JP4546055B2 - クリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等に
よる電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法に関する。

一般的に、複写機、プリンタ、ファクシミリのように画像を紙等の記録媒体に記録する電子写真装置では、画像を記録媒体に記録するシステムとして、電子写真システムが採用されている。

電子写真システムは、表面に感光物質が塗布された感光体としての感光ドラムを像担持体とする。先ず、感光ドラムの表面が一様に帯電された後に、感光ドラムの表面にレーザー光が照射され、照射された部分と照射されなかった部分との間に電位差が与えられる。次に、現像剤に含まれる帯電したトナーが感光ドラムの表面に付着することによって、感光ドラムの表面上にトナー像が形成される。その後、そのトナー像が受像部材としての記録媒体に転写され、記録媒体上に画像が形成される。

電子写真方式で画像形成を行う潜像形成方式として、従来から複写機等に広く利用されているアナログ露光方式の電子写真システムは、ノイズを拾い易い。従って、特に画像形成条件の厳しいカラー画像形成には、デジタル画像信号に応じたレーザービームのオン・オフによって像担持体上にドット潜像を形成する工程を含む画像形成方法が広く実用されるようになってきている。

この方法の場合、文字のように中間調の画像に対しては２値記録方式で充分であるが、写真等のようにハーフトーンの再現が欠かせない画像に対しては、これだけでは、不十分である。このために２値記録方式で中間調も再現可能な仕方として、デイザ法や濃度パターン法等が提案されている。

しかしながら、これらの手段では高解像度が得られないので、レーザービームの画像信号のパルス幅（ＰＷＭ）を変調することによって１画素毎にドットの面積階調を行い、記録すべき画素密度を低下させることなく、良好な中間調画像の形成を行うとともに、高解像度の画像を得られるものが提案され、画像形成条件の厳しいカラー画像形成方法の主流をなしており、解像度としては６００ｄｐｉから８００ｄｐｉ、更には１２００ｄｐｉへと高解像化が進んでいる。また、上述のような高解像度の潜像を安定的に再現させ、画像品位を向上させるためには、トナーの小径化が不可欠である。

また、このような電子写真システムでは、感光ドラムの表面がトナー像形成用に何度も繰り返し使用されるため、記録媒体へのトナー像の転写後に、記録媒体に転写されずに感光ドラムの表面に残る残留トナーを充分に除去（クリーニング）することが必要となる。

残留トナーを除去する方法としては、従来から幾多の提案がなされているが、弾性材料からなるゴムブレードであるクリーニングブレードを感光ドラムの表面にカウンター方向に当接して、残留トナーを掻き落とす方法が低コストであり、電子写真システム全体を簡単でコンパクトな構成にでき、トナー除去効率も優れているので、広く実用化されている。

クリーニングブレードの材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性や、機械
的強度や、耐油性や、耐オゾン性等に卓越しているウレタンゴムが一般的に用いられている。

更に、近年では、従来の粉砕法で生成される粉砕トナーに代わって、重合法で生成される重合トナーが採用されてきている。重合トナーは、粉砕トナーよりも転写効率が良いために、クリーナレスシステムに採用され、また、製法上ワックスを内包させることが容易で、転写された画像の定着時に離型材が不要であるという利点がある。更に、重合トナーは粉砕トナーに比べ、真球度が高い。

また、粉砕トナーでもトナー粒径の小粒径化や更には、転写性等を考慮して形状を球形化処理することも行われてきている。

一般に、トナーの真球度が上がれば、感光ドラムの表面状態が同じで、クリーニングブレードの当接圧を粉砕トナーの場合と同じ当接圧とした場合には、クリーニングブレードからのトナーのすり抜けが多くなる。

一般的には、重合トナーや、球形化処理された粉砕トナーを用いた画像形成装置では、クリーニングブレードの当接圧を上げたり、クリーニング補助手段としてファーブラシ等を配置したりして、トナーのすり抜けを防止している。このような従来技術の延長として、転写材への印字密度に応じてファーブラシの駆動等を制御しているものもある（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１1−２１２４１７号公報

しかしながら、上述従来例では、ファーブラシ駆動制御を行うためのハード機構が必要になり、装置が複雑化、大型化し、さらに本体コストアップとなる。

また、画像全体におけるマクロな画像比率だけでクリーニング性を向上させるには限界があった。

また、上述したような画像形成方法では、潜像を微小な画素単位で形成して、その潜像を現像及び転写するために、転写残トナーは潜像画素単位として感光体表面上に残存してしまう。

このため、画素単位で転写残トナーの発生する場所が、画素中心部分に多く、互いに画素が隣接する境界部分での転写残トナーの発生が少なくなる傾向がある。特に、高画質化のために高解像な潜像を形成しようとすれば、感光層の膜厚を薄くして、フォトキャリアーの拡散による潜像ボケの影響を抑えなければならない。

しかし、感光体の感光層の膜厚を薄くしようとすると、現像コントラストを得るために、感光体表面電位はある一定値が必要であるため、感光層が薄くなる分、感光層表面上の電界強度が高くなる。このため、感光体表面に接している現像されたトナー、特に、画素中心部分に現像されたトナーへの静電吸引力が増大し、転写残トナーとなり易くなる。

このようにして、感光体表面上、クリーニングブレード長手方向において（その直交方向においても）転写残トナーの多い部分と少ない部分が発生し、転写残トナーの供給が少ない部分では、感光体表面とクリーニングブレードとの滑り性が低下し、部分的にクリーニングブレードが微振動を起こし、そこからトナーがすり抜けてしまうことが発生し易く
なる。

更に、高画質化のために、使用されるトナーの粒径は小径化している。トナーの粒径が小さくなるにつれて、トナーと感光ドラムの表面との比表面積が大きくなるために、単位質量あたりに対するトナーの感光ドラムの表面への付着力が大きくなり、感光ドラムの表面のクリーニング性が悪化する。また、トナーの粒径が小さくなるにつれて、トナーの流動性が悪化するため、より多量の添加剤を必要とする。このような多量の添加剤により、クリーニングブレードの摩耗や欠け、感光ドラムの表面に局所的なスジ傷が発生するといった問題が発生している。

