JP2000162849A

JP2000162849A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000162849A
Application number: JP33628398A
Authority: JP
Inventors: Marekatsu Mizoe; 希克溝江; Shuichi Aida; 修一會田; Fumihiro Arataira; 文弘荒平; Toshio Takamori; 俊夫高森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: JP3733253B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーナレスの画像形成装置において、転写
残トナーの現像器への良好な回収を可能にして、均一な
帯電を長期にわたって維持することができるようにす
る。【解決手段】感光体１の表面に接触する帯電ブラシ
（ブラシ接触子）６に、転写ローラ４によるトナー像の
転写材Ｐへの転写により反転したトナーの帯電極性を感
光体１の帯電極性と同極性に制御する電荷制御剤を付与
することにより、転写残トナーの感光体１への付着が防
止されて、現像装置３の現像ローラ３ａでの転写残トナ
ーの回収性が向上し、均一な帯電を長期にわたって維持
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電記録方式また
は電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファク
シミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した複写機、プリン
ター、ファクシミリ等の画像形成装置による画像形成で
は、電子写真感光体（以下、感光体という）の表面を帯
電装置によって一様に帯電し、帯電された感光体の表面
を原稿画像あるいは入力した画像信号に対応して露光し
て静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装
置で現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写装
置によって転写材に転写して、定着装置によりトナー像
が転写材上に永久固着画像として定着され、出力され
る。

【０００３】上記画像形成後に感光体の表面に残留した
転写残トナーは、クリーニング装置によって除去され
る。このクリーニング装置によるクリーニング工程は、
クリーニング部材を感光体に押し当てて転写残トナーを
せき止め、廃トナー容器に掻き落として捕集させる工程
であり、ブレード型のクリーニング部材が用いられてい
る。このようなクリーニング部材は、直接感光体に当接
させるので転写残トナーの捕集性に優れ、長期的にクリ
ーニング性が持続し、多量の転写残トナーが発生した場
合でも良好なクリーニング性を発揮する。

【０００４】しかしながら、その一方では、感光体の摩
耗（短命化）、廃トナーの処理が必要になること、クリ
ーニング容器を具備するために装置が必然的に大きくな
ってしまう、等の指摘もあった。

【０００５】そこで、エコロジー、感光体寿命、装置の
小型化、更にはトナーの有効活用などの観点から、廃ト
ナーレスのシステムとして現像同時クリーニング（又は
クリーナーレス）が提案されている。

【０００６】例えば特開平５−２１０３００号公報で
は、帯電ローラに導電性ブレードを当接させて、転写残
トナーが帯電ローラに付着した場合に、バイアスにより
付着トナーの極性を制御して静電的に感光体に吐出し、
感光体に対向回転で接触している現像ローラで吸引する
技術が提案されている。しかしながら、このような現像
同時クリーニングでは、放電による極性反転では多層か
ら成るトナー付着には帯電制御は不均一となり、現像ロ
ーラによるトナー回収性は低下する。

【０００７】また、特開平５−３４６７５１号公報で
は、ファーブラシ帯電器を用いた現像同時クリーニング
が提案されている。この現像同時クリーニングでは、転
写残トナーをファーブラシ（帯電器）の回転で一旦掻き
取り、再び感光体に付着させるものであり、帯電効率を
高めるために交流重畳バイアスが印加されている。この
場合、回転力だけでは十分なトナー吐出しは得られず、
また、交流重畳はトナーの静電気的吐出し（感光体への
付着）を低下させるために、高品位な画質の維持は困難
である。

【０００８】上記したような放電によるトナー極性制御
や、回転力によるトナー吐出しのようなシステムでは、
現像同時クリーニングは未達成であるというのが現状で
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
現像同時クリーニングシステムでは、転写残トナーは帯
電部材を通過させた後、現像器で回収することになる
が、例えば反転現像の場合、転写残トナーの極性は逆極
性に反転されるために、帯電部材に静電的に付着し易
い。このため、現像器での転写残トナー回収性が低下し
たり、トナー汚れによる帯電不良が発生することにな
る。

【００１０】また、上記したように帯電部材に付着した
転写残トナーを清掃部材で取り除くような方法ではトナ
ー回収は未達成であり、また、非作像時による逆バイア
スを印加する方法のみでは付着トナーの吐出しは不十分
であり、また現像器での回収は困難である。

【００１１】そこで本発明は、転写残トナーの現像器へ
の良好な回収を可能して、均一な帯電を長期にわたって
維持することができる画像形成装置を提供することを目
的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、導電性基体上に感光層を有する回動自在な
感光体と、該感光体の表面に接触または近接して設けら
れ、前記感光体を帯電する帯電部材と、前記感光体の表
面に接触または近接して設けられ、前記感光体上に画像
露光して形成される静電潜像にトナーを混合した現像剤
を付着させてトナー像を形成するトナー担持体を有する
現像手段と、前記トナー像を転写部において転写材へ転
写する転写手段とを備え、前記トナー担持体が、前記転
写材に転写されないで前記感光体上に残留する転写残ト
ナーを回収するクリーニング手投を兼ねる画像形成装置
において、前記帯電部材は、前記感光体の表面に接触ま
たは近接するブラシ接触子であり、該ブラシ接触子に、
前記転写手段による転写により反転した前記トナーの帯
電極性を前記感光体の帯電極性と同極性に制御する電荷
制御剤を付与することを特徴としている。

【００１３】また、前記感光体の最表面に電荷注入層を
有していることを特徴としている。

【００１４】また、前記電荷注入層は、金属酸化物を分
散した樹脂層であることを特徴としている。

【００１５】また、前記電荷注入層は、無機半導体層で
あることを特徴としている。

【００１６】また、前記電荷注入層は、１×１０⁸ 〜１
×１０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有していることを特徴と
している。

【００１７】また、前記電荷制御剤は、カップリング
剤、カップリング剤で変性した樹脂、イオン性の染顔料
や有機金属化合物、樹脂、変性シリコーンオイルのいず
れかで形成されることを特徴としている。

【００１８】また、前記トナーは、重合法を用いて生成
された球状トナーであることを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】図１は、本実施の形態に係る画像形成装置
（本実施の形態では、クリーニング装置がない現像同時
クリーニング方式の画像形成装置）を示す概略構成図で
ある。

