(57)【要約】　　　（修正有）【課題】感光体表面状態、感光体表面の高摩擦係数等に伴うブレードエッジの捻れに端を発し、感光体表面粗度の大きさ、トナー粒子形態、コロナ生成物、及び残留粉体（紙粉、トナー構成物等）等が作用して起こるフィルミングの生成を未然に抑止し、Ｓ／Ｎ、解像度良好な画像品質が維持できる画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】感光体１上の残留粉体をクリーニングする画像形成装置において、１０点平均粗さＲｚＪＩＳが０．３〜１．０μｍ、最大高さＲｚが０．４〜１．５μｍである前記電子写真感光体１の表面に、潤滑剤２０１を付与し、且つクリーニングブラシ７−１、及びクリーニングブレード７−２を同時作動させることによって、（φ３０ｍｍの電子写真感光体換算で）１万枚当たりの感光層の平均摩耗量（ｔ）を０．１μｍ≦ｔ≦０．５μｍに保持することにより画像形成を行なうことを特徴とする画像形成装置。【選択図】　　　　図２
2004109754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体に対向するように配置された帯電装置を構成する帯電部材に電圧を印加して、前記電子写真感光体に均一帯電を行ない、画像露光装置からの光書き込みにより静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置で顕像化し、電圧を印加された転写装置によって被転写体に転写を行ない、クリーニングブラシ及びクリーニングブレードで構成されるクリーニング装置を用いて、感光体上の残留粉体をクリーニングすることによって、画像形成を行なう間接電子写真法を用いた画像形成装置において、１０点平均粗さＲｚＪＩＳが０．３〜１．０μｍ、最大高さＲｚが０．４〜１．５μｍである前記電子写真感光体の表面に、潤滑剤を付与し、且つクリーニングブラシ、及びクリーニングブレードを同時作動させることによって、（φ３０ｍｍの電子写真感光体換算で）１万枚当たりの感光層の平均摩耗量（ｔ）を０．１μｍ≦ｔ≦０．５μｍに保持することにより画像形成を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングブラシが、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維の内、何れか１種類の繊維から構成されるループブラシを、芯金上に固定したものであり、前記クリーニングブラシが前記電子写真感光体に均等に面接触するようにクリーニング装置内に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ループブラシを前記芯金上に固定する手段が、短冊状にカットされたループブラシを隙間なく、芯金上に螺旋状に巻き付け固定するものであり、前記クリーニングブラシは、クリーニングブレードの手前側に、前記電子写真感光体に均等に面接触するように、クリーニング装置内に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記クリーニングブラシの感光体と接触する面及び内部方向に樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングブラシの感光体と接触する面及び内部方向への樹脂の塗布が浸漬法によって行なわれるものであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニングブラシにフリッカーバーが付設されていないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニングブラシが、電子写真感光体の回転とは順方向に回転し、摺擦することによって、前記電子写真感光体上の残留粉体をクリーニングすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電子写真感光体を構成する感光層が電荷発生層及び電荷輸送層からなり、電荷輸送層はさらに、無機フィラーを含有しない無機フィラー非分散電荷輸送層と、無機フィラー分散電荷輸送層から構成され、無機フィラー分散電荷輸送層中に、平均粒径０．３〜０．７μｍの無機フィラーが、無機フィラーを含有する全電荷輸送層の２０重量％以上、３５重量％以下を含有してなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
ステアリン酸亜鉛、若しくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の何れかの潤滑剤を前記電子写真感光体の表層に直接、若しくは間接的な塗布手段を用いて付与することによって、摩擦係数の低減化を図り、オイラーベルト方式で測定した摩擦係数が画像形成時０．２０〜０．４５であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記電子写真感光体に対する静電潜像形成時の帯電が、帯電部材を前記電子写真感光体にニップを持つ面接触で行なわれることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電子写真感光体に対する静電潜像形成時の帯電が、帯電部材と電子写真感光体間とを３０〜１００μｍ離して非接触の状態に保持して行なわれることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真感光体、帯電装置、クリーニングブレード及びクリーニングブラシから構成されるクリーニング装置、潤滑剤塗布手段を用いて、画像形成を行なうことを特徴とする間接電子写真法による画像形成方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真感光体、帯電装置、現像装置、クリーニングブラシ及びクリーニングブレードとで構成されるクリーニング装置、潤滑剤付与部材より選ばれる少なくとも１つのユニットを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ生成物、紙粉、トナー等が感光体に固着することによって生じるフィルミング現象を未然に回避し、解像度低下、画像流れを起こさずに、良好な画像品質を維持することができる画像形成装置、画像形成方法およびプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ、レーザープリンター、電子写真複写機などの間接電子写真法を用いたデスクトップ型あるいはフロア型の画像形成装置には電子写真感光体（以下単に感光体と称する）を中心に、順に帯電装置、画像露光装置、現像装置、転写装置、分離装置、クリーニング装置、除電装置および定着装置が配置され画像形成が行なわれる。
感光体には従来、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、アモルファスセレン系（ａ−Ｓｅ、ａ−Ｓｅ−Ｔｅ、ａ−Ａｓ２Ｓｅ３など）、アモルファスシリコン系（ａ−Ｓｉ：Ｈ）などの無機系感光材料が使用されてきたが、近年では作製が容易、高感度設計が可能、低コスト、無公害等の多くのメリットを有する有機系感光体が主流に使用されている。
【０００３】
有機感光体の構成は、感光層が電荷輸送層と電荷発生層の２層からなる機能分離型と、電荷発生材料と電荷輸送材料が混合された層構成の感光体に分類できる。市場に流通する感光体の層構成は一部を除いて殆どが機能分離型の感光体で、感光体の基本的な層構成は、アルミニウム等の導電性支持体上に順に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の順に層構成されたものである。
【０００４】
画像形成に必要な電荷を感光体表層に付与する手段には、グリッドを有するスコロトロン方式のコロナ帯電法、ブラシ、ローラ、ブレード状などの帯電部材を感光体に接触配置する接触帯電法（例えば、特許文献１参照。）、感光体との間を３０〜１００μｍ程度離して配置する非接触帯電法（近接帯電法とも称する）などがある。
帯電装置には直流電圧、若しくは交流電圧を重畳した直流電圧が印加されて、感光体は４００〜８００Ｖ程度に帯電される。機能分離型の有機感光体では通常マイナス（−）帯電である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１８４７５号公報（第３頁第４欄第８行目〜２４行目）
【０００６】
帯電工程を終了した感光体には、原稿像の光書き込み（デジタル方式の場合、感光体に照射される光源としてＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）、もしくはＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が使用され、ドットパターンの画像が照射される）が行なわれ、感光層中に静電潜像が形成される。
次に、静電潜像は反転現像方式（露光された部分が画像、帯電々位は背景部として表現される）の現像装置により顕像化され、転写装置によりコピー用紙に転写され、定着装置に送られ、ハードコピーとなる。一方、転写後の感光体上の残留トナーは、クリーニング装置により、感光体面が清浄化され、一連の画像形成プロセスは終了する。
【０００７】
ところで、トナーをクリーニングするためのクリーニング装置では、ゴム材を使用したブレード方式のクリーニング装置が一般的である。
ブレードにはクリーニング性、耐久性の面で優れたポリウレタン系のゴムが使用される。ネオプレンゴムや、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムといったゴム材はパッキンなどに使用される様に、平滑性の高い物体に対しては密着し易い。ポリウレタンゴムも例外ではない。したがって、感光体のクリーニングブレードとして使用する場合、長方形にカットしたエッジ部が、感光体面に線接触するように押し当て固定される。
しかし、線接触するように設定されても、実際には押圧及びブレード材の弾性のために、ブレードは感光体とニップを持った接触、いわゆる面接触になるため、クリーニングブレードと感光体間は完全に密着状態になる。したがって、クリーニング性能はより一層高められるが、感光体との接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗が大きくなり、感光体を回転させることは殆ど不可能な状態である。
【０００８】
感光体を回転させるためには、ブレードの先端には感光体を装着する前に予め、トナーやポリフッ化ビニリデンの様な接触抵抗を和らげる粉末を塗布する必要がある。
しかし、それでも感光体と当接するエッジ部では微粉末が不足するため、ブレードの先端部（エッジ）が感光体の回転方向に不均一に引きずられたり、戻されたりする振動現象、すなわち、スティック−スリップ現象が起こる。このスティック−スリップ現象によって感光体との間には数μｍ〜十数μｍの僅かな隙間が生じることがある。
このため、トナー粒径がこの隙間より小さいと、ブレードの所に次から次へと送られてくるトナーの一部がこの隙間より抜ける現象、いわゆるトナー抜け若しくはクリーニング不良が起こる。
【０００９】
画像形成時の現像剤のトナーには、平均円形度が０．９１〜０．９４程度の形がいびつな粉砕トナー、近年高品位画像の要求に伴って採用され始めた平均円形度が０．９６〜１．０と球形に近い若しくは真球の重合トナーが主に使用される。使用されるトナーの平均粒径はほぼ４〜８μｍ程度である。
前記した粉砕トナーは篩いで分級されるが、一定の粒径に揃えることはできず、また、破砕も起こるため、粒度分布が±３〜４μｍ程度と大きくなる。したがって、現像剤の中にどうしても１〜２μｍの微少粒径のトナーが多く含まれる。このため、平均粒径４μｍといわれるトナーでは、１〜２μｍ程度に微少な粒径のトナーは、感光体表面の凹凸や、ブレードの捻れなどに因る僅かな隙間からトナーが抜け、感光体、帯電部材を汚染し、画像品質の低下の要因となる。したがって、これを避けるため、粉砕トナーでは５〜８μｍの少し大きめのトナーが使用されることもある。
一方、重合トナーの粒度分布は±１μｍ前後と小さく、粒径のバラツキが小さい。したがって、感光体表面に２μｍ程度の凹凸があっても、平均粒径が４μｍのトナーでは抜け出ることは殆どない。しかし、形状が球形であるため、粉砕トナーに比べてブレードの下に潜り込み易く、粉砕トナーとは異なるトナー抜け現象が生じる。
【００１０】
フィルミングはトナー抜けやトナー飛散が多い場合に起こりやすい。これはブレードエッジに因って、フィルミングの主たる因子であるトナーが感光体に強く押しつけられるために、ブレードの圧力と摩擦熱によって、トナーの構成物である樹脂や添加物などが感光体表面に融着することによると考えられる。但し、フィルミング現象には被転写物から出る紙粉やコロナ生成物などが関与しているため、これらの因子を排除することは重要である。
フィルミングは感光層に強固に付着しているため摩耗し難い。したがって、一度形成されるとブレードや現像剤では削り取られ難い。特に、長時間にわたって使用されたブレードはエッジ部が摩耗し、また、感光体表面が荒れて、表面粗度が大きくなっている場合には、クリーニング能力が低下するため、更にトナー抜けが起こり易くなる。したがって、次第にフィルミング膜は厚みが増すと同時に、感光体全面に拡大する。フィルミングが形成されると感光体表層の摩擦係数も上昇するため、更にフィルミングの形成が増長される。
フィルミングが感光体に形成されると、フィルミング面に付着したコロナ生成物も除去され難い。フィルミング上のコロナ生成物が大気中の水分を吸湿すると、フィルミング面は低抵抗化し、次第に画像品質の解像度低下となり、最終的には完全な画像流れに到る。また、フィルミングが感光体表層に形成されると、電荷発生層に届く光の量が少なくなり、光減衰特性に影響が生じ、ムラの目立つ画像となる。
【００１１】
クリーニング装置には、前述のブレードクリーニング装置以外に、クリーニングブレードとクリーニングブラシを併用したクリーニング装置が使用される。クリーニングブラシは、ブレードでも取れにくい異物を強制的にクリーニングする働きを有するが、フィルミングのように感光体表層に強く固着した薄膜は、殆ど除去することはできない。
したがって、感光体上に形成されたフィルミングは一度形成し始めると、次第に堆積していくため、更に除去が難しくなり、画像品質に重大な影響をもたらす。
【００１２】
フィルミングが起こらないようにするためには、ブレードの押圧を高めて、トナー抜けを完全に遮断したり、フィルミング膜が広がる前に、痕跡をその都度削り取る方法等があるが、ブレードの押圧を高めて長期にわたって完全にトナーを遮断するにはブレードと感光体間の摩擦抵抗が大きくなり、感光体、ブレードの双方に大きな負担となる。したがって、感光体の回転が不安定になったり、ブレードがスティック−スリップ現象を起こしやすくなるため、逆効果になることもある。研磨剤などを使用して強制的に削り取る手段では、感光層が大きく摩耗し、感光体の低寿命化を招く恐れがある。
【００１３】
トナーによって生じるフィルミングなどを回避する手段を記した開示例を以下に示す。
クリーニングブレード及びクリーニングブラシからなるクリーニング装置を使用し、導電性を有するキャリア（電気抵抗不詳）を現像剤に使用し、ブレードより上流側に導電性のシール（実施例では１０３Ω・ｃｍ）を用い、感光体との接触幅を５〜１５ｍｍとして、２００〜１０００Ｈｚ、４００〜１０００Ｖの交流電圧を印加することによって、キャリアの感光体への押しつけによる傷つき、及びクリーニング不良によって生じるトナーフィルミングを改善し、長期に安定したコピー品質を得るようにする（例えば、特許文献２参照。）。
【００１４】
【特許文献２】
特開平５−３１３５４０号公報（第２頁第１欄第２行目〜第１０行目の請求項１）
【００１５】
この方法はクリーニング装置の入口に設けられたシールによって、キャリアの除電を行ない、静電力を弱めることによって、ブレードへのキャリアの潜り込みを防止し、トナー、キャリアの効率的なクリーニングを行なうものである。
この方法ではトナー、キャリアの電荷を除電する効果はあるものの、感光体を介しての除電であるため、キャリアは充分に除電されず、キャリアの排除には改善の余地が残されている。また、一端フィルミングが起こった場合には、フィルミングを除去する手段がないため、効果としては不充分である。
【００１６】
感光体、及びクリーニング部材のブレード若しくはブラシの少なくとも一方の表層に、シリコンゴム微粒子（０．０５〜５．０μｍ、実施例では１．８μｍ）を付着させ被覆することによって、感光体を損傷させることなくフィルミングの防止を行なう（例えば、特許文献３参照。）。
【００１７】
【特許文献３】
特開平６−３３７５３５号公報（第２頁第１欄第１２行目〜第１９行目の請求項３、第３頁第４欄第５行目〜第３欄第３３行目、第４頁第６欄第１行目〜第２２行目）
【００１８】
この方法はシリコンゴム微粒子が最終的にブレードまで運ばれるが、弾性体であるため、ブレードのカット面と感光体間の隙間に押しつけられても、感光体を傷つけることない。
また、隙間を埋めることによって、トナーの堰止めを行ない、帯電部材側へのトナー抜けを防止することにより、クリーニングを良好に行なうものである。
この手段はトナーのクリーニング性という面では効果は高いが、ブレードと感光体間の摩擦抵抗が大きい場合には隙間が生じることは防止できないので、トナーより粒径の小さいシリコンゴム微粒子は、容易にこの隙間を抜け出る可能性が大きく、抜け出たシリコンゴム微粒子は帯電部材に付着したり、現像剤の中に入り込み、トナーの帯電特性が不安定になる危険性を有している。
また、シリコンゴムを添加することによって、トナーの中にシリコンゴムが多量に入り込み、画像欠陥の原因になる可能性が大きい。
【００１９】
クリーニングブラシに、１０点平均粗さＲｚが３〜２０μｍである回収ローラ（潤滑剤を削り、ブラシに供給するため及び、付着させた潤滑剤を回収させるためのローラ）を当接させて、その回収ローラには潤滑剤を当接させ、クリーニングブラシを介して感光体に潤滑剤を供給することによって、トナーの添加剤によって生じるフィルミングを防止する（例えば、特許文献４参照。）。
【００２０】
【特許文献４】
特開平１０−７４０２８号公報（第１頁左欄第１行目〜末行の要約）
【００２１】
この手段は感光体表層に潤滑剤（例えばステアリン酸亜鉛）の皮膜を形成することにより、感光体表層に対するトナーの付着力を軽減して、トナーの添加剤のクリーニング性を容易にするものである。一般的にステアリン酸亜鉛をブラシを介して塗布すると、厚く塗布されやすいため、潤滑剤中にコロナ生成物が取り込み易くなるため、画像流れが起こりやすいと云う問題点を有する。したがって、ステアリン酸亜鉛を使用する場合には、除去が行なわれやすいような極薄い膜になるような供給方法が必要である。
また、ステアリン酸亜鉛はワックスであるため、回収ローラは簡単に目詰まりを起こすため、回収ローラとしての維持ができにくい。
上記、特許文献３に記載の１０点平均粗さＲｚは旧ＪＩＳ規格であり、そのまま記載してある。本発明の表面粗度は新ＪＩＳ規格にそった記号で記載してあるので、ＲｚＪＩＳとなっている
また、感光体表面にフッ素樹脂のような潤滑性物質を感光体回転軸方向に対し、垂直乃至略垂直に方向性を有し付着させることが記載（例えば、特許文献５参照。）されている。
【００２２】
【特許文献５】
特開２０００−３５２８３２号公報（第２頁第１欄第２行目〜第２７行目の請求項１乃至６）
【００２３】
像保持部材（感光体）の表面に潤滑剤と減摩耗剤（Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，ＳｉＯ２，Ｂ４Ｃの何れか）を樹脂に分散含有した絶縁層を設けることによって、減摩耗剤で感光体表層に付着した低抵抗物質を削りながら、潤滑剤で感光体面の調整を行なう（例えば、特許文献６参照。）。
