JP2003167491A

JP2003167491A - 画像形成装置

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Publication number: JP2003167491A
Application number: JP2001366657A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Oki; 繁大木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】 (1)a-Si感光体を使用しトナーとして研磨剤を多
量に含む系で起きる片削れと呼ばれる現象を防止できる
クリーニンク゛システム、並びに(2)a-Si感光体に対するクリーニンク゛システム
として従来の構成からコストアッフ゜をすることなく、感光体上
にトナー融着を生じることなく、かつ、クリーニンク゛不良、すり抜
けを生じないクリーニンク゛性が良好なクリーニンク゛システムを提供す
る。【解決手段】画像形成装置のクリーニンク゛装置に備えられ
た、回転する静電潜像担持体に圧接するクリーニンク゛フ゛レート゛
が、基材がウレタンコ゛ムで形成され、さらに、表面をイソシアネート化
合物で表面処理することにより硬化層を形成したもの
で、クリーニンク゛フ゛レート゛の少なくとも静電潜像担持体に接触す
る部分にイソシアネート化合物を含浸させた後加熱硬化して硬
化層を形成したものであることを特徴とする画像形成装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機、情報記録装置等とされる画像形成装置に関し静電
潜像担持体上に形成された潜像を現像剤によって顕画像
化した現像剤像を転写紙に転写した後、静電潜像担持体
表面に残留した現像剤を回収するクリーニング装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】表面に静電的にトナー像を形成した静電
潜像担持体に、紙などシート状の転写材を当接して、前
記トナー像を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、静電潜像担持体側のトナー
がすべて転写材に転移するわけではないので、転写の都
度、静電潜像担持体の表面の残留トナーを除去すること
が必要である。

【０００３】このためのクリーニング手段として、従来
からゴムなどの弾性部材からなるクリーニングブレード
を転写後の位置で、静電潜像担持体に圧接して残留トナ
ーをかき落とすもの、さらに特に、磁性トナーを使用す
る場合に好適な手段としてマグネットローラを共用する
ものが提案されている。

【０００４】前述のクリーニングブレードの材質とし
て、その粘弾性特性のtanδのピーク温度が１±10℃で
あるポリウレタンゴムが用いられてきた。このような特
性を有するクリーニングブレードは、高い反発弾性を有
し、感光体の表面温度近傍ではゴム弾性が高い特性を有
する。それ故に、感光ドラムにブレードを圧接した場合
には、ブレードが感光ドラムに接触している幅(以下、
ニップ幅と記す)が安定して得られ、クリーニング性が
よくなっている。

【０００５】一方、電子写真複写機に用いられる感光体
(静電潜像担持体)として、特に白黒の高速複写機には、
耐久性がよいことからアモルファスシリコン(以降、a-
Ｓiと記す)感光体が用いられている。

【０００６】a-Ｓi感光体は高表面硬度で高耐久性を持
っているが、その反面感光体表面が削られにくいという
問題がある。電子写真プロセスにおいて感光体上に現像
されたトナーは紙等の転写材に転写されるが、その際に
転写されずに感光体上に残ったトナーはクリーニング部
材により除去される。そこで完全には除去できなかった
トナーは、通常は、その後の現像及び転写プロセスによ
ってトナーとの摩擦により、感光体表面と共に削られて
しまうので問題にはならない。しかし、a-Ｓi感光体は
高硬度であるために表面が削られにくく、残留トナーの
除去が難しく、それにより感光体表面へのトナー固着
(以下、トナー融着と記す)と呼ばれる現象が、特に高温
高湿環境下で耐久が進むにつれて生じる。

【０００７】このようなトナー融着が生じた場合、従来
用いられていた高反発弾性のブレードではトナー融着を
除去する能力はなく、トナー融着がさらに進んでしま
う。

【０００８】このようなトナー融着を防止するための対
策として、次の２つの方策が取られてきた: (1)トナーの外添剤として研磨剤を含有させる、(2)クリ
ーニングブレードの材質として、その粘弾特性のtanδ
のピーク温度が感光体の表面温度に近いものを用いる。

【０００９】ここで(1)においては、転写後の感光ドラ
ムからクリーニングブレードにより除去されたトナーの
外添剤成分が、感光ドラムにクリーニングブレードを圧
接した場合に生じる、ブレードが感光ドラムに接触して
いる部分(以下、ニップ部と記す)に隣接する楔形の空間
にたまる。特に、外添剤として研磨剤を含有している場
合には、この楔形空間に研磨剤がたまり、感光ドラムを
研磨していく。

【００１０】また、(2)においては、感光体の表面温度
では反発弾性が低く硬度が高い性質となることで、従来
の高反発弾性のブレードに比べ、感光体表面に対するか
き取り能力が向上しトナー融着を削り取ることが可能と
なっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの方
法をとった場合には次の問題点が生じる。

【００１２】まず、ニップ部はスラスト方向に均一な幅
でかつ直線状であることが理想であるが、実際にはブレ
ードの支持板金のスラスト方向の真直度や、感光ドラム
の局所的な摩擦係数の変化等により、スラスト方向に多
少なりとも歪みを生じる。特にこの歪みは、粘弾性特性
のtanδのピーク温度が高い低反発弾性のブレードを使
用すると顕著である。

