出来る点で、放射線を用いることが好適である。
【００４８】
この際、使用する放射線とは電子線及びガンマ線である。電子線を照射する場合、加速器としてスキャニング型、エレクトロンカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びらミーナ型等の何れの形式も使用することが出来る。電子線を照射する場合に、本実施例の感光体における電気特性、及び耐久性能を発現する上で、その照射条件は、加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。また照射線量は好ましくは１０ＫＧｙから１０００ＫＧｙの範囲、より好ましくは３０ＫＧｙから５００ＫＧｙの範囲である。加速電圧が上記を越えると感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上記範囲より少ない場合には硬化が不十分となりやすく、線量が多い場合には感光体特性の劣化が起こりやすいので注意が必要である。
【００４９】
重合或いは架橋し硬化させることの出来る表面層用化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、硬化後に達成される硬度の高さの点から、分子内に不飽和重合性官能基を持つものが好ましい。更にその中でもアクリル基、メタクリル基、及びスチレン基をもつ化合物が特に好ましい。
【００５０】
本実施例に用いる表面保護層の膜厚は、０．２〜１０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜６μｍの範囲である。
【００５１】
本実施例に用いられる像担持体である感光体表面の磨耗量は、テーバー磨耗試験器では２ｍｇ以下である。テーバー磨耗試験の試験方法は、テーバー磨耗試験機（Ｙ．Ｓ．Ｓ．Ｔａｂｅｒ 安田製作所製）の試料台にサンプルを装着する。そして、２個のサンプルの表面にラッピングテープ（富士フィルム製 品名：Ｃ２０００）を装着したゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）の各々荷重５００ｇｒをかけ、１０００回転後のサンプルの質量減少を精密天秤にて測定する方法である。本実施例で用いた感光体は、保護層を設けテーバー磨耗試験で０．５ｍｇとなるものを用いた。
【００５２】
次に、本実施例で用いた感光体１の表面形状についてであるが、平均表面粗さＲｚ（１０点平均粗さ）は０．１μｍ、表面の凹凸の平均間隔Ｓｍは３００μｍのものを用いており、感光体表面の特別な粗面化処理は施していない。
【００５３】
感光体１の表面の表面粗さは、接触式面粗さ測定機（商品名：サーフコーダＳＥ３５００、（株）小坂研究所製）を用いて以下のように測定を行う。
【００５４】
検出器：Ｒ２μｍ、０．７ｍＮのダイアモンド針、フィルタ：２ＣＲ、カットオフ値：０．８ｍｍ、測定長さ：２．５ｍｍ、送り速さ：０．１ｍｍとし、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１で定義される１０点平均表面粗さＲｚのデータを処理した。また表面の凹凸の平均間隔Ｓｍは同様の条件で測定し以下の式から得られる算術平均値である。
【００５５】
【数１】
【００５６】
＜摺擦手段＞
次に、本発明の特徴部を構成する摺擦手段７について説明する。摺擦手段７は、感光体１の移動方向で、クリーニング装置６の下流側であって、帯電ローラ２の上流側に配置される。
【００５７】
図２（ａ）、（ｂ）に、摺擦手段７の一実施例を示す。摺擦手段７は、感光体１の表面に当接する摺擦部材７１を有し、本実施例では摺擦部材７１としては、弾性材料にて作製されたブレード形状のもの（以下、「研磨ブレード」と称す。）を用いた。ブレード材質としては通常のクリーニングブレードと同様にフッ素ゴム、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、ウレタンゴム等を用いることができる。
【００５８】
図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、研磨ブレード７１は、本実施例では、全体形状は、感光体１の長手軸線方向に沿って延在し、長手方向の長さ（Ｗ０）が感光体１の画像形成幅より若干大きくされた細長の矩形状の板状部材とされる。また、研磨ブレード７１は、厚さ（ｔ）が３ｍｍとされ、ブレード７１の長手方向に直交する方向の幅（ｈ）は、１０ｍｍとされ、横断面形状が長方形のブレードとされる。
【００５９】
また、摺擦部材としての研磨ブレード７１は、感光体１の軸線方向に沿った板状部材の長手方向の一端側が支持部材７２に結合して取り付けられる。支持部材７２に支持されていない他端側の板状部材の軸線方向に沿った先端エッジ部７１ａが、感光体１の表面に押圧力（Ｎｐ）にて押圧され、当接面７１Ａを形成している。
【００６０】
本実施例によれば、詳しくは後述するように、ブレード７１と感光体１との当接圧（Ｆｓ）は、ブレード７１の長手方向において異なるものとされる。即ち、ブレード７１の長手方向において、圧力が弱い弱圧部と、圧力がこの弱圧部より強い強圧部とを交互に有している。
【００６１】
