(57)【要約】【課題】強度が高い像担持体に対しても、精度良くクリーニングすることができるクリーニング装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】表面に画像を担持して回転する像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、潜像を形成する露光装置と、トナー像を形成する現像装置と、トナー像を被転写体に転写する転写装置とを備えた画像形成装置における、転写後の像担持体上の不要物を除去するクリーニング装置において、所定量以上のトナーを保持して、像担持体の回転における転写装置の下流側かつ帯電装置の上流側で像担持体の表面に接触するブラシと、像担持体の回転におけるブラシの下流側で像担持体の表面に当接して、表面から不要物を除去するブレードとを備えたことを特徴とする。【選択図】        図２
2005301244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電後の像担持体表面を露光して潜像を形成する露光装置と、前記潜像をトナーを含んだ現像剤で現像して前記像担持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置で形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置とを備えた画像形成装置における、転写後に残存するトナーを含む像担持体上の不要物を除去するクリーニング装置において、
所定量以上のトナーを保持して、前記像担持体の回転における前記転写装置の下流側かつ前記帯電装置の上流側で該像担持体の表面に接触するブラシと、
前記像担持体の回転における前記ブラシの下流側で該像担持体の表面に当接して、該表面から前記不要物を除去するブレードとを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記ブラシを駆動して、該ブラシを該像担持体の表面上で摺動させるブラシ駆動部を備えたことを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記ブラシが１５×１０-3（ｋｇ／ｍ2）以上の量のトナーを保持するものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記ブラシにバイアス電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部によって印加されるバイアス電圧を調整することによって、前記ブラシが保持するトナー量を制御するトナー量制御部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項５】
表面に画像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電後の像担持体表面を露光して潜像を形成する露光装置と、前記潜像をトナーを含んだ現像剤で現像して前記像担持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置で形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、
転写後に残存するトナーを含む像担持体上の不要物を除去するクリーニング装置を備え、該クリーニング装置が、
所定量以上のトナーを保持して、前記像担持体の回転における前記転写装置の下流側かつ前記帯電装置の上流側で該像担持体の表面に接触するブラシと、
前記像担持体の回転における前記ブラシの下流側で該像担持体の表面に当接して、該表面から前記不要物を除去するブレードとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体が、電荷輸送性を有する構造単位と架橋構造とを有する樹脂を含有した表面を有するものであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体が、前記樹脂としてシロキサン系樹脂を含有したものであることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の表面が、メチロール基を有するフェノール誘導体と、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも１種を有する電荷輸送材料とを含有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ブラシと前記像担持体との干渉量が１．５ｍｍ以上であり、該ブラシの先端力が１．６ｆ／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング装置、および記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯電させた感光体の表面を露光して潜像を形成し、その潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を直接に、あるいは中間転写体などを介在させて、最終的に記録媒体上に転写する画像形成装置が知られている。感光体を帯電させる帯電装置としては、コロナ放電器等の非接触式帯電装置が広く用いられているが、近年では、省スペース、低コスト、電源の簡略化、オゾンの発生を抑える等の理由により、接触式（もしくは近接式）帯電装置も用いられてきている。この接触式（もしくは近接式）帯電装置は、さらに、直流成分のみを印加するＤＣバイアス印加タイプと、直流成分に交流成分を重畳して印加するＡＣバイアス印加タイプとに分けられる。ＡＣバイアス印加タイプの帯電装置は、直流成分で所定電圧にまで近づけるとともに、交流成分で帯電の凹凸を均すため、表面電位の均一性が得やすく、高画質な画像が得られるという利点がある一方、感光体の磨耗を加速させてしまうという欠点がある。また、ＤＣバイアス印加タイプの帯電装置は、感光体の磨耗という点においては、ＡＣバイアス印加タイプの帯電装置よりも優れているが、帯電ムラが生じやすく、十分な帯電能力が得にくいという問題がある。
【０００３】
ところで、トナー像が転写された後の感光体の表面には、転写されずに残ってしまったトナーや、帯電時に発生した放電生成物などといった残留物が付着しており、通常、このような画像形成装置には、次の画像形成プロセスに備えて残留物を除去するためのクリーニング装置が備えられている。このクリーニング装置としては、ファーブラシや磁気ブラシ等を使用するものや、クリーニングブレードを使用するものなどがあるが、近年では、クリーニングブレードとブラシとを併用することによって、クリーニング性能の向上が図られたクリーニング装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、クリーニングブレードとブラシとを併用して残留物をクリーニングするとともに、ブラシに印加するバイアス電圧を使って感光体のプレ帯電を行う技術について記載されている。この特許文献１の技術をＤＣ印加帯電装置を備えた画像形成装置に適用すると、精度良くクリーニングを行うことができるうえ、帯電装置での帯電能力不足がプレ帯電によって補われ、感光体の磨耗を加速させずに十分に帯電することができる。
【０００５】
しかし、ブラシを使ってプレ帯電を行う場合、ブラシの汚れなどが原因となって、帯電に細かいムラが生じてしまう。細かい電位ムラが生じている上に、帯電装置で直流成分を重畳して印加すると、異常放電が発生して表面電位の均一性が得られず、形成される画像の画質が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２には、クリーニングブレードとブラシとを併用して残留物をクリーニングするとともに、ブラシに印加するバイアス電圧を調整することにより、ブラシでのトナー除去率を３０％〜７０％程度に制御する技術について記載されている。この特許文献２の技術によると、潤滑剤の役割を担うトナーがクリーニングブレードに供給されるため、クリーニングブレードや感光体の磨耗を抑えながら、精度良くクリーニングを行うことができる。
【０００７】
しかし、特許文献２の技術を、ＡＣ印加帯電装置を備えた画像形成装置に適用する場合、感光体の磨耗を多少は抑えることができるが、その効果は不十分であるという問題がある。
【０００８】
このように、特許文献１および特許文献２の技術を適用しても、感光体の長寿命化と、画像の高画質化とを両立させることが困難である。これは、従来から用いられている感光体が磨耗しやすいということが大きな原因となっている。
【０００９】
ここで、近年では、感光体の表面を耐熱性や強度に優れたシロキサン系樹脂で形成し、感光体の磨耗による劣化を抑えて、感光体の寿命を向上させることが行われている。この強度に優れた感光体を、ＡＣ印加帯電装置を備えた画像形成装置に適用することによって、感光体の磨耗を抑えながら、高画質な画像が得られると考えられる。
【特許文献１】特許３３７５０３１号公報
【特許文献２】特開２００３−５８０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した高強度な表面層を有する感光体では、帯電時に発生する放電生成物が除去されにくい傾向があり、特許文献１および特許文献２に記載された技術を適用しても、放電生成物を十分にクリーニングすることができない。このため、クリーニングされずに残ってしまった放電生成物が、画像形成時の高温高湿な環境下で吸湿して感光体上に付着してしまい、形成される画像に像流れなどが生じてしまうという問題がある。このようなことから、高強度な感光体上の放電生成物を精度良くクリーニングすることができるクリーニング装置への要望が高まっている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、強度が高い像担持体に対しても、精度良くクリーニングすることができるクリーニング装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
表面に画像を担持して回転する像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電後の像担持体表面を露光して潜像を形成する露光装置と、潜像をトナーを含んだ現像剤で現像して像担持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、現像装置で形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置とを備えた画像形成装置における、転写後に残存するトナーを含む像担持体上の不要物を除去するクリーニング装置において、
所定量以上のトナーを保持して、像担持体の回転における転写装置の下流側かつ帯電装置の上流側で像担持体の表面に接触するブラシと、
像担持体の回転における前記ブラシの下流側で像担持体の表面に当接して、表面から不要物を除去するブレードとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
帯電の際に発生する放電生成物は、高温高湿下で吸湿して、像担持体上で層状の物質となって付着してしまうためにブレードだけでは掻き取りにくい。本発明のクリーニング装置によると、ブラシに保持されたトナーが放電生成物の除去をアシストするため、精度良くクリーニングを行うことができる。
【００１４】
また、本発明のクリーニング装置において、上記ブラシを駆動して、ブラシを像担持体の表面上で摺動させるブラシ駆動部を備えたことが好ましい。
【００１５】
ブラシを像担持体の表面上で摺動させることによって、放電生成物などといった不要物をさらに確実に除去することができる。
【００１６】
また、本発明のクリーニング装置において、上記ブラシが１５×１０-3（ｋｇ／ｍ2）以上の量のトナーを保持するものであることが好適である。