【００１３】次に、(1)においては、研磨剤による感光
ドラムの研磨作用は、前述のようなブレードニップ部の
スラスト方向の歪みが存在すると、スラスト方向に感光
ドラムの削れむら、つまり片削れと呼ばれる現象が生じ
る。この片削れは、トナー中の研磨剤の量が多いと生じ
やすい。このような削れむらは耐久が進むと顕著にな
り、約100万枚程度で、ハーフトーン画像にスラスト方
向の濃度むらとなって現れてくる。

【００１４】一方、(2)においては、粘弾性特性のtanδ
の高いブレードは、低温環境下ではゴム弾性が低下し、
感光体に対するブレードニップ幅が安定しなくなり、ク
リーニング不良、すり抜けなどの問題が生じてくる。ま
た、この問題に対し、ブレードニップ幅を安定させるに
は、ブレード支持板金のスラスト方向の真直度を高くさ
せる構成とすることが考えられるが、このような構成と
すると装置のコストアップを招く。

【００１５】そこで、本発明においては、(1)a-Ｓi感光
体を使用しトナーとして研磨剤を多量に含む系で起きる
片削れと呼ばれる現象を防止できるクリーニングシステ
ムを提供すること、並びに(2)a-Ｓi感光体に対するクリ
ーニングシステムとして従来の構成からコストアップを
することなく、感光体上にトナー融着を生じることな
く、かつ、クリーニング不良、すり抜けを生じないクリ
ーニング性が良好なクリーニングシステムを提供するこ
と、をそれぞれ目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記各構
成に係る課題は、クリーニングブレードの基材としてウ
レタンゴムで形成されているものを用い、さらに、クリ
ーニングブレードの少なくとも静電潜像担持体に接触す
る部分にイソシアネート化合物を含浸させた後加熱硬化
して硬化層を形成したものを用いることにより解決され
ることを見出した。

【００１７】すなわち、上記目的を達成するために本出
願に係る発明は、アモルファスシリコン系の感光層を具
備して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び
非磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置
と、トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電
潜像担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃す
るクリーニング装置とを有し、前記現像装置中の磁性及
び非磁性トナーは、現像装置の使用開始時において、研
磨剤を 1.0質量パーセント以上含有している画像形成装
置において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜
像担持体に圧接するクリーニングブレードを備え、該ク
リーニングブレードは、基材としてウレタンゴムで形成
されているクリーニングブレードを用い、さらに、該ク
リーニングブレード表面をイソシアネート化合物で表面
処理することにより硬化層を形成したもので、クリーニ
ングブレードの少なくとも静電潜像担持体に接触する部
分にイソシアネート化合物を含浸させた後加熱硬化して
硬化層を形成したクリーニングブレードであることを特
徴とする画像形成装置に関する。

【００１８】また、アモルファスシリコン系の感光層を
具備して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及
び非磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置
と、トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電
潜像担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃す
るクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブ
レードは、基材としてはウレタンゴムで形成されてお
り、その粘弾性特性のtanδのピーク温度が１±10℃で
あるクリーニングブレードを用い、さらに、該クリーニ
ングブレード表面をイソシアネート化合物で表面処理す
ることにより硬化層を形成したもので、クリーニングブ
レードの少なくとも静電潜像担持体に接触する部分にイ
ソシアネート化合物を含浸させた後加熱硬化して硬化層
を形成したクリーニングブレードであることを特徴とす
る画像形成装置に関する。

【００１９】本発明は、ポリウレタン中に元々存在する
活性水素を持ったウレタン結合基に着目し、イソシアネ
ート化合物とウレタンをアロファネート結合を介して強
固に結合させ、さらに活性水素化合物と反応しない余剰
のイソシアネート化合物を自己重合させることを特徴と
している。

【００２０】この方法によれば、活性水素化合物の含浸
なしにイソシアネートを含浸させ表面硬化層を形成でき
る点で、従来より工程が少なく低コストである。また硬
化層の厚さをより厚くできることや、有機溶剤を使わな
いので処理の密度が高い点で従来の技術より硬化層が緻
密であり、低摩擦効果が高く、含浸硬化層を深く生成で
きるので摩耗が進んでも低摩擦であることの寿命が長
い。

【００２１】また、クリーニングブレードの先端が低摩
擦でかつ硬化層に覆われているので、対接物との摩擦力
での変形が少なく、エッジが硬化層に覆われているの
で、前述のブレードニップ部の歪みが少なくなり、ニッ
プ部の直線性が維持される。また、エッジが常に鋭利な
形状を保っているので、感光体に対する掻き取り能力が
著しく向上し、トナー融着を防止することができる。

【００２２】さらに、外添剤に研磨材を 1.0質量パーセ
ント以上含有させる場合はブレードニップ部のスラスト
方向の歪みが少なくなるので、感光ドラムのスラスト方
向の削れむらがなくなり片削れが防止できる。

【００２３】一方、クリーニングブレードの基材とし
て、その粘弾性特性のtanδのピーク温度が１±10℃で
あるクリーニングブレードを用いた場合は、粘弾性特性
のtanδのピーク温度が低い高反発弾性のものとなるの
で、低温環境下でもゴム弾性が保たれ、クリーニング性
も安定して確保できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００２５】図１は、本実施の形態に係る画像形成装置
(本実施の形態では、スルーパス両面方式で両面画像形
成可能な画像形成装置)を示す概略構成図である。

【００２６】同図に示す画像形成装置は、像担持体とし
て矢印方向(時計方向)に回転駆動される感光ドラム１を
備えている。感光ドラム１の周囲には、帯電器６、露光
装置７、現像装置８、転写器９及びクリーニングブレー
ド 13 等が配設されている。