【００２１】この画像形成装置は、像担持体としてのド
ラム型の感光体１、帯電装置２、露光装置（不図示）、
現像装置３、転写装置４、定着装置５を備えている。

【００２２】感光体１は、本実施の形態では負帯電の有
機感光体で、円筒状の導電性基体（不図示）上に感光層
（不図示）を有しており、矢印方向（時計方向）に所定
の周速度で回転駆動される。

【００２３】感光層は電荷発生層と電荷輸送層を積層し
て成るが、それぞれの層を構成する電荷発生物質及び電
荷輸送物質を同一層化した単層型でもよい。電荷輸送層
の膜厚は、５〜４０μｍ、電荷発生層の膜厚は、０．０
５〜５μｍの範囲であり、感光層材料としては、例えば
フタロシアニン顔料、アゾ顔料等の有機系材料、シリコ
ン化合物などの無機系材料などが挙げられる。また、導
電性基体には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、
スチール等の金属、導電性膜を有するプラスチックある
いは硝子、導電化した紙などが用いられる。

【００２４】帯電装置２は、本実施の形態では感光体１
表面に当接する接触帯電手段としての帯電ブラシ６を有
しており、帯電ブラシ６は、帯電容器７に一端側を保持
したバネ８により感光体１に可動で接触（固定も可）し
ている。

【００２５】帯電ブラシ６は、その回転速度及び回転方
向（対向、順方向）は外部駆動により調整可能である。
帯電ブラシ６には、帯電バイアス電源（不図示）から直
流バイアスによる帯電、又は直流に交流（周波数及びピ
ーク間電圧は任意に設定可能）を重畳した帯電バイアス
が印加される。また、帯電ブラシ６には電荷制御剤（不
図示）が付与され、転写により反転したトナー帯電極性
を現像トナーの極性に制御する能力を有する（帯電ブラ
シ６と電荷制御剤の詳細については後述する）。

【００２６】現像装置３は、トナーが表面に担持される
回転自在な現像ローラ３ａを有しており、反転現像によ
り露光装置（不図示）の画像露光Ｌによって感光体１上
に形成された静電潜像にトナーを付着させて、トナー像
として顕像化する。現像ローラ３ａには、現像バイアス
電源（不図示）が接続されている。また、本実施の形態
では、感光体１に近接（または接触）して配設される現
像ローラ３ａは、静電潜像を現像してトナー像を形成さ
せると共に、トナー像の転写材Ｐへの転写後に感光体１
上に残留する転写残トナーを回収するクリーニング手段
を兼ねている。

【００２７】転写装置４は、本実施の形態では感光体１
表面に所定に押圧力で当接する回転自在な転写ローラで
ある。

【００２８】定着装置５は、駆動回転する定着ローラ５
ａと、この定着ローラ５ａに当接して回転する加圧ロー
ラ５ｂとを有しており、定着ローラ５ａと加圧ローラ５
ｂとの間のニップに挟持搬送される転写材Ｐ上の未定着
トナー像を加熱、加圧して定着する。

【００２９】次に、上記した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００３０】画像形成時には、感光体１は矢印方向（時
計方向）に所定のスピードで回転駆動される。このと
き、帯電ブラシ６に帯電バイアス電源（不図示）より帯
電バイアス（交流に直流を重畳させた帯電バイアス）を
印加して、感光体１表面を負極性に帯電する。

【００３１】そして、帯電された感光体１表面に露光装
置（不図示）からレーザー光による画像露光Ｌが与えら
れ、入力される画像情報に応じて静電潜像が形成され
る。そして、現像装置３の現像バイアスが印加された現
像ローラ３ａによって静電潜像が現像（反転現像）さ
れ、トナー像として顕像化される。

【００３２】そして、感光体１上のトナー像が転写装置
（転写ローラ）４との間の転写ニップ部に到達すると、
このタイミングに合わせてカセット（不図示）内から転
写材Ｐが搬送され、転写バイアスが印加された転写装置
（転写ローラ）４によって転写材Ｐ上にトナー像が転写
される。トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置５の
定着ローラ５ａと加圧ローラ５ｂとの間のニップに挟持
搬送され、転写材Ｐ上の未定着トナー像を加熱、加圧し
て定着し、外部に出力する。

【００３３】上記した画像形成の現像工程では、反転現
像方式により感光体１の帯電極性が負である場合、同様
に負に帯電したトナーが感光体１に像（トナー像）を形
成することになる。そして、トナー像は転写材Ｐの背面
に位置する逆極性（正）の転写装置（転写ローラ）４に
より静電的に転写材Ｐに転写されるが、一部は転写残ト
ナーとして感光体１上に残存する。

【００３４】転写残トナーは、転写により感光体１の帯
電極性（負極性）とは逆極性である正極性の分布が増加
している。正極性に反転したトナー（転写残トナー）
は、感光体１に負電荷を供給している帯電ブラシ６に静
電的に引き寄せられ接触する。この時、感光体１と帯電
ブラシ６との間の帯電ニップ部における負極性放電、及
び帯電ブラシ６表面の帯電制御剤（不図示）との摩擦帯
電による２重の作用を受けて、正から負極性に反転され
る。

【００３５】反転されたトナーは、感光体１との電位差
により帯電ブラシ６から感光体１側に吐き出された後、
感光体１の表面電位と現像スリーブ３ａへの現像バイア
スの電位差によって、その他の負極性トナーと共に帯電
ブラシ６を通過して現像ローラ３ａにより現像装置３内
に回収される。

【００３６】この現像同時クリーニングにより、転写残
トナーの回収性が向上するのでゴーストなどの画質低下
は防止され、更に均一な帯電が持続できるので、高画質
が達成される。

【００３７】次に、上記した帯電ブラシ６について詳細
に説明する。

【００３８】本実施の形態の帯電ブラシ６は、フィラメ
ント状態の繊維を織布、不織布、フィルム、シート状物
などの基布にＷ字型織り、Ｖ字型織り（又はＵ字型織り
とも言う）等の手法により織り込んだファーブラシ形状
のブラシ接触子を有している。