その上、最近ではトナーの小粒径化に加えて、球形化や重合法で生成される重合トナーを用いられる場合が増加し、重合トナーを用いた場合には、粉砕トナーを用いた場合と比較して、トナーの球形度合が高く、トナーのすり抜けが多いため、クリーニングブレードの線圧を大幅に上げる必要があり、上述したように転写残トナーの不均一性等に影響される長手方向の感光ドラムとクリーニングブレードとの間に発生する摩擦力の不均一性や、ブレードの加圧力増大に伴う感光ドラムのトルクアップで、クリーニングブレードの振動や鳴き、クリーニング不良や、クリーニングブレードの反転等が頻繁に発生したり、感光ドラムの摩耗が激しくなり、感光ドラムの寿命が短くなってしまうという問題があった。

本発明は、上記した従来の問題点を解決し、感光体上の転写残現像剤を均一にかきとり、散らすことでクリーニングの安定性を向上させた電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、長期にわたり、クリーニング不良等のない安定した電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、デジタル画像信号に応じて静電像を形成するのに適した電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、感光体をクリーニングするクリーニングブラシを有する電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することである。

上記目的を達成するために本発明の電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法にあっては、感光層及び表面層を有し、前記感光層の厚さと前記表面層の厚さとの和が２５μｍ以下である感光体と、前記感光体に静電像を形成するために、デジタル画像信号に応じて前記感光体を露光する露光手段と、前記感光体に形成された静電像を現像剤で現像して、前記感光体上に現像剤像を形成する現像手段と、前記感光体に接触するクリーニングブラシを有し、前記現像剤像が受像部材へ転写された後に前記感光体から残留現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、を備える電子写真装置における、前記クリーニングブラシのブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）と前記静電
像の１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）の設定方法であって、Ｄ×Ｓ≧０．０６、かつＤ≦２００で表される関係式を用いて、該関係式を満たすように、前記ブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）と、前記静電像の１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）とを設定することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、感光体上の転写残現像剤を均一にかきとり、散らすことでクリーニングの安定性を向上させた電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することができる。

また、長期にわたり、クリーニング不良等のない安定した電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することができる。

また、デジタル画像信号に応じて静電像を形成するのに適した電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することができる。

また、感光体をクリーニングするクリーニングブラシを有する電子写真装置におけるクリーニングブラシのブラシ密度と静電像の１画素面積の設定方法を提供することができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１の実施の形態〕本発明に係る電子写真装置に好適な第１の実施の形態について、図を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る電子写真装置の概略構成図である。

［全体構成］
図１に示す電子写真装置１は、電子写真方式のカラー複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体に画像を形成するものである。電子写真装置１の感光体２は、外径６２ｍｍでＯＰＣ等の感光材料をアルミニウム等のシリンダ状基体の外周面に塗布して形成している。

感光体２は、１１７ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動しつつ、接触帯電手段としての帯電ローラ３によって暗部電位ＶＤとして約−６００Ｖに一様帯電される。次に、これに露光手段としてのレーザー発振器４が、画像情報（デジタル画像信号）に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービーム５を走査露光し、感光体２上に明部電位ＶＬとして約−２００Ｖの静電潜像を形成する。

このように形成された静電潜像は、現像手段である回転現像装置６によって現像剤であるトナーにより現像及び可視化される。この回転現像装置６は、第一色目のトナーとしてイエロートナーが内包された第一の現像装置６ｙ、第二色目のトナーとしてマゼンタトナーが内包された第二の現像装置６ｍ、第三色目のトナーとしてシアントナーが内包された第三の現像装置６ｃ、第四色目のトナーとしてブラックトナーが内包された第四の現像装置６ｋを一体化した構成となっている。

前記第一の静電潜像は、第一色目のトナーとしてイエロートナーが内包された第一の現像装置６ｙによって現像及び可視像化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、非磁性トナー現像法等を用いることができる。ここでは、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いることが好ましい。本実施例においては二成分現像剤による現像法を用いている。

可視像化された第一色目のトナー像は、回転駆動される第二の像担持体（受像部材）としての中間転写体７と対向する第一の転写部位７ａにおいて、中間転写体７の表面に静電転写（一次転写）される。中間転写体７は、導電弾性層と離型性を有する表層とから形成され、搬送可能な最大記録媒体の長さよりも若干長い周長を有し、前記感光体２に対して所定の押圧力を以って圧接されつつ、感光体２の周速度と略等速の周速度を以って感光体２の回転方向に対して逆方向（即ち、接触部位では同方向）に回転駆動される。

中間転写体７がシリンダ部に高圧電源７ｃによって、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されることにより、中間転写体７の表面にトナー像が一次転写される。一次転写が終了した感光体２の表面に残留したトナーは、後述するクリーニング装置８によって除去される。続いて前記工程を各色について繰り返し、中間転写体７上に四色のトナー像を転写及び重畳する。

カセット９には、記録媒体Ｓが積載されており、ピックアップローラ１０によって一枚ずつに分離給送され、レジストローラ対１１によって斜行を矯正された後に、転写部位７ｂに到達する。そこで中間転写体７の表面に対して離間状態にあった転写ベルト１２が所
定の押圧力を以って中間転写体７の表面に圧接及び回転駆動される。転写ベルト１２はバイアスローラ１２ａ及びテンションローラ１２ｂによって張架されており、バイアスローラ１２ａには高圧電源１２ｃによってトナーの帯電極性とは逆極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されている。

これにより第二の転写部位７ｂに所定のタイミングで搬送されてきた記録媒体表面に中間転写体７上のトナー像が一括転写（二次転写）され、その後定着手段１４に送られて熱と圧力を加えられることにより画像を定着した後に、排出ローラ対１５によって機外に排出される。二次転写が終了した中間転写体７の表面に残留したトナーは、所定のタイミングで中間転写体７の表面に当接状態となる中間転写体クリーニング装置１３により除去される。

［帯電］
帯電手段たる可撓性の接触帯電部材としての帯電ローラ３は、芯金上にゴム或いは発泡体の中抵抗層を形成することにより作成される。中抵抗層は、樹脂（本実施例ではウレタン）、導電性粒子（例えば、カーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金の上にローラ状に形成した。その後、表面を研磨した。