【００１７】
本発明における好適な形態のクリーニング装置によると、放電生成物を効率よく除去することができる。
【００１８】
また、本発明のクリーニング装置において、上記ブラシにバイアス電圧を印加する電圧印加部と、
電圧印加部によって印加されるバイアス電圧を調整することによって、ブラシが保持するトナー量を制御するトナー量制御部とを備えたことが好ましい。
【００１９】
ブラシに印加されるバイアス電圧を調整することによって、ブラシで保持されるトナー量を容易に制御することができる。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、表面に画像を担持して回転する像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電後の像担持体表面を露光して潜像を形成する露光装置と、潜像をトナーを含んだ現像剤で現像して像担持体の表面にトナー像を形成する現像装置と、現像装置で形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、
転写後に残存するトナーを含む像担持体上の不要物を除去するクリーニング装置を備え、クリーニング装置が、
所定量以上のトナーを保持して、像担持体の回転における転写装置の下流側かつ帯電装置の上流側で像担持体の表面に接触するブラシと、
像担持体の回転における前記ブラシの下流側で像担持体の表面に当接して、表面から不要物を除去するブレードとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の画像形成装置によると、クリーニング装置によって放電生成物が精度良く除去されるため、像流れなどを回避して高画質な画像を形成することができる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置において、上記像担持体が、電荷輸送性を有する構造単位と架橋構造とを有する樹脂を含有した表面を有するものであることが好ましく、さらに、上記像担持体が、樹脂としてシロキサン系樹脂を含有したものであることが好ましい。
【００２３】
高強度な像担持体を形成することができる。
【００２４】
また、本発明の画像形成装置において、上記像担持体の表面が、メチロール基を有するフェノール誘導体と、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも１種を有する電荷輸送材料とを含有することが好ましい。
【００２５】
このような像担持体が適用されることによって、画像の高画質化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の画像形成装置において、上記ブラシと像担持体との干渉量が１．５ｍｍ以上であり、ブラシの先端力が１．６ｆ／ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
尚、ブラシと像担持体との干渉量、およびブラシの先端力を規定した画像形成装置において、潤滑剤が添加されたトナーを収容した現像装置を用いることが好ましい。
【００２８】
像担持体の表面に潤滑剤が塗布されたままリフレッシュされないと、その潤滑剤が塗布された部分に放電生成物が付着してしまい、画像に白抜けなどが生じてしまうという問題がある。本発明における好ましい形態の画像形成装置によると、像担持体の表面に均一に潤滑剤が塗布されるとともに、その潤滑剤が適度にリフレッシュされるため、像ながれや白抜けなどが生じていない高画質な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、強度が高い像担持体に対しても、精度良くクリーニングすることができるクリーニング装置、および画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。
【００３２】
図１に示すように、プリンタ１は、記録媒体２００上に画像を形成する画像形成部１１と、画像形成部１１の各種要素を制御する出力制御部１２とを有している。
【００３３】
画像形成部１１は、感光体１１０と、帯電装置１２０と、露光装置１３０と、現像装置１４０と、クリーニング装置１５０と、除電器１６０と、転写装置１７０と、定着器１８０とを備えており、出力制御部１２は、制御部１０１と、帯電電源１２１と、現像バイアス電源１４１と、ブラシバイアス電源１５４と、除電電源１６１と、転写バイアス電源１７１とを備えている。感光体１１０の表面１１０ａは、熱や磨耗に対する強度が高いシロキサン系の樹脂で形成されている。この感光体１１０は、本発明における像担持体の一例に相当する。また、帯電装置１２０は、本発明における帯電装置の一例に相当し、同様に、露光装置１３０は、本発明における露光装置の一例に相当し、現像装置１４０は、本発明における現像装置の一例に相当し、転写装置１７０は、本発明における転写装置の一例に相当する。
【００３４】
このプリンタ１の画像形成における基本動作について説明する。
【００３５】
プリンタ１には、原稿画像を読み取って、原稿画像を表わす画像データを生成するスキャナ（図示しない）が接続されており、スキャナで生成された画像データが制御部１０１に送られて、一連の画像形成処理が開始される。
【００３６】
まず、画像を形成するための準備処理が行われる。制御部１０１からの指示により、感光体１１０が矢印Ａ方向に回転されるとともに、ブラシバイアス電源１５４からクリーニング装置１５０を構成しているブラシ１５１にブラシバイアス電圧が印加され、そのブラシバイアス電圧によって感光体１１０の表面が帯電される（プレ帯電）。このブラシバイアス電圧は、後述する帯電装置１２０に印加される帯電電圧の極性と同極性を有する直流電圧である。この例では、帯電装置１２０にマイナスの帯電電圧が印加され、ブラシ１５１にも、帯電電圧と同じマイナスの極性を有するブラシバイアス電圧が印加される。このブラシ１５１は、本発明にいうブラシの一例にあたる。
【００３７】
プレ帯電が終了すると、制御部１０１からの指示により、帯電電源１２１から帯電装置１２０に帯電電圧が印加されて、感光体１１０の表面１１０ａに所定の電荷が付与される。この例では、帯電装置は接触式の帯電装置であり、直流成分に交流成分が重畳された帯電電圧が印加される。接触式（あるいは近接式）の帯電装置を用いると、感光体１１０の表面１１０ａを均一に帯電することができ、高画質な画像が得られるという利点がある。本実施形態においては、クリーニング装置１５０のブラシ１５１でプレ帯電が行われているため、帯電装置１２０での帯電量が抑えられている。したがって、帯電装置１２０で発生する放電生成物の量を軽減することができる。
【００３８】
続いて、制御部１０１から露光装置１３０に画像データが与えられる。露光装置１３０により、感光体１１０表面に画像データに相当する露光光が照射されて静電的な潜像（静電潜像）が形成される。
【００３９】
続いて、制御部１０１から現像バイアス電源１４１に指示が与えられ、現像バイアス電源１４１は、現像装置１４０と感光体１１０との間の現像位置に現像バイアス電圧を印加する。現像装置１４０では、内部に収納された現像剤中のトナーがマイナスに帯電されており、現像バイアス電圧の印加によって、トナーが静電潜像に付着して、感光体１１０上にトナー像が形成される。
【００４０】
感光体１１０上に形成されたトナー像は、感光体１１０の回転に伴って転写装置１７０に移動される。トナー像が転写装置１７０に移動されるタイミングに合わせて、搬送手段（図示しない）によって記録媒体２００が転写装置１７０に搬送されるとともに、制御部１０１の指示で、転写バイアス電源１７１から転写装置１７０に転写バイアス電圧が印加され、記録媒体２００上にトナー像が転写される。この転写装置１７０では、トナーの一部が転写バイアス電圧によってプラスに帯電されることがある。
【００４１】
記録用紙２００上に転写されたトナー像は、記録用紙２００とともに定着器１８０に向けて搬送され、定着器１８０により記録用紙２００上に定着される。
【００４２】
トナー像が記録媒体２００上に転写されると、クリーニング装置を構成するブラシ１５１とブレード１５２によって、感光体１１０に残存する残留トナーや放電生成物が掻き取られて除去される。この例では、残留トナーには、マイナスに帯電されたものと、プラスに帯電されたものとが混在している。ブレード１５２は、本発明にいうブレードの一例にあたる。このクリーニング装置１５０については後で詳しく説明する。
【００４３】
以上のような一連の処理によって、記録媒体２００上に画像が形成される。
【００４４】
また、全ての作業が終了すると、制御部１０１から除電電源１６１に指示が与えられ、除電電源１６１から除電器１６２に除電電圧が印加される。除電器１６２は、感光体１１０上に残存する残電荷を除去する。通常、プリンタ１が作動して、画像形成処理が行われ、プリンタ１が停止されるまで除電電源１６１がＯＮになっているが、この例では、ブラシ１５１で行われるプレ帯電によって感光体１１０上に付与された電荷を除去しないように、全ての作業終了時にのみ除電を行う。その後、プリンタ１の電源が切られる。
【００４５】
ここで、プリンタ１における本発明の一実施形態としての特徴は、図１に示すクリーニング装置１５０にある。以下では、このクリーニング装置１５０について説明する。
【００４６】
図２は、図１に示す感光体とクリーニング装置の一部を示す図である。
【００４７】
図２に示すクリーニング装置１５０は、感光体１１０に接触したブラシ１５１と、感光体１１０に当接したブレード１５２と、ブラシ１５１に取り付けられたモータ１５３とを備えている。
【００４８】
ブラシ１５１は、図１に示すブラシバイアス電源１５４から印加されるブラシバイアス電圧によってトナー３０３を保持している。ブラシ１５１によって保持されるトナー３０３の量は、ブラシバイアス電圧によって制御されており、この例では、ブラシ１５１と感光体１１０とが接している単位面積あたりのトナー保持量が、１５×１０-3（ｋｇ／ｍ2）程度に制御されている。この例では、マイナスのブラシバイアス電圧が印加されており、プラスに帯電されたトナー３０３がブラシ１５１に保持される。
【００４９】
モータ１５３は、制御部１０１からの指示を受けて駆動することにより、ブラシ１５１を感光体の回転方向（矢印Ａ方向）とは逆方向（矢印Ｂ方向）に回転させる。
【００５０】
クリーニング装置１５０には、転写されずに残ってしまったトナー３０１や、図１の帯電装置１２０で発生した放電生成物３０２が感光体１１０上に付着されて供給される。トナー３０１は、粒状を有しており、ブレード１５２だけでも比較的除去しやすいが、放電生成物３０２は、吸湿して感光体１１０上に層状にへばりついており、ブレード１５２だけでは除去することが困難である。また、上述したように、感光体１１０は高強度な表面層１１０ａを有しており、このような感光体１１０においては、特に放電生成物３０２が除去しにくいという問題がある。本実施形態においては、ブラシ１５１に保持されたトナー３０３が、感光体１１０にへばりついた放電生成物３０２の掻き取りをアシストする。また、ブラシ１５１が矢印Ｂ方向に回転されることによって、感光体１１０の表面１１０ａが摺接され、掻き取り力がさらに増している。このように、本実施形態によると、トナー３０３を保持したブラシ１５１によって、放電生成物３０２が精度良く除去される。
【００５１】
また、ブラシ１５１で除去されなかったトナー３０１は、ブレード１５２で掻き取られて、クリーニング装置１５０内に回収される。
【００５２】
このように、クリーニング装置１５０によると、除去しにくい放電生成物３０２も精度良く除去することができる。さらに、プリンタ１においては、ブラシ１５１でプレ帯電が行われることによって、帯電装置１６０での帯電量が抑えられており、放電生成物３０２の発生量自体も軽減されている。
