JP2002268494A

JP2002268494A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002268494A
Application number: JP2001065797A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagame; 宏永目; Hidetoshi Kami; 英利紙; Shigeto Kojima; 成人小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP3904184B2

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体を帯電、露光して静電潜像を形成し、
その静電潜像をトナー像として可視像化し、そのトナー
像を転写材に転写したあとの感光体表面をクリーニング
装置によりクリーニングする画像形成装置において、ク
リーニング装置のクリーニング性能を高める。【解決手段】クリーニング装置６に第１及び第２のク
リーニングブレード１０，１１を設け、第１のクリーニ
ングブレード１０に電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定常的に感光体表
面を清浄化に保つ事によって、良好な画像品質を長期に
亘って維持しうるファクシミリ、レーザービームプリン
ター、複写機等の電子写真法を使用した画像形成装置に
関する。具体的には、トナー像転写後に感光体上に残留
している、或いは付着したトナー、紙粉、コロナ生成物
等、次の複写サイクルの画像品質に劣化を与えるような
物質（汚染物質）を効果的に除去し、感光体表面を良好
な画像品質が得られるように維持できるクリーニング装
置を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、レーザービームプリン
タ、複写機などの電子写真法を使用した画像形成装置で
は、感光体のまわりに帯電、画像露光、現像、転写、分
離、清掃、除電等の装置が配設されており、これらの装
置が順に感光体に作用することにより画像形成が行われ
る。感光体にはコロナ帯電装置や接触帯電装置などの帯
電装置に直流電圧もしくは交番電圧を重畳した直流電圧
が印加され、感光体は画像形成に必要な表面電位（例え
ば絶対値で４００〜１０００Ｖ）に帯電される。この帯
電時に電荷以外に放電生成物としてオゾンや窒素酸化物
等のコロナ生成物が発生する。これらのコロナ生成物は
放電と時を経ずに感光体表面に付着し、解像度低下や画
像流れ等の画像品質低下の要因となる。

【０００３】帯電後のＬＤ光などによる画像露光によっ
て、感光体には画像に対応した静電潜像が形成され、現
像剤を作用させることにより顕像（トナー像）化され
る。トナーの構成物は顔料や樹脂、極性制御剤、シリカ
等の潤滑物質等であり、この構成物の一部がクリーニン
グブレードの押圧やコロナ生成物の作用によって、感光
体に固着しトナーフィルミング層を形成する。フィルミ
ングが生じることによって、画像ムラや地肌汚れ、解像
度低下、画像流れなどの現象が起こる。

【０００４】トナー像は転写装置により、進入してきた
転写材に転写される。転写材としてコピー用紙を用いた
場合、そのコピー用紙はセルロース、タルク、シリカ、
結着剤等で構成されており、この構成物質がコピー用紙
表面に遊離し紙粉の形で少数付着している。この紙粉が
感光体に付着する事によって、フィルミングを起こし、
前記した現象と同様解像度低下、画像流れ現象を引き起
こす要因となる。これらの解像度低下、画像流れ等を起
こす要因物質（汚染物質）は付着直後で有れば、実害は
なく、比較的容易に除去可能である。通常、感光体に付
着した汚染物質は現像装置やクリーニング装置により感
光層や汚染物質が削られる事により或る程度除去され、
ほぼ実用上問題ないレベルの画像品質が提供される。し
かし、感光体が高耐摩耗化された場合や複写速度が速い
場合、大量複写などの場合、クリーニングブレードのエ
ッジの摩耗などが進むと、クリーニング装置や現像装置
では感光体表面を清浄な状態で維持することが不十分と
なり、時として前記したような画像品質低下を起こす場
合がある。

【０００５】画像品質を良好な状態に維持するために
は、感光体上にトナー像の画像品質を劣化させない程度
以下に汚染物質付着を抑制するか、大気中の水分の影響
を受け付けない様な保護手段を講じる必要がある。コロ
ナ生成物、感光体表面酸化、トナーフィルミング、紙粉
付着等が要因として生じる画像流れ（白抜け）を改善す
る方法には以下に示すような開示例がある。

【０００６】１）感光体を４０〜６０℃に加熱させ表面
抵抗低下を防止し、解像度の低下を抑制する方法、（例
えば特開昭６３−４０１８１号、特開昭６２−２９６１
８０号、特開昭５１−６５９４１号、特開昭６０−９５
４６７号等）２）感光体表面を水拭きし、表面に付着したコロナ生成
物を除去し、解像度の劣化を防止する方法（例えば、特
開昭５８−１５７５４９号、特開昭６０−１７３５７０
号等）３）感光層を活性炭素繊維でクリーニングしコロナ生成
物を除去する方法（例えば、ＵＳＰ５２６４９０３号、
特開平３−９２８８２号等）４）極細繊維の不織布でクリーニングしコロナ生成物を
除去する方法（例えば、特開平５−１５０６９３号、特
開平５−１３４５８５号特開平８−２４８８２０等）５）オゾン、ＮＯｘによる画像上の白抜け、白筋を回避
し、クリーニングブレードの変形を防止し、長期に亘っ
て安定した画像を維持するために、転写装置側から順に
トナー、キャリア等を除去するための残留現像剤除去部
材、オゾン、ＮＯｘ等の固着物を除去する為の強制掻き
取り部材を配置する（特開平９−２３０７６７）。６）帯電ローラーを使用した画像形成装置で起こる異常
画像（帯電不良による地汚れ、白筋、黒筋など）を回避
するために、転写装置側から順に第１のブレードクリー
ニング手段、第１のブレードとは電気抵抗が低目で電圧
を印加可能とした第２のブレードクリーニング手段を配
置する（特開平９−２９６２５０）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、感光
体表面にコロナ生成物、トナー構成物、紙粉などからな
る汚染物質が付着することによって、感光体表面抵抗が
低下し、解像度低下、画像流れ等を引き起こす。また、
感光体に付着した汚染物質によりブレードのエッジが破
損し、クリーニング不良、黒筋、クリーニングブレード
の耐久性低下、感光体に於いては電子写真特性の劣化、
スクラッチ、偏摩耗などの機械的耐久性低下を引き起こ
す。さらに感光体に付着したこれらの異物が帯電ローラ
ーに再付着し、局部的に帯電不良を生じ、黒筋や画像ム
ラを生じる。したがって、電子写真法を使用した画像形
成装置では感光体を常に清浄な状態に保持するためのク
リーニング手段が特に重要となる。クリーニング゛手段
或いは画像流れ等を改善する手段に関しては、開示例に
も見られるように多くの解決手段が提案されているが、
システム条件によっても効果の違いがあり、根本的な解
決には到っていないというのが現状である。

【０００８】本発明は、良好な画像品質を長期に亘って
提供し続ける為には、感光体表面を常に清浄な状態に維
持していく以外に方法はないとの見地から、これらの異
常画像の発生要因である感光体に付着した汚染物質を複
写サイクル毎に確実に除去し、感光体の表面状態を常に
清浄な状態に維持することによって、画像品質を長期に
亘って、良好な状態に維持すると共に、クリーニングブ
レードの劣化破損を少なくし、また汚染物質の付着、ク
リーニングブレードの破損による感光体の耐久性低下、
帯電部材の汚染抑制、摺擦音等を抑制する事で、画像品
質、感光体、ブレード、帯電部材等に関して総合的信頼
性を高めることのできる画像形成装置提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、帯電装置を用いて感光体に帯電を行い、画
像露光によって静電潜像を形成し、現像剤によって静電
潜像を現像してトナー像化した後、転写装置により感光
体上のトナー像を転写材に転写し、クリーニング装置に
より、トナー像転写後の感光体上の残留トナーを除去す
る画像形成装置において、前記クリーニング装置が、感
光体に当接する少なくとも第１のクリーニングブレード
と第２のクリーニングブレードを有し、第１のクリーニ
ングブレードは第２のクリーニングブレードよりも感光
体表面移動方向上流側の感光体面部分に当接するように
第１及び第２のクリーニングブレードをそれぞれ配設
し、第１のクリーニングブレードは電圧印加可能な弾性
部材で構成されていることを特徴とする画像形成装置を
提案する（請求項１）。

【００１０】その際、第１のクリーニングブレードは、
接地されるか、又は直流電圧、交流電圧もしくは交流を
重量した直流電圧を印加されると有利である（請求項
２）。

【００１１】また、上記請求項１又は２に記載の画像形
成装置において、第１のクリーニングブレードの感光体
に対する当接圧を、第２のクリーニングブレードの感光
体に対する当接圧よりも低く設定すると有利である（請
求項３）。

【００１２】さらに、上記請求項１乃至３のいずれかに
記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置
は、感光体表面の移動方向に関し、第１のクリーニング
ブレードの感光体に対する当接位置よりも下流側であっ
て、第２のクリーニングブレードの感光体に対する当接
位置よりも上流側の感光体面部分に当接するクリーニン
グブラシを有していると有利である（請求項４）。

