JP2003195713A

JP2003195713A - 電子写真装置

Info

Publication number: JP2003195713A
Application number: JP2001394097A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Karaki; 哲也唐木; Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Masaya Kawada; 将也河田; Hironori Owaki; 弘憲大脇; Kunimasa Kawamura; 邦正河村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真装置において、クリーニング装置の
負荷を軽減すると共に、感光体表面の削れむらを防止
し、また高速機における感光体の削れ過ぎを防止する。【解決手段】感光体に対して帯電及び露光して潜像を
形成する潜像形成手段、該潜像にトナーを供給してトナ
ー像を形成するトナー像形成手段、該トナー像を転写材
に転写する転写手段、および該感光体表面の残留物や異
物をクリーニングブレードによって除去するクリーニン
グ手段を有する電子写真装置において、該感光体の表面
自由エネルギーをγＤ、該クリーニングブレードの表面
自由エネルギーをγＢ、該トナーの表面自由エネルギー
をγＴとしたときに、γＤ＞γＢ＞γＴである。また感
光体の周速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、かつγＤ
＞γＴ＞γＢである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体であると
ころの感光体表面を帯電し、その帯電面に可視光、ライ
ン走査レーザー光により画像情報の書込をして、更にト
ナー像化し、転写材に転写して画像形成を実行するもの
であって、転写工程後の感光体表面をクリーニングする
クリーニング手段を有する電子写真用の感光体に関す
る。

【０００２】より具体的には、感光体と現像材、クリー
ニングブレードの表面自由エネルギー（γ）を規定し、
トナーや異物等の付着性を制御して、良好なクリーニン
グ性能を達成し、画質を極めて長期にわたって安定して
供給する電子写真用感光体に関する。

【０００３】

【従来の技術】現在の電子写真装置は、複写機だけでな
く、近年需要の伸びの著しいコンピュータ等の出力手段
であるプリンター、ワードプロセッサの出力手段として
のプリンターを加え、広く利用されている。その使用環
境も多岐にわたり、たとえば環境変動による出力画像の
濃度の変動を防止する手段など、様々な画像を安定化す
る手段がとられている。特にこうしたプリンターは従来
のオフイスユースのみならず、パーソナルユースが増大
した為、低コスト、メンテナンスフリーといった経済性
が重視される。

【０００４】さらに、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙利用等、紙の使用量低減、消費電力低減の省
エネルギー等、近隣生物への影響対策が、経済性と同様
の重要度で求められている。

【０００５】図２は複写機の画像形成プロセスの一例を
示す概略図である。

【０００６】矢印Ｘ方向に回転する、電子写真感光体
（以下、単に「感光体」と称する）１０１の周辺には、
主帯電器１０２、静電潜像形成部位１０３、現像器１０
４、転写紙供給系１０５、転写帯電器１０６（ａ）、分
離帯電器１０６（ｂ）、クリーニング装置１０７、搬送
系１０８、除電光源１０９などが配設されている。感光
体１０１は、必要に応じて面状内面ヒーター１２５によ
って温度コントロールをしてもよい。

【０００７】［潜像形成手段］感光体１０１は、その表
面が主帯電器１０２により、均一に帯電され静電潜像形
成部位１０３により静電潜像が形成される。

【０００８】［トナー像形成手段］この静電潜像は、現
像剤（トナー）が塗布された現像器１０４の現像スリー
ブによりトナー像として顕像画化される。

【０００９】［転写手段］転写紙供給系１０５を通っ
て、供給される転写材Ｐにトナー像が転写供給される。

【００１０】［クリーニング手段］トナー像転写後の感
光体１０１表面は、表面の残トナーや紙粉等の付着物が
クリーニング装置１０７内のクリーニングブレード１２
０、クリーニングローラー（またはブラシ）１２１等に
より除去され、次の画像形成に供される。

【００１１】一方、トナー像が転写された転写材Ｐは分
離帯電器１０６（ｂ）且つ／又は爪等の分離手段によ
り、感光体１０１から分離され、搬送系１０８を経由し
て定着器１２３内の定着ローラー１２４によって、表面
のトナー像が定着された後、画像形成装置外へ排出され
る。

【００１２】上記の様に、感光体表面に可転写のトナー
像を、紙などの転写材に転写する工程を繰り返す周知の
画像形成装置において、転写後、感光体表面に残留する
トナーや異物等をクリーニング手段で除去する必要があ
る。

【００１３】そのため、従来からこの種のクリーニング
装置としては、ゴム等の樹脂からなるクリーニングブレ
ード、樹脂繊維等からなるクリーニングブラシなどが実
用化されている。その他には磁気などにより感光体表面
に残留するトナー等の磁性粉体を吸着除去する方法もあ
る。

【００１４】これらのクリーニング手段であるクリーニ
ング装置の一例を、図を使用して概略説明する。

【００１５】図３は、図２のクリーニング装置を拡大し
た図である。

【００１６】クリーニング手段においては、必要に応じ
て、上記及び図３のクリーニング装置１０７のように、
ウレタンゴムなどからなるクリーニングブレード１２
０、シリコンゴム或いはスポンジ、或いは磁性体等の材
料からなるクリーニングローラー１２１、ドクターロー
ラー３０１、廃トナー溜り３０２、廃トナー搬送系３０
３等からなる。

【００１７】このドクターローラー３０１は必要に応じ
て設置され、ブレード状の形態の場合もある。この場合
は、スクレーパ（又はドクターブレード）と称する。

【００１８】以下、クリーニング装置の各部材の説明に
おいて、単純化の為にスクレーパについての記載は省略
する。

【００１９】１０７はクリーニング装置であり、ウレタ
ンゴムにシリコン化合物を混合する等して、適宜な弾性
や硬度を持たせたクリーニングブレード１２０が設置さ
れている。

【００２０】クリーニングブレード１２０の感光体の回
転方向上流側には、磁石やスポンジやブラシ等からなる
クリーニングローラー１２１を有する。該クリーニング
ローラー１２１は、転写されなかったトナーを回収し、
感光体上に再塗布し、余剰トナーを廃トナー溜り３０２
に送る機能を有している。感光体上への再塗布は、磁気
力や、付着力、電界により行われる。感光体表面には、
クリーニングローラー１２１に付着している磁性粉体の
コート部が適切な当接幅（ニップ巾）で当接し、感光体
との所定の相対速度をもって摺擦を行う。

【００２１】ａ−Ｓｉ系感光体等、高硬度な感光体に使
用するブラシ材料の一例として、ポリエチレンやポリス
チレン等の化学繊維ブラシ、該化学繊維にカーボンを混
入して適宜な導電性を有するようにした導電性繊維、ア
モルファス金属の繊維（例：ユニチカ製ボルファ等）等
を使用したブラシを使用してもよい。

【００２２】クリーニング性を一定に保持する為、ま
た、局所的な過剰当接圧等による感光体の摩耗などの不
具合を防止する為、感光体１０１と該クリーニングロー
ラー、クリーニングブラシ等とのニップ巾は所定の巾に
保持される事が好ましい。

【００２３】保持機構としては、画像領域外の適宜な位
置にコロ等の突き当てでもよいし、所定の圧力でローラ
ーを感光体に押し当ててもよい。また、磁性体のローラ
ー等では、トナーコート厚を調整する方法も可能であ
る。

【００２４】クリーニング装置としては、上記の構成の
一部を除去した、或いは更に構成が追加されたクリーニ
ング装置を使用してもよい。

【００２５】図４は、クリーニング工程の繰り返しにお
ける各動作を示す図である。以下、主に図４を例に、ク
リーニング工程の概略を、順を追って記す。

【００２６】［Ｓｔｅｐ．１］クリーニング装置が当接
している感光体１０１が所定の速度で回転する。本図４
においては、感光体表面が紙面の左方から、クリーニン
グブレード１２０がある右方に移動する。