【００５３】
ここで、ブラシ１５１に保持されたトナー３０３には、掻き取った放電生成物３０２が付着しており、そのままクリーニングを続けると、放電生成物３０２が感光体１１０に再付着してしまう恐れがある。したがって、クリーニング装置１５０では、所定のタイミングごとに、ブラシバイアス電源１５４から印加されるブラシバイアス電圧の極性を変えて、ブラシ１５１に保持されたトナー３０３を放出する。放出されたトナー３０３は、ブレード１５２によって掻き取られるなどして、クリーニング装置１５０内に回収される。
【００５４】
また、ブラシバイアス電圧を、感光体１１０とブラシ１５１間の放電開始電圧よりも大きくすることによって、ブラシ１５１に付着したトナー３０３がプラスに強く帯電し、ブラシ１５１との付着力が向上する。この結果、トナー３０３による掻き取り効果が増加する。
【００５５】
以上のように、クリーニング装置１５０によると、高強度な表面１１０ａを有する感光体１１０に対しても、精度良くクリーニングを行うことができる。また、このようなクリーニング装置１５０を適用することによって、プリンタ１では、像流れなどを防止し、高画質な画像を形成することができる。
【００５６】
ここで、上記では、ブラシバイアス電圧によってブラシ１５１が保持するトナー量を制御し、ブラシ１５１を使って放電生成物を除去していたが、以下に示すように、ブラシバイアス電圧が印加されない絶縁ブラシを使用し、その絶縁ブラシで感光体に潤滑剤を塗布してもよい。
【００５７】
例えば、絶縁ブラシとして、ポリプロピレンからなる１７デニールの毛を有し、毛の密度が５００００本／ｉｎｃｈ2、毛の長さ（パイルハイト）が７．５ｍｍ、ブラシの外径が２１ｍｍ、回転軸のシャフト径が６ｍｍのブラシを使用し、そのブラシを、感光体との干渉量が２ｍｍ、ブラシの先端力が１．８ｆ／ｍｍ、感光体との接触部分において逆回転は１７０ｒｐｍという条件で使用する。また、このようなブラシを使用する場合には、帯電装置は、帯電方式としてスコロトロン方式が適用されたもの、クリーニングブレードは、ウレタンゴム製で、硬度が８５度、圧接力が３．５ｇｆ／ｍｍ（＝３４ｍＮ／ｍｍ）のもの、現像装置は、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛が０．１質量ｔ％添加されたトナーが収容されたものが用いられることが好ましい。
【００５８】
ブラシと感光体との干渉量が１．５ｍｍよりも小さい場合、感光体上に潤滑剤が均一に塗布されず、感光体やブレードの磨耗が進んでしまう。また、ブラシの先端力が１．６ｆ／ｍｍよりも小さい場合には、感光体上の潤滑剤を十分には除去することができないため、潤滑剤が塗布された部分に放電生成物が付着してしまい、像流れや白抜けが生じてしまうという問題がある。
【００５９】
上記のように、絶縁ブラシを、ブラシと感光体との干渉量が１．５ｍｍ以上（上記の好ましい例では、２ｍｍ）であり、ブラシの先端力が１．６ｆ／ｍｍ以上（上記の好ましい例では、１．８ｆ／ｍｍ）であるという条件で使用することによって、ブラシで感光体上に均一に潤滑剤が塗布されるとともに、その塗布された潤滑剤が適度にリフレッシュされるため、感光体やブレードなどの磨耗を抑えて、像流れや白抜けなどの不具合を効率よく回避することができる。
【００６０】
以上で、本実施形態の説明を終了する。
【００６１】
ここで、本発明は、所定量以上のトナーを保持して、像担持体の表面に接触するブラシと、像担持体の表面から不要物を除去するブレードとを備えたことを特徴とする。
【００６２】
帯電の際に発生する放電生成物は、高温高湿下で吸湿し、像担持体上で層状の物質となって付着してしまうため、ブレードだけでは掻き取りにくい。表面にシロキサン系樹脂などが塗布されて磨耗が抑えられた像担持体が用いられる場合には、特に、放電生成物の除去が困難になってしまうという問題がある。
【００６３】
本発明によると、ブラシに保持されたトナーが放電生成物の除去をアシストするため、高強度な感光体を用いる場合であっても精度良くクリーニングを行うことができる。
【００６４】
また、本発明において、ブラシを駆動して、そのブラシを像担持体の表面上で摺動させるブラシ駆動部を備えた形態は好適な形態である。
【００６５】
上記のクリーニング装置１５０は、この好適な形態におけるクリーニング装置の一例にあたり、制御部１０１とモータ１５３とを合わせたものは、本発明にいうブラシ駆動部の一例に相当する。
【００６６】
ブラシを像担持体の表面上で摺動させることによって、放電生成物などといった不要物をさらに確実に除去することができる。
【００６７】
また、本発明において、ブラシが１５×１０-3（ｋｇ／ｍ2）以上の量のトナーを保持するものであることが好ましい。
【００６８】
上記のクリーニング装置１５０は、この好ましい形態におけるクリーニング装置の一例にも相当する。
【００６９】
ブラシが１５×１０-3（ｋｇ／ｍ2）以上の量のトナーを保持することによって、像担持体に付着した放電生成物を除去するのに十分な掻き取り力を得ることができる。ブラシが保持しているトナーの保持量は、以下の式によって算出する。
ブラシのトナー保持量（ｋｇ／ｍ2）＝ブラシに付着しているトナーの質量（ｋｇ）／ブラシにおける像担持体との接触部分の面積（ｍ2）
ブラシがロール状の場合、ブラシにおける像担持体との接触部分の面積は、
ブラシの像担持体との接触部分の面積（ｍ2）＝外径（ｍ）×円周率×ブラシ長手方向長さ（ｍ）
の式によって算出する。
【００７０】
また、本発明において、ブラシにバイアス電圧を印加する電圧印加部と、
電圧印加部によって印加されるバイアス電圧を調整することによって、ブラシが保持するトナー量を制御するトナー量制御部とを備えたことが好ましい。
【００７１】
上記のクリーニング装置１５０は、この好ましい形態におけるクリーニング装置の一例にも相当する。また、制御部１０１は、本発明にいうトナー量制御部の一例にあたり、ブラシバイアス電源１５４は、本発明にいう電圧印加部の一例に相当する。
【００７２】
ブラシに印加されるバイアス電圧を調整することによって、ブラシで保持されるトナー量を容易に制御することができる。
【００７３】
また、本発明にいうトナー量制御部は、例えば、ブラシに付着したトナーを除去するフリッカーバーを備えたクリーニング装置に対して、そのフリッカーバーでのトナー除去量を制御することにより、ブラシで保持されるトナーの量などを機械的に調整するものであってもよい。ただし、フリッカーバーによってトナー量の微調整を行うことは困難であるため、上記で説明したように、ブラシに印加されるバイアス電圧を調整するものであることが好ましい。
【００７４】
また、本発明において、ブラシが、電圧印加部によって印加されるバイアス電圧によって、帯電装置が像担持体を帯電させる帯電電位の極性と同極性の帯電を生じさせるものであることがさらに好ましい。
【００７５】
上記のクリーニング装置１５０は、このさらに好ましい形態におけるクリーニング装置の一例にも相当する。
【００７６】
ブラシに印加されるバイアス電圧で感光体を帯電させることによって、帯電装置での帯電量を抑えることができ、帯電装置で発生する放電生成物の量を軽減させることができる。
【００７７】
また、本発明にいうトナー量制御部が、クリーニング時には、電圧印加部に、プレ帯電時の電圧よりも大きいブラシバイアス電圧を印加させることが好ましい。ブラシに付着したトナーがブラシバイアス電圧と逆極性に強く帯電し、ブラシとトナーとの付着力が向上して、不要物の掻き取り効果が増加する。
【００７８】
また、本発明において、帯電装置が、像担持体に交流成分と直流成分を有する電圧を印加するものであり、
電圧印加部が、ブラシに直流成分のみを有するバイアス電圧を印加するものであることもさらに好ましい。
【００７９】
通常、交流成分は、像担持体の表面電位を安定させるために印加するものであり、放電生成物が発生しやすい。したがって、ブラシには、放電生成物を発生しにくく、帯電電位を上昇させる直流成分を印加することが好ましい。
【００８０】
また、ブラシを使ってプレ帯電を行う際には、除電器での除電を行わないことが好ましい。プレ帯電を行う際に除電器を稼動すると、プレ帯電において像担持体上に印加された電荷が除電されてしまい、帯電装置での帯電量を軽減することができなくなる。上記の除電器１６０では、プレ帯電を行う際には除電器を稼動させず、全ての作業終了時のみ除電を行っている。
【００８１】
また、上記では、均一な帯電が得られる接触式（あるいは近接式）の帯電装置を適用する例について説明したが、本発明における帯電装置は、スコロトロン式の帯電装置などであってもよい。尚、接触式（あるいは近接式）の帯電装置が感光体と帯電装置との間で直接放電が起こっているのに対し、スコロトロン式の帯電装置は、ワイヤー周辺で放電が発生しているため、プレ帯電を行っても帯電装置での放電量を下げることができない。したがって、帯電前の感光体のプレ帯電量にかかわらず、帯電装置での放電量が一定である。さらに、スコロトロン式の帯電装置の場合には、電位を安定させるために除電器を使用することが好ましく、帯電しても結局除電されてしまうため、プレ帯電を実施する意味がなくなる。スコロトロン式の帯電装置では、接触式（あるいは近接式）の帯電装置と比較して感光体に付着する放電生成物の量が少ないので、本発明によるトナーを保持したブラシによる効果が大きく発現される（プレ帯電なし、除電ありでも問題が発生しない）。
【００８２】
また、本発明におけるトナー量制御部は、温度や湿度などといった環境に従って、ブラシに印加するバイアス電圧や除電の実行／停止を制御してもよい。
【００８３】
通常、高温高湿下では、除電を行うと帯電装置での帯電量が増加し、放電生成物が多量に発生して像流れが生じやすく、一方、低温低湿下では、トナーの帯電性が低下するため、除電を行わないとゴ−ストが発生する場合がある。一般に、高画質化をめざす画像形成装置では、温湿度センサなどといった環境センサを搭載している場合が多い。この環境センサの出力値から、高温高湿側の閾値を定め、所定の条件時にブラシに放電開始電圧以上の電圧を印加するとともに除電をオフする制御などをおこなってもよい。
【００８４】
また、本発明にいう像担持体が、電荷輸送性を有する構造単位と架橋構造とを有する樹脂を含有した表面を有するものであることが好適である。
【００８５】
また、本発明にいう好適な像担持体が、樹脂としてシロキサン系樹脂を含有したものであることがさらに好ましい。
【００８６】
また、像担持体の表面層が、メチロール基を有するフェノール誘導体と、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも１種を有する電荷輸送材料とを含有したものであることもより好ましい。
【００８７】
また、本発明にいう好適な像担持体が、構造単位として、
Ｆ−［Ｄ−Ｓi（Ｒ2）(3-a)Ｑa］b  ・・・一般式（１）
（Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｄは可とう性サブユニット、Ｒ2は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数、ｂは１〜４の整数を表わす）
で示される化合物もしくはその化合物からの誘導体を有するものであることも好ましい。
【００８８】
また、本発明にいう好適な像担持体が、構造単位として、
Ｆ−（（Ｘ）ｎＲ1−ＺＨ）ｍ  ・・・一般式（２）
（式中Ｆは正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基、Ｒ1はアルキレン基、Ｚは酸素原子、硫黄原子またはＮＨ、ＣＯ2、ｍは１〜４の整数を示す。Ｘは酸素、あるいは硫黄、ｎは０または１を示す）
で示される誘導体を有するものであることも好ましい。
【００８９】
また、本発明にいう好適な像担持体が、樹脂もしくはその樹脂の前駆体として、