【００１３】また、上記請求項１乃至４のいずれかに記
載の画像形成装置において、感光層上に無機微粒子を分
散した２乃至８μｍの膜厚の被覆層を有する感光体を用
いると有利である（請求項５）。

【００１４】さらに、上記請求項１乃至５のいずれかに
記載の画像形成装置において、感光体面に外添法により
潤滑剤を付与する事により潤滑性を与え、感光体表面の
摩擦係数を０．５以下で０．１以上の範囲とすると有利
である（請求項６）。

【００１５】

【発明の実施の形態】本例の画像形成装置は、画像品質
を左右する感光体上に付着した各種汚染物質を確実に排
除する為に、クリーニングブレードを２本配設し、もし
くは更に両クリーニングブレード間にクリーニングブラ
シを配設したクリーニング装置が転写装置と帯電装置間
に配設されている。転写装置側のクリーニングブレード
を第１のクリーニングブレード、帯電装置側のクリーニ
ングブレードを第２のクリーニングブレードとする。第
１のクリーニングブレードは、電圧印加可能な弾性部
材、例えばゴム材で構成されている。第１のクリーニン
グブレードを電圧印加可能に構成するには、これを導電
性又は半導電性とすればよく、例えば、その体積抵抗率
を１０^０乃至１０^１１Ω・cm、好ましくは１０^０乃至１
０^１０Ω・cm、特に好ましくは１０^０乃至１０^８Ω・cm
に設定する。かかるクリーニングブレードは、硬度５０
〜８０度、厚み１．５〜４ｍｍ程度の耐熱性、耐オゾン
性、耐摩耗性、無公害性等の諸特性に優れた弾性部材
（ゴム系が好ましい）のブレードとすることが好まし
い。クリーニングブレードの導電性はカーボン粉末、カ
ーボンとアルカリ金属塩等の材料を添加することで行う
ことができる。ゴム材はウレタンゴムを最適とするが、
ＢＳＲ、ＣＲ、シリコーンゴム等も使用することもが出
来る。

【００１６】第１のクリーニングブレードを導電性又は
半導電性（中抵抗体）とするのはクリーニングブレード
に電圧を印加して使用することも可能とし、電圧印加に
より感光体に付着した紙粉、トナー等を除去し易くする
ためである。電圧を印加する場合、使用条件に応じ、直
流電圧、交流電圧、交流電圧を重畳した直流電圧のいず
れかを選択する事が可能であり、またクリーニングブレ
ードを接地（０Ｖ）することもできる（図１、図２参
照）。

【００１７】クリーニングブレードを接地し、又はこれ
に電圧を印加しながらクリーニングする理由は、トナー
や紙粉等、感光体上に残留物を静電的に除去するためで
ある。トナーや紙粉がクリーニング不良により感光体上
に残留すると、繰り返し使用時に生じる熱や圧力などに
より、感光体面に次第に固着しフィルミングに成り易
い。すなわち、転写装置を通過した後のトナーや紙粉が
感光体に静電的、物理的に付着しているため、従来のブ
レードクリーニング方式の様に１体のクリーニングブレ
ードで長期に亘って使用するような場合や、耐摩耗性を
著しく向上させた感光体や、複写スピードが速い機種な
どではブレードエッジの摩耗した場合等で、トナー抜け
が生じ、急速にフィルミングに因る汚染が広がり、画像
品質に影響を及ぼす。このクリーニング不良はブレード
クリーニングを２体にする事で、クリーニング効率向上
させることが出来るが、クリーニングブレード２体の取
り付け位置には注意が必要で、これらのクリーニングブ
レードが感光体に当接する位置が接近しすぎていると、
第２のクリーニングブレードで堰き止められたトナーが
除去されず、感光体にフィルミングを生じたり、黒帯や
クリーニング不良など、逆に悪影響を及ぼす危険性があ
る。従って、このような不具合が発生しないように、第
１及び第２のクリーニングブレードが感光体に当接する
位置を設定することが好ましい。

【００１８】クリーニングブレードに電圧を印加する事
により、静電的にトナー、紙粉等を感光体より浮かせた
り、吸引させ、感光体上のトナー、紙粉等の残留物は除
去される。ただ、転写残トナーや紙粉は一様な極性や電
荷を保持している訳ではなく、プラスであったり、マイ
ナス或いは殆ど０Ｖということもあり得る。したがっ
て、第１のクリーニングブレードに印加する電圧の極
性、或いはその値（０Ｖも含む）などの電圧条件はシス
テム条件によって変える必要がある。感光体上のトナー
などを静電的に引き付けることのできる極性の電圧を第
１のクリーニングブレードに印加し、或いはその第１の
クリーニングブレードを接地する。

【００１９】クリーニングブレードのエッジが摩耗して
くると、感光体に対するクリーニング性能は低下し、感
光体が汚染されやすくなる為、可能な限り、第１のクリ
ーニングブレードで汚染物質を取り除き、残留した汚染
物質や除去されにくいコロナ生成物を第２のクリーニン
グブレード、さらにはクリーニングブラシで除去するこ
とによって、感光体を常に清浄な状態に維持することが
好ましい。

【００２０】第１のクリーニングブレードの感光体に対
する当接圧は第２のクリーニングブレードの感光体に対
する当接圧よりも低く設定するのが望ましい。例えば、
第２のクリーニングブレードの当接圧を６０〜８０ｍＮ
／ｃｍとすれば、第１のクリーニングブレードの当接圧
は６０ｍＮ／ｃｍ以下に設定する。これはトナー、紙粉
が多いと、感光体が傷付き易く成るためであり、第１の
クリーニングブレードを接地し又はこれに電圧を印加す
る事により、第１のクリーニングブレードの感光体に対
する当接圧を低く設定することが可能となる。第１のク
リーニングブレードを抜け出たトナー等は第２のクリー
ニングブレードや、クリーニングブラシで補完する事が
出来る。ただし、第１のクリーニングブレードに電圧が
印加されていても、必要以上に第１のクリーニングブレ
ードの当接圧を軽くすると、クリーニング不良が生じる
ので、少なくとも４０ｍＮ／ｃｍより高くすることが望
ましい。第１のクリーニングブレードで残留トナーの大
部分が除去する事によって、第２のクリーニングブレー
ドの感光体に対する当接圧は軽くすることが出来、この
事によりクリーニングブレードのみならず、感光体の耐
久性が低くなるのを抑止出来る。第１のクリーニングブ
レードに印加する電圧は、例えば絶対値で直流電圧２０
０〜８００Ｖ程度、交流電圧２００〜１５００Ｖ、周波
数は正弦波で１００〜２０００Ｈｚの間に設定すればよ
い。

【００２１】クリーニングブレードの感光体への当接方
法は、第１のクリーニングブレードはリーディング方式
でもカウンター方式でも良いが、感光体への負荷や省ス
ペース等を勘案すると、第１のクリーニングブレードは
リーディング方式とし、第２のクリーニングブレードは
クリーニング性能からカウンター方式とすることが好ま
しい。

【００２２】クリーニングブラシはクリーニングブレー
ドでは取れにくい極めて微細なコロナ生成物や、コロナ
生成物による感光体上の酸化物や樹脂との反応物を掘り
起こし除去するためのもので、感光体をより一層清浄化
するのに有効な手段である。但し、クリーニングブラシ
は１０〜２０ｃｐｍ程度の複写スピードの装置でも十分
に有効性が有するが、汚染物質の蓄積性も高くなり、ク
リーニング部材などの消耗も高い複写スピード４０ｃｐ
ｍ以上の装置では、特に有効性が高くなる。ｃｐｍは、
１分当りのコピー枚数を示す。

