JP2000075527A

JP2000075527A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000075527A
Application number: JP24762598A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakayama; 雄二中山; Takaaki Kashiwa; 孝明栢; Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Hironori Owaki; 弘憲大脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】感光ドラム表面の酸化膜、ドラム削れムラ、
トナー融着、フィルミングムラ等の不良を防止する。【構成】感光ドラム１表面に形成したトナー像を転写
材上に転写する。このとき感光ドラム１表面に残った転
写残トナーを、感光ドラム１表面に当接させたクリーニ
ングブレード９ａによって除去する。感光ドラム１を非
晶質シリコン系感光体で構成する。また、トナーはその
トナー粒子表面に液体潤滑剤を有するとともに、磁性粉
を少なくとも１０から２００重量部含有するようにす
る。転写残トナーと感光ドラム１との付着力を弱めるこ
とができるので、クリーニングブレードのエッジ部の全
体的、局所的な負荷の低減が可能となり、転写残トナー
の局所的な蓄積ラムによるドラム削れムラ等の不良を防
止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体として非
晶質シリコン系感光体を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファックスといった
出力末端をすべて兼ね備えた複合機が知られている。こ
のようなネットワーク対応の出力端末として電子写真シ
ステムがあるが、その大きな問題の一つとして装置本体
のDuty Cycleが上げられている。Duty Cycleとは、サー
ビスマンのメンテナンスなしで装置本体が正常に稼働し
続ける限界枚数のことであるが、このDuty Cycleの大き
な問題の一つに像担持体としての感光ドラムの寿命が上
げられている。また、エコロジーの観点から廃棄物をな
くす、すなわち消耗品を減らすこと、消耗品の寿命を延
ばすこと、信頼性を上げることが課題とされている。さ
らに従来のアナログの装置からデジタル化が進み、装置
本体コストはアナログと等価、又はそれ以下にすること
も課題とされている。

【０００３】このような中で感光ドラムとしてアモルフ
ァスシリコン感光体は、硬度が高く（ＪＩＳ規格ビッカ
ース硬度１０００kg／m²以上）、耐久性、耐熱性、環境
安全性にも優れているので、次第に多用されてきてお
り、特に高信頼性が要求される高速機においては、不可
欠のものとなってきている。

【０００４】この種の画像形成装置においては、トナー
をはじめ、転写材として主に使用されている紙から発生
する微細な紙粉、この紙粉から折出する有機質成分、装
置本体内の高圧部材から発生するコロナ生成物などが異
物として感光ドラム表面に付着して画質に悪影響を与え
る。これら異物は、特に高湿環境下において低抵抗化し
て鮮明な静電潜像の形成を妨げ、このことが画像の劣化
を将来する要因と考えられている。

【０００５】上述のような画像の劣化現象は、シラン類
のグロー放電分解によって成膜構成する非晶質シリコン
感光体の場合に発生しやすいことが知られている。この
ような欠点を回避するために、特に１成分系磁性トナー
を使用する場合、クリーニング装置内において、感光ド
ラム表面の移動方向についての、クリーニングブレード
の上流側にマグネットローラを配設してクリーニング装
置で回収したトナーの一部で、磁気ブラシを構成し、こ
れを感光ドラム表面に接触させて磁性トナーを再供給し
クリーニングブレード部位におけるトナー粒による研磨
作用によって前述のような各種異物を摺擦除去する方法
が提案されている。このような方法は、ウェッブ、ゴム
ローラなどを使用して別途用意した研磨材で、感光ドラ
ム表面を摺擦する方法と比べると、研磨作用が感光ドラ
ム表面で局所的に偏ることが少なく、感光ドラム表面の
劣化も小さい。上述の方法に加えて、例えば、感光ドラ
ムにドラムヒータを配設して、夜間やスタンバイ中も周
辺の湿度を低下させて感光ドラム表面の低抵抗化を防ぐ
などの付帯手段を併用することによって、前述のような
異物による画像劣化を阻止するのに一定の効果をあげて
いる。

【０００６】感光ドラム表面に形成したトナー像（可転
写トナー像）を、紙を主とする転写材に転写する工程を
繰り返す画像形成装置においては、転写の際、転写材に
転移しないで感光ドラム表面に残るトナー（転写残トナ
ー）を各転写ごとに、充分に除去することが必須であ
る。

【０００７】このための、クリーニング手段としては、
従来から多数の提案がなされている。このうち、構成が
簡単でコンパクトであり、かつ低コストであり、しかも
トナー除去機能も優れているものとして、ウレタンゴム
などの弾性材料からなるクリーニングブレードを感光ド
ラム表面に当接させ、これによって感光ドラム表面の異
物を掻き落とすものが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１に
近年、画質向上のために、トナーの粒径を小さくしてい
く傾向があり、このため異物を除去しにくいという問題
があった。