【００２７】該感光体表面には、帯電、潜像形成、更に
現像を経てトナー像が形成される。

【００２８】転写手段で転写されきれなかった転写残ト
ナーや、ロジン、タルク等の付着物は、静電気力（クー
ロン力）や、分子間力、摩擦力その他の付着力等によ
り、感光体表面に付着した状態で、クリーニング装置に
接近する。

【００２９】ここで、感光体は必要に応じて、所定の温
度に保持されている場合もある。

【００３０】また、上述の如く、クリーニングローラー
１２１（又はクリーニングブラシ等：以下括弧内記載を
略す）は付随していない場合もある。

【００３１】クリーニングブレード１２０は、その感光
体表面との当接部位において、感光体との潤滑性を持た
せる為に粉体を塗布した状態で使用する場合が多い。本
図４においては、クリーニングローラー１２１からトナ
ー溜り３０４を介して、既に回収された廃トナーの一
部、或いは適宜な方法でクリーニングローラーに付与さ
れているトナーが適宜供給されている。

【００３２】［Ｓｔｅｐ．２］クリーニングローラー１
２１がある系では、上述の残トナー等はクリーニングロ
ーラー１２１により摺擦され、掻き取られ、或いは吸引
回収される。これらのトナーはクリーニングローラー１
２１に取り込まれる。

【００３３】［Ｓｔｅｐ．３］取り込まれた残トナー等
は、一部はドクターローラー（又はドクターブレード：
以下括弧内記載を略す）３０１等の、適宜な機構により
回収される。回収された残トナー等は、クリーニング装
置内のトナー溜り３０２へ送られる。

【００３４】上述のように、クリーニングブレード１２
０の感光体との潤滑性の観点から、クリーニングローラ
ー１２１から、適宜な量の残トナー等を放出する場合も
ある。

【００３５】該回収トナーは、さらに廃トナー搬送系３
０３等を経由して、不図示の廃トナー回収容器に回収さ
れる。

【００３６】または選別されて、一部乃至は大部分のト
ナーが再利用される場合もある。

【００３７】［Ｓｔｅｐ．４］上記クリーニングローラ
ー１２１により回収されなかった残トナー、或いはクリ
ーニングローラー１２１を有していない系の残トナーや
上述の様にクリーニングローラーから放出された残トナ
ー等は、感光体１０１表面に付着した状態でクリーニン
グブレード１２０に接近する。これらの残トナー等は、
例えばクリーニング装置１０７のクリーニングブレード
１２０によってかき落とされ、回収される。

【００３８】該回収トナーは、廃トナー溜り３０２か
ら、スクリュー等からなる廃トナー搬送系３０３を経由
し、不図示の廃トナー貯蔵器へ搬送、排出される。

【００３９】該廃トナー貯蔵器は、画像形成装置の不図
示の部位に設置されている場合も有り、カートリッヂ式
のレーザービームプリンター等の画像形成装置では、ク
リーニング装置に組込まれる場合もある。

【００４０】残留する静電潜像はクリーニング装置外に
ある除電光源１０９等によって消去される。

【００４１】上記のクリーニングローラー１２１以外に
も、上述の如く、ブラシ状のクリーニングブラシを感光
体表面に圧接摺擦し、種々の付着異物を除去する手投を
用いる事ができる。

【００４２】また、磁性体からなる磁性クリーニングロ
ーラーや、トナーと逆の極性にバイアスを印加したクリ
ーニングローラー、或いはクリーニングローラー自体を
トナーと逆特性になる様に構成した物を使用し、非接触
で、或いは感光体表面に当接させ、或いは吸引した回収
トナー等により、間接的に感光体に圧接摺擦して異物を
除去する方式等が既に提案されている。

【００４３】これらの装置（クリーニングブレード、ク
リーニングブラシ、クリーニングローラー等）は、クリ
ーニング装置内に配置されており、各々単独又は組み合
わせて使用して、感光体表面から前述のような異物、及
びトナー等の粉体を除去する。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】画像形成装置は、空調
が整った環境のみならず、低温低湿〜高温高湿環境に至
るまで、さまざまな条件下で使用される機会が急増して
いる。

【００４５】特にこれらの過酷な環境での使用を考慮
し、メンテナンスフリーや長寿命化のために、電子写真
の安定化に加え、上記のようなクリーニング不良やトナ
ーの融着等に対して、更なる高画質化に対する要求が高
まっている。

【００４６】現在の電子写真はパーソナルユースの増
加、使用する環境の多様化が進み、特に高画質を、環境
変動などに対しても極めて安定して確保し、明瞭な画像
を長期にわたり得る事が必要である。また、装置自体の
小型化、低コスト化も重要である。

【００４７】上述のように、高画質な画像を長期間得る
ためには、潜像形成を高精度に制御する事とともに、感
光体表面を均一にクリーニングすることが必要である。
また、クリーニング装置の小型化、部材の簡易化、減少
が必要である。

【００４８】良好なクリーニング性能を得る方法として
は、感光体とトナーの付着力を弱くし、感光体からトナ
ーが除去されやすくする方法がある。しかしながらこの
ような方法においては、感光体を均一に摺擦することが
困難であり、クリーニングブレードと感光体の摩擦によ
り、クリーニングブレードが欠けたりブレードめくれを
起こし、或いは感光体が筋状に削れるなど、クリーニン
グ状態の異常が生じる場合がある。

【００４９】この様な事態になると、クリーニングが完
全にはなされない、いわゆる「クリーニング不良」とな
る。

【００５０】また、感光体が筋状に削れると該感光体に
照射される入射光の屈折の差異、干渉等によって該感光
体の光導電層への実効光量に局所的な変化が生じ、画像
の濃度むらとなる。

【００５１】これらの様な、画質低下の場合にはメンテ
ナンス、場合によっては装置部品の交換などが必要にな
り、メンテナンスフリーが阻害される。

【００５２】この状況を防止する為に、即ち、これらの
クリーニング不良が発生しないように、つまり感光体表
面に付着している異物を完全に除去する為に、様々な手
法が開示、または使用されている。

【００５３】クリーニングブレードやクリーニングブラ
シ、同ローラー等のクリーニング部材が感光体に当接す
る圧力（当接圧）或いは侵入量を規定したり、クリーニ
ング部材の感光体への相対速度の制御、また付着物の掻
取り力を向上させる為に材料を変更する方法や、或い
は、該クリーニングローラーの表面に螺旋状に溝を形成
するなどの形状変更、また、磁性体やバイアス等による
制御などがある。

【００５４】また、例えば高湿度環境下での使用時に画
像がぼやけた感じになる「（高湿）画像流れ」は、繰り
返し使用により帯電器から発生するオゾンの派生物であ
るコロナ生成物の影響により感光体表面が水分を吸着し
やすくなり、これが電荷の横流れの原因となり、その結
果おきる現象である。

【００５５】該画像流れの対策として、ａ−Ｓｉ系感光
体では、実公平１−３４２０５号公報に記載されてい
る、上述のようなヒーターにより、感光体表面に吸着し
た水分を蒸発させる方法が、また特公平２−３８９５６
号公報に記載のような、磁性ローラーと磁性トナーから
形成されたブラシにより感光体表面を摺擦してコロナ生
成物を除去する方法、また、特開昭６１−１００７８０
号公報に記載のような弾性ローラーにより感光体表面を
摺擦し、コロナ生成物を除去する方法、等が記載されて
いる。

【００５６】一方、ローラーによる摺擦について、上述
のクリーニングローラーやクリーニングブラシで感光体
表面を摺擦する事もできる。

【００５７】感光体表面を摺擦する方法は、ａ−Ｓｉ系
感光体の様に表面が高硬度の場合に実用に供し易い。

【００５８】また、有機半導体からなる感光体（ＯＰ
Ｃ）等の比較的柔らかい感光体では、感光体が摺擦研磨
される事を前提として電子写真装置を設計したりする方
法や、逆に、該感光体が摺擦研磨されることに関して、
均一研磨や長寿命化の為の対策を追加する場合がある。

【００５９】しかしながら、上記の異物除去力を向上さ
せるための例の多くは、上記のように、クリーニング部
材の当接圧或いは侵入量を増加したり、クリーニングブ
ラシやクリーニングローラー等感光体への相対速度を増
加するなど、摺擦力を増大させる物である。