【００２４】
【特許文献６】
特開昭５６−９９３４７号公報（第２頁右下欄第５行目〜第３頁左上欄第４行目）
【００２５】
減摩剤によって感光体上に形成される低抵抗物質は除去可能であるが、上記材料は紙ヤスリに近い機能を有するため、摩耗が多いという欠点がある。また、絶縁層から外れた減摩剤が感光層中に刺さり、白点や黒点などの異常画像を起こしやすいという問題点を有する。
【００２６】
クリーニングブラシに使用する繊維（導電性繊維、５０〜２００束／ｉｎｃｈ２、２０００〜２００００本／ｉｎｃｈ２）の構成を特定化し、放電開始以上の交流電圧を印加することによって、クリーニングブレードでは除去できにくい紙粉、コピー用紙の繊維等を効率的にクリーニングして、フィルミングをできにくくするものである（例えば、特許文献７参照。）。
【００２７】
【特許文献７】
特開平９−９０８３８号公報（第３頁第３欄第４０行目〜第４欄第１０行目）
【００２８】
この方式ではトナーの感光体への付着力を低減化させることによって、従来に比してクリーニング性は改善されるが、ブレードに対する改善は図られていないため、ブラシを通過してブレードに到達したトナーは、ブレードでの抑止は不充分であり、現象が発生するまでの時間は遅くなるものの、フィルミングの改善は不充分である。
フィルミング現象には、感光体の表面粗度、硬度、クリーニングブレード、トナー等が関与する。次に、これらについて述べる。
【００２９】
１．感光体の表面粗度
感光体の表面粗度は感光層の摩擦係数が低い場合には、表面粗度は小さい方がブレードの密着度は高まるが、密着度が高まることによって、感光体との摩擦抵抗が高くなり、ブレードが変形し易くなるため、トナー抜けが起こる確率が高くなる。したがって、良好な画像品質が得られる範囲で、トナー抜けが起こらない程度に表面粗度が大きい方が望ましい。
感光体の表面粗度には１０点平均粗さＲｚＪＩＳや、最大高さＲｚなどの項目があるが、１０点平均粗さＲｚＪＩＳの場合、解像度、シャープ性などの画像品質、最大高さＲｚは小粒径トナーのクリーニング性に大きな意味を持つ。
トナーには通常、平均粒径が４〜８μｍ程度の平均円形度が０．９１〜０．９４程度の粉砕トナーや、０．９６〜１．０の重合トナーが使用される。例えば平均粒径が４μｍの粉砕トナーでは、１μｍ程度に微小なトナーも含まれるため、感光体の表面粗度は少なくとも１μｍ以下でなければならない。使用されていない感光体の最大高さＲｚが１μｍ以上ある場合には、ブレードの捻れが起こらなくとも、１枚目のコピー時より、トナー抜けの可能性がある。ただ、実際にはブレードの押圧により、ブレードエッジの捻れにより表面の谷の部分を埋めるため、最大高さＲｚが１μｍ以上あったとしても、直ちにトナー抜けが起こるとは限らないが、抑えきれなかった場合は、トナー抜けが起こることがあり、捻れが起こった場合にはほぼ１００％に近いレベルで抜け出る。
【００３０】
１０点平均粗さＲｚを規定した例に次の開示例がある。
１〜５ｍｍの板状のＪＩＳ−Ａ硬度が５５〜７５度、反発弾性率が３０〜７０％のゴム板を感光体に当接し、感光体は表面粗度が１０点平均粗さＲｚで０．２〜２．０μｍ、好ましくは０．３〜１．５μｍに規定することで、ブレードがめくれてもトナーのすり抜けが起こらないようにする（例えば、特許文献８参照。）。
【００３１】
【特許文献８】
特開平１１−２１２４１２号公報（第２頁第１欄第２行目〜第２２行目の請求項１乃至３）
【００３２】
感光体とクリーニングブレード間の摩擦抵抗を低く押さえると、ブレードの変形は起こりにくくなるが、高い場合にはブレードのスティック−スリップ現象が生じやすく、歪みやめくれが生じた部位より１〜２μｍ程度の微少トナーが抜け出る現象が起こり、それがフィルミングの要因になる。
上記開示例には潤滑剤の付与がないため、感光体とブレード間の摩擦抵抗は大きくなっていると予想される。したがって、硬度が５５〜７５度と低いブレードを使用した場合、感光体との密着性は高まるが、摩擦係数が高い領域では歪みや潰れを生じ易く、感光体との間に隙間を生じ、微少トナーを使用した場合、トナーのすり抜けが起こりうる可能性が高い。
【００３３】
２．感光体の表面硬度
感光体の表面硬度が低いと、摩耗し易いためフィルミングは発生し難いが、感光層が摩耗するため、感光体寿命が短くなり、多数枚の複写機などでは、交換を頻繁に行なうという不合理を生じる。したがって、感光体の長寿命化を図るためには、感光層は硬度が大きい方が望ましい。
感光体の表面硬度を高めるのは、感光体の長寿命化を達成させる以外に、クリーニングブレードの感光層への食い込みを少なくし、摩擦抵抗の上昇を弱めてブレードの変形を抑えるためでもある。
【００３４】
有機系感光体構成には前記したように、感光層が電荷発生材と電荷輸送材の機能が一体的に構成された単層型と、電荷発生層と電荷輸送層の２層構成となった機能分離型の感光体があり、本発明では後者の機能分離型の感光体を使用する。一般的な機能分離型の有機感光体の構成は、導電性支持体上に直接、あるいは下引き層（もしくは中間層）を介して電荷発生層、ついで電荷輸送物質を含有する樹脂層（電荷輸送層）が形成される。
一方、電荷輸送層の構成材料であるバインダー樹脂材料には、高抵抗で透明性が高く、極性依存性の少ないポリカーボネート系樹脂材料（Ａ型、Ｃ型、Ｚ型など）が好適に使用される。ポリカーボネート樹脂単体は硬度が大きく耐摩耗性は大きいが、ポリカーボネート系樹脂を使用した感光層はビッカース硬度１０〜３０ｋｇ／ｍｍ２、鉛筆硬度はＢ程度と小さくなり、引っ張り強度も小さくなる。一方、帯電時に生成されるオゾンや窒素酸化物（ＮＯｘ）等のコロナ生成物が付着し易く、自由表面エネルギー（又は摩擦係数）が小さくなる。したがって、クリーニングブレードとの摩擦抵抗が大きくなるため、感光層には摺擦傷が入りやすく、磨耗し易い。さらにクリーニングブレードの摺擦によって、高周波音（振動音）が発生することがある。
【００３５】
感光層の膜厚が減少すると、静電容量が大きくなり、帯電々位は低下する。このため、帯電々位と現像バイアス電位間の電位差が少なくなると、地肌汚れを起こしやすくなる。
コピー上の地肌汚れを起こさない様にするために、現像バイアス電位と帯電々位間の電位差を広げると、必然的に現像バイアス電位と画像部電位との電位差が少なくなるために、画像濃度が低くなる。これらのことから有機感光体の耐久枚数は５万枚〜８万枚程度と短い。
耐久枚数が低いことによって、コピー枚数の多いユーザーでは感光体、およびそれに関連した部材の交換が頻繁となる。したがって、摩耗を抑制して画像品質の安定化を図る必要がある。
【００３６】
耐久枚数を左右する要因には原稿の画像面積、クリーニング部材、現像剤による摺擦、クリーニング部材によるトナーやキャリア、紙粉などの圧接、前記した帯電時に発生するコロナ生成物等がある。感光層が摩耗することにより、静電容量が大きくなるため、帯電々位は低下する。したがって、帯電電位と現像バイアス電位間の余裕度が小さくなり、地肌汚れが起こる可能性が高くなる。
４連タンデム方式のカラー複写機では、地肌汚れの他、原稿の色や、画像面積、現像剤の送り量、トナー量などによって、４本の感光体の摩耗に違いが生じるため、色の均一性、色再現性の低下となって現れる。
感光体の耐摩耗性を向上させることは、トータルコストの低減化、画像品質に対する信頼性を保証する。したがって、感光体の高耐久化を図ることが重要である。
感光体を高耐久化する技術には、感光体表層に耐摩耗性の薄膜を形成する方法、耐摩耗性の感光材料で感光層を構成する方法、感光層の最表面を耐摩耗性にする方法等がある。
【００３７】
耐久性を向上させる手段については以下に示すいくつかの開示例がある。
酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、錫ドープ酸化インジウム等の導電性微粒子を分散した感光層で構成することが記載されている（例えば、特許文献９、１０参照。）。
【００３８】
【特許文献９】
特開平０６−０３５２２０号公報（第２頁第１欄第２行目〜第１４行目の請求項１及び２）
【００３９】
【特許文献１０】
特開平０８−２３４４６９号公報（第２頁第１欄第２行目〜第１２行目の請求項１）
【００４０】
感光層中に高硬度の導電性微粒子を適当量分散することによって、耐摩耗性を向上させることが可能である。低抵抗の微粒子を使用することで、電荷注入帯電には有効であるが、ハザードのきつい接触帯電法を使用する場合、画像流れが生じやすく、画像品質低下に対する耐性をも両立させることは難しい。
【００４１】
０．０２〜５μｍ（好ましくは０．０７〜２．０μｍ）の無機化合物粒子、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウムなどの金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物とブタジエン系電荷輸送材料を含有した感光層で構成することが記載されている（例えば、特許文献１１参照。）。
【００４２】
【特許文献１１】
特開平０８−１２３０５３号公報（第３頁第３欄第４２行目〜第４９行目）
【００４３】
この手段は、シリカを除く高抵抗の無機化合物粒子を感光層中に分散することによって、耐摩耗性を向上させ、帯電能を確保することが可能である。感光層中にブタジエン系電荷輸送材料を含有させることによって、電荷輸送層と同じように電荷の移動度を保持できるため、感度低下も少なく帯電、感度に関しての課題はある程度払拭できる。しかしながら、粒子とバインダー樹脂間はトラップサイトを形成しやすいため、単に含有させただけでは繰り返し使用によって残留電位が蓄積し、光減衰の劣化が生じ、次第に画像濃度低下、画像ムラを生じることがある。また、大粒径のフィラーを使用すると、ライン画像のシャープ性低下が生じ、一方では、感光体の表面粗度が大きくなり、最大値と最小値の差がトナーの粒径より大きくなり、トナーのクリーニング不良へとつながる。また、クリーニングブレードのエッジが変形し易く、トナーや、コロナ生成物のクリーニング不良を起こしやすいといった問題が生じる。
シリカを使用した場合、オゾンによる酸化作用のため、感光層の急激な低抵抗化を招き、６０％ＲＨ程度の常湿環境であっても、画像流れを起こすため、感光体を４５〜５５℃程度に加熱するための熱源が必ず必要となる。
【００４４】
厚さ１２μｍ以下の電荷輸送層に１〜３μｍの粒径のシリコーン樹脂、フェノール樹脂、ＳｉＯ２（シリカ），Ａｌ２Ｏ３（アルミナ），ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）を分散した感光層で構成することが記載されている（例えば、特許文献１２参照。）。
【００４５】
【特許文献１２】
特開平０８−２３４４５５号公報（第４頁第６欄第２６行目〜第５頁第７欄第２１行目）
【００４６】
この手段は、大きな粒径のフィラーを使用することで、高耐摩耗性を図る手段であるが、粒子の粒径が大きいため、感光体表層の表面粗度が大きくなり、画像エッジのシャープ性が欠けること。また、ブレードクリーニング方式を用いた場合、エッジが歪み、トナー抜けが生じ、コピー紙の画像品質の低下や、地肌汚れの原因を起こしやすいこと。更に、ブレードエッジが欠け、クリーニングブレードの耐久性が維持できない等不充分である。
【００４７】
平均粒径が０．０２〜０．５μｍの酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素などの無機化合物微粒子を１種又は２種のポリカーボネート樹脂中に分散した感光層で構成することが記載されている（例えば、特許文献１３参照。）。また、０．０５〜２μｍのシリカのような無機微粒子を再表面層に含む感光体を用いた画像形成において、ゴムブレード及びブラシ状クリーニング部材により残留トナーを清掃除去することが記載されている（例えば、特許文献１４参照。）。
【００４８】
【特許文献１３】
特開平０８−１４６６４１号公報（第２頁第１欄第２行目〜第８行目の請求項１、第２欄第３１行目〜第４２行目）
【特許文献１４】
特開平８−３１４１７５号公報（第２頁第１欄第２行目〜第１４行目の請求項１乃至４）
【００４９】
これらの手段は、小粒径のフィラーを使用するため、粒子による画像品質の劣化は小さく、また、高耐久化も達成可能である。但し、酸化珪素を使用した場合は、オゾンによる低抵抗化のため、ほぼ１００％画像流れが起こる。粒径が小さい領域（例えば０．１μｍ以下）では、粒径が小さすぎるため、耐摩耗性向上が達成しにくくなる。添加量を多くすることによって、耐久性のアップが可能となるが、単に増量しただけでは残留電位の上昇をもたらし、画像品質の劣化が起る。
【００５０】
０．０１μｍ〜２μｍの表面粗さの導電性支持体上に形成された表面粗さが０．１〜０．５μｍの感光層に、平均粒径０．０５〜０．５μｍの無機微粒子（疎水化処理したシリカ）を０．０５〜１５μｍの厚みにわたって分散することが記載されている（例えば、特許文献１５参照。）。
【００５１】
【特許文献１５】
特開平０８−２４８６６３号公報（第１頁左下欄第１行目〜末行の要約）
【００５２】
この手段は、分散するシリカ粒子に疎水化を施すことによって、高耐久化と、コロナ生成物などの汚染物質の付着で起こる解像度低下、画像流れを防止するものである。
無機微粒子の疎水化によって水滴の弾き効果（接触角が大きい）は発現するが、コロナ生成物の付着までは防止できないため、画像流れは防止できない。また、感光層表面に出た疎水処理を施された無機微粒子は、ブレードなどによる摺擦により被膜が削れることと、シリカはオゾンの作用によって、低抵抗化が進行するため、画像流れの改善は不可能である。
【００５３】
３．クリーニング装置（クリーニングブラシ及びクリーニングブレード）
クリーニング装置にはクリーニングブラシ、若しくはクリーニングブレード単独、クリーニングブラシとクリーニングブレード併用型がある。夫々一長一短があり、使用される現像剤、感光体、コピー量等に応じて使い分けがなされる。
クリーニングブラシには主として直毛状のもの（例えば、特許文献１６、１７、１８、１９参照。）、ループ状のもの（例えば、特許文献２０、２１参照。）の何れかに大別されるが、直毛状とループ状を併用した形式のもの（例えば、特許文献２２参照。）も提案されている。
【００５４】
【特許文献１６】
特開平７−１５５２２２号公報（第２頁第１欄第１行目〜第８行目の特許請求の範囲、図１、図３）
【特許文献１７】
特開平６−２３６１３４号公報（第２頁第１欄第２行目〜第１３行目の請求項１、図４）
【特許文献１８】
特開平９−２２１５５号公報（図１）
【特許文献１９】
特開平１１−１６７２２４号公報（図５）
【特許文献２０】
特許２７９３６４７号公報（第１頁第１欄第１行目〜第１３行目の特許請求の範囲、図３）
【特許文献２１】
特許２６１９４２４号公報（第１頁ぢア１欄第１行目〜第７行目の特許請求の範囲、図３）
【特許文献２２】
特許２８６８５３９号公報（第１頁第１欄第２行目〜第１３行目の請求項１、図４）
【００５５】
いずれのブラシ形状も、感光体にブレードでは取れにくいトナーや紙粉などの異物を取り除く機能はいくらか有しているが、フィルミングのように強固に固着した異物までは除去することはできない。ブラシの材質にはナイロン系、ポリエステル系、アクリル系の繊維や、炭素繊維等が使用される。直毛状のブラシでは毛倒れという問題があり、使用していく内にクリーニング性が低下する問題があり、ループ状のブラシではクリーニングは直毛状に比べ良好であるが、繊維の間にトナーが入り込み、目詰まりを起こすことによるクリーニング低下という問題がある。クリーニングブラシとクリーニングブレードとの併用使用はクリーニング能力を高めるのに有効な手段である。
【００５６】
一方、クリーニングブレードの場合は、１体のクリーニングブレードを感光体の回転方向に対して、逆回転方向（カウンター）、若しくは順回転方向（リーディング）に設置させて行なう２通りがある。
ブレードクリーニング方式は装置がブラシ方式に比べて簡易であり、画像形成装置の小型化には有利な方法であるため、殆どの画像形成装置に採用されている。ブレードクリーニング方式では、ブレードを感光体の回転方向に対してカウンター方向に設置すると、感光体に対する食い込みが増し、トナーのクリーニング性能を高めることができる。
【００５７】
クリーニングブレードには、反発弾性率が３０〜６０％、ゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ硬度）が５０度〜９０度のもの、例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜８５度のもの（特許文献２３参照。）、ＪＩＳ−Ａ硬度５０〜９０度のもの（特許文献２４参照。）、ＪＩＳ−Ａ硬度５０〜８０度のもの（特許文献２５参照。）等を１〜５ｍｍ幅にカットした短冊状（シート状）ゴムブレードを、アルミニウムや鉄製の板状支持基体に取り付けて使用される。
【００５８】
【特許文献２３】
特開平０８−２４８８５１号公報（第２頁第１欄第２行目〜第９行目の請求項１）
【特許文献２４】
特開２００１−２４２７５８号公報（第４頁第５欄第１６行目〜第６欄第１７行目）
【特許文献２５】
特開２００２−０５５５８２号公報（第４頁第５欄第５０行目〜第６欄第１１行目）
【００５９】
トナーなどの残留粉体をクリーニングするためのブレード材料として採用されるポリウレタンゴムは、耐久性が高く、有機感光体と極めて密着性が良好であるため、クリーニング性能が高い。しかし、密着性が高いために、感光体との摩擦抵抗が高くなり、感光層を摩耗させやすい。また、感光体の回転方向にブレードの接触部が引きずられ、ブレードに捻れを起こし、捻れが恒常的に続いた場合には、復元が充分でなくなる。一方、充分に引きずられると、隙間ができるため、抵抗が軽くなり元の位置に戻るという繰り返し、いわゆるスティック−スリップ現象が起こる。
スティック−スリップ現象が起こると、ブレードが行って、戻るときに僅かに隙間ができ、その隙間からトナーの抜けが起こるが、常時同じ位置で起こると、ブレードが変形し恒常的なトナー抜けとなり、抜け出た部位では筋状のフィルミングとなる。
トナーを良好にクリーニングするためには、回転によってクリーニングブレードエッジ部が振動しないようにすること、ブレードのエッジ部が感光体に引きずられて歪まないようにすること、さらにはブレードによってトナーが押しつけられる余地を作らないこと（駆動中にブレードは感光体に対し面接触でなくできるだけ線接触にすること）が重要である。
【００６０】
４．トナー
画像形成装置では、帯電、画像露光によって形成された静電潜像を可視化するのに、１成分系の現像剤、若しくは、トナーとキャリアを適当量配合した２成分系の現像剤が使用される。現像方式にはマグネットブラシ現像法、噴霧現像法、カスケード現像法、飛翔現像法などがあるが、主流はマグネットブラシ現像法である。
２成分系の現像剤に使用されるキャリアには、鉄粉、フェライト、マグネタイトなどの帯電制御剤を含有する３０〜８０μｍ程度の樹脂被覆磁性紛が使用される。粒径が小さいほど、高解像度が得られやすいが、余り小さいと、現像装置の磁界よりも感光体の静電力が勝ってキャリアが感光体に付着しやすくなるため、キャリアのためにトナーの転写が邪魔され画像抜けが起こったり、感光体を傷つける要因にもなる。
したがって、複写システムに適応したキャリアの選定が必要となる。
一方、トナーは近年、フルカラー複写装置（電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置）の普及にともなって、高精細化、画像の再現性が益々要求される様になり、平均粒径が４〜８μｍの粉砕トナーが使用されるが、近年では更なる高画像品質の要求の高まりにより、球形度が高い重合トナーが使用される様になってきた。粒度分布は粉砕トナーでは±３〜４μｍと大きいため、１〜２μｍ程度の微粒子が数多く存在するため、Ｓ／Ｎ、転写性、シャープ性等の面で不利であるが、クリーニング性は比較的良好である。但し、微粒子が多く含まれる場合、感光体の表面粗度によっては、微粒子がトナー抜けを起こす不具合が多分にある。一方、重合トナーでは±０．５〜１μｍ程度と小さく粒径が比較的揃っており、画像品質、転写性等の面で粉砕トナーに比べ優れる。