【０００９】感光ドラム表面に形成されたトナー像は、
転写帯電器によって９０〜９５％のトナーが転写材転写
され、残りの５〜１０％のトナーが転写残トナーとして
感光ドラム表面に残る。この転写残トナーは、感光ドラ
ムに対し、静電気力と物理的付着力とによって付着して
いる。ここで、トナーが微粒子化されるに伴って、トナ
ーの凝集力は大きくなり、感光ドラム表面とトナーとの
付着力は増大する。この結果、クリーニングブレードの
負荷は大きくなってしまう。特に、図５に示すように、
感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿った、ク
リーニングブレード９ａのエッジ部９Ａの上流側（矢印
Ａで示す部分）に凝集したトナーが耐久により徐々に蓄
積していく。蓄積量が多くなった箇所は、クリーニング
ブレードのエッジ部が感光ドラム表面に対して均一のニ
ップ幅を形成することが不可能となりクリーニング不良
を発生させてしまう。また局所的に蓄積量が多くなった
箇所はその周辺に比べてクリーニングブレード部分の感
光ドラムに対する負荷が変化してしまい、結果として感
光ドラム表面の劣化を招いてしまい感光ドラム寿命（本
体寿命）を延ばすことが厳しくなってしまった。

【００１０】また、従来から、図２に示すように、クリ
ーニングブレード９ａの上流側にマグネットローラ２２
を配設するものが知られている。その主な作用は、感光ドラム上の転写残トナーの摺擦、感光ドラム上の転写残トナーの比較的少ない白地部や
紙間部分へのトナーの再コート、クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーの
捕集、廃トナー搬送スクリューへへの廃トナーの受け渡し、等が考えられていた。

【００１１】ところが、今回の検討において、マグネッ
トローラにより感光ドラム上の転写残トナーが多い部分
は摺擦されてマグネットローラに捕集され、かつ転写残
トナーのほとんど存在しない部分にはマグネットローラ
からトナーが感光ドラム上に再コートされるわけである
が、感光ドラム上の白地部と黒字部との表面電位差によ
り、マグネットローラ上のトナーが再現像されているこ
とが判明した。画像状況によりマグネットローラによる
再現像のトナー量が異なり、結果として前述のようなク
リーニングブレードのエッジ部での不具合、すなわち感
光ドラムのドラム削れムラ、クリーニングブレードのエ
ッジ部のチッピングが発生することが判明した。

【００１２】第２に上述のように、エコロジー、省エ
ネ、本体コストの問題から感光ドラムにドラムヒータを
設けない、いわゆる簡易システムが要求されており、こ
のことによって、異物の低抵抗化が促進されるおそれが
ある。

【００１３】上述のように、トナー、紙から発生する微
細な紙粉、紙粉から析出する有機質成分、装置本体内の
高圧部材から発生するコロナ生成物などの、感光ドラム
表面に付着した異物は、耐久によって感光ドラム表面に
酸化層を形成する。この酸化層は、高湿環境下において
吸湿し低抵抗化して鮮明な静電潜像の形成を妨げ、これ
が画質の劣化を招来する要因となっている。

【００１４】上述の耐久による表面酸化層の膜厚は、今
回の実験によって約３０〜８０Åであることが確認され
た。しかし、今回の実験で、表面酸化層は、耐久初期に
おいて約３０〜８０Åに達し、それ以後は膜厚の変化が
ほとんどない点、耐久初期では、乾拭き、水拭き、アル
コール拭きで画像劣化が解消されていたものが、耐久が
進むとこれらでは解消されなくなる点が判明した。この
ような状態で耐久が進んだ感光ドラム表面は、粒径が
０．３〜２μｍ程度の酸化セリウム（ＣｅＯ₂ ）などの
砥粒をアルコールなどに分散させたもので研磨しなけれ
ば画像劣化が解消されないことが判明した。このことは
特にドラムヒータを装着しない場合に顕著に発生する。
ドラムヒータを装着しない場合は耐久による酸化層を初
期から形成させない画像形成装置を構成することが必須
であり、特にその中でもクリーニング工程時に前記機能
を持たせる方法を付加することが必須であることが判明
した。

【００１５】第３に、上述のように耐久によって、クリ
ーニングブレードによる、転写残トナーと感光ドラムと
の摩擦力が上がっていることが今回の実験で新たに発見
された。

【００１６】これは耐久により形成された酸化層（以下
「フィルミング膜」という）は、クリーニングブレード
と感光ドラム表面との密着度、転写残トナーと感光ドラ
ム表面との密着度及び親和性が上昇して摩擦力を上昇さ
せている。