ここで、前記帯電ローラ３は、電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて被帯電体（感光体）との十分な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するのに十分低い抵抗を有する必要がある。一方、被帯電体にピンホール等の低耐圧欠陥部位が存在した場合にも電圧のリークを防止することが望ましい。

被帯電体として電子写真用感光体を用いる場合、十分な帯電性と耐リークを得るために、前記帯電ローラ３は、１０^４〜１０^７Ωの抵抗値を有することが望ましく、本実施の形態における帯電ローラは、１０^６Ωの抵抗値を有するものを用いている。

帯電ローラ３の硬度は、硬度が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部を確保できないだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度が、２５度から６０度の範囲内であることが好ましく、本実施の形態では５０度のものを使用した。

帯電ローラ３の材質としては、弾性発泡体に限定するものではなく、弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、また、これらを発泡させたものが挙げられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。

帯電ローラ３は、被帯電体としての感光体２に対して弾性に抗して２ｋｇの押圧力で圧接させて配設し、本実施例では幅数ミリの帯電部を形成させてある。

帯電ローラ３の抵抗値は、以下のように測定した。プリンタの感光体２をアルミニウム製のドラムと入れ替える。その後に、アルミニウム製ドラムと帯電ローラ３の芯金間に１００Ｖの電圧をかけ、その時に流れる電流値を測定することにより、帯電ローラ３の抵抗値を求めた。

このようにして求めた本実施例で使用の帯電ローラ３の抵抗値は、５×１０^６Ωであった。抵抗値の測定は温度２５℃及び湿度６０％の環境下で行った。

上述の帯電ローラは、感光体の回転に伴って従動で回転する。帯電ローラには、帯電用
高圧電源により周波数１．１５ｋＨｚ、総電流１．７５０μＡで定電流制御され、重畳されるＤＣバイアスによって感光体電位が決定される。

［潜像形成］
上述した画像形成方法では、感光体上に形成した潜像により高密度の記録を行うためには、感光体上に照射する画像露光のスポットの大きさを記録すべき密度に応じて小さくする必要がある。

例えば、１画素毎にＯＮ、ＯＦＦするガウススポットを走査した場合、感光体上における露光分布は、感光体上のスポット径によって図２のように変化する。即ち、スポット径が小さい場合、その画像露光光の露光分布はＯＮ、ＯＦＦのタイミングに合った矩形波に近く、コントラストも高いが、スポット径が大きくなるに連れ露光光が隣接画素に侵入し、露光分布の振幅が小さく且つコントラストが低くなるので、出力画像の品位を劣化させることとなる。従って、６００ｄｐｉ（４２ｄｏｔ／ｍｍ^２）の解像度の画像形成を行う場合、前記コントラストを８０％以上にするためには感光体上に結像するスポットの大きさを６０μｍ（ガウス分布スポット、１／ｅ^２直径）以下にするのが好ましい。

高解像度の記録を行うためには、感光体の光導電層（感光層）の膜厚と、記録される画像の解像度の比を大きくする必要があり、この比が小さいと、フォトキャリアーの拡散により潜像はぼやけてしまい、良好な画像は得られない。

現在求められている解像度は、４００ｄｐｉ以上、より望ましくは６００ｄｐｉ以上であり用いられる光導電層（感光層）と表面（保護）層との膜厚の和は、２５μｍ以下、より望ましくは２０μｍ以下で用いられる。

光導電層の膜厚は、薄い方が望ましいが、同一帯電電位におけるピンホールや感度の低下等を発生することから、１μｍ以上の膜厚が望まれる。また、より望ましくは３μｍ以上の膜厚で用いられる。

光ビームのスポット径は、ピーク強度の１／ｅ^２以上の強度の大きさで表され、６０μｍ以下で用いられる。６０μｍ以上では４００ｄｐｉ、２５６階調の画像信号を与えた場合に、隣接画素の重複による影響が大きくなり、階調再現性が不安定となることから好ましくない。

図３は、前記電子写真画像形成装置において、レーザー光を走査する露光手段であるレーザー操作部３００の概略機構を示すものである。

このレーザー操作部３００によりレーザー光を走査する場合には、先ず入力された画像信号に基づき、発光信号発生器３０１により、レーザー素子３０２から放射されたレーザー光は、コリメーターレンズ系３０３により概略平行な光束に変換され、更に、矢印ｂ方向に回転する回転多面鏡３０４により矢印ｃ方向に走査されるとともに、レンズ３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃからなるｆθレンズ群３０５により感光ドラム（感光体）等の被走査面３０６にスポット状に結像される。

このようなレーザー光の走査により、被走査面３０６上には画像一走査分の露光分布が形成され、この被走査面３０６を前記走査方向と垂直な方向に所定量だけスクロールさせれば、被走査面３０６上に画像信号に応じた露光分布が得られる。

［感光体］
本発明における感光体の表面保護層について以下に説明する。

本実施例に使用される感光体は、少なくても表面保護層が、重合或いは架橋し、硬化させた化合物を含有している電子写真感光体であり、その硬化手段は熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線を用いることができる。

従って、本実施例における表面保護層を形成する手段は、表面保護層用の重合或いは架橋し硬化させることができる化合物を融解して含有している塗布溶液を用い、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング等により塗工し、これを前記した硬化手段により硬化するという手順となる。感光体を効率よく大量生産するには含浸コーティング法が最良であり、本発明においても浸漬塗布法は可能である。

本実施例における感光体の構成は、導電性基体上に電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を同一の層に含有する層構成の単層型、或いは、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とを、この順に、又は逆の順に積層した構成の積層型のいずれかである。更に、前記感光層上に表面保護層を形成することも可能である。

本実施例は、少なくとも感光体の表面保護層が、熱や可視光、紫外線等の光、更に放射線により重合、或いは、架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。

但し、感光体としての特性、特に残留電位等の電気的特性及び耐久性の点より電荷発生層／電荷輸送層をこの順に積層した機能分離型の感光体構成、又はこの構成で積層された感光層上に表面保護層を形成した構成が好ましい。