【００６０】この結果、前述の目的である、長寿命化と
は相反し、感光体表面の多量の摩耗が生じ、部分的な感
光体表面の削れが発生し画像上に濃度ムラとなり発生し
たり、感光体やクリーニング装置への負荷が大きくなる
場合が多くなるなど、感光体や、クリーニング装置を含
む画像形成装置への負荷が増加することは否めない。

【００６１】本発明は、上記問題における、クリーニン
グ装置の負荷の軽減と共に、（１）感光体表面の削れむ
らの防止、（２）高速機における感光体の削れ過ぎの防
止、を可能とする電子写真装置を提供するものである。

【００６２】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体に対し
て帯電及び露光して潜像を形成する潜像形成手段、該潜
像にトナーを供給してトナー像を形成するトナー像形成
手段、該トナー像を転写材に転写する転写手段、および
該感光体表面の残留物や異物をクリーニングブレードに
よって除去するクリーニング手段を有する電子写真装置
において、該感光体の表面自由エネルギーをγＤ、該ク
リーニングブレードの表面自由エネルギーをγＢ、該ト
ナーの表面自由エネルギーをγＴ、としたときに、γＤ
＞γＢ＞γＴであることを特徴とする電子写真装置であ
り、これによりクリーニング装置の負荷軽減と共に上記
（１）の課題が達成される。この発明においては、トナ
ーとしてポジトナーを用いることが好ましい。

【００６３】また、本発明は、感光体に対して帯電及び
露光して潜像を形成する潜像形成手段、該潜像にトナー
を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段、該ト
ナー像を転写材に転写する転写手段、および該感光体表
面の残留物や異物をクリーニングブレードによって除去
するクリーニング手段を有する電子写真装置において、
該感光体の表面自由エネルギーをγＤ、該クリーニング
ブレードの表面自由エネルギーをγＢ、該トナーの表面
自由エネルギーをγＴ、としたときに、γＤ＞γＢ＞γ
Ｔであり、かつ感光体の周速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上
であることを特徴とする電子写真装置であり、これによ
りクリーニング装置の負荷軽減と共に上記（２）の課題
が達成される。この発明においては、転写手段において
転写されなかったトナーを回収してトナー像形成手段に
供給する手段を有することが好ましい。

【００６４】上記いずれの発明においても、クリーニン
グ手段が、感光体表面の転写残トナーを回収し感光体表
面に供給する手段を有することが好ましい。

【００６５】表面自由エネルギー（γ）は、Ｆｏｒｋｅ
ｓの拡張理論により導き出す事ができる。

【００６６】このように、本発明においては、感光体表
面と付着するトナー、クリーニングブレードのγの関係
を規定、制御する事により、削れムラのない均一なクリ
ーニング性能を実現する。

【００６７】これにより、潜像及び顕像形成など、画像
形成の各工程の精度が長期にわたり維持され、高画質な
画像を安定して得ることができるようになる。

【００６８】

【発明の実施の形態】［プロセス概要］電子写真の工程
全般、及びクリーニング機構の概略について、図２の画
像形成プロセスの一例を示す該略図をもって説明する。

【００６９】矢印Ｘ方向に回転する、感光体１０１の周
辺には、主帯電器１０２、静電潜像形成部位１０３、現
像器１０４、転写紙供給系１０５、転写帯電器１０６
（ａ）、分離帯電器１０６（ｂ）、クリーニング手段で
ある所のクリーニング装置１０７、搬送系１０８、除電
光源１０９などが配設されている。感光体１０１は、必
要に応じて面状内面ヒーター１２５によって温度コント
ロールをしてもよい。

【００７０】以下、さらに具体例を以て画像形成プロセ
スを説明する。

【００７１】［潜像形成手段］感光体１０１は、不図示
の電圧印加手段から＋５〜１０ｋＶの高電庄を印加した
主帯電器１０２により一様に帯電される。ランプ１１０
から発した光は原稿台ガラス１１１上に置かれた原稿１
１２に反射し、ミラー１１３、１１４、１１５を経由
し、レンズユニツト１１７のレンズ１１８によって結像
され、ミラー１１６を経由し、導かれ投影された静電潜
像が静電潜像形成部位１０３で形成される。

【００７２】［トナー像形成手段］この潜像に、必要に
応じて、所定の交流もしくは交流及び直流電圧を印加し
た現像器１０４から、現像材トナー（以下、トナーと称
する）が供給されてトナー像となる。

【００７３】トナーの極性は、感光体の極性や潜像形成
方法によって正極性トナー（以下、ポジトナー）また
は、負極性トナー（以下、ネガトナー）のどちらかが選
択される。

【００７４】［転写手段］一方、転写紙ガイド１１９を
通って、レジストローラ１２２によって先端タイミング
を調整され、感光体方向に供給される転写材Ｐは、例え
ば７〜８ｋＶなどの適宜な高電圧を印加した転写帯電器
１０６（ａ）と感光体１０１の間隙において背面（転写
帯電器側）から、トナーとは反対極性の電界を与えら
れ、これによって感光体表面のトナー像は転写材Ｐに転
移する。

【００７５】転写材Ｐは、１．０〜１．６ｋＶ_p-p、３
００〜１２００Ｈｚの高圧交流電圧を印加した分離帯電
器１０６（ｂ）や、不図示の分離爪等の分離手段により
感光体から分離され、転写紙搬送系１０８を通って定着
装置１２３に至り、該定着装置１２３内の定着ローラー
１２４により、トナー像は定着されて装置外に排出され
る。

【００７６】［クリーニング手段］感光体１０１上に残
留するトナーはクリーニング装置１０７内のクリーニン
グブレード１２０によってかき落とされる。クリーニン
グ装置１０７内では残留している静電潜像は、除電光源
１０９によって消去される。

【００７７】本図２はいわゆるアナログ画像形成装置の
該略図であり、感光体を正極帯電させ、負極性のトナー
を使用する場合の１例について記載している。

【００７８】デジタル画像形成装置の場合は、画像信号
付与のための光源として、原稿に反射した光をいったん
信号化し、使用する感光体の感度やその他の特性に適宜
な可干渉光、いわゆる所定の波長のレーザー等が使用さ
れてもよい。

【００７９】帯電極性やトナーの極性、帯電方法、現像
方法、転写方法や、電圧条件等は異なるものを使用して
もよい。

【００８０】以下、図２のクリーニング装置を拡大した
図３をもとに、クリーニング手段について詳細に述べ
る。

【００８１】本図３のクリーニング装置は、前述の如
く、ウレタンゴムなどからなるクリーニングブレード１
２０、シリコンゴム或いはスボンジ、或いは磁性体等の
材料からなるクリーニングローラー１２１、ドクターロ
ーラー３０１、廃トナー溜り３０２、廃トナー搬送系３
０３等を有する。このドクターローラー（又はドクター
ブレード）３０１は必要に応じて設置される。

【００８２】これらの構成の一部乃至は全部からなる、
或いは、更に構成が追加されたクリーニング装置を使用
してもよい。

【００８３】クリーニングブレード１２０は、適宜な当
接圧または侵入量で感光体表面に、均一に当接するよう
に設置されている。該クーリニングブレード１２０は、
必要に応じてイコライズ機構や可動機構を有し、感光体
表面との当接の均一性を向上させてもよい。

【００８４】更に、クリーニングブレード１２０の近傍
に、必要に応じてクリーニングローラー１２１を設置す
る。該クリーニングローラー１２１には、シリコンゴム
等の弾性材、スポンジ材、或いは磁性体を使用してもよ
いし、トナーと逆極性のバイアスを印加してもよい。

【００８５】該クリーニングローラー１２１は、直接
に、又は磁力等で付着しているトナーなどの磁性粉体等
により間接に感光体に当接され、該当接部位にて感光体
は摺擦され、付着物が掻き取られる。

