(57)【要約】【課題】複写機、ファクシミリなどの電子写真方式で採用される、残留トナー等の残留物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関し、意図しないタイミングで残留トナーが像担持体表面に吐き出されたり、あるいは像担持体表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされることを抑える。【解決手段】像担持体１０の表面１０ｂに残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスＶＢが印加される被印加部３３１２を有し、その残留トナーをバイアスＶＢの作用によって被印加部３３１２に静電的に吸着させるクリーニング手段３３１と、被印加部３３１２に吸着している残留トナーを、被印加部３３１２から静電的に引きはがす回収部材３３２と、被印加部３３１２に吸着している残留トナーに、その所定極性とは逆極性の電荷を付与する電荷付与部材３３２とを備える。【選択図】        図１
2007086385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を表面に担持して中心軸の周りを循環移動することで、該トナー像を被転写面に転写する転写領域まで該トナー像を搬送する像担持体の、該被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を該表面から除去するクリーニング装置において、
前記像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、該残留トナーを該バイアスの作用によって該被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
前記被印加部に吸着している残留トナーを、該被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
前記被印加部に吸着している残留トナーに、前記所定極性とは逆極性の電荷を付与する電荷付与部材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】
トナー像を表面に担持して中心軸の周りを循環移動することで、該トナー像を被転写面に転写する転写領域まで該トナー像を搬送する像担持体の、該被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物を該表面から除去するクリーニング装置において、
前記像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、該残留トナーを該バイアスの作用によって該被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
前記被印加部に前記バイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記被印加部に吸着している残留トナーを、該被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
前記被印加部と前記バイアス印加手段との間に設けられた、前記所定極性の電荷が該被印加部に流れ込むことを規制する規制手段とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して該感光体表面にトナー像を得、該トナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、該残留トナーを該バイアスの作用によって該被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
前記被印加部に吸着している残留トナーを、該被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
前記被印加部に吸着している残留トナーに、前記所定極性とは逆極性の電荷を付与する電荷付与部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して該感光体表面にトナー像を得、該トナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、該残留トナーを該バイアスの作用によって該被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
前記被印加部に前記バイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記被印加部に吸着している残留トナーを、該被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
前記被印加部と前記バイアス印加手段との間に設けられた、前記所定極性の電荷が該被印加部に流れ込むことを規制する規制手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式で採用される、残留トナー等の残留物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式では、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体ドラムの表面を帯電器によって帯電し帯電後の感光体ドラム表面に露光光を照射することにより感光体ドラム表面に静電潜像を形成しその静電潜像を現像器によってトナーで現像して感光体ドラム表面にトナー像を形成するトナー像形成サイクルによって、感光体ドラム表面に形成されたトナー像を、所定の被転写面（記録媒体や中間転写体）に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する。
【０００３】
所定の被転写面に転写を終えた感光体ドラム表面には、未転写のトナーや外添剤、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物など複数種類の異物が残留するため、これらを次のトナー像形成サイクルに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。
【０００４】
トナー等の残留物を除去するクリーニング方式としては、感光体ドラムの中心軸に平行に延びる板状の弾性クリーニングブレード等を用いて残留物を機械的に掻き取る方式や、導電性部材に残留トナーを静電的に引きつける極性（例えばトナーの帯電極性とは逆極性）のバイアスを印加しその導電性部材に残留物を静電的に吸着させる方式等が提案されているが、感光体ドラムに弾性クリーニングブレードの先端エッジ部を圧接させて残留物を機械的に掻き取るブレード方式が簡便であるがゆえに広く用いられる傾向にある。
【０００５】
ところが、このブレード方式では、クリーニングブレードの先端エッジ部を感光体ドラム表面に押し付ける方式であるため、クリーニングを長期間行うと、先端エッジ部の摩耗や欠けなどのダメージ劣化や、感光体ドラム表面に傷が生じる。特に、高画質化の要求から、小径で真球に近い形状のトナー粒子が用いられるようになってきた昨今においては、トナー粒子がクリーニングブレードをすり抜けやすく、先端エッジ部の、感光体ドラム表面への接触圧を今まで以上に高めなくてはならず、先端エッジ部のダメージ劣化や感光体ドラム表面が傷つくという問題がより顕著になってきている。さらに、このブレード方式では、感光体ドラム表面とクリーニングブレードの先端エッジ部との間を、粒径の小さなトナー粒子やトナー粒子に外添された外添剤粒子がすり抜けることで潤滑剤の代わりとなるが、特に、高速機において一時に大量のプリントが取られ非画像部が長時間続く場合は、先端エッジ部へトナー粒子や外添剤粒子が供給されないため、潤滑が阻害され先端エッジ部のダメージ劣化が著しく進み、クリーニング性能の低下を招く。
【０００６】
一方、導電性部材に残留トナーを静電的に吸着させる静電方式では、その導電性部材を感光体ドラム表面に接触させる場合であっても、接触圧はブレード方式に比べて弱くてすみ、このためクリーニング性能の経時劣化が少なく、特に高速機においては、静電方式はブレード方式に対して有利である。また、この静電方式は、静電的な力を利用するため、単に機械的な掻き取りを行うブレード方式に比べて、小径で真球に近い形状のトナー粒子のクリーニング性についても有利である。このようにブレード方式に比べて有利な点がある静電方式を採用したクリーニング装置の中には、導電性部材に静電的に吸着させた残留トナーをその導電性部材から静電的に引きはがす回収部材を備えたものがある（例えば、特許文献１〜４等参照）。
【特許文献１】特開２００４−１９８６２８号公報
【特許文献２】特開平１−２７３０８３号公報
【特許文献３】特開昭６２−２３９１８３号公報
【特許文献４】特開平３−１８１９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、写真等の高密度画像の画像形成が増えてきた昨今では、残留トナーの量も増え、高密度画像の画像形成が連続した場合には、大量の残留トナーが導電性部材に静電的に吸着することがあり、上記回収部材で一度に回収しきれず導電性部材に残留トナーが蓄積してしまうことがある。また、長期にわたって使用を続けた場合にも、導電性部材に残留トナーが蓄積してしまうことがある。導電性部材に蓄積した残留トナーは、回転する感光体ドラム表面によって摩擦帯電されたり、あるいは、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが印加されている導電性部材では、蓄積している残留トナーにトナーの帯電極性とは逆極性の電荷注入が生じ、導電性部材に蓄積した残留トナーの極性に変化が生じることがある。こうなると、残留トナーが、上記回収部材によって回収されず、導電性部材に印加されている上記バイアスに反発して、導電性部材から感光体ドラム表面へ、トナー像形成サイクル実施中等の意図しないタイミングで吐き出され、形成画像に画質欠陥が生じたり、あるいは、残留トナーの、導電性部材への蓄積が加速され、感光体ドラム表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、意図しないタイミングで残留トナーが像担持体表面に吐き出されたり、あるいは像担持体表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされることを抑えたクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決する本発明の第１のクリーニング装置は、トナー像を表面に担持して中心軸の周りを循環移動することで、そのトナー像を被転写面に転写する転写領域までそのトナー像を搬送する像担持体の、その被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物をその表面から除去するクリーニング装置において、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、その残留トナーをそのバイアスの作用によってその被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
上記被印加部に吸着している残留トナーを、その被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