本実施例において、表面保護層の重合或いは架橋させる化合物の硬化法は、感光体特性の劣化がなく、残留電位の上昇が起こらず、十分な硬度を示すことができる点で、放射線を用いることが好適である。

この際、使用する放射線には、電子線及びガンマ線を使用する。電子線を照射する場合、加速器としてスキャニング型、エレクトロンカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びラミナー等のいずれの形式も使用することができる。

電子線を照射する場合に、本実施例における感光体の電気特性、及び耐久性能を発現する上で、その照射条件は、加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。

また、照射線量は、好ましくは１０ＫＧｙから１.０００ＫＧｙの範囲、より好ましく
は３０ＫＧｙから５００ＫＧｙの範囲である。加速電圧が上記を越えると感光体特性に対する電子線照射のダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上記範囲より少ない場合には硬化が不十分となり易く、線量が多い場合には感光体特性の劣化が起こり易いので注意が必要である。

表面保護層用化合物は、反応性の高さ、反応速度の速さ、硬化後に達成される硬度の高さの点から、分子内に不飽和重合性官能基を持つものが好ましく、更にその中でもアクリル基、メタクリル基及びスチレン基をもつ化合物が特に好ましい。

不飽和重合性官能基を有する化合物は、その構成単位の繰り返しにより、モノマーとオリゴマーに大別される。モノマーは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返しがなく、比較的分子量の小さいものを示し、オリゴマーとは不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返し数が２〜２０程度の重合体である。また、ポリマー又はオリゴマーの末
端のみに不飽和重合性官能基を有するマクロモノマーも本発明の表層用の硬化性化合物として使用可能である。

また、不飽和重合性官能基を有する化合物は、表面保護層として必要な電荷輸送機能を満足するために、前記化合物が電荷輸送化合物であると更に好ましい。中でも、正孔輸送機能をもった不飽和重合性化合物であることが更に好ましい。

次に本発明による電子写真感光体の感光層について説明する。

電子写真感光体の支持体は、導電性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレス等の金属や合金をドラム又はシート状に形成したもの、アルミニウム及び銅等の金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化錫等をプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又は結着樹脂とともに塗布して導電層を設けた金属、又はプラスチックフィルム及び紙等が挙げられる。

本実施例においては、導電性支持体の上にはバリアー機能と接着機能を持つ下引き層を設けることができる。

下引き層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、また、感光層の電気的破壊に対する保護等のために形成される。下引き層の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわ及びゼラチン等が使用可能である。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚としては０．１〜２μｍが好ましい。

感光体が機能分離型の感光体である場合は、電荷発生層及び電荷輸送層を積層する。電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また、各種の中心金属及び結晶系、具体的には、例えば、α、β、γ、ε、及びＸ型等の結晶型を有するフタロシアニン系化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、クナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニン及び特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコン等が挙げられる。

機能分離型感光体の場合、電荷発生層は、前記電荷発生物質を０．３〜４質量倍量の結着樹脂及び溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター及びロールミル等の手段で良く分散し、分散液を塗布し、乾燥させて形成させるか、又は前記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。その膜厚は５μｍ以下であることが望ましく、特に０．１〜２μｍの範囲内であることが好ましい。

結着樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン等のビニル化合物の重合体及び共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

前記不飽和重合性官能基を有する正孔輸送性化合物は、前記電荷発生層上に、電荷輸送層として、若しくは電荷発生層上に電荷輸送層と結着樹脂からなる電荷輸送層を形成した
後に、表面保護層として用いることもできる。

表面保護層として用いた場合、その下層にあたる電荷輸送層は適当な電荷輸送物質、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリスチルアントラセン等の複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾール等の複素環化合物、トリフェニルアミン等のトリアリールアミン誘導体、フェニレジンアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体等の低分子化合物等を適当な結着樹脂（前述の電荷発生層用樹脂な中から選択できる）とともに溶剤に分散／溶解した溶液を前述の公知の方法によって塗布及び乾燥して形成することができる。

この場合に、電荷輸送物質と結着樹脂との比率は、両者の全質量を１００とした場合に電荷輸送物質の質量が３０〜１００であることが望ましく、好ましくは、５０〜１００の範囲で適宜選択される。電荷輸送層の量がそれ未満であると電荷輸送能が低下し、感度低下及び残留電位の上昇等の問題点が生ずる。この場合にも感光層の厚みは５〜２５μｍの範囲であり、この時の感光層の膜厚とは電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層の各々の膜厚を合計したものである。

いずれの場合も表面保護層の形成方法は、前記正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合／硬化反応させるのが一般的であるが、前もって該正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させて硬化物を得た後に再度溶剤中に分散或いは溶解させたもの等を用いて、表面保護層を形成することも可能である。これらの溶液を塗布する方法は、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、及びスピンコーティング等が知られているが、効率性／生産性の点からは浸漬コーティング法が好ましい。また、蒸着、プラズマ等、その他の公知の製膜方法が適宜選択できる。

本実施例における表面保護層中には導電性粒子を混入させてもよい。導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀等、また、これらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着した物等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズ及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。２種以上を組み合わせる場合には、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。

前記導電性粒子の平均粒径は、保護層の透明性の点で０．３μｍ以下であることが好ましく、特には０．１μｍ以下であることが望ましい。また、本発明においては上述したような導電性粒子の中でも透明性等の点で金属酸化物を用いることが特に好ましい。前記表面保護層中の導電性金属酸化物粒子の割合は、直接的に表面保護層の抵抗を決定する要因の１つであり、保護層の抵抗は１０^１０〜１０^１５Ω・ｃｍの範囲であることが好ましい。

前記表面保護層中には、フッ素原子含有樹脂粒子を含有することができる。フッ素原子含有樹脂粒子としては、４フッ化エチレン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、２フッ化２塩化エチレン樹脂及びこれらの共重合体の中から１種或いは２種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に、４フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。樹脂粒子の分子量や粒径は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。