先端エッジ部７１ａが感光体１に当接して形成される研磨ブレード７１と感光体１とが接触する接触面（即ち、当接面）７１Ａの感光体１の移動方向に沿った幅（Ｎｔ）は、０．０５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。接触する幅（Ｎｔ）が０．０５ｍｍ未満では、両者の接触する面積が小さいため、研磨ブレード７１による十分な研磨効果が得られない。一方、接触する幅（Ｎｔ）が１０ｍｍより大きいと、両者の接触面積が大きくなり、面圧が下がるので、十分な研磨効果が得られない。また異物を挟み込んだ場合に感光体表面に傷が入り易くなってしまう。
【００６２】
本実施例では耐摩耗性の観点から研磨ブレード７１としてウレタンゴムを用いた。ゴム硬度は６５度以上１００度以下の上記のゴム材料がよい。硬度が６５度より小さいとブレードの摩耗の進行が早く、また、硬度が１００度より大きいとブレードのエッジが欠け易くなるからである。より好ましくは、ゴム硬度は８０度以上１００度以下である。ゴム硬度を８０度以上にすることで、研磨ブレード７１と感光体１との接触面積を減らし、これにより面圧を高めて研磨力を向上させることができるからである。また、研磨粒子のブレードへのめり込みも防ぐことができ、高い研磨力を維持できる。
【００６３】
また、これらの弾性材料に研磨粒子等のフィラーを入れたものも好適に用いられる。以下研磨粒子について説明する。
【００６４】
弾性材料に含有する研磨粒子としては、窒化珪素等の窒化物、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、マイカ、珪酸カルシウム等の珪酸塩、炭酸カルシウム、石膏等の石灰質物質、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ジルコニウム等の炭化物、酸化セリウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化物が挙げられる。この中でも、研磨力に優れている酸化セリウムが好ましい。
【００６５】
また、研磨ブレード部材の研磨粒子含有層に含有される研磨粒子の含有量は、０．５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることが好ましい。研磨粒子の含有量が０．５ｗｔ％未満では、感光体１表面に接触して研磨効果を発揮する研磨粒子の量が少なすぎ、感光体表面を効果的に研磨ができない。また、研磨粒子の含有量が５０ｗｔ％を超えると、研磨粒子の濃度が高くなり過ぎ、成形が困難になる。また、コストも高くなってしまう。
【００６６】
さらに、研磨粒子含有層は、純度８０％以上の酸化セリウムを含有することが一層好ましい。酸化セリウムは、研磨力に優れているが、通常、天然鉱石を砕いて製造しているため、純度は５０％程度と低く、その他の希土類も研磨力を発揮する塩の形にして混合されている。しかしながら、これでは物性のばらつきが大きく、研磨ブレードとしたときの研磨性能も一定にすることができない。そこで、研磨力の高い酸化セリウムのみを抽出した純度８０％以上の酸化セリウムが、物性のばらつきのない研磨剤として好適である。これを用いることで、研磨ブレードの安定した高い研磨力を得ることができる。
【００６７】
研磨粒子の平均粒径は、０．０５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、粒子が細かすぎ、弾性材料の中での均一な分散が困難になったり、研磨ブレードとしての研磨力が十分に得られない。また、平均粒径が１００μｍを超えると、研磨力が大きすぎるために感光体表面上を傷つけることになるため好ましくない。
【００６８】
本実施例ではブレード硬度８０度、酸化セリウム含有量１０ｗｔ％のものを使用した。
【００６９】
本発明では摺擦部材（研磨ブレード）７１の感光体１に対する当接圧（Ｆｓ）を長手方向に分布を持たせる構成としている。そのため、本実施例では研磨ブレード７１の感光体１に対する当接面７１Ａ、即ち、ブレード先端エッジ部７１ａを図３（ａ）に示すように凹凸を持たせ圧力分布を持たせるようにした。ブレード当接面７１Ａの凹凸形成方法としては、例えば金型注型による方法が利用できる。また凹凸形状がシャープなものを形成したい場合は例えばエキシマレーザ等が利用でき、最小加工寸法がミクロンオーダーで加工することができる。
【００７０】
なお、図４（ａ）に示すように、ブレード当接面７１Ａは、研磨ブレード７１の端面７１ｃを凹凸形状に形成し、一方のエッジ部７１ａを感光体１に当接することにより形成することもできる。又、図４（ｂ）に示すように、研磨ブレード７１の端面７１ｃの一方のエッジ部７１ａを凹凸形状に形成し、この凹凸形状のエッジ部７１ａを感光体１に当接しても良い。
【００７１】
また、本実施例ではブレード当接面７１Ａの形状により、圧力分布を形成したがこれに限るものでなく、例えばブレード当接面７１Ａの材質を部分的に変え、当接圧の分布を形成する手法を用いても何ら問題無い。
【００７２】
研磨ブレード７１が感光体表面に当接する時の当接圧（Ｆｓ）の圧力分布は、ニッタ（株）製タクタイルセンサシステムＰＩＮＣＨを用いて測定した。このシステムでは厚さ０．１ｍｍのセンサシートを研磨ブレード７１が感光体表面と当接する部分に挿入させ測定する。実際測定する際には感光体１と同径のアルミシリンダー或いはガラスシリンダー等の鏡面状のものを用いた。タクタイルセンサシステムは薄いフィルム上に０．２ｍｍ幅の圧力センサ素子が２次元配置されており、長手、周方向共に０．６３５ｍｍピッチで４４点測定できる仕様となっている。図３（ｂ）に本実施例で用いた研磨ブレードニップの圧力分布を示す。このグラフは感光体長手方向の当接圧（Ｆｓ）の圧力分布を表しており、垂直方向の圧力は積算値となっている。