【００６１】
トナーの製造法には主として粉砕法と重合法がある。
粉砕法は重合によって製造されたバインダーポリマー中に、着色剤、帯電制御剤などの添加剤を溶融、混練して得られた固まりを粗粉砕、微粉砕して篩いで分級する方法である。粉砕法ではトナーを細粒化できるというメリットがあるが、工程が複雑なため、コスト高になりやすい。
粉砕法で製造されたトナーは形状がいびつな凹凸の多い形状（異形）のものである。現像剤用のトナーとするために更に角を丸める工程が付加され、分級により粒径が篩い分けられる。一般的に使用されるトナーでは、トナーの円形度が０．９１〜０．９４程度と小さい（角張っている）ため、粒子の帯電が一様になりにくく、転写不良を起こしやすい。また、クリーニングブレードで感光体に押さえつけられると、スクラッチが起こりやすい傾向が見られる。
また、初期にはシャープ性の良好な高解像度が得られても持続し難い、コピーのコピー（２代目、３代目コピー）をプリントした場合、解像度が極端に悪くなり、実用に供しないといった問題点がある。このため、更に球形度を上げたトナーの開発も行なわれているが、更にコスト高になるため、重合法への転換も進められている。
【００６２】
重合法の主たる製造方法には懸濁重合法や乳化重合法等がある。例えば、懸濁重合法の場合、バインダー樹脂に着色剤や帯電制御剤等の添加剤を均一化処理し、分散媒、分散剤を添加し重合して製造される。重合法は工程が簡素化されているため、粉砕法に比べ製造コストが安い。また、粒径が比較的良く揃っており、異形状の粒子が殆ど製造されない（殆どが球形トナーである）というメリットがある。
重合法で製造された粒子は殆どが真球に近い球形であり、粒径が比較的揃っているため、帯電を均一に揃えやすく、潜像にほぼ忠実に付着する。そのため、転写効率が９９％以上と高く、高解像度を得られやすく、ドット画像の再現性が高い。
このことから、近年はメリットの多い重合法で製造されたトナーが使用される例も多い。
【００６３】
重合法で作製された球形トナーの円形度は０．９６〜１．０と殆ど球形〜球形であるため、ブレードの下に潜り込みやすく、ブレードクリーニング法ではクリーニング不良を起こしやすいという問題点が起こる。
これまでの粉砕トナーで使用されてきた通常のクリーニングブレードは、そのブレード硬度が６０度〜８０度程度と比較的柔らかいゴムブレードが使用されているため、ブレードの押圧で感光体に凹みを生じると同時に、ブレードエッジも歪む。また、感光体の摩擦係数が高いために、ブレードの先端部が感光体に巻き込まれ変形する。このため、ブレードと感光体間にトナーが抜け出る程度の僅かな隙間を生じ、クリーニングブレードに滞留したトナーは、ブレードの隙間を抜ける、いわゆるトナー抜けが発生する。感光体にスクラッチや、フィルミングなどで表面粗度が大きくなっている場合にはなおさらである。
このトナー抜けは引っかかりが少ない円形度が大きい球形トナーほどひどくなる傾向がある。
ブレードの当接圧を軽目に設定されているクリーニング装置では、殆どクリーニングされないこともあり、また感光体表層が柔らかい感光体ほどクリーニング性が行なわれにくくなる。
【００６４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、感光体表面状態、感光体表面の高摩擦係数等に伴うブレードエッジの捻れに端を発し、感光体表面粗度の大きさ、トナー粒子形態、コロナ生成物、及び残留粉体（紙粉、トナー構成物等）等が作用して起こるフィルミングの生成を未然に抑止し、Ｓ／Ｎ、解像度良好な画像品質が維持できる画像形成装置、画像形成方法およびプロセスカートリッジを提供することである。
【００６５】
【課題を解決するための手段】
平均円形度が高い球形トナー、特には０．９８〜１．０の高円形度の球形トナーは粉砕トナー用に設計されたクリーニングブレードでは、トナーがブレード下に潜り込みやすくクリーニング不良を起こしやすい。一方、粉砕トナーにあっては４〜６μｍ程度の粉砕トナーに混在する１〜２μｍ程度の微少粒径のトナーが、ブレードと感光体との間に生じた２〜３μｍ以下の僅かな隙間や、感光体の表面粗度がトナー径より大きい場合にブレード下に潜り込みすり抜ける。
この様なすり抜け現象が恒常的に継続されると、コロナ生成物や、紙粉などが混じり合って、次第に感光体はフィルミングが形成され、進行すると次第に画像品質の悪化を招く。
【００６６】
フィルミング現象を回避するためには、トナーのすり抜けを零にする必要があるが、現実にはかなり困難である。例えば、感光体表層に局部的に摩擦係数の高いレベル（コロナ生成物の付着や、トナー構成物、被転写体の結着樹脂などによる）があると、その部位でブレードエッジが歪み、トナー抜けが起こり易くなる。また、ブレードからのトナー抜けがなくても、現像スリーブから僅かでもトナー飛散があると、感光体に付着したトナーがフィルミングの要因を作る。
したがって、このフィルミングを解決する手段に付いて鋭意検討した結果、以下の手法を講じることによって、前記課題が達成できることが判った。
【００６７】
感光体表層の表面粗度をトナーの最小粒径より小さく設定することにより、トナーが自然に抜け出ることを防止する。また、感光層表層に潤滑剤を付与する（外添法若しくは内添法による手段で行なう）ことによって、感光層表層に凹凸の形成及び拡大を防止する。潤滑剤による低摩擦係数化とフィラーの添加による感光層の耐摩耗性によって、必要以上に削れが起こらないようにする。さらに、潤滑剤に因る摩擦係数の低減化を図り、感光層へのトナーの付着力を低下させ、クリーニング性を向上させる。さらに、機械的強度をアップしたクリーニングブラシと、クリーニングブレードからなるクリーニング装置で、感光体上の残留粉体をクリーニングすると共に、感光体表面を必要最小限研磨することによって付着した異物をも除去し、感光体表層にフィルミングが生成することを防止する。
これらの処置により、感光体表層には異物の付着がなく、しかも摩擦係数がないために、感光体表層は常に清浄な状態に維持される。
したがって、画像流れ、解像度低下、帯電特性等電子写真特性の低下が回避され、感光体の寿命まで、Ｓ／Ｎ良好な安定した画像品質が提供可能となる。
【００６８】
すなわち、上記課題は、本発明の（１）「電子写真感光体に対向するように配置された帯電装置を構成する帯電部材に電圧を印加して、前記電子写真感光体に均一帯電を行ない、画像露光装置からの光書き込みにより静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置で顕像化し、電圧を印加された転写装置によって被転写体に転写を行ない、クリーニングブラシ及びクリーニングブレードで構成されるクリーニング装置を用いて、感光体上の残留粉体をクリーニングすることによって、画像形成を行なう間接電子写真法を用いた画像形成装置において、１０点平均粗さＲｚＪＩＳが０．３〜１．０μｍ、最大高さＲｚが０．４〜１．５μｍである前記電子写真感光体の表面に、潤滑剤を付与し、且つクリーニングブラシ、及びクリーニングブレードを同時作動させることによって、（φ３０ｍｍの電子写真感光体換算で）１万枚当たりの感光層の平均摩耗量（ｔ）を０．１μｍ≦ｔ≦０．５μｍに保持することにより画像形成を行なうことを特徴とする画像形成装置」、（２）「前記クリーニングブラシが、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維の内、何れか１種類の繊維から構成されるループブラシを、芯金上に固定したものであり、前記クリーニングブラシが前記電子写真感光体に均等に面接触するようにクリーニング装置内に設置されていることを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成装置」、（３）「前記ループブラシを前記芯金上に固定する手段が、短冊状にカットされたループブラシを隙間なく、芯金上に螺旋状に巻き付け固定するものであり、前記クリーニングブラシは、クリーニングブレードの手前側に、前記電子写真感光体に均等に面接触するように、クリーニング装置内に配置されることを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の画像形成装置」、（４）「前記クリーニングブラシの感光体と接触する面及び内部方向に樹脂が塗布されていることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（５）「前記クリーニングブラシの感光体と接触する面及び内部方向への樹脂の塗布が浸漬法によって行なわれるものであることを特徴とする前記第（４）項に記載の画像形成装置」、（６）「前記クリーニングブラシにフリッカーバーが付設されていないことを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（７）「前記クリーニングブラシが、電子写真感光体の回転とは順方向に回転し、摺擦することによって、前記電子写真感光体上の残留粉体をクリーニングすることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（８）「前記電子写真感光体を構成する感光層が電荷発生層及び電荷輸送層からなり、電荷輸送層はさらに、無機フィラーを含有しない無機フィラー非分散電荷輸送層と、無機フィラー分散電荷輸送層から構成され、無機フィラー分散電荷輸送層中に、平均粒径０．３〜０．７μｍの無機フィラーが、無機フィラーを含有する全電荷輸送層の２０重量％以上、３５重量％以下を含有してなることを特徴とする前記第（１）項乃至第（７）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（９）「ステアリン酸亜鉛、若しくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の何れかの潤滑剤を前記電子写真感光体の表層に直接、若しくは間接的な塗布手段を用いて付与することによって、摩擦係数の低減化を図り、オイラーベルト方式で測定した摩擦係数が画像形成時０．２０〜０．４５であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（１０）「前記電子写真感光体に対する静電潜像形成時の帯電が、帯電部材を前記電子写真感光体にニップを持つ面接触で行なわれることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（１１）「前記電子写真感光体に対する静電潜像形成時の帯電が、帯電部材と電子写真感光体間とを３０〜１００μｍ離して非接触の状態に保持して行なわれることを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項のいずれかに記載の画像形成装置」、（１２）「前記第（１）項乃至第（１１）項のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真感光体、帯電装置、クリーニングブレード及びクリーニングブラシから構成されるクリーニング装置、潤滑剤塗布手段を用いて、画像形成を行なうことを特徴とする間接電子写真法による画像形成方法」、（１３）「前記第（１）項乃至第（１１）項のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真感光体、帯電装置、現像装置、クリーニングブラシ及びクリーニングブレードとで構成されるクリーニング装置、潤滑剤付与部材より選ばれる少なくとも１つのユニットを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ」によって解決される。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
１．画像形成装置と複写プロセス
本発明の間接電子写真方法を用いた複写プロセスを図１、または図２を使用して説明する。
図１は１本の感光体に１系統の現像装置を組み合わせた単色トナーを使用する複写装置の概略図で、感光体の帯電する手段はローラを用いた帯電部材による接触、若しくは非接触帯電方法で図示してある。図２は、図１に感光体表層に潤滑剤を付与するための潤滑剤塗布装置（２００）（（２０１）は潤滑剤、（２０２）は塗布ブラシを示す）を、クリーニング装置と帯電装置間に付設した図である。
なお、図示していないが、感光体には帯電装置に交流電圧を重畳したときに発生する振動音（高周波音）を抑制するための制振部材を感光体に内蔵させることができる。
【００７０】
図１に示すように、一般的な複写プロセスの基本構成は感光体（１）を中心に、帯電装置（２）、画像露光装置（３）、現像装置（４）、転写装置（５）、分離装置（６）、クリーニング装置（７）（クリーニング装置（７）はクリーニングブラシ（７−１）とクリーニングブレード（７−２）で構成される）、定着装置（８）及びコピー用紙（９）からなる。
本発明で使用される感光体（１）はドラム状の導電性支持体上に下引き層、ついで感光層が形成された構成で、感光層は更に電荷発生層と電荷輸送層から構成される。
電荷発生層は、画像露光装置（３）によって照射された光によって、充分な電子、正孔対が生成され、表面電荷及び支持体の電荷に応じて分離され、正孔（＋）は感光体の表層のマイナス電荷に向かって移動する際に、電荷発生層と電荷輸送層の界面に正孔が飛び越えられないような高い障壁が形成されないものであれば、無機系、有機系を問わず公知の材料が使用可能である。
【００７１】
一方、本発明で使用される感光体の電荷輸送層は、フィラーが分散されていないフィラー非分散電荷輸送層と、０．３〜０．７μｍのαアルミナがフィラーを分散した層の全重量の２０重量％以上、３５重量％以下分散された無機フィラー分散電荷輸送層の２層から構成される。
フィラーを分散する理由は、感光体の耐摩耗性向上と、クリーニングブレードの感光層への食い込みを少なくして、ブレードのエッジ歪みを軽減するためであり、電荷輸送層を２層構成とするのは、耐摩耗性を達成し、残留電位の蓄積及び光の拡散、電荷移動の障害を排除し、画像劣化を生じさせないためである。
フィラー分散電荷輸送層に分散するフィラーは高硬度であり、粒状が揃っており、吸湿性が小さく、電気抵抗が１０１２Ω・ｃｍ以上、１０１４Ω・ｃｍ以下の無機フィラーが望ましく、αアルミナは最も好適な材料の１つである。
感光層の表面粗度はフィラーの粒径が大きくなるにつれ、荒れて大きくなる傾向にある。
また、コピーを行なうことによっても表面が荒れ、表面粗度が大きくなる傾向がある。したがって、クリーニング不良を起こさないようにするためには、トナー粒径よりも表面粗度が荒れて大きくならないように管理することが重要である。表面粗度の荒れは主には、現像剤中のトナーの固まりや、キャリア、紙粉中のタルクや樹脂、前記以外の金属粉等の硬い異物が、クリーニングブレードの下に潜り込み起こると考えられる。具体的には経時も含めて、１０点平均粗さＲｚｊｉｓが０．３〜１．０μｍ、最大高さＲｚが０．４〜１．５μｍに抑えることが望ましい。
これは、感光体表層の荒れ（例えば、感光体に添加したフィラー、トナー、紙粉、キャリアなどによるスクラッチ傷）によってブレードが浮き、その浮いた部位を通して、トナー抜けが起こるのを抑止するためである。また山と山の間の凹みにコロナ生成物の様な汚染物質が入り込み、ブレードでも除去されにくいことを極力少なくするためである。本発明では図２にその一例を記したように、潤滑剤を外添法で感光体表層への付与を行なうが、潤滑剤が先に凹みに入ることによって、コロナ生成物の凹みへの入り込みを回避することができる。感光体に潤滑剤を付与する手段は、図２の様に特定の装置を用いて付与する方法、トナー中に潤滑剤を添加して付与する方法、感光体表層に潤滑剤を数％〜数１０％内添する方法等がある。
【００７２】
潤滑剤を付与して画像形成を行なう理由は、第１に、感光層の摩擦係数を低減化させることによって、ブレードの捻れが起こりにくくするためであり、第２に、感光層が必要以上に摩耗することを抑制するためであり、第３に、感光体へのトナー付着を軽減しクリーニング性が良好に行なえる様にするためである。
更に、第４に、凹みを微量な潤滑剤で埋め、トナーのすり抜けを起こらない様にすることであり、第５に、コロナ生成物が入り込む余地を少なくし、画像品質の低下を回避するためである。
【００７３】
感光体表層に摩擦係数を低減化させるための潤滑剤を微量付与することによって、ブレードエッジの歪みが緩和され、トナー抜けが改善できる。また、トナーの感光体への付着力が緩和されるため、転写効率が向上し、文字抜けの様な現象がなくなり、クリーニング性が改善され、コピー品質のＳ／Ｎを向上させることができる。過剰な付与（例えば、潤滑剤に当接したブラシの圧が強すぎた場合など）は画像品質に影響を与えるが、微量な潤滑剤の付与は帯電特性、画像特性に影響を与えることはない。
【００７４】
画像形成を行なうために感光体（１）には帯電装置（２）により帯電が行なわれる。良好な作像性を得るにはコントラスト電位は少なくとも２５０Ｖ以上あることが望ましく、そのための帯電々位は−４００Ｖ〜−８００Ｖとするのが良い。
図１には帯電部材として帯電ローラの例で図示したが、それ以外にブラシやブレードなどの帯電部材を使用することも可能である。帯電方法には接触帯電方法と非接触帯電方法の２種類の方法があるが、本発明ではいずれの方法も使用可能である。
【００７５】
帯電部材と感光体間に微少なギャップを保持して帯電する非接触帯電法は、帯電部材と感光体間のＧａｐは３０μｍ以上、１００μｍ以下とすることが望ましく、さらには５０〜８０μｍにするのが望ましい。感光体から帯電部材を離すことによって、帯電部材によって生じていた摩耗が低減し難くなり、また、クリーニングブレードからのトナー抜けがある場合、帯電部材がトナー汚れが少なくなり、放電破壊に対する余裕度が生まれる。
接触帯電方法は帯電部材のトナー汚染や、放電破壊に対する余裕度が、非接触帯電法に比べて少なくなるが、Ｇａｐが０μｍであることで、印加電圧を低めに設定できるため、コロナ生成物の生成量が少なくなるというメリットがある。
帯電部材に高圧電源が接続され、直流電圧若しくは交流電圧を重畳した直流電圧が印加される。接触帯電、非接触帯電共に、パッシェンの法則に従った帯電が行なわれ、帯電開始電圧Ｖｔｈは接触帯電の時が最も低く、Ｇａｐが大きくなるにつれ、開始電圧Ｖｔｈは高くなる。帯電電圧を−４００〜−８００Ｖにするための印加条件は、直流電圧駆動の場合は、帯電部材への印加条件が−１０００Ｖ〜−２０００Ｖ、交流電圧を重畳した直流電圧駆動の場合には、直流電圧が−４５０〜−９００Ｖ、交流電圧（正弦波、三角波）が７００Ｖ〜２０００Ｖ／８００〜２５００Ｈｚに設定される。交流電圧を重畳した直流電圧を印加するのは、感光体と帯電部材間に隙間があった場合に、帯電が不均一になり、画像ムラを防止するためであり、画像形成に必要な帯電電圧と同等、あるいは少し高めの直流電圧に、帯電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のＰｅａｋ　ｔｏ　Ｐｅａｋ電圧の交流電圧を重畳した直流電圧に設定する。
【００７６】
ローラ方式の帯電部材は、φ５〜φ１５ｍｍのＳＵＳ製丸棒を芯金として、弾性部材が被覆される。感光体を帯電する弾性部材には、ヒドリンゴム単体、若しくはウレタンゴムやヒドリンゴムに、導電性カーボン、炭素繊維粉末、イオン導電剤などの抵抗制御材を添加し、必要に応じてフッ素系樹脂などの撥水剤を添加して、比抵抗を１０５〜１０１４Ω・ｃｍに調整したものが使用される。具体的には、接触帯電部材と非接触帯電部材で感光体に対向する面の電気抵抗が、帯電方式によって変えられる。