Ｂ−（Ｓi（Ｒ2）(3-a)Ｑa）2  ・・・一般式（３）
（Ｂは２価の有機基、Ｒ2は水素、アルキル基、置換あるいは未置換のアリール基、Ｑは加水分解性基を表わし、ａは１〜３の整数を表わす。）
で示される有機ケイ素化合物もしくはその加水分解物もしくはその加水分解縮合物を少なくとも１種以上含むものであることも好ましい。
【００９０】
また、本発明にいう好適な像担持体が、樹脂において、下記一般式（４）で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、もしくはその環状化合物からの誘導体を少なくとも一種以上含むことも好ましい。
一般式（４）
【００９１】
【化１】
2005301244.tif 000003
【００９２】
（Ａ1、Ａ2はそれぞれ独立に一価の有機基を示す）
上記のような好ましい形態の像担持体を備えることによって、像担持体の磨耗を抑えて、像担持体の寿命を向上させることができる。
【実施例】
【００９３】
続いて、本発明の実施例について説明する。
【００９４】
まず、本発明の実施例、およびその実施例に対する比較例に共通して適用される要素について説明する。
＜感光体＞
まず、以下のようにして感光体Ａを形成する。
【００９５】
酸化亜鉛（ＳＭＺ−０１７Ｎ：テイカ製）１００質量部をトルエン５００質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤（Ａ１１００：日本ユニカー社製）２質量部を添加し、５時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、１２０度で２時間焼き付けを行った。得られた表面処理酸化亜鉛を蛍光Ｘ線により分析した結果、Ｓi元素強度は亜鉛元素強度の１．８×１０-4であった。
【００９６】
前記表面処理を施した酸化亜鉛３５質量部と硬化剤（ブロック化イソシアネート  スミジュール  ３１７５）（住友バイエルンウレタン社製）：１５質量部とブチラール樹脂  ＢＭ−１（積水化学社製）：６質量部とメチルエチルケトン：４４質量部とを混合し、１ｍｍφのガラスビーズを用いてサンドミルにて２時間の分散を行い分散液を得た。得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート：０．００５質量部、トスバール１３０（ＧＥ東芝シリコン社製）：１７質量部を添加し、下引層塗布用液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にてＡｌ基材上に塗布し、１６０度、１００分の乾燥硬化を行い厚さ２０μｍの下引層を得た。表面粗さは、東京精密社製表面粗さ形状測定器サーフコム５７０Ａを使用し、測定距離２．５ｍｍ、走査速度０．３ｍｍ／ｓｅｃで測定し、Ｒｚ値０．２４であった。
【００９７】
続いて、その上にこのアルミニウム基材上にＸ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）が、７．５°、９．９°、１２．５°、１６．３°、１８．６°、２５．１°、２８．３°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニンの１質量部をポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学）１質量部、および酢酸ｎ−ブチル１００質量部と混合し、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間処理して分散した後、得られた塗布液を前記下引き層上に浸漬コートし、１００度で１０分間加熱乾燥して膜厚約０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
【００９８】
下記構造のベンジジン化合物２質量部、高分子化合物（粘度平均分子量  ３９，０００）３質量部をクロロベンゼン２０質量部に溶解させた塗布液を前記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、１１０℃、４０分の加熱を行なって膜厚μｍの電荷輸送層を形成した。これを感光体Ａとする。
【００９９】
【化２】
2005301244.tif 000004
【０１００】
続いて、感光体Ａの表面に下記のような表面層を形成し、感光体Ｂを形成する。
【０１０１】
感光体Ａ上に下記に示す構成材料を、メチルアルコール５質量部、イオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ：ローム・アンド・ハース社製）０．３質量部を加え、室温で攪拌することにより２４時間保護基の交換反応を行った。
（構成材料）
化合物１（下記参照）  ２質量部
化合物２（下記参照）  １質量部
コロイダルシリカ  ０．３質量部
Ｍｅ（ＭｅＯ）2−Ｓi−（ＣＨ2）4−Ｓi−Ｍｅ（ＯＭｅ）2  ２質量部
（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）メチルジメトキシシラン  ０．１質量部
ヘキサメチルシクロトリシロキサン  ０．３質量部
ＺＸ−０２２（富士化成工業社製）  ０．２５質量部
（化合物１）
【０１０２】
【化３】
2005301244.tif 000005
（化合物２）
【０１０３】
【化４】
2005301244.tif 000006
【０１０４】
その後、ｎ−ブタノール１０質量部、蒸留水０．２５質量部を添加し、５分加水分解を行なった。
【０１０５】
加水分解したものからイオン交換樹脂を濾過分離した液に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナート（Ａｌ（ａｑａｑ）３）を０．１質量部、アセチルアセトン０．１質量部、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）０．４質量部を加え、このコーティング液を前記電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分風乾した後、１３０度で１時間加熱処理して硬化し、膜厚約３ｕｍの表面層を形成した。これを感光体Ｂとする。以下に示す実施例では、この感光体Ｂを使用する。
【０１０６】
尚、感光体Ｂの替わりに、以下のようにして形成される感光体Ｃを使用してもよい。
【０１０７】
化合物３（下記参照）を５質量部、レゾール型フェノール樹脂（ＰＬ−４８５２、群栄化学社製）を７質量部、メチルフェニルポリシロキサンを０．０４質量部、及びイソプロパノ−ルを２０質量部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬コーティング法で感光体１の電荷輸送層上に塗布し、１３０度で４０分乾燥させ、膜厚３μｍの保護層を形成した。得られた感光体を感光体Ｃとした。
【０１０８】
（化合物３）
【０１０９】
【化５】
2005301244.tif 000007
【０１１０】
以下の実施例に対して、感光体Ｂに替えて、感光体Ｃを適用したときも同等の効果が得られた。
＜帯電装置＞
ロール：  ４級アンモニウム塩を分散したＥＰＤＭ抵抗層をカーボンとＰＴＦＥを分散したウレタン樹脂表面層でコートしたもの
バイアス：ＤＣ  −７１０Ｖ（定電圧）
ＡＣ  周波数  １．３ｋＨｚ、Iａｃ＝２ｍＡあるいは２．４ｍＡ
＜クリーニング装置＞
ブレード：  ウレタンゴム  硬度８０度
ブラシ：後述する
以上のような要素が備えられたプリンタ１（図１参照）を使用する。プリンタ１として、
実験機：富士ゼロックスＤｏｃｕ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  ５００改造機
（スコロトロン帯電方式を帯電ロール方式に改造）
トナー：Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００用トナーの一部変更品
（重合法により生成したトナー平均形状指数１３２のトナーに、帯電制御剤・クリーニング助剤・研磨剤としてシリカ／チタニア／酸化セリウムを添加。潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を添加。）
を適用し、高温高湿環境（２８度、８５％）下で試験を行う。
【０１１１】
まず、本発明の実施例として、図２に示すクリーニング装置１５０において、ブラシ１５１に印加されるブラシバイアス電圧、および除電器１６１における除電の有無がそれぞれ異なる５つの実施例を挙げる。
【０１１２】
次に、上述の実施例に対する比較例として、図２に示すクリーニング装置１５０におけるブラシ１５１の替わりに絶縁ブラシを備えた比較例、および、クリーニング装置１５０において、ブラシ１５１を取り外した比較例の２つの比較例を挙げる。
【０１１３】
表１は、前述の実施例および比較例、さらに、それらに対する評価結果を示す表である。
【０１１４】
【表１】
2005301244.tif 000008
【０１１５】
（実施例１＿１）
実施例１＿１は、図２に示すブラシ１５１に＋５００Ｖのバイアス電圧を印加し、除電器１６１における除電を行う。ここで用いるブラシ１５１は、以下のものを適用する。このブラシ１５１は、全実施例に共通して用いる。
ブラシ大きさ：  外径  φ１９ｍｍ  シャフト径  φ９ｍｍ
商品名：ベルトロン（１０デニール、密度５００００本／iｎｃｈ2）
回転方向：感光体と逆方向１７０ｒｐｍ
フリッカーバー：  なし
（実施例１＿２）
実施例１＿１は、図２に示すブラシ１５１に−５００Ｖのバイアス電圧を印加し、除電器１６１における除電を行う。
（実施例１＿３）
実施例１＿３は、図２に示すブラシ１５１に−１２００Ｖのバイアス電圧を印加し、除電器１６１における除電は行わない。
（実施例１＿４）
実施例１＿４は、図２に示すブラシ１５１に−１２００Ｖのバイアス電圧を印加し、除電器１６１における除電は行わない。
（実施例１＿５）
実施例１＿５は、図２に示すブラシ１５１に−１２００Ｖのバイアス電圧を印加し、除電器１６１における除電を行う。
（比較例１＿１）
比較例１＿１は、図２に示すブラシ１５１に替えて、以下に示す絶縁ブラシを備える。また、除電器１６１における除電を行う。
ブラシ大きさ：  外径  φ１９ｍｍ  シャフト径  φ６ｍｍ
材質：ポリプロピレン（８．５デニール、密度５００００本／iｎｃｈ2）
回転方向：感光体と逆方向１７０ｒｐｍ
フリッカーバー：  ＰＯＭ
（比較例１＿２）
比較例３は、図２に示すブラシ１５１を取り外す。除電器１６１における除電を行う。
【０１１６】
次に、これらの実施例および比較例に対する評価結果について説明する。
（評価結果１）
まず、比較的初期の状態における試験を行った。
【０１１７】
詳しい試験方法とその評価項目は、以下の通りである。
１．初期状態を揃えるため、ハーフトーン６０％の画像をＡ４サイズで２０枚形成する。
２．その後、白黒モードで５％の画像をＡ４サイズで連続形成する。
３．１０枚、１００枚、１０００枚の時点において、ハーフトーン画質、和文画質をプリントし、像流れを目視で確認する。また、１０００枚終了時点で、クリーニング不良を目視で確認するとともに、ブラシ上のトナー付着量を計測する。
【０１１８】
表１に示すように、実施例１＿１〜実施例１＿５については、全ての試験において良好な評価結果が得られた。実施例１＿１、および実施例１＿５で極薄い像流れが生じたが、それらはどちらも、実用上には問題のない程度のものであった。
【０１１９】
実施例１＿１と実施例１＿２とでは、条件がブラシバイアス電圧の極性のみ異なっている。実施例１＿１において、ブラシ上のトナー付着量が多い（規定値が１５×１０-3ｋｇ／ｍ2以上に対して、１９×１０-3ｋｇ／ｍ2）わりに、１０００枚終了時に極薄く像流れが生じている原因としては、ブラシバイアス電圧が帯電電圧と逆極性であり、ブラシにおいてプレ帯電が行われていないために帯電装置での帯電量が多く、多量の放電生成物が発生したためであると考えられる。このことから、プレ帯電を行うことが好ましいことが確認された。