【００７３】
本発明によれば、詳しくは後述するが、研磨ブレード７１は、次の構成とされる。つまり、研磨ブレード７１は、研磨ブレード７１を均一平面に当接させた時の圧力が任意の長手１ｃｍの範囲に少なくとも０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域（強圧部）と０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域（弱圧部）を有する構成とされる。また、好ましくは、研磨ブレード７１の感光体１に対する当接圧（Ｆｓ）は、０．０７Ｎ／ｃｍ以下である領域が長手方向に２割以上９割以下存在する。更に、本発明によれば、研磨ブレード７１は、感光体１と当接する際に長手方向にレシプロ幅（Ｗ）（図３（ａ）参照）にてレシプロ移動（往復運動）する構成とされる。
【００７４】
本実施例の研磨ブレード７１は、当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の２割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の６割、最大当接圧は０．６Ｎ／ｃｍであった。
【００７５】
本実施例では、図２に示したように、研磨ブレード７１を感光体表面移動方向に対し順方向当接とした。また研磨ブレード７１は、不図示の駆動源により、上述したように、長手方向にレシプロ（往復）運動している。レシプロ幅（Ｗ）は０．７ｃｍとした（図３（ａ）参照）。またレシプロ移動速度は、感光体１の１回転につき０．０１ｃｍ移動する構成とした。
【００７６】
上記構成で画像評価を行った。評価は、印字率５％のチャートを連続通紙で１０万枚の耐久試験を行った（１万枚／日）。試験環境は、高温多湿（３０℃８０％）環境で行い、画像流れの耐久性評価した。
【００７７】
画像流れはハイライトのドットが再現できている場合はＡ、ドットはやや散り気味であるが文字はしっかり出ており、実用上問題のないレベルはＢ、文字がぼやけるレベルで実用レベルでないものをＣとした。評価結果を表１に示す。
【００７８】
本実施例の構成を取ることにより、実用上問題のない良好な画像特性が得られた。
【００７９】
本発明では長手方向に圧力分布を有する摺擦部材７１を感光体１に当接させレシプロさせながら摺擦することで、優れた画像流れ防止効果を長期に渡り維持することができる。これは摺擦部材７１の当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域を弱圧部、０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域を強圧部とすると、強圧部と弱圧部で交互に摺擦することにより放電生成物の優れた掻き取り性能が得られているからだと考えられる。
【００８０】
一定の圧力で部材を当接させた時よりも性能的に向上する理由について、本発明者らは、以下の様に考えた。
【００８１】
摺擦部材７１を感光体表面に当接する際、放電生成物を除去する作用と、放電生成物を感光体表面に押し付ける作用があると考える。放電生成物の除去はこの掻き取りと押し付けのバランスでいうと、掻き取り性が十分上回った場合に優れた効果が出る。本発明では弱圧部を適度に存在させることにより、押し付け力を低減し、かつ強圧部により放電生成物の除去が適切に成されているため画像流れに効果があると考えている。
【００８２】
また、本発明の強圧部以上で摺擦部材７１を当接した場合には、放電生成物の掻き取り力は高いが、感光体１の磨耗レートが上がったり、傷が発生したりして感光体１の寿命を短くしてしまう。
【００８３】
上記説明したように、本発明の構成をとることにより長手全域でみると摺擦部材７１の平均な圧力が低い状態でも優れた摺擦効果が得られることから、感光体寿命向上と画像流れ防止の両立を長期に渡り維持することができる。
【００８４】
実施例２
本実施例で用いた研磨ブレード７１の形状及び圧力分布を図５に示す。研磨ブレード７１の最小当接圧は０．０７Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の８割、最大当接圧は０．７Ｎ／ｃｍであった。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８５】
実施例３
本実施例で用いた研磨ブレード７１の形状及び圧力分布を図６に示す。研磨ブレード７１は当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の２割、最小当接圧は０．０２Ｎ／ｃｍであった。最大当接圧は０．１５Ｎ／ｃｍであった。その他の構成は、実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８６】
実施例４