【００２３】上述の如きクリーニング装置を使用するこ
とで、感光体上の画像品質を低減化させる汚染物質が殆
ど排除可能となり、長期的に亘って良好な画像品質を提
供出来る。このクリーニング装置は有機感光体に限ら
ず、ａ−Ｓｉ感光体、Ｓｅ系感光体等、またオーバーコ
ートのいかなる感光体にも適用可能である。ただし、感
光体の物理特性や、機械特性などによっては効果に相違
を生じる場合があり、本発明は有機感光体を使用した場
合に有効性が高い。有機感光体はセレンやアモルファス
シリコンなどの感光材料に比べて安価に製造でき、製造
が容易、無公害、高感度が得られやすい等のメリットが
有り、現在流通している感光体の殆どは有機感光体であ
る。ただ、有機感光体は樹脂製であるため、感光層が柔
らかく、機械的耐久性（耐摩耗性）が低いため、２段の
クリーニングブレード方式を使用した場合、設定条件に
よっては耐摩耗性が不利になり、感光体寿命が短くなる
可能性がある。したがって、有機感光体を使用する場
合、感光体上に更に耐摩耗性のある被覆層を形成するの
が望ましい。被覆層としての好適な方法としては、感光
層上に感光層と同じバインダー樹脂（例えばポリカーボ
ネート樹脂、ポリエステル樹脂等）に正孔移動性を向上
させるためのドナー、更に必要に応じて、酸化防止剤も
しくは可塑剤を添加し、さらに耐摩耗性を向上させるた
めに酸化チタンもしくはアルミナの無機微粒子を２５〜
４０％程度添加させた樹脂を作製し、浸漬塗工法、スプ
レー塗工法などを用いて、２〜８μｍの被覆層を形成す
る。被覆層の特性例としては、電気抵抗１０^１２〜１０
^１４Ω・ｃｍ、６５０〜７８０ｎｍの赤外領域の透過率
９０％以上等である。このように、無機微粒子を酸化チ
タンかアルミナとする事により、電気的にも、画像品質
的にもで良好な電子写真特性が維持される。また、感光
体上に付着した異物が被覆層が無い状態よりも除去し易
い。したがって、帯電能が高く、感度低下も少なく、良
好な画像品質が提供される。このように、感光層上に無
機微粒子を分散した２乃至８μｍの膜厚の被覆層を有す
る感光体を用いることが好ましく、その際、感光体の被
覆層を構成する無機微粒子が酸化チタンモしくはアルミ
ナのいずれかであることが有利である。

【００２４】以上の構成でも感光体の耐久性は従来に比
して大きく向上し、十分な特性を長期にわたって保持さ
せることが出来るが、更に向上を望む場合には、感光体
表面に潤滑剤を適当量、外添して潤滑性を与えることが
望ましい。潤滑剤を感光層中に内添する方法もあるが、
耐久性がない上、添加量が限られるため、実用的では無
い。潤滑剤はクリーニングブレードや現像剤と感光体間
の摩擦抵抗を緩和するため、感光層の摩耗が抑えられ
る。感光層に潤滑剤の島状薄膜が拡張していくと、次第
にキャリアによる食い込みも少なくなり、トナーや、紙
粉、コロナ生成物に起因して起こる、フィルミングを減
少させる。

【００２５】使用可能な潤滑剤はフッ素系樹脂（ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、ス
テアリン酸亜鉛などであり、潤滑剤添加後の摩擦係数が
低いほど感光層の摩耗が抑止され機械的な高耐久化が実
現できる。但し、余り摩擦係数が低下すると、感光体に
付着した紙粉やコロナ生成物が削れない為に、画像流れ
を起こしやすくなる傾向があり、感光体表面の摩擦係数
を０．１よりも低くすることは好ましくない。摩擦係数
の好ましい範囲は０．１以上で０．５以下であり、特に
好ましくは０．２以上で０．４以下である。ただし、感
光体の表面状態（均一性）により左右されるので、摩擦
係数だけでは十分に対応はとれないが、上記範囲に入っ
て居り、摩擦係数が低い値を取れば感光体の耐久性は確
実に向上させる事が出来る。なお、潤滑剤を外添しない
場合の感光体表面の摩擦係数は０．６〜０．６３程度で
ある。摩擦係数が上記範囲に成るように設定すること
で、感光体の耐久枚数は２０万枚〜４０万枚あるいはそ
れ以上の耐久性が実現可能である。摩擦係数はいずれも
オイラーベルト方式を使用した場合の数値であり、これ
については後述する。潤滑剤を添加した場合の他のメリ
ットは、流動剤としてトナー中に添加されるシリカの感
光体への刺さりに起因するフィルミング現象が緩大幅に
和され、外観特性ひいては画像品質の劣化を最小限にく
い止める効果が認められる。

【００２６】以下、画像形成装置をより具体的に説明す
る。１）複写プロセス画像形成装置の概略を図１に示す。ここに示した画像形
成装置は、時計方向に回転する感光体１を、図示した如
き帯電ローラー、或いは図示していない帯電ブラシ、又
はコロナ放電装置などのいずれかの帯電装置２を用い
て、画像形成に必要な表面電位、例えば−４００〜−１
０００Ｖに帯電する。次いでデジタル式の画像形成装置
ではＣＣＤ（電荷結合素子）で読みとられた、或いは送
信された電気信号を６３０〜８２０ｎｍもしくはそれ以
下の波長のＬＤ或いはＬＥＤ素子による光をポリゴンミ
ラー、シリンドリカルレンズ及びドット径を８０〜３０
μｍに絞る為の凸レンズを使用した露光装置３により、
ドットパターンの形で感光体上に画像露光を行い静電潜
像を形成する。この様にして得られた静電潜像は、１成
分もしくは２成分の現像剤を使用する現像装置４を用い
て顕像化、すなわちトナー像化され、そのトナー像は、
図示した如きローラー、又は図示していないベルト状、
或いはコロナ放電法等のいずれかの転写装置５により、
転写材の一例であるコピー用紙（普通紙）９に転写（９
５〜９９％の転写効率）され、分離装置によってコピー
用紙が感光体から分離される。このコピー用紙９は定着
装置８に搬送され、ここで転写されたトナー像が定着さ
れ、ハードコピーとなる。転写後の感光体には現像剤
（殆どトナー）が残留しているため、クリーニング装置
６で清掃される。

【００２７】上述のように、図１に示した画像形成装置
は、帯電装置を用いて感光体に帯電を行い、画像露光に
よって静電潜像を形成し、現像剤によって静電潜像を現
像してトナー像化した後、転写装置により感光体上のト
ナー像を転写材に転写し、クリーニング装置により、ト
ナー像転写後の感光体上の残留トナーを除去するように
構成されている。

【００２８】ここで、クリーニング装置６は、感光体１
に当接する少なくとも第１のクリーニングブレード１０
と第２のクリーニングブレード１１とを有し、第１のク
リーニングブレード１０は第２のクリーニングブレード
１１よりも感光体表面移動方向上流側の感光体面部分に
当接するように第１及び第２のクリーニングブレードが
それぞれ配設され、第１のクリーニングブレード１０
は、前述のように電圧印加可能な弾性部材で構成されて
いる。また、このクリーニング装置６は、感光体表面の
移動方向に関し、第１のクリーニングブレード１０の感
光体に対する当接位置よりも下流側であって、第２のク
リーニングブレード１１の感光体に対する当接位置より
も上流側の感光体面部分に当接するクリーニングブラシ
１２を有している。クリーニングブラシ１２は必要に応
じて設けられるものであり、図２に示すクリーニング装
置６のように、クリーニングブラシを廃止することもで
きる。図２に示した画像形成装置は、そのクリーニング
装置６がクリーニングブラシを有していない点を除き、
図１に示した画像形成装置と変りはない。

【００２９】転写・分離装置に近い方の第１のクリーニ
ングブレード１０は、その設置法がカウンターもしくは
図示する如くリーディング方式で、材質は弾力性を有
し、電圧が印加する事が可能な、例えば導電性ブレード
であり、帯電装置に近い方の第２のクリーニングブレー
ド１１は、カウンター方式で設置される弾力性を有する
絶縁材のクリーニングブレードで構成する。クリーニン
グ後の感光体は長波長光のＬＥＤ素子から成る除電装置
７（除電光は必ず必要というわけではない）により、感
光層内部の残留した静電潜像が消去され次の複写サイク
ルに入る。

【００３０】上述のように、感光体のまわりには、その
表面の移動方向に沿って、順に帯電装置、画像露光、現
像装置、転写装置及び２本のクリーニングブレードを配
設し、もしくはさらに、クリーニングブラシを配設し、
第１のクリーニングブレードに電圧を印加可能としてク
リーニング装置が配置されている。このように、２体の
クリーニングブレード、もしくは更にクリーニングブラ
シを組み込んだクリーニング装置を画像形成装置に配設
する事により、オゾン臭が無く、画像品質的には良好な
状態を長期に亘って提供することが可能であり、一方で
は画像形成時の感光体が汚染物質から開放されることに
より、感光体及び、帯電部材の汚染が小さくなり、両部
材の耐久性を長らめることが出来る。クリーニング装置
は単独でも、プロセスカートリッジに組み込むことも可
能である。

【００３１】なお、図１は単色の現像剤による複写プロ
セスを示しているが、１本の感光体を使用するカラー方
式の画像形成装置でも、４本の感光体を使用するタンデ
ム方式の画像形成装置でも基本的には図１に示す複写プ
ロセスが使用される。また、転写材として、ベルト状又
はドラム状の中間転写体を用い、その中間転写体に感光
体上のトナー像を一次転写し、次いでそのトナー像を最
終転写材、例えばコピー用紙に二次転写し、そのトナー
像を最終転写材上に定着するように構成することもでき
る。さらに、感光体として、図示したようにドラム状の
感光体を用いるほか、複数のローラに巻き掛けられて駆
動される無端ベルト状の感光体を用いることもできる。