【００１７】摩擦力の上昇は、クリーニングブレードの
剪断応力、トナー間の剪断応力、感光ドラム表面近傍の
剪断応力が上昇するためと考えられる。この結果、クリ
ーニングブレードのチッピング、永久ひずみ剪断応力の
増大による発熱量の増大によるトナー融着の発生、感光
ドラム内部応力増大による疲労摩耗の増大の発生につな
がっていると考えられる。

【００１８】第４に、クリーニングブレードは、感光ド
ラム表面に対する当接角、自由長、肉厚、総圧、線圧、
クリーニングブレード材のゴム物性等により、クリーニ
ングラティテュード（クリーニングブレードの自由度）
が決定されていたが、今回の実験で、クリーニングブレ
ードの感光ドラムに対する当接部のニップ幅に対する総
圧、すなわち、面圧（ｇ／mm² ）を上げることにより、
上述のフィルミング膜の形成を抑制できることが判明し
た。

【００１９】そこで、本発明は、上述のようなクリーニ
ングブレードを使用することに起因する不良を防止する
ようにした画像形成装置を提供することを目的とするも
のである。

【００２０】ところで、現在、電子写真システムに幅広
く使用されているＯＰＣ感光体は、表面が柔らかく、実
機上での摩耗量は、０．１〜数μｍ／１万枚と、上述の
ようなアモルファスシリコン感光体に比べて、数百倍〜
数千倍となる。このため、クリーニングブレードと感光
ドラム表面との間には、常に、感光ドラムの切削粉が存
在し、クリーニングブレードと感光ドラムとの間の摩擦
力を低減させる機能を果たしている。また、ＯＰＣ感光
体は、切削によって常に新しい表面が現れているため、
アモルファスシリコン感光体表面のように耐久によって
表面にクリーニングブレードとの摩擦力を上昇させるよ
うなフィルミング層が形成されたとしてもすぐに切削さ
れてしまうため、問題とはならない。ＯＰＣ感光体が、
数万枚〜２０万枚程度の通紙により交換されるのに対
し、アモルファスシリコン感光体の寿命は、画像形成装
置本体寿命と等しい数百万枚以上の仕様に設定されてい
る。

【００２１】上述のような理由により、アモルファスシ
リコン感光体において、ＯＰＣ感光体とは異なり、クリ
ーニングブレードと感光ドラム表面との間の摩擦力を低
減させることが必須である。今回、トナーに潤滑機能を
持たせたこと、クリーニングブレードの面圧を最適にす
ることにより、信頼性の高い画像形成装置を提供するこ
とが可能となる。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る発明は、移動可能な像担持体表面に
トナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写させると
ともに、該転写材に転写されないで前記像担持体表面に
残った転写残トナーを、前記像担持体表面に当接させた
クリーニングブレードによって除去する画像形成装置に
おいて、前記像担持体が非晶質シリコン系感光体であ
り、かつ、前記トナーがトナー粒子表面に液体潤滑剤を
有するとともに、磁性粉を少なくとも１０から２００重
量部含有している、ことを特徴とする。

【００２３】請求項２に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、前記トナーは、平均粒径が６〜１０μｍであ
り、かつ、ガラス転移温度が４０〜６０℃の結着樹脂１
００重量部に対して固体ワックスを０．２〜２０重量
部、また、前記液体潤滑剤を担持している磁性粉を少な
くとも１０〜２００重量部有している、ことを特徴とす
る。

【００２４】請求項３に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、前記像担持体表面に対する前記クリーニングブ
レードの面圧を２００ｇ／mm² 以上４００ｇ／mm² 以下
に設定する、ことを特徴とする。

【００２５】請求項４に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、前記非晶質シリコン系感光体が、水素を含む非
単結晶質膜で構成された表面層を有する、ことを特徴と
する。

【００２６】請求項５に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、前記非晶質シリコン系感光体が、非単結晶質水
素化炭素膜で構成された表面層を有する、ことを特徴と
する。

【００２７】請求項６に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、前記液体潤滑剤が、粘度１００〜１００００cS
t のシリコーンオイルである、ことを特徴とする。

【００２８】〔作用〕以上構成に基づく主な作用（請求
項１に係る作用）は、次のとおりである。

【００２９】１．トナーがそのトナー粒子表面に液体潤
滑剤を有するので、転写残トナーと像担持体との付着力
を弱めることができ、これにより、クリーニングブレー
ドのエッジ部の全体的、局所的な負荷の低減が可能とな
り、例えば、トナー粒径が８μｍ以下になった場合で
も、転写残トナーの局所的な蓄積ラムによるドラム削れ
ムラを防止することができる。

【００３０】２．クリーニングブレードとドラム表面間
に潤滑機能を持ったトナーが存在することにより、クリ
ーニングブレードの負荷ムラの低減によりクリーニング
ブレードのチッピング（エッジ欠け）解消が可能となり
信頼性を向上できる。

