(57)【要約】  【課題】クリーニング性能を向上しつつ装置の小型化及び低コスト化を実現可能なクリーニング装置を提供する。  【解決手段】像担持体２上の残留トナー１５をクリーニングするクリーニング装置７において、ブラシ状部材１４ｂと、複数の貫通孔を有しブラシ状部材１４ｂが植設される基材１４ａと、基材１４ａに接続された吸引手段とを有する構成とした。【選択図】図３
2008225198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置において、
ブラシ状部材と、複数の貫通孔を有し前記ブラシ状部材が植設される基材と、前記基材に接続された吸引手段とを有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１記載のクリーニング装置において、
前記ブラシ状部材が導電性を有しており、前記ブラシ状部材に電圧を印加する電圧印加手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項２記載のクリーニング装置において、
前記残留トナーの極性を制御する極性制御部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング装置において、
前記ブラシ状部材はそれぞれ剛性の異なる複数のブラシによって構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング装置において、
前記ブラシ状部材は接着剤が塗布された前記基材上に複数のブラシを静電的に植毛することにより作成されることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載のクリーニング装置と像担持体とを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項６記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体は保護層と電荷輸送層とを有し、前記保護層または前記電荷輸送層を構成するバインダ樹脂が架橋構造を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項６または７記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６または７記載のプロセスカートリッジを複数有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の画像形成装置において、
形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であるトナーが用いられることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式複写装置、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体表面を帯電手段によって正または負の電荷で一様に帯電させた後、形成する画像に応じた露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像とは逆極性に帯電したトナーを現像装置より供給してトナー像を形成し、転写手段により転写材または中間転写体にトナー像を転写する電子写真形成方法が知られている。この方法では、像担持体上に残存したトナーをクリーニング装置によって除去し、像担持体上にトナーが残存していない状態で再び帯電させることにより像担持体上での静電潜像の再形成を可能としている。ここで用いられるクリーニング装置としてはブレード方式や導電性または絶縁性のブラシローラ方式が知られており、構成が簡単で安価なブレード方式が広く採用されている。
【０００３】
この画像形成により得られる画像として最近では高画質化が進んできており、使用されるトナーとしては小粒のものが多用される傾向にある。また、トナーの製造方法においても省エネ化が進み重合工法が主流となっており、この重合工法ではトナーを異形化する工程を必要としない球形形状で使用することによりコストダウンを図ることができる。さらにトナーを球形とすることにより転写効率が向上し、残存トナーとして廃棄されるトナーが減少することでより一層の省エネ効果向上が期待されている。上述したブレード方式のクリーニング装置によって重合工法で製造された小粒かつ球形のトナーを像担持体上より除去するためには、像担持体表面に対してブレードを強く圧接させないと小粒かつ球形のトナーがブレードをくぐり抜けてしまうため、ブレード及び像担持体表面の摩耗が従来よりも速くなってしまうと共に、像担持体を駆動する駆動手段の駆動トルクを大きくしなくてはならないという問題点がある。
【０００４】
上述の問題点を解決すべく、像担持体へのダメージを低減しつつ小粒かつ球形のトナーを効率よく除去するクリーニング装置として、静電気力によりトナーを吸着させる静電ブラシローラを用いるクリーニング装置が提案されている。また、他のクリーニング装置として、第１クリーニングブラシロールとこれに吸着された極性のトナーを回収する手段とからなる第１クリーニング手段及び第２クリーニングブラシロールとこれに吸着されたトナーや紙粉を回収する手段とからなる第２クリーニング手段を有するクリーニング手段と、転写手段とクリーニング手段との間にコロナ照射手段を有するクリーニング装置が例えば「特許文献１」に、ドラム用のブラシクリーナ組立体においてブラシ装入部室と一方の側面より真空吸引される真空吸引サイクロン室とを密接合する技術が例えば「特許文献２」に、第１及び第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に電圧を印加するクリーニング装置が例えば「特許文献３」にそれぞれ開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特公平２−４２２３０号公報