【００３９】帯電ブラシ（ブラシ接触子）６に使用され
る繊維は、合成繊維、天然繊維、半合成繊維及び再生繊
維などである。

【００４０】具体例を挙げると、合成繊維としては、例
えばナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−１２、
ナイロン−４６、アラミド系などのポリアミド類、ＰＥ
Ｔなどのポリエステル類、ＰＥやＰＰなどのポリオレフ
ィン類、ポリビニールアルコール系、ポリ塩化ビニール
やビニリデン系、ポリアクリロニトリル系、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリウレタン、ポリフルオロエチレ
ン、炭素繊維、ガラス繊維などがある。

【００４１】天然繊維としては、例えば絹、綿、羊毛、
麻などがある。半合成繊維としてはアセテートなど、ま
た再生繊維としては、レーヨン、キュプラなどがある。
更には、合成繊維の原材料成分を２種類以上複合し溶融
紡糸して得られる複合性繊維を用いることができる。

【００４２】これらの繊維は、単独または２種類以上組
み合わせて用いることができる。

【００４３】また、複合性繊維としては、アルカリや有
機溶剤で特定成分を除去し極細繊維を発生させる海島型
繊維、芯鞘型繊維、高分子相互配列型繊維、高圧水流の
噴射や繊維各成分の熱収縮率の差を利用して複合繊維を
極細繊維群に開繊する分割繊維、サイドバイサイド型繊
維などがある。

【００４４】また、帯電ブラシ（ブラシ接触子）６は、
帯電を均一化するために導電処理することが好ましい。

【００４５】帯電ブラシ（ブラシ接触子）６の抵抗をＲ
とすると、Ｒが１×１０³ Ωより小さいと、感光体１に
ピンホールが存在した場合に高温度環境ほどリークが発
生することがあり、その場合には帯電不良となる。ま
た、Ｒが１×１０⁹ Ωより大きくなると帯電性が低下
し、高速で画像形成する場合や低湿度環境において均一
帯電が困難になることがある。そこで、帯電ブラシ（ブ
ラシ接触子）６の抵抗は、１×１０³ （Ω）≦Ｒ≦１×
１０⁹ （Ω）であることが好ましい。

【００４６】ここで、帯電ブラシ（ブラシ接触子）６の
抵抗は、ローラ形状に加工したブラシを導電性金属回転
体（アルミニウム製）に当接させ、ＤＣ１００Ｖを印加
した時の電流値（実測）から算出した値（Ω）である。

【００４７】このような帯電ブラシ（ブラシ接触子）６
としては、上記の繊維材料に導電性フィラーを混合し溶
融紡糸した練込み型の繊維、金属繊維や炭素繊維等の導
電性の繊維、電子共役性ポリマーに代表される導電性ポ
リマーで繊維表面をコートした導電性繊維などを挙げる
ことができる。

【００４８】上記導電性フィラーとしては、鉄、銅、銀
などの金属粉体、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、硫
化銅などの複合金属粉、カーボンブラックなどの導電性
カーボン等が使用される。

【００４９】また、電子共役性ポリマー材料としては、
ポリピロール、ポリチオフェン、ポリキノリン、ポリフ
ェニレン、ポリナフテレン、ポリアセチレン、ポリフェ
ニレンスルフィド、ポリアニリン、ポリフェニレンビニ
レンや、ピロールまたはチオフェンの誘導体を含む重合
体などが挙げられる。これらは、単独または２種類以上
組み合わせて用いることができる。中でも、ポリマー分
子中に複素環式化合物を含むポリピロール、ポリチオフ
ェン、窒素原子と同素環式化合物を含むポリアニリン、
及びこれらの誘導体を含む重合体は、帯電部材として耐
高電圧性に優れ、また、抵抗変化が少なく長期的に安定
な抵抗値を維持することができるので特に好ましい。

【００５０】また、本実施の形態においては、帯電ブラ
シ６と感光体１との間には均一なニップ幅を与える必要
がある。

【００５１】その方法としては、スペーサーにより調整
する方法、帯電ブラシ６全体を感光体１表面に圧接でき
るように弾性層を設ける方法などがある。弾性層を形成
する材料としては、例えばＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ブチルゴ
ム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン、ブ
タジエンスチレンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴ
ム、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、クロルスルホ
ン化ポリエチレン、ポリイソブチレン、イソブチレンイ
ソプレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどの合成
ゴムや天然ゴムなどが挙げられる。弾性材料は、必要に
応じ発泡剤を用いて適当なセル径に発泡させたスポンジ
形状でも良い。更に弾性材料は、導電性フィラーにより
導電化できる。

【００５２】このような導電性フィラーとしては、例え
ばアルミニウム、ニッケル、ステンレス、パラジウム、
亜鉛、鉄、銅、銀などの金属系の粉体や繊維、酸化亜
鉛、酸化すず、酸化チタン、硫化銅、硫化亜鉛などの複
合金属粉、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、
ＰＡＮ系カーボン、ピッチ系カーボンなどのカーボン粉
があり、これらを単独または２種類以上組み合わせて用
いることができる。

【００５３】上記帯電ブラシ（ブラシ接触子）６の形態
としては、例えばローラ形状、ブレード形状、ベルト形
状などが挙げられる。図１に示した帯電ブラシ６は、ロ
ーラ形状である。

【００５４】以下に、本実施の形態における帯電ブラシ
６の構成例を示す。

【００５５】図２に示す帯電ブラシはローラ形状のブラ
シであり、基布（不図示）上に植毛されたブラシ接触子
１１を導電性基体（芯金）１０に巻き付けた構成である
（このローラ形状のブラシは、図１に示した帯電ブラシ
６の構成である）。導電性基体（芯金）１０にブラシ接
触子１１を巻き付ける手段としては、例えば短幅のブラ
シ接触子織物を芯金にスパイラル状に巻き付ける方法、
芯金の円周長とブラシ幅に相当する広幅のブラシ織物を
芯金に張り合わせる方法などが挙げられる。なお、ブラ
シ接触子１１と導電性基体１０の間に導電性弾性層（不
図示）を設けてもよい。

【００５６】図３に示す帯電ブラシは、ブレード形状の
ブラシであり、ブレード状の基板１２に基布（不図示）
上に植毛されたブラシ接触子１３を張り合わせた構成で
ある。