本実施例の研磨ブレード７１は、当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の２割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の７割、最大当接圧は０．９Ｎ／ｃｍであった。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図７に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８７】
比較例１
本比較例では摺擦部材を設けていない。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８８】
比較例２
本比較例では研磨ブレードとして当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が無く、最小当接圧は０．３１Ｎ／ｃｍのものを用いた。また最大当接圧は、０．４５Ｎ／ｃｍであった。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図８に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００８９】
比較例３
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０．０２Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．０６Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図９に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９０】
比較例４
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０．０９Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．１１Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１０に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９１】
比較例５
本比較例では研磨ブレードとして実施例１と同じものを用いた。但しレシプロ駆動はさせない構成とした。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。本例では部分的に画像流れのレベルが悪い所が目立った。
【００９２】
比較例６
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．１４Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１１に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９３】
比較例７
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．９１Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１２に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９４】
比較例８
本比較例では研磨ブレードとして最小当接圧が０．０８Ｎ／ｃｍ、最大当接圧は０．５５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本比較例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１３に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９５】
実施例５
本実施例の研磨ブレードは当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の５割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の３．５割、最大当接圧は０．５５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１４に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９６】
実施例６
本実施例の研磨ブレードは当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の３割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の６割、最大当接圧は０．５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１５に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９７】
実施例７
本実施例の研磨ブレードは当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の８．５割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の１．３割、最大当接圧は０．５Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの形状及び圧力分布を図１６に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９８】