前記表面保護層中のフッ素原子含有樹脂の割合は、表面保護層全質量に対して５〜７０質量％が好ましく、より好ましくは、１０〜６０質量％である。

フッ素原子含有樹脂粒子の割合が７０質量％より多いと、表面保護層の機械的強度が低下し易く、フッ素原子含有樹脂粒子の割合が５質量％より少ないと、表面保護層の表面の離型性、表面保護層の耐磨耗性や耐傷性が充分ではなくなることがある。

本実施の形態では、分散性、結着性及び耐候性を更に向上させる目的で、前記表面保護層中にラジカル補足剤や酸化防止剤等の添加物を加えてもよい。前記表面保護層の膜厚は０．２〜１０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５〜６μｍの範囲である。

［クリーニング装置］
次に、本実施の形態におけるクリーニング装置８について図４を用いて説明する。

クリーニング装置８は、板金８ｆに支持されたクリーニングブレード８ａ、トナー捕集シート８ｂ、廃トナー回収容器８ｃ、クリーニングブラシ８ｄ、スクレーパ部材であるブラシスクレーパ８ｅ等から構成されている。

一次転写が終了した感光体２の表面に残留するトナーは、クリーニング装置８を構成するクリーニングブレード８ａ及びクリーニングブラシ８ｄによって感光体２から除去され、廃トナー捕集シート８ｂによってクリーニング装置８の外部へ飛散することなく、廃トナー回収容器８ｃに格納される。

ここでクリーニングブラシ８ｄは、導電性の繊維を基布に植え付け、それをφ６（ｍｍ）の芯金８ｈ上に巻き付けてφ１６（ｍｍ）のブラシ状に構成したものであり、芯金８ｈは接地されている。前記導電性の繊維としては（その抵抗は約１０^５Ω、５０Ｖ印加時）、繊度４.４×１０^−７（ｋｇ／ｍ）のナイロンの導電糸を用い、繊維密度が９３本／ｍ
ｍ^２となるようにＷ織りで基布に植え込んだものをシート状に形成し、芯金８ｈとの導通を確保するようにして螺旋状に巻き付けている。

このクリーニングブラシ８ｄは、感光体２の回転方向においてクリーニングブレード８ａの上流側に配設され、感光体２に対する侵入量を１ｍｍで当接し、回転可能に配設されており、感光体２と同方向回転である矢印Ｂ方向に３０ｒｐｍの速度で回転駆動されている（即ち、感光体２とクリーニングブラシ８ｄとは、接触部位において相互に反対方向に移動している）。この接触部位では、一次転写後の感光体２上の転写残トナーを掻き取る、若しくは、転写残トナーの感光体２との付着力を弱め、後述のクリーニングブレード８ａでのクリーニングを容易にしている。

一方、クリーニングブレード８ａは、板金８ｆの先端部に一体的に保持されたポリウレタンゴムからなり、２０Ｎ／ｍ以上６５Ｎ／ｍ以下の線圧で感光ドラム２（感光体）に当接されている。

２０Ｎ／ｍ以下の線圧では、トナーのすり抜けが発生し、６５Ｎ／ｍ以上の線圧では、クリーニングブレード８ａの反転が発生するためである。

クリーニングブレード８ａによって掻き落とされた残留トナーは、クリーニング容器に送られる。クリーニングブレード８ａは、ウレタンを主体とした弾性ブレードである。クリーニングブレード８ａの硬度は７７°（ＪＩＳＡ）である。

クリーニングブレード８ａは、当接角度２４°で感光ドラム２に当接されている。クリ
ーニングブレード８ａの板厚は２．０ｍｍである。

［現像剤］
現像剤は、非磁性トナーと、樹脂磁性キャリアとの混合物である２成分現像剤である。現像剤のＴ／Ｄ比は８％であり、樹脂磁性キャリアとしては、１キロエルステッドの磁気中の磁化量が１００ｅｍｕ／ｃｍ^３であり、且つ個数平均粒径が４０μｍであって、更に比抵抗が１０^１３Ω・ｃｍのものが使用される。

トナー粒子の形状の球形度合は、下記の式（１）から算出される形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２を用いて表される。

トナーの形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２は、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いてトナー像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をニレコ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）によって解析し、下記の式（１）より算出される。

トナーの形状係数のうち、ＳＦ−１は球形度合を示し、ＳＦ−１が１００である場合には、トナーは真球であり、ＳＦ−１が１００〜１５０である場合には、トナーは略球形である。ＳＦ−１が１５０よりも大きい場合には、トナーは略球形から徐々に不定形になる。

また、形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子表面の凹凸度合を示し、ＳＦ−２が１００〜１４０の場合には、トナーの表面が円滑であることを示し、ＳＦ−２が１４０よりも大きい場合には、トナーの表面の凹凸が顕著になる。

トナーとしては、体積平均粒径が５μｍ以上８μｍ以下であり、形状係数ＳＦ−１が１００〜１５０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０である略球形トナーが、安定したクリーニング、高画質、高転写効率を維持するためには好ましい。

ＳＦ-１が１５０を超えたり、ＳＦ-２が１４０を超えると、トナーとしての球形度や表面凹凸が増加し、感光ドラムに対する付着性が高まりクリーニングブレードに対する負荷が増大してクリーニングブレードが振動したりし易くなるので、好ましくない。

トナーの粒径としては、体積平均粒径が５μm以下では、粉体としての取り扱いが非常
に困難になり、すり抜け等が悪化してきてしまう。他方、体積平均粒径が８μmを超える
と、クリーニングニップ部に形成されている外添剤やトナーの微紛成分で形成され、クリーニング安定性を確保している阻止層に供給されるトナーの微紛成分が減少するため、クリーニングが不安定になりやすくなることがある。

トナーの体積平均粒径は、コールターマルチサイザーＩＩ（コールター社製）を用い測
定した。コールターマルチサイザーＩＩに個数分布，体積分布を出力するインターフェース（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮ
Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。

測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布を算出した。

前記トナーの製造方法は、特に限定されないが、球形化トナーを製造するためには、懸濁重合法、機械式粉砕法、球形化処理等によって製造されるのが好ましく、特に懸濁重合法が好ましい。