【００２７】また、転写器 9 と感光ドラム１との間の
転写部位を挟んで用紙などの転写材Ｐの搬送方向の上流
側から順に転写材Ｐを収納した転写材カセット 10、搬
送装置 11、定着装置 12、反転ローラ 14、及び再給紙
ベルト 20 等が配設されている。

【００２８】感光ドラム１は、金属(例えばアルミニウ
ム)製の円筒状の基体上にa-Ｓiの感光層を有しており、
駆動手段(不図示)によって矢印方向(時計方向)に所定の
スピードで回転駆動され、感光ドラム１表面は帯電器６
による放電によって一様に帯電される。感光ドラム１の
内部には、面状の発熱ヒーター２が一周分配置されてい
る。発熱ヒーター２による感光ドラム１の温調制御は、
発熱ヒーター２で加熱される感光ドラム１の温度サーミ
スター３で検知し、サーミスター３で検知した温度情報
に基づいて、電源４から発熱ヒーター２への給電を制御
装置５で制御することによって行われる。また、制御装
置５は、温度・湿度検知センサー 21 で検知した感光ド
ラム１周囲の環境温度・湿度情報に基づいて、電源４か
ら発熱ヒーター２への給電を制御して感光ドラム１を所
定温度に設定する。

【００２９】露光装置７は、入力される画像情報に応じ
た画像露光を帯電器６により帯電された感光ドラム１上
に行い、静電潜像を形成する。

【００３０】現像装置８は、上記静電潜像にトナーを付
着させて、トナー像として顕像化する。

【００３１】転写器９は、本実施の形態ではコロナ帯電
であり、転写器９と感光ドラム１との間で感光ドラム１
上に形成されたトナー像を転写材Ｐに転写する。

【００３２】定着装置 12 は、当接した回転自在な定着
ローラ 12a と加圧ローラ 12b を有しており、定着ロー
ラ 12a 内にはヒーター(不図示)が設けられている。

【００３３】クリーニングブレード 13 は、感光ドラム
１に当接して転写後に感光ドラム１表面に残った転写残
トナーを除去する。

【００３４】次に、上記した画像形成装置による画像形
成動作について説明する。

【００３５】両面画像形成時には、感光ドラム１は駆動
手段(不図示)により矢印方向(時計方向)に所定速度で回
転駆動され、帯電器６によってその表面が一様に帯電さ
れる。そして、感光ドラム１の表面に露光装置７から入
力される画像情報に応じて画像露光を行い、露光部分の
電荷を除去して静電潜像を形成する。この静電潜像は現
像装置８によりトナーが付着されて現像され、トナー像
として顕画化される。

【００３６】そして、感光ドラム１上のトナー像が感光
ドラム１と転写器９との間に到達すると、転写材カセッ
ト 10 内から給紙された転写材Ｐがレジストローラ(不
図示)によりこのタイミングに合わせて給送され、転写
器９により転写材Ｐの表面(片面)に感光ドラム１上のト
ナー像が転写される。

【００３７】そして、トナー像が片面に転写された転写
材Ｐは、搬送装置 11 によって定着装置 12 に定着ロー
ラ 12a と加圧ローラ 12b の間に搬送される。トナー像
が転写された転写材Ｐは、定着ローラ 12a と加圧ロー
ラ 12b 間で加熱加圧されてトナー像の定着を受けた
後、反転ローラ 14 によって再給紙ベルト 20 上に搬送
される。そして、再給紙ベルト 20 上に搬送された転写
材Ｐは、再び感光ドラム１と転写器９との間の転写部位
に搬送され、トナー像が転写されていない他方の片面に
上記同様にして画像形成が行われた後、外部に排出され
る。

【００３８】そして、感光ドラム１上に残留している転
写残トナーはクリーニングブレード13 によって除去さ
れる。

【００３９】上記両面画像形成時には、図２に示すよう
に、一方の面に画像Ａが形成された転写材Ｐ₁は反転ロ
ーラ 14 によって再給紙ベルト 20 上に搬送され、再給
紙ベルト 20 から再び感光ドラム１と転写器９との間の
転写部位に搬送され、上記同様にして他方の面に画像Ｂ
が形成された両面画像の転写材Ｐ₂は外部に排出され
る。このように両面画像形成時における転写材は、再給
紙ベルト 20 上で一旦停止することなく再搬送されるこ
とによって、時間当たりの画像形成速度が飛躍的に向上
する。

【００４０】なお、片面画像形成時には、上記同様にし
て定着ローラ 12a と加圧ローラ 12b 間で加熱加圧され
て片面にトナー像の定着を受けた転写材Ｐは、反転ロー
ラ 15 によって再給紙ベルト 20 上に搬送されることな
く、外部に排出される。

【００４１】次に、クリーニングブレード 13 について
詳述する。本発明におけるクリーニングブレード 13
は、従来から電子写真用に用いられてきたポリウレタン
を基材としている。

【００４２】本発明のクリーニングブレードの基材を形
成するポリウレタンとしては、高分子ポリオール、ポリ
イソシアネート、及び硬化剤を反応させたものを用いる
ことができる。硬化させる際に通常ウレタン硬化に用い
る触媒を用いてもよい。なお、ポリウレタン樹脂のイソ
シアネート基含有量(ＮＣＯ％)は、良好な弾性特性を実
現するために、５〜20％とするのが好ましい。