上記被印加部に吸着している残留トナーに、上記所定極性とは逆極性の電荷を付与する電荷付与部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
ここにいう像担持体とは、一様に帯電された後に露光を受け静電潜像が形成される感光体であってもよいし、その感光体からトナー像が１次転写され１次転写されたトナー像を記録媒体へ２次転写する中間転写体であってもよい。すなわち、本発明の第１のクリーニング装置は、感光体表面のクリーニング装置としても、中間転写体表面のクリーニング装置としても適用することができる。
【００１１】
本発明の第１のクリーニング装置によれば、上記被印加部に吸着している残留トナーに、上記電荷付与部材によって上記所定極性とは逆極性の電荷、すなわち残留トナーと静電的に反発する電荷、言い換えれば残留トナーが帯電している極性と同じ極性の電荷が付与される。上記像担持体の、上記被転写面にトナー像担持体が転写された後の表面には、両極性の残留トナー粒子が存在しており、たとえば、上記残留トナーの極性をそのトナーの帯電極性と同じ極性に揃えるクリーニング前帯電処理を施すようにしている場合には、上記クリーニング手段は、その残留トナーを、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアスの作用によって上記被印加部に静電的に吸着させ、上記電荷付与部材は、上記被印加部に吸着している、トナーの帯電極性と同じ極性に揃えられた残留トナーに、その同極性の電荷を付与する。こうすることで、上記被印加部に吸着している残留トナーがその同極性の高電荷を担持した状態になり、上記回収部材によってその被印加部から静電的に確実に引きはがされ、上記クリーニング手段に残留トナーが蓄積してしまうことが抑えられるとともに、その残留トナーが上記バイアスに反発して意図しないタイミングで像担持体表面に吐き出されることも抑えられる。また、上記クリーニング手段が、上記像担持体表面から、上記残留トナーの帯電極性とは逆極性の残留トナーを除去することを目的として設けられたものである場合には、そのクリーニング手段は、残留トナーを、トナーの帯電極性と同じ極性のバイアスの作用によって上記被印加部に静電的に吸着させ、上記電荷付与部材は、上記被印加部に吸着している、トナーの帯電極性とは逆極性の残留トナーに、その逆極性の電荷を付与する。こうすることで、上記被印加部に吸着している残留トナーがその逆極性の高電荷を担持した状態になり、ここでも、上記回収部材によってその被印加部から静電的に確実に引きはがされ、上記クリーニング手段に残留トナーが蓄積してしまうことが抑えられるとともに、その残留トナーが上記バイアスに反発して意図しないタイミングで像担持体表面に吐き出されることも抑えられる。
【００１２】
また、本発明の第１のクリーニング装置において、上記電荷付与部材が、上記被印加部に吸着している残留トナーに上記バイアスの電位を基準にした交播電圧を印加するものであってもよい。
【００１３】
ここにいう交播電圧としては、Ｓｉｎ波であってもよいし矩形波であってもよく、上記電荷付与部材が上記所定極性とは逆極性の電荷を付与するタイミングは、上記像担持体がトナー像を担持していないページとページの間のタイミングや、あるいはジョブスタート直前やジョブエンドのタイミングが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の第１のクリーニング装置において、上記回収部材が、上記電荷付与部材を兼ねたものであることも好ましい。
【００１５】
こうすることで装置を小型にすることができる。
【００１６】
上記目的を解決する本発明の第２のクリーニング装置は、トナー像を表面に担持して中心軸の周りを循環移動することで、そのトナー像を被転写面に転写する転写領域までそのトナー像を搬送する像担持体の、その被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物をその表面から除去するクリーニング装置において、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、その残留トナーをそのバイアスの作用によってその被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
上記被印加部に上記バイアスを印加するバイアス印加手段と、
上記被印加部に吸着している残留トナーを、その被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
上記被印加部と上記バイアス印加手段との間に設けられた、上記所定極性の電荷がその被印加部に流れ込むことを規制する規制手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
ここにいう像担持体も、一様に帯電された後に露光を受け静電潜像が形成される感光体であってもよいし、その感光体からトナー像が１次転写され１次転写されたトナー像を記録媒体へ２次転写する中間転写体であってもよい。すなわち、本発明の第２のクリーニング装置も、第１のクリーニング装置と同じく、感光体表面のクリーニング装置としても、中間転写体表面のクリーニング装置としても適用することができる。
【００１８】
上記被印加部に吸着する残留トナーは、上記所定極性とは逆極性に帯電されており、上記バイアスの作用によってその被印加部に静電的に吸着する。そして、上記被印加部に吸着している残留トナーには、その被印加部に上記バイアスが印加されていることからそのバイアスの極性（上記所定極性）の電荷が流れ込もうとするが、上記規制手段を設けたことにより、上記所定極性の電荷の流れ込みが規制され、上記被印加部に吸着している残留トナーに上記所定極性の電荷が注入されることが抑えられる。その結果、その残留トナーの極性変化が防止され、残留トナー粒子は上記回収部材によって上記被印加部から静電的に確実に引きはがされ、上記クリーニング手段に残留トナーが蓄積してしまうことが抑えられるとともに、その残留トナーが上記バイアスに反発して意図しないタイミングで像担持体表面に吐き出されることも抑えられる。
【００１９】
なお、上記規制手段として整流素子が一例としてあげられる。
【００２０】
ここで、第１および第２いずれのクリーニング装置における上記クリーニング手段も、残留トナーを静電的作用によって除去するものであれば得に限定されるものではないが、たとえば、上記被印加部として上記中心軸に平行な回転軸から放射状に延び上記所定極性のバイアスが印加される毛を有し、その回転軸を中心にして回転しながらそのバイアスの作用によってその毛に静電的に上記残留トナーを吸着させるクリーニングブラシであってもよい。
【００２１】
また、上記回収部材が、上記電荷付与部材を兼ねたものであることが好ましい。
【００２２】
こうすることで装置を小型にすることができる。
【００２３】
なお、上記クリーニング手段がクリーニングブラシであれば、上記回収部材を、前記中心軸に平行な回転軸を有するロール状のクリーニングロールにすればよい。
【００２４】
さらに、上記像担持体表面に付着した付着物を、上記クリーニング手段よりもその像担持体の循環移動方向上流側で掻き取る掻き取り部材を備えたことが好ましい。
【００２５】
静電潜像を担持する像担持体（感光体）であれば、静電潜像を形成する際の帯電において生じた放電生成物が像担持体表面に付着しており、１次転写されたトナー像を担持して記録媒体へ２次転写する像担持体（中間転写体）であれば、記録媒体への２次転写の際に剥離放電が生じ、その結果放電生成物が像担持体表面に付着する。像担持体表面に付着した放電生成物が吸湿すると画像流れ等の画質欠陥が引き起こされるため、放電生成物は十分に除去しなくてはならないが、上記バイアスを利用して上記被印加部に放電生成物を静電的に吸着させることはできない。そこで、掻き取り部材を設けて、放電生成物を十分に除去することが好ましい。
【００２６】
ここで、上記掻き取り部材が、上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に接した、太さが１０μｍ以下の複数の繊維を有するものであってもよく、さらには、
上記掻き取り部材が、異型断面形状の複数の繊維を有するものであることが好ましい。
【００２７】
こうすることで、上記複数の繊維によって残留トナー等が上記像担持体表面から捕捉されて繊維と繊維の間に保持され、残留トナー等を保持した繊維と像担持体表面との摺擦によって像担持体表面に付着した放電生成物を除去することができる。しかも、太さが１０μｍ以下の複数の繊維を用いたことにより、上記掻き取り部材の、上記像担持体表面に接した面がポーラス状になり、残留トナーが上記中心軸の延在方向に均一に保持され、像担持体表面から、放電生成物が像担持体の中心軸の延在方向に均一に除去される。加えて、上記掻き取り部材が、上記像担持体表面の循環移動方向に１．５ｍｍ以上の幅をもったものであることがより好ましい。
【００２８】
上記目的を解決する本発明の第１の画像形成装置は、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその感光体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像してその感光体表面にトナー像を得、そのトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、その残留トナーをそのバイアスの作用によってその被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
上記被印加部に吸着している残留トナーを、その被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
上記被印加部に吸着している残留トナーに、上記所定極性とは逆極性の電荷を付与する電荷付与部材とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１の画像形成装置によれば、上記第１のクリーニング装置を備えているため、意図しないタイミングで残留トナーが感光体表面に吐き出されたり、感光体表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされることが抑えられる。
【００３０】
上記目的を解決する本発明の第２の画像形成装置は、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその感光体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像してその感光体表面にトナー像を得、そのトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留している残留トナーを静電的に引きつける所定極性のバイアスが印加される被印加部を有し、その残留トナーをそのバイアスの作用によってその被印加部に静電的に吸着させるクリーニング手段と、
上記被印加部に上記バイアスを印加するバイアス印加手段と、
上記被印加部に吸着している残留トナーを、その被印加部から静電的に引きはがす回収部材と、
上記被印加部と上記バイアス印加手段との間に設けられた、上記所定極性の電荷がその被印加部に流れ込むことを規制する規制手段とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２の画像形成装置によれば、上記第２のクリーニング装置を備えているため、これもまた、意図しないタイミングで残留トナーが感光体表面に吐き出されたり、感光体表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされることが抑えられる。