懸濁重合法におけるトナーの粒度分布制御や粒径の制御は、造粒時の系のｐＨ調整、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用をする分散剤の種類や添加量を変える方法や、機械的装置条件、例えばローターの周速、パス回数、撹拌羽根形状等の撹拌条件や、容器形状または水溶液中での固形分濃度等を制御することにより行える。

次に本実施の形態では、現像剤として粉砕法におけるトナーを用いることも可能であるので、粉砕法におけるトナーの製造方法について説明する。

粉砕法トナーは、結着樹脂、離型剤、荷電制御剤、着色剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して、樹脂類を互いに相溶せしめた中に荷電制御剤、着色剤を分散または溶解せしめ、冷却固化後、機械的に所望の粒度に微粉砕し、さらに分級によって粒度分布をシャープにする。あるいは、冷却固化後、ジェット気流下でターゲットに衝突させて得られた微粉砕物を、熱または機械的衝撃力によって球形化する。

機械的衝撃力あるいは加熱による球形化処理としては、ホソカワミクロン社製のメカノフュージョンシステムや奈良機械製作所のハイブリダイゼーションシステム等のように、高速回転する羽根によりトナーをケーシングの内側に遠心力により押し付け、圧縮力／摩擦力の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法や、日本ニューマティック社製のサーフュージョンシステムのようにトナー表面を溶融する方法等がある。

さらに、現像性や転写性、クリーニング性や耐久性を向上させるため、シリカや酸化チタン等が外添され、また、モース硬度が５．０以上である無機質の研磨粒子を外添剤として含有する。このような研磨粒子としては、チタン酸ストロンチウム（モース硬度５）、炭化ホウ素（モース硬度１４）、炭化珪素（モース硬度１３）、チタンカーバイド（モース硬度１３）、酸化アルミニウム（モース硬度１２）、サファイヤ（モース硬度１２）、ルビー（モース硬度１２）、ダイヤモンド（モース硬度１５）、コランダム（モース硬度１２）等がある。

本実施の形態におけるトナーは、従来の不定形なトナーと比較して、球形度合が高く、大きさにばらつきがないので、自己潤滑性が高い。そのため、トナーがクリーニングブレード８ａの当接部からすり抜け易い状態となり、クリーニング不良を起こし易くなっている。

［１画素面積とファーブラシ密度の関係］
以下に本発明の特徴的な部分について説明する。

前述したように、本発明者は、２００ｄｐｉの解像度で画像形成を行い、画像形成中に形成動作を中断して、クリーニングにおけるトナーの挙動を観察したところ、図５にあるように、クリーニングされる前の感光ドラム上の状態、つまり転写残トナーのパターンに規則性があることを見出した。そこでそのパターンを調べてみると、転写残トナーが約１３０μｍ程度の区画を最小単位として、互いにその整数倍の間隔を有して存在していることが分かった。

この１３０μｍという値は、画像形成の２００ｄｐｉの画素サイズ２５．４ｍｍ／２００＝１２７μｍとほぼ一致している。そこで、潜像形成の解像度を変化させて、同様に、転写残トナーの存在パターンを調べたところ、潜像画素の大きさと、転写残のパターンがほぼ一致することが確認された。

なお、本発明で定義する１画素面積Ｓとは、画像露光スポット面積ではなく、1画素の
長さを１辺とする正方形であると定義している。つまり、２００ｄｐｉならは、１画素面積Ｓとは、Ｓ＝（２５.４ｍｍ／２００）^２＝１.６×１０^−２（ｍｍ^２／ｄｏｔ）となる。

また、画像形成においてｄｐｉ数相当の分解能で画像形成をする場合には、上記のように、例えば、６００ｄｐｉならば、２５.４mm幅を６００分割して画像を形成する場合で
あるので、１画素面積Ｓは、Ｓ＝（２５．４ｍｍ／６００）^２となる。

ところが、ディザマトリックス等を使用して潜像形成する場合、例えば、１２００ｄｐｉで４ｄｏｔを１単位として画像を形成する場合には、その画像形成最小単位の４ｄｏｔ毎に、潜像を形成して現像するため現像されるトナーの集中の仕方、つまりは転写残トナーの残り方もその最小単位に応じて分布するので、本発明における１画素面積Ｓは、Ｓ＝（２５．４／（１２００／４））^２となる。

そこで、この転写残トナーを効果的にクリーニングするために、潜像の１画素面積Ｓとファーブラシの繊維ブラシ密度Ｄを変化させて、１万枚の通紙実験を行った結果を図６に示す。

図中○印は、１万枚通紙試験において、クリーニング不良等が発生せず、良好な画像形成が行われたことを示し、×印は、試験途中ですり抜け等の画像が発生したことを示す。この結果より以下のことがわかる。

（１）クリーニングが良好な領域の下限は、１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）が小さくなるにつれ、急激にブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）を大きくしなくてはならない。これは、1画素面積Ｓが小さくなる程、その画素の大きさに見合ったブラシ密度Ｄが必要になるの
と同時に、1画素面積Ｓが小さくなるに連れて、その潜像電位の深さが深くなり、より強
固に感光ドラム表面にトナーが付着していることの相乗効果であると考えられる。そこで、図６のクリーニングに良好な領域の下限を調べてみると、１画素面積Ｓとブラシ密度Ｄの積、Ｓ×Ｄ＝０.０６辺りを境界にしていることが解った。つまり、１画素面積Ｓとブ
ラシ密度Ｄが反比例していることを示す。

（２）クリーニング良好な領域の上限は、１画素面積Ｓに関わらず、ブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）にて２００（本／ｍｍ^２）あたりに存在する。これは、ブラシ密度Ｄが２００（２００本／ｍｍ^２）を超えるクリーニングブラシ密度になると、ブラシ自体の繊維が細くなり、かきとり能力が低下するからである。

以上のように、ブラシ密度をＤ（本／ｍｍ^２）、デジタル潜像の１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）とすると、Ｄ×Ｓ≧０．０６、Ｄ≦２００とすることにより、クリーニング不良等が発生しない良好な画像形成が行えた。

