JP3904184B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【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６２−２９６１８０号、特開昭５１−６５９４１号、特開昭６０−９５４６７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。
【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、該第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は、常時感光体に当接していると共に、第１のクリーニングブレードは体積抵抗率が１００乃至１０１１Ω・ｃｍの弾性部材で構成され、かつ当該第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電圧を重畳した直流電圧を印加され、前記クリーニング装置は、さらに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、該クリーニングブラシは、感光体の回転方向と反対の方向に回転す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の体積抵抗率が１０ ０ 乃至１０ １０ Ω・ｃｍであると有利である（請求項２）。
【００１１】
また、上記請求項１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体積抵抗率が１０ ０ 乃至１０ ８ Ω・ｃｍであると有利である（請求項３）。
【００１３】
また、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、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４）。
【００１４】
さらに、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）。
また、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、感光体表面の静止摩擦係数を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１００乃至１０１１Ω・cm、好ましくは１００乃至１０１０Ω・cm、特に好ましくは１００乃至１０８Ω・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２００〜８００Ｖ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トレーリ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トレーリング方式とし、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４０ｃｐｍ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１０１２〜１０１４Ω・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〜−１０００Ｖ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８０〜３０μｍ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（９５〜９９％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。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は、常時感光体１に当接している。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。このクリーニングブラシ１２は、図１における反時計方向に回転し、感光体１の回転方向と反対の方向に回転する。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トレーリング方式で、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１ｃ、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】
▲１▼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、１０６Ω・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】
▲２▼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ＴｉＯ２やＳｎＯ２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１０９〜１０１２Ω・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】
▲３▼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】
▲４▼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】
▲５▼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、０．０５〜５μｍ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１０１６〜１０１７Ω・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５０〜２５０μｍ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１０５乃至１０８Ω・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１００〜１０８Ω・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トレーリング方式のいずれでも良いが好ましくはトレーリング法で設置し、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２００〜１０００Ｖ、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／ｉｎｃｈ２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、１００〜４００μｍ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（ＰＴＦＥ）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６２００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２〜６×１０５Ω・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６０μｍ、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＞
（１）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、（２）第１のクリーニングブレードとして、厚み２ｍｍ、電気抵抗２〜５×１０６Ω・ｃｍ、硬度６０度のウレタンゴム（鬼怒川ゴム製）を用い、これをトレーリング方式で図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、（３）１７デニールのポリプロピレン繊維を２５００本／ｉｎｃｈ２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１７０ｒｐｍとした。
【００５８】
＜評価方法＞
評価用の画像形成装置は、▲１▼１体のクリーニングブレード構成のクリーニング装置、▲２▼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、▲３▼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ＳｉＯ２＝０．７％、ＴｉＯ２＝０．８％、潤滑剤（ＳＺ２０００）＝０．０５％添加）を、粒径８０μｍの磁性キャリア（ＦＰＣ−３００ＬＣ）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８５〜１００μｍ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−３００＋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％ＲＨ）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６２００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２〜５×１０６Ω・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、＋３００ＶＤＣ＋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、７０ｍＮ／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０．０８〜０．１２μｍ／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、５５、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８５ｍＮ／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／ｃｍとし、第２のクリーニングブレードの当接圧を６５ｍＮ／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６５ｍＮ／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７５ｍＮ／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乃至３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。しかも、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。さらに、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４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。
【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、感光体表面の静止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
【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６２−２９６１８０号、特開昭５１−６５９４１号、特開昭６０−９５４６７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。
【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、該第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は、常時感光体に当接していると共に、第１のクリーニングブレードは体積抵抗率が１００乃至１０１１Ω・ｃｍの弾性部材で構成され、かつ当該第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電圧を重畳した直流電圧を印加され、前記クリーニング装置は、さらに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、該クリーニングブラシは、感光体の回転方向と反対の方向に回転す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の体積抵抗率が１０ ０ 乃至１０ １０ Ω・ｃｍであると有利である（請求項２）。
【００１１】
また、上記請求項１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体積抵抗率が１０ ０ 乃至１０ ８ Ω・ｃｍであると有利である（請求項３）。
【００１３】
また、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、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４）。
【００１４】
さらに、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）。
また、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、感光体表面の静止摩擦係数を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１００乃至１０１１Ω・cm、好ましくは１００乃至１０１０Ω・cm、特に好ましくは１００乃至１０８Ω・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２００〜８００Ｖ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トレーリ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トレーリング方式とし、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４０ｃｐｍ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１０１２〜１０１４Ω・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〜−１０００Ｖ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８０〜３０μｍ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（９５〜９９％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。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は、常時感光体１に当接している。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。このクリーニングブラシ１２は、図１における反時計方向に回転し、感光体１の回転方向と反対の方向に回転する。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トレーリング方式で、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１ｃ、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】
▲１▼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、１０６Ω・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】
▲２▼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ＴｉＯ２やＳｎＯ２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１０９〜１０１２Ω・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】
▲３▼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】
▲４▼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】
▲５▼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、０．０５〜５μｍ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１０１６〜１０１７Ω・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５０〜２５０μｍ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１０５乃至１０８Ω・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１００〜１０８Ω・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トレーリング方式のいずれでも良いが好ましくはトレーリング法で設置し、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２００〜１０００Ｖ、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／ｉｎｃｈ２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、１００〜４００μｍ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（ＰＴＦＥ）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６２００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】
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】
【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２〜６×１０５Ω・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６０μｍ、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＞
（１）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、（２）第１のクリーニングブレードとして、厚み２ｍｍ、電気抵抗２〜５×１０６Ω・ｃｍ、硬度６０度のウレタンゴム（鬼怒川ゴム製）を用い、これをトレーリング方式で図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、（３）１７デニールのポリプロピレン繊維を２５００本／ｉｎｃｈ２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１７０ｒｐｍとした。
【００５８】
＜評価方法＞
評価用の画像形成装置は、▲１▼１体のクリーニングブレード構成のクリーニング装置、▲２▼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、▲３▼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ＳｉＯ２＝０．７％、ＴｉＯ２＝０．８％、潤滑剤（ＳＺ２０００）＝０．０５％添加）を、粒径８０μｍの磁性キャリア（ＦＰＣ−３００ＬＣ）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８５〜１００μｍ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−３００＋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％ＲＨ）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６２００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２〜５×１０６Ω・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、＋３００ＶＤＣ＋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、７０ｍＮ／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０．０８〜０．１２μｍ／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】
（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】
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、５５、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８５ｍＮ／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】
（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／ｃｍとし、第２のクリーニングブレードの当接圧を６５ｍＮ／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】
（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６５ｍＮ／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】
（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７５ｍＮ／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】
【発明の効果】
請求項１乃至３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。しかも、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。さらに、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４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。
【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、感光体表面の静止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
Claims (6)
- 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、該第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は、常時感光体に当接していると共に、第１のクリーニングブレードは体積抵抗率が１００乃至１０１１Ω・ｃｍの弾性部材で構成され、かつ当該第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電圧を重畳した直流電圧を印加され、前記クリーニング装置は、さらに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、該クリーニングブラシは、感光体の回転方向と反対の方向に回転することを特徴とする画像形成装置。 - 第１のクリーニングブレードの体積抵抗率が１００乃至１０１０Ω・ｃｍである請求項１に記載の画像形成装置。
- 第１のクリーニングブレードの体積抵抗率が１００乃至１０８Ω・ｃｍである請求項１に記載の画像形成装置。
- 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乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
- 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。
- 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、感光体表面の静止摩擦係数を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。
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