JP6237672B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置に関する。

画像形成装置の分野では、感光体の帯電方式として、帯電ローラーなどの帯電部材を感光体に接触させる接触帯電方式が多く採用されている。
この接触帯電方式は、感光体に対して非接触のチャージャーワイヤーを用いるコロナ放電方式よりもオゾンやＮＯｘなどの放電生成物の発生量が少ないので、環境負荷の低減を図ることができる。他方、接触帯電方式は、感光体と帯電部材とが接触しているため、発生した放電生成物が少ないとはいえ、感光体表面に付着し易い。

感光体表面に付着した放電生成物が例えば高温高湿下で吸湿すると電気抵抗値が極端に低下するため、感光体表面上の静電潜像が乱れて、いわゆる像流れが発生し易くなる。
感光体上に付着した放電生成物を除去する構成として、従来、回転する感光体の表面に、ポリウレタンなどのゴム製のクリーニングブレードの先端部を感光体表面に押し付けて弾性変形させた状態で密着させ、感光体表面とクリーニングブレード間の摩擦力により、感光体表面とクリーニングブレードの両方を長期間に亘って極めて少しずつ減耗させながら、感光体上の放電生成物を除去する方法をとる構成が多い。

ところが、この構成をとると、感光体の感光層が少しずつ減耗していくので、感光体の帯電電位の安定性を長期に亘って維持できず、感光体の寿命が短いものとなっていた。
特許文献１には、感光体の長寿命化を図る構成として、感光層上に、感光層を保護するための樹脂層（以下、「オーバーコート層」という。）を設けた有機感光体を用いることにより、感光層の減耗や感光体の耐傷性を向上させた構成が開示されている。

特開２０１１−９５２９７号公報

しかしながら、オーバーコート層を最外層に有する感光体は、オーバーコート層が高硬度のため、ゴム製のクリーニングブレードを用いるとクリーニングブレードの方だけが減耗することが生じる。
このため、オーバーコート層を有する感光体とゴム製のクリーニングブレードの組み合わせでは、上記のような感光体表面を減耗させながら放電生成物を除去することができず、クリーニングブレードの弾性力による掻き取り力だけでは放電生成物の除去が困難になり、感光体上に放電生成物が蓄積していくことが生じ易い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、環境負荷を低減でき、感光体の長寿命化を図りつつ、放電生成物を含む残留物を可及的に感光体表面から除去することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、前記クリーニングブレードは、先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明の別の局面に係る画像形成装置は、帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、前記クリーニングブレードは、先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さく、前記十点平均粗さＲｚおよび最大高さＲｙは、前記感光体の回転軸に沿った方向における表面粗さを規定するものであることを特徴とする。
本発明のさらに別の局面に係る画像形成装置は、帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、前記クリーニングブレードは、先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さく、前記クリーニングブレードの表面は、研磨加工が施されており、前記研磨方向は、前記感光体の回転軸に沿った方向であることを特徴とする。
本発明のさらに別の局面に係る画像形成装置は、帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、前記クリーニングブレードは、先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さく、前記クリーニングブレードの表面を、当該クリーニングブレードの先端から距離Ｊだけ離れた位置Ｍまでの第１領域と、位置Ｍを挟んで先端側とは反対側の第２領域とに分けたとき、側面視において前記第１領域は、前記第２領域の仮想延長線に対して、当該第１領域の先端側が角度αだけ前記感光体表面から遠ざかる方向に傾いてなる傾斜面であり、当該第１領域に前記表面粗さの加工処理が施されており、前記クリーニングブレードの側面視において、当該クリーニングブレードの表面における第１領域と、前記感光体表面における当該クリーニングブレードが当接する当接位置の接線とのなす角をβ、前記感光体表面が単位走行距離、走行した場合における前記クリーニングブレードの前記接線と直交する方向の摩耗量をｈ、前記感光体表面の予想合計走行距離をｄとしたとき、以下の関係式を満たすことを特徴とする。Ｊ＞ｈ×（ｃｏｓα／ｓｉｎβ）×ｄ

また、前記保護層は、ＨＵ硬度が２５０〜３５０の範囲内であるとしても良い。
さらに、前記感光層の帯電極性が負であるとしても良い。
また、前記保護層は、金属酸化物粒子を含有する樹脂層により形成されたものであるとしても良い。
さらに、前記感光体は、回転体であり、前記クリーニングブレードは、先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｚが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さいとしても良い。

ここで、前記十点平均粗さＲｚおよび最大高さＲｚは、前記感光体の回転軸に沿った方向における表面粗さを規定するものであるとしても良い。
また、前記クリーニングブレードの表面は、研磨加工が施されており、前記研磨方向は、前記感光体の回転軸に沿った方向であるとしても良い。
さらに、前記クリーニングブレードの表面を、当該クリーニングブレードの先端から距離Ｊだけ離れた位置Ｍまでの第１領域と、位置Ｍを挟んで先端側とは反対側の第２領域とに分けたとき、側面視において前記第１領域は、前記第２領域の仮想延長線に対して、当該第１領域の先端側が角度αだけ前記感光体表面から遠ざかる方向に傾いてなる傾斜面であり、当該第１領域に前記表面粗さの加工処理が施されており、前記クリーニングブレードの側面視において、当該クリーニングブレードの表面における第１領域と、前記感光体表面における当該クリーニングブレードが当接する当接位置の接線とのなす角をβ、前記感光体表面が単位走行距離、走行した場合における前記クリーニングブレードの前記接線と直交する方向の摩耗量をｈ、前記感光体表面の予想合計走行距離をｄとしたとき、以下の関係式を満たすとしても良い。Ｊ＞ｈ×（ｃｏｓα／ｓｉｎβ）×ｄ
ここで、前記クリーニングブレードの側面視において、当該クリーニングブレードの先端のカット面と前記接線とのなす角度をγとしたとき、β＜γの関係を有するとしても良い。

また、前記角度βは、７°〜２０°の範囲内の値であるとしても良い。
さらに、前記角度βは、１０°〜１５°の範囲内の値であるとしても良い。
また、前記感光体表面に前記クリーニングブレードが当接している状態で、当該感光体の回転駆動トルクが０．１Ｎ・ｍ以下になるように構成されているとしても良い。
さらに、前記クリーニングブレードは、板ばねであり、その先端部が当該板ばねの復元力により前記感光体表面に押圧されているとしても良い。

上記のようにすれば、接触帯電方式の採用により環境負荷を低減でき、感光層よりも硬度の高い保護層を感光体に設けることにより感光体の長寿命化を図れる。また、ゴム製のクリーニングブレードのような先端部の弾性変形によらずに、金属製のクリーニングブレードの先端部で感光体表面に付着した放電生成物を掻き取ることができる。これにより、金属製のクリーニングブレードを用いても硬度の高い保護層により感光体に傷が付きにくく、安定したクリーニング性を長期に亘って維持することが可能になる。

プリンターの全体の構成を示す図である。 感光体ドラムと帯電ローラーとクリーナーの構成を拡大して示す図である。 図２の破線で示す感光体ドラムの部分Ｚの断面を示す図である。 クリーニングブレードの先端部が感光体ドラムの表面にカウンター方向に当接している様子を側面視したときの拡大模式図である。 研磨加工前のクリーニングブレードの先端部の様子を示す側面模式図である。 クリーニングブレードの表面の研磨に用いられる研磨台を示す模式図である。 クリーニングブレードの表面の研磨に用いられる研磨治具を示す模式図である。 プリンターのライフ中間期においてクリーニングブレードが感光体ドラムの表面と当接している様子を示す側面模式図である。 感光体ドラムの表面が単位走行距離だけ走行したと仮定した場合のクリーニングブレードの摩耗の様子を示す側面模式図である。 実施例と比較例のそれぞれにおける放電生成物による像流れの発生の有無などの実験結果を示す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という。）を例にして説明する。
（１）プリンターの全体の構成
図１は、プリンター１の全体構成を示す概略図である。
同図に示すようにプリンター１は、電子写真方式により画像を形成するものであり、画像プロセス部１０と、中間転写部２０と、給送部３０と、定着部４０と、制御部５０を備え、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置（不図示）からのジョブの実行要求に基づき、カラーの画像形成（プリント）を実行する。