また、ブラシの条件としては、素材としてはナイロン、レーヨン、ポリエステル、またはアクリルなどの種々の素材を適用することが可能である。

また、このブラシの織度としては、０.３×１０^−６ｋｇ／ｍ以上、２．２×１０^−６
ｋｇ／ｍ以下が良く、さらに、この範囲内においても、０.４×１０^−６ｋｇ／ｍ以上、
１．１×１０^−６ｋｇ／ｍ以下が好ましい。

また、ブラシの繊維密度Ｄとしては、１ｍｍ^２当たり１５．５本以上、好ましくは、１ｍｍ^２当たり４６．５本以上、１５５本以下とすることが好ましい。

また、図４に示す実施の形態においては、ブラシスクレーパ８ｅとして可撓性を有する、たとえば０.１ｍｍの厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるシートを
板金に貼り付け、その自由長を２ｍｍとし、クリーニングブラシ８ｄに対するスクレーパの侵入量βを１.０ｍｍとしている。

特に、表面の耐磨耗性が高い感光体を用いた場合、クリーニングブレードによって表面が削られないので、感光体表面に付着する異物を削ってリフレッシュする効果が減ってしまう。従って、長期的に感光体表面の劣化が進んでしまう。

感光体表面が劣化すると、感光体表面の滑り性が、特にクリーニングブレードに対する滑り性が低下するので、ブレードのビビリや、めくれが生じやすくなる。このようなブレードのビビリや、めくれを防止するために、クリーニングブラシによって感光体へトナーを塗布するのが好ましい。

また、本発明者が感光体２に対するブラシの侵入量αとクリーニングブラシに対するスクレーパの侵入量βとの関係に着目して、鋭意検討を行ったところ、α≧βを満足する関係が好ましいことを知見するに至った。

すなわち、感光体２に対するブラシの侵入量αよりも、クリーニングブラシに対するブラシスクレーパ８ｅの侵入量βが大きくなると、スクレーパでのブラシに対する掻き落としの作用が強くなりすぎる。これにより、感光体２に対するトナーの塗布量を十分に確保することが困難になる。

また、スクレーパシートの材質、厚み、自由長にもよるが、侵入量βを大きく設定しすぎると、耐久によりめくれが発生することとなる。さらに、スクレープ作用が強すぎると、像担持体への塗布量が十分に確保できなくなる可能性もある。

そこで、本発明者が検討を行ったところ、めくれを防止するのに、侵入量βを２．５ｍｍより小さく設定するのが良い。

〔第２の実施の形態〕
本発明に係る電子写真装置に好適な第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係る電子写真装置では、電子写真感光体として、光導電層（感光層）がシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成された感光体、所謂、アモルファスシリコ
ン感光体を用いている。アモルファス感光体は、耐磨耗性及び経時的な電気特性（特にＥ−Ｖ特性）の変化の少なさが優れているため、高耐久及び高寿命に好適な感光体である。本実施の形態では、その他の装置構成については、第１の実施の形態と同様な部分についての説明は省略する。また、感光体の外形や形状等も第１の実施の形態と同じである。

［感光体］
図７に、本発明に係わる電子写真感光体の一例を示す。このような電子写真感光体は、例えば、Ａｌやステンレス等の導電性材料からなる基体９０１上に、光導電層９０２及び表面保護層９０３を順次積層したものである（図７（ａ）参照）。

尚、これら層の他に、下部電荷注入阻止層９０４、上部電荷注入阻止層９０５、電荷注入層、反射防止層等の種々の機能層を必要に応じて設けてもよい。例えば、下部電荷注入阻止層９０４、上部電荷注入阻止層９０５等を設け、そのドーパントをIII族元素及びＶ
族元素等を選択することにより、正帯電、負帯電といった帯電極性の制御も可能となる（図７（ｂ）参照）。

基体形状は電子写真感光体の駆動方式等に応じた所望のものとしてよい。基体材質としては上記Ａｌやステンレスの如き導電性材料が一般的であるが、例えば、各種のプラスチックやセラミックス等、特には導電性を有しないものにこれら導電性材料を蒸着する等して導電性を付与したものも用いることができる。

光導電層９０２としては、例えば、シリコン原子と、水素原子又はハロゲン原子を含む非晶質材料（「ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）」と略記する）が代表的なものとして挙げられる。また、光導電層９０２の層厚としては高解像度潜像が形成できる条件と、製造コスト等を考慮すると２０μｍ以下が適当である。

更に、特性を向上させるために下部光導電層９０６と上部光導電層９０７のように複数の層構成にしてもよい（図７（ｂ）参照）。特に、半導体レーザーのように、比較的長波長であって且つ波長ばらつきの殆どない光源に対しては、こうした層構成の工夫によって画期的な効果が現れる。また、表面保護層９０３は帯電のための電荷注入層の役割を兼ねることができる。

また、光導電層９０２と表面保護層９０３の界面を連続的に変化させ、反射防止層を設け、当該部分の界面反射を抑制させるように制御してもよい。

上記のような感光体を用いて、例えば、６００ｄｐｉ（Ｓ＝１．８×１０^−３ｍｍ^２／ｄｏｔ）の解像度で二値潜像を形成して、ファーブラシとしては導電処理されたポリエステル繊維で、その繊度１.１×１０^−６（ｋｇ／ｍ）、密度ＤをＤ＝９３（本／ｍｍ^２）
として、Ｓ×Ｄ＝０.１７にて、１万枚の通紙試験を行ったが、クリーニング不良等も発
生せず、安定して高画質な画像形成が行えた。

〔第３の実施の形態〕
本発明に係る電子写真装置に好適な第３の実施の形態について説明する。

＜実施例３＞
本実施の形態においては、第１の実施の形態に対して、次の点を変更した。

プロセススピードを４００ｍｍ／ｓｅｃとし、ファーブラシの回転方向を感光ドラムとのニップで同方向となるようにし、その回転速度を１００ｒｐｍに設定した。

上記の設定にて解像度を８００ｄｐｉ、即ち、１画素面積Ｓ＝１．０×１０^−３（ｍｍ^２／ｄｏｔ）として、ブラシ密度ＤをＤ＝１８６（本／ｍｍ^２）とし、Ｓ×Ｄ＝０.１８
６で、ブラシ繊維の太さを１０〜５０μｍと変化させて、１０万枚の通紙試験を行った結果を下記表１に示す。