【特許文献２】特開昭５８−２３０７８号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「特許文献１」に開示された技術では、コロナ照射手段からオゾンが発生して環境汚染してしまうという問題点及び装置が大型化してしまうという問題点がある。「特許文献２」に開示された技術では、ブラシ全体を覆う構造であるために風量が大きな真空吸引装置が必要となり装置が大型化してしまうという問題点がある。「特許文献３」に開示された技術では、極性が片側であるために全てのトナーや紙粉を除去することができないという問題点がある。
【０００７】
従来のブラシローラを用いるクリーニング装置では、転写後の残留トナーが電荷を有しているためブラシにトナーとは逆極性の電荷を印加して吸着除去を行っている。一般的には転写時におけるバイアス電圧が正極性であるため、現像後の負極性トナーがブラシに吸着され、吸着されなかったトナーは後工程にすり抜けていく。しかし、残留トナーの電荷は転写電圧によって転写媒体間で生じる放電の影響により正極性及び負極性の双方が混在する場合が多い。そこで図１６に示すように、像担持体としての感光体ドラム２の周面をクリーニングするクリーニングブラシとして符号２２ａ，２２ｂで示す２本を設け、何れか一方に正極性の電圧を他方に負極性の電圧を印加する構成としていた。また他の構成として図１７に示すように、極性制御部材２６を感光体ドラム２の周面に接触配置して残留トナーの極性を正または負の何れかに揃え、クリーニングブラシ２２には揃えた極性とは逆極性の電圧を印加して吸着する構成等が知られている。
【０００８】
上述した何れの構成においても、感光体ドラム２より除去した残留トナーはクリーニングブラシ２２，２２ａ，２２ｂより除去しないとブラシの付け根である芯金近傍にトナーが蓄積されてトナーによるローラ化が進行するため、ブラシに付着したトナーは何等かの方法で除去する必要がある。この除去方法として、ブラシ全体を覆う部材の内部を真空吸引して回収する方法、図１６及び図１７に示すように、クリーニングブラシ２２，２２ａ，２２ｂにクリーニングローラ２３，２３ａ，２３ｂを接触配置させトナーを静電的にクリーニングローラ２３，２３ａ，２３ｂに転写し、クリーニングローラ２３，２３ａ，２３ｂからブレード２４，２４ａ，２４ｂでトナーを機械的に除去する方法等が挙げられる。
【０００９】
上述の方法では、真空吸引ではクリーニングブラシ全体を覆って吸引するために吸引器の容量が大きくなり装置が大型化すると共に騒音が大きくなるという問題点がある。またクリーニングローラ及びブレードを設ける構成では部品点数が多くなると共に装着スペースが大きく必要となり、装置の大型化すると共にコストアップしてしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明は上述の問題点を解決し、クリーニング性能を向上しつつ装置の小型化及び低コスト化を実現可能なクリーニング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置において、ブラシ状部材と、複数の貫通孔を有し前記ブラシ状部材が植設される基材と、前記基材に接続された吸引手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクリーニング装置において、さらに前記ブラシ状部材が導電性を有しており、前記ブラシ状部材に電圧を印加する電圧印加手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のクリーニング装置において、さらに前記残留トナーの極性を制御する極性制御部材を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング装置において、さらに前記ブラシ状部材はそれぞれ剛性の異なる複数のブラシによって構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング装置において、さらに前記ブラシ状部材は接着剤が塗布された前記基材上に複数のブラシを静電的に植毛することにより作成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載のクリーニング装置と像担持体とを有するプロセスカートリッジであることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のプロセスカートリッジにおいて、さらに前記像担持体は保護層と電荷輸送層とを有し、前記保護層または前記電荷輸送層を構成するバインダ樹脂が架橋構造を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置であることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項６または７記載のプロセスカートリッジを複数有する画像形成装置であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の画像形成装置において、さらに形状係数ＳＦ１が１００〜１５０であるトナーが用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ブラシ状部材を像担持体と接触させるだけで良好なクリーニング機能を得ることができ、構成を大幅に簡易化することによりクリーニング装置を小型化及び低コスト化することができると共に、ブラシ状部材がブレード方式のように強い圧接力で像担持体の表面に接触しないので、像担持体の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置を示している。