【００４３】ブレードの成形は、上記各成分を、一度に
混合して金型または遠心成形円筒金型に注型して成形す
るワンショット法、もしくはイソシアネートとポリオー
ルをあらかじめ反応させておきプレポリマーとし、その
後架橋剤を混合して金型または遠心成形円筒金型に注型
して成形するプレポリマー法、もしくはイソシアネート
にポリオールを反応させたセミプレポリマーと、架橋剤
にポリオールを添加した硬化剤を反応させて金型または
遠心成形円筒金型に注型して成形するセミワンショット
法を用いることができる。

【００４４】本発明で使用するクリーニングブレードを
製造するにあたり、上記のように成形したクリーニング
ブレードの全体または一部分にイソシアネート化合物を
含浸させキュアーすることにより、ウレタンの表面から
内部に向かって硬化膜を形成させることを特徴とする。

【００４５】本発明においてブレードの全体または一部
にイソシアネート化合物を含浸させるのは、ブレード部
材単体でも、支持部材を接合したものであってもよい。
また、クリーニングブレードを裁断する前のシートでも
よい。

【００４６】一部分のみに含浸させる際に、含浸させた
くない部分を耐薬品性テープなどでマスキングする、あ
るいは含浸させたい部分のみを浸漬するなどの方法を採
ることができる。

【００４７】イソシアネート化合物をクリーニングブレ
ードに含浸させる位置としては、少なくともクリーニン
グブレードとトナー担持体が接する部分であり、さらに
余裕を持ってその周辺も含浸させた方がよい。摺動時に
は静止時の周辺部分がトナー担持体に触れる可能性があ
るからである。

【００４８】ブレード部材にイソシアネート化合物を含
浸させる方法としては、例えば、ポリイソシアネート化
合物を液状であるような温度にし、その中にブレード部
材を浸漬させる。または繊維質、多孔質体にイソシアネ
ート化合物を含浸させたブレードに塗布する方法を採る
ことができる。また、スプレーにより塗布してもよい。

【００４９】イソシアネート液に浸漬中、塗布中、塗布
した後のそれぞれのイソシアネート化合物の温度も同様
に、そのイソシアネート化合物が液状である温度がよ
い。

【００５０】このようにして、イソシアネート化合物を
ウレタンに含浸させ、一定時間後に、ウレタン表面に残
存するイソシアネート化合物を拭き取る。

【００５１】ブレードにイソシアネートを含浸させてな
る硬化層の厚さは、0.12ｍｍ以上が好ましい。

【００５２】0.12ｍｍ以下だと摩擦係数の低下に対する
効果が少なく、耐摩耗性に問題のある場合がある。また
対接物に対する摩擦力で先端が大きく変形することか
ら、最近の微小なトナーや球形トナーに対するクリーニ
ング性に問題のある場合がある。

【００５３】ブレードに含浸させるイソシアネート化合
物は分子中に１個以上のイソシアネート基を有するもの
で、１個のイソシアネート基を有するものはオクタデシ
ルイソシアネートなどの脂肪族モノイソシアネート、芳
香族モノイソシアネートなどが使用できる。

【００５４】２個のイソシアネート基を有するものは、
２,４-トリレンジイソシアネート、２,６-トリレンジイ
ソシアネート、４,４’-ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(ＭＤＩ)、ｍ-フェニレンジイソシアネート、テト
ラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、４,４’,４”-トリフェニルメタントリイソ
シアネート、２,４’,４”ビフェニルトリイソシアネー
ト、２,４,４”-ジフェニルメタントリイソシアネート
などが用いられる。

【００５５】特にこれらに限定されるものではない。ま
た３個以上のイソシアネート基を有するもの、及び２個
以上イソシアネート基を有するものの変性体・多量体が
使用しうる。

【００５６】これらの中で立体障害の少ない脂肪族モノ
イソシアネート、分子量の小さいＭＤＩなどが浸透性の
点から好ましい。

【００５７】イソシアネート化合物と共に用いる多量化
触媒は、第４級アンモニウム塩、カルボン酸塩などを用
いることができる。第４級アンモニウム塩としてはＤＡ
ＢＣＯのＴＭＲ触媒、ＮＣＸ211、ＮＣＸ212(三共エア
プロダクツ製)などが用いられる。これらの触媒は、水
酸基を含むが、機能としてはイソシアネートを重合させ
るものであり、それ自体が架橋構造に関与するものでは
ないので特開平8-248851記載の活性水素化合物とは全く
別の物質であるということができる。カルボン酸塩とし
ては、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム(Ｐ-15、k-1
5、三共エアプロダクツ製)などが用いられる。

【００５８】これらの触媒は溶剤に溶解しない状態では
非常に粘稠であったり、結晶であったりするので溶剤に
溶解してからイソシアネート化合物に添加することが好
ましい。希釈溶剤としてはイソシアネートと反応する活
性水素を持たない溶剤が好ましい。具体的にはＭＥＫ、
トルエン、テトラヒドロフラン、酢酸エチルなどが用い
うる。希釈倍率は 1.5倍から 10倍程度が好ましい。

【００５９】イソシアネート化合物に対する触媒の添加
率は１ppｍから 1000ppｍが好ましい。

【００６０】また、イソシアネートに触媒を混合する
と、重合反応が促進されるため、含浸する直前に混合す
ることが好ましい。含浸させるときのイソシアネート化
合物の温度は、下限は液状であればよく、上限の処理中
にイソシアネート化合物が劣化するのを防止するため、
90℃くらいが好ましい。