【００３２】２）感光体上述した画像形成装置に使用される感光体は基本的とし
ては、Ｓｅ系、ａ−Ｓｉ系等の無機系感光体及び有機系
感光体のいずれも使用可能である。ただし、感光体によ
って現象の現れ方に相違が有り、適当に摩耗することも
必要であることから、有機系感光体に好適に使用でき
る。以下、有機感光体について詳細に説明する。

【００３３】有機感光体は近年感光体の主流として数多
く使用されており、帯電能が高く、高感度設計が可能、
安価で、スプレー方式やディッピング方式で容易に作製
可能、無公害である等のメリットを有する。その反面、
樹脂製のため硬度が低く、脆いため、耐久性が短いとい
う問題点がある。ただし、この耐久性に関しては、複写
システムや、感光体構成の適正化により改善可能であ
る。具体的な感光体構成は図３に拡大して示すように、
導電性支持体１ａ上に順に下引き層１ｂ、電荷発生層１
ｃ、電荷輸送層１ｄ及び被覆層１ｆを積層した感光体で
ある。この例では、帯電極性はマイナスである。図４は
別の構成の感光体で電荷発生層と電荷輸送層が一体型に
なった感光体で、動作極性は主としてプラス帯電であ
る。以下、図３の感光体構成で説明する。

【００３４】導電性支持体導電性支持体の素材は超仕上げ、鏡面仕上げ等の加工を
施したアルミニウムが一般的に使用されるが、電気、機
械、化学的などの各特性を満足するもので有れば良く、
ステンレススティール、銅、真鍮などの金属の他、圧縮
紙や樹脂或いはガラスに、金やアルミ、白金、クロム等
を蒸着或いはスパッタリングした導電層、さらにはカー
ボン、錫等の微粒子を分散した導電層を塗工したもので
あっても良い。電気抵抗は体積固有抵抗で、１０^６Ω・
ｃｍオーダー以下の値で有れば問題はない。形状は例え
ばドラム状で、肉厚は直径や材質にも因るが、アルミニ
ウムを使用する場合、０．５〜３ｍｍ程度のものが使用
される。２４〜８０ｍｍφの感光体であれば０．８〜
１．５ｍｍ程度の肉厚の導電性支持体が使用される。

【００３５】下引き層下引き層は、導電性支持体からの電荷注入阻止による帯
電特性の維持、デジタル変換された画像露光の感光層内
で乱反射による潜像乱れ阻止を行うため、及び導電性支
持体、電荷発生層の両層の塗工性、接着性等を良好にす
るために形成される。下引き層はアルミナ蒸着膜、分散
系の場合にはＴｉＯ_２やＳｎＯ_２などの金属酸化物をア
ルキッド樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、ポリビニー
ルアルコール、カゼイン等に分散し、導電性支持体上
に、浸漬法、スプレー法、リングコート法等を用いて１
〜１０μｍの厚さに塗布する。好適には４μｍ〜８μｍ
程度である。下引き層が厚すぎると繰り返し残留電位の
増加を起こしやすく、薄い場合にはＳＮ比が悪化し、長
時間使用によりノイズ（黒ポチや、地肌汚れ等）の増加
を招く。通常は１０^９〜１０^１２Ω・ｃｍ程度の体積抵
抗の下引き層を３〜８μｍの膜厚で均一に形成する事
で、良好な電子写真特性が維持できる。

【００３６】電荷発生層電荷発生層は電荷発生材をバインダー樹脂に分散したも
のである。有機感光体の場合、電荷発生材としては金属
フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシ
アニン系、カルバゾール、トリフェニールアミン、フル
オレノン、オキサジアゾール等の骨格を有するアゾ顔
料、ペリレン系顔料、アントアンスロンなどのキノン顔
料、ペリレン顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔
料、多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料等を単独も
しくは２種以上混合して使用できる。また、必要に応じ
て低分子輸送物質を添加しても良い。バインダー樹脂と
してはポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリア
クリルアミド樹脂、フェノール樹脂などが使用できる。
また、正孔輸送物質として、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、チアゾール
誘導体、トリアゾール誘導体、スチリルアントラセン、
スチリルピラゾリン等が単独もしくは２種以上混合して
使用される。これらの電荷発生材とバインダー樹脂をテ
トラヒドラフラン、トルエン、シクロヘキサノン、ジク
ロールエタンなどを分散液として、ボールミル、サンド
ミル、振動ミルなどで均一に分散し、スプレー塗工法、
浸漬法等を用いて、下引き層上に０．０５〜５μｍ、好
ましくは０．２〜１μｍの厚さで塗工する。必要以上に
厚くすると、空間電荷の増大を招き、光減衰特性、残留
電位等に影響が生じる。

【００３７】電荷輸送層電荷輸送層は電荷輸送材をバインダー樹脂中に分散した
ものである。低分子輸送材にはオキサゾール誘導体、オ
キサジアゾール誘導体（特開昭５２−１３９０６５，同
５２−１３９０６６号報に記載）、イミダール誘導体、
トリフェニールアミン誘導体（特願平１−７７８３９号
報に記載）、α−フェニールスチルベン誘導体（特開昭
５７−７３０７５号報に記載）、トニフェニールメタン
誘導体（特公昭５１−１０９８３号報に記載）、アント
ラセン誘導体（特開昭５１−９４８２９号報に記載）な
どを使用することが出来る。バインダー樹脂としてはポ
リカーボネート樹脂（ビスフェノールＡタイプ、ビスフ
ェノールＣタイプ、ビスフェノールＺタイプ或いはこれ
らの共重合体）、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂等単独もしくは
２種以上混合して用いることが出来る。

【００３８】また、耐環境性を改善するために、感度低
下、残留電位上昇を抑制するために酸化防止剤を添加す
ることが出来る。酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒ
ドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エ
チルフェノールなどのモノフェノール系化合物２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブ
チルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−
エチル−６−ｔ−ブチルフェニル）などのビスフェニー
ル系化合物、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−
５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメ
チル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−
４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メ
チレン−３−（３’、５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒ
ドロキシフェニール）プロピオネート］メタンなどの高
分子フェノール系化合物２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジ
ドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノ
ン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロ
キノン等のハイドロキノン類等がある。

【００３９】電荷輸送層の膜厚は均質な５〜３０μｍの
範囲に設定することが望ましい。１０〜２５μｍ程度に
設定すれば、６００〜１２００ｄｐｉもしくはそれ以上
の高解像性を有する静電潜像の形成に有利である。コピ
ー像の解像度はトナー、キャリアの粒径、現像方式、原
稿像のドット系、転写条件、電荷輸送層の表面抵抗、バ
ルク抵抗等によっても影響を受けるため、静電潜像での
解像度は出来るだけ高いレベルに設定しておくことが望
ましい。感光体における静電潜像の解像度は感光層が厚
くなるにしたがい、光及び電荷の拡散が生じるため、解
像度は膜厚の増加と共に次第に低下する傾向が見られ
る。したがって、電荷輸送層の膜厚は薄い方が解像度の
点では有利となるが、薄くなるに従い、感光層は分散層
であるが故に、電気抵抗の不均一性が目立つようにな
り、長期的にはＳＮ比の低下や電気的耐久性が低下し、
機械的な耐久性を待たずにダウンする等の問題が生じ
る。さらに、電荷輸送層を薄くする事によって、画像形
成に必要なコントラスト電位を稼げなくなり、コントラ
スト、階調性の低い画像となる。

【００４０】被覆層被覆層は感光体の機械的、電気的な耐久性を図るために
感光層上に形成するもので、高硬度の非晶質炭素膜や、
非晶質シリコン膜、高抵抗の酸化錫膜などの薄膜を１〜
５μｍ程度、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法等で形成する方法、０．０
５〜５μｍ程度の微粒子をバインダー樹脂中に分散し、
感光層上に薄膜塗装する方法などがある。無機微粒子を
バインダー樹脂中に適当量分散することによって、感光
体の耐久性を図ることができる。無機微粒子としては酸
化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化
インジウム、窒化珪素等があり、特にはアルミナ、酸化
チタンの順で環境安定性が良好であり、好適な無機微粒
子として使用することが出来る。これらの無機微粒子に
はシランカップリング材、フッ素系シランカップリング
剤を使用して撥水処理する事も可能である。無機微粒子
はバインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂、ポリエ
チレン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリア
ミド樹脂等に分散して使用することが出来るが、好まし
くは極性依存性が無い、透明性の良い１０^１６〜１０
^１７Ω・ｃｍ程度に高抵抗のポリカーボネート樹脂が好
適である。