画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の現像色に対応した作像部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有する。
作像部１０Ｙは、有機感光体である感光体ドラム１１と、その周囲に配された帯電ローラー１２、露光部１３、現像部１４、クリーナー１５などを備えている。
帯電ローラー１２は、矢印Ａで示す方向に回転する感光体ドラム１１の周面に接触して、矢印Ｂで示す方向に回転しながら感光体ドラム１１を帯電させる接触帯電方式のローラーである。

露光部１３は、帯電された感光体ドラム１１を光ビームＬにより露光して、感光体ドラム１１上に静電潜像を作像する。
現像部１４は、ハウジング１４１にＹ色のトナー粒子を含む現像剤を収容しており、感光体ドラム１１上の静電潜像をＹ色のトナーで現像する。これにより感光体ドラム１１上にＹ色のトナー像が形成される。ここで、トナーの平均粒子径は、例えば４〜５μｍであり、トナー粒子ごとに、その表面にはトナーの流動性や帯電性、クリーニング性などを向上させるための外添剤、例えば平均粒子径０．２μｍのシリカ（SiO₂）などの微粉末がトナーの製造時に添加されている。なお、外添剤としては、酸化チタン、アルミナなどの微粉末を用いることもできる。

感光体ドラム１１上に作像されたＹ色のトナー像は、中間転写部２０の中間転写ベルト２１上に一次転写される。
クリーナー１５は、一次転写後に感光体ドラム１１の表面に残ったトナー、紙粉、および帯電ローラー１２による帯電時に発生して感光体ドラム１１の表面に付着している放電生成物を金属製のクリーニングブレードにより除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。なお、他の作像部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋについても作像部１０Ｙと同様の構成であり、同図では符号が省略されている。

中間転写部２０は、駆動ローラー２４と従動ローラー２５に張架されて矢印方向に循環走行される中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を挟んで各作像部１０Ｙ〜１０Ｋの感光体ドラム１１と対向配置される一次転写ローラー２２と、中間転写ベルト２１を介して駆動ローラー２４と対向配置される二次転写ローラー２３を備える。
給送部３０は、シート、ここでは用紙Ｓを収容するカセット３１と、カセット３１から用紙Ｓを１枚ずつ搬送路３９に繰り出す繰り出しローラー３２と、繰り出された用紙Ｓを搬送する搬送ローラー３３、３４を備える。

定着部４０は、定着ローラー４１とこれに圧接される加圧ローラー４２を有する。
制御部５０は、画像プロセス部１０〜定着部４０の動作を統括的に制御し、円滑なジョブを実行させる。
具体的には、作像部１０Ｙ〜１０Ｋのそれぞれごとに、帯電ローラー１２により感光体ドラム１１を帯電させる。そして、受け付けたジョブに含まれるプリント用の画像データに基づき、作像部１０Ｙ〜１０Ｋの各露光部１３から光ビームＬを出射させる。

作像部１０Ｙ〜１０Ｋのそれぞれごとに、露光部１３から発せられた光ビームＬにより、帯電後の感光体ドラム１１上に静電潜像が作像され、その静電潜像がトナーにより現像されてトナー像が形成され、そのトナー像が一次転写ローラー２２の静電作用により中間転写ベルト２１上に一次転写される。
作像部１０Ｙ〜１０Ｋによる各色の作像動作は、各色のトナー像が、走行する中間転写ベルト２１の同じ位置に重ね合わせて転写されるように走行方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。

この作像タイミングに合わせて、給送部３０からは、カセット３１から用紙Ｓが二次転写ローラー２３に向けて搬送されて来ており、二次転写ローラー２３と中間転写ベルト２１の間を用紙Ｓが通過する際に、中間転写ベルト２１上に多重転写された各色トナー像が二次転写ローラー２３の静電作用により用紙Ｓに一括して二次転写される。
各色トナー像が二次転写された後の用紙Ｓは、定着部４０まで搬送され、定着部４０の定着ローラー４１と加圧ローラー４２との間を通過する際に加熱、加圧されることにより、用紙Ｓ上のトナーがその用紙Ｓに融着して定着される。定着部４０を通過した用紙Ｓは、排紙ローラー３５によって排紙トレイ３６上に排出される。

（２）感光体ドラムと帯電ローラーとクリーナーの構成
図２は、感光体ドラム１１と帯電ローラー１２とクリーナー１５の構成を拡大して示す図であり、図３は、図２の感光体ドラム１１の破線で示す部分Ｚの断面を示す図である。
図２に示すように、帯電ローラー１２は、金属製の回転軸１２１上に、導電性の弾性材料からなる弾性層１２２と、導電性の樹脂塗料からなる表面層１２３がこの順に積層されてなる。帯電ローラー１２は、感光体ドラム１１の回転軸方向（同図紙面垂直方向：以下、「ドラム軸方向」という。）に沿って長尺状になっている。

帯電ローラー１２の回転軸１２１には、不図示の電源部から出力される帯電バイアス電圧が印加される。本実施の形態では、感光体ドラム１１の帯電極性が負極性であるので、帯電バイアス電圧は、負極性（マイナス）の電圧になる。
帯電ローラー１２の回転軸１２１に帯電バイアス電圧が印加されると、弾性層１２２を介して表面層１２３に帯電バイアス電圧が供給され、帯電ローラー１２の表面層１２３と感光体ドラム１１の表面１１７との間に電位差が生じる。

この電位差により、パッシェン則に従って、帯電ローラー１２の表面層１２３と感光体ドラム１１の表面１１７との接触部分の近傍に近接火花放電が生じ、感光体ドラム１１が帯電される。このときの放電により、オゾンなどの放電生成物が発生し、発生した放電生成物が感光体ドラム１１の表面に付着する。
感光体ドラム１１は、図３に示すようにアルミからなる基体１１１の上に、アンダーコート（ＵＣＬ）層１１２、電荷発生層１１３（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）１１４、オーバーコート層（ＯＣＬ）１１５がこの順に積層されてなる。

電荷発生層１１３は、露光により電荷を発生する層であり、電荷輸送層１１４は、電荷発生層１１３で発生した正孔を輸送する層であり、アンダーコート層１１２は、電荷発生層１１３で発生した電子を基体１１１に導く層である。電荷発生層１１３と電荷輸送層１１４が感光層１１６に相当する。
オーバーコート層１１５は、電荷輸送層１１４を保護する保護層であり、金属酸化物を含有した樹脂からなり、電荷輸送層１１４上に塗布により形成される。塗布後のオーバーコート層１１５のＨＵ硬度は、例えば２５０〜３５０であり、感光層１１６よりも高硬度になっている。オーバーコート層１１５については、例えば上記特許文献１に詳しい。

具体的には、金属酸化物粒子を含有する樹脂層であり、樹脂層を構成する樹脂成分と金属酸化物粒子表面との間に化学結合を形成してなるものとすることができる。または、酸化物または水酸化物を用いて処理を行った後、不飽和結合またはエポキシ結合を有するシラン化合物を用いて処理を行った金属酸化物粒子の存在下で、重合性単量体を反応させて形成したものであるとすることができる。