【００３１】３．クリーニングブレードとドラム表面間
に潤滑機能を持ったトナーが存在することにより、従来
のクリーニング性を損なわずに、クリーニングブレード
のドラム表面に対して面圧（ｇ／mm² ）を上げることが
可能となりその結果フィルミング膜形成を抑制させるこ
とが可能になる。具体的には、２００ｇ／mm² 以上で効
果が明らかに現れ４００ｇ／mm² 以上になると、ブレー
ド材に対する剪断応力が大きく成りすぎ、破断してしま
う。また、保持部材の強度不定で本体動作が不可能にな
っていた。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００３３】本実施の形態においては、像担持体として
のドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」とい
う）を以下のようにして作製した。

【００３４】プラズマＣＶＤ装置を用いて、下の表１に
示す条件により円筒状導電性基体上に阻止層、光導電層
を積層した後、下の表２に示す条件で後述の実施例１に
おける表面層を０．６μｍ堆積させて光受容部材を製造
した。

【００３５】

【表１】光受容部材の製造条件下部阻止層……ＳｉＨ₄ ３００scc Ｈ₂ ５００scc ＮＯ８scc Ｂ₂ Ｈ₆ ２０００ppm パワー１００Ｗ（１３．５６ＭHz）内圧５３．２Ｐａ（０．４torr）膜厚１μｍ光導電層………ＳｉＨ₄ ５００scc Ｈ₂ ５００scc パワー４００Ｗ（１３．５６ＭHz）内圧２６．６Pa（０．５torr）膜厚２５μｍ

【００３６】

【表２】実施例１の表面層の製造条件表面層…………ＣＨ₄ ／Ｈ₂ ５００cc／０cc パワー５００Ｗ（１３．５６ＭHz）内圧３９．９Pa（０．３torr）基板温度２５０℃。

【００３７】本発明においては、光受容部材に用いる新
たな表面層も提供しており、その非単結晶質水素化炭素
膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）は膜中に含まれる水素量が、Ｈ／
（Ｃ＋Ｈ）において、４１〜６０％としている。なお、
さらに好適には４５〜５５％であり、これにより効果を
高めることができる。水素量が４０％以下のときには、
感度的に電子写真装置に適さない場合がある。また逆に
６０％を超えると膜の緻密化が損なわれ、機械的強度が
低下する。

【００３８】図４（ａ）、（ｂ）は本発明による光受容
部材の模式的な断面図の一例である。

【００３９】図４（ａ）に示す非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ）系光受容部材４００は、アルミニウム等の導電性基
体４０１上に少なくともシリコン原子を含む非晶質材料
で構成された光導電層４０３を積層し、さらに炭素原子
と水素原子とを含むａ−Ｃ：Ｈ膜、又はａ−ＳｉＣ：Ｈ
膜からなる表面層４０４を順次積層された感光層４０２
を有する光受容部材である。

【００４０】図４（ｂ）はａ−ＳｉＣ：Ｈ膜からなる表
面層４０４を有する図４（ａ）の光受容部材に、さらに
炭素元素と水素原子とを含むａ−Ｃ：Ｈ膜からなる表面
層４０５を積層したものである。このときの、ａ−Ｃ：
Ｈ膜の水素量は、上述のように、４１〜６０％であるこ
とがさらに好ましい。プラズマＣＶＤ法による光受容部
材の堆積は従来公知の手法を用いることができるが、特
には、高周波電力を供給し高周波グロー放電を生起させ
ることが表面層のクリーニング性能の向上にとって好ま
しい。

【００４１】以下に、実験例を示す。

【００４２】（第１の実験例）トナー表面に液体潤滑剤
を有しているトナーと、有していないトナーとの差（そ
の他の処方は同一）を確認するために、箱型剪断試験機
を用いて実験を行なった。

【００４３】円筒を２つ積み重ねその中にトナーを入れ
て上部から荷重を加えた後、水平方向から箱をずらし、
そのときの圧力を測定した。

【００４４】図３は、応力σ（ｇ／cm² ）の箱をずらし
たときの圧力から剪断応力τ（ｇ／cm² ）を求め、荷重
を変えて測定した結果をプロットした図である。

【００４５】オイル含有トナー τ１＝ｔａｎφ１・σ１＋ｃ１オイル含有無しトナー τ２＝ｔａｎφ２・σ２＋ｃ２ただし、φ：内部摩擦角ｃ１、ｃ２：凝集力（ｇ／cm² ）図３から、 φ１＜φ２ｃ１＞ｃ２という結果が得られた。

【００４６】この結果、オイル含有トナー及びオイル含
有無しトナーのいずれもトナーに応力σがかかるほど剪
断応力が大きくなることが判明したが、それぞれの変化
率を比較すると、変化率は、前者のオイル含有トナーの
方が小さい。