【００４１】バインダー樹脂中に無機微粒子を分散する
際に、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂
微粒子を適当量分散することによって撥水性、潤滑性を
高め、環境特性、耐摩耗特性を改善させる事も可能であ
る。無機微粒子の分散量はバインダー樹脂に対し２５〜
４０重量％程度添加するのが好ましく、添加量が多くな
ると、耐摩耗性は増大するが、反面、光透過率の低下や
拡散、電荷の移動度低下などが生じ、解像度低下、残留
電位上昇、感度低下等を生じやすくなる。さらに、表面
に付着したコロナ生成物やトナー成分によるフィルミン
グなど画像形成に対して障害となる汚染物質が、摩耗さ
れにくくなり、解像度低下を起こす要因に成ることもあ
る。一方、無機微粒子の添加量が少ない場合には、摩擦
係数が高くなり、機械的耐久性が維持できず、現像剤に
因るトナーフィルミング、シリカなどの付着（突き刺さ
り）などが起こりやすく、白点や、ムラが発生する事が
ある。したがって、被覆層の膜厚は要求される耐久性に
よっても左右されるが２〜８μｍの範囲、好ましくは３
〜６μｍ程度に設定するのが望ましい。

【００４２】被覆層には無機微粒子が分散されているた
め、偏りや粒径の分散不良等が有ると、解像度、残留電
位、機械的耐久性等に影響を与える。したがって、被覆
層中の無機微粒子は層中にほぼ均一に分散されているこ
とが望ましい。感光層（＝電荷発生層＋電荷輸送層）と
被覆層を合わせた感光層の総膜厚は１５〜３０μｍの範
囲内で設定されるのが望ましい。

【００４３】３）帯電方法及び装置感光体に静電潜像を形成するに先立つ帯電、およびトナ
ー像をコピー用紙に転写する際の帯電方法はコロナ放電
法や帯電ローラー、ブラシ等の帯電部材を使用する接触
或いは非接触帯電法等で行われる。コロナ放電法は金属
ケース内に帳架された４０〜８０μｍのタングステンワ
イヤー、或いは鋸歯状のＳＵＳ板に絶対値で４０００〜
８０００Ｖの高電圧を印加する方式のもので、高電圧を
印加するため、必然的にオゾン、窒素酸化物などのコロ
ナ生成物が低電圧駆動の接触帯電法に比べ多くなり、環
境上問題が生じる。コロナ放電法（主にはスコロトロン
帯電器）は非接触であるため感光体を傷付けない、感光
体と１０ｃｍ程度離して作動させるため均一帯電させ易
い、生成したコロナ生成物が感光体に向かって飛翔する
間に吸引する工程を設けることが出来るなどにより、接
触帯電法より感光体に与えるコロナ生成物の化学的影響
を少なくするも可能である。しかし、オゾン、窒素酸化
物は多量に発生し、環境上問題が多い。

【００４４】一方、接触帯電法、及び５０〜２５０μｍ
程度離して設置した帯電部材から帯電する非接触帯電法
では、帯電部材に直流電圧もしくは正弦波の交流電圧
（絶対値で１０００Ｖ〜２０００Ｖ、５００Ｈｚ〜２．
５ＫＨｚ）を直流電圧に重畳して印加し、表面電位を絶
対値で４００〜８００Ｖ程度成るように帯電されるが、
印加電圧が低いためオゾンや窒素酸化物等のコロナ生成
物はコロナ放電法の１／１００以下と極めて少ないた
め、排気処理装置も簡単でよく、したがって環境上問題
は殆ど無い。しかしながら、生成量が微少であっても、
感光体に対するコロナ生成物の感光体に対する影響は大
きく、解像度低下、画像流れ、ハーフトーン画像の濃度
むら等画像品質上大きな問題を呈する。帯電部材を感光
体から僅かに隔離して帯電する方法のメリットは帯電部
材が汚れても、感光体が受けるダメージが緩和されると
いう点で有利となる。

【００４５】このコロナ生成物は感光体上に極めて薄く
付着しているため、クリーニングブレードで除去するの
は容易でなく、感光体の耐摩耗性が大きい感光体ほど簡
単に除去できない。したがって、感光体表面を清浄化す
るためのクリーニング方式は極めて重要である。本発明
で使用する帯電方式は上記したどの方式でも使用可能で
あるが、環境特性から接触もしくは極近接して帯電を行
う非接触帯電方式が好ましい。このように、感光体に帯
電を行う手段として、接触帯電装置もしくは５０〜２５
０μｍ程度感光体から隔離して配設し帯電を行う非接触
帯電部材を使用することによって、従来に比して、省電
力、電源装置の小型化が図られ、オゾンの生成も極少等
で、環境的にも好ましい。非接触帯電部材を使用する場
合には感光体に付着する埃なども付着しにくいため、帯
電部材の耐久性を更に長くすることが出来る。感光体に
接触もしくは極近接配置された導電性部材から成る帯電
装置で感光体に画像形成に必要な電荷を付与し、画像形
成を行う。例えば、図１に示すように芯金のまわりに、
例えば１０^５乃至１０^８Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する
弾性層を有する帯電ローラより成る帯電装置２を用いる
のである。

【００４６】４）クリーニング装置クリーニング装置はトナーのみならず、コロナ生成物、
紙粉、フィルミング等の画像形成上問題となる汚染物質
を可能な限り排除する装置である。図１に示したクリー
ニング装置６は第１及び第２の２体のクリーニングブレ
ード１０，１１と、クリーニングブラシ１２を使用した
もので、図２に示すクリーニング装置６はクリーニング
ブラシを使用しないものであり、転写・分離装置に近い
第１のクリーニングブレードの材質はウレタンゴムを好
適とするが、ＢＳＲ、ＣＲ、シリコーンゴム等も使用で
きる。これらのゴム材にはカーボン粉末、カーボンとア
ルカリ金属塩などの材料を添加し、体積抵抗率を１０^０
〜１０^８Ω・ｃｍ、硬度を５０〜８０度と成した物であ
る。ブレードの厚みは１．５〜４ｍｍ程度で使用でき、
通常は２ｍｍ前後である。第１のクリーニングブレード
１０の設置は感光体１に対しカウンターもしくはリーデ
ィング方式のいずれでも良いが好ましくはリーディング
法で設置し、第２のクリーニングブレード１１より当接
圧を低く設定する。例えば第２のクリーニングブレード
の当接圧を６０〜８０ｍＮ／ｃｍとすれば、第１のクリ
ーニングブレードの当接圧は６０ｍＮ／ｃｍ以下に設定
する。これはトナー、紙粉が多いと、感光体が傷付き易
く成るためであり、電圧を印加する事により、低く設定
することが可能となり、抜け出たトナー等は第２のクリ
ーニングブレードや、クリーニングブラシで補完する事
が出来る。クリーニング装置のクリーニング性能が高く
なると、帯電ローラーの汚染もなくなり、帯電性が安定
し画像品質を高く維持できる。第１のクリーニングブレ
ード１０への電圧印加又は当該ブレード１０の接地によ
り感光体に付着した紙粉、トナー等を除去し易くする。
使用条件に応じ、図１及び図２に示すように、接地、直
流電圧、交流電圧、交流電圧を重畳した直流電圧のいず
れかを選択する事が出来る。図１及び図２における符号
１４は直流電源を、符号１３は交流電源を示している。
第１のクリーニングブレード１０に印加する電圧は直流
電圧２００〜８００Ｖ程度、交流電圧２００〜１０００
Ｖ、周波数は正弦波で５０〜２０００Ｈｚ程度である。

【００４７】帯電装置側に取り付けた第２のクリーニン
グブレード１１はウレタンゴムをカウンターに設置する
ことで、第１のクリーニングブレード１０を抜け出たト
ナー紙粉、及びコロナ生成物を十分に排除する。第１の
クリーニングブレード１０が十分に働いていれば、第２
のクリーニングブレード１１の当接圧は１体使用のクリ
ーニング装置に比べれば軽くすることが可能になるた
め、ブレードの耐久性を長らめる事が出来る。

【００４８】第１及び第２のクリーニングブレード間に
設置されるクリーニングブラシの材質は、例えば、繊維
太さ１５〜２０デニールのポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ナイロンなどの繊維を樹脂ローラーに密度２０００
〜３５００本／ｉｎｃｈ^２程度に植毛し、ブラシ状ロー
ラーに加工して使用する。

【００４９】クリーニングブラシを設置する理由は特に
高速複写機やコロナ生成物の生成が多い場合などに有効
となる。すなわち、高速の複写機では高耐久の感光体が
使用される場合が多く、紙粉やコロナ生成物等の汚染物
質は複写スピード、枚数に応じて増加する。したがっ
て、２体のクリーニングブレードでは不足する場合も生
じる。クリーニングブラシは感光体に付着した汚染物質
をブラシ先端部で削り取る様にクリーニングする為、ブ
レード単独の場合より、クリーニング性は確実に向上す
る。勿論、本方式は２０〜４０枚程度の複写スピードの
画像形成装置にも十分使用可能である。これらの一連の
クリーニング装置を使用することで、感光体上の画像品
質を低減化させる汚染物質が殆ど排除可能となり、長期
的に亘って良好な画像品質を提供出来る。