【００７７】
非接触帯電部材では最表層面を１０５〜１０８Ω・ｃｍに、接触帯電部材の場合は１０１２〜１０１４Ω・ｃｍに設定される。これは帯電部材と感光体間に空隙があることによって、帯電開始電圧Ｖｔｈが高い方にずれ、帯電性に違いが生じるためで、均一帯電を行なうためには帯電部材の体積抵抗は低くする必要がある。但し、あまり下げすぎると、放電破壊の要因になるため、１０５Ω・ｃｍ以上あることが望ましい。
更に帯電部材の表面粗度は接触帯電部材に比べ、１０点平均粗さＲｚｊｉｓを５０〜２００μｍ程度にした方が均一帯電、帯電効率を高めるには有利である。硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で３０〜９０度程度の弾性部材を使用する。
【００７８】
接触帯電法の場合、帯電効率を高めるために、ニップを大きく取った方（１〜５ｍｍ）が望ましいため、接触帯電部材では硬度の低い弾性部材を使用するが、非接触帯電部材の場合はニップが得られない分、帯電効率が悪くなるが、使用される帯電部材の硬度に限定されないという利点がある。
最終的な外形寸法はシステム条件に応じて設定されるが、通常はφ１０〜φ２０ｍｍ程度である。
【００７９】
帯電後の感光体（１）には、ＣＣＤ（電荷結合素子）で読みとられた原稿画像、或いはパーソナルコンピューターなどから送信されたデジタル信号を、一個若しくは複数個のＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）素子、若しくはＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）アレイ、凸レンズ、ポリゴンミラー、シリンドリカルレンズ等で構成される画像露光装置（３）によって、６０〜２０μｍ程度のドット径に絞り込まれた単波長の光像が照射され、入力信号に応じた静電潜像が形成される。ＬＤ素子もしくはＬＥＤアレイは感光体の最高感度領域若しくはその近傍の発振波長の素子が選択される。発振波長が短くなるほど、スポット径を絞り込むことができるため、４００〜４５０ｎｍ程度の短波長側に発振波長を有するＬＤ素子は１２００や２４００ｄｐｉ等の高解像度を得る場合に有利であり、本発明の画像形成装置に搭載して使用することができる。
【００８０】
感光体（１）に形成された静電潜像を可視化するために、１成分トナー（磁性トナー）、もしくは、トナーとキャリアからなる２成分系の現像剤を使用した現像装置（４）が使用されるが、本発明では２成分系の現像剤を使用する。
２成分現像剤のキャリアには、例えば、鉄、フェライト、ニッケルの様な磁性を有する粉体（磁性紛）に帯電性及び帯電安定性、耐久性等向上させるためにポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂等で被覆されたものが用いられる。キャリアの粒径は３０〜６０μｍ程度である。
キャリアの粒径は解像度に影響を与え、小さい方が解像度は向上する傾向にあるが、余り小さいと感光体の静電力に引かれて感光体に付着し易くなる。したがって、トナー像の転写不良（転写抜け）を起こしたり、クリーニング部まで搬送されると、ブレードで感光体に押しつけられる結果、感光体面が傷つき、表面粗度を大きくし、画像品質低下や、凹凸の部分にコロナ生成物が入り込み、画像流れを起こす原因になったり、感光体の耐久性を短くする一因にもなる。
【００８１】
一方、トナーには、前記した粉砕法で製造され、角張った領域を削いで球形処理されたトナー、あるいは、重合法（乳化重合法、懸濁重合法など）で製造された球形トナーで、重量平均粒径が４〜８μｍのトナーが使用され、キャリアに対して２〜１０（重量％）混合される。
トナーの粒径もキャリア同様に解像度に影響を与えるが、余り小さいと、飛散した場合、健康に害を及ぼす懸念（環境破壊＝公害）がある。したがって、粉砕トナーの場合はできるだけ破砕した１〜２μｍ程度の微粒子は排除した方が望ましい。
【００８２】
現像が終了すると、転写装置（５）を用いて、トナーの保持する電荷とは逆極性の電圧（マイナス帯電のトナーに対してはプラスの電圧）が印加され、コピー用紙（９）にトナー像が転写される。
転写が終了した後、コピー用紙は交流電圧、もしくは交流電圧を重畳した直流電圧が印加された分離装置（６）により、感光体（１）より分離され、定着装置（８）に送られ、ハードコピーとなる。分離装置（６）は、金属線や鋸歯状電極に交流電圧若しくは、直流電圧を重畳した交流電圧を印加するコロナ放電装置が一般的である。コピー用紙を介して感光体に印加される電界強度はコピー用紙が感光体より離れる程度の量で良いため、コロナ生成物の発生量は少なく、不均一であっても良く、感光体ダメージを与える程の量ではない。なお、感光体の直径がφ３０ｍｍ以下の場合には、紙の腰によって分離装置を省略できることもある。
【００８３】
一方、コピー用紙分離後の感光体上の残留トナーは、ポリエチレンや、ナイロン、炭素繊維などの繊維から構成されるクリーニングブラシ（７−１）、ポリウレタンゴムが主であるが、シリコーンゴム、ネオプレンゴム、フッ素ゴム等の材料からなるクリーニングブレード（７−２）から構成されるクリーニング装置（７）により清掃される。
【００８４】
ここで一連の複写プロセスは終了するが、感光体（１）に潤滑剤を付与する場合には、例えば、図２の手段によって潤滑剤を感光体（１）に付与する。清掃後の感光体（１）に、図２に示す潤滑剤塗布装置（２００）を作用させ、潤滑剤を付与する。図２の潤滑剤付与装置（２００）はステアリン酸亜鉛や、ポリテトラフルオロエチレンの様な潤滑剤を専用の塗布ブラシ（２０２）を介して、間接的に感光体に付与する方式である。これ以外の付与する手段にはクリーニングブラシ（７−１）に潤滑剤（２０１）を作用させて、感光体（１）に潤滑剤を付与する方法、潤滑剤（２０１）を感光体（１）に直接作用させる方法、現像剤中に０．０１〜０．５μｍ程度の粒径のステアリン酸亜鉛やポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどの潤滑剤をトナーの特性を変化しない範囲（０．０１〜０．５重量％）で添加する方法もある。感光体表層中に添加する場合には潤滑剤を付与手段は必要ない。
【００８５】
なお、図１及び図２で説明した複写プロセスは、フルカラー方式の画像形成装置にも応用可能である。図示していないが、フルカラー方式の電子写真複写機やカラーレーザービームプリンターでは、１本の感光体にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４系統（色）の現像装置を配した１ドラム方式の画像形成装置、図３に示すように、４本の感光体と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４系統（色）の現像装置を使用した４連タンデム方式の複写方式の画像形成装置がある。
また、図１、図２に記載の感光体、帯電装置、現像装置、クリーニングブラシとクリーニングブラシから構成されるクリーニング装置等を、２つ、若しくはそれ以上組み合わせることによって、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジにすることができる。
例えば、１）感光体と帯電装置、２）感光体とクリーニング装置及び潤滑剤塗布装置などはその例である。
【００８６】
次に、感光体について述べる。
２．感光体
２−１　感光体概略
感光体の基本構成を図４に示す。有機感光体はドラム状のアルミニウム製導電性支持体上に、順に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の順に構成された感光体で、電荷輸送層は少なくとも有機材料が使用される。
本発明では図５に示す様に、電荷輸送層は更にフィラー非分散電荷輸送層（通常の電荷輸送層）と、無機フィラーを分散したフィラー分散電荷輸送層から構成される。
フィラー非分散電荷輸送層、フィラー分散電荷輸送層からなる電荷輸送層は、低分子電荷輸送物質に結着樹脂、必要に応じて酸化防止剤、分散剤等を適当量分散した層、若しくは高分子電荷輸送物質から構成され、感光体の要求される品質に応じて、膜厚や層構成を設定することができる。
【００８７】
フィラー（本発明では特にアルミナ（α型）からなる無機フィラーが好適に使用される）を添加する第１の目的は、フィラーを適当量添加することにより、感光体表層の硬度アップを図り、耐摩耗性を上げることによって、感光体の寿命を延ばすと共に、画像品質の安定化を図ることである。但し、大幅な硬度アップは、感光層の摩耗を少なくするため、画像流れ等の画像劣化を引き起こす要因となる。
第２の目的は感光層表面に小粒径フィラーを分散させることによって、好適な硬度に設定し、摩擦係数の大幅な上昇を抑制することと、クリーニングブレードエッジの層中への食い込みを抑制して、ブレードエッジの歪みや変形を少なくすることである。
【００８８】
電荷輸送層へのフィラーの添加量は、初期及び経時における解像度、１ドットパターンの均一性、硬度、及び表面粗度（１０点平均粗さＲｚＪＩＳ、最大高さＲｚ等）等で決定されるが、接触帯電や非接触帯電法を用いた場合、平均粒径０．３〜０．７μｍのフィラーを、フィラーを添加した電荷輸送層全重量の２０重量％以上、３５重量％以下が好適である。
感光層の厚みは、充分なコントラスト画像を得るための帯電々位と、コントラスト電位が確保できる膜厚とすることが望ましい。良好な作像性を得るためのコントラスト電位（現像バイアス電位と画像部電位との差）は少なくとも２５０Ｖ以上あることが望ましい。
コントラスト電位を２５０Ｖ以上確保するための膜厚は少なくとも、感光層の総膜厚は１０μｍ以上あることが好ましい。膜厚を１０μｍ以下に薄くすると、帯電々位が充分に確保できなくなり、充分なコントラスト電位が得られ難い。また、感光層の膜厚ムラが画像に現れ易く、不均一な画像品質になる。一方、厚くなりすぎると、層中でのドットパターンの広がりが生じ、シャープ性の低下、解像性低下を起こし、高品位画像は達成し難くなる。
したがって、好ましい感光層膜厚ｔは１０μｍ≦ｔ≦３０μｍである。
【００８９】
以下、本発明に使用する機能分離型の有機感光体について説明する。
２−２　導電性支持体
まず、導電性支持体について説明する。
感光体の導電性支持体（ＣＬ）として使用できる部材には、電気、機械、化学的などの諸特性を満足するステンレス、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等がある。薄肉に切削加工がし易い、軽い、再生に有利、ブロッキング層を形成しやすい、入手が容易等を勘案すると、アルミニウム、特にはＪＩＳ３００３系などのアルミニウム合金が好適である。
アルミニウムの表面を加工する技術には、切削加工、ホーニング加工、ブラスト加工などがあり、ドラム状のアルミニウム素管を必要な長さに切断し、目標の外径寸法に切削した後、さらに超仕上げ、鏡面仕上げ等により、表面粗度を１０点平均粗さＲｚＪＩＳで０．１〜１０μｍ程度になる様に加工し、洗浄液が完全に排除される迄充分に洗浄され、電子写真感光体の導電性支持体として使用される。支持体の１０点平均粗さＲｚＪＩＳは通常１０μｍ以下になる様にすれば、支持体の表面粗度に起因する異常画像は、実用上問題ないレベルに抑えることができる。
導電性支持体の形状はドラム状であることが望ましく、外径はφ３０ｍｍ〜φ１００ｍｍ程度が一般的である。
アルミニウムの肉厚は外径がφ３０〜φ１００ｍｍの感光体では、０．６ｍｍ〜３ｍｍ程度のものが使用されるが、有機感光体では加熱乾燥時の温度は１２０〜１６０℃、時間として１０〜６０分程度であるので、この程度の温度及び時間で変形しないものであれば、薄い方が望ましい。薄くすることのメリットはコスト面で有利であり、制振部材を内蔵する場合、制振効果が高くなるためである。但し、薄いとフランジの装着時や制振部材内蔵時に変形することがあり、これらの部材の形状、寸法には充分な管理が必要である。すなわち、外径の変形により帯電及びブレードの当接時に、それらの部材と微妙なずれが生じるため、帯電の不均一や、クリーニング性に影響が出てくる。
【００９０】
２−３　下引き層
次に、下引き層について説明する。
導電性支持体と感光層との間には、必要に応じて、下引き層（ＵＬ）が設けられる。
下引き層の形態は、光源に使用される波長域によって変わることがある。例えば、６５０〜７８０ｎｍの長波長領域に発振波長を有するＬＤ素子やＬＥＤアレイ等の光源に用いた場合は、アルミニウムからの光の反射に起因したモアレが発生するため、下引き層は必要不可欠であるが、発振波長が４００〜４２０ｎｍ程度のＬＤ素子を使用した場合には、表層近傍での吸収が多くなるため、本発明の具体例に記載するような下引き層は必ずしも必要でなく、アルミナのような１μｍ以下の薄膜や、ホールの注入を阻止するような半導体膜であっても良い。
【００９１】
下引き層を形成する理由は、支持体側からの電荷注入を阻止し帯電特性を安定させ、接着性を向上させ、モアレを防止し、上層の塗工性を改良し、残留電位を低減するなどを目的とする。したがって、ホール（正孔）の注入を阻止し、エレクトロン（電子）を通過させるような半導体膜を形成して、更にその上に中間層、若しくは下引き層を形成するような方法をとっても良い。一般に下引き層には樹脂を主成分とし、単位時間内に電位減衰を起こしにくい程度に高抵抗化した薄膜が形成される。下引き層はその上に感光層を、溶剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。また、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を分散し含有させてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。
【００９２】
更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。
この他に、本発明の下引き層としては　Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン＝ユニオンカーバイト社の商品名）等の有機物や、ＳｎＯ２，ＴｉＯ２，ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作製法にて設けた１０１０〜１０１３Ω・ｃｍオーダーの電気抵抗を持つ薄膜が良好に使用できる。下引き層の膜厚は０．１〜２０μｍが適当であり、好ましくは０．５〜１０μｍである。
【００９３】
２−４　電荷発生層
次に、電荷発生層について説明する。
電荷発生層（ＣＧＬ）は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂が用いられる。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料がある。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子などをドープしたものが良好に用いられる。
【００９４】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、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顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニールアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００９５】
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。また、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。
【００９６】
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４−オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
【００９７】
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。
たとえば、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、トリフェニールアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または２種以上の混合物として用いることができる。
電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
【００９８】
電荷発生層を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレ−塗工法、ビードコート法などを用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、０．０１〜５μｍ程度が適当であり、好ましくは０．０５〜２μｍである。通常は０．１〜０．３μｍの厚さに塗布される。
膜厚が薄すぎると、感度不良が生じるが、厚すぎると、空間電荷による光減衰劣化、残留電位上昇が生じ、画像濃度低下、解像度低下などの画像品質低下につながる。
【００９９】
２−５　電荷輸送層
次に電荷輸送層（ＣＴＬ）について説明する。
電荷輸送層は画像形成に必要な表面電位を確保するために形成される。電荷輸送層は有機感光層単独でも勿論使用可能であるが、感光体の耐久化、画像品質を維持するために、有機感光層（フィラー非分散電荷輸送層）の最表層面に更に、高硬度の無機フィラー超微粒子を適当量添加したフィラー分散電荷輸送層を形成することができる。本発明では、図５に示すように、電荷輸送層はフィラー非分散電荷輸送層とフィラー分散電荷輸送層から構成され、両電荷輸送層間には明確な界面が存在しない様な構成にされる。明確な界面を形成しない様にすることによって、画像露光により発生した正孔・電子対の内、表層に向かって移動したホールはその大部分が界面近傍で捕獲されずに、表層に移動し帯電で付与された電荷を時間のロスなく、打ち消すことが可能になる。
すなわち、光減衰特性の劣化が殆ど生じないため、高精細な画像品質の再現が可能となる。
但し、フィラーが分散されているために、フィラーの分散量、粒径等に起因した若干のロス、例えば、光拡散、電荷分布にバラツキが生じるが、好適な範囲で添加した場合は無視できる範囲であり、実用上問題ない。
【０１００】
両電荷輸送層間に界面が形成された場合には、ホールの移動が制限されるために、光減衰特性の劣化、残留電位の上昇を招き、コントラスト電位の低下や、残像が起こりやすくなる。
界面を形成しないための塗工手段は、電荷輸送層の膜厚が１０μｍ程度と薄い場合には、スプレー塗工法で作製することができ、２本のスプレーガンの一方にフィラー非分散電荷輸送層液を入れ、もう一方にフィラー分散電荷輸送層液を入れ、電荷発生層上に、まず、フィラー非分散電荷輸送層を塗工し、指触乾燥時間（数分）をおいて、引き続きフィラー分散電荷輸送層を塗工すればよい。電荷輸送層が２５μｍや３０μｍと厚く、フィラー非分散電荷輸送層が２０μｍと厚い場合には、まずフィラー非分散電荷輸送層を形成して、指触乾燥し、更に１２０〜１３０℃で加熱乾燥したあと、比較的短時間の内にフィラー分散電荷輸送層を形成し、感光体全体を１３０〜１６０℃の温度で１０〜６０分程度の時間加熱乾燥することで感光体を作製できる。
【０１０１】
電荷輸送層（フィラー非分散電荷輸送層＋フィラー分散電荷輸送層）は電荷輸送成分とバインダー成分を主成分とする混合物、ないし共重合体を適当な溶剤に溶解するか分散した後、これを要求される厚みになる様に塗布し、乾燥することにより形成できる。
電荷輸送層の膜厚は１０〜３０μｍに設定されるが、感光層全体のバラツキ（最大膜厚と最小膜厚の差）は薄いほど、塗布ムラの影響が出やすいため、細かく設定するのが望ましく、１０μｍの場合には±１μｍ、３０μｍの場合には±２μｍの範囲内で設定されるのが好ましい。