同図において画像形成装置１は、装置本体の内部に像担持体としての感光体ドラム２を有しており、その周囲には感光体ドラム２の表面を帯電させる帯電ローラ３、一様に帯電された感光体ドラム２の表面にレーザ光線で静電潜像を形成する露光装置４、感光体ドラム２の表面に帯電したトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する現像装置６、転写ベルト５ａを有し感光体ドラム２上に形成されたトナー像を記録紙９に転写させる転写装置５、トナー像転写後に感光体ドラム２上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置７、感光体ドラム２上の残留電位を除去する除電装置８等が配設されている。
【００２３】
上述の構成において、帯電ローラ３によって表面を一様に帯電された感光体ドラム２は露光装置４によって静電潜像を形成され、現像装置６によって現像されてその表面にトナー像を形成される。このトナー像は、装置本体下部に設けられた給紙装置１０よりレジストローラ対１１を介して給送された記録紙９に転写装置５によって転写され、トナー像が転写された記録紙９は定着装置１２に送られてトナー像を定着された後、排紙ローラ対１３によって後工程に送られる。感光体ドラム２はクリーニング装置７によって残留トナーを除去された後、除電装置８によって除電されて次の画像形成プロセスに供される。転写装置５は、転写ベルト５ａ上に残留したトナーをベルトクリーニング装置５ｂによってクリーニングされる。
【００２４】
図２は、感光体ドラム２の周辺を拡大して示した概略図である。同図に示すように、クリーニング装置７はその内部に本発明の特徴部であるクリーニング部材１４を有している。以下、このクリーニング部材１４について説明する。
【００２５】
図３は、本発明の第１の実施形態に用いられるクリーニング部材を示している。クリーニング部材１４は、中空円筒状の基材１４ａの周面にブラシ状部材１４ｂを植設して構成されている。基材１４ａには複数の貫通孔１４ｃが形成されており、基材１４ａの一端には図示しない吸引手段が接続されるジョイント１４ｄが圧入あるいは溶着等の方法により一体的に設けられている。クリーニング部材１４はクリーニング装置７の内部に回転自在に設けられており、ブラシ状部材１４ｂの先端が感光体ドラム２の周面に接触する態様で配置されている。クリーニング部材１４は、図示しない駆動手段によって感光体ドラム２と同方向または逆方向に回転駆動される。なお、クリーニング部材１４を感光体ドラム２に連れ回りする構成としてもよい。
【００２６】
図４に示すように、転写後に感光体ドラム２上に残った残留トナー１５は、感光体ドラム２とクリーニング部材１４との相対速度差及びブラシ状部材１４ｂの剛性によって跳ね上げられる。跳ね上げられた残留トナー１５は質量が小さいために瞬時に舞い上がり、図示しない吸引手段によって吸引された空気の流れに乗って移動し、貫通孔１４ｃ及びジョイント１４ｄを通過して回収される。基材１４ａとしては、金属または樹脂製のものあるいはワイヤメッシュ等を用いることができる。
【００２７】
上述の構成によれば、クリーニング部材１４を感光体ドラム２と接触させるだけで良好なクリーニング機能を得ることができ、従来のようにクリーニングハウジングから搬送スクリュによって廃棄トナータンクへ残留トナーを回収する構造に比して構成を大幅に簡易化することができ、クリーニング装置を小型化及び低コスト化することができる。また、クリーニング部材１４がブレード方式のように強い圧接力で感光体ドラム２の表面に接触しないので、感光体ドラム２の耐久性を確保することができ寿命を延ばすことができる。
【００２８】
図５は、本発明の第２の実施形態に用いられるクリーニング部材１６を示している。このクリーニング部材１６は、中空構造の基材１６ａにブラシ状部材１６ｂを植設して構成されており、ブラシ状部材１６ｂが植設される基材１６ａの植設面には複数の貫通孔１６ｃが形成されている。基材１６ａの一端には図示しない吸引手段が接続されるジョイント部１６ｄが形成されている。クリーニング部材１６はクリーニング装置７の内部に固定されており、ブラシ状部材１６ｂの先端が感光体ドラム２の周面に接触する態様で配置されている。
【００２９】