【００８６】これ以外にも、樹脂繊維や金属繊維等から
なるクリーニングブラシや、樹脂或いは磁性体等からな
るクリーニングローラー等の、単独或いは組み合わせに
より構成させる。

【００８７】上記クリーニング装置１０７内の、ウレタ
ンゴムなどからなるクリーニングブレード１２０等のク
リーニング手段と、感光体１０１の表面との間に相対移
動が生じたとき、摩擦が生じる。

【００８８】感光体表面の付着物は、該摩擦力により摺
擦され、掻き取られる。掻き取られ、回収されたトナー
（回収トナー）は、一部がドクターローラー（又はスク
レーパ）３０１によりクリーニングローラー１２１から
除去され、クリーニング装置内の廃トナー溜り３０２、
廃トナー搬送系３０３を経由して不図示の廃トナー貯蔵
器へ排出される。

【００８９】上述のように、感光体表面の異物を摺擦除
去する為には、相応の摩擦力等の負荷が必要となる。

【００９０】該クリーニングブレード１２０の当接圧
は、使用する感光体の材料や、突起その他を含めた表面
形状、該感光体の周速等の条件により、クリーニングブ
レード圧が適宜設定される。

【００９１】また、クリーニングローラー１２１は上記
の様に、直接或は間接に感光体表面と当接した状態で、
感光体表面と所定の相対速度をもって移動する。

【００９２】該クリーニングローラー１２１は前述の如
く、クリーニング装置１０７内に設置され、これにドク
ターローラー（又はスクレーパ）３０１が当接設置され
る。

【００９３】該クリーニングローラー１２１表面は、感
光体表面を摺捺する為に、該感光体表面に対して所定の
相対速度で駆動される。

【００９４】該クリーニングローラーの移動速度は、感
光体に対して従導方向（以下「順方向」と称する）を＋
として、該感光体に対する相対速度で記す。

【００９５】クリーニングのむらや、局所的なスジ等の
防止の為、該相対速度を、＋１００％より大、又は＋５
％以上＋１００％未満、又は−４％乃至−８０％の範囲
のいずれかで使用する事が好ましい。

【００９６】ここで、相対速度について説明すると、
「＋１００％」は、クリーニングローラーが、感光体表
面の順方向に等速で回転している、いわゆる“連れ回
り”を指し、「−１００％」は、感光体との当接部位に
おいて、感光体表面と逆方向、いわゆるカウンターに、
感光体と同等の周速で回転している状態を指す。なお、
クリーニングローラーの停止状態は、相対速度「０％」
である。

【００９７】感光体表面に対して、その当接部位で逆方
向に回転する方向に回転させると、順方向に回転させる
場合と比較して、低回転速度でクリーニング効果を得る
ことができる。

【００９８】これはクリーニングローラー駆動用モータ
ーに対する配慮であり、順方向であっても、適宜な相対
速度を持って回転させればよい。

【００９９】また、駆動方向は感光体表面を摺擦し得る
方向の駆動であればよい。

【０１００】例えば、感光体の回転方向（図の紙面内の
方向）に対してばかりでなく、感光体の長軸方向（紙面
に垂直な方向）、或いはその組合せで駆動しても構わな
い。

【０１０１】これらの場合は、相対速度の方向について
適宜定義が異なるが、実質的に０％でなければよい。好
ましくは、−４％〜＋４％を除く範囲である。

【０１０２】その他、該クリーニングローラー１２１
は、感光体表面に対して、距離或いはニップ巾、当接圧
等を調整し得る機構を設けてもよい。

【０１０３】一方、磁力或いはクーロン力等によるクリ
ーニング装置は、該磁気力、クーロン力等が、感光体表
面に付着した付着物を該感光体から吸引除去するもので
ある。

【０１０４】吸引した付着物を、更に排出し、クリーニ
ングローラー表面の吸引効果を維持する為、上記の摺擦
するクリーニングローラー等と同様に、適宜な装置速度
で駆動する事が好ましい。

【０１０５】感光体表面の持つ付着性は、表面自由エネ
ルギー（表面張力と同義）として、検出する事が可能で
ある。

【０１０６】［表面自由エネルギー］以下、表面自由エ
ネルギーに付いて述べる。

【０１０７】感光体表面と残留トナーや異物等の付着
は、物理結合の範疇であり分子間力（Ｖａｎｄｅｒ
Ｗａａｌｓ力）が原因である。

【０１０８】その分子間力が最表面において起こす現象
として表面自由エネルギー（γ）がある。

【０１０９】物質の「濡れ」には、大別して３種類あ
る。物質１が物質２に付着する「付着濡れ」、物質１が
物質２上に広がる「拡張濡れ」、物質１が物質２に浸っ
たり、染み込む「浸漬濡れ」である。

【０１１０】表面自由エネルギー（γ）と濡れ性に関し
て、Ｙｏｕｎｇの式から物質１と物質２との関係は、下
記のようになる。

【０１１１】

【数１】 γ_l：物質１表面の表面自由エネルギー γ₂：物質２の表面自由エネルギー γ₁₂：物質１／物質２の界面自由エネルギー θ₁₂：物質１／物質２の接触角上式において、画像形成装置内の感光体表面への異物や
水分等の付着を考える場合は、物質１を感光体、物質２
を異物とすればよい。

【０１１２】数式１より、濡れ難くする、つまりθ₁₂を
大きくする為には、感光体とトナーの濡れ仕事γ₁を大
きくし、γ₂とγ₁₂を小さくしてやる事が有効である。

【０１１３】電子写真のクリーニング工程において、感
光体の表面自由エネルギーγ₁を制御する事により、結
果として数式１の右辺の付着状態を制御できる。

【０１１４】また、耐久において、トナーやその他の異
物は逐次、新たに供給される物であり、γ₂は一定と考
える事が出来るここで、固体と液体の濡れに関しては、その接触角θ₁₂
を直接測定する事ができるが、感光体とトナーの様に、
固体と固体の場合は、接触角θ₁₂後を測定し得ない。

【０１１５】本発明にかかる感光体とトナー、クリーニ
ングブレードは、通常ともに固体であり、このケースに
該当する。

【０１１６】北崎寧昭、畑敏雄らは、日本接着協会紙８
（３）、１３１〜１４１（１９７２）で、界面自由エネ
ルギー（界面張力と同義）に関し、非極性な分子間力に
ついて述べたＦｏｒｋｅｓの理論に対し、さらに極性、
水素結合性の分子間力による成分にまで拡張できると述
べている。

【０１１７】この拡張Ｆｏｒｋｅｓ理論により、各物質
の表面自由エネルギーを２乃至３成分で求める事ができ
る。下に、付着濡れの場合を例に３成分の理論について
記す。

【０１１８】この理論は下記の如き仮定の基で成り立っ
ている。

【０１１９】表面自由エネルギー（γ）の加算則

【０１２０】

【数２】 γ^d：双極子成分（極性によるぬれ＝付着）、 γ^p：分散成分（非極性のぬれ＝付着）、 γ^h：水素結合成分（水素結合によるぬれ＝付着）これをＦｏｒｋｅｓ理論に適用して、２つの物質の界面
自由エネルギーγ₁₂は、下記のようになる。

【０１２１】

【数３】表面自由エネルギーの測定方法は、ｐ、ｄ、ｈの表面自
由エネルギー各成分が既知の試薬を使用し、該試薬との
付着性を測定し、算出する事が出来る。

【０１２２】具体的には、試薬に純水、ヨウ化メチレ
ン、α−ブロモナフタレンを使用し、協和界面（株）製
の接触角計ＣＡ−ＳＲＯＬＬを使用して上記各試薬の感
光体表面への接触角を測定し、同社製表面自由エネルギ
ー解析ソフトＥＧ−１１にて表面自由エネルギーγを算
出した。

【０１２３】試薬は上記のほかにも、Ｐ、ｄ、ｈの各成
分が適宜な組み合わせの物を使用すればよい。また測定
方法も、上記の他にも一般的な手法の、例えばウイルヘ
ルミ法（つり板法）、ドゥ・ヌイ法等で測定する事によ
り、行う事ができる。