【００４７】しかし、ｃ１＞ｃ２から無負荷状態でのト
ナーの凝集力はオイル無しトナーのほうが小さいことが
わかる。実際の画像形成装置でのオイル含有トナーの効
果と比較して考えると、画像形成装置におけるクリーニ
ングブレード９ａの上流部（図５の矢印Ａ参照）に達し
た転写残トナーは、クリーニングブレード９ａと感光ド
ラム１とによって常にある応力を受けている状態であ
る。このような動的な状態は、無負荷状態の凝集力Ｃよ
りも負荷状態での変化率、つまり内部摩擦角φが小さい
方がクリーニング性との相関があるのではないかと考え
られる。

【００４８】その結果、画像形成装置におけるオイル含
有トナーの方が、転写残トナー量がクリーニングブレー
ド９ａの長手方向（感光ドラム１の母線に沿った方向。
以下適宜「左右方向」という。）に局所的に変化した場
合においても、クリーニングブレード９ａのエッジ欠け
や感光ドラム１のドラム削れムラ、フィルミングムラが
発生しないと考えられる。

【００４９】（第２の実験例）クリーニングブレードの
面圧（ｇ／cm² ）を変化させて実験を行なった。結果
は、以下で説明する。

【００５０】（実施例１）まず、本発明に係る画像形成
装置の例として、電子写真方式の複写機の概略構成を、
図１に示す縦断面図を参照して説明する。

【００５１】同図において、１は像担持体としてのドラ
ム型の電子写真感光体（感光ドラム）であり、矢印Ｒ１
方向に所定の速度（プロセススピード）で回転駆動され
る。感光ドラム１は、本実施例ではアモルファスシリコ
ン感光ドラムである。

【００５２】感光ドラム１の周囲には、その回転方向に
沿ってほぼ順に、前露光器２、一次帯電器３、露光装置
４、現像装置５、転写分離帯電器７、そして、クリーニ
ング装置９が配設されている。なお、上述のクリーニン
グ装置９は、長方形状の弾性体からなるクリーニングブ
レード９ａを備えており、このクリーニングブレード９
ａは、厚さ２mmのウレタンゴムによって構成されてい
る。クリーニングブレード９ａはクリーニング容器９ｂ
によって保持されている。

【００５３】なお、上述の一次帯電器３、現像装置５の
現像スリーブ５ａ、及び転写分離帯電器７には、高圧電
源（不図示）が接続されている。また、感光ドラム１、
現像スリーブ５ａはそれぞれ個別の駆動モータ（不図
示）によって独立に回転駆動されるようになっている。

【００５４】次に、他の構成を適宜追加しながら、上述
の画像形成装置における画像形成動作について説明す
る。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に所定のプロセスス
ピードで回転駆動され、その表面が、前露光器２によっ
て除電された後、一次帯電器３によって所定の極性、所
定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１表
面は、露光装置４からの画像露光Ｌ（例えば、ピーク波
長が６５３nmのレーザー光）が照射されると、照射部分
の電荷が除去されて画像に対応した静電潜像が形成され
る。この静電潜像は、現像装置５の現像スリーブ５ａに
よってトナーが付着されてトナー像として現像される。

【００５５】一方、転写材Ｐは、搬送手段（不図示）に
よってレジストローラ１０に給送され、このレジストロ
ーラ１０によって適当なタイミングで感光ドラム１と転
写分離帯電器７の間の転写ニップ部に送られ、転写分離
帯電器７の作用により、感光ドラム１上のトナー像の転
写を受けた後、感光ドラム１表面から分離される。

【００５６】そして、分離後の転写材Ｐは、搬送装置１
１によって定着装置１２に送られ、ここでトナー像が溶
融固着されて表面に定着される。

【００５７】上述の画像形成装置において、最大画像幅
は、Ａ４横の約２９０mmであり、感光ドラム１表面の周
速（プロセススピード）は３００mm／sec である。

【００５８】また、感光ドラム１は、直径３０mm、厚さ
約２mmのアルミニウムシリンダ上にグロー放電等によっ
て厚さ３０μｍのアモルファスシリコン感光層を形成し
て構成されている。感光ドラム１の表層としては、水素
量が５０％である非単結晶質水素化炭素膜（ａ−Ｃ：
Ｈ）を２０００Å積層したものを用いた。

【００５９】また、現像装置５は、直径２０mmのアルミ
ニウムシリンダ表面に、フェノール樹脂、グラファイ
ト、カーボンを混合したコート層を形成した現像スリー
ブ５ａを有し、現像装置５の内部には現像剤であるトナ
ーｔが収納されている。