上述の構成により、クリーニング部材１４に比して感光体ドラム２とブラシ状部材１６ｂとの相対速度は小さくなるものの、感光体ドラム２が回転しながらブラシ状部材１６ｂを通過することにより感光体ドラム２上の残留トナー１５が跳ね上げられ、跳ね上げられた残留トナー１５は図示しない吸引手段によって吸引された空気の流れに乗って移動して貫通孔１６ｃ及びジョイント部１６ｄを通過して回収され、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらにこの第２の実施形態によれば、第１の実施形態におけるクリーニング部材１４の回転駆動手段を省略できコストを低減できると共に、基材１６ａの開口面積が小さくなるので吸引手段として低出力のものを使用することができ、コスト低減及び省スペース化を達成することができる。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。現像後のトナーは、本来は負極性であるため、転写電圧として正極性の電圧を印加すれば記録媒体上に全て転写されるが、転写電圧により生じる放電の影響により残留トナー１５は正極性と負極性とが混在した状態となる。この分布を示しているのが図６であり、図６において横軸は極性を縦軸はトナーの数をそれぞれ示している。本実施形態ではこの極性を利用し、図７に示すように、クリーニング部材１７に負の電圧を印加すると共にクリーニング部材１８に正の電圧を印加する構成としている。各クリーニング部材１７，１８はクリーニング部材１４と同様に構成されており、複数の貫通孔１７ｃ，１８ｃを有する基材１７ａ，１８ａに導電性のブラシ状部材１７ｂ，１８ｂを植設して構成され、それぞれ図示しない吸引手段に接続されている。各クリーニング部材１７，１８は、各ブラシ状部材１７ｂ，１８ｂが感光体ドラム２の表面に接触する態様でクリーニング装置７の内部に回転自在に設けられている。各クリーニング部材１７，１８は、図示しない駆動手段によって回転駆動する構成、感光体ドラム２と連れ回りする構成の何れを採用してもよい。導電性のブラシ状部材１７ｂ，１８ｂとしては体積抵抗値１０５〜１０１０Ωｃｍのものが望ましく、被覆している部材から導電材が露出していないことが重要である。これは、導電材が被覆部材より露出しているとその箇所から接している残留トナー１５に電荷が流れ、残留トナー１５がブラシ状部材１７ｂ，１８ｂと同極性となって吸着が行われないためである。またブラシ状部材１７ｂ，１８ｂの太さは、感光体ドラム２になじんで残留トナー１５と接触するために直径１５〜４０μｍのものが望ましい。
【００３１】
上述の構成により、クリーニング部材１７には正極性の残留トナー１５が、クリーニング部材１８には負極性の残留トナー１５がそれぞれ静電的に吸着し、全ての残留トナーを感光体ドラム２上より除去することができ、クリーニング部材１４よりもクリーニング効果をより一層向上することができる。本実施形態においても、各クリーニング部材１７，１８に代えてクリーニング部材１６と同様に固定配置されたクリーニング部材を用いる構成としてもよい。
【００３２】
上述したように、転写工程において放電を受けた残留トナー１５は両極性に分布しているが、この残留トナー１５を片側の極性に制御することによりクリーニング部材を単一にすることができる。図８に残留トナー１５の極性制御分布の一例を示す。同図において、転写後の残留トナー１５は左図に示すように両極性に分布しているが、極性制御部材により残留トナー１５に電荷を注入することにより右図に示すように極性を片側に寄せることができる。
【００３３】
図９は本発明の第４の実施形態を示している。この第４の実施形態は、第３の実施形態で示したクリーニング部材１８を用い、感光体ドラム２上の残留トナー１５に接触する態様で極性制御部材１９を配設している。極性制御部材１９には電圧が印加されており、極性制御部材１９を通過した残留トナー１５には負極性が帯電される。極性制御部材１９としては、導電性ブレード、導電性ブラシ、導電性フィルム等の感光体ドラム２の表面を傷つけないものが用いられる。また極性制御部材として、コロナ放電部材を用いても容易に極性を一律に制御することができる。極性を片側に寄せられた残留トナー１５は、逆極性に帯電されたクリーニング部材１８によって良好に除去される。
【００３４】
上述の構成によれば、極性制御部材１９によって感光体ドラム２上の残留トナー１５を片側に寄せることができるので、単一のクリーニング部材１８によって全ての残留トナー１５を除去することができ、構成を簡易化することができる。本実施形態においても、クリーニング部材１８に代えてクリーニング部材１６と同様に固定配置されたクリーニング部材を用いる構成としてもよい。
【００３５】
実機において、低温定着化を目的として低融点トナーを用いる場合があるが、この場合にはクリーニング性は良好であるが樹脂成分や外添剤が像担持体に付着してフィルミングが発生し易い。また、画像の解像度を上げることを目的として小粒径トナーを用いる場合があるが、この場合にはクリーニング性が低下する。これらはトナーと像担持体との相互作用によって生じる現象であるが、トナー除去を目的とする場合にはブラシ状部材の剛性を低くすることにより像担持体と馴染み易くしてブラシ状部材とトナーとの接触確率を上げる必要がある一方、フィルミング成分の除去を目的とした場合にはブラシ状部材の剛性を高めて異物除去を行う必要がある。
【００３６】
図１０は、本発明の第５の実施形態に用いられるクリーニング部材２０を示している。このクリーニング部材２０は、中空円筒状の基材２０ａの周面にブラシ状部材２０ｂを植設して構成されており、基材２０ａには複数の貫通孔２０ｃが形成されている。基材２０ａの一端には図示しない吸引手段が接続される図示しないジョイント部が設けられている。ブラシ状部材２０ｂは、高剛性のブラシを集めた高剛性領域２０Ａと、低剛性のブラシを集めた低剛性領域２０Ｂとが交互に配列されている。高剛性領域２０Ａと低剛性領域２０Ｂとの比率は、製品の狙いにより変化する。省エネ志向であれば低融点系のトナーを使用するためにフィルミングが生じ易くなることにより高剛性領域２０Ａの比率が多くなり、高解像度志向であれば小粒径トナーを使用するために低剛性領域２０Ｂの比率が多くなる。