【００６１】ブレード表面にイソシアネート化合物を浸
漬または塗布により、数分から数時間含浸させ、余分な
イソシアネートを拭き取った後に、50〜140℃の雰囲気
で数分から数時間加熱処理をする。ポリウレタンの構造
中には活性水素を持つウレタン結合があり、イソシアネ
ート基と反応しうる。すなわち、ポリウレタン中のウレ
タン基の活性水素と反応してアロファネート結合を生成
し、三次元分岐構造を形成する。

【００６２】２個以上のイソシアネート基を持つイソシ
アネート化合物は環境中の水を介在したウレア結合によ
る高分子化反応が進行し、上記の三次元分岐構造と合わ
せて網目構造を形成し、硬化層が形成される。

【００６３】多量化触媒と用いたものはその作用により
多量化反応も進行する。この反応は環境の水分を必要と
せず、イソシアネート基同士が反応するので、反応が早
く完結する特徴がある。

【００６４】また、三量化反応により架橋構造が形成さ
れるので硬化膜の強度が大きく、耐久性がよいクリーニ
ングブレードが製造できる。

【００６５】１個のイソシアネート基を持つイソシアネ
ート化合物は、イソシアネート基がウレタン基と反応し
てアロファネート結合を改正すると、フリーな末端がポ
リウレタン表面の外側に向かって配向するので、ウレタ
ンと感光ドラムが直接接触するのを避ける、低摩擦化す
ることができる。

【００６６】含浸性は分子量が小さい方がよく、イソシ
アネートの密度が高い硬化膜を作りやすい。また、膜厚
の薄いものから厚いものまでコントロールすることがで
きる。

【００６７】分子量の大きいものは含浸性は劣るものの
長鎖であるためにポリウレタンの表面から分子鎖が飛び
出した形になり、硬化層の厚さは比較的薄いが摩擦力の
低減には効果がある。

【００６８】

【実施例】(実施例１)本実施の形態では、感光ドラム１
として、直径φ108ｍｍのa-Ｓiドラムを使用した。

【００６９】ここで、トナーについて詳述する。本実施
例で使用するトナーは、マイナス帯電の平均粒径約９μ
ｍ、主なバインダーがスチレンアクリル、磁性体が約80
質量部で、外添剤にシリカを 0.5質量パーセントと研磨
剤としてのチタン酸ストロンチウムを 4.0質量パーセン
ト使用して外添した、ガラス転移点約60℃の１成分磁性
トナーが用いられ、トナーの現像スリーブ上のトリボは
−３〜−12(μＣ/g)である。

【００７０】本実施例においては、熱硬化性ポリエステ
ル系ポリウレタンより製造した硬度ＪIＳ 70度のウレタ
ンで製造した３ｍｍ厚のクリーニングブレード(粘弾性
特性のtanδのピーク温度は７℃のもの)を、図５のよう
に耐薬品性テープでマスキングし、80℃のＭＤＩ浴に 1
0分間浸漬し、余分なイソシアネートを拭き取りマスキ
ングを取り去り、130℃のオーブンで 60分キュアーし
た。

【００７１】ＰＥＴフィルムシートにこのクリーニング
ブレードを幅 50ｍｍにカットしたものをカウンター当
接し、加重 30g/１cｍ幅、移動速度 10cｍ/分で、HEIDO
N 表面性試験器で測定した摩擦係数は 0.9であった。

【００７２】断面を顕微鏡で観察したところ、硬化部は
白濁しており、硬化膜の厚さは 0.25ｍｍであった。

【００７３】また粘弾性特性測定用テストピース(厚さ
１ｍｍ)を同様に処理したときの粘弾性特性を処理する
前のものと比較すると図２のようであった。

【００７４】この図からもわかるように、粘弾性特性の
tanδのピーク温度、処理後の方が高くなっており、よ
り感光体の表面温度(約40℃)に近いものとなっている。
また、感光体の表面温度付近でのtanδの値が高くなっ
ており、この温度では反発弾性が低くより硬度が高いも
のとなる。

【００７５】また、図３に示すように、クリーニングブ
レードの押圧方向は、処理前のtanδのピーク温度が低
い、高反発弾性のウレタンゴム層のままであるので、ク
リーニングブレードの押圧の安定性を得ることができ、
スラスト方向のニップ部の幅が安定する。

【００７６】以上のようにして製造したクリーニングブ
レード 13 を図１に示す画像形成装置に取り付け、100
万枚の複写試験を行った。その結果、ハーフトーン画像
に片削れによる濃度むらは生じなかった。

【００７７】これに対し、エッジ部を処理しない従来の
ままのクリーニングブレードを同様にして複写試験した
ところ片削れによる濃度むらが発生した。

【００７８】以上説明したように、本発明で用いたクリ
ーニングブレードは、そのエッジが低摩擦でかつ硬化層
に覆われているので、対接物(感光ドラム)との摩擦力で
の変形が少なく、エッジが硬化層に覆われているのでブ
レードニップ部の歪みが少なく、ニップ部の直線性が維
持されるので、感光ドラムのスラスト方向の削りむらが
なくなる。

【００７９】さらに、本実施例では図３のようにクリー
ニングブレードの押圧方向に押圧の安定性が得られる高
反発弾性層としたので、スラスト方向のブレードニップ
の安定性がさらに増す。