【００６０】また、現像スリーブ５ａは、その表面と感
光ドラム１表面とが最も近接する部分（現像位置）にお
いて、その間隙が２３０μｍとなるように配置されてい
る。また、現像スリーブ５ａは、この現像位置におい
て、その表面が感光ドラム１表面と逆方向に相対速度１
５０％で移動するように駆動される。

【００６１】また、現像スリーブ５ａ上へのトナーｔの
コートには磁性ブレード（不図示）が用いられ、現像ス
リーブ５ａと磁性ブレードとの隙間は２８０μｍに設定
され、現像バイアスとして、周波数２７００Hzでピーク
間電圧１４００Ｖ、デューティー比３５％の矩形波と直
流とを重畳したものが、現像スリーブ５ａに印加され
る。

【００６２】さらに、クリーニング装置９は、クリーニ
ング容器９ｂを有しており、このククリーニング容器９
ｂは、感光ドラム１表面に当接されたクリーニングブレ
ード９ａを保持している。クリーニングブレード９ａ
は、ウレタンを主体とした弾性ブレードであり、その硬
度は７０°（Hs）、反発弾性率１５％（４０℃での反発
弾性率２５％）、３００％モジュラス２００％（いずれ
もＪＩＳ規格による）のものであり、当接角度２４°、
当接圧１０ｇ／cm、面圧２２０ｇ／mm² となるように、
感光ドラム１表面の母線方向に沿って、感光ドラム１表
面に当接されている。

【００６３】前露光器３としては、６６０nmのピーク波
長を主体とした発光ダイオード（素子ＧａＡｌＡｓ）を
用い、ピーク波長の１／２になる半値幅は約２５nmであ
り露光量としては、１０μＪ／cm² である。前露光器２
から一次帯電器３までは約３０mm／sec である。

【００６４】トナーｔとしては、まず、液体潤滑剤を担
持する磁性粉は、八面体平均粒径０．１８μｍを使用し
た。マグネタイト粒子粉末にジメチルシリコーンオイル
（１０００cSt ）をシンプソン・ミックスマーラー（Ｍ
ＰＵＶ−２松本鋳造社製）に投入し、マグネタイト粒子
の表面に液体潤滑剤を担持させ、ハンマーミルによって
ほぐし処理を加えたものを使用した。磁性粉に対するＳ
ｉ含有量は０．４７wt％である。プラス帯電の平均粒径
約６．５μｍ、主なバインダーはスチレン−アクリル共
重合体、磁性体が約１００重量部で外添剤に無機粉末で
あるシリカを０．５重量部使用した、ガラス転移点約６
０℃の１成分磁性トナーが用いられ、このトナーｔの現
像スリーブ５ａ上の電荷量は＋３〜＋１２（μＣ／
ｇ）、コート量は０．６〜１．３mg／cm² である。

【００６５】本発明では、１００万枚の耐久後でもクリ
ーニングブレード９ａのエッジ部にチッピング等の問題
は発生しなかった。そして、感光ドラム１も１００万枚
耐久後も部分的なフィルミングの発生、摺擦傷等の画像
に発生する問題はまったく生じなかった。

【００６６】高温高湿環境下（温度３２．５℃、湿度８
５％）において、画像流れの発生もなかった。

【００６７】なお、感光ドラム１表面の摩耗量としては
１０００回転当たり、０．２Åであった。

【００６８】（実施例２）本実施例２は、トナー処方を
変更した点を除いて、上述の実施例１の構成と同様とし
た。

【００６９】トナーとしては、まず、液体潤滑剤を担持
する磁性粉は、六面平均粒径０．２３μｍを使用した。
マグネタイト粒子粉末にジメチルシリコーンオイル（３
００cSt ）をシンプソン・ミックスマーラー（ＭＰＵＶ
−２松本鋳造社製）に投入してマグネタイト粒子の表面
に液体潤滑剤を担持させ、ハンマーミルによってほぐし
処理を加えたものを使用した。磁性粉に対するＳｉ含有
量は０．４５wt％である。プラス帯電の平均粒径約８．
０μｍ、主なバインダーはスチレン−アクリル共重合
体、磁性体が約８０重量部で外添剤に無機粉末であるシ
リカを０．４重量部使用した、ガラス転移点約６０℃の
１成分磁性トナーｔが用いられ、このトナーｔの現像ス
リーブ５ａ上の電荷量は＋３〜＋１２（μＣ／ｇ）、コ
ート量は０．６〜１．３mg／cm² である。

【００７０】本発明では、１００万枚の耐久後でもクリ
ーニングブレード９ａのエッジ部にチッピング等の問題
は発生しなかった。そして、感光ドラム１も１００万枚
耐久後も部分的な画像劣化を招くようなフィルミング膜
の発生、摺擦傷等の画像に発生する問題はまったく生じ
なかった。