【００３７】
上述の構成によれば、剛性の異なるブラシ状部材を同一基材上に配置することによりその機能を分離させることができ、残留したトナーの除去だけではなくフィルミングや像流れの原因となる異物をも除去することができ、安価な構成で高機能なクリーニング装置を提供することができる。
【００３８】
ここで、図１１を用いて上述したクリーニング部材１４，１７，１８，２０の作成方法を説明する。先ず、複数の貫通孔を有する金属メッシュまたはパンチングメタル材を円筒形に形成してパイプ２１ａを形成する。このパイプ２１ａの端部にメクラ栓２１ｂ及びジョイント２１ｃをそれぞれ圧入して溶接することにより基材２１を作成する。次に、基材２１上に接着剤を塗布し、予め３〜６ｍｍ程度の長さに切断したブラシ繊維を、静電力を用いて基材２１に対して法線方向に植毛する。このとき、ブラシ繊維として剛性の高いものと剛性の低いものとを適宜の比率で混合させることにより、上述したクリーニング部材２０と同様のものを作成することができる。他の作成方法としては、曲面状の基材２１に直接植毛するのではなく、プラスチックや金属等の平坦なメッシュ部材にブラシ繊維を予め植毛し、この植毛された部材を所定の寸法に切断して基材２１に巻き付けることにより、生産性を向上することができる。また、クリーニング部材１６のような固定のクリーニング部材においても、像担持体の幅方向に対向してハウジングを設け、ハウジング前部に上述したプラスチックや金属等の平坦なメッシュ部材にブラシ繊維を予め植毛し切断したフィルタブラシを接合し、ハウジング後部に吸引手段が接続される吸引口を設けることにより容易に作成することができる。
【００３９】
上述の構成によれば、基材上にブラシ状部材が植毛されることにより形成されるクリーニング部材を容易に作成することができ、製造コストを低減することができる。また、メッシュ部材にブラシ繊維を予め植毛したフィルタブラシを用いることによりクリーニング部材の作成がさらに容易となり、製造コストをより一層低減することができる。
【００４０】
最近では、電子写真法による画像形成においてデジタル化及び複合化が進んでいるため高画質化への要求が今まで以上に増大しており、画質再現性向上を目的としたトナーの小粒径化が求められていると共に、製造時における環境負荷低減についても要望が強くなってきている。これまでトナー製造方法としては溶融混練粉砕法が主流であったが、トナーを小粒径にするほど生産性が低下して製造コストが上昇すると共に、製造時における環境負荷が大きくなるという問題点があった。そこで、最近では小粒径かつシャープな粒径分布制御が比較的容易であり着色剤及びワックス等を内包する構造制御が可能な重合法が注目されている。しかし、重合法は通常の工程ではトナーの形状係数であるＳＦ１が小さくなるために今までのブレード方式ではクリーニングできないという問題点があった。そこで、重合法において異形化工程を設けてＳＦ１を大きくし、ブレード方式によりクリーニング可能なものを製造しているが、異形化工程はコストアップしてしまうという問題点がある。
【００４１】
ここで、トナーの形状係数ＳＦ１とは、球状物質形状の丸さの割合を示す数値であり、球状物質を２次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長さＭＸＬＮＧの２乗を図形面積ＡＲＥＡで除し、１００π／４を乗じた値で示される。つまり、次式によって定義されるものである。  
ＳＦ１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
ＳＦ１の値が１００の場合、トナー形状は真球となり、ＳＦ１が大きくなるほど不定形となる。一般的にトナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナー、あるいはトナーと像担持体との接触状態が点接触となるため、トナー同士の吸着力が弱くなることで流動性が高くなり、またトナーと像担持体との吸着力も弱くなり転写率が向上する。
【００４２】
本実施形態で示した画像形成装置１において、有機溶媒中にウレア結合し得る変性されたポリエステル系樹脂を含む結着樹脂または着色剤を含有したトナー組成物を溶解あるいは分散させ、水溶媒体中で粒子化すると共に重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去、洗浄、乾燥して得られたトナーを用いた。球形トナーを得る製造方法として、上述の製造方法以外にも公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等の重合法を用いてもよく、粉砕法で得られたトナーを熱処理によって球形化処理したものを用いてもよい。
【００４３】
上述の構成とすることにより、今までのクリーニング方式では完全に除去することができなかったトナーを使用することが可能となり、転写効率が上昇して廃棄トナーが減少することで省エネ効果を得ることができる。
【００４４】
上述したブラシ方式のクリーニング部材は、従来のブレード方式のクリーニング部材に比して像担持体との接触圧力が大幅に小さくなっているが、ブラシ部材を高速で回転させると経時的に像担持体の表面が摩耗する。そこで像担持体の長期寿命を確保するため、像担持体を構成する保護層または電荷輸送層のバインダ樹脂として架橋構造を有するものを用いることにより、耐久性を向上させることが可能となる。