【０１２０】
実施例１＿３および実施例１＿４とでは、帯電装置におけるＡＣ成分が異なる。これらはどちらも良好な評価結果が得られた。
【０１２１】
実施例１＿５は、実施例１＿３と、除電をするか否かという点のみ条件が異なる。実施例１＿５においては、ブラシバイアス電圧によるプレ帯電において感光体に付与された電荷が、除電器によって除電されてしまう。したがって、帯電装置での帯電量が多く、多量の放電生成物が発生してしまい、１０００枚終了時に極薄く像流れが生じたと考えられる。このことから、プレ帯電を行う場合には、除電を行わないことが好ましいことが確認された。
【０１２２】
比較例１＿１においては、１００枚以上の時点で像流れが生じている。この原因としては、トナーが保持されていないブラシでは、放電生成物が十分には除去されていないためであると考えられる。絶縁ブラシの場合にも、トナーの機械的な掻き取りは行われるため、ブレードにおけるトナー除去の負担が軽減され、クリーニング不良は生じていない。
【０１２３】
比較例１＿２においては、ブラシが備えられておらず、クリーニング不良、像流れともに生じている。
【０１２４】
以上のことから、クリーニング装置に、トナーを保持したブラシを備えることによって、精度良くクリーニングを行って、高画質な画像が得られることが確認された。尚、ブラシでのトナー保持量は、ばらつきを加味して１５×１０-3（ｋｇ／ｍ2）であれば、良好な掻き取り性能が得られる。
【０１２５】
ところで、クリーニングを長期に渡って続けていくと、ブラシに放電生成物が蓄積され、その放電生成物が感光体に再付着してしまい、像流れが発生してしまうことがある。このような不具合を防ぐため、放電生成物が付着したトナーをリフレッシュする必要がある。ブラシに保持されたトナーは、ブラシバイアス電圧等を制御することによってリフレッシュすることができる。
【０１２６】
表２は、通常動作時のブラシバイアス電圧と、リフレッシュサイクル時のブラシバイアス電圧とを示す表である。
【０１２７】
【表２】
2005301244.tif 000009
【０１２８】
ブラシに、プレ帯電時の電圧以上のブラシバイアス電圧が印加されている場合には、トナーが強くプラスに帯電しているため、ブラシから感光体に向けて電界を生成すれば、ブラシに保持されたトナーは感光体側に戻る。感光体に戻ったトナーは、ブレードによって掻きとられて、クリーニング装置内に回収される。
【０１２９】
このようなリフレッシュサイクルを、ジョブエンドごと、あるいは、所定枚数ごとに行うことが好ましい。
【０１３０】
また、形成する画像の画像密度に従って、リフレッシュサイクルの頻度を設定してもよい。
【０１３１】
以上のようなリフレッシュサイクルを行い、長期に渡ったクリーニング性能の維持性について評価した。
【０１３２】
表３は、クリーニング維持性の試験における実施例および比較例、さらに、それらに対する評価結果を示す表である。
【０１３３】
【表３】
2005301244.tif 000010
【０１３４】
（実施例２＿１）
実施例２＿１は、３０００枚ごとにリフレッシュサイクルを実施し、接触式／近接式帯電装置（ＡＣ＋ＤＣ帯電装置）を適用、除電を行うという条件で試験を行った。
（実施例２＿２）
実施例２＿１は、３０００枚ごとにリフレッシュサイクルを実施し、接触式／近接式帯電装置（ＡＣ＋ＤＣ帯電装置）を適用、除電を行わないという条件で試験を行った。
（実施例２＿３）
実施例２＿１は、３０００枚ごとにリフレッシュサイクルを実施し、非接触式帯電装置（スコロトロン帯電装置）を適用、除電を行うという条件で試験を行った。
（比較例２＿１）
比較例２＿１は、ブラシバイアス電圧を印加せずに、リフレッシュサイクルも行わず、接触式帯電装置（ＡＣ＋ＤＣ帯電装置）を適用、除電を行うという条件で試験を行った。
（評価結果２）
上記のような条件で、高温高湿（２８度、８５％）、常温環境（２０度、２５％）、低温低湿（１０度、１５％）の環境下において、高温高湿１５０００枚、常温環境１５０００枚、低温低湿１５０００枚のプリント出力を２セット、計９００００枚のプリントテストを行い、像流れとクリーニング性能とを目視で確認した。
【０１３５】
図３は、ブラシのトナー保持量とプリント枚数との関係を示す図である。
【０１３６】
曲線１は、実施例２＿１における結果を示しており、曲線２は、実施例２＿２における結果を示している。また、曲線３は、比較例２＿１における結果を示している。実施例２＿１（曲線１）、実施例２＿２（曲線２）ともに、ブラシバイアス電圧が印加されていないブラシが備えられた比較例２＿１（曲線３）よりはトナー保持量が多いが、常にほぼ一定量のトナーを保持している。
【０１３７】
実施例２＿１においては、除電を行っているため、帯電装置において放電生成物が多量に発生しており、２回目の高温高湿環境において、極薄い像流れが発生した。しかし、すぐに回復し、像流れ自体も実使用上には問題のない程度のものであった。
【０１３８】
実施例２＿３においては、除電を行っているが、全ての試験において良好な評価が得られた。これは、非接触式帯電装置（スコロトロン帯電装置）においては、放電生成物の発生量が少ないためと考えられる。
【０１３９】
比較例２＿１においては、ブラシバイアス電圧を印加していないため、ブラシはトナーを積極的には保持しておらず、リフレッシュサイクルが必要ないと思われる。しかし、放電生成物を十分に除去することができないため、像流れが発生している。
【０１４０】
以上のように、リフレッシュサイクルを実行することによって、長期に渡ってクリーニング性を維持できることが確認された。
【０１４１】
尚、この実施例においては、ブラシからトナーを除去するフリッカーバーが設けられていないが、このフリッカーバーを設けて、リフレッシュサイクル時などに利用してもよい。
【０１４２】
また、環境センサの出力値に従って、所定の条件時にブラシに放電開始電圧以上の電圧を印加するとともに除電をオフする制御を行ってもよい。
【０１４３】
以下に、本発明に適用できる条件の補足を記載する。
（ブレード）
材質：ウレタンゴム
硬度：７０〜９０度
感光体との接触線圧：１〜８ｇｆ／ｍｍ（＝９．８〜７８．４ｍＮ／ｍｍ）程度（望ましくは２〜５ｇｆ／ｍｍ（＝１９．６〜４７．５ｍＮ／ｍｍ）程度）
（ブラシ）
導電性ブラシ
商品名：ＳＡ−７／ベルトロン等（５〜２０デニール、密度３００００〜１０００００本／iｎｃｈ2程度）
（ブラシのフリッキング部材）
用いなくても良いが、樹脂材料のフリッカーバーを用いても良い。
（トナー）
重合トナー：形状係数指数ＳＦが１００〜１４０、粉砕トナーも適用可。
＜本発明に適用できる好ましい形態＞
（現像剤）
本発明に用いられるトナーは、特に製造方法により限定されるものではなく、例えば結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により得られるものが使用できる。また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。
【０１４４】
トナー粒子は結着樹脂と着色剤、離型剤等とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。体積平均粒径は２〜１２μｍの範囲が好ましく３〜９μｍの範囲がより好ましい。また、トナーの平均形状指数（ＭＬ2／Ａ：ＭＬはトナー粒子の絶対最大長、Ａはトナー粒子の投影面積を各々示す）が１００〜１４５の範囲のものを用いることにより、高い現像、転写性、及び高画質の画像を得ることができる。
【０１４５】
使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、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、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。
【０１４６】
また、トナーの着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．I．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．I．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．I．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．I．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．I．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．I．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．I．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして例示することができる。
【０１４７】
離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
【０１４８】
また、トナーには必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー、および磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
【０１４９】
本発明に用いるトナーに添加される潤滑剤としてはグラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、脂肪酸金属塩等の固体潤滑剤；ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪族アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス；ミツロウのような動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス；及びそれらの変性物が使用でき、これらを単独で使用するか、あるいは併用しても良い。
【０１５０】
特にトナーに添加する潤滑剤としては劈開性が有することより摩擦低減効果の高い脂肪酸金属塩、特にはステアリン酸亜鉛が良い。トナーに対するステアリン酸亜鉛の添加量は０．０１〜２．０質量％が好ましく、更に０．０５〜０．５質量％がより好ましい。０．０１質量％より少ない場合は十分な潤滑効果を発揮できず、２．０質量％よりも多い場合は像担持体の付着量が過剰となり、高温高湿下で像流れが発生し易くなる上、トナーその物の帯電特性に悪影響を与えてしまう。
【０１５１】
本発明に用いるトナーには、電子写真感光体表面の付着物、劣化物除去の目的等で、無機微粒子、有機微粒子、該有機微粒子に無機微粒子を付着させた複合微粒子などを加えることができるが、研磨性に優れる無機微粒子が特に好ましい。無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。また、上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩による疎水化処理も好ましく行うことができる。
【０１５２】
有機微粒子としては、スチレン樹脂粒子、スチレンアクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子等を挙げることができる。これらの粒子径としては、小さすぎると研磨能力に欠け、また、大きすぎると電子写真感光体表面に傷を発生しやすくなるため、平均粒子径で５〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは５〜８００ｎｍの範囲、より好ましくは５〜７００ｎｍの範囲のものが使用される。また、前記滑性粒子の添加量との和が、０．６質量％以上であることが好ましい。