【００３２】
ここで、第１および第２いずれの画像形成装置における上記感光体も、最表面に、メチロール基を有するフェノール誘導体またはシロキサン系樹脂で構成され、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を含有する架橋構造を有する保護層を有するものであることが好ましい。
【００３３】
上記感光体が上記保護層を有するものであることで、感光体表面が磨耗したり傷ついたりすることが抑えられ、感光体の長寿命化が得られる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、意図しないタイミングで残留トナーが像担持体表面に吐き出されたり、あるいは像担持体表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされることを抑えたクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた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】
【００３５】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００３７】
図１に示す画像形成装置１は、感光体ドラム１０および中間転写ベルト２０を備えている。感光体ドラム１０は、回転軸１０ａを中心にして時計回りに回転するものである。この感光体ドラム１０は、円筒状の導電性支持体の上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を積層してなるものであって、保護層の表面は、この感光体ドラム１０の最表面に相当する。保護層は、架橋構造を有する化合物を含む層であり、図１に示す感光体ドラム１０は対摩耗性が非常に高いものである。この図１には、感光体ドラム１０の保護層１０１が模式的に示されている。
【００３８】
中間転写ベルト２０は、無端状のベルト部材であって、複数の支持ロールに張架されて感光体ドラム１０の表面１０ｂに接触するように配置されている。図１に示す中間転写ベルト２０は、反時計回りに循環移動する。
【００３９】
また、この画像形成装置１では、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１０と対向する位置に、１次転写ロール４０が配設されている。感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とが接する部分が１次転写位置である。１次転写ロール４０には１次転写バイアスが印加される。
【００４０】
さらに、感光体ドラム１０の周囲には、１次転写位置の上流側に現像ロータリ５０が配設されている。現像ロータリ５０には、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各有色トナーを収容した現像器５１〜５４が配設されている。各有色トナーは負極に帯電する帯電特性を有するものであり、各有色トナーには、潤滑剤や転写助剤やクリーニング助剤といったトナー粒子よりも小さな外添剤微粒子が添加されている。
【００４１】
また、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器３１、露光器３２、クリーニング装置３３、および除電器３４が配設されている。
【００４２】
帯電器３１は、非接触帯電方式のスコロトロン帯電器である。この帯電器３１には、帯電器制御部３１１による制御のもと、帯電器高圧電源３１２から帯電バイアスが印加される。なお、帯電器として、接触帯電方式を採用した、感光体ドラム表面１０ｂに接触した状態で回転する帯電ロールや、ブレード状の帯電部材等を用いてもよい。露光器３２は、画像信号に応じたレーザ光を感光体ドラム１０の表面１０ｂに向けて照射するものである。
【００４３】
また、中間転写ベルト２０の周囲には、１次転写位置の下流側に、２次転写部材としてのバイアスロール６０が設けられ、さらに、中間転写ベルト２０を挟んでバイアスロール６０と対向する位置には、バックアップロール７０が設けられている。この画像形成装置１では、バイアスロール６０とバックアップロール７０とで挟まれた位置が２次転写位置になり、この２次転写位置には、用紙やＯＨＰシート等の記録媒体が送り込まれる。図１には、２次転写位置に用紙Ｐが送り込まれている様子が示されている。
【００４４】
図１に示す画像形成装置１には、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の各画像信号が入力される。これらの画像信号が入力されると、この画像形成装置１では、感光体ドラム１０の表面１０ｂを、帯電器３１により一様に帯電した後、入力された画像信号のうち、シアンの画像信号に応じたレーザ光を露光器３２から感光体ドラム１０に向けて照射することで感光体ドラム１０の表面１０ｂに静電潜像を形成し、感光体ドラム１０の表面１０ｂに形成された静電潜像を、現像ロータリ５０に備えられたシアントナーを収納した現像器５４により現像し、感光体ドラム１０の表面１０ｂにシアントナー像を形成する。次いで、１次転写位置において感光体ドラム表面１０ｂのシアントナー像を中間転写ベルト２０に１次転写する。１次転写ロール４０には、トナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加されており、感光体ドラム表面１０ｂに形成されたシアントナー像は、１次転写位置において感光体ドラム表面１０ｂから中間転写ベルト２０へ移行する。
【００４５】
感光体ドラム１０の、１次転写位置を通過した表面１０ｂには、中間転写ベルト２０へ移行することができなかった残留トナー粒子や、外添剤微粒子、さらには帯電において生じた放電生成物など、複数種類の残留物が存在する。図１に示すクリーニング装置３３は、これらの残留物を除去するための装置であって、１次転写位置よりも感光体ドラム回転方向下流側であって帯電器３１よりも感光体ドラム回転方向上流側の位置に配備されたものである。また、このクリーニング装置３３の手前には、クリーニング前帯電器３５とクリーニング前除電器３６が配備されている。感光体ドラム１０の、１次転写位置を通過した表面１０ｂには両極性の残留トナーが存在するため、これら両極性の残留トナーをクリーニング前帯電器３５によって一方の極性に揃え、クリーニング前除電器３６によって感光体表面上の残留電位レベルを落とし、残留トナーが、クリーニング装置３３によって除去されやすいようにする。図１に示すクリーニング前帯電器３５は、残留トナー粒子の極性を、トナーの帯電極性と同じ極性である負極性に揃える。
【００４６】
図１に示すクリーニング装置３３は、本発明のうちのクリーニング装置の一実施形態に相当し、クリーニングブラシ３３１、回収ロール３３２、スクレーパ部材３３３、および廃トナー搬送オーガ３３４を備えている。クリーニングブラシ３３１は、感光体ドラム１１の回転軸１０ａと平行に延在した中心軸３３１１から放射状に延びた導電性の毛３３１２を有するものである。このクリーニングブラシ３３１は、毛３３１２の先端が感光体ドラム表面１０ｂおよび回収ロール３３２の周面の双方に食い込んだ状態で中心軸３３１１を中心にして回転する。図１に示すクリーニングブラシ３３１は、感光体ドラム表面１０ｂに接した部分が、感光体ドラム１０の回転方向とは反対の方向に移動するように回転する（矢印参照）。
【００４７】
また、図１に示すクリーニング装置３３は、直流電源３３５とダイオード３３６も備えている。直流電源３３５は、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に、クリーニング前帯電器１５によって揃えられた残留トナー粒子の極性とは逆極性になる正極性のクリーニングバイアスを印加するものである。以下、このクリーニングバイアスを＋２５０Ｖのバイアスとして説明を続けるが、クリーニングバイアスはこの数値に限定されるものではない。ダイオード３３６はこの直流電源３３５とクリーニングブラシ３３１の毛３３１２とを結ぶ電流経路の途中に配備されたものであり、クリーニングバイアスの極性と同じ極性の電荷、すなわち正極性の電荷がクリーニングブラシ３３１の毛３３１２に流れ込むことを規制する整流素子である。
【００４８】
感光体ドラム１０の表面１０ｂは、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２によって摺擦され、その表面に存在する残留トナー粒子は、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に印加された＋２５０Ｖのクリーニングバイアスの作用によってその毛３３１２に静電的に吸着する。すなわち、クリーニングブラシ３３１は、感光体ドラム１０の、１次転写位置を通過した表面１０ｂに残留した残留トナー粒子をその表面１０ｂから除去するものである。また、トナー粒子から離脱して感光体ドラム表面１０ｂに残留した研磨効果等を発揮する外添剤粒子も、このクリーニングブラシ３３１によってその表面１０ｂから除去される。クリーニングブラシ３３１は、クリーニング性能の経時劣化が少なく、板状のクリーニングブレードを用いるよりも、特に高速機においては有利である。またここで説明したクリーニング方式は、積極的に電界を利用する静電方式であるため、電気的作用を利用せず機械的に掻き取るクリーニングブレードでは困難である球状トナーのクリーニングに対しても優位性をがある。クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に移行した残留トナー粒子や外添剤粒子（以下、これらを総称して残留トナー成分と称する）はクリーニングバイアスの作用によってその毛３３１２に保持される。
【００４９】
ところで、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に保持された残留トナー粒子には、その毛３３１２にクリーニングバイアスが印加されていることからそのクリーニングバイアスの極性（正極性）の電荷が流れ込もうとする。残留トナー粒子に正極性の電荷が流れ込み、残留トナー粒子が正極性の電荷の注入を受けると、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に保持されているはずの残留トナー粒子に、クリーニングバイアスの極性と同じ正極性の電荷が蓄積され、その残留トナー粒子が、クリーニングバイアスに反発して、意図しないタイミングで感光体ドラム表面１０ｂにに吐き出されることがあるが、上述のごとくダイオード３３６が配備されているため、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子への、正極性の電荷の流れ込みが規制される。その結果、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子が、正極性の電荷の注入を受けることがなく、その残留トナー粒子がクリーニングバイアスに反発して意図しないタイミングで感光体ドラム表面１０ｂに吐き出されることが抑えられる。
【００５０】