【００８０】(実施例２)第１の実施例では、トナーとし
て負帯電性の磁性トナーを用いているが、正帯電性の磁
性トナーを用いた場合でも同様な効果が得られる。正帯
電性の磁性トナーとしては、以下に示すようなものを、
一例として用いることができる。

【００８１】スチレン-ブチルメタクリレート-ジメチル
アルミノエチルメタクリレート(質量比 7:2.5:0.5)共重
合体 100質量部、ＢＥＴ表面積５ｍ²/gでモース硬度５.
５のマグネタイト 40質量部、及び重量平均分子量 1500
0 で沸点n-ヘキサン抽出分20質量パーセントのポリプロ
ピレン３質量部を混合し、ロールミルにて 160℃で溶融
混練した。冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕した後、ジ
ェット粉砕機にて微粉砕した。次いで、風力分級機を用
いて分級し、体積平均粒径がおよそ 7.5μｍの黒色微粉
体を黒色磁性トナーとして得た。

【００８２】一方、乾式法で合成されたシリカ微粉体
(比表面積およそ130ｍ²/g)100質量部を撹拌しながら側
鎖にアミンを有するシリコーンオイル(25℃における粘
度 70ｍPa・s、アミン当量 830)12質量部を噴霧し、温
度およそ 250℃に保持して 60分間処理した。このシリ
カの硬度はモース硬度で 6.0であった。

【００８３】磁性トナーに、上記の側鎖にアミンを有す
るシリコーンオイルで処理したシリカ微粉体を 0.8質量
パーセント及びチタン酸ストロンチウムを 1.0質量パー
セントを外添して正帯電性の磁性トナーとしたものであ
る。

【００８４】このように、正帯電性の磁性トナーを用い
ることにより、本発明はa-Ｓi感光体でのデジタル反転
現像を行う画像形成装置にも適用可能となり、レーザー
光を用いたデジタル方式の電子写真複写機にも適用でき
る。

【００８５】(実施例３)実施例１及び２では、トナーに
外添される研磨剤としてチタン酸ストロンチウムを用い
たが、研磨剤として酸化セリウムを用いることもでき
る。この場合には、感光ドラム表面に対する研磨効果が
より向上し、トナー融着やフィルミング現象をより抑制
することができる。

【００８６】(実施例４)実施例１〜３においては、トナ
ーとして磁性トナーを用いているが、非磁性トナーを用
いてもよい。この場合には、実施例１で述べた効果の他
に、a-Ｓi感光体を用いたカラー複写機等の多色の画像
形成装置にも本発明は適用できる。

【００８７】(実施例５)さらに、本発明では、クリーニ
ング装置として、クリーニングブレードに加え図４に示
すように、クリーニングローラを併設しているものを用
いることもできる。クリーニングローラは、クリーニン
グブレードへの安定したトナー供給を目的として、クリ
ーニングブレードの感光体回転方向上流側に設置し、摺
擦により感光体上の残留物を掻き取ると共に感光体へト
ナー塗布する。この場合には、実施例１で述べた効果に
加えクリーニング性がさらに安定する。

【００８８】(実施例６)さらに、本発明は、クリーニン
グ装置として、クリーニングブレードをその長手方向に
適宜のストロークで往復動させるように構成したもの
(レシプロ機構と呼ばれている)にも適用できる。このよ
うな短時間のブレードの往復動の繰り返し摺擦がなされ
るのでクリーニングブレードのニップ部直前の楔形空間
にたまる研磨剤による研磨作用の長手方向のむらが軽減
され、より片削れ現象を防止することができる。

【００８９】次に、トナー融着に対しての効果について
の実施例について述べる。

【００９０】(実施例７)本発明で使用するトナーは磁性
トナー(磁性を有するトナー)であり、スチレン-ブチル
メタクリレート-ジメチルアルミノエチルメタクリレー
ト(質量比 7:2.5:0.5)共重合体 100質量部、ＢＥＴ表面
積５ｍ²/gでモース硬度 5.5のマグネタイト 40質量部、
及び重量平均分子量 15000 で沸点n-ヘキサン抽出分 20
質量パーセントのポリプロピレン３質量部を混合し、ロ
ールミルにて 160℃で溶融混練した。冷却後、ハンマー
ミルにて粗粉砕した後、ジェット粉砕機にて微粉砕し
た。次いで、風力分級機を用いて分級し、体積平均粒径
がおよそ 7.5μｍの黒色微粉体を黒色磁性トナーとして
得た。

【００９１】一方、乾式法で合成されたシリカ微粉体
(比表面積およそ 130ｍ²/g)100質量部を撹拌しながら側
鎖にアミンを有するシリコーンオイル(25℃における粘
度 70ｍPa・s、アミン当量 830)12質量部を噴霧し、温
度およそ 250℃に保持して 60分間処理した。このシリ
カの硬度はモース硬度で 6.0であった。

【００９２】磁性トナー 100質量部に、上記の側鎖にア
ミンを有するシリコーンオイルで処理したシリカ微粉体
0.4質量部及び 0.05質量部のポリフッ化ビニリデン(Ｐ
ＶＤＦ)を外添して正帯電性の磁性トナーとした。