【００４５】
具体的には、架橋構造の形成に関して１分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマを使用し、光や熱エネルギを用いて架橋反応を起こさせ、３次元の網目構造を形成する。この網目構造がバインダ樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するのである。電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上述した反応性モノマとして全て若しくは一部に電荷輸送機能を有するモノマを使用することは非常に有効であり、これにより網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。電荷輸送機能を有する反応性モノマとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有するケイ素原子とを少なくとも１つずつ含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いても２種以上併用して用いてもよい。
【００４６】
さらに好ましくは、電荷輸送機能を有するモノマとして、電気的及び化学的に安定性が高いこと、キャリアの移動速度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマが有効に利用される。これ以外に、塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギ化や摩擦係数低減等の機能付与の目的で、１官能基及び２官能基の重合性モノマ及び重合性オリゴマを併用することができる。これらの重合性モノマ及び重合性オリゴマとしては公知のものが使用可能である。
【００４７】
また、本発明においては熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には熱エネルギのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合とがあり、より低温で効率よく反応を進行させるためには開始剤を添加することが好ましい。光により重合させる場合は光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギのみで反応が進行することはごく稀であり、一般的には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主に波長４００ｎｍ以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお本発明においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。
【００４８】
上述のように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きくなり、あまり厚膜化するとクラック等が生じてしまう場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として下層である感光層側には低分子分散ポリマの保護層を使用し、上層である表面側には架橋構造を有する保護層を形成してもよい。
【００４９】
以下、上述した保護層の具体例を示す。
＜像担持体Ａ＞
上述した感光体ドラム２において、保護層塗工液及び膜厚作成条件を下記のように代えた以外は感光体ドラム２と同様に像担持体Ａを作成した。  
メチルトリメトキシシラン１８２部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン４０部、２−プロパノール２２５部、２％酢酸１０６部、アルミニウムトリスアセチルアセトナート１部を混合し、保護層用の塗布液を調製した。この塗布液を上述した電荷輸送層の上に塗布した後乾燥させ、１１０℃、１時間の加熱硬化を行って膜厚３μｍの保護層を形成した。
＜像担持体Ｂ＞
上述した感光体ドラム２において、保護層塗工液及び膜厚作成条件を下記のように代えた以外は感光体ドラム２と同様に像担持体Ｂを作成した。  
正孔輸送性化合物（図１２参照）３０部、アクリルモノマ（図１３参照）及び光重合開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン）０．６部をモノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン５０部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料をスプレーコーティング法により上述した電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて５００ｍＶ／ｃｍ２の光強度で３０秒間硬化させることにより膜厚５μｍの表面保護層を形成した。
【００５０】
上述した構成によれば、像担持体の保護層または電荷輸送層を構成するバインダ樹脂が架橋構造を有することにより像担持体の耐摩耗性が向上し、高剛性のブラシ部材を有するクリーニング部材によるクリーニングにおいても像担持体表面が摩耗劣化しないため、像担持体の寿命を延ばすことができる。
【００５１】