【０１２４】先に述べたように、「濡れ」には複数の種
類があるが、感光体表面にトナーが固着、融着する場合
には、感光体表面に残留したトナーが感光体に付着し、
クリーニング、帯電等の工程を繰り返しているうちに、
該トナーが感光体表面に被膜状に広がり、付着力が強度
になる事による影響が大きい。いわゆる「付着濡れ」に
相当する。

【０１２５】また、紙粉やロジン、タルク等の、異物の
固着などの場合も同様に付着後、感光体との接触面（以
下「界面」と称する）の面積が増大して強固な濡れにな
る。

【０１２６】更に感光体表面に付着した異物に、また感
光体表面に直接水分が関与し「濡れ」る事は、画像がば
やけたようになる、いわゆる“高湿流れ”の要因となっ
ている。

【０１２７】電子写真の画像形成の工程上、トナーを含
む様々な物質が一旦は感光体表面に付着する。

【０１２８】これらのうち、転写材に転写されきらなか
った、いわゆる“残トナー”や他の異物を、一定期間以
内にクリーニング、即ち除去する必要がある。

【０１２９】ここで言う一定期間とは、様々な物質が一
旦は感光体表面に付着する実時から、該付着物が、拡散
且つ／又は更なる付着により、感光体との界面の面積が
増加するまでの期間を指す。

【０１３０】本発明者らは、感光体、トナー、クリーニ
ングブレードの表面自由エネルギーγの関係を規定する
事が有効であると考え、鋭意検討を行い、高画質且つ高
耐久な電子写真画像を得る事が出来ることを見出した。

【０１３１】［制御］高画質な画像を安定して得る為
に、感光体のクリーニング性を制御する。

【０１３２】本発明者らは、鋭意検討の給果、感光体γ
Ｄ、トナーγＴ、クリーニングブレードγＢの表面自由
エネルギーγの関係が、γＤ＞γＢ＞γＴである時に、
良好なクリーニング性を得られ、感光体が均一に削られ
ることを見出した。

【０１３３】また、感光体が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上の
周速で使用される際の削れ過ぎを防止するには上記関係
を、γＤ＞γＢ＞γＴとすることが有効であることを見
出した。

【０１３４】［感光体］本発明に好適な感光体の形態と
して、無機感光体のうち、非晶質珪素を主原料とする感
光体すなわちアモルファスシリコン系感光体（以下「ａ
−Ｓｉ感光体」と称する）、および有機半導体からなる
感光体（ＯＰＣ）がある。

【０１３５】ａ−Ｓｉ系感光体は、中高速複写機等に搭
載されており、使用頻度が高い条件においても、非常に
長期間、安定した特性を有する。

【０１３６】この様な長寿命の電子写真感光体を搭載し
た画像形成装置において、その電子写真工程の一部であ
るクリーニング工程の高効率化、長寿命化の効果は非常
に大きい。

【０１３７】一方、ＯＰＣはレーザービームプリンター
等のカートリッヂ等に搭載されている。

【０１３８】ＯＰＣも、高画質な画像を提供する感光体
である。ＯＰＣは表面の構成がａ−Ｓｉ系感光体のよう
に高硬度ではない。

【０１３９】クリーニングブレードの摺擦等により、該
ＯＰＣの膜厚が減少し、その膜厚減少は感光体、ひいて
はカートリッヂの寿命を決定する要因になる場合があ
る。

【０１４０】本発明においては、クリーニングブレード
の線圧等の負荷を減少して使用することが可能になる
為、感光体の長寿命化に極めて有効である。

【０１４１】［ａ−Ｓｉ感光体］ａ−Ｓｉ感光体の成膜
は、ＣＶＤ法もしくはＰＶＤ法により行われる。その例
を以下に示す。

【０１４２】図５に示す装置は、電子写真用感光体の製
造に使用する一般的なＰＣＶＤ装置である。このＰＣＶ
Ｄ装置は、堆積装置３０、原料ガス供給装置及び排気装
置（ともに図示せず）を備えて構成されている。

【０１４３】堆積装置３０には縦型の真空容器からなる
反応容器３１を有し、この反応容器３１内の周囲には内
には縦方向の原料ガス導入管３３が複数本配設され、ガ
ス導入管３３の側面には、長手方向に沿って多数の細孔
が設けられている。反応容器３１内の中心には、螺旋状
に巻線したヒーター３２が縦方向に延設され、感光体ド
ラムの基体となる円筒体４２は、容器３１内の上部の蓋
３１ａを開けて挿入され、ヒーター３２を内側にして容
器３１内に垂直に設置される。また、反応容器３１の側
面の一方に設けた凸部３４から高周波電力が供給され
る。

【０１４４】反応容器３１の下部には、原料ガス導入管
３３に接続された原料ガス供給管３５が取り付けられ、
この供給管３５は、原料ガス供給バルブ３６を介して図
示しないガス供給装置に接続されている。また、反応容
器３１下部には排気管３７が取り付けられ、この排気管
３７はメイン排気バルブ３８を介して図示しない排気装
置（真空ポンプ）に接続されている。排気管３７には、
他に真空計３９、サブ排気バルブ４０が取り付けられて
いる。

【０１４５】上記の装置を用いたＰＣＶＤ法によるａ−
Ｓｉ感光層の形成は次のように行なわれる。まず、反応
容器３１内に感光体ドラムの基体となる円筒体４２をセ
ットし、蓋３１ａを閉じた後、図示しない排気装置によ
り容器３１内を所定の低圧以下の圧力まで排気し、以後
排気を続けながら、ヒーター３２により円筒体４２を内
側から加熱して、円筒体４２を２０℃〜４５０℃の範囲
内の所定の温度に制御する。円筒体４２は、成膜の全行
程において必要に応じて回転させてもよい。円筒体４２
が所定の温度に維持されたら、所望の原料ガスをそれぞ
れの流量制御器（図示せず）により調節しながら、導入
管３３を通って反応容器３１内に導入する。導入された
原料ガスは反応容器３１内を満たした後、排気管３７を
通って容器３１外に排気される。

【０１４６】このようにして、原料ガスが満たされた反
応容器３１内が所定の圧力になって安定したことを真空
計３９により確認したら、図示しない高周波電源（１
３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域、または５０〜１５０ＭＨｚ
のＶＨＦ帯域、等）により、高周波を所望の投入電力量
で容器３１内に導入し、容器３１内にグロー放電を発生
させる。このグロー放電のエネルギーによって、原料ガ
スの成分が分解してプラズマイオンが生成し、円筒体４
２の表面に珪素を主体としたａ−Ｓｉ堆積層が形成され
る。この際、ガス種、ガス導入量、ガス導入比率、圧
力、基体温度、投入電力、膜厚などのパラメータを調整
して様々な特性のａ−Ｓｉ堆積層を形成することによ
り、電子写真特性を制御することが出来る。

【０１４７】このようにして円筒体４２の表面にａ−Ｓ
ｉ堆積層が所望の膜厚で形成されたら、高周波電力の供
給を止め、供給バルブ３６等を閉じて、反応容器３１内
への原料ガスの導入を停止し、一層分のａ−Ｓｉ堆積層
の形成を終える。同様の操作を複数回繰り返すことによ
り所望の多層構造のａ−Ｓｉ堆積層、つまりａ−Ｓｉ感
光層が形成され、円筒体４２の表面に多層構造のａ−Ｓ
ｉ感光体を有する感光体ドラムが製造される。

【０１４８】以上において、ガス導入管３３の長手方向
上に分布した細孔から反応容器３１内に導入される原料
ガスの導入管３３長手方向での流量分布、排気管からの
排ガスの流出速度、放電エネルギー等を調整することに
よって、円筒体４２上のａ−Ｓｉ堆積層の長手方向に沿
った電子写真特性を制御することが出来る。

【０１４９】

【実施例】以下、実験例および実施例により本発明につ
いて具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。