電荷輸送層の膜厚が薄くなるほど静電容量が大きくなるため、電界強度は大きくなるが、高い帯電々位は確保でき難くなる。トナーの持っている電荷が小さければ薄い膜厚の感光体でも、現像能力は高くすることができるが、現在、市場で一般に使用されている小粒径のトナーでは、電圧現像にせざるを得ないため、一定以上の表面電位が必要である。
【０１０２】
感光層の膜厚を薄くすれば、電荷移動の歪みが小さくなるため、高品位画像の再現が可能となる。一方、厚くするほど、静電容量が小さくなるため、高い帯電々位は確保できるが、電荷が移動する際、光の入力の際に歪められて、解像度が低下する傾向が認められる。感光層の膜厚を１０μｍ程度にすると、帯電々位はせいぜい−４５０Ｖ前後しか帯電しない。しかし、残留電位を−５０Ｖ〜−１００Ｖ程度に押さえ、現像バイアス電位を−３５０Ｖに設定すれば、コントラスト電位は２５０Ｖ〜３００Ｖ程度確保できるため、実用上問題のない作像を行なうことが可能となる。
【０１０３】
電荷輸送層は電荷発生層上にフィラー非分散電荷輸送層、フィラー分散電荷輸送層の順に形成する。これは、フィラー分散電荷輸送層が電荷発生層に直接接触している場合には、フィラー分散電荷輸送層と電荷発生層間で電荷の異常な移動が生じるため、斑点模様が画像に現れる。したがって、電荷発生層に接する領域ではフィラーを分散しない電荷輸送層であることが望ましく、膜厚としては少なくとも２μｍ以上形成されることが望ましい。
塗膜は、浸漬塗工法、スプレー塗工法などを用いることができる。
【０１０４】
フィラー分散電荷輸送層に添加されるフィラーは球形で高硬度であり、光学的に透光性を有し、電気抵抗は１０１０Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。好ましくは１０１２Ω・ｃｍ〜１０１４Ω・ｃｍである。比抵抗が低いと電荷保持が困難となり、解像度低下、比抵抗が高すぎると、残留電位の上昇につながり、画像部電位が上昇し、コントラスト電位の低下を招き、充分な画像濃度が得られなくなり、ムラの多い画像となる。
フィラー分散電荷輸送層中のフィラーは、電荷輸送層中に均一に分散されているか、もしくは表層に向かって濃度勾配を高めた層構成の何れかが望ましいが、耐久性の維持という面からすると、均一分散の方が望ましい。
フィラーの電荷輸送層への分散する量は要求される耐久性（摩耗、化学的、物理的な劣化に左右される）、画像品質（帯電々位、感度、残留電位などの経時特性により影響を受ける）によって決定されるが、フィラー分散電荷輸送層全重量の２０重量％〜３５重量％が望ましい。２０重量％以下では摩耗が急激に増加し、３５重量％以上では残留電位の増加、感光層表面粗度の悪化や、表面粗度が大きくなる。したがって、トナー抜けが起こり易くなり、トナーフィルミングの形成から、画像流れに至る。
【０１０５】
フィラー分散電荷輸送層の膜厚は感光体に要求される耐久性や、画像品質特性によって、設定を変える必要がある。耐久性という面から、フィラー分散電荷輸送層は厚い方が望ましいが、厚くするにしたがい、光学特性、電気特性が悪化するため、解像度の低下や残留電位の上昇が生じ、画像品質が低下する。したがって、膜厚は要求される画像品質を維持できる範囲内に抑える必要がある。フィラーの添加量が２０重量％以上、３５重量％以下の範囲内においての許容できる膜厚は、約８μｍであり、通常は３〜６μｍ程度に設定すれば良好な画像品質を維持することができる。
【０１０６】
電荷輸送層に使用される材料について説明する。
電荷輸送層を構成する低分子電荷輸送物質にはオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダール誘導体、トリフェニールアミン誘導体、α−フェニールスチルベン誘導体、トニフェニールメタン誘導体、アントラセン誘導体などを使用することができる。
【０１０７】
一方、高分子電荷輸送物質としては、以下に示す公知の高分子電荷輸送材料を用いることができる。例えば、
１）主鎖および／または側鎖にカルバゾ−ル環を有する重合体には、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、特開昭５０−８２０５６号公報、特開昭５４−９６３２号公報、特開昭５４−１１７３７号公報、特開平４−１８３７１９号公報に記載の化合物等がある。
２）主鎖および／または側鎖にヒドラゾン構造を有する重合体には、例えば、特開昭５７−７８４０２号公報、特開平３−５０５５５号公報に記載の化合物等がある。
３）ポリシリレン重合体には、例えば、特開昭６３−２８５５５２号公報、特開平５−１９４９７号公報、特開平５−７０５９５号公報に記載の化合物等がある。
４）主鎖および／または側鎖に第３級アミン構造を有する重合体には、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アミノポリスチレン、特開平１−１３０６１号公報、特開平１−１９０４９号公報、特開平１−１７２８号公報、特開平１−１０５２６０号公報、特開平２−１６７３３５号公報、特開平５−６６５９８号公報、特開平５−４０３５０号公報に記載の化合物等がある。
５）その他の重合体には、例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭５１−７３８８８号公報、特開昭５６−１５０７４９号公報に記載の化合物等がある。
【０１０８】
本発明に使用される電子供与性基を有する重合体は、上記重合体だけでなく、公知単量体の共重合体や、ブロック重合体、グラフト重合体、スタ−ポリマ−や、また、例えば特開平３−１０９４０６号公報に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体等を用いることも可能である。
また本発明における高分子電荷輸送物質として、主鎖および／または側鎖にトリアリールアミン構造を有するポリカーボネートが有効に使用される。
【０１０９】
一方、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、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）、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または２種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができるが、環境破壊を考慮してハロゲン系の溶媒の使用は避けた方が望ましい。
【０１１０】
次に、電荷輸送層中に分散するフィラーについて説明する。
本発明に使用されるフィラーは酸化物の絶縁体であり、バインダー樹脂に分散した場合、粒子とバインダー樹脂との界面にトラップが形成されやすい。このため、感光体を繰り返し使用した場合、残留電位が蓄積し、画像部電位の上昇を招くため、画像濃度の低下、解像度の低下が起こりやすい。したがって、分散性を良好にして、感光層の均一化をはかり、トラップの形成を阻害したり、トラップ密度を軽減するような添加物を添加することもできる。
また、画像形成にあたって感光体に電荷を付与する手段は、感光体に接触若しくは近接配置された帯電装置によって行なわれるが、帯電の際に発生したオゾンや窒素酸化物などのコロナ生成物が感光体表層に付着したり、感光層中に進入し、電気抵抗を低下させ、解像度低下などの画像品質低下を起こす。これを解消するために、酸化防止剤、可塑剤を少量添加することもできる。ただし、これらの添加物は常に必要なものではなく、電荷輸送層が薄い場合や、フィラーの添加量が少ない場合、あるいは画像システムによっては未添加とすることもできる。
【０１１１】
フィラーを添加した電荷輸送層では、フィラーをバインダー樹脂中に適当量分散した塗工液をスプレー法やディッピング法などの塗工法を用いて目標の膜厚に塗工する。
フィラーは１０１０〜１０１５Ω・ｃｍ程度の固有抵抗を有し、撥水性を有し、その機能が持続されることが望ましい。特には１０１２〜１０１４Ω・ｃｍである。
フィラー材料は、有機性フィラー材料と無機性フィラー材料とがあり、有機性フィラー材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、アモルファスカーボン粉末等が挙げられ、無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。
【０１１２】
特に、酸化チタンもしくはアルミナが本発明では望ましく使用できるが、より好ましくはアルミナ（特にはα型）である。アルミナはダイヤモンドに次いで高硬度であり、比較的良好な透光性を示し、樹脂に対する分散性も良好であり、酸化皮膜は強固で、比抵抗は１０１３〜１０１５Ω・ｃｍ前後である。更に、撥水性があるため、環境安定性が優れる。したがって、感光体のフィラーとして使用した場合には、長期にわたって使用したとしても安定した感光体特性を示す。
【０１１３】
フィラー材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いて分散できる。
フィラーの添加によって、感光層の表面粗度が大きくなると、文字エッジがギザギザになり、トナーや紙粉などの残留物のクリーニング性が悪くなり、クリーニング不良を起こす不具合を生じる。ブレードが接触しない領域でコロナ生成物などの汚染物質の残留が起こり、画像流れを起こし、トナーフィルミング、さらにはクリーニングブレードのエッジの欠けによって、感光層が傷つきやすくなる。したがって、目標の耐摩耗性が達成でき、且つ良好な画像品質が得られるような、分散性良好な粒径のフィラーを選定する必要がある。感光層に分散されるフィラーの一次粒径は電荷輸送層の光透過率や耐摩耗性、表面粗度等から決定される。
【０１１４】
図６〜図８に、感光体の電荷輸送層上に形成したフィラー分散電荷輸送層のフィラー粒径及び添加量と表面粗度との測定例を示す。感光層はフィラー非分散電荷輸送層が２２μｍ、フィラー分散電荷輸送層の膜厚は約５μｍで、東京精密社製サーフコム、Ｍｏｄｅｌ１４００Ｄを使用して測定したものである。
図６は、φ３０ｍｍのアルミニウム支持体上に形成したフィラー分散電荷輸送層（添加量２５重量％）のフィラー粒径と表面粗度（最大高さＲｚ、１０点平均粗さＲｚＪＩＳ）を測定したグラフ、図７は同じくφ６０ｍｍの感光体のフィラー添加量（平均粒径０．３μｍ）と表面粗度（最大高さＲｚ、１０点平均粗さＲｚＪＩＳ）を測定したグラフ、図８はφ３０ｍｍの感光体のフィラー添加量（平均粒径０．３μｍ）と表面粗度（最大高さＲｚ、１０点平均粗さＲｚＪＩＳ）とを示すグラフである。
【０１１５】
１０点平均粗さＲｚＪＩＳ及び、最大高さＲｚを規定する理由は次の通りである。
１０点平均粗さＲｚＪＩＳを規定することによって、ブレードが歪みを生じても１０点平均粗度ＲｚＪＩＳと、ブレードの歪みによって生じた隙間との和が最小トナーより小さければ、トナー抜けを防止することが可能である。一方、Ｒｚを規定することによって、ブレードに歪み（捻れ）が生じない場合での最小トナー粒径のトナー抜けを防止することができる。
すなわち、トナー抜けを防止するためには１０点平均粗さＲｚＪＩＳ、最大高さＲｚの両項目の規定が必要である。
１０点平均粗度ＲｚＪＩＳを達成するためには、ブレードと感光体間の摩擦抵抗を軽減するための、潤滑剤による低減手段は必要不可欠である。但し、摩擦係数を下げる手段が感光体の最表面層に潤滑剤を添加する手段であっても良いし、潤滑剤に変わる手段であっても良い。
フィラー粒径が０．５μｍ、添加量が３０重量％乃至４０重量％を越えると表面粗度が急に大きくなる傾向がある（図７、図８参照）。表面粗度がトナーの最小粒径よりも大きくなると、トナー抜けが起こりやすくなり、ブレードに捻れが起こった場合には、更にトナー抜けがひどくなる。
また、感光体の表面汚染に伴う文字画像のシャープ性が低下する。トナー抜けに関してはトナーの最小粒径で決まるが、重量平均粒径が４μｍのトナーを使用した場合、１μｍ前後の最小粒径のトナーが存在する頻度は数％程度であるので、感光体の表面粗度の内、最大高さＲｚは１．５μｍ以下あれば殆どトナー抜けが回避できる。
この数値は初期だけでなく、感光体の耐久まで有効な数値である。すなわち、トナー抜けを起こさないためには、前記数値内に維持することが必要となる。また、１０点平均粗さＲｚＪＩＳは良好な画像品質を維持するのに重要である。
前記、１０点平均粗さＲｚＪＩＳ及び、最大高さＲｚを満足するフィラー粒径、添加量は夫々約１．１μｍ、約４５重量％となるが、残留電位やシャープ性等の電気特性、画像品質特性を加味すると、フィラー分散電荷輸送層に添加するフィラーの平均粒径は０．３μｍ以上、０．７μｍ以下、添加量は２０重量％以上、３５重量％以下とするのが望ましい。
電荷輸送層に添加するフィラー粒径や、添加量は前記したように、感光体表面の表面粗度だけではなしに、電気的、機械的特性にも大きな影響を及ぼすために、充分な吟味が必要である。
接触帯電や、非接触帯電法では、感光体の受ける化学的ダメージが大きいため、耐摩耗性は大きくしておく必要がある。フィラーの添加量が少ないほど、耐摩耗性が低くなり、２０重量％以上では耐摩耗性は緩やかに向上し、２０重量％以下、特には１０重量％以下になると急激に摩耗しやすくなる傾向がある。したがって、接触帯電若しくは、非接触帯電法を使用する場合には、少なくともアルミナを使用した場合には２０重量％以上添加することが望ましい。
【０１１６】
本発明に記載の電荷輸送層には、感光層表面のガサツキをなくして滑らかにする手段として、例えば、レベリング剤を添加することは有効な手段である。レベリング剤としては、公知の材料を用いることができるが、微量で高い平滑性を付与することができ、静電特性に対する影響が小さい、シリコーンオイル系のレベリング剤が特に好ましい。シリコーンオイルの例としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有シリコーンオイル等が挙げられる。また、塗工時の条件等によっても凹凸を低減することは可能である。例えば浸漬塗工において、感光体を引き上げた後、塗膜表面がまだウェットな状態のときに、フードで覆ったりすることで風の流れなどで表面を乱されないようにしたりすることで凹凸が低減される。また、塗膜表面付近の溶媒が急激に揮発すると表面だけが硬化して塗膜の内部が流動性を持った状態になり、この内部の塗膜がたれて凹凸が形成されることもあるので、ウェットな状態のときに感光体の周りに溶媒の蒸気層を形成し、溶媒を穏やかに揮発させることでレベリングが進行し、凹凸が低減され滑らかになる。
【０１１７】
また、スプレー塗工においては、エアースプレーによって塗膜を形成する場合、エアーの圧力や、エアー流量を適量にコントロールすることで、塗膜が流動的な状態での表面の乱れを抑えて凹凸を抑制することが必要である。ここで、エアー圧、エアー流量が大きすぎるとエアーの流れで塗膜の表面が乱れ、逆に小さすぎると、塗工液の液滴が均一にならなかったり、微粒化が不充分になったりして、塗膜の均一性が低下する原因となる。また、電荷輸送層を形成後、回転させつつ溶媒を揮発させるが、このときの回転速度が大きすぎると、まだ溶媒を含み流動性をもっている塗膜に遠心力がかかり、凹凸が強調される。また、逆に回転速度が小さすぎると、回転によるレベリングより重力によるたれの影響が勝り、凹凸が発生する原因となってしまう。そのため、塗膜がウェットな状態での感光体の回転速度を適正な値に設定することが必要である。
また、スプレー塗工においては、塗工液を供給するポンプの送液が一定であることが重要となる。すなわち、液の供給が一定でなく脈動を持っていたりすると、それがダイレクトに液の吐出量に影響を与えるため、付着量にムラが生じることになる。そのため、スプレーに液を供給するポンプとしては、脈動を抑えた多連式プランジャーポンプや、シリンジ型の超精密吐出装置などを用いることが好ましい。
これらの方法は単独で用いても良いが、複数組み合わせることで、より効果的にレベリングがなされ、凹凸が低減された電荷輸送層が形成される。
さらに、レベリングが不充分であった場合、電荷輸送層の凸部を摩耗してならすことも凹凸を小さくする方法として可能である。たとえば、膜厚計で凸部を検出し、その部分を研磨加工して凸部をなくすという方法が考えられる。
【０１１８】
本発明においては、耐環境性の改善のため、及び、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質を添加することができる。これらの化合物の代表的な材料を以下に記す。
【０１１９】
各層に添加できる酸化防止剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
（ａ）フェノール系化合物
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、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、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−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノ−ル）、４，４’−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、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’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３’−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアッシド］クリコールエステル、トコフェロール類など。
（ｂ）パラフェニレンジアミン類
Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミンなど。
（ｃ）ハイドロキノン類
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−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノンなど。
（ｄ）有機硫黄化合物類
ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３’−チオジプロピオネートなど。（ｅ）有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィンなど。
【０１２０】
各層に添加できる可塑剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
（ａ）リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
（ｂ）フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
（ｃ）芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
（ｄ）脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、アジピン酸−ｎ−オクチル−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−ｎ−オクチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−２−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−ｎ−オクチルなど。（ｅ）脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