感光体ドラム１１の最外層に高硬度のオーバーコート層１１５を設けることにより、接触帯電方式による放電への耐性が高く、金属製のクリーニングブレード１５１の当接による減耗を抑制することができ、感光体ドラム１１の長寿命化を実現できる。
オーバーコート層１１５の厚みについては、プリンター１の製品寿命（ライフ）の初期から末期までの間に減耗しても、電荷輸送層１１４の保護が可能な最低限の厚みが残るような厚みが実験などにより予め決められる。なお、オーバーコート層１１５の厚みを厚くしすぎると、オーバーコート層１１５は電荷輸送性が低いためにオーバーコート層１１５が電荷の移動を阻害したりオーバーコート層１１５の形成に要する材料が増えて高コストになったりする。従って、オーバーコート層１１５の厚みは、プリンター１のライフの初期から末期までの間を通じて、電荷輸送層１１４を保護でき、電荷の移動を阻害することなくコスト負担も少なくなるような範囲内の厚みに設計することが望ましい。本実施の形態では、一例として３μｍ〜４μｍ程度の厚みのオーバーコート層１１５が用いられる。

クリーナー１５は、ハウジング１５０と、クリーニングブレード１５１と、ブレード支持部材１５２と、廃トナー搬送スクリュー１５３と、トナーシール１５４などを備える。ハウジング１５０〜トナーシール１５４のそれぞれの部材は、ドラム軸方向に沿って長尺状になっている。
ハウジング１５０は、樹脂などからなり、クリーニングブレード１５１、ブレード支持部材１５２、廃トナー搬送スクリュー１５３、トナーシール１５４を保持し、感光体ドラム１１に対向する側に開口部１５９を有する。

クリーニングブレード１５１は、金属製の薄板からなり、金属材料としては耐腐食性の高いステンレス鋼、リン青銅、真鍮などがあげられ、特に高強度で疲労の少ないステンレス鋼が適している。クリーニングブレード１５１の厚みは、感光体ドラム１１への良好な追随性を確保するために、例えば０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ程度にすることが望ましい。
クリーニングブレード１５１は、その先端部１５ａが感光体ドラム１１の表面１１７（以下、「ドラム表面１１７」という。）に感光体ドラム１１の回転方向Ａとは反対方向（カウンター方向）に向いた姿勢で当接している。

クリーニングブレード１５１の、先端部１５ａとは反対側の基端部１５ｂは、ブレード支持部材１５２に固定支持されており、ブレード支持部材１５２は、ハウジング１５０の開口部１５９の下端縁部に固定支持されている。
クリーニングブレード１５１のブレード支持部材１５２への固定位置により、クリーニングブレード１５１の自由長が規定され、ブレード支持部材１５２のハウジング１５０への、感光体ドラム１１に対する遠近方向の固定位置により、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａのドラム表面１１７への当接角度が決まる。

クリーニングブレード１５１の先端側の自由長の部分が板ばねとなって、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａがドラム表面１１７に当接した状態で撓んで押圧される。この押圧力（当接力）の大きさは、クリーニングブレード１５１の板ばねの部分の復元力の大きさにより決まる。この押圧によりクリーニングブレード１５１の先端部１５ａがドラム表面１１７に密着して、一次転写後のドラム表面１１７に付着している残留トナーＴや放電生成物（不図示）を掻き取って感光体ドラム１１から除去する。

同図において残留トナーＴと一緒にドラム表面１１７に付着している粒子Ｇは、トナー粒子Ｔから離脱した遊離外添剤を示している。外添剤のトナー粒子からの離脱は、現像部１４のハウジング１４１内で現像剤が撹拌搬送される際が多い。
具体的には、ハウジング１４１内で現像剤が撹拌搬送される際に各トナー粒子Ｔが現像部１４内の搬送ローラーや規制ブレード（不図示）などに当たったときに機械的なストレスがトナー粒子Ｔに加わる。このストレスにより、トナー粒子Ｔに添加されている外添剤（微粉末）のうち一部の粒子Ｇがトナー粒子Ｔの表面から離脱する。離脱した外添剤の粒子Ｇは、ハウジング１４１内に留まるものもあれば、現像時にトナー粒子Ｔに付いたままトナー粒子Ｔと一緒にドラム表面１１７に移動するものある。

感光体ドラム１１に移動した外添剤の粒子Ｇは、一次転写時にドラム表面１１７から用紙Ｓに移動して付着するものもあれば、そのままドラム表面１１７に残るものもある。同図の外添剤の粒子Ｇは、ドラム表面１１７に残ったものを示している。また、一次転写後にドラム表面１１７に残ったトナー粒子Ｔがクリーニングブレード１５１に接触したときの衝撃でトナー粒子Ｔの表面から外添剤の粒子Ｇが離脱する場合もあり得る。

通常、外添剤は無色透明の素材からなる微粉末であり、トナー粒子Ｔから離脱する粒子Ｇは一部のものだけなので、用紙Ｓに付着しても画質低下の原因にはならない。
一次転写後にドラム表面１１７に残った外添剤の粒子Ｇは、クリーニングブレード１５１により掻き取られるものが多いが、一部はドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１との間の隙間に介在するものもある。この介在した外添剤の粒子Ｇが潤滑剤となって、ドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１間の接触摩擦が軽減される。

この接触摩擦の軽減のために、本実施の形態では後述のように感光体ドラム１１上に残留したトナー粒子Ｔについてはドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１間への介在を許さず、外添剤の粒子Ｇについてはその介在を許すように、クリーニングブレード１５１の面１５ｄの表面粗さが規定されている。
ドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１との間の隙間に介在している外添剤の粒子Ｇのうち、一部の粒子はクリーニングブレード１５１を通過する。このクリーニングブレード１５１を通過した外添剤の粒子Ｇは、感光体ドラム１１が何回転かする間に、一次転写時に用紙Ｓに移動したり、クリーニングブレード１５１により掻き取られたりするが、これと並行して、新たな外添剤の粒子Ｇが現像部１４から感光体ドラム１１に移動する。従って、ドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１との間の隙間には、ある程度の量の外添剤の粒子Ｇが常時、保持されている状態になる。

クリーニングブレード１５１を金属製の薄板としつつ、ドラム表面１１７に残った外添剤の粒子Ｇを潤滑剤として利用することにより、ゴム製のクリーニングブレードを弾性変形によりドラム表面１１７に密着させる構成に比べて、感光体ドラム１１の回転駆動トルクの低減を図れる。
なお、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａの、感光体ドラム１１と接触する部分におけるドラム軸方向の両端の隅角部には、Ｒ形状を設けることが望ましい。クリーニングブレード１５１の先端部１５ａの隅角部がドラム表面１１７に突き刺さるような状態になって傷を付けるのを防止するためである。Ｒ形状の大きさ（半径）は、例えば１ｍｍ〜４ｍｍの範囲内とすることができるが、これに限られず、装置構成に適した大きさが予め決められる。

廃トナー搬送スクリュー１５３は、ハウジング１５０の内部に配置され、クリーニングブレード１５１により感光体ドラム１１から掻き取られ、ハウジング１５０の開口部からハウジング１５０の内部に入った残留トナーや放電生成物などの残留物を廃トナー搬送スクリュー１５３の軸方向に搬送して、不図示の廃トナーボックスに収容させる。
トナーシール１５４は、ハウジング１５０の開口部１５９の上端縁部の、クリーニングブレード１５１よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側の位置に配置され、感光体ドラム１１からクリーニングブレード１５１により掻き取られた後、ハウジング１５０の内部で浮遊している残留トナーなどが、ハウジング１５０の開口部からハウジング１５０の外に出て、感光体ドラム１１の周辺に飛散するのを防止する。