実施例８
本実施例では研磨部材として実施例５と同じものを用いた。また研磨部材長手方向レシプロ幅を１ｃｍとして、当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域が確実に感光体表面長手全域を摺擦出来る構成とした。その他の構成は実施例５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【００９９】
実施例９
本実施例では、図１７に示すように、摺擦部材（研磨ブレード）７１の長手方向圧力分布（Ｆｓ）が周期的になるようにした。
【０１００】
このとき、研磨ブレード７１の感光体に対する長手方向当接圧（Ｆｓ）の強圧部（弱圧部）の周期幅をＴ（ｃｍ）、レシプロ幅をＷ（ｃｍ）とすると、
Ｔ≦Ｗ≦１
の関係を満たすのが好ましい。この関係を満足しない場合には、即ち、レシプロ幅Ｗ（ｃｍ）が１ｃｍを超える場合は、装置の大型化に繋がり、実用化し難いといった問題が発生する。また、周期幅Ｔ（ｃｍ）がレシプロ幅Ｗ（ｃｍ）より大とされると、強圧部が長手全域を摺擦出来ないことがあり、摺擦効果が得られない。
【０１０１】
本実施例では、周期幅（Ｔ）は０．７ｃｍとし、レシプロ幅（Ｗ）も０．７ｃｍとすることで強圧部が長手全域を摺擦出来るようにしている。研磨ブレードｂ７１の圧分布を周期的にすることによりレシプロ幅（Ｗ）の設定も決定され易い利点がある。研磨ブレード７１は、当接圧０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域が全体の５割、最小当接圧は０Ｎ／ｃｍであった。また当接圧０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域は全体の４割、最大当接圧は Ｎ／ｃｍのものを用いた。本実施例で用いた研磨ブレードの圧力分布を図１７に示す。その他の構成は実施例１と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１０２】
実施例１０
本実施例では、研磨ブレード７１の感光体１との当接面７１Ａのみでなく、感光体表面長手方向にも凹凸を設けた。表面形状を制御する粗面化手段（表面形状制御手段）としては図１８で示したような研磨シートを含む研磨機を用いた。
【０１０３】
研磨シート１７ａは、研磨砥粒が結着樹脂に分散されたものが基材に塗布されたシートである。研磨シート１７ａは空洞の軸１７ｂに巻かれており、軸１７ｂにシートが送られる方向と逆方向に、研磨シート１７ａに張力が与えられるよう図示しないモータが配置されている。研磨シート１７ａは矢印方向に送られ、ガイドローラ１７ｃ、１７ｄを介してバックアップローラ１７ｅを通り、研磨後のシート１７ａはガイドローラ１７ｆ、１７ｇを介して図示しないモータにより巻き取り手段１７ｈに巻き取られる。研磨は、基本的に未処理の研磨シート１７ａが感光体１の表面に常時圧接され、感光体表面を粗面化することで行われる。
【０１０４】
また、感光体表面に凹凸を付ける別の方法として感光体１の表面に砥粒を吹き付け粗面化する方法や、凹凸のついた型を感光体表面に押し当て凹凸を付ける方法も好適に用いることができる。また、上記表面形状制御手段は、感光体表面として膜を形成後に粗面化処理を行っても良いし、基材のシリンダ等を粗し所望の形状となる膜を作成しても何ら問題ない。本実施例では、平均表面粗さＲｚ＝０．５μｍ、平均凹凸間隔Ｓｍ＝５０μｍの感光体表面を用いた。
【０１０５】
その他の構成は実施例９と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１０６】
本実施例では感光体表面を微細に荒らすことにより、研磨ブレード（摺擦部材）７１と感光体１の表面の密着性が高くなり過ぎないようにしている。これにより両者間で適度な滑り性が発生し、摺擦部材７１の延命化に繋がり長期的に安定した性能を得ることが出来る。
【０１０７】
感光体表面粗さＲｚは０．１乃至２．０μｍの範囲が好ましい。０．１μｍ未満であると感光体表面との密着性が増し、期待する摺擦部材７１の延命効果が得られない。また２．０μｍ超だと接触面積が低下してしまい、十分な摺擦効果が得られにくくなる。一方表面平均凹凸間隔Ｓｍは１０乃至２００μｍの範囲が好ましい。１０μｍ未満であると接触面積が低下してしまい、十分な摺擦効果が得られにくくなる。また２００μｍ超だと感光体表面との密着性が増し、期待する摺擦部材７１の延命効果が得られない。上記感光体表面の凹凸形状は数μｍオーダーなのに対し、研磨ブレード７１の凹凸は数ｍｍオーダーであるのでそれに対して十分小さい値となっている。
【０１０８】
実施例１１
本実施例では、Ｒｚ＝２．０μｍ、Ｓｍ＝１０μｍの感光体表面を用いた。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１０９】
実施例１２
本実施例では、Ｒｚ＝０．１μｍ、Ｓｍ＝２００μｍの感光体表面を用いた。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１０】