【０１５３】
トナーに添加されるその他の無機酸化物としては、粉体流動性、帯電制御等のため、１次粒径が４０ｎｍ以下の小径無機酸化物を、更に付着力低減や帯電制御のため、それより大径の無機酸化物を挙げることができる。これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用することができるが、精密な帯電制御を行うためには、シリカと酸化チタンとを併用することが好ましい。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性を向上させる効果が大きくなる。
【０１５４】
本発明に適用されるトナーは、前記トナー粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサー、あるいはＶブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
また、本発明におけるトナーをカラートナーとして用いる場合には、キャリアと混合して使用されることが好ましいが、該キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉、またはそれ等の表面に樹脂コーティングを施したものが使用される。また、キャリアとトナーとの混合割合は、適宜設定することができる。
（感光体）
本発明に用いられる感光体は、特に限定されるものではなく、公知の構成のものを用いることができる。
【０１５５】
例えば、導電性支持体としては、アルミニウムがドラム状、シート状、プレート状等、適宜の形状のものとして使用されるが、これらに限定されるものではない。また、注入阻止、接着性改善、干渉縞防止などの目的で陽極酸化処理や、ベーマイト処理、ホーニング処理などを行ってもよい。
【０１５６】
また、所望により基材と感光層の間に中間層を形成することもできる。用いられる材料としてはジルコニウムキレート化合物、ジルコニウムアルコキシド化合物、ジルコニウムカップリング剤などの有機ジルコニウム化合物、チタンキレート化合物、チタンアルコキシド化合物、チタネートカップリング剤などの有機チタン化合物、アルミニウムキレート化合物、、アルミニウムカップリング剤などの有機アルミニウム化合物のほか、アンチモンアルコキシド化合物、ゲルマニウムアルコキシド化合物、インジウムアルコキシド化合物、インジウムキレート化合物、マンガンアルコキシド化合物、マンガンキレート化合物、スズアルコキシド化合物、スズキレート化合物、アルミニウムシリコンアルコキシド化合物、アルミニウムチタンアルコキシド化合物、アルミニウムジルコニウムアルコキシド化合物、などの有機金属化合物、とくに有機ジルコニウム化合物、有機チタニル化合物、有機アルミニウム化合物は残留電位が低く良好な電子写真特性を示すため、好ましく使用される。また、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス２メトキシエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−２−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプロプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、β−３，４−エポキシシクロヘキシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤を含有させて使用することができる。さらに、従来より下引き層に用いられるポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレノキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知の結着樹脂を用いることもできる。これらの混合割合は、必要に応じて適宜設定することができる。また、下引き層中には電子輸送性顔料を混合／分散して使用することもできる。電子輸送性顔料としては、特開昭４７−３０３３０号公報に記載のペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料等の有機顔料、また、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、ハロゲン原子等の電子吸引性の置換基を有するビスアゾ顔料やフタロシアニン顔料等の有機顔料、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機顔料が上げられる。これらの顔料の中ではペリレン顔料、ビスベンズイミダゾールペリレン顔料と多環キノン顔料、酸化亜鉛、酸化チタンが、電子移動性が高いので好ましく使用される。また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的で上記カップリング剤や、バインダーなどで表面処理しても良い。電子輸送性顔料は多すぎると下引き層の強度が低下し、塗膜欠陥を生じるため９５質量％以下��好ましくは９０質量％以下で使用される。混合／分散方法は、ボールミル、ロールミル、サンドミル、アトライター、超音波等をもちいる常法が適用される。混合／分散は有機溶剤中で行われるが、有機溶剤としては、有期金属化合物や樹脂を溶解し、また、電子輸送性顔料を混合／分散したときにゲル化や凝集を起こさないものであれば如何なるものでも使用できる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。下引き層の厚みは一般的には、０.１〜３０μｍ、好ましくは０.２〜２５μｍが適当である。また、下引き層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。塗布したものを乾燥させて下引き層を得るが、通常、乾燥は溶剤を蒸発させ、製膜可能な温度で行われる。特に、酸性溶液処理、ベーマイト処理を行った基材は、基材の欠陥隠蔽力が不十分となり易いため、中間層を形成することが好ましい。
【０１５７】
次に電荷発生層について説明する。
【０１５８】
電荷発生材料は、ビスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料、ジブロモアントアントロンなどの縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フラトシアニン顔料等既知のもの全て使用することができるが、とくに金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。その中でも、特開平５−２６３００７及び、特開平５−２７９５９１に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平５−９８１８１に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平５−１４０４７２及び、特開平５−１４０４７３に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平４−１８９８７３及び、特開平５−４３８１３開示されたチタニルフタロシアニンが特に好ましい。
【０１５９】
結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択することができる、また、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシランなどの有機光導電性ポリマ−から選択することもできる。好ましい結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂（ビスフェノールＡとフタル酸の重縮合体等）、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等の絶縁性樹脂をあげることができるが、これらに限定されるものではない。これらの結着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【０１６０】
電荷発生材料と結着樹脂の配合比は（質量比）は１０：１〜１：１０の範囲が好ましい。またこれらを分散させる方法としてはボールミル分散法、アトライター分散法、サンドミル分散法等の通常の方法を用いることができるが、この際、分散によって該の結晶型が変化しない条件が必要とされる。ちなみに本発明で実施した前記の分散法のいずれについても分散前と結晶型が変化していないことが確認されている。さらにこの分散の際、粒子を０.５μｍ以下、好ましくは０.３μｍ以下、さらに好ましくは０.１５μｍ以下の粒子サイズにすることが有効である。またこれらの分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。また、本発明で用いる電荷発生層の厚みは一般的には、０.１〜５μｍ、好ましくは０.２〜２.０μｍが適当である。また、電荷発生層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【０１６１】
次いで、電荷輸送層について説明する。
【０１６２】
電荷輸送層としては、公知の技術によって形成されたものを使用できる。それらの電荷輸送層は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を含有して形成される。
【０１６３】
電荷輸送材料としては、ｐ−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物があげられる。これらの電荷輸送材料は単独または２種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの電荷輸送材料は単独あるいは２種以上混合して用いることができるが、モビリティーの観点から、以下の構造のものが好ましい。
【０１６４】
【化６】
2005301244.tif 000011
【０１６５】
（式中、Ｒ１は、水素原子またはメチル基を示す。また、ｎは１又は２を意味する。Ａｒ１及びＡｒ２は置換又は未置換のアリール基を示し、置換基としてはハロゲン原子、炭素数が１〜５の範囲のアルキル基、炭素数が１〜５の範囲のアルコキシ基、又は炭素数が１〜３の範囲のアルキル基で置換された置換アミノ基を示す。）
【０１６６】
【化７】
2005301244.tif 000012
【０１６７】
（式中Ｒ２、Ｒ２´は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、を表わす。Ｒ３、Ｒ３´、Ｒ４、Ｒ４´は同一でも異なってもよく、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数１〜２のアルキル基で置換されたアミノ基、置換又は未置換のアリール基、あるいは、−Ｃ（Ｒ５）＝Ｃ（Ｒ６）（Ｒ７）を表わし、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は水素原子、置換又は未置換のアルキル基、置換又は未置換のアリール基を表す。ｍおよびｎは０〜２の整数である。）
【０１６８】
【化８】
2005301244.tif 000013
【０１６９】
（式中Ｒ８は水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、置換又は未置換のアリール基、または、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝Ｃ（Ａｒ）２を表す。Ａｒは、置換又は未置換のアリール基を表す。Ｒ９、Ｒ１０は同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数１〜２のアルキル基で置換されたアミノ基、置換又は未置換のアリール基を表す。）