（３）クリーニングブレードの構成
図４は、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａがドラム表面１１７にカウンター方向に当接している様子を側面視したときの拡大模式図である。同図のＸ軸方向をクリーニングブレード１５１の幅方向、Ｙ軸方向（ドラム軸方向に相当）をクリーニングブレード１５１の長さ方向、Ｚ軸方向をクリーニングブレード１５１の厚み方向という。

クリーニングブレード１５１の先端部１５ａにおいて、クリーニングブレード１５１の厚み方向Ｚに沿った面（ドラム軸方向に垂直な断面）１５ｃをカット面という。また、クリーニングブレード１５１の主面１５ｅ，１５ｎのうち、ドラム表面１１７と対向する側の面を表面１５ｅ、対向しない側の面を背面１５ｎという。
さらに、表面１５ｅを、カット面１５ｃが位置する先端から幅方向Ｘに沿って距離Ｊだけ離れた位置Ｍまでの第１領域１５ｄと、位置Ｍから先端側とは反対方向（基端部側）の第２領域１５ｕとに分けたとき、第１領域１５ｄが所定の表面粗さの平滑面になるように予め研磨加工が施されている領域になり、第２領域１５ｕが研磨加工の施されていない領域になる。また、位置Ｍが第１領域１５ｄと第２領域１５ｕの境界になる。以下、第１領域１５ｄを研磨領域１５ｄという。

図４では、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄのうち、カット面１５ｃと隣接している部分１５ｍがドラム表面１１７に当接している様子を示している。なお、ドラム表面１１７は、本来、断面円弧になるが、同図ではクリーニングブレード１５１の部分１５ｍがドラム表面１１７に当接している位置における接線をドラム表面１１７とみなして直線で示している。矢印Ｅで示す方向がドラム表面１１７の移動（走行）方向になる。

（４）クリーニングブレードの研磨加工について
図５は、研磨加工前のクリーニングブレード１５１の先端部１５ａの様子を示す側面模式図であり、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａの表面１５ｅの先端部分１５ｆが研磨により削り取られる部分を示しており、破線１５ｄが研磨後の研磨領域１５ｄを示している。

クリーニングブレード１５１の表面１５ｅを側面視で直線としたとき、研磨加工前の表面と研磨加工後の研磨領域１５ｄとのなす角が角度α（例えば、５°）になるように、クリーニングブレード１５１の幅方向Ｘにおいて、カット面１５ｃから距離Ｊの位置Ｍまでの部分が研削される。換言すると、側面視において研磨領域１５ｄ（第１領域）は、クリーニングブレード１５１の表面１５ｅにおける第２領域１５ｕの仮想延長線１５ｊに対して、位置Ｍを中心に当該研磨領域１５ｄの先端側が角度αだけドラム表面１１７から遠ざかる方向に傾いてなる傾斜面といえる。

クリーニングブレード１５１の研磨は、図６に示す研磨台９０にクリーニングブレード１５１を固定した状態で、図７に示す研磨治具９５を用いて行うことができる。
クリーニングブレード１５１の研磨台９０への固定は、図６に示すように、平滑度の高い研磨台９０に予め設けられた２つのピン９１に、クリーニングブレード１５１に予め設けられた２つの透孔１５ｇを嵌め合わせることにより行われる。クリーニングブレード１５１の透孔１５ｇは、クリーニング性を阻害しない所定位置に設けられる。

クリーニングブレード１５１の研磨は、図７に示すようにクリーニングブレード１５１が研磨台９０に固定された状態で、研磨治具９５における平滑度の高い表面９５ａをクリーニングブレード１５１の先端部分１５ｆに接触させた状態で、不図示の研磨機を用いてＤ方向（ドラム軸方向に沿った方向）に往復移動することにより行われる。研磨治具９５の表面９５ａには、研磨粒子であるアルミナ粒子（粒子径が例えば、０．３μｍ〜１０μｍ）が蒸着されている。

研磨治具９５の研磨により、図５に示す長さＪの範囲で角度αだけ傾斜した平滑面からなる研磨領域１５ｄが形成されるように、研磨治具９５の、クリーニングブレード１５１の先端部分１５ｆへの接触角と接触面積が調整される。
研磨は、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄの表面粗さ、ここではＪＩＳ
Ｂ ０６０１（１９９４）に準拠した十点平均粗さＲｚと最大高さＲｙが所定範囲になるように行われる。

具体的には、研磨領域１５ｄの十点平均粗さＲｚが、現像部１４に収容されているトナー粒子Ｔの表面から離脱してドラム表面１１７に付着している外添剤Ｇの粒子、本実施の形態ではシリカ粒子の平均粒子径（＝０．２μｍ）よりも大きく、研磨領域１５ｄの最大粗さＲｙが、現像部１４に収容されているトナー粒子の平均粒子径（＝４〜５μｍ）よりも小さくなるという範囲である。

ここで、トナーと外添剤のそれぞれの平均粒子径は、メジアン径（ｄ５０）で表すことができる。メジアン径（ｄ５０）は、全粒子の粒径分布から、個数として累計５０％に位置する粒子の粒径を平均粒子径とすることにより算出される。測定器としては、トナーについては湿式フロー式粒子径・形状分析装置、例えばＦＰＩＡ−３０００（シスメックス社製）を用いることができ、外添剤についてはレーザー回析・散乱式粒子径分布測定装置、例えばマイクロトラックＭＴ３３００II（マイクロトラックベル社製）を用いることができる。

一方、表面粗さは、ドラム軸方向に沿った基準長さを０．２５ｍｍ、評価長さを１．２５ｍｍとしたときのものである。以下、十点平均粗さＲｚと最大高さＲｙを表面粗さＲｙ，Ｒｚという。
本実施の形態では一例として、０．２μｍ＜表面粗さＲｚ＜０．４μｍ、表面粗さＲｙ＜４μｍとしている。なお、トナー粒子の平均粒子径がある程度の幅を有する場合には、表面粗さＲｙ＜トナー粒子の平均粒子径の最小値の関係になる。

また、トナー粒子の外添剤として異なる複数種類のものが添加されており、その複数の外添剤が遊離外添剤になるような場合には、径が最大の外添剤の平均粒子径との関係でＲｚが規定される。
このように現像部１４内の現像剤に含まれるトナー粒子Ｔとこれに添加されている外添剤の粒子Ｇのそれぞれの平均粒子径との関係で、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄの表面粗さＲｙ，Ｒｚを規定しているのは、ドラム表面１１７上の残留トナーのクリーニング性の確保および金属製のクリーニングブレード１５１をドラム表面１１７に当接させることによる感光体ドラム１１表面の傷つきを防止するためである。

すなわち、表面粗さＲｙをトナー粒子の平均粒子径よりも小さくすることにより、一次転写後のドラム表面１１７上に付着している残留トナーが感光体ドラム１１の回転により、クリーニングブレード１５１のドラム表面１１７と当接している部分１５ｍ（クリーニング位置）に達したときに、ドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１間の隙間をすり抜けることが防止され、残留トナーのクリーニング性を確保できる。

また、表面粗さＲｚを外添剤の平均粒子径よりも大きくとることにより、一次転写後のドラム表面１１７上に付着している外添剤の粒子Ｇがクリーニング位置に達したときに、クリーニングブレード１５１のカット面１５ｃが壁面となって、カット面１５ｃのうちドラム表面１１７に近い側の端部１５ｈのところに溜まり、その溜まった外添剤の各粒子のうちの一部が当接面１５ｄの表面粗さによる凹部に入り込んでドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１の間の隙間に介在する。

つまり、外添剤の粒子Ｇがドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１との間の隙間に保持され、それぞれの外添剤の粒子Ｇがクリーニングブレード１５１の表面粗さによる凹部に入り込んだ状態で転動することにより、これが潤滑剤となって、クリーニングブレード１５１のドラム表面１１７との接触部分の摩擦が軽減され、摩擦力の増大により生じるクリーニングブレード１５１によるドラム表面１１７への傷つきが防止される。