【０１５０】［実験例１］純度９９．９％のＡｌからな
る外径８０ｍｍ円筒状の基板の上にプラズマＣＶＤ法に
よって、ａ−Ｓｉを母体とした感光体を作製した。感光
体１０１の層構成は、図６（ｃ）に示すように、電荷注
入阻止層７０５、光導電層７０３および表面層７０４か
らなる感光層７０２が、支持体７０１上に形成されてな
る。層構成について本発明による特段の限定はなく、例
えば図６（ａ）、（ｂ）あるいは同（ｄ）〜（ｆ）に示
すような、他の構成も適用できる。表面層は、ａ−Ｓｉ
Ｃによって形成されている。

【０１５１】表１に示す表面自由エネルギーを有する感
光体Ｄ１〜Ｄ５を成膜パラメーター（基体温度、放電エ
ネルギー、原料ガスの流出速度）を変えることで作製し
た。

【０１５２】

【表１】また、表２に示す表面自由エネルギーを有するブレード
Ｂ１〜Ｂ５をウレタンの架橋条件を変えることで作製し
た。

【０１５３】

【表２】トナーには、スチレンアクリルを母体とするネガトナー
（以下、Ｔ１と称す）を用いた。このトナーをペレット
状にして測定した表面自由エネルギーは、３８．０ｍＮ
／ｍであった。

【０１５４】これらの感光体、クリーニングブレード、
現像材を図２に示す構成を有する電子写真装置（キヤノ
ン製ＮＰ６７５０を改造、感光体周速３２０ｍｍ／ｓｅ
ｃ）に装備し、Ａ４用紙横で１００万枚の耐久試験を行
った。耐久試験を行った環境は、温度２５℃、湿度６０
％の通常環境（以下、Ｎ／Ｎ環境と称す）と、温度３０
℃、湿度８０％の高湿高温環境（以下、Ｈ／Ｈ環境と称
す）である。

【０１５５】耐久試験の評価は、感光体の表面層膜厚の
削れ量の最大値と最小値の差（削れムラ）、高湿流れに
より行った。感光体の表面層膜厚は、大塚電子（株）製
ＳＰＥＣＴＯＲＭＵＬＴＩＣＨＡＮＮＥＬＰＨＯ
ＴＯＤＥＴＥＣＴＯＲ（ＭＣＰＤ）を用い光の千渉に
よって測定した。

【０１５６】実験結果を表３、４、５に示す。表３、４
は感光体の削れムラの評価結果、表５は高湿流れの評価
結果である。

【０１５７】表３、４に示すように、該感光体の表面自
由エネルギーをγＤ、該クリーニングブレードの表面自
由エネルギーをγＢ、該トナーの表面自由エネルギーを
γＴ、としたときに、γＤ＞γＢ＞γＴの関係を持つ場
合において、感光体の削れムラが極めて少ないことが確
認できる。

【０１５８】また、表５に示すように、γＤ＞γＢ＞γ
Ｔの関係を持つ場合において、高湿流れが極めて良い状
態になることが確認された。

【０１５９】

【表３】

【０１６０】

【表４】

【０１６１】

【表５】また、耐久後の感光体とクリーニングブレードの個所の
トナー付着状態を調べた結果を図７に示す。図７（ａ）
はγＤ＞γＢ＞γＴの場合、図７（ｂ）はγＢ＞γＤ＞
γＴの場合、図７（ｃ）はγＤ＞γＴ＞γＢの場合であ
る。

【０１６２】本発明においては、図７（ａ）や図７
（ｃ）の様にトナー３０５が感光体上に溜まり易く、そ
のトナー層により感光体表面が摺擦されるため、クリー
ニングブレードの線圧を上げることなくトナーのすり抜
けを防止しまたドラムを均一に削る効果がある。

【０１６３】クリーニングローラーには、磁性ローラー
とスポンジローラーを使用したがどちらでも同様な結果
が得られた。

【０１６４】［実験例２］実験例１で使用した感光体と
クリーニングブレードを用い、現像材としてスチレンア
クリル系のポジトナー（以下、Ｔ２と称す）を用い、実
験例１と同じ実験を行った。

【０１６５】使用したポジトナーをペレット状態にして
測定した表面自由エネルギーは、４０．２ｍＮ／ｍであ
った。

【０１６６】実験結果を表６、７、８に示す。表６、７
は、感光体の削れムラの評価結果、表８は、高湿流れの
評価結果である。

【０１６７】表６、７に示すように、該感光体の表面自
由エネルギーをγＤ、該クリーニングブレードの表面自
由エネルギーをγＢ、該トナーの表面自由エネルギーを
γＴ、としたときに、γＤ＞γＢ＞γＴの関係を持つ場
合において、感光体の削れムラが極めて少ないことが確
認できる。

【０１６８】また、表８に示すように、γＤ＞γＢ＞γ
Ｔの関係を持つ場合において、高湿流れが極めて良い状
態になることが確認された。

【０１６９】これらの結果は、実験例１の場合よりも顕
著であった。これは、クリーニング装置個所における感
光体の表面電位が極めてゼロに近く、また、トナーが正
極性を持つために、トナーの静電力による付着の発生が
ネガトナーに比べて多くなるためである。

【０１７０】クリーニングローラーには、磁性ローラー
とスポンジローラーを使用したがどちらでも同様な結果
が得られた。

【０１７１】

【表６】

【０１７２】

【表７】

【０１７３】

【表８】［実験例３］感光体／クリーニングブレード／トナーの
表面自由エネルギー（γＤ／γＢ／γＴ）の関係がγＤ
＞γＢ＞γＴとなる組み合わせとして、感光体Ｄｌ、ク
リーニングブレードＢ３および現像材Ｔ１を用い、キヤ
ノン製ＮＰ６７５０を改造した電子写真装置に搭載し
た。また、γＤ＞γＴ＞γＢとなる組み合わせとして、
感光体Ｄｌ、クリーニングブレードＢ４および現像材Ｔ
１をキヤノン製ＮＰ６７５０を改造した電子写真装置に
搭載した。

【０１７４】電子写真装置は、感光体の周速を３２０ｍ
ｍ／ｓｅｃ（ＮＰ６７６０の標準）、３８０ｍｍ／ｓｅ
ｃ、４２０ｍｍ／ｓｅｃ、４５０ｍｍ／ｓｅｃに変えら
れるように改造してある。

【０１７５】実験は、各々のプロセススピードにおい
て、Ｈ／Ｈ環境においてＡ４横１００万枚の通紙耐久を
行ない、感光体の削れ量／削れムラの評価を行った。結
果を図１に示す。

【０１７６】図１のａ−１、ｂ−１が感光体Ｄｌとクリ
ーニングブレードＢ３の組み合わせ（γＤ＞γＢ＞γ
Ｔ）、ａ−２、ｂ−２が感光体Ｄｌとクリーニングブレ
ードＢ４の組み合わせ（γＤ＞γＴ＞γＢ）の結果であ
る。

【０１７７】また、従来例として感光体とクリーニング
ブレードとトナーの表面自由エネルギーの関係が、γＢ
＞γＴ＞γＤとなる関係における実験結果も示してあ
る。

【０１７８】感光体の周速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上で
ある場合には、（γＤ＞γＴ＞γＢ）の条件において感
光体の削れ量の増加が少なく、また削れムラも少なく、
良好な結果を得られた。

【０１７９】クリーニングローラーには、磁性ローラー
とスポンジローラーを使用したがどちらでも同様な結果
が得られた。

【０１８０】［実験例４］感光体／クリーニングブレー
ド／トナーの表面自由エネルギー（γＤ／γＢ／γＴ）
の関係がγＤ＞γＴ＞γＢとなる組み合わせとして、感
光体Ｄｌ、クリーニングブレードＢ３および現像材Ｔ
２、並びに感光体Ｄｌ、クリーニングブレードＢ４およ
び現像材Ｔ２を、キヤノン製ＮＰ６７５０を改造した電
子写真装置に搭載した。