回収ロール３３２は、感光体ドラム１０の回転軸１０ａと平行に延びた中心軸を中心にしてクリーニングブラシ３３１の毛３３１２の先端に接した状態で回転するロール体である。この回収ロール３３２は、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２の先端に接した部分が、クリーニングブラシ３３１の回転方向と同じ方向に移動するように回転する（図１中の矢印参照）。また、図１に示すクリーニング装置３３は、交流電源３３７も備えており、この交流電源３３７は、回収ロール３３２の周面に回収バイアスを印加するものである。
【００５１】
図２は、図１に示す交流電源が回収ロールの周面に印加する回収バイアスを表す波形図である。
【００５２】
図１に示す交流電源３３７が印加する回収バイアスＶＤは、±６５０Ｖをピーク  トゥ  ピークとする周波数５０ＨｚのＳｉｎ波である。すなわち、この回収バイアスＶＤは、＋２５０ＶのクリーニングバイアスＶＢを基準にした交播電圧であり、クリーニングバイアスＶＢを基準にしてみると、回収ロール３３２の周面に−６５０Ｖの電圧が印加された場合、回収ロール３３２の周面とクリーニングブラシ３３１の毛３３１２との間には９００Ｖの電位差が生じる。この９００Ｖの電位差は放電開始電圧以上の電位差に相当する。したがって、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子は、帯電極性と同じ負極性に帯電される。すなわち、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子には、クリーニングバイアスの極性である正極性とは逆極性の負の電荷が付与され、負の高電荷を担持した状態になる。しかも、上述のダイオード３３６の作用によって、残留トナーの極性変化が防止され、その残留トナーは負の高電荷を担持した状態を維持することができる。回収ロール３３２は、本発明にいう回収部材の一例に相当するとともに、本発明にいう電荷付与部材を兼ねたものである。
【００５３】
また、回収ロール３３２の周面に、クリーニングバイアスＶＢよりも正極側になる電圧、すなわちクリーニングバイアスＶＢよりも高い電圧が印加されると、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着していた残留トナー粒子は、その毛３３１２から静電的に引きはがされ、回収ロール３３２の周面へ移行する。ここで、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子は、上述の如く負の高電荷を担持した状態を維持しているため、その毛３３１２から静電的に確実に引きはがされ、その毛３３１２に残留トナー粒子が蓄積してしまうことが抑えられる。また、残留トナー粒子には負の電荷が付与されることからして、その残留トナーがクリーニングバイアスに反発して意図しないタイミングで感光体ドラム表面１０ｂに吐き出されることが抑制されているともいえる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、意図しないタイミングで残留トナー粒子が感光体ドラム表面１０ｂに吐き出されたり、残留トナー粒子の蓄積によるクリーニングブラシ３３１のクリーニング不良が引き起こされることが抑えられる。
【００５５】
なお、回収ロール３３２の周面にクリーニングバイアスＶＢよりも最高電圧になる＋６５０Ｖの電圧が印加されても、回収ロール３３２の周面とクリーニングブラシ３３１の毛３３１２との間には４００Ｖの電位差しか生じず、この電位差では放電が開始されることはない。
【００５６】
また、回収ロール３３２の周面に印加する回収バイアスＶＤは、図２に示すＳｉｎ波のような交播電圧に限られるものではなく、矩形波であってもよい。
【００５７】
図３は、矩形波の回収バイアスを表す波形図である。
【００５８】
図３には、デューティー比が３５％である周波数５０Ｈｚの矩形波が示されている。この矩形波の回収バイアスＶＤを印加すると、＋６５０Ｖの電圧印加と−６５０Ｖの電圧印加とが交互に切り替わる。
【００５９】
なお、周波数を極端に下げて、−６５０Ｖの電圧印加を、感光体ドラム１０にトナー像が担持されていない、ページとページの間であるとかあるいはジョブスタート直前やジョブエンドのタイミングで行ってもよい。
【００６０】
スクレーパ部材３３３は、回収ロール３３２によって回収された残留トナー成分を回収ロール３３２から掻き落とす。スクレーパ部材３３３によって掻き落とされた残留トナー成分は、廃トナー搬送オーガ３３４によってクリーニング装置３３の外まで搬送される。
【００６１】
クリーニング装置３３によってクリーニングされた感光体ドラム１０からは、除電器３４によって残存電荷が除去される。
【００６２】
続いて今度は、感光体ドラム１０の表面１０ｂに、同様にしてマゼンタトナー像を形成し、１次転写位置において、このマゼンタトナー像を、先に１次転写されたシアントナー像と重なるように中間転写ベルト２０に１次転写する。
【００６３】
以降、イエロートナー像およびブラックトナー像を順次形成し、１次転写位置において、中間転写ベルト２０に先に１次転写されたトナー像と重なるように順次１次転写する。こうすることにより、中間転写ベルト２０には、ベルト表面側からシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの順で１つに重なり合ったトナー像が形成される。
【００６４】
続いて、この１つに重なり合ったトナー像を、バイアスロール６０とバックアップロール７０とで挟まれた２次転写位置において用紙Ｐに２次転写する。バイアスロール６０には、２次転写バイアスが印加されており、１つに重なり合ったトナー像は、２次転写位置において中間転写ベルト２０から用紙Ｐへ移行する。こうして、トナー像が用紙Ｐに転写され、トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置８０まで搬送される。定着装置８０は、加熱機構を内部に有する加熱ロール８１と、その加熱ロール８１に押し付けられた加圧ロール８２を備えている。定着装置８０まで搬送されてきた用紙Ｐは、この加熱ロール８１と加圧ロール８２の間を通過し、加熱および加圧を受けてトナー像が用紙Ｐに定着し、用紙Ｐ上に定着トナー像からなる画像が形成される。
【００６５】
また、２次転写位置の下流側にはベルトクリーナ９０が設けられており、中間転写ベルト２０上の残留トナーは、このベルトクリーナ９０によって中間転写ベルト２０上から除去される。
【００６６】
続いて本発明の第２実施形態の画像形成装置について説明する。以下、図１に示す画像形成装置の構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号と同じ符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
【００６７】
図４は、本発明の第２実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００６８】
図４に示す画像形成装置１と図１に示す画像形成装置を比較すると、クリーニング装置３３の構成が異なっている。すなわち、図４に示すクリーニング装置３３は、クリーニングブラシ１７１よりも感光体ドラム回転方向上流側に、微細繊維ロール３３８を備えている。この微細繊維ロール３３８は、感光体ドラム１０の回転軸１０ａに平行な回転軸３３８１の周りに多数の微細繊維からなる不織布３３８２を巻き付けてなるロール状のものであって、その不織布３３８２の多数の微細繊維は、感光体ドラム１０の表面１０ｂに接している。これら多数の微細繊維それぞれは、太さが１０μｍ以下でのものであり、この微細繊維ロール３３８の、感光体ドラム表面１０ｂに接する周面はポーラス状になっている。また微細繊維ロール３３８は、感光体ドラム１０の回転方向に１．５ｍｍ以上の当接幅をもって接するように、ある程度の押付圧で感光体ドラム表面１０ｂに押し付けられている。この微細繊維ロール３３８は、残留トナー成分を除去するクリーニングブラシ３３１よりも上流側に配置されているため、感光体ドラム１１が回転することでこの微細繊維ロール３３８に向けて残留トナー成分が運ばれてくる。残留トナー成分は、微細繊維ロール３３８の微細繊維によって捕捉されて繊維と繊維の間に保持される。感光体ドラム表面１０ｂに付着した放電生成物等の付着物や、放電に伴う感光体ドラム１０の表面劣化層は、微細繊維に保持された残留トナー成分によって感光体ドラム表面１０ｂから掻き取られる。こうして掻き取られた放電生成物等は、微細繊維に捕捉された残留トナー成分に付着する。この微細繊維ロール３３８は感光体ドラム表面１１ｂに対して、感光体回転方向に１．５ｍｍ以上にわたって接触し、しかも微細繊維ロール３３８の、感光体ドラム表面１１ｂに接した周面はポーラス状になっているため、微細繊維ロール３３８に、回転軸３３８１の延在方向に均一に残留トナー成分が保持され、感光体ドラム表面１１ｂから、放電生成物が感光体ドラム１１の回転軸１１ａの延在方向に均一に除去される。
【００６９】
新たな残留トナー成分が微細繊維ロール３３８に運ばれてくると、微細繊維ロール３３８に保持されている残留トナー成分と、新たに運ばれてきた感光体ドラム表面１０ｂ上の残留トナー成分との間で入れ替わりが起こり、微細繊維ロール３３８に保持されている残留トナー成分の一部が感光体ドラム表面１０ｂに戻る。感光体ドラム表面１０ｂに戻った残留トナー成分は、感光体ドラム１０が回転することで下流側のクリーニングブラシ３３１に向かい、そのクリーニングブラシ３３１によって感光体ドラム表面１０ｂから除去される。
【００７０】
次に、本発明のクリーニング装置の別実施形態について説明する。ここでも、これまで説明してきたクリーニング装置の構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号と同じ符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
【００７１】
図５は、本発明のクリーニング装置の別実施形態の特徴的な部分を模式的に示す図である。
【００７２】
図５には、正極に帯電した残留トナー粒子ｔ＋と、負極に帯電した残留トナー粒子ｔ−が模式的に示されている。この図５に示すクリーニング装置３３では、図１や図３に示すクリーニング装置が備えていた回収バイアスの交流電源３３７を直流電源３３７’に代え回収ロールの周面に＋６５０Ｖの回収バイアスを常時印加させている。また、図５に示すクリーニング装置３３はスイッチ回路３３９を備えている。このスイッチ回路３３９は、ダイオード３３６の入力端子と出力端子を短絡するものである。したがって、このスイッチ回路３３９がオンされると直流電源３３５とクリーニングブラシ３３１の毛３３１２とが直結し、オフされるとダイオード３３６の整流効果が機能する。
【００７３】
また、図５には、画像形成装置が有する制御部９５も図示されている。図５に示す制御部９５は、画像形成装置全体の制御を司るものであるが、ここでは、クリーニング装置３３の制御について説明する。制御部９５は、スイッチ回路３３９のオン／オフ制御を行うものであり、ジョブ実行中は、スイッチ回路３３９をオフ状態にしておき、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子に、ダイオード３３６の整流効果によって正極性の電荷が注入されることを阻止し、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に残留トナー粒子が蓄積してしまうことや、ブレード残留トナー粒子が意図しないタイミングで感光体ドラム表面１０ｂに吐き出されることを抑える一方で、ジョブ実行中でないときには、スイッチ回路３３９をオン状態にして直流電源３３５とクリーニングブラシ３３１の毛３３１２とを直結させ、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着している残留トナー粒子に正極性の電荷を注入させて残留トナー粒子を正の高電荷を担持した状態にする。制御部９５が、スイッチ回路３３９をオン状態にすることで、クリーニングブラシ３３１の毛３３１２に吸着していた残留トナー粒子がクリーニングバイアスに反発して感光体ドラム表面１０ｂへ吐き出される。このように、残留トナー粒子の吐き出しタイミングを積極的に制御することでも、形成画像に画質欠陥が生じることを抑えることができる。