【００５７】ブレード状の基板１２としては、ステンレ
ス、アルミニウムなどの金属、シリコーンゴム、ウレタ
ンゴム、ニトリルブタジエンゴムなどの弾性体、可塑性
の樹脂などが挙げられ、弾性体や樹脂は必要に応じ導電
化してもよい。また、基板１２は、ブラシ接触子１３を
感光体１に接触させてニップ幅を確保することが好まし
く、ブラシ接触子１３を感光体１に当接させた後に、振
動機（不図示）の連結により感光体１表面上を前後左右
に振動移動させることも可能である。

【００５８】図４に示す帯電ブラシは、ベルト形状のブ
ラシであり、導電性弾性層を有するベルト１４にブラシ
接触子１５を張り合わせ、ベルト１４を駆動ロール１６
ａと従動ロール１６ｂとの間に回転自在に張設した構成
である。

【００５９】ベルト１４にブラシ接触子１５を張り合わ
せる手段としては、例えば前記図２と同様に、短幅のブ
ラシ接触子織物をスパイラル状に巻き付ける方法、広幅
の織物をベルト回転体形状に合わせて筒状に成形する方
法などが挙げられる。ベルト１４は、２軸式固定ベルト
の他に、ベルトの張力調整や斜行防止などの目的で複数
の従動ロールを設置した３軸式固定ベルト、又は３軸以
上の固定ベルトを採用することもできる。

【００６０】次に、帯電ブラシ６に付与する上記した電
荷制御剤について詳細に説明する。

【００６１】本実施の形態の電荷制御剤とは、転写装置
４による転写工程で逆極性に反転帯電したトナーを、現
像トナーと同極性の電荷に制御する能力を有するものを
いう。電荷の制御は、摩擦物質間の帯電順列に起因する
が、例えば反転現像方式のように感光体１の帯電極性が
負の場合には、正に反転したトナー極性を再び負に帯電
させる正摩擦帯電性の電荷制御剤が採用される。

【００６２】電荷制御剤の作用について反転現像の系で
具体的に説明する。

【００６３】感光体１の帯電極性が負の場合、正極性に
反転した転写残トナーは静電的に負極性の帯電ブラシ６
に引き寄せられるが、（１）帯電ブラシ６表面の電荷制御剤に接触する（摩擦
作用）（２）帯電ブラシ６と感光体１との間の帯電ニップで負
極性の放電を受ける（放電作用）という２重の反転させる作用により、現像トナーと同極
性の負に帯電する。更に、電荷制御剤は目的の極性に帯
電させると共に、帯電を均一に行う効果がある。

【００６４】即ち、正摩擦帯電性の電荷制御剤、及び負
極性放電により正極性に反転した転写残トナーを元の負
極性に再帯電させるので、帯電ブラシ６の極性とは同極
性になり、静電的な束縛（付着力）から開放される。そ
して、負極性に戻り束縛力から開放されたトナーは感光
体１に吐出され、感光体１の回転に従い最終的に現像装
置３で回収・再利用される。

【００６５】そして、本実施の形態では、帯電ブラシ６
のブラシ接触子（図２参照）１１に電荷制御剤（不図
示）を付与することで、摩擦帯電作用にトナーの散らし
効果が加わり、従来は困難であったクラスター状や多層
から成る転写残トナーに対しても敏速、かつ均等に帯電
させることができる。

【００６６】その結果、プロセススピードが速い高速画
像形成時や急激な環境変化のもとでも均一な帯電が行わ
れ、長期的に高画質が維持される。

【００６７】更に、放電による転写残トナーのチャージ
アップを防止できるので、転写残トナーの極性がより均
一に制御され、更なる回収性の向上を図ることができ
る。

【００６８】このような摩擦帯電性を発揮する電荷制御
剤としては、例えばカップリング剤、カップリング剤で
変性した樹脂、イオン性の染顔料や有機金属化合物、樹
脂、変性シリコーンオイル等があり、中でも長期的な電
荷制御性が安定しているカップリング剤、イオン性の染
顔料や有機金属化合物が好ましい。

【００６９】以下に具体的な物質例を挙げる。

【００７０】（カップリング剤）カップリング剤として
は、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリン
グ剤、アルミニウム系カップリング剤などがあるが、以
下に具体例を示す。

【００７１】（ａ）シラン系カップリング剤としては、
例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、ト
リメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジ
メチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリ
ルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラ
ン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメ
チルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラ
ン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチル
ジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタ
ン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリ
ルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジ
メチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサ
ン、１．３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１．
３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン及び１分子当
たり２から１２個のシロキサン単位を有し、末端に位置
する単位にそれぞれ１個宛の硅素原子に結合した水酸基
を含有したジメチルポリシロキサン等が挙げられる。

【００７２】更には、窒素原子を有するアミノプロピル
トリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエ
チルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルア
ミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロ
ピルトリメトキシシラン、モノブチルアミノプロピルト
リメトキシシラン、ジオクチルアミノプロピルジメトキ
シシラン、ジブチルアミノプロピルジメトキシシラン、
ジブチルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチル
アミノフェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリ
ル−γ−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル
−γ−プロピルベンジルアミン等である。

【００７３】これらのシランカップリング剤も単独ある
いは併用して使用される。

【００７４】（ｂ）チタネート系カップリング剤として
は、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル
ーアミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジ
トリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２．２
−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデ
シル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイ
ロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス
（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネー
ト、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプ
ロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソ
プロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、
イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、
イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネー
ト、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テト
ライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネ
ートなどがある。これらの中でも直鎖系炭化水素から成
る疎水基を有するものが好ましい。

【００７５】（ｃ）アルミニウム系カップリング剤とし
ては、例えばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロ
ピレートを挙げることができる。

【００７６】（カップリング剤で変性した樹脂）このよ
うな樹脂としては、例えばシラン系カップリング剤変性
シリコーン樹脂を挙げることができる。

【００７７】このようなシラン系カップリング剤として
は、前記した通りであるが、中でもメトキシシラン類が
好ましく、より具体的には、例えば３−アミノプロピル
トリメトキシシラン、（Ｎ、Ｎ−ジメチル−３−アミノ
プロピル）トリメトキシシラン、（Ｎ、Ｎ−ジエチルー
３−アミノプロピル）トリメトキシシラン、Ｎ−メチル
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−グリシド
キシプロピルトリメトキシシランなどがある。