実施例１３
本実施例では図１９に示したように摺擦部材７１の長手方向に複数のエッジ部７１Ａａを有する構成とした。図１９（ｂ）の圧力分布をみれば分かるようにエッジ部分７１Ａａではエッジ効果により圧力が高くなる。この圧力強弱を持つエッジ部７１Ａａが長手方向に移動することでより優れた摺擦機能が得られる。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１１】
実施例１４
本実施例では、図２０に示したように、摺擦部材７１を鋸歯形状とすることにより長手方向に複数のエッジ部７１Ａａを有する構成とした。その他の構成は実施例１０と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１２】
実施例１５
本実施例では研磨剤として、粒子形状が立方体状（概略立方体状）及び／又は直方体状（概略直方体状）の無機微粉体を現像剤（トナー）に外添して、感光体表面上に供給する構成としている。
【０１１３】
無機微粉体は硬度が高く優れた研磨性能を持つ。無機微紛体としては、例えばチタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等が用いられる。本実施例ではチタン酸ストロンチウムを用いた。
【０１１４】
無機微粉体を、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であるペロブスカイト型結晶形にすることで、より優れた研磨作用が発揮される。これは、粒子形状が立方体状及び／又は直方体状であることで、対象物との接触面積を大きくすることができ、また立方体状又は直方体状の稜線が対象物に当接することで、きめ細かい研磨性を得ることができるためだと考えられる。ペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウム等の無機微粉体は、一次粒子の個数平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。個数平均粒径が３０ｎｍ未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えるとクリーニングブレードで塞き止められる粒子割合が多くなりすぎ摺擦部材まで到達されにくくなり相乗的摺擦力が期待できなくなる。本実施例では個数平均粒径が１１０ｎｍのペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムを用いた。無機微紛体の個数平均粒径については、電子顕微鏡にて５万倍の倍率で撮影した写真から１００個の粒径を測定して、その平均を求めた。粒径は、１次粒子の最長辺をａ、最短辺をｂとしたとき、（ａ＋ｂ）／２として求めた。
【０１１５】
その他の構成は、実施例１３と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１６】
本実施例では上記研磨能力の高い無機微粉体を研磨ブレードの摺擦部で併用して用いることにより、より高い摺擦効果が得られ、良好な耐久性能が得られた。
【０１１７】
実施例１６
本実施例では個数平均粒径が３０ｎｍの粒子形状が立方体状及び／又は直方体状のチタン酸ストロンチウムを用いた。その他の構成は実施例１５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１８】
実施例１７
本実施例では個数平均粒径が３００ｎｍの粒子形状が立方体状及び／又は直方体状のチタン酸ストロンチウムを用いた。その他の構成は実施例１５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１１９】
実施例１８
本実施例では、図２１に示すように、ブレード状摺擦部材７１を感光体移動方向に対しカウンターで当接する構成とした。研磨ブレード７１は実施例１３と同じものを用いた。通常カウンターに研磨ブレードを当接するとクリーニングブレードに比べて供給される粒子が極端に少ない為、潤滑性が低下しブレード捲れが起きてしまう。しかし本発明では摺擦部材７１が感光体表面と密着している割合が少ないので捲れは発生しない。また本実施例のようにカウンターに研磨ブレード７１を当接することにより感光体１の周りの省スペース化が達成される。その他の構成は実施例１５と同じとした。評価結果を表１に示す。
【０１２０】
【表１】
【符号の説明】
【０１２１】
Ａ 画像形成部
Ｂ 原稿読取り部
Ｃ コントローラ（制御手段）
１ 感光体（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電部材）
３ レーザー露光手段
４ 現像装置（現像手段）
５ 転写ローラ（転写手段）
６ クリーニング装置（クリーニング手段）
７ 摺擦手段
７１ 研磨ブレード（摺擦部材）