【００７１】高温高湿環境下において、画像流れの発生
もなかった。

【００７２】なお、感光ドラム１表面の摩耗量としては
１０００回転当たり、０．２Åであった。

【００７３】（実施例３）本実施例３では、前述の実施
例１と異なる構成を主に説明する。

【００７４】本実施例の画像形成装置は、最大画像幅は
Ａ４横の約２９０mmであり、感光ドラム１表面の周速は
４００mm／sec である。

【００７５】感光ドラム１は、直径８０mm、厚さ約２mm
のアルミニウムシリンダ上にグロー放電等によって厚さ
３０μｍのアモルファスシリコン感光層を形成して構成
されている。感光ドラム１の表層（表面層）としては、
ＳｉＣ：Ｈを８０００Å積層したものを用いた。表３に
表面層の製造条件を示す。

【００７６】

【表３】実施例３の表面層の製造条件表面層…………ＳｉＨ₄ ／ＣＨ₄ １０cc／５００cc パワー１５０Ｗ（１３．５６ＭHz）内圧３９．９Pa（０．３torr）基板温度２５０℃。

【００７７】図２に示すように、クリーニング装置９の
クリーニング容器９ｂには、クリーニングブレード９ａ
を保持するイコライザー９ｃが設けてある。イコライザ
ー９ｃは、クリーニング容器９ｂによって軸９ｄを中心
に揺動自在に支持されており、ばね部材（引っ張りば
ね）９ｅによって矢印Ｒ９方向に付勢されている。この
付勢により、イコライザー９ｃに保持されたクリーニン
グブレード９ａは、感光ドラム１表面に向けて付勢さ
れ、そのエッジ部９Ａを感光ドラム１表面に当接させて
感光ドラム１表面の母線方向の帯状のニップを構成して
いる。

【００７８】クリーニング容器９ｂ内のクリーニングブ
レード９ａの上流側（感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ
１方向）に対して上流側）には、感光ドラム１の母線に
沿って左右方向に長いマグネットローラ２２が感光ドラ
ム１との間に所定間隙を形成して配置されている。感光
ドラム１表面の回転方向に沿ってのマグネットローラ２
２の上流側には、トナー像転写後に感光ドラム１表面か
ら転写材Ｐを剥すための分離爪２４が配設されている。
また、クリーニングブレード９ａの下流側には、前述の
前露光器２が配設されている。

【００７９】上述のクリーニングブレード９ａは、ウレ
タンを主体とした弾性ブレードであり、硬度７７°Hs、
反発弾性率１５％（４０℃での反発弾性率２５％）、３
００％モジュラス２００％（いずれもＪＩＳ規格によ
る）である。このクリーニングブレード９ａは、当接角
度２４°、当接圧１０（ｇ／cm）にて感光ドラム１表面
に当接されている。

【００８０】マグネットローラ２２は感光ドラム１表面
に対して１．０mmの間隙を介して対向配置されている。
マグネットローラ２２は、感光ドラム１表面の移動方向
（矢印Ｒ１方向）に対して順方向（矢印Ｒ２２方向）
に、相対速度１０％の周速で回転している。規制ローラ
２３は、マグネットローラ２２に対して１．８mmの間隙
を設けて配置されており、マグネットローラ２２表面の
移動方向（矢印Ｒ２２方向）に対して順方向（矢印Ｒ２
３方向）に相対速度１０％で回転する。

【００８１】前露光器２としては、６６０nmのピーク波
長を主体とした発光ダイオードを用い、ピーク波長の１
／２になる半値幅が約２５nmであり、露光量が２０μＪ
／cm² である。前露光器２から一次帯電器３までは約５
０mm／sec である。

【００８２】本実施例では、５００万枚の耐久後でもク
リーニングブレード９ａのエッジ部にチッピング等の問
題は発生しなかった。そして、感光ドラム１も５００万
枚耐久後も部分的なフィルミング、摺擦傷等の画像の品
質に影響するような問題はまったく発生しなかった。

【００８３】〈比較例１〉基本構成は、前述の実施例１
と同様であるが、使用するトナーに液体潤滑剤を含有し
ないものを使用した。

【００８４】Ａ４通紙１万枚の時点で融着が発生、３０
万枚の時点でクリーニングブレード９ａのエッジを観察
したところ、３０〜５０μｍ程度のチッピングが多数確
認され、クリーニング不良も発生した。

【００８５】また、同時点で高温高湿環境下にて画像流
れを確認したところ、スジ状の画像流れが確認された。
感光ドラム１表面は、目視で光沢ムラを確認することが
でき、この光沢ムラは表面のＣｅＯ₂ を拭いた後も確認
できたことから、感光ドラム１表面のムラ削れが発生し
ていることが判明した。また、ＣｅＯ₂ 拭き前後で感光
ドラム１表面の光沢も変化していたことから、局所的な
フィルミングと削れムラが発生していたことが判明し
た。