さらに電荷輸送層に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材など高分子電荷輸送材を用いることもできる。これらの結着樹脂は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。電荷輸送材料と結着樹脂との配合比（質量比）は１０：１〜１：５が好ましい。
【０１７０】
また、高分子電荷輸送材を単独で用いることもできる。高分子電荷輸送材としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシランなどの電荷輸送性を有する公知のものを用いることができる。特に、特開平８−１７６２９３号公報や特開平８−２０８８２０号公報に示されているポリエステル系高分子電荷輸送材は、高い電荷輸送性を有しており、とくに好ましいものである。高分子電荷輸送材はそれだけでも電荷輸送層として使用可能であるが、上記結着樹脂と混合して成膜してもよい。
【０１７１】
本発明で用いる電荷輸送層の厚みは一般的には、５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍが適当である。塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。      
【０１７２】
さらに電荷輸送層を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、２−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。また、複写機中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。例えば、酸化防止剤としては、ヒンダ−ドフェノール、ヒンダ−ドアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペリジン等の誘導体があげられる。      
【０１７３】
また、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として、少なくとも１種の電子受容性物質を含有させることができる。本発明の感光体に使用可能な電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、フタル酸等や、一般式（１）で示される化合物をあげることができる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系やＣｌ，  ＣＮ，  ＮＯ2等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特に好ましい。
【０１７４】
次に、表面保護層について説明する。
【０１７５】
一般式（１）におけるＦは、光機能性を有する構造で、光エネルギーを吸収して物理的、物理化学的変化、例えば、光異性化、フォトクロミズム、光イオン化、発光、非線型光学効果、光電気化学効果等の変化を示すものをいい、一般的に分子内に芳香環を有するものが、光エネルギーの吸収が大きく、光安定性に優れるために好ましい。具体的には、フタロシアニン、ポルフィリン、アゾベンゼン、スチルベン、トリス（ビピリジル）−ロジウムなどが挙げられ、特に光キャリア輸送特性を有する構造として、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物、などを用いることができる。
【０１７６】
一般式（１）におけるＳi基の部分は、互いに架橋反応を起こして３次元的なＳi−Ｏ−Ｓi結合、すなわち無機ガラス質ネットワークを形成するためのものである。Ｓi基の数としては、１以上であれば無機ガラス質ネットワークと結合することは可能であるが、２以上、すなわち一般式（１）においてｂが２以上のものが均一な膜を形成しやすく、より強固な硬化膜が得られるため好ましい。
【０１７７】
一般式（１）におけるＤとは、光機能性を付与するためのＦを、３次元的な無機ガラス質ネットワークに直接化学結合で結びつけるためのものである。また、堅さの反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークに適度な可とう性を付与し、膜としての強度を向上させるという働きもある。具体的には、ｎを１から１５の整数とした場合の−ＣnＨ2n−、−ＣnＨ(2n-2)−、−ＣnＨ(2n-4)−で表わされる２価の炭化水素基、および−ＣＯＯ−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＨ2−Ｃ6Ｈ4−、−Ｎ＝ＣＨ−、−（Ｃ6Ｈ4）−（Ｃ6Ｈ4）−、およびこれらの組み合わせや置換基を導入したものなどが使用できる。
（一般式（２）の説明）
化合物（Ｉ）の中で一般式（２）で表わされる化合物は、特に優れた光電特性と機械特
性を示す。
【０１７８】
化合物（ＩＩ）におけるＡｒ1〜Ａｒ4はそれぞれ独立に置換または未置換のアリール基
を示し、具体的には、以下のものが挙げられる。
【０１７９】
【表４】
2005301244.tif 000014
【０１８０】
Ａｒは下記から選択される。
【０１８１】
【表５】
2005301244.tif 000015
【０１８２】
また、Ｚ´は以下のものから選択される。
【０１８３】
【表６】
2005301244.tif 000016
【０１８４】
（ここで、Ｒ2は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルキル基もしくは炭素数１〜４のアルコキシ基で置換されたフェニル基、または未置換のフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基から選択される。Ｒ3〜Ｒ7は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、もしくは炭素数１〜４のアルコキシ基で置換されたフェニル基、または未置換のフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基、ハロゲンから選択される。ｍおよびｓは０または１を表わし、ｑおよびｒは１から１０の整数、ｔ，ｔ´は１から３の整数を示す。ここで、Ｘは一般式（１）の定義で既に示した−Ｄ−Ａで表わされる置換基を示す。）
Ｗは以下の基から選択される。
【０１８５】
【表７】
2005301244.tif 000017
【０１８６】
（ここで、ｓ´は０〜３の整数を示す。）
一般式（２）におけるＡｒ5の具体的構造としては、ｋ＝０の時は、上記Ａｒ1〜Ａｒ4のｍ＝１の構造が、ｋ＝１の時の時は、上記Ａｒ1〜Ａｒ4のｍ＝０の構造が挙げられる。
【０１８７】
化合物（ＩＩ）の具体例を表１〜５５に示す。
【０１８８】
一般式（１）で表される化合物と結合可能な基とは、一般式（１）で表される化合物を加水分解した際に生じるシラノール基と結合可能な基を意味し、具体的には、−Ｓi（Ｒ1）(3-a)Ｑaで示される基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲンなどを意味する。これらのうち、−Ｓi（Ｒ1）(3-a)Ｑaで示される基、エポキシ基、イソシアネート基が有する化合物がより強い機械強度を有するため好ましい。さらに、これらの基を分子内に２つ以上持つものが硬化膜の架橋構造が３次元的になり、より強い機械強度を有するため好ましい。これらの内、最も好ましい化合物例として一般式（３）で示される化合物が挙げられる。
（一般式（３）で示される化合物の説明）
一般式（３）で示される化合物は、
−Ｓi（Ｒ1）(3-a)Ｑa  ・・・式（Ａ）
で示される加水分解性基を有する置換ケイ素基を２個以上有している化合物である。式（Ａ）に含まれるＳi基の部分が一般式（１）の化合物あるいは化合物（ＩＩＩ）自身と反応し
、Ｓi−Ｏ−Ｓi結合となって３次元的な架橋硬化膜を形成して行く。一般式（１）の化合物も同様のＳi基部分を有しているので、それのみで硬化膜を形成することも可能であるが、化合物（ＩＩＩ）は２個以上の式（Ａ）を有しているので硬化膜の架橋構造が３次元的になり、より強い機械強度を有するようになると考えられる。また、一般式（１）の化合物におけるＤ部分と同様、架橋硬化膜に適度な可とう性を与える役割もある。化合物（ＩＩＩ
）としては、下表のものがより好ましい。
【０１８９】
【表８】
2005301244.tif 000018
【０１９０】
（式中、Ｔ1、Ｔ2は枝分かれしていてもよい２価あるいは３価の炭化水素基、Ａは前記式（Ａ）で表わされる置換基を表わす。ｈ、i、ｊは１〜３の整数であり、かつ、分子内のＡの数が２以上となるように選ばれる。）
これらの式で表わされる一般式（３）の化合物の具体例を表に示す。
化合物（ＩＩＩ）の具体例
【０１９１】
【表９】
2005301244.tif 000019
【０１９２】
一般式（１）で示される化合物は単独で使用しても良いし、膜の成膜性、可とう性を調整するなどの目的から、（ＩＩＩ）で示される化合物や、他のカップリング剤、フッ素化合物
と混合して用いても良い。このような化合物として、各種シランカップリング剤、および市販のシリコン系ハ−ドコート剤を用いることができる。
【０１９３】
シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、等を用いることができる。市販のハ−ドコート剤としては、ＫＰ−８５、Ｘ−４０−９７４０、Ｘ−４０−２２３９（以上、信越シリコーン社製）、およびＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（以上、東レダウコ−ニング社製）、などを用いることができる。また、撥水製などの付与のために、（トリデカフルオロ  −１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、３−（ヘプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パ−フルオロアルキルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パ−フルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パ−フルオロオクチルトリエトシキシラン、などの含フッ素化合物を加えても良い。シランカップリング剤は任意の量で使用できるが、含フッ素化合物の量は、フッ素を含まない化合物に対して質量で０．２５以下とすることが望ましい。これを越えると、架橋膜の成膜性に問題が生じる場合がある。
【０１９４】
保護層としてフェノール誘導体と、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも１種を有する電荷輸送材料とを含有するものも好ましい。更に当該フェノール誘導体含有層の赤外吸収スペクトルが下記式（５）で示される条件を満たすことで電気特性に優れ高画質化が図れる為より好ましい。
【０１９５】
（Ｐ２／Ｐ１）≦０．２  ・・・式（５）
（式中、Ｐ１は１５６０ｃｍ−１〜１６４０ｃｍ−１に存在する最大吸収ピークの吸光度を、Ｐ２は１６４５ｃｍ−１〜１７００ｃｍ−１に存在する最大吸収ピークの吸光度を示す。）
上記式（５）で上述の効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように推察する。
【０１９６】