【０１８１】電子写真装置は、感光体の周速を３２０ｍ
ｍ／ｓｅｃ（ＮＰ６７５０の標準）、３８０ｍｍ／ｓｅ
ｃ、４２０ｍｍ／ｓｅｃ、４５０ｍｍ／ｓｅｃに変えら
れるように改造してある。

【０１８２】実験は、各々のプロセススピードにおい
て、Ｈ／Ｈ環境においてＡ４横１００万枚の通紙耐久を
行ない、感光体の削れ量／削れムラの評価を行った結
果、実験例３同様、感光体の周速が４００ｍｍ／ｓｅｃ
以上である場合には、（γＤ＞γＴ＞γＢ）の条件にお
いて感光体の削れ量の増加が少なく、また削れムラも少
なく、良好な結果を得られた。

【０１８３】クリーニングローラーには、磁性ローラー
とスポンジローラーを使用したがどちらでも同様な結果
が得られた。クリーニングローラーには、磁性ローラー
とスポンジローラーを使用したがどちらでも同様な結果
が得られた。

【０１８４】［実験例５］感光体とクリーニングブレー
ドとトナーの表面自由エネルギーがそれぞれ（１）γＤ
＞γＢ＞γＴ、（１）γＤ＞γＴ＞γＢ、（３）従来例
としてγＢ＞γＴ＞γＤの関係で実験した際の廃トナー
をＴ１、Ｔ２それぞれ別個に回収し、キヤノン製ＮＰ６
７５０の現像器に入れてそれぞれ画像評価を行った。

【０１８５】評価内容は、画像濃度／かぶりである。評
価結果を表９に示す。なお、表中の従来並みとは、従来
技術において廃トナーを用いた場合の画出し結果と同等
ということである。

【０１８６】表９に示すように、（１）γＤ＞γＴ＞γ
Ｂ又は（２）γＤ＞γＴ＞γＢの関係を満たすものは良
好な結果を示した。これは、γＤ＞γＴ＞γＢの場合、
クリーニングブレードに固着するトナーが少なく、ま
た、γＤ＞γＢ＞γＴの場合、感光体からトナーが除去
されやすいために、再塗布されたトナーが効率良くクリ
ーナーに回収される為である。

【０１８７】クリーニングローラーには、磁性ローラー
とスポンジローラーを使用したがどちらでも同様な結果
が得られた。

【０１８８】

【表９】このように、γＤ＞γＴ＞γＢの関係がある場合に、ト
ナー像を転写材に転写する際に転写されなかったトナー
を回収して再び現像材として利用することが好ましく、
従って、この転写されなかったトナーを回収してトナー
像形成手段に供給する手段を有する電子写真装置が好ま
しく利用できる。

【０１８９】この手段の構成としては、図２に示すクリ
ーニング装置１０７に溜まったトナーを現像器１０４へ
搬送するための搬送経路（不図示）を設け、エアーや磁
性体、又はスクリューなどで搬送経路内を搬送する機構
を設けることことで実現できる。

【０１９０】［実施例１］実験例１で良好であった感光
体とクリーニングブレードとネガトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＢ＞γＴの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０に搭載し、Ａ４横３００万枚の通紙耐久を行っ
た。これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１と同
様である。また、クリーニングローラーには磁性ローラ
ーを用いた。

【０１９１】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０１９２】［実施例２］実験例１で良好であった感光
体とクリーニングブレードとネガトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＢ＞γＴの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０に搭載し、Ａ４横３００万枚の通紙耐久を行っ
た。これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１と同
様である。また、クリーニングローラーにはスポンジロ
ーラーを用いた。

【０１９３】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０１９４】［実施例３］実験例１で良好であった感光
体とクリーニングブレードとネガトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＢ＞γＴの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。
これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１と同様で
ある。また、クリーニングローラーにはファーブラシロ
ーラーを用いた。

【０１９５】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０１９６】［実施例４］実験例２で良好であった感光
体とクリーニングブレードとポジトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＢ＞γＴの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０の改造機に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を
行った。これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１
と同様である。また、クリーニングローラーには磁性ロ
ーラを用いた。

【０１９７】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０１９８】［実施例５］実験例２で良好であった感光
体とクリーニングブレードとポジトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＢ＞γＴの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０の改造機に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を
行った。これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１
と同様である。また、クリーニングローラーにはスポン
ジローラーを用いた。

【０１９９】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０２００】［実施例６］実験例２で良好であった感光
体とクリーニングブレードとポジトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＢ＞γＴの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０の改造機に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を
行った。これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１
と同様である。また、クリーニングローラーにはファー
ブラシローラーを用いた。

【０２０１】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０２０２】［実施例７］実験例３で良好であった感光
体とクリーニングブレードとネガトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＴ＞γＢの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０を感光体の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造した
改造機に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。
これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１と同様で
ある。また、クリーニングローラーには磁性ローラを用
いた。

【０２０３】感光体の削れ量／削れムラ共に良好であ
り、またＨ／Ｈ環境における高湿流れも良好であった。

【０２０４】［実施例８］実験例３で良好であった感光
体とクリーニングブレードとネガトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＴ＞γＢの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０を感光体の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造した
改造機に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。
これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１と同様で
ある。また、クリーニングローラーにはスポンジローラ
ーを用いた。

【０２０５】感光体の削れ量／削れムラ共に良好であ
り、またＨ／Ｈ環境における高湿流れも良好であった。

【０２０６】［実施例９］実験例３で良好であった感光
体とクリーニングブレードとネガトナーの組合せのう
ち、γＤ＞γＴ＞γＢの組み合わせをキヤノン製ＮＰ６
７５０を感光体の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造した
改造機に搭載しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。
これ以外の耐久条件及び評価方法は、実験例１と同様で
ある。また、クリーニングローラーにはファーブラシロ
ーラーを用いた。

【０２０７】感光体の削れ量／削れムラ共に良好であ
り、またＨ／Ｈ環境における高湿流れも良好であった。

【０２０８】［実施例１０］実験例４で良好であった、
感光体とクリーニングブレードとポジトナーの組合せ
（γＤ＞γＴ＞γＢ）をキヤノン製ＮＰ６７５０を感光
体の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造した改造機に搭載
しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐
久条件及び評価方法は、実験例１と同様である。また、
クリーニングローラーには磁性ローラを用いた。

【０２０９】感光体の削れ量／削れムラ共に良好であ
り、またＨ／Ｈ環境における高湿流れも良好であった。

【０２１０】［実施例１１］実験例４で良好であった、
感光体とクリーニングブレードとポジトナーの組合せ
（γＤ＞γＴ＞γＢ）をキヤノン製ＮＰ６７５０を感光
体の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造した改造機に搭載
しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐
久条件及び評価方法は、実験例１と同様である。また、
クリーニングローラーにはスポンジローラーを用いた。

【０２１１】感光体の削れ量／削れムラ共に良好であ
り、またＨ／Ｈ環境における高湿流れも良好であった。

【０２１２】［実施例１２］実験例４で良好であった、
感光体とクリーニングブレードとポジトナーの組合せ
（γＤ＞γＴ＞γＢ）をキヤノン製ＮＰ６７５０を感光
体の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃに改造した改造機に搭載
しＡ４横３００万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐
久条件及び評価方法は、実験例１と同様である。また、
クリーニングローラーにはファーブラシローラーを用い
た。

【０２１３】感光体の削れ量／削れムラ共に良好であ
り、またＨ／Ｈ環境における高湿流れも良好であった。

【０２１４】［実施例１３］実験例１で良好であった感
光体を外径３０ｍｍで作製し、キヤノン製ＧＰ５５改造
機に搭載し、実験例１、実験例２で良好であったクリー
ニングブレードとトナーの組合せ（γＤ＞γＢ＞γＴ）
で１００万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐久条件
及び評価方法は、実験例１と同様である。クリーニング
ローラーには磁性ローラーを使用した。