【００７８】更には、Ｎ−［３−（トリエトキシシリ
ル）プロピル」−４、５−ジヒドロイミダゾール、トリ
メトキシシリルプロピルジエチレントリアミンなども使
用される。

【００７９】（イオン性の染顔料や有機金属化合物）イ
オン性化合物としてのニグロシン染料、アジン染料、イ
ミダゾール金属塩や２量体などのイミダゾール化合物、
トリフェニルメタン系染顔料、４級アンモニウム塩、４
級アンモニウム塩を側鎖とするポリマーなどがあり、こ
れらは相対的に正帯電性を示すことが多い。また、ジー
ターシャリーブチルサリチル酸のクロム化合物や亜鉛化
合物などに代表される芳香族カルボン酸誘導体の金属化
合物、ビフルオロフェニルウレアに代表される芳香族尿
素化合物などは、相対的に負帯電性を示す傾向にある。

【００８０】（樹脂）樹脂としては、アクリル樹脂、フ
ツ素樹脂、シリコーン樹脂などがある。

【００８１】（変性シリコーンオイル）このようなシリ
コーンオイルとしては、２５℃における粘度が０．５〜
１００００、好ましくは１〜１０００センチストークス
の物が用いられ、例えば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、α−メチルスチレン変
性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイ
ル、フッ素変性シリコーンオイル等が好ましい。

【００８２】シリコーンオイル処理の方法としては、ベ
ースとなるブラシ接触子にシリコーンオイルを噴霧する
方法や、あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解
あるいは分散せしめた後、ブラシ接触子にコートし溶剤
を除去する方法などがある。

【００８３】また、本実施の形態の感光体１は、感光層
の表面（最外層）に電荷注入層を有している。

【００８４】これにより、露光時には、帯電電荷をより
効率的に導電性基体に逃がす役割をはたし、残留電位を
低減させることができるので、コントラストの変動が抑
えられ長期的に均一な画像が得られる。

【００８５】本実施の形態における電荷注入層として
は、絶縁性の結着樹脂に光透過性で、かつ導電性の粒子
を適量分散させた樹脂層、半導体などで構成された無機
層などを挙げることができる。また、ポリピロール、ポ
リチオフェン、ポリアニリンなどの電子共役性ポリマー
や有機ポリシラン類などの導電性高分子から成る有機層
を用いることもできる。

【００８６】以下に、電荷注入層を例示する。

【００８７】（導電性微粒子と結着樹脂から成る樹脂
層）結着樹脂には、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、セルロース、
塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニ
ル−酢酸ビニール共重合体樹脂等の樹脂を用いることが
できる。

【００８８】導電性微粒子としては、銅、アルミニウ
ム、銀、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ア
ンチモン、酸化スズ、酸化チタン、あるいはこれらの固
溶体、もしくは融着体等の金属酸化物、ポリアセチレ
ン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマー
等が使用できるが、感光体１の透光性の観点から透明度
の高い酸化スズ等の金属酸化物を選択使用することがよ
り好ましい。

【００８９】これら導電性微粒子の粒径は、透光性の観
点から０．３μｍ以下が好ましく、好適には０．１μｍ
以下である。導電性微粒子を電荷注入層に含有させる場
合、導電性微粒子の含有量は、その粒径にも依存する
が、結着樹脂に対し２〜２８０重畳％の範囲が好まし
い。含有量が２重量％未満では、電荷注入層の抵抗調整
が困難となり、また、２８０重量％を越えると、結着樹
脂の塗膜性が部分的に低下することがある。よって、導
電性微粒子の含有量は、結着樹脂に対し２〜２８０重量
％の範囲が好ましい。

【００９０】導電性微粒子の分散性向上、結着樹脂との
接着性、あるいは成膜後の塗膜平滑性の向上を目的とし
て、種々の添加剤を加えることができる。また、分散性
の向上に関しては、カップリング剤、あるいはレベリン
グ剤などにより、導電性微粒子の表面改質を行うことは
非常に有効である。さらには、分散性向上の点から、結
着樹脂として硬化型樹脂を用いることが効果的である。

【００９１】硬化型樹脂を電荷注入層に用いる場合に
は、導電性微粒子を硬化性モノマー、またはオリゴマー
の溶液中に分散下塗工液を感光層上に塗布、成膜後、熱
または光照射によって該塗膜を硬化させて表面層とす
る。このような硬化型樹脂としては、例えばアクリル樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が
挙げられるが、これに限ったわけではなく、塗布成膜後
に光または熱等のエネルギーを与えることにより化学反
応を起こして硬化する樹脂であれば使用可能である。

【００９２】電荷注入層は、結着樹脂、導電性微粒子、
及び必要に応じ添加剤の適当な溶液、または分散溶液を
感光体１上に塗布乾燥することにより得られ、この膜厚
は、好ましくは０．１〜１０μｍ、好適には０．５〜５
μｍである。

【００９３】また、電荷注入層に滑材粉末を含有させて
もよい。電荷注入層に滑材粉末を含有させることによ
り、感光体１と帯電ブラシ（ブラシ接触子）６との摩擦
が低減され、電子写真装置の力的負荷が軽滅できる。更
に、感光体１表面の離型性も向上するため、トナーの付
着が防止できる。

【００９４】このような滑材粒子としては、臨海表面張
力の低い、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、またはポリオ
レフィン樹脂を用いるのが好ましい。特に好ましくは、
４フッ化ポリエチレン樹脂である。この場合、滑材粉末
の添加量は、好ましくは電荷注入層重量に対して、２〜
５０重量％、より好ましくは、５〜４０重量％である。
２重畳％以下では滑材粉末の量が十分でないため、帯電
性の向上効果を十分に発揮できないことがあり、また、
５０重畳％を越えると、画像の分解能、または感光体１
の感度が低下する傾向にある。

【００９５】（無機系材料から成る電荷注入層）このよ
うな電荷注入層としては、例えばアモルファスシリコン
などの半導電体を挙げることができる。

【００９６】シリコン製の感光体１は、下層の感光層に
光導電化されたアモルファスシリコンを選択することに
より、高周波グロー放電分解によりプラズマ化学気相堆
積装置を用いて連続的に作製できる。