【００７４】
また、図１や図３に示すクリーニング装置のように回収バイアスの電源を交流電源３３７にしてもよい。回収バイアスの電源を交流電源３３７にした場合には、制御部９５は、交流電源３３７の制御も行う。すなわち、制御部９５は、交流電源３３７に、ジョブ中のページとページの間のタイミングで回収ロール３３２の周面に−６５０Ｖの電圧を印加させ、ジョブスタート直前やジョブエンドには、交流電源３３７に回収バイアスの印加を停止させる。
【００７５】
なお、クリーニング装置として、感光体ドラムの回転方向に並んで配備されて２本のクリーニングブラシを有するものを用いてもよい。２本のクリーニングブラシを有するクリーニング装置では、いずれか一方のクリーニングブラシに、トナーの帯電極性とは逆極性の正極のクリーニンバイアスを印加し、他方のクリーニングブラシに、負極のクリーニングバイアスを印加する。こうすることで、両極性の残留トナー粒子をそれぞれクリーニングブラシの毛に電気的に引き寄せられる。２本のクリーニングブラシそれぞれには、クリーニングブラシの毛に吸着している残留トナー粒子をその毛から静電的に引きはがす回収ロールがそれぞれ設けられており、本発明のうちのクリーニング装置の発明を、クリーニングブラシ１本ごとに適用させてもよい。
【００７６】
また、これまでは、本発明のうちのクリーニング装置の発明を、感光体ドラム１０の、１次転写領域を通過した表面１０ｂをクリーニングするクリーニング装置３３に適用した例を説明してきたが、この発明は、図１に示す中間転写ベルト２０をクリーニングするベルトクリーナ９０にも適用することもできる。
【００７７】
続いて、図１に示す現像ロータリ５０の各現像器５１〜５４について詳述する。これらの現像器５１〜５４は、上述の如く各有色トナーを収容したものである。各現像器５１〜５４に収容されたトナーは、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。
【００７８】
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、トナーの平均球状係数（ＭＬ2／Ａ）×（１００π／４）：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１２０以上１４５以下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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
さらに、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微粒子；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。特に、劈開性を有することにより摩擦低減効果の高い脂肪酸金属塩、具体的にはステアリン酸亜鉛を使用することが好ましい。ステアリン酸亜鉛の添加量は０．０１〜２．０％重量部が好ましく、更に０．０５〜０．５％重量部がより好ましい。０．０１％より少ない場合は十分な潤滑効果を発揮できず、２．０％よりも多い場合は感光体ドラム１０への付着量があまりにも過剰となり、良好なクリーニング性を有する本実施形態においてでさえも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。
【００８４】
また、トナーには、感光体ドラム１０の表面１０ｂ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。
【００８５】
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、大きすぎると感光体ドラム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、前記潤滑剤の添加量との和が、０．６質量％以上であることが好ましい。
【００８６】
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。
【００８７】
各現像器５１〜５４に収容されたトナーは、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。
【００８８】
また、トナーをキャリアと混合して用いる場合には、そのキャリアとしては、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イ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。
【００８９】
次いで、図１に示す感光体ドラム１０の最表面層になる保護層１０１について説明する。
【００９０】
感光体ドラム１０の表面１０ｂには、傷などに対する耐性を持たせ長寿命化をはかるため高強度な保護層１０１を設けることが好ましい。この高強度な保護層１０１としては、バインダー樹脂中に導電性微粒子を分散したもの、通常の電荷輸送層材料にフッ素樹脂、アクリル樹脂などの潤滑性微粒子を分散させたもの、シリコンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができるが、膜強度の観点から、架橋構造を有するものが好ましい。感光体ドラム１０の表面１０ｂ（保護層１０１）に架橋構造を有する樹脂が含まれていると、表面１０ｂの硬度が高く耐磨耗性に優れ、クリーニングブラシによる摺擦によって発生する傷が抑制される。
【００９１】
架橋構造を形成するものとしては種々の材料を用いることが出来るが、特性上フェノール樹脂、シロキサン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好ましく、特にフェノール樹脂またはシロキサン系樹脂からなるものが好ましい。なお、保護層には、架橋構造を有する樹脂以外にも必要に応じて、架橋構造を有さないバインダー樹脂や、導電性微粒子、また、フッ素樹脂やアクリル樹脂などからなる潤滑性微粒子が含まれていてもよく、保護層の形成に際しては、必要に応じてシリコンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができる。また、保護層の形成には架橋構造を有する樹脂を構成する前駆体を少なくとも含む保護層形成用溶液が用いられる。
【００９２】
さらに電気特性や画質維持性などの観点からは、架橋構造を有する樹脂は、電荷輸送性を持ったものである（電荷輸送能を有する構造単位を含む）ことが好ましい。なお、保護層が電荷輸送層の一部として機能するものであってもよい。
【００９３】
電荷輸送能を有する構造単位を含み、且つ、架橋構造を有する樹脂としては、架橋構造を有する樹脂としてメチロール基を有するフェノール誘導体またはシロキサン系樹脂と、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がより好ましい。さら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。
（Ｐ２／Ｐ１）≦０．２
［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示し、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。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、感光体ドラム中の電荷輸送を妨げるキャリアトラップとして作用し、感光体ドラム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。つまり、吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が小さい感光体ドラムは、感光体ドラム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。したがって、上記特定の材料を用い且つ吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）を０．２以下することで、電気特性に優れ、高画質化が達成できる。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、感光体ドラムの電気特性が不十分となり、画質が低下する。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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しては、下記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）又は（ＩＶ）で示される化合物であることが好ましい。
Ｆ−［（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ］ｍ３            （Ｉ）
上記一般式（Ｉ）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を、Ｘ１は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ１はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｙは水酸基、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、チオール基（−ＳＨ）又はアミノ基（−ＮＨ2）を示し、ｍ１及びｍ２はそれぞれ独立に０又は１を、ｍ３は１〜４の整数を示す。
Ｆ−［（Ｘ２）ｎ１−（Ｒ２）ｎ２−（Ｚ）ｎ３Ｇ］ｎ４    （ＩＩ）
上記一般式（ＩＩ）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を、Ｘ２は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ２はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｚはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、ＮＨ又はＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２及びｎ３はそれぞれ独立に０又は１を、ｎ４は１〜４の整数を示す。
Ｆ−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）（３−ａ）Ｑａ］ｂ              （ＩＩＩ）
上記一般式（ＩＩＩ）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を、Ｄは可とう性を有する２価の基を、Ｒ３は水素原子、置換若しくは未置換のアルキル基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）又は置換若しくは未置換のアリール基（炭素数は６〜２０が好ましく、６〜１５がより好ましい）を、Ｑは加水分解性基を、ａは１〜３の整数を、ｂは１〜４の整数を示す。