また、外添剤の粒子Ｇがカット面１５ｃのところに溜まることにより、この外添剤の粒子Ｇの溜まりがドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１間の隙間に残留トナーの粒子が入ろうとするのを阻む壁になって、残留トナーのクリーニング性が向上する。
表面粗さＲｙ，Ｒｚは、ドラム軸方向に沿った方向（クリーニングブレード１５１の長さ方向Ｙに相当）における基準長さに基づき測定される。これは、次の理由による。

すなわち、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄのうち、ドラム表面１１７に当接する部分１５ｍは、ドラム軸方向に沿った線状のエッジ部分になる。このため、クリーニングブレード１５１の長さ方向Ｙにおける表面粗さを規定すれば、ドラム表面１１７とクリーニングブレード１５１との間の隙間にドラム軸方向に沿った、外添剤の多数の粒子Ｇからなる線状の潤滑剤層が介在したような状態になり易くなる。一方でクリーニングブレード１５１の幅方向Ｘにおける表面粗さを規定した場合、ドラム表面１１７には、幅方向Ｘに部分１５ｍしか接していないので、長さ方向Ｙで規定する場合と比べると上記の外添剤Ｇの保持の効果が得られ難いからである。

図４は、プリンター１のライフ初期として、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄのうち、幅方向Ｘの先端部分がドラム表面１１７に当接する部分１５ｍになっている例を示している。ところが、長期に亘ってクリーニングブレード１５１がカウンター方向に、回転する感光体ドラム１１表面に当接し続けると、上記のように外添剤が潤滑剤としての機能を果たしていても、クリーニングブレード１５１とドラム表面１１７との間に生じる摩擦により、クリーニングブレード１５１が徐々に減耗していく。

これにより、プリンター１のライフ初期から末期にかけて、クリーニングブレード１５１のドラム表面１１７と当接する部分１５ｍの位置が研磨領域１５ｄの範囲内で先端から基端部１５ｂの方に徐々に遷移していく。
図８は、プリンター１のライフ中間期においてクリーニングブレード１５１がドラム表面１１７と当接している様子を示す側面模式図である。

同図から、プリンター１のライフ初期から中間期までの間に、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄのうち、カット面１５ｃからドラム表面１１７と現在、当接している部分１５ｍまでの領域１５ｐがすり減っていることが判る。研磨領域１５ｄのうち、領域１５ｐを除く残りの領域１５ｑが上記の表面粗さＲｙ，Ｒｚの規定範囲の領域になる。
同図では、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａを幅方向Ｘに沿って真っ直ぐな状態で示しているが、実際には図２に示すようにクリーニングブレード１５１の先端部１５ａは、撓んだ状態になっている。また、図８に示すようにドラム表面１１７は、実際には破線１１ａで示すように断面円弧になっている。

これにより、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄがすり減るに連れて、すり減った領域１５ｐの全面がドラム表面１１７に一様に接するのではなく、ドラム表面１１７の曲率とクリーニングブレード１５１の先端部１５ａの撓みに応じて、研磨領域１５ｄの範囲内で、すり減った領域１５ｐに隣接する部分１５ｍがドラム表面１１７に当接する新たな部分として現れることが続く。従って、クリーニングブレード１５１のすり減りの量に応じて、ドラム表面１１７と当接する部分１５ｍの位置がカット面１５ｃから基端部１２ｂの方に徐々に移動していくことになる。

プリンター１のライフ初期から末期までの間、クリーニングブレード１５１のドラム表面１１７と当接する部分１５ｍの移動が研磨領域１５ｄの範囲内に収まれば、予め規定された表面粗さＲｙ，Ｒｚを有する研磨領域１５ｄ内のいずれかの部分１５ｍがドラム表面１１７に常に当接している状態になり、上記のクリーニング性の向上とドラム表面１１７の傷つき防止を実現できることになる。

換言すると、上記のクリーニング性の向上とドラム表面１１７の傷つき防止を実現するには、プリンター１のライフ初期から末期までの間に亘ってクリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄ内のいずれかの部分１５ｍがドラム表面１１７に当接している状態になるように、研磨領域１５ｄの幅方向Ｘの長さＪを規定すれば良い。
図９は、ドラム表面１１７が単位走行距離だけ走行したと仮定した場合のクリーニングブレード１５１の摩耗の様子を示す側面模式図であり、走行開始時のドラム表面１１７を実線で示し、走行終了時のドラム表面１１７ａを一点鎖線で示している。

また、ドラム表面１１７が単位走行距離、走行したときのクリーニングブレード１５１の摩耗量をｈで示している。摩耗量ｈは、走行開始時のドラム表面１１７におけるクリーニングブレード１５１との接触位置の接線１１７に直交する方向の長さを示している。
さらに、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄ（平滑面）の延長線と表面１５ｅ（第２領域１５ｕ）とのなす角をαとする。また、研磨領域１５ｄと、ドラム表面１１７におけるクリーニングブレード１５１との接触位置の接線１１７とのなす角（実行当接角）をβとする。

プリンター１のライフ初期から末期までの間における感光体ドラム１１の予想総回転数にドラム表面１１７の周方向長さを乗算して得られる値（ドラム表面１１７の予想合計走行距離）をｄ、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄの幅方向Ｘにおける距離（表面処理長さ）をＪとすると、次の関係式で距離Ｊを規定できる。
Ｊ＞ｈ×（ｃｏｓα／ｓｉｎβ）×ｄ・・・（式）
この関係式を用いて距離Ｊの大きさを規定すれば、プリンター１のライフ初期から末期までの間に亘ってクリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄ内のいずれかの部分１５ｍがドラム表面１１７に当接している状態とすることが可能になる。

例えば、ドラム表面１１７の単位走行距離１ｋｍ当たりの摩耗量ｈが２μｍ、予想合計走行距離ｄが５０ｋｍ、α＝５°，β＝１５°とすると、距離Ｊは、３８５μｍになるので、クリーニングブレード１５１の表面１５ｅを先端から４００μｍ程度の範囲を研磨加工すれば良いことになる。距離（表面処理長さ）Ｊが大きくなるほど、研磨加工すべき範囲が広くなって、加工時間や加工費がかかる。このことから、距離Ｊを上記（式）で規定する条件を満たす範囲内で最小値またはこれに近い値とすることにより、研磨加工の範囲を最小限に留めて、加工時間や加工費を抑制することができる。

なお、上記ではクリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄの延長線と表面１５ｅとの間に角度αを有する構成例を説明したが、例えば角度αを０°とする構成をとることもできる。角度αが０°ということは、図５に示すクリーニングブレード１５１の表面１５ｅのうち、カット面１５ｃから部分Ｍまでの実線１５ｊで示す領域が研磨領域になる。
角度α＞０°とする構成の方が角度α＝０°とする構成よりも角度βを小さくとることができ、角度βが小さくなるほど、図４に示す角度γが大きくなる。この角度γは、ドラム表面の接線１１７とクリーニングブレード１５１のカット面１５ｃとのなす角である。

角度γを大きくとることにより、クリーニングブレード１５１のカット面１５ｃがドラム表面１１７に付着している残留トナーや放電生成物を掻き取り、掻き取った残留トナーなどを表面１５ｄとは反対側の背面１５ｎに逃がして除去し易くなる。
一方で角度βが小さくなるほど、プリンター１のライフを通してクリーニングブレード１５１が徐々に減耗していった場合でも、研磨領域１５ｄがドラム表面１１７と接触し易くなる。