【００８６】〈比較例２〉基本構成は、前述の実施例１
と同様であるが、クリーニングブレード９ａの面圧のみ
を１００ｇ／mm² に変更した。

【００８７】Ａ４通紙５０万枚の時点で融着、ムラ削れ
は確認されなかったが、膜厚を反射分光式干渉計（大塚
電子（株）製ＭＣＤＰ２０００）にて測定したところ、
６０〜８０Åのフィルミング層が確認できた。また、同
時点で高温高湿環境にて画像流れを確認したところ、帯
電部に顕著な画像流れが確認された。

【００８８】〈比較例３〉基本構成は、前述の実施例１
と同様であるが、シリコーンオイルを含有しないトナー
を使用した点と、クリーニングブレード９ａの面圧を１
００ｇ／mm² に設定した点とが異なる。

【００８９】Ａ４通紙３０万枚の時点で融着、ムラ削れ
が確認され、３０万枚の時点でハーフトーン画像に若干
のムラ削れが確認された。膜厚を反射分光式干渉計（大
塚電子（株）製ＭＣＤＰ２０００）にて測定したとこ
ろ、６０〜８０Åのフィルミング層が確認できた。ま
た、同時点で高温高湿環境にて画像流れを確認したとこ
ろ帯電部に顕著な画像流れが確認された。その後、クリ
ーニングブレード９ａのエッジを観察したところ５〜１
０μｍ程度のチッピングが確認された。

【００９０】なお、図６に、前述の実施例１、２、３、
及び比較例１、２、３の比較結果を示す。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
トナーがそのトナー粒子表面に液体潤滑剤を有するの
で、転写残トナーと像担持体との付着力を弱めることが
でき、これによりクリーニングブレードのエッジ部の全
体的、局所的な負荷の低減が可能となり、例えば、トナ
ー粒径が８μｍ以下になってた場合であっても、転写残
トナーの局所的な蓄積ラムによる像担持体の削れムラを
防止することができる。

【００９２】また、クリーニングブレードと像担持体表
面との間に潤滑機能を持ったトナーが存在することによ
り、クリーニングブレードの負荷ムラを低減することが
でき、これにより、クリーニングブレードのチッピング
（エッジ欠け）を解消することができる。

【００９３】さらに、クリーニングブレードと像担持体
表面との間に潤滑機能を持ったトナーが存在することに
より、従来のクリーニング性を損なわずに、像担持体に
対するクリーニングブレードの面圧を上げることが可能
となり、これにより、フィルミング膜形成を抑制するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略構成を示す縦断面
図。

【図２】実施例３におけるクリーニング装置の概略構成
を示す縦断面図。

【図３】オイル含有トナーとオイル無しトナーとの内部
摩擦角の差を示す図。

【図４】（ａ）、（ｂ）は、感光ドラムの層構成を示す
模式図。

【図５】クリーニングブレードのエッジ部近傍の、転写
残トナーが滞留する場所を示す図。

【図６】実施例１〜３、及び比較例１〜３の結果を比較
する図。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）２前露光器３一次帯電器４露光装置５現像装置５ａ現像スリーブ７転写分離帯電器９クリーニング装置９ａクリーニングブレード９ｂクリーニング容器９ｃイコライザー２２マグネットローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１８ (72)発明者江原俊幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大脇弘憲東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA03 AA06 AA08 CA12 CA14 EA03 EA05 EA10 FA06 2H034 AA06 AA07 BA00 BF00 BF03 BF07 2H068 DA03 DA23 FC15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な像担持体表面にトナー像を形
成し、該トナー像を転写材に転写させるとともに、該転
写材に転写されないで前記像担持体表面に残った転写残
トナーを、前記像担持体表面に当接させたクリーニング
ブレードによって除去する画像形成装置において、前記像担持体が非晶質シリコン系感光体であり、かつ、前記トナーがトナー粒子表面に液体潤滑剤を有す
るとともに、磁性粉を少なくとも１０から２００重量部
含有している、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記トナーは、平均粒径が６〜１０μｍ
であり、かつ、ガラス転移温度が４０〜６０℃の結着樹脂１００
重量部に対して固体ワックスを０．２〜２０重量部、ま
た、前記液体潤滑剤を担持している磁性粉を少なくとも
１０〜２００重量部有している、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体表面に対する前記クリーニ
ングブレードの面圧を２００ｇ／mm² 以上４００ｇ／mm
² 以下に設定する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記非晶質シリコン系感光体が、水素を
含む非単結晶質膜で構成された表面層を有する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記非晶質シリコン系感光体が、非単結
晶質水素化炭素膜で構成された表面層を有する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記液体潤滑剤が、粘度１００〜１００
００cSt のシリコーンオイルである、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。