【００９７】本実施の形態の感光体１において、電荷注
入層と感光層の接着性を高めたり、あるいは電荷のバリ
アー層としての機能を付与する等の目的で、感光層と電
荷注入層の界面に中間層を設けることもできる。中間層
としては、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリステレン樹脂、アクリル樹脂、シリ
コーン樹脂などの樹脂材料が使用可能である。

【００９８】接触帯電部材に電圧を印加し、感光体表面
にあるトラップ準位に電荷を注入して接触帯電を行なう
注入帯電が、ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ９２年論
文集ｐ２８７の「導電性ローラを用いた接触帯電特性」
等に記載されている。ここで、注入帯電とはＤＣ電圧を
印加することにより、印加された電荷を高い効率で感光
体上に保持形成することができる帯電方法である。

【００９９】注入帯電は、必要最小限な帯電電位を与え
る帯電手段であるために、放電を利用した従来のＤＣ帯
電方法に比べて放電成分は減少するので、オゾンの発生
を抑える効果が得られる。

【０１００】実際に１ｋΩ程度の帯電ローラに周速差を
与えれば、一般的な感光体に対しても良好な収束性をも
って帯電することができる。これは、低い抵抗値の帯電
部材で、かつ十分な帯電時間をとることにより感光体に
電荷が注入されるためであるが、感光体にピンホールや
削れ傷が生じた場合にはリークが発生し帯電不良を引き
起こす。

【０１０１】そこで、本実施の形態のように、帯電ブラ
シ（ブラシ接触子）６と電荷注入層を積層した感光体１
を組み合わせることにより、帯電効率を向上させた状態
で、長期的に安定な帯電性を与える効果が得られるので
ある。

【０１０２】放電成分のみによる転写残トナーの極性反
転では、低湿度環境において過剰な電荷によるチャージ
アップ現象が発生することがある。このような場合、ト
ナー極性が不均一化するが、本実施の形態のように、帯
電ブラシ（ブラシ接触子）６と電荷注入層を積層した感
光体１を組み合わせにより、放電成分を任意に滅少させ
ることが可能なのでチャージアップを防止させる効果が
得られ、同時にトナーの散らし効果及び効率的な摩擦帯
電性の効果により、より均一な極性制御が発揮される。

【０１０３】また、高い効率で感光体１表面に電荷注入
層を保持形成できるので、環境変化や感光体１の膜厚変
化による帯電性の変化が抑えられ、安定な画質が得られ
る。

【０１０４】このような電荷注入層は、体積抵抗値を１
×１０⁸ Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲に調製するこ
とが好ましい。

【０１０５】電荷注入層の体積抵抗値が１×１０⁸ Ωｃ
ｍより小さい場合、静電潜像を保持できずに画像流れが
発生し、１×１０¹⁵Ωｃｍを越えると帯電ブラシ６から
電荷を十分に受け取ることができず、帯電不良を生じる
ことがある。

【０１０６】そこで、電荷注入層は、十分な帯電性と画
像の再現性を満足するために、体積抵抗値を１×１０⁸
Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲に調製するが、好まし
くは、高温高湿条件下での画像流れ防止の観点から１×
１０¹⁰Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍ以下である。

【０１０７】上記電荷注入層の体積抵抗は、表面に導電
膜を蒸着させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
上に電荷注入層を作製し、これを体積抵抗測定装置（ヒ
ューレットパッカード社製：４１４０ＢｐＡＭＡＴＥ
Ｒ）にて、温度２３℃、湿度６５％の環境で１００Ｖの
電圧を印加し測定した。

【０１０８】また、上記現像装置３による現像工程で用
いるトナーとしては、特に制限はないが、画像形成装置
の省エネルギー化、化成品有効利用の立場から重合トナ
ーとよい。

【０１０９】重合トナーは、直接重合という製法により
低融点化（ガラス転移濃度）、及び球形化が可能であ
り、定着工程の省電力化、転写効率の向上、感光体１へ
の付着防止などの効果が得られる。

【０１１０】しかしながら、その一方で上記した従来の
技術で説明したように感光体１上の転写残トナーを掻き
落とし、廃トナー容器に捕集するクリーニング手段にお
いては、環境条件によってはトナーがすり抜けて局部的
ではあるが、ゴースト画像や帯電が不均一になる場合が
あることが指摘されている。

【０１１１】そこで、本実施の形態のように、帯電ブラ
シ（ブラシ接触子）６と電荷注入層を積層した感光体１
を組み合わせることにより、このような発生は防止でき
るのであらゆる環境下で高画質が得られ、更には帯電ニ
ップのトナー通過がよりスムーズに進むので、現像装置
３でのトナー回収性が高まるという効果も得られる。

【０１１２】トナーの球形状態はＳＦ値で表すことがで
きるが、転写効率の向上からＳＦ−１が１００〜１４
０、ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲が好ましく、特に
重合法により製造されたトナーが流動性、低融点の立場
からも好ましい。

【０１１３】ここで、ＳＦ値の測定及び算出を例示す
る。

【０１１４】電子顕微鏡（日立製作所製；ＦＥ−ＳＥ
Ｍ）で１０００培に拡大した２μｍ以上のトナー像を１
００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインタ
ーフェエースを介して画像解析装置（ニコレ社製：Ｌｕ
ｚｅｘｌｌｌ）に導入して解析を行い、下式より算出し
た。

【０１１５】

【式１】ここで、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩＭＥ
は粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面を示す。ＳＦ
−１は、粒子の丸さの度合いを示し、ＳＦ−２は、粒子
の凹凸を示す。

【０１１６】重合トナーは、例えば単量体組成物を懸濁
重合し直接的に製造することができる。

【０１１７】例示すると、先ず重合性単量体、着色剤、
極性樹脂、離型剤、帯電制御剤、重合開始剤、架橋剤な
どから成る重合性単量体組成物を、水系媒体中へ分散し
て重合性単主体組成物の粒子を生成させる。そして、こ
の粒子の表面に極性樹脂を局在下させ、粒子中の重合性
単量体を重合し、結着樹脂としてトナー粒子形成させ
る。また、水系媒体中に水溶性重合開始剤を添加してト
ナー粒子表面を処理することにより、収率良く生成する
ことができる。