具体的には、図８において仮に角度βが極端に大きい場合を想定すると、クリーニングブレード１５１のすり減った領域１５ｐのうち、カット面１５ｃに近い側の部分が主にドラム表面１１７に当たるようになり易い。このすり減った領域１５ｐは、表面粗さＲｙ，Ｒｚの規定範囲外であることが想定されるので、すり減った領域１５ｐがドラム表面１１７に当接した場合、表面粗さＲｙ，Ｒｚが規定範囲である領域１５ｑに比べて、クリーニングブレード１５１とドラム表面１１７間の摩擦力が高くなるなどに起因して、ドラム表面１１７の傷つきが生じ易くなる。

逆に、角度βが小さいほど、クリーニングブレード１５１の研磨領域１５ｄのうち、すり減った領域１５ｐがドラム表面１１ａ（破線）から遠ざかりつつ、すり減った領域１５ｐに隣接する部分１５ｍが主にドラム表面１１７に当たるようになり易い。従って、上記表面粗さＲｙ，Ｒｚによるクリーニング性の向上やドラム表面１１７の傷つきが防止され易くなる。

ところが、角度βを小さくしすぎると、クリーニングブレード１５１の先端部１５ａの撓みが小さくなって、ドラム表面１１７に対する当接圧が下がり、ドラム表面１１７上の放電生成物の掻き取り力の低下によりクリーニング性が低下し易い。
角度βの最適範囲は、装置構成によってある程度は異なるが、一般のプリンターの構成では、７°〜２０°の範囲内が好ましく、その範囲内のうち１０°〜１５°の範囲内がより望ましい。また、角度βとγは、β＜γの関係とすることが望ましい。

上記では、クリーニングブレード１５１の、ドラム表面１１７に当接する部分１５ｄに対する平滑加工として、研磨治具９５を用いた機械研磨を行うとしたが、この方法に限られない。例えば、布によるバフ研磨、電解研磨、化学研磨などの方法がある。いずれか一つの方法、または複数を組み合わせるとしても良い。
また、研磨に限られない。表面粗さＲｙ，Ｒｚが所定範囲になるような平滑面に加工できる方法であれば良く、例えばコーティングによる方法などをとることもできる。コーティングによって、クリーニングブレード１５１の表面１５ｅにクリーニングブレード１５１とは異なる材料の被膜が付着され、この被膜の厚みをクリーニングブレード１５１の先端のカット面１５ｃから基端部１５ｂに向かって漸増していくことにより上記の角度αが形成されるように構成することもできる。

コーティングの種類には、例えばＤＬＣ（diamond-like carbon）、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、ＰＶＤ（physical vapor deposition）、またはＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）によるコーティングなどがある。
また、カット面１５ｃ側にも加工処理が施される方法もあり得るが、その方法でも良い。いずれか１つの加工処理、２以上の異なる加工処理を組み合わせるとしても良い。

さらに、上記ではクリーニングブレード１５１の表面粗さＲｙ，Ｒｚを、トナー粒子と外添剤の粒子のそれぞれの平均粒子径との関係で規定する例を説明したが、上記の範囲で、かつ感光体ドラム１１の表面粗さと同程度にすることにより、さらなるドラム表面１１７の傷つき防止を図ることもできる。上記ではクリーニングブレード１５１が減耗することだけを説明したが、ドラム表面１１７もある程度、減耗する場合もあり得る。

（５）実施例による実験結果について
図１０は、実験機により、感光体駆動トルク、放電生成物による像流れ、ブレード摩耗によるＣＬ不良、感光体傷、感光体減耗について評価した結果を示す図である。
ここで、実験機としては、コニカミノルタ社製bizhub C654eを基に、帯電システムをコロナ帯電チャージャーから帯電ローラーに改造するとともに、感光体ドラムとクリーニングブレードを図１０に示す実施例１〜１０と比較例１〜７のそれぞれに示す条件に基づき変更したものを用いた。帯電システム、感光体ドラム、クリーニングブレード以外については、bizhub C654eの構成をそのまま使用した。

帯電ローラーには、径８ｍｍの芯金の外周に厚み２ｍｍの導電性ゴムの層を設け、導電性ゴムの表面に導電性塗料をコーティングしたものを用いる。帯電ローラーは、感光体ドラムの表面に接触した状態で、感光体ドラムに従動回転するように構成されている。帯電ローラーに供給される帯電バイアスは、ＤＣにＡＣを重畳したものが用いられる。
金属製のクリーニングブレードの共通の条件としては、厚みが５０μｍ、平滑加工処理が機械研磨、角度β＜γ、表面処理長さＪが上記の（式）の条件を満たしている。

同図に示す各項目について説明する。
ブレード材料とは、クリーニングブレードの材料を示す。
ブレード表面粗さとは、クリーニングブレードの表面粗さＲｚ，Ｒｙを示す。
感光体ＯＣＬとは、感光体ドラムにオーバーコート層（ＯＣＬ）が設けられているか否かを示す。なお、オーバーコート層が設けられていない感光体ドラムは、感光層のＣＴＬが表面層になっている。

感光体表面ＨＵ硬度とは、感光体ドラムの表面の硬度をユニバーサル硬さ（ＨＵ）で示す。ユニバーサル硬さは、超微小硬度計で測定されるため、薄膜等のごく薄い表面層の硬さ測定が可能である。
感光体駆動トルクとは、ライフ初期および耐久プリント後のそれぞれの感光体ドラムの駆動トルクを測定したときに、測定値が目標の０．１Ｎ・ｍ以下を満たすか否かの評価結果を、満たす場合を○印で示し、満たさない場合を×印で示している。

ここで、耐久プリントとは、横通紙されたＡ４サイズの用紙に全面の印字率を２５％とした画像をプリントする動作を、１０Ｋ（Ｋは、１０００枚）枚の用紙のそれぞれに連続して実行した場合を示している。横通紙とは、１枚の用紙の短辺が用紙搬送方向に沿った姿勢で用紙が搬送される搬送姿勢をいう。
駆動トルクの測定は、感光体ドラムの回転軸と駆動モーターとの間の駆動力伝達経路の途中にトルク−電圧変換機を介在させ、変換された電圧値から駆動トルクを読みとることにより行われた。

ライフを通して感光体駆動トルクを０．１Ｎ・ｍ以下とすることにより、感光体ドラム１１を回転駆動するモーターにかかる負荷を低く抑えることができ、小型のモーターの使用が可能になり、節電かつ低コスト化を実現できる。
感光体駆動トルクは、クリーニングブレードの自由長の長さ、クリーニングブレードのドラム表面に対する当接角、クリーニングブレードの材料などの所定の設定条件により変わるので、０．１Ｎ・ｍ以下になるように各条件が予め設計される。なお、ゴム製のものに比べて金属製の方がドラム表面との摩擦力の低減により感光体駆動トルクを低く抑えることができるので、それだけ設計の自由度が広がる。

放電生成物による像流れとは、耐久プリント後の感光体ドラムとクリーニングブレードを用いて２×２のドット画像をプリントしたときに像流れが発生したか否かの評価結果を、像流れが発生しなかった場合を○印で示し、発生した場合を×印で示している。
ここで、耐久プリントとは、横通紙されたＡ４サイズの用紙に全面の印字率を２５％とした画像をプリントする動作を１Ｋ枚の用紙のそれぞれに連続して実行した場合を示している。この耐久プリント後、像流れが発生し易いＨＨ（高温高湿）環境において、実験機を８時間放置して、上記の２×２のドット画像をプリントした。ＨＨ環境は、温度３０℃、湿度８５％の環境である。なお、２×２のドット画像とは、縦横に２つずつのドット画像をマトリクス状に配置した画像をいう。