【００５０】５）潤滑剤の外添方法感光体上に潤滑剤を供給する理由は前記したように、感
光体外観劣化、例えばトナーフィルミング、シリカなど
の現像剤添加成分の感光体への突き刺さり等の影響を回
避することであるが、前記現象を抑制することにより、
潤滑剤が感光体に作用し易くなり、感光体の摩擦係数の
低減化に寄与する。潤滑剤を感光体に供給する方法には
粉末状もしくはブロック状の潤滑剤を感光体に直接もし
くは間接的に供給する方法がある。例えば、現像剤中に
粉末状のステアリン酸亜鉛やＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン樹脂）、ポリフッカビニリデン等をトナー
に対し０．０１〜０．５％の割合で入れる。余り入れす
ぎると、感光体の摩擦係数が低下し過ぎたり、トナーの
物理特性（例えばＱ／Ｍ）が暴れ、コントロールが効か
なくなり、トナーが過剰供給になる可能性がある。通常
はトナーに対し、０．０１〜０．３％の間で添加するの
が望ましい。潤滑剤の添加量はトナーによるフィルミン
グや外観不良が抑制出来る程度の量で十分である。因み
にこの程度の添加量は潤滑剤を単独に使用した場合（表
面性調整部材を併用使用しない場合）、０．６の摩擦係
数を０．４５〜０．５５程度に下げる程度の量でしかな
い。したがって、感光層の摩耗抑制には殆ど効果がな
い。固形状の潤滑剤を供給する方法は摩耗させる部材、
例えば、専用のブラシやクリーニングブラシ（ファーブ
ラシ）を兼用する方法等がある。この方法はブロック状
の潤滑剤をブラシで摩耗させながら感光体に供給する。
ブラシに潤滑剤を軽く当接することによって、供給量を
コントロールする。さらに別の供給方法としては５０〜
２００μｍ程度のフィルム状の潤滑剤を感光体に当接し
て供給する方法がある。この方式は感光体に当接する潤
滑剤の押圧をコントロールしたり、他のフッ素樹脂に転
換することにより摩擦係数を低減化させる事が可能であ
る。

【００５１】６）摩擦係数感光層の機械的耐久性を向上させる上で摩擦係数は重要
な特性である。感光体の摩擦係数はレベリング剤（例え
ばシリコーンオイルなど）を添加する事によって、０．
３〜０．５（後記オイラーベルト法で測定した値）程度
になり、レベリング剤を添加しない場合は０．６以上で
ある。但し、レベリング剤を添加した場合でも、２０枚
程度複写を行えば、摩擦係数は直ちに０．６をオーバー
してしまい、持続性も有しない。この様な被覆層の無い
感光体を使用した場合、クリーニングブレードや、現像
剤による摩耗により、感光層の摩耗が大きくなり、耐久
性を維持できない。また、前記したようなシリカの付着
や突き刺さり等を起こし、感光体表面に不均一にフィル
ミングや偏摩耗を起こす場合がある。被覆層中の無機微
粒子は感光層表層に凹凸を形成し、クリーニングブレー
ドとの間で摩擦抵抗を軽減させる。無機微粒子を３０％
程度添加した場合の摩擦係数は０．４〜０．６程度であ
り、被覆層の無い場合と異なり比較的持続性が有るの
で、高硬度の微粒子と相まって摩耗が少なくなる。摩擦
係数を低減化させることにより、感光体に接触している
クリーニングブレードや現像剤、接触帯電装置等の圧力
が軽減されるために、必然的に感光層の摩耗が少なくな
る。但し、摩擦係数が余り下がりすぎると、クリーニン
グブレードによるクリーニング性能が著しく低下するの
で、コロナ生成物や紙粉、フィルミング等の汚染物質が
除去されにくくなり、解像度低下や画像流れなどの画像
品質低下を生じる。摩擦係数の好ましい範囲は０．１以
上、０．５以下であり、好ましくは０．２〜０．４が望
ましい。０．６近傍もしくはそれ以上の場合に成ると感
光層の摩耗が促進されるが、感光体の表面状態によって
も摩耗は左右される場合がある。感光体に潤滑剤を外添
する方法は粉末状、固形状、フィルム状の形態のフッ素
系樹脂、ステアリン酸亜鉛、シリコーンオイルやフッ素
系オイルなどの液状の潤滑剤、ガス状にした潤滑剤を感
光体に外添法として作用させる方法の他、現像剤中に微
量の潤滑剤を添加する方法がある。

【００５２】フィルム状のフッ素系樹脂を使用して被覆
層表層の摩擦係数を低減させる場合、１００〜４００μ
ｍ程度の厚さのフッ素系樹脂（例えばＰＴＦＥ＝ポリテ
トラフルオロエチレン）フィルムで感光体とソフトに当
接させるための弾性部材を併用した潤滑性付与部材を作
製し、その部材を被覆層表面に均一に押し当てる事によ
って、摩擦係数を低減させる事が出来る。前記潤滑性付
与部材の感光体への押圧によっては、感光体に摺擦傷が
生じさせる可能性があるが、無機微粒子が分散されてい
る上に、摩擦係数が０．４前後に成るように軽く当接す
れば、殆ど画像に与えるようなスクラッチは生じない。
また、フッ素樹系脂やステアリン酸亜鉛などの潤滑剤を
使用する場合には、ブラシなどの塗布部材に一旦潤滑剤
を付着させた後に、塗布部材から感光体に供給する事が
出来る。さらにまた、粉末状のフッ素系樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）を感光体に供給する場合には、羽毛や綿状のもの等
に付着させそれを少しづつ被覆層面に供給させる事が出
来る。被覆層面への供給は連続的に、或いは一定間隔を
於いて供給する間欠法があるが、摩擦係数が下がりすぎ
の場合には、機械的耐久性は大幅に延ばすことが可能で
あるが、下がりすぎは画像流れなどの弊害を起こす可能
性が高くなるため、軽く補給するか、５０ないし１００
枚コピーに１度作用させるような間欠的な方法で行う方
が望ましい。トナー中に潤滑剤を添加する場合には、ト
ナーに対し例えばステアリン酸亜鉛、粉末状フッ素樹脂
を０．０１〜０．４％程度、好ましくは０．１〜０．２
％程度添加する。添加量が多いと、複写が進む内に摩擦
係数が大幅に低下し、画像流れに到る。

【００５３】摩擦係数は下記測定方式で算出する。図５
及び図６に示すように、測定用の感光体１を台座に固定
して、幅が３０ｍｍ、長さが例えば２９７ｍｍにカット
した厚み８５μｍの上質紙〔（株）リコー製タイプ６２
００ペーパー、縦目〕をベルト２４として用意し、この
ベルト２４を感光体１の周面に９０°の角度に亘って巻
き掛け、ベルト端部の一方に重量の無視できる糸２０を
介して１００ｇｒのおもり２５を取り付け、もう一方の
片端に重量を無視できる糸２１を介して重量測定用のデ
ジタル・フォース・ゲージ２３を取り付ける。台上に載
せたデジタル・フォース・ゲージ２５を矢印Ａ方向にゆ
っくり引き、ベルト２４が感光体上を滑って移動を開始
した時の重量を読みとり、次の式で（静止）摩擦係数を
計算する。 μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）ただし、μｓ：静止摩擦係数、Ｆ：読みとり荷重Ｗ：分銅の重さ π：円周率本測定法（オイラー・ベルト方式）については特開平９
−１６６９１９などにも記載されている。

【００５４】以下実施例を用いてさらに詳しく説明する
が、本発明がこれらの実施例によって限定されるもので
はない。

【実施例】＜評価用感光体の作製方法＞感光体を下記の
要領で作製した。φ６０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚
１．２ｍｍのアルミニウムドラムに下記組成の下引き層
（ＵＬ）用塗工液、電荷発生層（ＣＧＬ）用塗工液、電
荷輸送層（ＣＴＬ）用塗工液を用い、順に浸漬塗工を行
い、加熱乾燥により、３．５μｍの下引き層、０．１５
〜０．２μｍの電荷発生層、２２〜２５μｍの膜厚の電
荷輸送層を塗工し感光体を作製した。この感光体上にさ
らに、バインダー樹脂とドナー、無機微粒子（金属酸化
物）及び溶媒を硝子ポットに入れ、ボールミルで２４時
間分散させ、平均粒径（堀場製作所製ＣＡＰＡ５００で
測定）約０．４５〜０．５５μｍの塗工液を作り、スプ
レー法を用いて１〜３回塗布（約１．５〜２．０μｍ／
回）し、加熱乾燥させて１〜１０μｍの被覆層を形成し
電子写真感光体を完成した。以下に記載の部はいずれも
重量部を表す。