（ｆ）オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
（ｇ）エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
（ｈ）二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチラートなど。
（ｉ）含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
（ｊ）ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
（ｋ）スルホン酸誘導体
Ｐ−トルエンスルホンアミド、Ｏ−トルエンスルホンアミド、Ｐ−トルエンスルホンエチルアミド、Ｏ−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−Ｎ−エチルアミド、Ｐ−トルエンスルホン−Ｎ−シクロヘキシルアミドなど。
（ｌ）クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−２−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−ｎ−オクチルデシルなど。
（ｍ）その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、２−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
【０１２１】
本発明では滑剤を各層に添加することができる。例えば、下記に示すものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
（ａ）炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
（ｂ）脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
（ｃ）脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
（ｄ）エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
（ｅ）アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
（ｆ）金属石鹸
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
（ｇ）天然ワックス
カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
（ｈ）その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
【０１２２】
各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
（ａ）ベンゾフェノン系
２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ４−メトキシベンゾフェノンなど。
（ｂ）サルシレート系
フェニルサルシレート、２，４ジ−ｔ−ブチルフェニル３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートなど。
（ｃ）ベンゾトリアゾール系
（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２’−ヒドロキシ−３’−ターシャリブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール
（ｄ）シアノアクリレート系
エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル−２−カルボメトキシ−３−（パラメトキシ）アクリレートなど。
（ｅ）クエンチャー（金属錯塩系）
ニッケル（２，２’−チオビス（４−ｔ−オクチル）フェノレート）ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
（ｆ）ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）
ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−４−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕−２，２，６，６−テトラメチルピリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ〔４，５〕ウンデカン−２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンなど。
がある。
【０１２３】
３．クリーニング部材（クリーニングブラシ及びクリーニングブレード）
本発明では、クリーニング装置（７）は、図１、図２、図１１及び図１２に示す様に、クリーニングブラシ（７−１）、クリーニングブレード（７−２）から構成される。クリーニングブラシは感光体に対して均等に面接触（当接）するように設置される。感光体への食い込み量は１〜２ｍｍを好適とする。不均一な設置は感光層のみならず、ブラシに偏摩耗を起こさせる。回転方向はカウンター方向、リーディング方向いずれでも良いが、好ましくはリーディング方向（感光体の回転方向とは逆方向）である。これは、カウンター方向であると、感光層が削れやすくなることと、不均一な削れが起こり易いためである。また、本発明ではブラシに付着したトナーを排除するために、一般に付設されるフリッカーバーは付設しないことが特徴とする。これは、フリッカーバーが付設されていると、ループブラシの場合、トナーの除去ムラを起こしやすいこと、トナーを繊維の奥に押し込めやすいこと、繊維を傷つけやすいこと等による。すなわち、感光層の削れにムラを起こしやすく、フィルミング膜の削れがムラになりやすいこと、さらに、異物の除去ムラの領域で、間々画像流れが発生することがあるためである。
【０１２４】
クリーニングブラシに使用されるブラシ形状には、主には直毛状とループ状の２種類があり、ループ状の方がクリーニング性、耐久性とも良好で、本発明ではループ状ブラシを使用する。
クリーニング用に供されるループブラシの材質にはナイロン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、カーボン繊維等があり、繊維メーカーはユニチカ、東レ、カネボウ、クラレ、三菱レーヨンなどがある。
クリーニングブラシに使用される繊維の繊維径は１０〜２０（デニール＝Ｄ＝糸の重さ（ｇ）×９０００÷糸の長さ（ｍ））、密度は２４〜４８フィラメント／４５０ループ、ループの長さ（繊維長さ）は２〜５ｍｍである。
【０１２５】
図９に複数本の繊維をループ状にして基体布の縦糸横糸の繊維に織り込みの状態を示す概念図を示す。図１０にループブラシローラの概略図を示す。クリーニングブラシは短冊状（ひも状）にカットしたループブラシを、芯金上に螺旋状に隙間なく巻き付け、ずれがないように固定する。固定する手段は接着剤を用いても良いし、両面粘着テープを用いて固定しても良い。この様な製法を取ることにより、ずれなく、安定した、ムラのないクリーニング性を維持できる。前記製法は簡単であり、短時間で作業が可能である。両面粘着テープを使用すれば、芯金の再使用が可能である。
【０１２６】
ループブラシを使用する目的は、通常の直毛のカットパイルブラシに比べて、感光体に摺擦傷を与え難いためである。一般に、硬度の低い感光体ではクリーニングブレードやブラシ、現像剤で摺擦されることによって、感光体表面には大なり小なり摺擦傷が生じるが、カットパイルブラシを使用した場合、１００〜２５０ｒｐｍ程度の回転数で回転する繊維先端部のカット面が感光体に当たるため、ループブラシに比べてスクラッチ（細かい傷）が入り易く、長期においては異常画像（白ポチ、黒ポチ）になりやすく、感光体寿命を低下させる。ループブラシの場合には繊維の腹、若しくは背の部分で摺擦するために、深いスクラッチを発生させることが少なく、浅い均一な摺擦傷になる場合が殆どである。
本発明に好適に使用できるループブラシには、アクリル系繊維として、ＳＡ−７（東レ社）、ナイロン系ベルトロン（［ナイロン系繊維、カネボウ社、タイプ９３１、９６１など］、ポリエステル系ベルトロン［ポリエステル系繊維、カネボウ社、タイプＢ３１など］）がある。
【０１２７】
ブラシは感光体との摺擦により、摩擦帯電が起こり、トナーが付着しやすくなり、次第にクリーニング性が低下する現象が見られる。したがって、ブラシは抵抗制御されていることが望ましい。導電処理は、繊維の製造の段階で行なわれ、導電性カーボンを繊維内に充填する方法、樹脂が溶融状態時に、導電性カーボンや、錫、金、チタン等の金属微粒子を入れて繊維化される。また、繊維とされた後、導電性繊維と前記繊維を混織しても良い。
但し、抵抗が余り低いと、感光体からの放電があり、異常画像の原因になるため、抵抗は１０５〜１０１０Ω・ｃｍ程度の中〜高抵抗であることが望ましい。ＳＡ−７やベルトロンはいずれも導電性が付与されており、帯電しても自己放電能力を備えているため、トナーが静電的に吸着されても、複写終了後はブラシより離脱させることができる。ベルトロンの場合は内部にカーボンなどの導電性微粒子を内蔵しており、ＳＡ−７ではカーボンが分散されている。除電能力はベルトロンの方がＳＡ−７より高い傾向が見られる。但し、電荷が充分に放電するには数秒から数十秒必要である。
クリーニングブラシの使用に際してはブラシと芯材（金属、若しくは導電処理された樹脂など）を電気的に結合させ、その芯材を筐体にアース（接地）するか、若しくは、電圧を印加する。通常はアースすれば良い。
【０１２８】
フィルミングのように硬い膜の場合には、直毛ブラシ（カットパイルブラシ）でも完全に取り除くことが不可能であり、ループブラシでは除去能力は低い。感光層に添加するフィラー量が多くなると共に、表面粗度も大きくなる傾向があるため、クリーニング装置などによる感光層の研磨能力が低下する。したがって、更にフィルミングが発生し易くなり、画像品質が悪化する。
フィルミング膜が感光層上に形成されるのを確実に阻止するには、感光層上に連続した膜に至る前に研磨することが必要である。この手段としてはクリーニングブラシを樹脂で被覆し、研磨能力を付加させることによって、深く摩耗させることなく、感光体表面に形成されるフィルミングの芽を１サイクル毎に確実につみ取る（研磨する）ことが重要である。
クリーニングブラシで感光層を研磨する平均摩耗量ｔは１万枚当たり０．１≦ｔ≦０．５μｍ（φ３０ｍｍ感光体に換算した数値、Ａ４サイズペーパーの場合）とし、摩耗量が０．１μｍ以下と少ない場合には、研磨ムラによる局部的に画像流れが発生する確率が大きくなり、また、トナー中の酸化チタンやシリカの突き刺さりに因る異常画像が発生する可能性が出てくる。
一方、０．５μｍ以上の場合は、画像品質上の問題はないが、摩耗が大きいために、耐久性を維持し得ず、大量複写を行なっている場合には、早期交換を余儀なくされる。
画像品質が維持しうる範囲であれば、摩耗は少ない方が望ましいことは云うまでもない。
【０１２９】
感光層を研磨する手段は開示例にも示したが、研磨剤などを使用する様な方法では、摩耗が多く実用に供しない。研磨手段はブレードよりもブラシの方が確実に行える。ブラシに研磨手段を付加するためには、繊維の外壁に研磨強度をアップするための処理を施すことが必要である。
簡単な方法で確実にしかも、極薄膜で均一にフィルミングを研磨させるには、研磨効果が高くなる樹脂でループ繊維を被覆することが好ましい。被覆材としては摩耗しにくく、感光体に転移せず、感光体に化学的な影響を与えない材料を使用することが必要である。
例えば、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系等の樹脂で被覆する方法、ＣＶＤ法や真空蒸着法、スパッタリング法などで、タングステン、錫、アルミなどの金属、非晶質炭素膜、シリコンなどを被覆する方法などがある。
本発明では、主剤に粘度５〜５００（ｍＰａ・Ｓ）の水系ウレタン接着剤（例えば、トーヨーポリマー社製メルシ５８５）、エポキシ系の硬化剤（例えば、同社製ＡＤ−Ｃ−６５）の２液型が好適に使用できる。被覆方法は、ループブラシを横に寝かせ、樹脂液中に繊維を２〜３ｍｍ浸漬して、液を繊維の内部まで行き届く様に行ない、熱乾燥させればよい。上記樹脂の場合には、溶剤にイオン交換水、蒸留水などの液体を使用するため、公害の心配は全くない。
【０１３０】
一方、クリーニングブレードには、板厚が１．５〜３ｍｍ、ＪＩＳ硬度が７５度〜９０度、反発弾性率が３０％〜６０％程度のポリウレタンゴムを短冊状（又はシート状）に裁断し、アルミニウムや鉄製の支持基体に接着剤を使用して固定したもの（図１１、図１３）、感光体に当接する部位が面状に当接せず、ほぼ線接触するナイフエッジ状（図１２、図１４）になったものなど使用可能である。ブレードは、クリーニングブラシで除去できなかった残留粉末（トナー、紙粉、コロナ生成物、フィラー、ほこり等）を完全に排除するための手段であるため、感光層上の表面状態に左右されずにクリーニングされる必要がある。
ブレードは感光体に対してカウンター方向に設置され、食い込み量が０．５〜２ｍｍ程度になる様に押圧（当接圧）を掛け、図１３（短冊状のブレード使用）の様に接線に対して鋭角になる様に固定される。図１３の当接角度θ２は１５〜４０度で、ブレード先端の自由長Ｌ２は３〜８ｍｍである。
感光体とブレード間の摩擦抵抗が大きいと、感光体に当接するエッジ部が感光体の回転方向に引きずられて局部的に捻れを起こし、また、エッジは線接触から面接触になり易い。
このため、感光体とブレード間に僅かな隙間を生じ、トナーがブレードと感光体間に挟み付けられ、トナー抜けが起こる。これを防止するためには、好適な手段で感光層表面の摩擦係数を低減化することが必要である
【０１３１】
ブレードの先端部の形状は、前記した短冊状に９０度にカットしたシートでも、感光体の摩擦係数を０．３前後に低減化することによって、良好なクリーニング性を維持できるが、摩擦係数が０．５以上の高い場合であっても、良好なクリーニング性を行なうためには、ブレード先端部を図１４の様にナイフエッジ状にするのが有効である。
ナイフエッジ状の場合、ブレードに使用するゴム硬度は高い方が望ましく、８０〜９０度程度のゴムブレードを使用する。硬度が大きいと、感光層の摩耗し易くなるが、ブレードが当接する感光体面をフィラーで高硬度化することによって、感光層の耐久性を落とすことはない。図１４のナイフエッジ先端部のθ１は９０度以下、３０度の範囲であれば良く、好適には６０度〜３０度である。また、自由長Ｌ１は２〜８ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍである。
これらのクリーニングブレード（７−２）を固定する手段として、アルミニウム、燐青銅、鉄、真鍮などの金属、ポリカーボネート、塩化ビニール、デルリン、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂、アルミナなどのセラミック部材を板やケーシングに加工してクリーニングブレードを取り付けることができるが、加工性や強靱性、温度変形がない、さびないなどの特性からクロムメッキした鉄板、アルミニウム板のような１ｍｍ〜３ｍｍ程度の肉厚の金属板が好適である。支持基体を加工してブレードを取り付ける手段はケーシング状の支持基体にはめ込み固定する方法、金属板に曲げ加工を行ない、接着剤（両面テープ、１液性、若しくは２液性の接着剤、ホットメルト接着剤など）を用いて貼り付け固定する方法がある。
【０１３２】
図１４に示すナイフエッジ状のブレードの加工方法は、先端部をナイフでカットするか、金型成形によって作製される。ポリウレタンゴムはポリオール、イソシアネート、および硬化剤を主原料とする。脱水処理したポリオールとイソシアネートを混合して、７０〜１４０（℃）の温度で１００分程度反応して得られたプレポリマーに硬化剤を加え、予め１４０〜１６０℃に加熱しておいた成形機の金型に入れ５０〜６０分硬化を行なう。その後、金型から取り出し、必要な大きさに裁断機でカットされることによって得られる。
クリーニングブレードに使用するポリウレタンゴムは裁断機で先端部を斜めにカットするか、金型でナイフエッジにカットした後、感光体に当接するエッジ部のバリを正確に直線カットして先端部の厚みが０．５ｍｍ以下になる様に整える。
この金型を使用した金型製法では金型さえ造っておけば、比較的簡単に作製が可能である。
【０１３３】
感光体にブレードのエッジが当接する際の当接圧（線圧）は１５ｇ／ｃｍ〜４０ｇ／ｃｍに設定されるのが望ましいが、クリーニング性、感光体に与えるスクラッチ等を鑑みて、１５ｇ／ｃｍ以上、２５ｇ／ｃｍ以下に設定するのが好ましい。１５ｇ／ｃｍ以下では、ブレードにＪＩＳ−Ａ硬度が大きいブレードを使用した場合、感光体の表面粗度によっては、少しの異物があっても、クリーニングブレードと感光体間に隙間が生じ、クリーニング不良が起こる可能性がある。
２５ｇ／ｃｍ以上に高く設定した場合には、硬度が従来使用品に比べ硬いために、感光体にブレードによるスクラッチが発生する可能性があるが、４０ｇ／ｃｍ以上に設定されてもスクラッチが入る可能性が高まるだけで、通常は浅い摺擦傷が入るだけで、感光体に硬い異物が刺さり、ブレードエッジに傷が生じた場合に以外を除いて、直ちに使用できなくなる訳ではない。
この様な状態のクリーニングブレードを使用した場合、トナーの平均円形度が０．９５以上、特には０．９８以上の球形トナーであっても、良好にクリーニングを行なうことが可能となる。
【０１３４】
４．帯電部材
感光体に画像形成を行なうための帯電手段には、コロナ帯電法、接触帯電法、感光体と３０μｍ以上、１００μｍ以下のＧａｐを保持して帯電を行なう非接触帯電法があるが、本発明にはいずれの帯電方法も使用可能である。ただし、コロナ帯電法はオゾンが多量に発生するため、オゾン排気処理を充分に行なう必要があり、漏れ出た場合には、臭気のみならず健康上の問題があるため、オゾン処理が簡単な、接触若しくは非接触帯電法が好ましく使用される。
接触及び非接触帯電法はいずれも放電を伴う帯電法であるが、印加電圧が低いために、オゾンの発生は０．１ｐｐｍ前後と少なく、機外への漏れがあったとしても、途中で分解され外部に漏れ出る臭気は皆無である。しかし、接触帯電は感光体間近での放電であるので、感光体の受ける化学的なダメージはコロナ帯電法以上に大きくなる場合がある。このため、感光層の摩耗にも影響を与え、コロナ帯電法に比べ摩耗が大きくなる傾向にある。したがって、感光体の耐摩耗性対策は必須である。
帯電部材の形状は大別すると、ローラ、ブラシ、ブレードの３形状があるが、耐久性、均一帯電性、画像品質、作業性等を考慮すると、図１５に図示するようなローラ帯電方式が好ましい。
【０１３５】
接触帯電方式と非接触帯電方式の違いは、接触帯電法が感光体との間隔が０μｍ、非接触帯電法では３０μｍ以上、１００μｍ以下という空隙の違いだけではなしに、使用できる部材の硬度、帯電部材の抵抗値にも違いがある。３０μｍ以上、１００μｍ以下というＧａｐは、好ましくは５０μｍ以上、８０μｍ以下である。Ｇａｐが３０μｍ以上であれば、感光体及び帯電部材の真円度や真直度が、帯電ムラを起こす限度である２０μｍであっても、感光体に接触することはないし、１０μｍ以下のトナーや紙粉の付着によって起こる汚染をある程度回避することができる。５０μｍ以上、８０μｍ以下の範囲は、現像剤のキャリアが平均３０〜６０μｍであるため、１個のキャリアが感光体上に付着した場合に、帯電ローラで、感光体に押しつけられても、感光層の厚みがあるため、放電破壊に至らない最小のＧａｐを意味している。また、Ｇａｐが大きくなるほど、帯電均一性が失われやすいため、印加電圧、周波数を高くしないといけない。したがって、Ｇａｐの上限を抑える必要があるが、８０μｍというＧａｐは帯電部材に印加する電界条件を僅かに上げるだけで帯電均一性が達成される最小のＧａｐである。