【００９３】クリーニングブレード 13 の基材や成型方
法は実施例１と同様である。

【００９４】本実施例においては、ブレードの硬化膜の
形成工程は実施例１と同様とした。具体的には、熱硬化
性ポリエステル系ポリウレタンより製造した硬度ＪIＳ
70度のウレタンで製造した３ｍｍ厚のクリーニングブレ
ード(粘弾性特性のtanδのピーク温度は７℃のもの)
を、図５のように耐薬品性テープでマスキングし、80℃
のＭＤI浴に 10分間浸漬し、余分なイソシアネートを拭
き取りマスキングを取り去り、130℃のオーブンで 60分
キュアーした。

【００９５】断面を顕微鏡で観察したところ、硬化部は
白濁しており、硬化膜の厚さは 0.8ｍｍであった。

【００９６】また粘弾性特性測定用テストピース(厚さ
１ｍｍ)を同様に処理したときの粘弾性特性を処理する
前のものと比較した結果は、基材が同一であるため実施
例１と同様である(図２参照)。

【００９７】また、図６に示すように、クリーニングブ
レードの押圧方向は、処理前のtanδのピーク温度が低
い高反発弾性のウレタンゴム層のままであるので、クリ
ーニングブレードの押圧の安定性を得ることができ、ニ
ップ幅が安定し、クリーニング性が良好となる。

【００９８】以上のようにして製造したクリーニングブ
レード 13 を図１に示す画像形成装置に取り付け、温度
30℃,湿度 80％ＲＨ(高温高湿)の環境にて 40万枚の複
写試験を行った。その結果、トナー融着及びクリーニン
グ不良、すり抜けは発生しなかった。

【００９９】これに対し、エッジ部を処理しない従来の
ままのクリーニングブレードを同様にして複写試験した
ところ約30万枚でトナー融着が発生した。

【０１００】以上説明したように、本発明では感光ドラ
ム１と接触するクリーニングブレードのエッジ部を掻き
取り能力の高い低反発弾性層とし、また、クリーニング
ブレードの押圧方向には押圧の安定性が得られる高反発
弾性層としたので、トナー融着が発生せず、クリーニン
グ性が良好なクリーニングシステムを得ることができ
た。

【０１０１】(実施例８)実施例７ではトナーとして正帯
電性の磁性トナーを用いているが、負帯電性の磁性トナ
ーを用いても同様な効果が得られる。負帯電性の磁性ト
ナーとしては、平均粒径約９μｍ、主なバインダーがス
チレンアクリル磁性体が約80質量部で、外添剤にチタン
酸ストロンチウムを４％、シリカを 0.5％を使用した。
ガラス転移点約60℃の１成分磁性トナーを用いることが
でき、このトナーの現像スリーブ上のトリボは-３〜-12
(μＣ/g)である。このように負帯電性の磁性トナーを用
いることにより感光ドラムとしてa-Ｓi感光体を使った
アナログ複写機にも本発明は適用できる。

【０１０２】(実施例９)さらに、本発明では、クリーニ
ング装置としてクリーニングブレードに加え、図４に示
すようにクリーニングローラを併設しているものを用い
ることもできる。クリーニングローラはクリーニングブ
レードへの安定したトナー供給を目的としてクリーニン
グブレードの感光体回転方向上流側に設置し、摺擦によ
り感光体上の残留物を掻き取ると共に感光体へトナー塗
布する。この場合には実施例７で述べた効果に加え、ク
リーニング性がさらに安定する。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クリーニングブレードのエッジ部が低摩擦であるので、
感光ドラムとの摩擦でのブレードの変形が少なく、ま
た、エッジ部が硬化層で覆われているので、ブレードニ
ップ部の歪みが少なくニップ部のスラスト方向の直線性
が維持される。このようなことからトナー中に含まれる
研磨剤による感光ドラムの研磨作用において、感光ドラ
ムのスラスト方向の研磨むら(削りむら)がなくなり、片
削れ現象を防止することができる。

【０１０４】また、本発明によればa-Ｓi感光体に対す
るクリーニングシステムとして従来のクリーニング装置
の構成からコストアップすることなく感光体上のトナー
融着が発生せず、かつクリーニング不良、すり抜けを生
じないクリーニング性が良好なクリーニングシステムを
有する画像形成装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１、７に係る画像形成装置を示
す概略構成図