【００５５】〔下引き層用塗工液〕アルキッド樹脂（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ，大日本インキ化学工業社製）６部メラミン樹脂（スーパーベッカミンＧ−８２１−６０，大日本インキ化学工業社製）４部酸化チタン（ＣＲ−ＥＬ石原産業社製）４０部メチルエチルケトン２００部〔電荷発生層用塗工液〕オキソチタニウムフタロシアニン顔料２部ポリビニルブチラール（ＵＣＣ：ＸＹＨＬ）０．２部テトラヒドロフラン５０部〔電荷輸送層用塗工液〕ビスフェノールＡ型ポリカーボネート（帝人化成社製：Ｚポリカ）１０部下記構造の低分子電荷輸送物質１２部

【化１】塩化メチレン１００部メチルフェニルシリコーンオイル（５０ｃｓ）１部〔無機微粒子層用塗工液〕無機微粒子層用塗工液はバイ
ンダー樹脂と無機微粒子が重量比で２５％、電荷輸送物
質とバインダー樹脂の比が７／１０に成るように混合
し、シクロヘキサノンを溶媒としてスプレー法で１〜３
回のスプレーを行い、４種の被覆層を形成した。バインダー樹脂：ポリカーボネート樹脂（Ｚポリカ、帝
人化成社製Ｍｖ５万）無機微粒子：アルミナ粉末（ＡＡ−４０住友化学工業
社製）低分子電荷輸送物質：下記構造

【化２】溶媒：シクロヘキサノン

【００５６】＜帯電部材＞８ｍｍの真鍮製ロッド棒にカ
ーボンを均一分散したエピクロルヒドリンゴムを塗布
し、１４ｍｍφ太さに成形した電気抵抗２〜６×１０^５
Ω・ｃｍ（１００ＶＤＣ印加時）の帯電部材に、感光体
の画像形成領域において１００μｍ離れる様に加工した
帯電部材を用意した。帯電部材の両端部に厚さ６０μ
ｍ、幅１０ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）を１重張り付け、感光体と接触させたとき、画像形
成領域に空隙を持たせるように加工した。なお、感光体
に対向して配置したときの空隙は８５〜１００μｍであ
った。この帯電部材をハウジングにセットして使用し
た。

【００５７】＜クリーニング装置＞２ｍｍ厚のウレタンゴムをカウンター方式で取り付け
たクリーニングブレード１体のクリーニング装置、第
１のクリーニングブレードとして、厚み２ｍｍ、電気抵
抗２〜５×１０^６Ω・ｃｍ、硬度６０度のウレタンゴム
（鬼怒川ゴム製）を用い、これをリーディング方式で図
２に示すように取り付け、また第２のクリーニングブレ
ードとして２ｍｍ厚のウレタンゴムを用い、これをカウ
ンター方式で図２の様に取り付けたクリーニング装置、
１７デニールのポリプロピレン繊維を２５００本／ｉ
ｎｃｈ^２の密度で植毛（直毛）したφ３０ｍｍのクリー
ニングブラシを図１に示したように２体のクリーニング
ブレード間に取り付けたクリーニング装置の３種のクリ
ーニング装置を用意した。クリーニングブラシの駆動用
モーターは外づけとし、図１に示したように、感光体の
回転と順方向に回転するように設定した。回転数は１７
０ｒｐｍとした。

【００５８】＜評価方法＞評価用の画像形成装置は、
１体のクリーニングブレード構成のクリーニング装置、
クリーニングブラシと２体のクリーニングブレードか
ら成るクリーニング装置、２体のクリーニングブレー
ドで構成されたクリーニング装置が取り付けられるよう
に改造された複写スピード２８（枚／分）の実験用電子
写真複写機を用意した。現像剤には粒径約９．５μｍの
シアントナー（流動剤としてＳｉＯ _２＝０．７％、Ｔｉ
Ｏ_２＝０．８％、潤滑剤（ＳＺ２０００）＝０．０５％
添加）を、粒径８０μｍの磁性キャリア（ＦＰＣ−３０
０ＬＣ）に分散した５％濃度現像剤（リコー製試作現像
剤）を使用した。帯電部材は感光体との間隙が８５〜１
００μｍのカーボン分散のエピクロルヒドリンゴム製の
φ１４ｍｍの帯電ローラーを用い、印加電圧として、外
部電源より高圧ケーブルで帯電部材に交番電圧を重畳し
た直流電圧を印加した。電圧条件は交番電圧１．５ＫＶ
／１ＫＨｚ、直流電圧は感光体の表面電位が−６００Ｖ
となるように調整した。なお、帯電部材用の高圧印加電
源には横河製ファンクションジェネレーターＦＧ−３０
０＋長野愛知電気ＨＶ−２５５を使用し、トリガー電圧
で、感光体への電圧印加のタイミングを図った。

【００５９】評価項目は、常湿環境（２２℃／５５％Ｒ
Ｈ）での通紙ランニング後の解像度と、感光体外観と、
摩擦係数とであり、さらに調湿後、すなわちこの通紙ラ
ンニング後に、画像形成装置を３０℃／９０％ＲＨ下に
３時間放置した後、画像形成を行ったときの解像度と画
像品質である。表における「ラン後」はランニング後を
意味する。表には示されていないが感光層の摩耗量も評
価項目とした。感光層の摩耗量測定はフィッシャー社の
渦電流式膜厚計（フィッシャースコープＭＭＳ）を使
用し、ランニング前後の２６ポイントの膜厚を測定しそ
の平均値で判定した。摩擦係数測定は自作の装置を使用
し、３０ｍｍ×２９７ｍｍの上質紙（リコー製タイプ６
２００ペーパー、縦目）、１００ｇの分銅、デジタル・
フォース・ゲージ（シンポ工業製ＦＧＣ−２）とを使用
し、前記したオイラーベルト方式で行った。画像品質判
定は指定の標準のテストチャートにＪＩＳ規格の竹の子
チャートを貼り付けたものを原稿とし解像度、シャープ
性等の判定を行い、通紙ランニング用の原稿には５％の
ラインチャートを使用し、１サイクル連続９９枚の割合
で１０万枚の評価を行った。

【００６０】（実施例１）厚み２ｍｍ、硬度６０度、電
気抵抗２〜５×１０^６Ω・ｃｍ、当接圧を４５、５５、
７０、及び８５ｍＮ／ｃｍとする第１のクリーニングブ
レード、厚み２ｍｍ、当接圧を７５ｍＮ／ｃｍとする第
２のウレタンゴム製クリーニングブレードから成るクリ
ーニング装置を実験用電子写真複写機に装着し、第１の
クリーニングブレードへの印加電圧を接地（０Ｖ）、−
５００ＶＤＣ、１２００ＶＡＣ／１０００Ｈｚ、＋３０
０ＶＤＣ＋１２００ＶＡＣ／１０００Ｈｚの４種の条件
とした。感光体として電荷輸送層（ＣＴＬ）２３μｍ、
被覆層５．０μｍとなる様に設定したものを用意した。
現像剤にはトナーにステアリン酸亜鉛を０．０５％添加
したトナー（リコー製）を使用した。結果を表１〜表に
示す。第１のクリーニングブレードの当接圧を５５、７
０ｍＮ／ｃｍに設定した場合は感光体画像品質とも問題
は生じなかったが、４５、８５ｍＮにおいては、僅かで
は有るが、感光体にスクラッチ、或いはフィルミングが
生じたが、特に問題となる範囲ではなかった。第１のク
リーニングブレードに印加した電圧条件では交流電圧が
関与する条件で、より良好な結果が得られたが、他の条
件に於いても、好適な条件に設定することで、問題ない
品質を設定できる。感光体の摩耗は０．０８〜０．１２
μｍ／１万枚であり、３０〜４０万枚相当の耐久性が確
認された。

【００６１】

【表１】

【００６２】（比較例１）クリーニング装置をクリーニ
ングブレード１体から成る装置に変え、ブレードの当接
圧を７５ｍＮ／ｃｍとし、現像剤にはステアリン酸亜鉛
０％及び、０．０５％添加したものを、感光体には実施
例１に同じ５μｍの被覆層を有する有機感光体を使用し
た。評価結果を表２に示す。なお、比較例１−１，１−
２はステアリン酸亜鉛が０％、比較例１−３，１−４は
０．０５％である。フィルミングの形成の仕方はステア
リン酸亜鉛を添加した方が軽く、画像流れの程度も局部
的に留まっているが、クリーニングブレード１体で構成
されたクリーニング装置では感光体上の汚染物質を除去
しきれず、１０万枚後には画像品質的には問題が生じる
可能性がある。