【０２１５】また、改造機は、感光体周速が１２０ｍｍ
／ｓｅｃになるように改造してある。

【０２１６】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０２１７】［実施例１４］実験例１で良好であった感
光体を外径３０ｍｍで作製し、キヤノン製ＧＰ５５改造
機に搭載し、実験例１、実験例２で良好であったクリー
ニングブレードとトナーの組合せ（γＤ＞γＢ＞γＴ）
で１００万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐久条件
及び評価方法は、実験例１と同様である。クリーニング
ローラーにはスポンジローラーを使用した。

【０２１８】また、改造機は、感光体周速が１２０ｍｍ
／ｓｅｃになるように改造してある。

【０２１９】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０２２０】［実施例１５］実験例１で良好であった感
光体を外径３０ｍｍで作製し、キヤノン製ＧＰ５５改造
機に搭載し、実験例１、実験例２で良好であったクリー
ニングブレードとトナーの組合せ（γＤ＞γＢ＞γＴ）
で１００万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐久条件
及び評価方法は、実験例１と同様である。クリーニング
ローラーにはファーブラシローラーを使用した。

【０２２１】また、改造機は、感光体周速が１２０ｍｍ
／ｓｅｃになるように改造してある。

【０２２２】感光体の削れムラ、Ｈ／Ｈ環境における高
湿流れ共に良好であった。

【０２２３】［実施例１６］実験例１で良好であった感
光体を外径１０８ｍｍで作製し、キヤノン製ＧＰ６０５
改造機に搭載し、実験例２で良好であったクリーニング
ブレードとトナーの組合せ（γＤ＞γＴ＞γＢ）で１０
０万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐久条件及び評
価方法は、実験例１と同様である。クリーニングローラ
ーには磁性ローラーを使用した。

【０２２４】また、改造機は、感光体周速が４５０ｍｍ
／ｓｅｃとなるように改造してある。

【０２２５】耐久の結果は良好であった。

【０２２６】［実施例１７］実験例１で良好であった感
光体を外径１０８ｍｍで作製し、キヤノン製ＧＰ６０５
改造機に搭載し、実験例２で良好であったクリーニング
ブレードとトナーの組合せ（γＤ＞γＴ＞γＢ）で１０
０万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐久条件及び評
価方法は、実験例１と同様である。

【０２２７】クリーニングローラーにはスポンジローラ
ーを使用した。

【０２２８】また、改造機は、感光体周速が４５０ｍｍ
／ｓｅｃとなるように改造してある。

【０２２９】耐久の結果は良好であった。

【０２３０】［実施例１８］実験例１で良好であった感
光体を外径１０８ｍｍで作製し、キヤノン製ＧＰ６０５
改造機に搭載し、実験例２で良好であったクリーニング
ブレードとトナーの組合せ（γＤ＞γＴ＞γＢ）で１０
０万枚の通紙耐久を行った。これ以外の耐久条件及び評
価方法は、実験例１と同様である。

【０２３１】クリーニングローラーにはファーブラシロ
ーラーを使用した。

【０２３２】また、改造機は、感光体周速が４５０ｍｍ
／ｓｅｃとなるように改造してある。

【０２３３】耐久の結果は良好であった。

【０２３４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の画像形成装置に
よれば、感光体の表面自由エネルギーをγＤ、クリーニ
ングブレードの表面自由エネルギーをγＢ、トナーの表
面自由エネルギーをγＴ、としたときに、γＤ＞γＢ＞
γＴの関係を持たせることで良好なクリーニング性能を
実現できる。また、感光体の周速が４００ｍｍ／ｓｅｃ
以上である場合には、γＤ＞γＴ＞γＢとすることで、
感光体の摩耗率を下げつつ良好なクリーニング性能を実
現できる。即ち、現像材トナーの表面自由エネルギーを
少なくとも感光体ドラムの表面自由エネルギーよりも小
さくすることで、現像材トナーが感光体から剥離しやす
い状態にし、クリーニング装置の負荷の低減が可能とな
る。

【０２３５】即ち、本発明によれば、感光体／トナー／
クリーニングブレードに使用される材料の表面自由エネ
ルギーのバランスに基づく評価基準を見出したことで、
様々な電子写真装置におけるクリーニング構成におい
て、安定した品質が得られる高信頼性の画像形成装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の電子写真装置における感光体
の削れ量を示すグラフであり、（ｂ）は本発明の電子写
真装置における感光体の削れムラを示すグラフである。

【図２】電子写真装置の一例の概略を表す模式図であ
る。

【図３】クリーニング装置の概略を表す模式図である。

【図４】クリーニング工程の概略を表す模式図である。

【図５】ＲＦ−ＰＣＶＤによる感光体の製造装置の一例
を示す概略を表す模式図である。

【図６】感光体の層構成を示す模式図である。

【図７】クリーニングブレード付近のトナー状態を示す
模式図である。

【符号の説明】

３０：堆積装置３１：反応容器３１ａ：蓋３２：ヒーター３３：原料ガス導入管３４：凸部３５：原料ガス供給管３６：原料ガス供給バルブ３７：排気管３８：メイン排気バルブ３９：真空計４０：サブ排気バルブ４２：円筒体１０１：感光体１０２：主帯電器１０３：静電潜像形成部位１０４：現像器１０５：転写紙供給系１０６：（ａ）転写帯電器、（ｂ）分離帯電器１０７：クリーニング装置１０８：搬送系１０９：除電光源１１０：ランプ１１１：原稿台ガラス１１２：原稿１１３〜１１６：ミラー１１７：レンズユニツト１１８：レンズ１１９：転写紙ガイド１２０：クリーニングブレード１２１：クリーニングローラー１２２：レジストローラー１２３：定着器１２４：定着ローラー１２５：面状内面ヒーター１２６：電位センサー３０１：ドクターローラー（又はスクレーパー）３０２：廃トナー溜り３０３：廃トナー搬送系３０４：トナー溜り３０５：トナー７０１：支持体７０２：感光層７０３：光導電層７０４：表面層７０５：電荷注入阻止層７０７：電荷発生層７０８：電荷輸送層Ｐ：転写紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河田将也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 (72)発明者河村邦正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 DA03 EA10 2H068 DA05 DA16 FA03 FC15 2H134 GA01 GB02 HA00 HB00 HC00 HD02 HD17 HD19 KD08 KD13 KF03 KG07 KG08 KH15 2H171 FA09 FA14 FA17 FA26 GA20 GA25 QA08 QA15 QA16 QA17 QA18 QB02 QB12 QB32 QB53 QC02 TA08 TA15 UA03 UA16 VA05 XA02 XA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体に対して帯電及び露光して潜像を
形成する潜像形成手段、該潜像にトナーを供給してトナ
ー像を形成するトナー像形成手段、該トナー像を転写材
に転写する転写手段、および該感光体表面の残留物や異
物をクリーニングブレードによって除去するクリーニン
グ手段を有する電子写真装置において、該感光体の表面自由エネルギーをγＤ、該クリーニングブレードの表面自由エネルギーをγＢ、該トナーの表面自由エネルギーをγＴ、としたときに、 γＤ＞γＢ＞γＴであることを特微とする電子写真装置。
【請求項２】トナーがポジトナーである請求項１記載
の電子写真装置。
【請求項３】感光体に対して帯電及び露光して潜像を
形成する潜像形成手段、該潜像にトナーを供給してトナ
ー像を形成するトナー像形成手段、該トナー像を転写材
に転写する転写手段、および該感光体表面の残留物や異
物をクリーニングブレードによって除去するクリーニン
グ手段を有する電子写真装置において、該感光体の表面自由エネルギーをγＤ、該クリーニングブレードの表面自由エネルギーをγＢ、該トナーの表面自由エネルギーをγＴ、としたときに、 γＤ＞γＴ＞γＢであり、かつ該感光体の周速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上
であることを特微とする電子写真装置。
【請求項４】転写手段において転写されなかったトナ
ーを回収してトナー像形成手段に供給する手段を有する
請求項３記載の電子写真装置。
【請求項５】クリーニング手段が、感光体表面の転写
残トナーを回収し感光体表面に供給する手段を有する請
求項１〜４のいずれか一項記載の電子写真装置。