【００９９】
また、上記可とう性を有する２価の基Ｄは、具体的には、光電特性を付与するためのＦの部位と３次元的な無機ガラス質ネットワークの構築に寄与する置換ケイ素基とを結びつける働きを担う２価の基である。また、Ｄは、堅い反面もろさも有する無機ガラス質ネットワークの部分に適度な可とう性を付与し、膜としての機械的強靱さを向上させる働きを担う有機基構造を表す。Ｄとして具体的には、−ＣαＨ２α−、−ＣβＨ２β−２−、−ＣγＨ２γ−４−で表わされる２価の炭化水素基（ここで、αは１〜１５の整数を表し、βは２〜１５の整数を表し、γは３〜１５の整数を表す）、−ＣＯＯ−、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＨ2−Ｃ6Ｈ4−、−Ｎ＝ＣＨ−、−（Ｃ6Ｈ4）−（Ｃ6Ｈ4）−、及び、これらの特性基を任意に組み合わせた構造を有する特性基、更にはこれらの特性基の構成原子を他の置換基と置換したもの等が挙げられる。また、上記加水分解性基Ｑとしては、アルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルコキシ基がより好ましい。
Ｆ−［（Ｘ２）ｎ１−（Ｒ２）ｎ２−（Ｚ）ｎ３Ｇ］ｎ４    （ＩＶ）
上記式（ＩＶ）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を、Ｘ２は酸素原子又は硫黄原子を、Ｒ２はアルキレン基（炭素数は１〜１５が好ましく、１〜１０がより好ましい）を、Ｚはアルキレン基、酸素原子、硫黄原子、ＮＨ又はＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２及びｎ３はそれぞれ独立に０又は１を、ｎ４は２〜４の整数を示す。
【０１００】
上記一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で示される化合物における正孔輸送能を有する化合物から誘導される有機基Ｆとしては、下記一般式（ＶＩ）で示される化合物が好ましい。
【０１０１】
【化１】
2007086385.tif 000003
【０１０２】
上記一般式（ＶＩ）中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4はそれぞれ独立に置換又は未置換のアリール基を示し、Ａｒ5は置換若しくは未置換のアリール基又はアリーレン基を示し、且つＡｒ1〜Ａｒ5のうち１〜４個は、上記一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で示される化合物における−［（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ］、−［（Ｘ２）ｎ１−（Ｒ２）ｎ２−（Ｚ）ｎ３Ｇ］、又は、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）（３−ａ）Ｑａ］で示される部位と結合手を有する。
【０１０３】
また、保護層には、残留電位を下げるために導電性粒子を添加してもよい。導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも、金属又は金属酸化物がより好ましい。金属としては、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀及びステンレス等、又はこれらの金属をプラスチックの粒子の表面に蒸着したもの等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、及びアンチモンをドープした酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。２種以上を組み合わせて用いる場合は、単に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の観点から、０．３μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以下が特に好ましい。
【０１０４】
また、保護層には、保護層の強度、膜抵抗等の種々の物性をコントロールするために、下記一般式（ＶＩＩ−１）で示される化合物を添加することもできる。
Ｓｉ（Ｒ３０）（４−ｃ）Ｑｃ        （ＶＩＩ−１）
上記一般式（ＶＩＩ−１）中、Ｒ３０は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Ｑは加水分解性基を、ｃは１〜４の整数を示す。
【０１０５】
上記一般式（ＶＩＩ−１）で示される化合物の具体例としては以下のようなシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の四官能性アルコキシシラン（ｃ＝４）；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、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、（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−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン等の三官能性アルコキシシラン（ｃ＝３）；ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等の二官能性アルコキシシラン（ｃ＝２）；トリメチルメトキシシラン等の１官能アルコキシシラン（ｃ＝１）等を挙げることができる。膜の強度を向上させるためには３及び４官能のアルコキシシランが好ましく、可とう性、成膜性を向上させるためには１及び２官能のアルコキシシランが好ましい。
【０１０６】
また、主にこれらのカップリング剤より作製されるシリコン系ハードコート剤も用いることができる。市販のハー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）、及びＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（以上、東レダウコーニング社製）等を用いることができる。
【０１０７】
また、保護層には、その強度を高めるために、下記一般式（ＶＩＩ−２）に示すような２つ以上のケイ素原子を有する化合物を用いることも好ましい。
Ｂ−（Ｓｉ（Ｒ３１）（３−ｄ）Ｑｄ）２              （ＶＩＩ−２）
上記式（ＶＩＩ−２）中、Ｂは２価の有機基を、Ｒ３１は水素原子、アルキル基又は置換若しくは未置換のアリール基を、Ｑは加水分解性基を、ａは１〜３の整数を示す。
【０１０８】
また、保護層には、ポットライフの延長、膜特性のコントロール、トルク低減、塗布膜表面の均一性向上のため、下記一般式（ＶＩＩ−３）で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物、若しくはその化合物からの誘導体を含有させることもできる。
【０１０９】
【化２】
2007086385.tif 000004
【０１１０】
上記一般式（ＶＩＩ−３）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
【０１１１】
一般式（ＶＩＩ−３）で示される繰り返し構造単位を持つ環状化合物としては、市販の環状シロキサンを挙げることができる。具体的には、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン等の環状ジメチルシクロシロキサン類、１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリフェニルシクロトリシロキサン、１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７，９−ペンタメチル−１，３，５，７，９−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン等の環状メチルフェニルシクロシロキサン類、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン等の環状フェニルシクロシロキサン類、３−（３，３，３−トリフルオロプロピル）メチルシクロトリシロキサン等のフッ素原子含有シクロシロキサン類、メチルヒドロシロキサン混合物、ペンタメチルシクロペンタシロキサン、フェニルヒドロシクロシロキサン等のヒドロシリル基含有シクロシロキサン類、ペンタビニルペンタメチルシクロペンタシロキサン等のビニル基含有シクロシロキサン類等の環状のシロキサン等を挙げることができる。これらの環状シロキサン化合物は１種を単独で用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【０１１２】
さらに、感光体ドラム表面の耐汚染物付着性、潤滑性、硬度等を制御するために、各種微粒子を添加することもできる。それらは、単独で用いることもできるが、２種以上を併用してもよい。
【０１１３】
微粒子の一例として、ケイ素原子含有微粒子を挙げることができる。ケイ素原子含有微粒子とは、構成元素にケイ素を含む微粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン微粒子等が挙げられる。ケイ素原子含有微粒子として用いられるコロイダルシリカは、平均粒子径が好ましくは１〜１００ｎｍ、より好ましくは１０〜３０ｎｍであり、酸性若しくはアルカリ性の水分散液、或いはアルコール、ケトン、エステル等の有機溶媒中に分散させたものから選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。保護層中のコロイダルシリカの固形分含有量は、特に限定されるものではないが、成膜性、電気特性、強度の面から保護層の固形分全量を基準として好ましくは０．１〜５０質量％の範囲、より好ましくは０．１〜３０質量％の範囲で用いられる。
【０１１４】
ケイ素原子含有微粒子として用いられるシリコーン微粒子は、球状で、平均粒子径が好ましくは１〜５００ｎｍ、より好ましくは１０〜１００ｎｍであり、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子及びシリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。シリコーン微粒子は、化学的に不活性で、樹脂への分散性に優れる小径粒子であり、さらに十分な特性を得るために必要とされる含有量が低いため、架橋反応を阻害することなく、感光体の表面性状を改善することができる。即ち、強固な架橋構造中に均一に取り込まれた状態で、感光体表面の潤滑性、撥水性を向上させ、長期間にわたって良好な耐磨耗性、耐汚染物付着性を維持することができる。保護層中のシリコーン微粒子の含有量は、保護層の固形分全量を基準として好ましくは０．１〜３０質量％の範囲であり、より好ましくは０．５〜１０質量％の範囲である。
【０１１５】