【０１３６】
接触帯電法では部材の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で３０〜８０度程度のものが主として使用されるが、非接触帯電部材ではＪＩＳ−Ａ硬度９０度程度、あるいはそれ以上のＪＩＳ−Ａ硬度の部材まで使用可能である。すなわち、非接触帯電部材の場合には、感光体に対向する面を厚さ０．５〜５ｍｍのゴム状、若しくは緻密なスポンジ弾性状抵抗体で構成し、それ以外の領域は金属で構成することも可能である。
【０１３７】
抵抗値は接触帯電法と非接触帯電法で異なり、接触帯電法に使用する部材の方が抵抗値は高めに設定する。これは感光体との距離が０μｍであるため、抵抗値が高めでも帯電が充分に行なえることと、高めに設定することによって、放電破壊などの異常が発生しても、異常画像が他の領域に及ぶことが少なくすることができる。
具体的には、接触帯電部材の場合、体積抵抗は感光体に対向する面を１０１２〜１０１４Ω・ｃｍ、厚みが１〜３ｍｍ程度の高抵抗層とし、芯金と高抵抗層の間に、ニップを稼ぐための柔軟性を有する１０５〜１０９Ω・ｃｍの中抵抗層で構成する。硬度は、中抵抗層がＪＩＳ−Ａ硬度で３０〜７５度、高抵抗層が同じく６０〜８０度程度である。
一方、非接触帯電部材の場合には、感光体に対向する抵抗層に１０５〜１０８Ω・ｃｍの中抵抗の弾性部材を使用する。厚みは芯金以外は全層、中抵抗層の部材としても良いし、接触帯電部材のように硬度、抵抗値が異なる部材を使用しても良い。中抵抗層の厚みを１〜３ｍｍ程度にして、それ以外を金属としても良い。硬度はＪＩＳ硬度で３０〜９０度の帯電部材が使用できるが、通常は６０〜８５度の部材を使用する。
【０１３８】
抵抗層の弾性部材にはウレタンゴム、ヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム製品に導電性カーボン、活性炭素繊維、錫、金、チタン等の金属粉、イオン導電剤等の抵抗制御剤を適当量添加して行なわれるが、本発明ではヒドリンゴムを使用する。ヒドリンゴムはカーボンなどを添加しなくとも、中抵抗が得られることと、カーボンを添加しないため、電気抵抗が環境に影響されにくいためである。但し、更に抵抗を下げる場合には、導電性カーボン等を添加させることが必要になる場合がある。接触帯電部材の場合には、最表層に保護層として、トナーなどが付着しにくいようにするために、ヒドリンゴムにフッ素樹脂及びシリカを添加して、離型性を改善して、電気抵抗が１００ＶＤＣ印加時で、１０１２〜１０１４Ω・ｃｍに入るように設定する。
【０１３９】
帯電部材の表面粗さは、接触帯電法の部材の方を細かく、非接触帯電部材の方を粗くする。これは良好な帯電性を確保するためで、１０点平均粗さＲｚＪＩＳで接触帯電部材では１００μｍ〜１０μｍ、非接触帯電部材の場合は２００〜２０μｍに設定する。
接触帯電法の場合、感光体との距離が０μｍであるため、非接触帯電法に比べ、帯電部材の抵抗を高くしても、帯電効率が高いために印加電圧を低めに設定できる。このため、オゾン、ＮＯｘの生成量は少なくなり、画像品質面では、ピンホールがあっても異常画像が他の部分に及ぶことが少ない。したがって、高品位の作像を行なうことが可能となる。
一方、非接触帯電法の場合には、数十μｍの距離があるため、印加電圧が高くなる、そのため、オゾンの生成は接触帯電法の約３倍の０．２〜０．４ｐｐｍになるが、外部に漏れる量は殆どないため、環境上の影響はない。帯電部材との距離があるために、異物に対する影響は接触帯電法に比べて少なくなる。そのため放電破壊や帯電部材の汚染面では有利となるが、金属などの硬い異物や電界強度が高い場合には、拙速帯電法と同様の予防策は必要である。画像品質は、接触帯電法と同等である。
【０１４０】
５．感光体の摩擦係数、および低減化方法
感光層表面の摩擦係数を低いレベルで維持することは、感光層の耐摩耗性の向上、顕像化したトナー像の転写性向上、クリーニングブレードでのクリーニング性向上に有効である。すなわち、クリーニングブレードの感光体に対する摺擦圧を低減させ、トナーの感光体に対する付着力を弛める作用を与える。したがって、感光体表層は傷つきにくくなり、クリーニングブレードで、トナー、キャリア等を充分に堰き止めた場合は、クリーニングブレードだけの摺擦傷になり、更に潤滑剤の塗布によって、摺擦傷は軽減することができる。
【０１４１】
摩擦係数の低減化手段としては、感光体表層に潤滑剤を付与する外添法（ブラシで掻き取った潤滑剤を感光体に付与する一例を図２に示す。）、感光層最表数ミクロンに亘って、潤滑剤を含有させる内添法の何れかで行なわれる。
内添法では潤滑剤を感光体表層に数％〜数十％添加することによって、表面の摩擦係数を下げる手段である。添加量が少ない場合（例えば、ポリテトラフルオロエチレンを５％程度添加）には、コロナ生成物が感光体表層に作用し、潤滑剤の作用を封じることがあるため、摩擦係数の維持は困難であるが、多量（例えば５０％程度添加）に添加した場合には、０．２〜０．３程度まで下げることができ、摩擦係数の安定維持も比較的良好である。ただし、摩擦係数の維持は感光層の削れに因って行なわれるため、多量添加の場合、１０万枚とか２０万枚といった耐久化は困難であるが、付帯設備がいらないという面では有効な手段であり、高耐久化を必要としない場合には有利な手段となる。
【０１４２】
外添法の場合、常時外部より供給可能であるため、感光体を高耐久維持するためには有効な手段である。外添法は潤滑性を示すポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ステアリン酸亜鉛などの物質を、感光体表面に直接若しくは間接的な手段によって塗布することができる。
直接的な方法としては粉末状の潤滑剤を、織り目の粗いガーゼ地の様な袋に内蔵して、あるいはシート状の潤滑材を感光体表面に摺擦させながら付与する手段、間接的な方法には、トナー中に０．０１〜０．５％分散することによって付与する方法、クリーニングブラシに潤滑剤を当接させ、ブラシで掻き取った潤滑剤の粉末を感光体に付与する方法等がある。
【０１４３】
潤滑剤を感光体に付与した場合、ポリテトラフルオロエチレンでは０．６の摩擦係数を０．２以下に簡単に下げることが可能である。ただし、一般的には、摩擦係数が０．３以下に下がりすぎると、感光体に付着したコロナ生成物が削り取られないために、画像流れを起こしたり、コロナ生成物の膜にトナーが付着して、トナーフィルミングを起こしやすくなり、画像流れに到る場合があるが、本発明の場合にはクリーニングブラシでコロナ生成物を除去するため、０．２程度に低下しても画像流れに至ることはない。但し、摩擦係数が下がりすぎると、現像に影響が生じ、トナーの滑りにより、文字が細くなる現象があるため、０．２以上の摩擦係数があることが望ましく、高い方では０．４５以上に上昇しないようにすることが望ましい。これは感光体の耐久性を左右することと、クリーニングブレードの捻れに関係するためである。
【０１４４】
なお、文中に記載の摩擦係数はオイラーベルト方式（オイラーの公式を元に算出された式）を使用して計算したものである。
測定用の感光体を台座に固定して、幅３０ｍｍ、長さ２９０ｍｍにカットした厚み８５μｍの上質紙（リコー社製、タイプ６２００ペーパー、縦目使用）をベルトとして用意し、前記上質紙を感光体の上に乗せ、ベルト端部の一方に１００ｇｒのおもりを取り付け、もう一方の片端に重量測定用のデジタル・フォース・ゲージを取り付け、デジタル・フォース・ゲージをゆっくり引き、ベルトの移動開始時の重量を読みとり、下記式より（静止）摩擦係数（μｓ）を計算する。
【０１４５】
【数１】
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：円周率を表わす。
なお、本測定法（オイラー・ベルト方式）については特許文献２６にも記載される。
【０１４６】
【特許文献２６】
特開平９−１６６９１９号公報
【０１４７】
【実施例】
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。
＜評価用電子写真感光体＞
１）フィラー非分散電荷輸送層を有する３層構成の感光体の作製
評価に使用するフィラー非分散電荷輸送層を有する３層構成の感光体を以下の手段で作製した。
φ３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚０．７５０ｍｍに加工されたＪＩＳ３００３系アルミニウム合金ドラムを導電性支持体として、下記組成の下引層（ＵＬ）用塗工液で浸漬塗工した後、１２０℃２０分乾燥し３．５μｍの下引き層、ついで、下記［化１］に記載の電荷発生材を用いた電荷発生層（ＣＧＬ）用塗工液で塗工した後、１２０℃２０分間加熱乾燥して、０．２μｍの電荷発生層を形成した。さらに、下記［化２］に記載の電荷輸送材を使用した電荷輸送層（ＣＴＬ）用塗工液に浸積塗工し、引き上げ速度条件を変化させ、フィラー非分散電荷輸送層を塗工した後、１３０℃２０分の加熱乾燥を行ない、平均膜厚２０μｍの膜厚のフィラー非分散電荷輸送層を有する有機感光体を作製した。
ここで言う平均膜厚とは、フィッシャー社の渦電流式膜厚計（タイプｍｍｓ）を使用し、端部より５０ｍｍを起点として、２０ｍｍ間隔で１３ポイント測定した平均値を示す。
下記記載の「部」はいずれも重量部を表わす。
【０１４８】
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６部
（ベッコゾール　１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業社製）
メラミン樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４部
（スーパーベッカミン　Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業社製）
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
【０１４９】
〔電荷発生層用塗工液〕
下記［化１］に示される構造のビスアゾ顔料　　　　　　　　　１０部
【０１５０】
【化１】
2004109754.tif 000003
ポリビニルブチラール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部
２−ブタノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部
シクロヘキサノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４００部
【０１５１】
〔フィラー非分散電荷輸送層用塗工液〕
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート　　　　　　　　　　　　１０部
（帝人化成社製：Ｚポリカ　Ｍｖ５万）
下記［化２］に示される構造の低分子電荷輸送物質　　　　　　　８部
【０１５２】
【化２】
2004109754.tif 000004
テトラヒドラフラン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部
【０１５３】
２）フィラー分散電荷輸送層の作製
フィラー非分散電荷輸送層を塗布した有機感光体を加熱乾燥した後冷却し、引き続き、スプレー塗工法でフィラー分散電荷輸送層を２〜１０μｍの間で塗工した。
フィラー非分散電荷輸送層上に、下記記載のバインダー樹脂（ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂）と低分子電荷輸送物質（ドナー）、一次粒径０．３、０．５、０．７および１μｍの４種類の下記無機フィラーを用意し、夫々の無機フィラーと分散助剤及び溶剤を硝子ポットに入れ、ボールミルで２４時間分散させて塗工液を作り、スプレー法を用いて１〜５回往復させ、フィラー分散電荷輸送層を塗工した。触指乾燥の後、１５０℃２０分間加熱乾燥させて、フィラー分散電荷輸送層を有する評価用電子写真感光体を作製した。
【０１５４】
［フィラー分散電荷輸送層塗工液］
ビスフェノールＺ型ポリカーボネート　　　　　　　　　　　　　１０部
（帝人化成社製：Ｚポリカ　Ｍｖ５万）
下記構造式［化３］で示される電荷輸送物質　　　　　　　　　　　７部
【０１５５】
【化３】
2004109754.tif 000005
アルミナフィラー　　　　　　　　　　　　　　　５．３部〜１１．４部
（住友化学工業製ＡＡ−０２〜１０、平均一次粒径：０．２〜１．０μｍ）
テトラヒドロフラン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４００部
シクロヘキサノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部
分散助剤（ＢＹＫ−Ｐ１０４　ビックケミージャパン製）　　０．０８部
作製した感光体の一覧を表１に示す。
【０１５６】
【表１】
2004109754.tif 000006
（注）表中、ＲｚＪＩＳは１０点平均粗さ、Ｒｚは最大高さを、フィラー粒径は平均粒径を夫々表わす。
【０１５７】
＜帯電部材＞
非接触帯電用の帯電部材
φ７ｍｍの真鍮製ロット棒に、電気抵抗が４×１０６Ω・ｃｍ（１００ＶＤＣ印加時）となるシリカ、フッ素樹脂を分散したエピクロルヒドリンゴムを塗布したあと、研磨して、１０点平均粗さが７２μｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度が８７度の外径φ１０ｍｍ×３２９ｍｍ（有効帯電幅：３０８ｍｍ）となる帯電部材を用意した。
この帯電部材の両端部から１ｍｍ内側に、厚さ４９μｍ、幅７．５ｍｍ、長さ３１ｍｍの菱形にカットしたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を張り付けスペーサーとする非接触帯電部材を作製した。なお、感光体と帯電部材間の距離は平均で６２μｍであった。
【０１５８】
＜感光体表層への潤滑剤の付与方法＞
重量平均粒径が約４．８μｍ、平均円形度が０．９２４の粉砕トナー（流動剤としてＳｉＯ２＝０．７％、ＴｉＯ２＝０．８％添加）に、平均粒径が０．３μｍのステアリン酸亜鉛（ＳＺ２０００）を０．０３％、若しくはテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、ルブロンＬ−２　ダイキン工業）を０．１７重量％添加することによって、感光体表層に潤滑剤を付与する方法で実施した。
なお、現像剤のキャリアには、重量平均粒径５８μｍの磁性キャリア（ＦＰＣ−３００ＬＣ）を使用した。
【０１５９】
＜クリーニング装置＞
１．クリーニングブラシ
繊維径１５デニール、４８フィラメント／４５０ループ、ループ長さ３ｍｍのナイロン繊維製のベルトロン（久保田織物製）、アクリル系繊維ＳＡ−７（（株）槌屋製）の夫々を幅１０ｍｍのひも状にカットし、φ５ｍｍの真鍮製ロッド棒に巻き付け接着剤を用いて貼り付け固定し、２種類のクリーニングブラシを各５本作製した。
つぎに、この内各２本に樹脂被覆を行ない、繊維の強度を図った。条件はトーヨーポリマー社の水系ウレタン接着剤メルシ５８５を主剤、同じくトーヨーポリマー社のエポキシＡＤ−Ｃ−６５を硬化剤として、粘度が４１ｍＰａ・Ｓになる様にイオン交換水を希釈溶媒として使用し、架橋剤を主剤５部に対し、架橋剤の添加量を５重量％になる様に１．２５の水を添加し得られた液体に、前記クリーニングブラシの表面より２ｍｍ浸漬させて、取り出し後１６０℃１０分の乾燥を行なった。
【０１６０】
２．クリーニングブレード
ＪＩＳ−Ａ硬度が７７度で、厚み２ｍｍ、幅１１．６ｍｍ、長さ３２６ｍｍの短冊（シート）状のポリウレタンゴムを板厚１ｍｍ、長さが３６３ｍｍのＬ字型鉄製部材にホットメルト接着剤で取り付けられたものを使用した。自由長は８ｍｍである。
【０１６１】
＜評価方法＞
評価用装置として４本の感光体とＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの４系統の現像器、１転写ベルトを装着する、４連タンデム方式のカラーレーザープリンター（イプシオカラー８０００（２８枚／分）リコー製）を用意した。但し、実験にはＹ、Ｍ及びＢｋの位置にダミードラムを装着し、Ｃの位置にシアントナーを入れて評価した。感光体に潤滑剤を付与する手段としては、ステアリン酸亜鉛をトナーに対し０．０３重量％含有させることによって行なった。
評価枚数はＡ４サイズ各５万枚とし、初期の感光層膜厚と５万枚後の膜厚を渦電流式膜厚計（フィッシャー社製　タイプｍｍｓ）を使って、２０ｍｍ間隔で１３ポイント測定し、感光層の摩耗量（１３ポイントの平均値）を評価した。
【０１６２】
＜実施例１〜４＞
表１に記載の感光体サンプルより、フィラー分散電荷輸送層中に添加したフィラー粒径の異なる、Ｎｏ．４、８、９、１２のサンプル４本を選定し評価に使用した。各感光体の搭載位置はシアン位置のみとして、他の３カ所には、同等の特性を有するダミー感光体を搭載した。帯電には非接触帯電ローラを搭載し、帯電部材に直流電圧−７７０ＶとＰｅａｋ　ｔｏ　Ｐｅａｋ電圧（Ｖｐ−ｐ）１８５０Ｖ／１３５０Ｈｚの交流電圧を重畳して印加し、帯電々位を−７００〜−７１０Ｖになる様に設定した。この時の感光体の画像部電位は４本の感光体で−５０〜−８０Ｖであった。現像バイアスは−６００Ｖに設定した。
クリーニング装置はクリーニングブレードとクリーニングブラシから構成され、クリーニングブラシの回転方向は感光体の回転とは逆回転（順方向）とし、ブラシにはフリッカーバーは非設置とした。
トナーには融点が１６０℃のリコー製シアントナーを使用し、潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）を０．０３重量％添加し、キャリア（ＦＣＰ−３００ＬＣ）に対して５重量％になる様に調整した。
評価枚数はＡ４サイズで５万枚とした。
【０１６３】
評価項目は、Ｉ）摩擦係数、ＩＩ）１ドットハーフトーン画像の均一性（プリンター内部パターン使用）、ＩＩＩ）感光体外観特性（フィルミングの有無確認）、ＩＶ）感光層摩耗量（フィッシャー社膜厚計ｍｍｓを使用）、Ｖ）解像度（コダック社製図票Ａ（ＪＩＳ　Ｚ　６００８）を使用）及び表面粗度（１０点平均粗さＲｚＪＩＳ、最大高さＲｚ）とし、潤滑剤を常時感光体に付与時の摩耗力強化を図ったナイロン製クリーニングブラシ（ベルトロンブラシ）の効果を確認した。結果を表２に示す。
【０１６４】
５万枚後も感光体表層は光沢を帯びており、摩擦係数はいずれも０．３台を示し良好であった。その結果、感光層の摩耗量は０．３〜０．４μｍと少なく良好であり、トナーや紙粉に起因するフィルミングは画像形成領域には皆無で、画像流れ現象もなかった。
評価後、クリーニングブラシを外し、トナーを充分に取り除いた後、光学顕微鏡で樹脂の剥がれ状態を確認したが、剥がれはあるものの、まだ、充分に被覆されており、クリーニング性は充分にあることが観測された。
【０１６５】
【表２】
2004109754.tif 000007
表中、ＲｚＪＩＳ、Ｒｚは表面粗度を表わし、ＲｚＪＩＳは１０点平均粗さ、Ｒｚは最大粗さを表わす。感光層摩耗量は５万枚評価後の１万枚当たりの摩耗量を表わす。１ドットハーフトーン均一性はＡ３サイズ画像での評価結果である。解像度は、「縦解像度／横解像度」を表わし、５．６本／ｍｍ以上あれば実用上支障はない。
判定の○は実用上問題なし、△は５万枚の評価で実用的には問題は軽微であるが今後問題となる、×は５万枚の評価で実用性が低いことを表わす。
以下の表についても同様である。
【０１６６】
＜比較例１〜４＞