【０１１８】以下、主な材料を例示する。

【０１１９】重合性単量体としては、スチレン重合体、
スチレン−アクリート共重合体、スチレン−メタクリレ
ート共重合体などがある。極性樹脂としては、ポリエス
テル樹脂、スチレン共重合体などがある。着色剤として
は、カーボンブラック、ジスアゾ系黄色顔料、キナクリ
ドン系マゼンタ顔料、フタロシアニン系シアン顔料など
がある。離型剤としては、ＤＳＣ吸熱曲線における吸熱
メインピーク値が１２０℃以下の低融点物質であるパラ
フィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャ
ートロピッシュワックス、アミドワックス、高級脂肪
酸、高級アルコールエステルワックスなどがある。架橋
剤としては、ジビニルベンゼン、カルボン酸エステル、
ジビニルアニリンなどがある。帯電制御剤としては、ニ
グロシン染料、トリフェニルメタン染料等の正帯電性、
含金属サリチル酸化合物、尿素誘導体、アゾ系染料等の
負帯電性の制御剤などがある。重合開始剤としては、ア
ゾ系や過酸化物系の重合開始剤などがある。

【０１２０】次に、上記画像形成装置の帯電ブラシ６、
感光体１、トナー、現像剤の製造例について説明する。

【０１２１】先ず、帯電ブラシの製造（製造例１〜７）
について説明する。

【０１２２】（帯電ブラシの製造例１）先ず、導電性カ
ーボンを練り込んだレーヨン繊維（６デニール、平均繊
維径１８μｍ）を基布に対してＵ字型に織り（幅１５ｍ
ｍ）、繊維密度２０万本／ｉｎｃｈ² 、パイル長５ｍｍ
のブラシ織物を作製する。次に、このブラシ織物を直径
６ｍｍのステンレス製芯金に導電性接着剤を介してスパ
イラル状に巻き付けて、ローラブラシを作製する。

【０１２３】次に、このローラブラシをニグロシン染料
（１質量部）のＭＥＫ（１００質量部）溶液中に浸し、
室温で１５分間含浸する。これを高温スチーム雰囲気中
で高速回転させながらブラシの起毛を行い、更に１１０
℃で３０分間高速回転させながら乾燥する。

【０１２４】作製されたこの帯電ブラシの抵抗は２×１
０⁶ Ωであった。以下、この製造例で得られた帯電ブラ
シを「帯電ブラシ１」とする。

【０１２５】（帯電ブラシの製造例２）上記製造例１で
作製したローラブラシに、Ｔｉ系カップリング剤（イソ
プロピルトリイソステアロイルチタネート、１質量部）
のトルエン（１００質量部）溶液を噴霧し十分に含浸さ
せた後、高温スチーム雰囲気中で高速回転させながら起
毛し、更に１３０℃で３０分間高速回転させながら乾燥
する。

【０１２６】作製されたこの帯電ブラシの抵抗は１×１
０⁶ Ωであった。以下、この製造例で得られた帯電ブラ
シを「帯電ブラシ２」とする。

【０１２７】（帯電ブラシの製造例３）先ず、導電性カ
ーボンを練り込んだアクリル繊維（６デニール、平均繊
維径２０μｍ）を基布に対してＵ字型に織り（幅１５ｍ
ｍ）、繊維密度２０万本／ｉｎｃｈ² 、パイル長５ｍｍ
のブラシ織物を作製する。次に、このブラシ織物を直径
６ｍｍのステンレス製芯金に導電性接着剤を介してスパ
イラル状に巻き付けて、ローラブラシを作製する。

【０１２８】次に、このローラブラシにシランカップリ
ング剤（ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、１質量
部）のＭＥＫ（１００質量部）溶液を噴霧し十分に含浸
させた後、高温スチーム雰囲気中で高速回転させて起毛
し、更に１２０℃で３０分間高速回転させながら乾燥す
る。

【０１２９】作製されたこの帯電ブラシの抵抗は４×１
０⁷ Ωであった。以下、この製造例で得られた帯電ブラ
シを「帯電ブラシ３」とする。

【０１３０】（帯電ブラシの製造例４）先ず、平均繊維
径１３μｍのＰＥＴ繊維を基布に対しＷ字型に織り（幅
１５ｍｍ）、繊維密度２０万本／ｉｎｃｈ² 、パイル長
３ｍｍのブラシ織物を作製する。次に、このブラシ織物
を塩化第２鉄水溶液（１５質量％）に１時間含浸させ、
次いで過剰の水分を除去した後、ピロール蒸気で満たさ
れた密閉容器内（２３℃）にセットし、３時間ピロール
蒸気と接触反応させて導電性ポリピロールを繊維上に形
成する。

【０１３１】次に、この反応後、ブラシ状織物は純水と
エタノールでそれぞれ十分に洗浄してから１１０℃で３
０分間乾燥した後、直径６ｍｍの芯金に巻き付けてロー
ラブラシを作製する。

【０１３２】次に、このローラブラシにドデシルトリエ
トキシシラン（１質量部）のＭＥＫ（１００質量部）溶
液を噴霧し、十分に含浸させてから高温スチーム雰囲気
中で高速回転させて起毛し、更に１２０℃で３０分間高
速回転させながら乾燥する。

【０１３３】作製されたこの帯電ブラシの抵抗は１×１
０⁷ Ωであった。以下、この製造例で得られた帯電ブラ
シを「帯電ブラシ４」とする。

【０１３４】（帯電ブラシの製造例５）先ず、直径８ｍ
ｍのステンレス製芯金に、ケッチェンブラックとカーボ
ンブラックを混合分散したＥＰＤＭ発泡体（平均発泡セ
ル径９０μｍ）を円心状に形成し、外径が１２ｍｍにな
るように研磨する。この発泡ロールの抵抗は２×１０⁴
Ωであった。

【０１３５】次に、上記製造例１で作製したブラシ織物
をＴｉ系カップリング剤（イソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート、１質量部）のトルエン（１００質量
部）溶液を含浸させ、１００℃で３０分間乾燥する。次
に、このブラシ織物を上記発泡ロールに導電性接着剤を
介してスパイラルに巻き付けて、帯電ブラシを作製し
た。