【００６３】

【表２】（実施例２）第１と第２のクリーニングブレード間にク
リーニングブラシを取り付けたクリーニング装置に交換
し、第１のクリーニングブレードの当接圧を４５、５
５、７０、及び８５ｍＮ／ｃｍ、第２のクリーニングブ
レードの当接圧を７５ｍＮ／ｃｍに設定した。また、現
像剤をトナーに対し０．０５％のステアリン酸亜鉛と
し、感光体にはアルミナ（ＡＡ−４０）をバインダー樹
脂に対し３０％添加した５μｍの被覆層の実施例１に同
等の有機感光体を使用した。評価結果を表３に示す。ク
リーニングブラシを追加した場合には、当接圧が８５ｍ
Ｎ／ｃｍを除いた以外、極めて良好な結果が得られた。
摩擦係数は全体的に０．３前後であり、曇りも主に端部
に筋状に生じた程度であったり、特に問題となるもので
はなかった。感光層の摩耗は実施例１より僅かに多い程
度で、０．１〜０．１７μｍ／１万枚の摩耗が確認され
た。

【００６４】

【表３】

【００６５】（実施例３）クリーニング装置にクリーニ
ングブレードを２体配置したものを用意し、第１のクリ
ーニング゛ブレードに０Ｖ、１１００Ｖ／１ＫＨｚの交
流電圧を印加し、当接圧を４５、５５及び７０ｍＮ／ｃ
ｍとし、第２のクリーニングブレードの当接圧を６５ｍ
Ｎ／ｃｍに設定した。現像剤にはトナーに対しステアリ
ン酸亜鉛を０．０５％添加したもの、感光体には被覆層
を形成していない有機感光体を使用し、特性の評価を実
施した。結果を表４に示す。感光体に被覆層が無くて
も、クリーニングブレードの当接圧を軽くすることで、
スクラッチの発生を軽くすることが出来、画像品質も良
好な結果であった。感光層の摩耗は被覆層を形成しない
ために０．２〜０．４μｍ／１万枚となった。

【００６６】

【表４】

【００６７】（比較例２）クリーニング装置にクリーニ
ングブレード１体構成のものを用意し、当接圧を６５ｍ
Ｎ／ｃｍに設定した。現像剤にはトナーに対しステアリ
ン酸亜鉛を０％及び０．０５％添加したものを用意し、
感光体には被覆層を形成していない有機感光体を使用
し、特性の評価を実施した。比較例２−１及び比較例２
−２はステアリン酸亜鉛が０％、比較例２−３及び比較
例２−４は０．０５％である。結果を表４に示す。クリ
ーニングブレード１体で構成されるクリーニング装置で
は、感光体表層に刺さったシリカ等を起点として、トナ
ー、紙粉、コロナ生成物等の汚染物質が固着することに
よって生じるフィルミングが現れ、画像品質は濃度ム
ラ、解像度低下など問題有る結果となった。感光層の摩
耗はステアリン酸亜鉛を添加したトナーを使用した場
合、現象は緩和される傾向に有るが、いずれも大なり小
なりフィルミングが生じた為、見掛け上削れは小さく、
場所によっては増加する部位も見られた。

【００６８】

【表５】

【００６９】（実施例４）クリーニングブレードを２体
配置したクリーニング装置を用い、第１のクリーニング
ブレードの当接圧を４５、５５、及び７０ｍＮ／ｃｍと
可変し、印加電圧に１４００Ｖ／１ＫＨｚの交流電圧を
設定した。第２のクリーニングブレードの当接圧は７５
ｍＮ／ｃｍに設定した。感光体には被覆層の厚みを２、
５、及び８μｍと可変した３種の感光体を用い、現像剤
にはトナーに対し０．１％のステアリン酸亜鉛を添加し
たものを用いた。これらの元に評価を実施した。結果を
表６に示す。被覆層が８μｍの感光体については残留電
位の低下による画像濃度の低下が生じたが、感光体の外
観は良好であった。２μｍ及び５μｍの感光体について
は当接圧が５５〜７０ｍＮ／ｃｍの間で可変しても感光
体外観、画像品質とも明確な異常現象は見られず、第１
のクリーニングブレードの当接圧が４５ｍＮ／ｃｍと低
くても画像品質、及び感光体に対する問題は無かった。
被覆層を２μｍとする感光体の場合、感光層が１０万枚
で１．５μｍ削れたため、耐久性的には１０万枚程度と
考えられるが、１０万枚でも異常画像は確認できなかっ
た。

【００７０】

【表６】

【００７１】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、感光体上
に残留したトナー、紙粉、コロナ生成物等の画像形成に
不必要な汚染物質を解除する手段としてクリーニングブ
レードを少なくとも２体とし、第１のクリーニングブレ
ードに電圧を印加出来る部材を採用し、使用状況に応じ
接地を含む適当な電圧条件にすることによって、従来に
比して、より木目の細かいクリーニングが達成できる。

【００７２】請求項２に係る発明によれば、第１のクリ
ーニングブレードを接地するか、又はその印加電圧とし
て、直流電圧、交流電圧、交流電圧を重畳した直流電圧
のいずれかを選択し印加する事によって、クリーニング
ブレード自体の摺擦力と相まって、感光体に残留した汚
染物質が効率的に除去できる。

【００７３】請求項３に係る発明によれば、トナーや紙
粉が多く残留している状態で感光体表面が第１のクリー
ニングブレードに突入しても、感光体にスクラッチや、
フィルミングを起こす不具合を抑制できる。一方、第１
のクリーニングブレードで、大部分のトナーが除去され
るため、第２のクリーニングブレードの感光体に対する
当接圧を少し高くしてもスクラッチは起こりにくくな
る。

【００７４】請求項４に係る発明によれば、第１のクリ
ーニングブレードと第２のクリーニングブレード間に更
にクリーニングブラシを配設する事により、コロナ生成
物など微小な汚染物質が排除でき、感光体面は更に清浄
化されるため、高湿環境でも画像品質の劣化を抑え、全
環境に亘って、良好な画像品質を提供できる。

【００７５】請求項５に係る発明によれば、感光体上に
光学的、電気的に良好な耐摩耗性の被覆層を設けること
で、感光体の耐久性を長持ちさせることが可能となる。
被覆層が２μｍよりも薄いと耐久性を保持し得なくな
り、８μｍよりも厚いと耐久性は高まるが、残留電位の
上昇で画像品質的に問題が生じる。無機微粒子の被覆層
を設けることで、感光体上への異物の付着が軽減される
というメリットも生じる。

【００７６】請求項６に係る発明によれば、感光体表面
の摩擦係数を下げるように潤滑剤を感光体面に外添する
事により、感光体の摩耗を抑制することが出来、また、
潤滑剤の作用により、感光体への汚染物質の付着を抑制
することが出来るため、感光体の耐久性を長くすること
が出来、画像品質の低減化も無くし良好な作像を長きに
亘って行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略図である。

【図２】画像形成装置の他の例を示す概略図である。

【図３】感光体の拡大断面構成図である。

【図４】別の感光体の拡大断面構成図である。

【図５】オイラーベルト方式を説明する図である。

【図６】図５の矢印ＶＩ方向に感光体とベルトを見た図
である。

【符号の説明】

１感光体２帯電装置５転写装置６クリーニング装置９転写材１０第１のクリーニングブレード１１第２のクリーニングブレード１２クリーニングブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小島成人東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H068 AA04 CA33 2H134 GA01 GB02 GB05 GB06 HB00 HD01 HD03 HD06 HD11 HD14 HD15 HD19 KD05 KD12 KG08 KH01 KH05 KH15 LA01 QA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電装置を用いて感光体に帯電を行い、
画像露光によって静電潜像を形成し、現像剤によって静
電潜像を現像してトナー像化した後、転写装置により感
光体上のトナー像を転写材に転写し、クリーニング装置
により、トナー像転写後の感光体上の残留トナーを除去
する画像形成装置において、前記クリーニング装置が、感光体に当接する少なくとも
第１のクリーニングブレードと第２のクリーニングブレ
ードを有し、第１のクリーニングブレードは第２のクリ
ーニングブレードよりも感光体表面移動方向上流側の感
光体面部分に当接するように第１及び第２のクリーニン
グブレードをそれぞれ配設し、第１のクリーニングブレ
ードは電圧印加可能な弾性部材で構成されていることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】第１のクリーニングブレードは、接地さ
れるか、又は直流電圧、交流電圧もしくは交流を重量し
た直流電圧を印加される請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項３】第１のクリーニングブレードの感光体に
対する当接圧を、第２のクリーニングブレードの感光体
に対する当接圧よりも低く設定した請求項１又は２に記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記クリーニング装置は、感光体表面の
移動方向に関し、第１のクリーニングブレードの感光体
に対する当接位置よりも下流側であって、第２のクリー
ニングブレードの感光体に対する当接位置よりも上流側
の感光体面部分に当接するクリーニングブラシを有して
いる請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】感光層上に無機微粒子を分散した２乃至
８μｍの膜厚の被覆層を有する感光体を用いた請求項１
乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】感光体面に外添法により潤滑剤を付与す
る事により潤滑性を与え、感光体表面の摩擦係数を０．
５以下で０．１以上の範囲とした請求項１乃至５のいず
れかに記載の画像形成装置。