すなわち、メチロール基を有するフェノール誘導体を用いて塗膜を形成する過程において、フェノール誘導体のメチロール基のうちの一部は、ホルミル基等の酸化物になると考えられる。このようなホルミル基等の酸化物は、感光体中の電荷輸送を妨げるキャリアトラップとして作用し、感光体の電気特性を低下させると考えられる。ここで、赤外吸収スペクトルにおいて、１５６０ｃｍ−１〜１６４０ｃｍ−１に存在する最大吸収ピーク（Ｐ１）は、フェノール誘導体の芳香族Ｃ−Ｃ伸縮振動に相当する。また、１６４５ｃｍ−１〜１７００ｃｍ−１に存在する最大吸収ピーク（Ｐ２）は、ホルミル基等の酸化物に由来すると考えられる。
【０１９７】
つまり、吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が小さい感光体は、感光体中のホルミル基等の酸化物が少なく、キャリア輸送性に優れると考えられる。そして、本発明の電子写真感光体は、上記特定の材料を用い且つ吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が０．２以下であることから、電気特性に優れ、高画質化が達成できたと考えられる。なお、本発明の電子写真感光体は、電気特性と共に機械強度も優れており、この点も高画質化が達成できた要因であると考えられる。
【０１９８】
なお、吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）は、０．１８以下が好ましく、０．１７以下がより好ましい。吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が０．２を超えると、キャリア輸送性が低下し、感光体の電気特性が不十分となり、画質が低下する。
【０１９９】
上記メチロール基を有するフェノール誘導体としては、モノメチロールフェノール類、ジメチロールフェノール類若しくはトリメチロールフェノール類のモノマー、それらの混合物、それらがオリゴマー化されたもの、又はそれらモノマーとオリゴマーの混合物が挙げられる。このようなメチロール基を有するフェノール誘導体は、レゾルシン、ビスフェノール等、フェノール、クレゾール、キシレノール、パラアルキルフェノール、パラフェニルフェノール等の水酸基を１個含む置換フェノール類、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン等の水酸基を２個含む置換フェノール類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＺ等のビスフェノール類、ビフェノール類等、フェノール構造を有する化合物と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等とを、酸触媒又はアルカリ触媒下で反応させることで得られるもので、一般にフェノール樹脂として市販されているものも使用できる。なお、本明細書では、分子の構造単位の繰り返しが２〜２０程度の比較的大きな分子をオリゴマーといい、それ以下のものをモノマーという。
【０２００】
上記酸触媒としては、硫酸、パラトルエンスルホン酸、リン酸等が用いられる。また、アルカリ触媒としては、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｂａ（ＯＨ）２等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物やアミン系触媒が用いられる。
【０２０１】
アミン系触媒としては、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。塩基性触媒を使用した場合には、残留する触媒によりキャリアが著しくトラップされ、電子写真特性を悪化させる傾向がある。そのため、酸で中和するか、シリカゲル等の吸着剤や、イオン交換樹脂等と接触させることにより不活性化又は除去することが好ましい。
【０２０２】
また、メチロール基を有するフェノール誘導体としては、フェノール樹脂が好ましく、レゾール型フェノール樹脂がより好ましい。
【０２０３】
これらのコーティング液の調整は、無溶媒で行うか、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等が使用できるが、好ましくは沸点が１００℃以下のものであり、任意に混合しての使用もできる。溶剤量は任意に設定できるが、少なすぎると光機能性有機けい素化合物が析出しやすくなるため、光機能性有機けい素化合物１質量部に対し０．５〜３０質量部、好ましくは、１〜２０質量部で使用される。反応温度および時間は原料の種類によっても異なるが、通常、０〜１００℃、好ましくは１０〜７０℃、特に好ましくは、１５〜５０℃の温度で行うことが好ましい。反応時間に特に制限はないが、反応時間が長くなるとゲル化を生じ易くなるため、１０分から１００時間の範囲で行うことが好ましい。
【０２０４】
この発明で用いられる、系に不溶な固体触媒とは、触媒成分が一般式（１）、（２）、（３）で示される化合物や、他のカップリング剤、含フッ素化合物、水、反応生成物および溶媒のいずれにも不溶であるものであれば、特に限定されない。このような固体触媒の具体例を以下に例示する。
【０２０５】
陽イオン交換樹脂：アンバーライト１５、アンバーライト２００Ｃ、アンバーリスト１５（以上、ロ−ム・アンド・ハ−ス社製）；ダウエックスＭＷＣ−１−Ｈ、ダウエックス８８、ダウエックスＨＣＲ−Ｗ２（以上、ダウ・ケミカル社製）；レバチットＳＰＣ−１０８、レバチットＳＰＣ−１１８（以上、バイエル社製）；ダイヤイオンＲＣＰ−１５０Ｈ（三菱化成社製）；スミカイオンＫＣ−４７０、デュオライトＣ２６−Ｃ、デュオライトＣ−４３３、デュオライト−４６４（以上、住友化学工業社製）；ナフィオン−Ｈ（デュポン社製）など。
【０２０６】
陰イオン交換樹脂：アンバーライトIＲＡ−４００、アンバーライトIＲＡ−４５（以上、ロ−ム・アンド・ハ−ス社製）など。
【０２０７】
プロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体：Ｚｒ（Ｏ3 ＰＣＨ2 ＣＨ2 ＳＯ3 Ｈ）2 ，Ｔｈ（Ｏ3 ＰＣＨ2 ＣＨ2 ＣＯＯＨ）2 など。
プロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン：スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサンなど。
【０２０８】
ヘテロポリ酸：コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸など。
【０２０９】
イソポリ酸：ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸など。
【０２１０】
単元系金属酸化物：シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、ＣａＯ、ＭｇＯなど。
【０２１１】
複合系金属酸化物：シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類など。
【０２１２】
粘土鉱物：酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイトなど。
【０２１３】
金属硫酸塩：ＬiＳＯ4，ＭｇＳＯ4など。
【０２１４】
金属リン酸塩：リン酸ジルコニア、リン酸ランタンなど。
【０２１５】
金属硝酸塩：ＬiＮＯ3，Ｍｎ（ＮＯ3）2など。
【０２１６】
アミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体：シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体など。
【０２１７】
アミノ基を含有するポリオルガノシロキサン：アミノ変性シリコーン樹脂など。
【０２１８】
これらの触媒のうち、少なくとも１種を用いて加水分解縮合反応を行わせる。これらの触媒は、固定床中に設置し反応を流通式に行うこともできるし、バッチ式に行うこともできる。触媒の使用量は、特に限定されないが、加水分解性ケイ素置換基を含有する材料の合計量に対して０．１〜２０ｗｔ％が好ましい。
【０２１９】
加水分解縮合させる際の水の添加量は特に限定されないが、生成物の保存安定性やさらに重合に供する際のゲル化抑制に影響するため、好ましくは加水分解性ケイ素置換基を含有する材料の加水分解性基をすべて加水分解するに必要な理論量に対して３０〜５００％、さらに好ましくは５０〜３００モル％の範囲の割合で使用することが好ましい。水の量が５００モル％よりも多い場合、生成物の保存安定性が悪くなったり、光機能性有機けい素化合物が析出しやすくなる。一方、水の量が３０モル％より少ない場合、未反応の化合物が増大してコーティング液を塗布、硬化時に相分離を起こしたり、強度低下を起こしやすい。
【０２２０】
さらに、硬化触媒としては、以下の様なものをあげることができる。
【０２２１】
塩酸、酢酸、リン酸、硫酸などのプロトン酸、アンモニア、トリエチルアミン等の塩基、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、オクエ酸第一錫等の有機錫化合物、テトラ−ｎ−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の有機チタン化合物、アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどの有機アルミニウム化合物、有機カルボン酸の鉄塩、マンガン塩、コバルト塩、亜鉛塩、ジルコニウム塩等が挙げられるが、保存安定性の点で金属化合物が好ましく、さらに、金属のアセチルアセトナート、あるいは、アセチルアセテートが好ましい。硬化触媒の使用量は任意に設定できるが、保存安定性、特性、強度などの点で加水分解性ケイ素置換基を含有する材料の合計量に対して０．１〜２０ｗｔ％が好ましく、０．３〜１０ｗｔ％がより好ましい。硬化温度は、任意に設定できるが、所望の強度を得るためには６０度以上、より好ましくは８０度以上に設定される。硬化時間は、必要に応じて任意に設定できるが、１０分〜５時間が好ましい。また、硬化反応を行ったのち、高湿度状態に保ち、特性の安定化を図ることも有効である。さらに、用途によっては、ヘキサメチルジシラザンや、トリメチルクロロシランなどを用いて表面処理を行い、疎水化することもできる。
【０２２２】
塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる、膜厚は、０．１〜１００μｍ程度とするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０２２３】
【図１】本発明の一実施形態が適用されたプリンタの主要部を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す感光体とクリーニング装置の一部を示す図である。
【図３】ブラシのトナー保持量とプリント枚数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２２４】
１    プリンタ
１１    画像形成部
１２    出力制御部
１０１    制御部
１１０    感光体
１１０ａ    表面層
１２０    帯電装置
１２１    帯電電源
１３０    露光装置
１４０    現像装置
１４１    現像バイアス電源
１５０    クリーニング装置
１５１    ブラシ
１５２    ブレード
１５３    モータ
１５４    ブラシバイアス電源
１６０    除電器
１６１    除電電源
１７０    転写装置
１７１    転写バイアス電源
１８０    定着器
２００    記録媒体
３００    トナー
【図１】
2005301244.tif 000020
【図２】
2005301244.tif 000021
【図３】
2005301244.tif 000022