用紙にプリントされた２×２のドット画像をルーペで目視し、ドットが形成されており、像流れが発生していない場合を○印とし、ドットが形成されず、画像がぼけている場合を像流れが発生しているとして×印とした。
ブレード摩耗によるＣＬ不良とは、耐久プリント後のクリーニングブレードを用いて、ＬＬ（低温低湿）環境とＨＨ環境のそれぞれにおいて、一次転写を行わないベタ画像を感光体ドラム上でクリーニングしたときにクリーニングできずに感光体ドラム上に残ったトナーを目視で確認したときのクリーニング性の評価結果を示している。なお、ＬＬ環境は、温度１０℃、湿度１５％の環境である。

クリーニング不良が全く見られない場合を○印で示し、クリーニング不良が確認されるが、画像品質上では問題がない場合を△印で示し、クリーニング不良があり、画像品質上、問題になる場合を×印で示している。なお、耐久プリントとは、上記の感光体駆動トルクの評価のときの耐久プリントと同じ条件によるものである。次に説明する感光体傷についても同じである。

感光体傷（傷によるＣＬ不良）とは、耐久プリント後の感光体ドラムの表面を観察したときの傷の有無の評価結果を示している。この観察には、デジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−５００Ｆ キーエンス社製）が用いられた。傷が全く見られない場合を○印で示し、傷はあるがクリーニング不良や画像品質上では問題がない場合を△印で示し、傷があり、画像品質上、問題になる場合を×印で示している。

感光体減耗（耐久性）とは、耐久プリント後の感光体ドラムの感光層の機能の維持評価の結果を示している。この耐久プリントとは、横通紙されたＡ４サイズの用紙に全面の印字率を２５％とした帯チャートをプリントする動作を１０Ｋ枚の用紙のそれぞれに連続して実行した場合を示している。
感光体減耗の評価は、耐久プリント後の感光体ドラムの感光層の厚みを測定することにより行われた。感光体ドラム表面の減耗量は、累積プリント枚数に対して線形性を有するので、耐久プリント後に測定した感光層の厚みからライフ末期での厚みを予測し、予測した厚みが感光層の機能を満たす厚みを維持しているか否かが評価された。

ライフ末期でも感光層の機能を満たすことができる厚みを有する場合を○印で示し、○印のものよりも感光体ドラム表面の減耗量が多いが、感光層の最低限以上の機能を維持しており、画像品質上では問題がない場合を△印、ライフ末期になると感光層の機能を満たすことができる厚みを有しない（感光層の機能を満たさないほど減耗している）場合を×印で示している。

実験結果から、金属製（実験ではステンレス鋼）のクリーニングブレードの効果として、実施例１〜１０のいずれにおいても、比較例４〜７のポリウレタンゴム（以下、「ゴム製」という。）のブレードとは異なり、感光体駆動トルクを低減できることが判る。また、感光体ドラム表面への放電生成物の蓄積により感光体ドラム表面の摩擦係数が大きくなり、比較例４〜７のようなゴム製のブレードでは駆動トルクが増大し易いが、実施例１〜１０では、このような放電生成物の蓄積による感光体ドラムの駆動トルクの増大が生じていないことも判る。

放電生成物による像流れを見ると、実施例１〜１０のいずれにおいても、オーバーコート層を有する感光体ドラムと接触帯電方式および金属製のクリーニングブレードの組み合わせにより、放電生成物の除去により像流れが発生していないことが判る。比較例４は、ゴム製のクリーニングブレードとオーバーコート層を有しない感光体ドラムとの組み合わせであり、感光体ドラムの表面とクリーニングブレードの両方が減耗しながら放電生成物が除去されるので、像流れが発生していない。これに対し、比較例５〜７は、ゴム製のクリーニングブレードとオーバーコート層を有する感光体ドラムとの組み合わせであり、ゴム製のクリーニングブレードでは、感光体ドラムのオーバーコート層が削り難く、感光体ドラム上の放電生成物を除去できないので、像流れが発生している。

ブレード摩耗によるＣＬ不良については、実施例１〜１０のいずれにおいても、画像品質上、問題となるクリーニング不良が発生していないことが判る。なお、実施例６、７、１０では、評価結果が△になっている、これは、感光体ドラムの表面のＨＵ硬度が他の実施例よりも高く、感光体ドラムの表面がかなり硬いために、金属製であってもクリーニングブレードの摩耗が他の実施例よりも大きくなったものと考えられる。

比較例３の評価結果が×になっているのは、金属製のクリーニングブレードの表面粗さＲｙがトナー粒子の平均粒子径よりも大きいので、感光体ドラム表面の残留トナーがクリーニングブレードの表面粗さの凹の部分を通過し易くなって、クリーニング不良が発生したものと考えられる。
また、比較例６，７の評価結果が×になっているのは、ゴム製のクリーニングブレードとオーバーコート層を有する感光体ドラムとの組み合わせのために、ゴム製のクリーニングブレードの方だけが早期に摩耗したからであると考えられる。

感光体傷については、実施例１〜１０のいずれにおいても、高硬度のオーバーコート層を有する感光体ドラムを用いているので、金属製のクリーニングブレードを用いても、問題となる感光体傷が発生していないことが判る。なお、実施例８〜１０では、評価結果が△になっている。これは、次の理由によると考えられる。すなわち、実施例８〜１０は、金属製のクリーニングブレードの表面粗さＲｚが０．０１μｍになっており、添加剤の平均粒子径０．２μｍよりも小さい。これにより、感光体ドラム表面に付着している添加剤の粒子が潤滑剤として、クリーニングブレードの表面粗さの凹の部分に入り込み難くなり、感光体ドラム表面とクリーニングブレードとの間の摩擦低減の効果が他の実施例よりも低下したからであると考えられる。

感光体減耗についても、実施例１〜１０において、高硬度のオーバーコート層を有する感光体ドラムを用いているので、金属製のクリーニングブレードを用いても、ライフ末期まで感光層の機能を維持できることが判る。なお、実施例１、２では、評価結果が△になっている。これは、実施例１、２は、感光体ドラム表面のＨＵ硬度が他の実施例に比べて低いので、金属製のクリーニングブレードによる感光体ドラム表面の摩耗が他の実施例よりも進んだことによるものと考えられる。

図１０に示す評価結果から比較例１〜４は、感光体ドラムがオーバーコート層を有しないので感光体減耗が激しく、感光体ドラムの長寿命化を実現できず、比較例５〜７は、クリーニングブレードがゴム製なので放電生成物による像流れを防止できないことが判る。
以上、説明したように本実施の形態では、オーバーコート層１１５を有する感光体ドラム１１と接触帯電方式の帯電ローラー１２と金属製のクリーニングブレード１５１との組み合わせにより、感光体ドラム１１の長寿命化と放電生成物による像流れの防止に加えて、感光体駆動トルクの低減、残留トナーなどのクリーニング性の向上、感光体傷の防止を実現することが可能になる。

＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、感光体ドラム１１の感光層１１６の帯電極性が負極性の場合の構成例を説明したが、これに限られず、例えば帯電極性が正極性の感光体ドラムに適用することもできる。

一般に、放電生成物としてのオゾンは、電子の衝突により酸素分子が活性化して酸素原子になり、この酸素原子が酸素分子や窒素分子との三体衝突反応により発生するものといわれている。ＮＯｘについても同様の発生原理による。この原理では、電子を放出する負帯電の方が正帯電よりも放電生成物が多く発生することになる。実際のプリンターでも数倍程度、負帯電の構成の方が正帯電の構成よりも放電生成物が多く発生することが認められており、放電生成物による像流れが発生し易くなる。このことから、実施の形態に係る負帯電の帯電極性を有する感光体ドラムを備える構成の方が放電生成物による像流れ発生の防止効果が大きいといえる。

（２）上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラープリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する構成であれば、例えば複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の画像形成装置一般に適用できる。