【図２】本発明に用いられるクリーニングブレードの粘
弾性特性を示す図

【図３】本発明の実施例１におけるクリーニングブレー
ドの感光ドラムとのニップ部を示す図

【図４】本実施例の実施例５、９に係る画像形成装置を
示す概略構成図

【図５】本発明の実施例１、７における硬化層形成工程
を示す図

【図６】本発明の実施例７におけるクリーニングブレー
ドの感光体との当接分を示す図

【符号の説明】

１感光ドラム２発熱ヒーター６帯電器７露光装置８現像装置９転写器 11 搬送装置 12 定着装置 13 クリーニングブレード 15 クリーニングローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アモルファスシリコン系の感光層を具備
して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び非
磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置と、
トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電潜像
担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃するク
リーニング装置とを有し、前記現像装置中の磁性及び非
磁性トナーは、現像装置の使用開始時において、研磨剤
を１.０質量パーセント以上含有している画像形成装置
において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードは、基材としてはウレタンゴム
で形成されているクリーニングブレードを用い、さら
に、該クリーニングブレード表面をイソシアネート化合
物で表面処理することにより硬化層を形成したもので、
クリーニングブレードの少なくとも静電潜像担持体に接
触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後加熱
硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】該クリーニングブレードは、クリーニン
グブレード部材の少なくとも静電潜像担持体に接触する
部分を、イソシアネート化合物をイソシアネート重合触
媒と共に含浸処理した後加熱処理し、表面から内部に硬
化層を形成した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】該クリーニングブレードは、クリーニン
グブレード部材の少なくとも静電潜像担持体に接触する
部分をイソシアネート化合物を含浸処理した後加熱処理
し、表面から内部に膜厚０.１２ｍｍ以上の硬化層を形
成したことを特徴とする請求項１または２に記載の画像
形成装置。
【請求項４】アモルファスシリコン系の感光層を具備
して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び非
磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置と、
トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電潜像
担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃するク
リーニング装置とを有し、前記現像装置中の磁性及び非
磁性トナーは、現像装置の使用開始時において、研磨剤
を１.０質量パーセント以上含有している画像形成装置
において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードは、基材としてはウレタンゴム
で形成されているクリーニングブレードを用い、さらに、該クリーニングブレード部材の少なくとも静電
潜像担持体に接触する部分を少なくとも１官能のイソシ
アネート化合物を含むイソシアネート化合物を含浸処理
した後加熱処理し、表面から内部に硬化層を形成したク
リーニングブレードであることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項５】アモルファスシリコン系の感光層を具備
して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び非
磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置と、
トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電潜像
担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃するク
リーニング装置とを有し、前記現像装置中の磁性及び非
磁性トナーは、現像装置の使用開始時において、研磨剤
を１.０質量パーセント以上含有している画像形成装置
において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードは、基材としてはウレタンゴム
で形成されているクリーニングブレードを用い、さらに、該クリーニングブレードはクリーニングブレー
ドを裁断する前の弾性シートの一部または全部をイソシ
アネート化合物をイソシアネート重合触媒と共に塗布す
ることにより含浸処理した後加熱処理し、表面から内部
に硬化層を形成し、その後クリーニングブレードの形状
に裁断したクリーニングブレードであることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項６】該基材として用いられるクリーニングブ
レードは、その粘弾性特性のtanδのピーク温度が１±
１０℃であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の画像形成装置。
【請求項７】該現像装置中の磁性及び非磁性トナーに
含まれる研磨剤は、チタン酸ストロンチウムであること
を特徴とする請求項項１〜５のいずれかに記載の画像形
成装置。
【請求項８】アモルファスシリコン系の感光層を具備
して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び非
磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置と、
トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電潜像
担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃するク
リーニング装置とを有する画像形成装置において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードは、基材としてはウレタンゴム
で形成されており、その粘弾性特性のtanδのピーク温
度が１±１０℃であるクリーニングブレードを用い、さ
らに、該クリーニングブレード表面をイソシアネート化
合物で表面処理することにより硬化層を形成したもの
で、クリーニングブレードの少なくとも静電潜像担持体
に接触する部分にイソシアネート化合物を含浸させた後
加熱硬化して硬化層を形成したクリーニングブレードで
あることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】該クリーニングブレードは、クリーニン
グブレード部材の少なくとも静電潜像担持体に接触する
部分を、イソシアネート化合物をイソシアネート重合触
媒と共に含浸処理した後加熱処理し、表面から内部に硬
化層を形成したことを特徴とする請求項８に記載の画像
形成装置。
【請求項１０】該クリーニングブレードは、クリーニ
ングブレード部材の少なくとも静電潜像担持体に接触す
る部分をイソシアネート化合物を含浸処理した後加熱処
理し、表面から内部に膜厚０.１２ｍｍ以上の硬化層を
形成したことを特徴とする請求項８または９に記載の画
像形成装置。
【請求項１１】アモルファスシリコン系の感光層を具
備して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び
非磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置
と、トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電
潜像担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃す
るクリーニング装置とを有する画像形成装置において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードは、基材としてはウレタンゴム
で形成されており、その粘弾性特性のtanδのピーク温
度が１±１０℃であるクリーニングブレードを用い、さ
らに、該クリーニングブレード部材の少なくとも静電潜
像担持体に接触する部分を少なくとも１官能のイソシア
ネート化合物を含むイソシアネート化合物を含浸処理し
た後加熱処理し、表面から内部に硬化層を形成したクリ
ーニングブレードであることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１２】アモルファスシリコン系の感光層を具
備して回転する静電潜像担持体と、静電潜像を磁性及び
非磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装置
と、トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記静電
潜像担持体上に残留した磁性及び非磁性トナーを清掃す
るクリーニング装置とを有する画像形成装置において、前記クリーニング装置は、回転する静電潜像担持体に圧
接するクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードは、基材としてはウレタンゴム
で形成されており、その粘弾性特性のtanδのピーク温
度が１±１０℃であるクリーニングブレードを用い、さ
らに、該クリーニングブレードはクリーニングブレード
を裁断する前の弾性シートの一部または全部をイソシア
ネート化合物をイソシアネート重合触媒と共に塗布する
ことにより含浸処理した後加熱処理し、表面から内部に
硬化層を形成し、その後クリーニングブレードの形状に
裁断したクリーニングブレードであることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項１３】該クリーニング装置は、クリーニング
ブレードに加え、クリーニングローラを併設しているこ
とを特徴とする請求項８〜12 のいずれかに記載の画像
形成装置。
【請求項１４】該クリーニングローラが磁気発生手段
を内包することを特徴とする請求項１３に記載の画像形
成装置。