また、その他の微粒子としては、４弗化エチレン、３弗化エチレン、６弗化プロピレン、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のフッ素系微粒子や”第８回ポリマー材料フォーラム講演予稿集  ｐ８９”に示される様な、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーを共重合させた樹脂からなる微粒子、ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3、ＳｎＯ2−Ｓｂ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2、ＺｎＯ−ＴｉＯ2、ＺｎＯ−ＴｉＯ2、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯ−ＴｉＯ2、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＭｇＯ等の半導電性金属酸化物を挙げることができる。また、同様な目的でシリコーンオイル等のオイルを添加することもできる。
【０１１６】
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノール変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル等を挙げることができる。これらは、保護層形成用塗布液に予め添加してもよいし、感光体を作製後、減圧、或いは加圧下等で含浸処理してもよい。
【０１１７】
また、可塑剤、表面改質剤、酸化防止剤、光劣化防止剤等の添加剤を使用することもできる。可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ターフェニル、ジブチルフタレート、ジエチレングリコールフタレート、ジオクチルフタレート、トリフェニル燐酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレン、各種フルオロ炭化水素等が挙げられる。保護層にはヒンダートフェノール、ヒンダートアミン、チオエーテル又はホスファイト部分構造を持つ酸化防止剤を添加することができ、環境変動時の電位安定性・画質の向上に効果的である。
【０１１８】
酸化防止剤としては以下のような化合物が挙げられる。例えば、ヒンダートフェノール系としては、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＢＨＴ−Ｒ」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＭＤＰ−Ｓ」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＢＢＭ−Ｓ」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＷＸ−Ｒ」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＮＷ」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＢＰ−７６」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＢＰ−１０１」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＧＡ−８０」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＧＭ」、「Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ  ＧＳ」以上住友化学社製、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０９８」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１４１」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１２２２」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５ＷＬ」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１５２０Ｌ」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２４５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２５９」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３７９０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５０５７」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５６５」以上チバスペシャリティーケミカルズ社製、「アデカスタブＡＯ−２０」、「アデカスタブＡＯ−３０」、「アデカスタブＡＯ−４０」、「アデカスタブＡＯ−５０」、「アデカスタブＡＯ−６０」、「アデカスタブＡＯ−７０」、「アデカスタブＡＯ−８０」、「アデカスタブＡＯ−３３０」以上旭電化製。ヒンダートアミン系としては、「サノールＬＳ２６２６」、「サノールＬＳ７６５」、「サノールＬＳ７７０」、「サノールＬＳ７４４」、「チヌビン１４４」、「チヌビン６２２ＬＤ」、「マークＬＡ５７」、「マークＬＡ６７」、「マークＬＡ６２」、「マークＬＡ６８」、「マークＬＡ６３」、「スミライザーＴＰＳ」、チオエーテル系としては、「スミライザーＴＰ−Ｄ」、ホスファイト系としては、「マーク２１１２」、「マークＰＥＰ・８」、「マークＰＥＰ・２４Ｇ」、「マークＰＥＰ・３６」、「マーク３２９Ｋ」、「マークＨＰ・１０」が挙げられ、特にヒンダートフェノール、ヒンダートアミン系酸化防止剤が好ましい。さらに、これらは架橋膜を形成する材料と架橋反応可能な例えばアルコキシシリル基等の置換基で変性してもよい。
【０１１９】
また、保護層には、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含有させてもよい。この場合、絶縁性樹脂は、所望の割合で添加することができ、これにより、電荷輸送層との接着性、熱収縮やハジキによる塗布膜欠陥等を抑制することができる。
（実施例）
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は全て「質量部」を意味する。
［感光体ドラムＡの作製］
酸化亜鉛（ＳＭＺ−０１７Ｎ：テイカ製）１００部をトルエン５００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℃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。
【０１２０】
前記表面処理を施した酸化亜鉛３５重量部と硬化剤よして用意した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部と、ブチラール樹脂  ＢＭ−１  （積水化学社製）６部と、メチルエチルケトン４４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部、トスパール１３０（ＧＥ東芝シリコン社製）１７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℃、１００分の乾燥硬化を行い厚さ２０μｍの下引層を得た。表面粗さＲｚ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。
【０１２１】
次いで、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１部を、ポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学）１部および酢酸ｎ−ブチル１００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時間分散処理することで塗布液を得た。得られた塗布液を上記下引層上に浸漬コートし、１００℃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。
【０１２２】
次に、下記構造の、電荷輸送性化合物（１）  ２部および高分子化合物（粘度平均分子量  ３９，０００）  ３部をクロロベンゼン２０部に溶解させた塗布液を上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２２μｍの電荷輸送層を形成した。こうして電荷輸送層まで形成した感光体ドラムを感光体ドラムＡとする。
【０１２３】
【化３】
2007086385.tif 000005
【０１２４】
［感光体ドラムＢの作製］
下記化合物（１）を５部、レゾール型フェノール樹脂（ＰＬ−４８５２、群栄化学社製）を７部、メチルフェニルポリシロキサンを０．０３部、及びイソプロパノ−ルを２０部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。感光体ドラムＡと同様に作製した感光体ドラムの電荷輸送層上に、この保護層形成用塗布液を浸漬コーティング法で塗布し、１３０℃で４０分乾燥させ、膜厚３μｍの保護層を形成した。こうして保護層まで形成した感光体ドラムを感光体ドラムＢとする。
【０１２５】
【化４】
2007086385.tif 000006
【０１２６】
［感光体ドラムＣの作製］
下記に示す構成材料に、メチルアルコール５部、イオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ）０．３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
下記構造の化合物（２）        ２部
下記構造の化合物（３）        １部
コロイダルシリカ        ０．３部
Ｍｅ（ＭｅＯ）2−Ｓｉ−（ＣＨ2）4−Ｓｉ−Ｍｅ（ＯＭｅ）2        ２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部
ヘキサメチルシクロトリシロキサン        ０．３部
ＺＸ−０２２（富士化成工業社製）        ０．２５部
【０１２７】
【化５】
2007086385.tif 000007
【０１２８】
【化６】
2007086385.tif 000008
【０１２９】
その後、ｎ−ブタノール１０部、蒸留水０．２５部を添加し、加水分解を５分間行なった。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部、アセチルアセトン０．１部、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）０．４部を加え、このコーティング液を、感光体ドラムＡと同様に作製した感光体ドラムの電荷輸送層上に、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℃で１時間加熱処理して硬化し、膜厚約３μｍの表面層を形成した。こうして保護層まで形成した感光体ドラムを感光体ドラムＣとする。
【０１３０】
（実施例１）
試験機として、富士ゼロックスＤｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００を改造したものを用いた。改造した画像形成装置の構成は、図１に示す画像形成装置の構成とほぼ同じであるが、変更した点もあるので以下に詳細を示す。
［トナー］
Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ  ５００トナーの一部変更品（重合法により生成したトナー）を用いた、このトナーの平均形状指数は１３２であった。また、トナーに添加した外添剤としては、帯電制御剤としてシリカを用い、クリーニング助剤としてはチタニアを用い、転写助剤としてはアルミナを用いた。
［感光体ドラム］
上記感光体ドラムＡを用いた。
［帯電器］
スコロトロン帯電器を用いた。帯電バイアスは直流−８００μＡの定電流制御で印加した。
［クリーニング前帯電器］
直流−５０μＡの定電流制御のもと、５ｋＶｐｐの交流電圧を定電圧制御で重畳させて使用した。
［クリーニング装置］
＜クリーニングブラシ＞
ナイロンにカーボンを分散した導電繊維（繊維太さ；２デニール）が植毛されたものを用いた。この導電繊維の繊維密度は、１２０ｋｆ／６．４５ｃｍ2であった。また、このクリーニングブラシの外径は１２ｍｍであり、中心軸となるシャフトの直径は５ｍｍである。したがって、パイルハイト（繊維長さ）は３．５ｍｍである。このクリーニングブラシを、感光体ドラムとの干渉量（食い込み量）を０．５ｍｍとして、感光体ドラムとの接触部において逆回転となるように８６ｒｐｍの回転速度で回転させた。クリーニングバイアスＶＢは、直流電源を用いて＋２５０Ｖとした。
＜回収ロール＞
ロール周面が、カーボンを分散させたフェノール樹脂からなるものを用いた。このロール周面の電気抵抗は１０8Ωであった。また、この回収ロールの外径は１２ｍｍであり、中心軸となるシャフトの直径は５ｍｍである。この回収ロールを、クリーニングブラシとの干渉量（食い込み量）を０．７５ｍｍとして、クリーニングブラシとの接触部において順回転となるように１０３ｒｐｍの回転速度で回転させた。図１に示す画像形成装置のクリーニング装置では、回収バイアスとして常に、図２に示す、±６５０Ｖをピーク  トゥ  ピークとする周波数５０ＨｚのＳｉｎ波を用いているが、ここでは、ジョブ中のページとページの間、及びジョブスタート直前とジョブエンドに限って上記Ｓｉｎ波を用い、トナー像形成時には＋６５０Ｖの直流電圧を用いた。
＜スクレーパ部材＞
厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳからなるものを用いた。このスクレーパ部材を、回収ロールとの干渉量が１．２ｍｍとなるように配置した。
【０１３１】
なお、実施例１で用いたクリーニング装置では、クリーニングバイアスＶＢの直流電源と、クリーニングブラシの導電繊維（毛）とを結ぶ電流経路の途中に整流素子としてのダイオードを配備しなかった。
【０１３２】
以上説明した構成の画像形成装置を用い、単色黒モードで高温高湿環境（２８℃、８５％ＲＨ）下において、Ａ４縦送りで１００枚連続プリントした後一旦停止させ、再びＡ４縦送りで１００枚連続プリントを行うことを繰り返し、１００００枚プリントした。
【０１３３】
図６は、実施例１で用いた画像を示す図である。
【０１３４】
ここでは、Ａ４縦方向に非画像部Ｗを残して、Ａ４横方向（幅方向）にほぼめいっぱいの幅を有する長さ２００ｍｍのベタ画像Ｄを用いた。
【０１３５】
１００００枚プリントするまでに、画質欠陥が発生するか否かを確認したところ、１００００枚プリントしても非画像部Ｗに、クリーニングブラシのクリーニング不良によるものと考えられる黒スジや、クリーニングブラシからのトナー吐き出しによるものと考えられる黒スジが発生しなかった。
（実施例２）
感光体ドラムを感光体ドラムＡから感光体ドラムＢへ代えるとともに、ジョブ中のページとページの間、及びジョブスタート直前とジョブエンドに印加する回収バイアスを、図３に示す矩形波に代えた以外は、実施例１で用いた画像形成装置の構成と同じ構成の画像形成装置を用いて、実施例１と同様にして１００００枚のプリントを行った。この実施例２でも、１００００枚プリントしても非画像部Ｗに黒スジが発生しなかった。
（実施例３）
図４に示すような微細繊維ロールを配備し、感光体ドラムを感光体ドラムＣへ代えた以外は、実施例１で用いた画像形成装置の構成と同じ構成の画像形成装置を用いた。
【０１３６】
ここで用いた微細繊維ロールは、発泡ウレタンロールの表面に微細繊維からなる不織布を貼り付けた、外径が１２ｍｍ（シャフト直径は５ｍｍ）のものである。この微細繊維ロールを、感光体ドラムとの接触部において順回転となるように２５ｒｐｍの回転速度で回転させた。
【０１３７】
この実施例３では、高密度画像と低密度画像との２種類の画像を用いて、下記の表１に示す実験条件に従ってフルカラーモードでランニングテストを実施した
図７は、実施例４で用いた高密度画像と低密度画像を示す図である。
【０１３８】
図７（Ａ）は、高密度画像を示すものであり、この高密度画像は、写真ＰやグラフＧや文字Ｔが僅かな隙間をあけて配置された画像である。図７（Ｂ）は、低密度画像を示すものであり、この低密度画像は、白抜きの図形Ｆが間隔を十分にあけて配置された画像である。
【０１３９】
【表１】
2007086385.tif 000009
【０１４０】
表１に示すように、この実施例３では、常温（２２℃、５５％ＲＨ）、高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）、低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）といった３つの環境、高密度画像と低密度画像のプリント枚数の割合、および全体のプリント枚数といった３つのパラメータの組合せを変えて、テスト１〜７までを実施した。
【０１４１】
いずれのテストにおいても、非画像部Ｗに黒スジが発生しなかった。また、放電生成物が吸湿して引き起こされる画像流れについても観察したが、高温高湿環境下であっても画像流れが生じなかった。
（実施例４）
クリーニング装置を、図５に示すクリーニング装置へ代えた以外は、実施例１で用いた画像形成装置の構成と同じ構成の画像形成装置を用いて、実施例１と同様にして１００００枚のプリントを行った。
【０１４２】
ここで用いたクリーニング装置では、回収バイアスとして常に＋６５０Ｖの直流電圧を用いる代わりに、クリーニングバイアスＶＢの直流電源と、クリーニングブラシの導電繊維（毛）とを結ぶ電流経路の途中に、整流素子としてのダイオードを組み込んだ。このダイオードには、シリコン拡散接合形である東芝整流素子１Ｓ１８３２を用いた。また、オンすることで、このダイオードの入力端子と出力端子を短絡するスイッチ回路も配備したが、この実施例４では、スイッチ回路をオフ状態に常時維持し、ダイオードの整流機能を常時発揮させた。
【０１４３】
この実施例４でも、１００００枚プリントしても非画像部Ｗに黒スジが発生しなかった。
（実施例５）
スイッチ回路のオン／オフ制御を行った以外は、実施例４と同様にして１００００枚のプリントを行った。ここでのスイッチ回路のオン／オフ制御では、ジョブ実行中には、スイッチ回路をオフ状態にしておきダイオードの整流機能を発揮させ、ジョブ実行中でないときには、スイッチ回路をオン状態にして直流電源３３５とクリーニングブラシ３３１の毛３３１２とを直結させた。
【０１４４】
この実施例５でも、１００００枚プリントしても非画像部Ｗに黒スジが発生しなかった。
（実施例６）
実施例３で用いた微細繊維ロールと同じものを配備し、感光体ドラムを感光体ドラムＣへ代えた以外は、実施例４で用いた画像形成装置の構成と同じ構成の画像形成装置を使用し、図７に示す高密度画像と低密度画像との２種類の画像を用いて、上記の表１に示す実験条件と同じ実験条件に従ってフルカラーモードでランニングテストを実施した
いずれのテストにおいても、非画像部Ｗに黒スジが発生しなかった。また、放電生成物が吸湿して引き起こされる画像流れについても観察したが、高温高湿環境下であっても画像流れが生じなかった。
（比較例１）
回収バイアスとして常に＋６５０Ｖの直流電圧を用いた以外は、実施例１と同様にして１００００枚のプリントを行った。この比較例１では、３０００枚プリントしたあたりから、非画像部Ｗに、クリーニングブラシのクリーニング不良によるものと考えられる黒スジや、クリーニングブラシからのトナー吐き出しによるものと考えられる黒スジが断続的に発生した。
（比較例２）
実施例４で用いた画像形成装置のクリーニング装置から整流素子としてのダイオードを取り外した以外は、実施例４で用いた画像形成装置の構成と同じ構成の画像形成装置を用いて、実施例４と同様にして１００００枚のプリントを行った。この比較例２でも、プリント枚数が１００００枚目に到達する前に、非画像部Ｗに、クリーニングブラシのクリーニング不良によるものと考えられる黒スジや、クリーニングブラシからのトナー吐き出しによるものと考えられる黒スジが断続的に発生した。
【０１４５】
ジョブ中のページとページの間、及びジョブスタート直前とジョブエンドのタイミングで、クリーニングブラシの導電繊維に、クリーニングバイアスＶＢの電位を基準にした交播電圧を印加した実施例１〜３における結果と、このようなタイミングで上記交播電圧を印加せずに直流電圧を印加し続けた比較例１における結果とを比較すると、上記交播電圧を印加することで、黒スジの発生が抑えられることが確認された。
【０１４６】
また、クリーニングバイアスＶＢの電源とクリーニングブラシの導電繊維（毛）とを結ぶ電流経路の途中に、整流素子としてのダイオードを配備し、少なくともジョブ実行中にはそのダイオードの整流機能を発揮させた実施例４〜６における結果と、このダイオードを取り外した比較例２における結果とを比較すると、ダイオードの整流機能を発揮させることでも、黒スジの発生が抑えられることが確認された。
【０１４７】
以上のことから、上記ダイオードを設けなくとも上記交播電圧を印加するか、あるいは、上記交播電圧を印加しなくとも上記ダイオードを設けることで、意図しないタイミングで残留トナーが感光体ドラム表面に吐き出されたり、あるいは感光体ドラム表面における残留トナーのクリーニング不良が引き起こされたりすることが抑えられると言える。
【０１４８】
さらに、微細繊維ロールを配備した実施例３や実施例６の結果から、微細繊維ロールが放電生成物の除去に有効であることも確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す交流電源が回収ロールの周面に印加する回収バイアスを表す波形図である。
【図３】矩形波の回収バイアスを表す波形図である。
【図４】本発明の第２実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明のクリーニング装置の別実施形態の特徴的な部分を模式的に示す図である。
【図６】実施例１で用いた画像を示す図である。
【図７】実施例４で用いた高密度画像と低密度画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１    画像形成装置
１０    感光体ドラム
３１    帯電器
３２    露光器
３３    クリーニング装置
３３１    クリーニングブラシ
３３１２    毛
３３２    回収ロール
３３３    スクレーパ部材
３３４    廃トナー搬送オーガ
３３５    直流電源
３３６    ダイオード
３３７    交流電源
【図１】
2007086385.tif 000010
【図２】
2007086385.tif 000011
【図３】
2007086385.tif 000012
【図４】
2007086385.tif 000013
【図５】
2007086385.tif 000014
【図６】
2007086385.tif 000015
【図７】
2007086385.tif 000016