この結果より、クリーニングブラシ密度Ｄと１画素面積Ｓの積であるＤ×Ｓ≧０．０６、且つＤ≦２００を満たしていても、本実施例のように、高速且つ高解像度となると、ブラシの太さを２０〜５０μｍ程度の範囲内、更に好ましくは２５〜３５μｍの範囲内であることが好ましい。

これは、２０μｍ未満であると、ブラシの繊維が細くなり過ぎて、かきとり効果を十分に発揮できないためで、他方、５０μｍを超えると、ブラシ繊維が硬くなり過ぎて感光体表面を傷つけて、その傷からトナーがすり抜け、クリーニング不良となるためである。

以上、説明してきたように、1画素面積ＳとクリーニングブラシＤの密度を最適化する
ことで、薄膜感光体（感光層と表面層との和が２５μｍ以下）に形成した高密度な画像でのクリーニングを安定に行える提案を説明してきたが、上記クリーニングブラシの効果を更に補助する目的で、積極的に転写残トナーやクリーナ回収されたトナーを感光ドラム表面やクリーニングブラシに再塗布したり、あらかじめ装置の新品の状態でクリーニングブラシにトナーを仕込んでおいたりすることも有効である。

また、あらかじめ装置の新品の状態からクリーニングブラシに潤滑剤を担持させ、クリーニングブラシにより感光体へ潤滑剤を供給するようにしても良い。これによって、感光体の表面が滑らかになるので、クリーニングブレードのビビリや、めくれを防止することができる。潤滑剤としては、トナーにシリカ、酸化チタンなどを外添剤に混合するのが良い。

好ましくは、トナー１００重量部に対して、外添剤を５〜２０重量部を混合する。

潤滑剤に含まれる外添剤の一次粒径としては１０〜１００ｎｍのものが好ましい。粒径が１０ｎｍ以下であるとクリーニングブレードをすり抜ける成分が多くなりすぎ、安定した阻止層の形成が出来なくなる。

この時に、１０ｎｍ以下の外添剤粒子の通過を規制しようとしてクリーニングブレードの感光体に対する当接圧を上げると、クリーニングブレードの劣化が促進され、クリーニングシステムとしての満足な寿命が得られなくなる。

逆に外添剤の粒径を１００ｎｍ以上とすると、すり抜ける成分が少なくなり、ビビリが発生しやすい状況となる。

この時に、１００ｎｍ以上の外添剤を通過させようとしてクリーニングブレードの感光
体に対する当接圧を下げると、せき止めるべきトナーまでもがすり抜けてしまう。本実施例１で用いた球形重合トナーの場合は、粉砕トナーに比べ、トナー自体がすり抜け易いためより厳しい方向となる。

以上の実施の形態では、感光体として感光ドラムを用いていたが、感光ベルトを用いることもできる。また、感光体をレーザー光で露光する代わりに、ＬＥＤアレイを用いて露光することもできる。

感光体から現像剤像を受ける受像部材としては、既述した中間転写体の代わりに紙などの転写材を用いることもできる。カラー画像を形成する場合には、転写材は転写ドラムや転写ベルトのような転写材担持対によって担持されるようにするのが良い。

また、クリーニングブレードを設けずにクリーニングブラシだけによって感光体をクリーニングするようにしても良い。

さらに、上記説明のために用いた電子写真装置に拘束されることなく、公知の画像形成手段、装置に適応できることは言うまでもなく、様々な応用が可能である。

以上説明したように、感光層の層厚と表面層の層厚との合計の層厚が２５μｍ以下の感光体を使用し、感光体を帯電手段により帯電し、帯電された感光体に対して画像情報に応じて変調された露光光によって形成されたデジタル潜像を現像手段にて現像し、現像されたトナー画像を転写し、転写後の感光体を清掃手段で清掃することにより画像形成を行う画像形成方法において、感光体に接触するブラシを有し、ブラシ密度をＤ（本／ｍｍ^２）とし、デジタル潜像の１画素面積をＳ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）とした場合、Ｄ×Ｓ≧０．０６、Ｄ≦２００とすることで、感光体上の転写残トナーを均一にかきとり、散らすことでクリーニングの安定性を向上させ、長期にわたり、クリーニング不良等のない安定した画像形成が行える効果を有する。

図１は、本発明に好適な電子写真装置の概略構成断面図である。 図２は、画像露光スポット径と潜像コントラストの関係を説明する図である。 図３は、本発明に使用される画像露光装置の概略構成図である。 図４は、本発明に好適なクリーナ装置の概略構成断面図である。 図５は、転写残トナーの状態を観察した図である。 図６は、第１の実施の形態における１画素面積Ｓとブラシ密度Ｄによるクリーニング結果を示すグラフである。 図７は、第２の実施の形態のアモルファスシリコンドラムの層構成を説明する図である。

符号の説明

１ 電子写真装置
２ 感光体
４ 露光手段（レーザー発振器）
６ 現像手段（回転現像装置）
８ クリーニング手段（クリーニング装置）
８ａ クリーニングブレード
８ｄ クリーニングブラシ
８ｅ スクレーパ部材

Claims (1)

1. 感光層及び表面層を有し、前記感光層の厚さと前記表面層の厚さとの和が２５μｍ以下である感光体と、
   前記感光体に静電像を形成するために、デジタル画像信号に応じて前記感光体を露光する露光手段と、
   前記感光体に形成された静電像を現像剤で現像して、前記感光体上に現像剤像を形成する現像手段と、
   前記感光体に接触するクリーニングブラシを有し、前記現像剤像が受像部材へ転写された後に前記感光体から残留現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、を備える電子写真装置における、前記クリーニングブラシのブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）と前記静電像の１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）の設定方法であって、
   Ｄ×Ｓ≧０．０６、かつＤ≦２００で表される関係式を用いて、該関係式を満たすように、前記ブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）と、前記静電像の１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）とを設定することを特徴とするクリーニングブラシのブラシ密度Ｄ（本／ｍｍ^２）と静電像の１画素面積Ｓ（ｍｍ^２／ｄｏｔ）の設定方法。