評価用の感光体として、表１に記載のＮｏ．３、５、１０及びＮｏ４と同仕様の感光体４Ｂを用意し、夫々をシアン用の感光体ユニットに装着した。クリーニングブラシは摩耗力強化を行わない元の状態のループ状クリーニングブラシに交換し、通常のループブラシを装着し、潤滑剤を感光体に付与したときのフィルミング生成の有無、及びフィルミングの評価を実施した。評価方法は実施例１〜４と同様である。結果を表３に示す。
摩耗力強化を行なわなかったクリーニングブラシでは、いずれも帯状のフィルミングが生じたが、特に表面粗度が大きかったＮｏ．７（ＲｚＪＩＳ＝１．２μｍ、Ｒｚ＝１．７５μｍ）及びＮｏ．１０（ＲｚＪＩＳ＝０．９３μｍ、Ｒｚ＝１．６３μｍ）の２本の感光体では、５万枚後のフィルミングが全体に広がり、帯電ローラも青白っぽい汚れが全長さに亘って認められた。その他の２本の感光体もフィルミングは認められたが、Ｎｏ．７及びＮｏ．１０に比べて程度は良かった。
【０１６７】
【表３】
2004109754.tif 000008
【０１６８】
＜比較例５〜８＞
評価用の感光体として、表１に記載のＮｏ．１、２、Ｎｏ．８と同仕様で作製したＮｏ．８Ｂ及びＮｏ．１５の感光体を用意し、夫々をシアン用の感光体ユニットに装着した。クリーニングブラシは摩耗力強化を行なった実施例１〜４に使用したものと同じ仕様のループ状クリーニングブラシを使用し、現像剤のシアントナーについてはステアリン酸亜鉛が添加されていないトナーを使用した。評価は実施例１〜４と同様とし、ステアリン酸亜鉛の付与がない状態での、摩耗力強化を図ったクリーニングブラシを使用したときの効果確認を実施した。結果を表４に示す。
摩耗力強化を図ったクリーニングブラシを使用せず、潤滑剤を付与しない状態では、摩擦係数が大きくなり、その結果、感光層が大きく摩耗した。摩擦係数が大きくなった結果、クリーニングブレードに歪み（捻れ）が生じ、トナーの抜けが多くなったため、フィラーを添加した感光体ではいずれも、フィルミング現象が発生したが、フィラーを分散しない感光体では、トナー抜けは生じたが、摩耗が多いためにフィルミングが発生することはなかった。
【０１６９】
【表４】
2004109754.tif 000009
【０１７０】
＜実施例５〜８＞
フィラー非分散電荷輸送層（電荷輸送層）の膜厚を１０〜４０μｍで変化させ、摩耗力強化させたループブラシにステアリン酸亜鉛を添加したシアントナーとの組み合わせ時のフィルミングの生成、フィルミングに因る影響を評価した。評価方法は実施例１〜４に記載の内容と同様とした。結果を表５に示す。
感光層の厚みを変えても、摩耗力をアップさせたループブラシの効果は維持され、４サンプルともフィルミングの生成は皆無で、摺擦傷はあるが光沢は程良く保っており、良好な外観状態で、解像度低下も生じなかった。膜厚が厚い感光体（Ｎｏ．１４感光体）では解像度の低下が見られ、画像流れによらない文字太りを生じ、解像度は縦５．０本／ｍｍ、横５．６本／ｍｍであった。
【０１７１】
【表５】
2004109754.tif 000010
【０１７２】
＜実施例９〜１１＞
トナーに添加する潤滑剤をステアリン酸亜鉛からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に変え、トナー中への添加量を０．１５重量％とした。評価用の感光体には表１に記載のＮｏ．３と４と同仕様で作製した感光体Ｎｏ．３Ｂ、Ｎｏ．４ＣとＮｏ．６の感光体を使用し、その他の条件は実施例１〜４と同じ内容で評価を行なった。結果を表６に示す。
潤滑剤をステアリン酸亜鉛に変えても、フィルミングは良好に抑制し、好結果であった。画像品質はステアリン酸亜鉛より、シャープ性が増し、切れの良いライン画像を呈した。摩擦係数は０．２台を示し、感光層の摩耗はステアリン酸亜鉛使用時より少ない結果となった。
【０１７３】
【表６】
2004109754.tif 000011
【０１７４】
＜実施例１２〜１６＞
ループブラシを摩耗強化したアクリル系繊維のＳＡ−７に交換し、また、トナーには０．１５重量％のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を添加したシアントナーをキャリアに５重量％添加して使用した。評価用の感光体には表１に記載のＮｏ．４、５、６、１２及び１に記載の感光体と同仕様で作製した感光体Ｎｏ．４Ｄ、５Ｂ、６Ｂ、１２Ｂ及び１Ｂを使用し、その他の条件は実施例１〜４に同じ内容で評価を行なった。結果を表７に示す。
結果は実施例１〜４と同じで、５サンプルともフィルミングは皆無であり、解像度低下はなかった。また、摩擦係数も低いレベルで推移し、摩耗も少なかった。但しフィラーを添加しなかったＮｏ．１Ｂの感光体は、摩耗が１万枚当たり１．１μｍと多くなり、フィルミングの発生はなかったが、耐久性の面では不充分となった。その他の特性は良好であった。
【０１７５】
【表７】
2004109754.tif 000012
【０１７６】
＜実施例１７〜１９＞
・評価用感光体の作製方法
本発明で使用する感光体を下記の要領で作製した。
φ１００ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウムドラムに下記組成の下引き層（ＵＬ）用塗工液を用いて浸漬塗工を行ない、１３０℃３０分加熱乾燥を行ない、約４μｍの下引き層を形成した。
次に、電荷発生層（ＣＧＬ）用塗工液を用いて浸漬塗工し、１５０℃２５分の加熱乾燥により０．２μｍの電荷発生層を形成し、更に、電荷輸送層（ＣＴＬ）用塗工液を用い浸漬塗工を行ない、１４０℃３０分の加熱乾燥により約２５μｍ電荷輸送層を塗工し有機感光体を作製した。この感光体上に、さらにバインダー樹脂とドナー、平均粒径が０．３又は０．５又は０．７μｍ又は１．０μｍの無機微粒子（金属酸化物）、添加剤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０．５μｍの塗工液を作り、スプレー法を用いて４回塗布（約１．２〜１．５μｍ／回）し、加熱乾燥させて約５μｍ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わす。
【０１７７】
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６部
（ベッコゾール　１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業社製）
メラミン樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４部
（スーパーベッカミン　Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業社製）
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（リコー製）　　　　　　　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（無機フィラー非分散電荷輸送層）用塗工液〕
ビスフェーノールＡ型ポリカーボネート　　　　　　　　　　　１０部
（帝人化成社製：Ｚポリカ）
下記［化４］に示す構造の低分子電荷輸送物質　　　　　　　　１２部
【０１７８】
【化４】
2004109754.tif 000013
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
〔フィラー分散電荷輸送層用塗工液〕
フィラー分散電荷輸送層用塗工液はバインダー樹脂と無機微粒子が重量比で２０％、電荷輸送物質とバインダー樹脂の比が７／１０になるように混合し、シクロヘキサノンを溶媒としてスプレー法で１〜３回のスプレーを行ない、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　　　　　　　　　　　１０部
（Ｚポリカ、帝人化成社製、Ｍｖ５万）
フィラー：アルミナ粉末　　　　　　　　　　　　　　　　　５．７部
（ＡＡ−０３、ＡＡ−０５、ＡＡ−０７、ＡＡ−１０、住友化学工業社製）
但しＡＡ−０７については５．７部以外に１１．４部添加した感光体（サンプルＮｏ．２０）に付いても作製した。
下記［化５］に示す低分子電荷輸送物質　　　　　　　　　　　　７部
【０１７９】
【化５】
2004109754.tif 000014
分散助剤：（ＢＹＫ−Ｐ１０４、ビックケミージャパン製）　０．１部
テトラヒドラフラン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７００部
シクロヘキサノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部
作製した感光体の測定結果を表８に示す。
【０１８０】
【表８】
2004109754.tif 000015
評価装置には、帯電装置を非接触帯電ローラ用に改造したイマジオＮｅｏ６００（（６０枚／分）　リコー製）を用意した。
感光体の帯電に使用する非接触帯電部材には、前記実施例に記載と同仕様のエピクロルヒドリンゴムを使用して、φ１８ｍｍの外径寸法に仕上げた。この様にして作製した帯電ローラの両端部に幅１０ｍｍの菱形状の厚みが４９μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）を両面テープで貼り付けて、スペーサーとした。因みに感光体と帯電部材間のＧａｐは約６１μｍであった。
一方、短冊状にカットした幅１２ｍｍのナイロン製ベルトロンを芯金に螺旋状に巻き付け、接着剤で固定し、外径寸法が１８ｍｍ、ループ長さ約３．５ｍｍとなるクリーニングブラシを作製した。
これらの部材を評価装置に装着し、帯電部材に−７６０Ｖの直流電圧、及び１８００Ｖ／１５００Ｈｚの交流電圧を重畳させて印加し、直流電圧を微調整することによって帯電々位を−７００〜−７１０Ｖに設定し、１０万枚の通紙評価を実施した。因みに画像部電位は−１５０Ｖ〜−１８０Ｖであった。
現像剤にはイマジオＮｅｏ６００用のブラックトナーにステアリン酸亜鉛を０．０２％添加したトナーを使用した。結果を表９に示す。
フィルミングはいずれの感光体サンプルにおいても生成されておらず、光沢も比較的良好に保っていた。また、解像度に関しても良好であり、シャープ性については初期に比べ僅かに低下したものの、表９に示すような結果が得られ、いずれのサンプルも問題なかった。また、ループブラシの樹脂被覆層は、局所的に剥がれの部分があったが、クリーニング性を低下させる程の状況ではなかった。
【０１８１】
【表９】
2004109754.tif 000016
表中、感光層摩耗量はφ３０ｍｍの感光体に換算した１万枚当たりの摩耗を示す。
【０１８２】
＜比較例９〜１０＞
評価用の感光体として表８に記載のＮｏ．１９及び２０の感光体を使用し、実施例１７〜１９と同じ方法で評価した。結果を表１０に示す。
表面粗度が大きくなる（ＲｚＪＩＳが１．０以上、Ｒｚが１．５以上）ことで、トナーのブレード抜けが多くなったため、クリーニングブラシでの摩耗力が不足し、局所的にフィルミングの発生が確認された。
このため、画像品質（ハーフトーン画像にムラ、解像度が局部的に低下、文字画像の太りによる潰れ）が低下した。
【０１８３】
【表１０】
2004109754.tif 000017
表中、感光層摩耗量はφ３０ｍｍの感光体に換算した１万枚当たりの摩耗を示す。
【０１８４】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明より明らかなように、本発明の請求項１に記載の構成によって、１０点平均粗さＲｚＪＩＳが０．３〜１．０μｍ、最大高さＲｚが０．４〜１．５μｍである感光体に、潤滑剤を付与しながらクリーニングブラシとクリーニングブレードを同時に作動させ、φ３０ｍｍの感光体で１万枚当たりの感光層の摩耗量を表層より０．１〜０．５μｍに保持することによって、残留粉体（トナー、紙粉、埃などによって構成される）のクリーニング不良、コロナ生成物の等の作用によって生じるフィルミング生成を防止することができ、且つ感光体表層の摩擦係数が低いレベルに維持されるため、解像度低下、画像流れ、などの画像品質低下がなくなり、また感光層の摩耗も低く抑えられるので、シャープ性の良好な、ムラのない画像を長期にわたって維持することが可能である。また、請求項２の構成によって、クリーニングブラシとしてポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維の何れかの１種類の繊維を用いて、ループブラシを構成し、感光体に面接触させ、摺擦させる様に配置させることによって、感光体上の残留粉体を長期にわたって、安定してクリーニングできると共に、繊維に強化を図ることによって、感光層上のフィルミングがムラなく均一に除去できる。また、請求項３の構成によって、クリーニングブラシは、短冊状にカットしたループブラシを芯金上に螺旋状に隙間なく巻き固定する手段を講じることによって、簡単に且つ迅速にクリーニングブラシを作製することができる。この様にして作製されたブラシはずれがなく、長期にわたって安定した残留粉体のクリーニングを保証する。また、請求項４の構成によって、少なくとも、ループ状クリーニングブラシのクリーニングに供される領域の繊維を、樹脂被覆し機械的強化を図ることによって、感光層に固着したフィルミングをクリーニングブラシの摺擦力によって、残留粉体のクリーニングは勿論のこと、生成された微少なフィルミングを小さい内に削り取り、広がりを阻止するため、高品位の画像を長期にわたって維持することが可能である。また、請求項５の構成によって、ループ状ブラシの機械的強化図る樹脂層の付与を浸漬法で行なうことによって、簡単に、確実に、充分なる樹脂コーティングを行なうことができるため、劣化が少なく、長期にわたってクリーニング性能を維持することができる。また、請求項６の構成によって、ループブラシにフリッカーバーを使用しないことによって、トナーがブラシの奥に溜まって、クリーニング機能が低下することを防止できること。また、フリッカーバーによる機械的ダメージがないため、長期にわたって良好なクリーニング性が維持できる。また、請求項７の構成によって、ループブラシの回転を感光体の回転とは逆方向に回転させることによって、感光層の削れ過ぎ及び、偏摩耗が少なくなり、感光体の長寿命が図られる。また、異常画像の発生も回避できる。また、請求項８の構成によって、感光体の電荷輸送層に耐摩耗性を図るために、０．３〜０．７μｍ粒径のフィラーを、２０重量％以上、３５重量％以下添加することによって、強化を図ったループブラシを使用しても、必要以上に感光層が摩耗することがなく、解像度、シャープ性良好な作像が行なえ、感光��の長寿命化も図ることができる。また、請求項９の構成によって、感光体表層に付与する潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛、若しくはポリテトラフルオロエチレンの何れかを使用することによって、摩擦係数が低減化でき、その摩擦係数を０．２〜０．４５の間に維持することによって、シャープ性良好で、感光層の摩耗が必要以上に摩耗することを防止することができる。また、感光体表面の谷の部分に、適度に潤滑剤が入り込むため、コロナ生成物の付着が抑えられ、画像流れの抑止策になる。また、請求項１０の構成によって、感光体を帯電する手段として、感光体とニップを形成する接触帯電ローラを使用することによって、低い電圧で、画像均一性の良い帯電が行なわれ、その結果、均一性の高いＳ／Ｎの高い画像品質が保証できる。また、請求項１１の構成によって、感光体を帯電する手段として、感光体と帯電部材間に微少Ｇａｐを３０μｍ以上、１００μｍ以下に保持させることによって、帯電ローラの汚染が少なくなり、また、感光体にキャリアなどの微少金属が刺さることによるピンホールが少なくなるため、放電破壊に対する余裕度が上がる。また、安定した帯電を行なうことができる。また、請求項１２の構成によって、請求項１〜請求項１１に記載の何れかの電子写真感光体、帯電装置、クリーニングブラシ及びクリーニングブレードから構成されるクリーニング装置、潤滑剤塗布手段を使用する間接電子写真法を用いた画像形成方法を使用することによって、フィルミングのないシャープ性良好な作像が行なわれ、しかも感光層の過剰な摩耗がないため、長期にわたって安定した画像が提供可能である。また、請求項１３の構成によって、請求項１〜請求項１１に記載の電子写真感光体、帯電装置、クリーニングブラシ及びクリーニングブレードから構成されるクリーニング装置、潤滑剤塗布手段から選ばれる少なくとも１つのユニットを支持し、画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジを構成することによって、異常画像が生じた場合や、ユニットの寿命に達した場合には、画像形成装置を短時間に取り出し、装着が可能であるため、確実に元の状態に復させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フリッカーバーを付設しないクリーニングブラシとクリーニングブレードから構成されるクリーニング装置を備えた本発明の複写プロセスを説明する画像形成装置の概略図である。
【図２】フリッカーバーを付設しないクリーニングブラシとクリーニングブレードから構成されるクリーニング装置及び、感光層表面に潤滑剤を付与する装置を備えた本発明の複写プロセスを説明する画像形成装置の別の概略図である。
【図３】感光体を４本、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの４色の現像装置を使用した４連タンデム方式のカラーレーザービームプリンターの概略図である。
【図４】本発明に使用する機能分離型の感光体構成を説明する概略図である。
【図５】図４の電荷輸送層がフィラー非分散電荷輸送層と、フィラー分散電荷輸送層の２層からなる構成される機能分離型の感光体を説明する概略図である。
【図６】感光体表層の表面粗度（１０点平均粗さＲｚＪＩＳ、最大高さＲｚ）のフィラー粒径依存性を説明するグラフである。
【図７】φ６０ｍｍ感光体の感光体表層の表面粗度（１０点平均粗さＲｚＪＩＳ、最大高さＲｚ）の電荷輸送層へのフィラー添加量依存性を説明するグラフである。
【図８】φ３０ｍｍ感光体の感光体表層の表面粗度（１０点平均粗さＲｚＪＩＳ、最大高さＲｚ）の電荷輸送層へのフィラー添加量依存性を説明するグラフである。
【図９】本発明で使用するクリーニングブラシの繊維がループ状に織られて作製されている状態を説明する概略図である。
【図１０】本発明に使用するクリーニングブラシの外観図である。
【図１１】短冊状のクリーニングブレードとクリーニングブラシとの組み合わせを説明するクリーニング装置の配置を示す概略図である。
【図１２】ナイフエッジ状のクリーニングブレードとクリーニングブラシとの組み合わせを説明するクリーニング装置の配置を示す概略図である。
【図１３】短冊状のクリーニングブレードの当接状態を示す概略図である。
【図１４】ナイフエッジ状のクリーニングブレードの当接状態を示す概略図である。
【図１５】本発明の使用する非接触帯電装置用の帯電ローラの概略図である。
【符号の説明】
１：電子写真用感光体（感光体）
２：帯電装置
３：画像露光装置
４：現像装置
５：転写装置
６：分離装置
７：クリーニング装置
７−１：クリーニングブラシ
７−２：クリーニングブレード
８：定着装置
９：コピー用紙
２０：帯電器
２００：潤滑剤付与装置
２０１：潤滑剤
２０２：潤滑剤付与ブラシ
【図１】
2004109754.tif 000018
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004109754.tif 000027
【図１１】
2004109754.tif 000028
【図１２】
2004109754.tif 000029
【図１３】
2004109754.tif 000030
【図１４】
2004109754.tif 000031
【図１５】
2004109754.tif 000032