実施の形態のように感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルトなどの中間転写体に転写される中間転写方式であれば、この中間転写体が被転写体になる。中間転写方式でなく、感光体ドラム１１上のトナー像が記録用のシートＳに直接、転写される方式では、このシートが被転写体になる。
（３）感光体としては、上記のようにドラム状のものでも良いし、ベルト状のものでも良い。また、感光体の感光層上に積層されるオーバーコート層は、特許文献１に記載のものに限られず、感光層よりも高硬度のものを用いることができる。

さらに、接触帯電方式による帯電部として帯電ローラー１２を用いる構成例を説明したが、ドラム表面１１７に接するものであればローラー状に限られず、例えばブラシ状のものでも良い。
現像部１４に収容される現像剤としては、トナー粒子とキャリアを含む二成分現像剤であっても良いし、トナー粒子を含みキャリアを含まない一成分現像剤であっても良い。さらに、上記ではトナー粒子に添加された外添剤の粒子が当該トナー粒子から離脱してドラム表面１１７に付着する場合を例にしたが、これに限られない。

例えば、外添剤がトナー粒子とは別に現像剤に含有されており、この外添剤が現像部１４からドラム表面１１７に移動してドラム表面１１７に付着する場合もあり得る。従って、現像剤に含まれる外添剤には、トナー粒子から離脱したもの、トナー粒子とは別に含有されているものの少なくとも一方を含むとすることができる。
また、クリーニングブレード１５１の表面を表面粗さＲｚ，Ｒｙが上記の条件を満たすように研磨などの平滑加工を行うとしたが、放電生成物による像流れ発生の防止という点だけを捉えれば、図１０に示す実施例８〜１０などのように表面粗さＲｚ，Ｒｙが上記の条件を満たさない場合でも効果が得られる場合はあり得る。

さらに、上記の各部材の材料、大きさ、形状や各種の数値、トナーの粒径、外添剤の粒径などが上記のものに限られないことはいうまでもなく、装置構成に応じて適した材料、大きさなどが決められる。
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明は、感光体表面を清掃部材で清掃する画像形成装置に適用することができる。

１１ 感光体ドラム
１５ａ クリーニングブレードの先端部
１５ｃ クリーニングブレードの先端のカット面
１５ｄ クリーニングブレードの表面における研磨領域（第１領域）
１５ｅ クリーニングブレードの表面
１５ｊ 仮想延長線
１５ｕ クリーニングブレードの表面の研磨領域以外の領域（第２領域）
１１５ オーバーコート層（保護層）
１５１ クリーニングブレード
Ｅ 感光体ドラム表面の走行方向（移動方向）
Ｊ クリーニングブレードの表面における研磨領域の幅方向長さ
Ｍ クリーニングブレードの表面における第１領域と第２領域の境界
α クリーニングブレードの表面における研磨領域の傾斜角度
β クリーニングブレードの、感光体ドラム表面に対する実行当接角
γ 感光体ドラム表面におけるクリーニングブレードとの当接位置の接線とクリーニングブレードのカット面とのなす角

Claims (15)

1. 帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、
   前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、
   前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、
   前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、
   前記クリーニングブレードは、
   先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、
   前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、
   前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
2. 帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、
   前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、
   前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、
   前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、
   前記クリーニングブレードは、
   先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、
   前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、
   前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さく、
   前記十点平均粗さＲｚおよび最大高さＲｙは、
   前記感光体の回転軸に沿った方向における表面粗さを規定するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、
   前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、
   前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、
   前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、
   前記クリーニングブレードは、
   先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、
   前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、
   前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さく、
   前記クリーニングブレードの表面は、研磨加工が施されており、
   前記研磨方向は、前記感光体の回転軸に沿った方向であることを特徴とする画像形成装置。
4. 帯電部により帯電された感光体表面を露光して当該感光体上に静電潜像を作像し、作像された静電潜像を現像部で現像してトナー像を形成した後、当該感光体上のトナー像を被転写体に転写し、当該転写後の感光体表面を清掃部材により清掃する画像形成装置であって、
   前記帯電部は、前記感光体表面に接触する接触帯電方式によるものであり、
   前記感光体は、回転体であり、感光層上に当該感光層よりも硬度が高い保護層が設けられ、
   前記清掃部材は、先端が前記感光体表面に当接する金属製のクリーニングブレードであり、
   前記クリーニングブレードは、
   先端が前記感光体の回転方向に対してカウンター方向に向くように配置され、
   前記トナー像には、トナー粒子と外添剤が含まれ、
   前記クリーニングブレードの、前記感光体表面に当接する表面における十点平均粗さＲｚが前記現像部から前記感光体表面に移動して当該感光体表面に付着している外添剤の平均粒子径よりも大きく、最大高さＲｙが前記トナー粒子の平均粒子径よりも小さく、
   前記クリーニングブレードの表面を、当該クリーニングブレードの先端から距離Ｊだけ離れた位置Ｍまでの第１領域と、位置Ｍを挟んで先端側とは反対側の第２領域とに分けたとき、側面視において前記第１領域は、前記第２領域の仮想延長線に対して、当該第１領域の先端側が角度αだけ前記感光体表面から遠ざかる方向に傾いてなる傾斜面であり、当該第１領域に前記表面粗さの加工処理が施されており、
   前記クリーニングブレードの側面視において、当該クリーニングブレードの表面における第１領域と、前記感光体表面における当該クリーニングブレードが当接する当接位置の接線とのなす角をβ、
   前記感光体表面が単位走行距離、走行した場合における前記クリーニングブレードの前記接線と直交する方向の摩耗量をｈ、前記感光体表面の予想合計走行距離をｄとしたとき、以下の関係式を満たすことを特徴とする画像形成装置。
   Ｊ＞ｈ×（ｃｏｓα／ｓｉｎβ）×ｄ
5. 前記クリーニングブレードの側面視において、当該クリーニングブレードの先端のカット面と前記接線とのなす角度をγとしたとき、
   β＜γの関係を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記角度βは、７°〜２０°の範囲内の値であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記角度βは、１０°〜１５°の範囲内の値であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記十点平均粗さＲｚおよび最大高さＲｙは、
   前記感光体の回転軸に沿った方向における表面粗さを規定するものであることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
9. 前記クリーニングブレードの表面は、研磨加工が施されており、
   前記研磨方向は、前記感光体の回転軸に沿った方向であることを特徴とする請求項２または４に記載の画像形成装置。
10. 前記クリーニングブレードの表面を、当該クリーニングブレードの先端から距離Ｊだけ離れた位置Ｍまでの第１領域と、位置Ｍを挟んで先端側とは反対側の第２領域とに分けたとき、側面視において前記第１領域は、前記第２領域の仮想延長線に対して、当該第１領域の先端側が角度αだけ前記感光体表面から遠ざかる方向に傾いてなる傾斜面であり、当該第１領域に前記表面粗さの加工処理が施されており、
    前記クリーニングブレードの側面視において、当該クリーニングブレードの表面における第１領域と、前記感光体表面における当該クリーニングブレードが当接する当接位置の接線とのなす角をβ、
    前記感光体表面が単位走行距離、走行した場合における前記クリーニングブレードの前記接線と直交する方向の摩耗量をｈ、前記感光体表面の予想合計走行距離をｄとしたとき、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
    Ｊ＞ｈ×（ｃｏｓα／ｓｉｎβ）×ｄ
11. 前記保護層は、ＨＵ硬度が２５０〜３５０の範囲内であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記感光層の帯電極性が負であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記保護層は、金属酸化物粒子を含有する樹脂層により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記感光体表面に前記クリーニングブレードが当接している状態で、当該感光体の回転駆動トルクが０．１Ｎ・ｍ以下になるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記クリーニングブレードは、
    板ばねであり、その先端部が当該板ばねの復元力により前記感光体表面に押圧されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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