図１４は、本発明の第６の実施形態を示している。この第６の実施形態では、図１に示した感光体ドラム２、帯電ローラ３、現像装置６、クリーニング装置７、除電装置８をプロセスカートリッジ２５として一体的に構成し、このプロセスカートリッジ２５を画像形成装置１の装置本体に対して着脱可能な構成としている。
【００５２】
上述の構成によれば、感光体ドラム２周辺の部材を一体化することにより画像形成装置１の小型化を図ることができると共に、プロセスカートリッジ２５が画像形成装置１の装置本体に対して着脱可能であることからメンテナンス時あるいはトラブル発生時における作業性を大幅に向上することができる。
【００５３】
図１５は、本発明の第７の実施形態を示している。この第７の実施形態では、画像形成装置１に代えて第６の実施形態で示したプロセスカートリッジを複数（本形態では４個）備えた画像形成装置２６としている。プロセスカートリッジ２５Ｂには黒色のトナーが、プロセスカートリッジ２５Ｙには黄色のトナーが、プロセスカートリッジ２５Ｃには青色のトナーが、プロセスカートリッジ２５Ｍには赤色のトナーがそれぞれ内蔵されている。
【００５４】
上述の構成とすることにより、画像形成装置２６の小型化を図ることができると共に作業性を向上することができ、フルカラー画像を容易に得ることが可能となる。
【００５５】
上述した各実施形態では、画像形成装置１，２６として電子写真複写装置を用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置としてはこれに限られず、本発明をプリンタ、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に適用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の要部概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を採用した像担持体周辺の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に用いられるクリーニング部材の概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に用いられるクリーニング部材によるトナー除去を説明する概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に用いられるクリーニング部材の概略図である。
【図６】本発明の各実施形態に用いられるトナーの極性分布を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に用いられるクリーニング部材の概略図である。
【図８】本発明の各実施形態に用いられるトナーの極性制御前後の分布を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に用いられるクリーニング部材の概略図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に用いられるクリーニング部材の概略図である。
【図１１】本発明の各実施形態に用いられるクリーニング部材の作成方法を説明する概略図である。
【図１２】本発明の各実施形態に用いられる像担持体を構成する物質の化学式である。
【図１３】本発明の各実施形態に用いられる像担持体を構成する物質の化学式である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に用いられるプロセスカートリッジの概略図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態を採用した画像形成装置の概略図である。
【図１６】従来のクリーニング部材の概略図である。
【図１７】従来のクリーニング部材の概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，２６  画像形成装置
２  像担持体（感光体ドラム）
７  クリーニング装置
１４ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，２０ａ  基材
１４ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ，２０ｂ  ブラシ状部材
１９  極性制御部材
２５  プロセスカートリッジ
【図１】
2008225198.tif 000003
【図２】
2008225198.tif 000004
【図３】
2008225198.tif 000005
【図４】
2008225198.tif 000006
【図５】
2008225198.tif 000007
【図６】
2008225198.tif 000008
【図７】
2008225198.tif 000009
【図８】
2008225198.tif 000010
【図９】
2008225198.tif 000011
【図１０】
2008225198.tif 000012
【図１１】
2008225198.tif 000013
【図１２】
2008225198.tif 000014
【図１３】
2008225198.tif 000015
【図１４】
2008225198.tif 000016
【図１５】
2008225198.tif 000017
【図１６】
2008225198.tif 000018
【図１７】
2008225198.tif 000019