７２ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向にて前記クリーニング手段の下流側に前記像担持体の表面を摺擦する部材を設け、前記摺擦部材は、前記摺擦部材の長手方向において、前記摺擦部材を均一平面に当接させた時の圧力が弱い弱圧部と、圧力が前記弱圧部より強い強圧部とを交互に有し、且つ前記摺擦部材が前記像担持体と当接する際に長手方向にレシプロ移動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記摺擦部材は、前記摺擦部材の長手方向において任意の長手１ｃｍの範囲に少なくとも０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域である前記強圧部と、０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域である前記弱圧部とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記レシプロにより前記像担持体の表面の長手全域が前記摺擦部材により０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の当接圧で摺擦されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弱圧部が長手方向に２割以上９割以下存在することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記摺擦部材の長手方向の圧力分布が周期的に形成されており、前記周期幅をＴ（ｃｍ）、前記レシプロ幅をＷ（ｃｍ）とすると、
Ｔ＜Ｗ≦１
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の表面は、長手方向に凹凸を設けたものであり、平均凹凸間隔Ｓｍが１０乃至２００μｍであり、平均表面粗さＲｚが０．１乃至２．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記摺擦部材が長手方向に複数のエッジ部を有し圧力分布を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記摺擦部材には個数平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり粒子形状が直方体状である無機微粉体が供給されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記摺擦部材がブレード形状であり、且つ前記像担持体の表面にカウンターで当接されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体の移動方向にて前記クリーニング手段の下流側に前記像担持体の表面を摺擦する部材を設け、前記摺擦部材は、前記摺擦部材の長手方向において、前記摺擦部材を均一平面に当接させた時の圧力が弱い弱圧部と、圧力が前記弱圧部より強い強圧部とを交互に有し、且つ前記摺擦部材が前記像担持体と当接する際に長手方向にレシプロ移動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記摺擦部材は、前記摺擦部材の長手方向において任意の長手１ｃｍの範囲に少なくとも０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の領域である前記強圧部と、０．０７Ｎ／ｃｍ以下の領域である前記弱圧部とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記レシプロにより前記像担持体の表面の長手全域が前記摺擦部材により０．１５Ｎ／ｃｍ以上０．９Ｎ／ｃｍ以下の当接圧で摺擦されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弱圧部が長手方向に２割以上９割以下存在することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記摺擦部材の長手方向の圧力分布が周期的に形成されており、前記周期幅をＴ（ｃｍ）、前記レシプロ幅をＷ（ｃｍ）とすると、
Ｔ＜Ｗ≦１
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の表面は、長手方向に凹凸を設けたものであり、平均凹凸間隔Ｓｍが１０乃至２００μｍであり、平均表面粗さＲｚが０．１乃至２．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記摺擦部材が長手方向に複数のエッジ部を有し圧力分布を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記摺擦部材には個数平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり粒子形状が直方体状である無機微粉体が供給されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記摺擦部材がブレード形状であり、且つ前記像担持体の表面にカウンターで当接されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１４５３５３（Ｐ２０１１−１４５３５３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４４０（Ｐ２０１０−４４４０）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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