【０１３６】作製されたこの帯電ブラシの抵抗は６×１
０⁷ Ωであった。以下、この製造例で得られた帯電ブラ
シを「帯電ブラシ５」とする。

【０１３７】（帯電ブラシの製造例６）先ず、アセチレ
ンブラックを混合したＥＰＤＭを混練した後、芯金（外
径６ｍｍ）を挿入してから加硫、成形し外径１２ｍｍの
弾性ローラを作製する。次に、メタノール／トルエン混
合溶媒に溶解させたメチロール化ナイロン溶液中に弾性
ローラを浸浸塗布し、１２０℃で１時間加熱乾燥して、
帯電ブラシを作製した。

【０１３８】作製されたこの帯電ブラシの抵抗は８×１
０⁶ Ωであった。以下、この製造例で得られた帯電ブラ
シを「帯電ローラー１」とする。

【０１３９】（帯電ブラシの製造例７）先ず、上記製造
例１の導電性カーボンを練り込んだレーヨン繊維を用い
て密度２０万本／ｉｎｃｈ² 、パイル長５ｍｍのブラシ
織物を作製する。次に、このブラシ織物を厚み０．５ｍ
ｍのステンレス平板に貼り付けて、ブレード形状の帯電
ブラシを作製した。以下、この製造例で得られた帯電ブ
ラシを「帯電ブラシ６」とする。

【０１４０】次に、感光体の製造（製造例１〜３）につ
いて説明する。

【０１４１】（感光体の製造例１）先ず、直径３０ｍｍ
のアルミニウムシリンダー（導電性基体）上に感光層を
積層し、ＯＰＣ感光体を作製する。

【０１４２】積層した層は、アルミニウムシリンダー側
から順に第１、２、３、そして４層とする。

【０１４３】第１層は下引き層である。アルミニウムシ
リンダーの欠陥等を均すため、また、レーザ露光の反射
によるモアレ発生を防止するために、導電性を有する膜
厚２０μｍの薄層を設けた。

【０１４４】第２層は正電荷注入防止層である。アルミ
シリンダー側から注入された正電荷が感光体表面に帯電
された負電荷を打ち消すことを防止する目的で、６．５
×１０⁶ Ωｃｍに調整したアミラン樹脂とメトキシメチ
ル化ナイロンから成る層を約１．５μｍ形成した。

【０１４５】第３層は電荷発生層である。ジスアゾ系顔
料を分散した厚さ約０．４μｍの樹脂層であり、レーザ
露光により正負の電荷対を発生させることができる。

【０１４６】第４層は電荷輸送層である。ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散し、Ｐ型半導体層を形成し
た。この層は、電荷発生層で発生した正電荷を感光体表
面に輸送する機能を有し、感光体表面に帯電された負電
荷は、この層を移動することはできない。

【０１４７】以下、この製造例で得られた感光体を「感
光体１」とする。

【０１４８】（感光体の製造例２）上記製造例１の感光
体の最表面（第５層目）に電荷注入層を設ける。電荷注
入層は、光硬化性アクリル樹脂に酸化スズを分散した導
電性を有する樹脂層である。

【０１４９】酸化スズは、アンチモンをドーピングして
導電化した粒径約０．０３μｍの超微粒子であり、結着
樹脂である光硬化性アクリル樹脂１００質量部に対して
１８０質量部分散した。電荷注入層の抵抗は４．５×１
０¹²Ωｃｍである。また、電荷注入層は、表面滑り性向
上の目的で、４フッ化エチレン樹脂粒子を２０質量部、
分散剤を１．３質量部分散した。

【０１５０】以下、この製造例で得られた感光体を「感
光体２」とする。

【０１５１】（感光体の製造例３）鏡面加工を施した直
径３０ｍｍのアルミシリンダーにグロー放電法を用い
て、阻止層、光導電層、表面層を有するアモルファスシ
リコン感光体を作製する。

【０１５２】この製造では、先ず、反応室を約５×１０
^-3Ｐａに排気してから、２５０℃に調温されたアルミシ
リンダー表面に、ＳｉＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆ 、ＮＯ及びＨ₂ の
各種ガスをフロー式で反応室に送り込む。そして、３５
Ｐａの内圧に達したところでグロー放電を生起させ、約
５．５μｍの阻止層を形成する。

【０１５３】次に、阻止層の形成と同様な方法で、Ｓｉ
Ｈ₄ 、Ｈ₂ ガスを使用し、約５０Ｐａの内圧条件下で２
５μｍの光導電層を形成する。

【０１５４】更に、ＳｉＨ₄ 、ＣＨ₄ 、Ｈ₂ ガスを使用
し、約６５Ｐａの内圧条件下でグロー放電させて、膜厚
１μｍのＳｉとＣからなる表面層を形成して、アモルフ
ァスシリコン感光体を作製した。感光体の表面抵抗は１
×１０¹³Ωｃｍであった。

【０１５５】以下、この製造例で得られた感光体を「感
光体３」とする。

【０１５６】次に、トナーの製造（製造例１、２）につ
いて説明する。

【０１５７】（トナーの製造例１）先ず、ポリエステル
樹脂１００質量部に、含金属アゾ染料２．５質量部、低
分子量ポリプロピレン３質量部、カーボンブラック４質
量部を乾式混合した後に、１５０℃に設定した２軸混練
押出機にて混練する。次に、得られた混練物を空冷し、
気流式粉砕機により微粉砕した後に風力分級して粒度分
布を調整する。次に、このトナー分級品１００質量部に
対し疎水化処理酸化チタン１．５質量部を外添して、重
量平均粒径７．０μｍのトナーを作製した。

【０１５８】（トナーの製造例２）先ず、スチレン１０
０質量部、ｎ−ブチルアクリレート１２質量部、低分子
量ポリプロピレン５質量部、カーボンブラック５質量
部、含金属アゾ染料２．５質量部にアゾ系開始剤を加え
ながら分散混合し、燐酸カルシウム５質量部を分散した
純水５００質量部に加えホモミキサーにより分散し、徐
々に昇温させながら最終的に７０℃で、１２時間重合す
る。

【０１５９】次に、これをろ過・洗浄を行った後に乾燥
分級してトナー組成物を得る。次に、このトナー組成物
（１００質量部）に、疎水化処理された酸化チタン（１
質量部）及びシリカ（１質量部）を外添して、重量平均
径６．１μｍのトナーを作製した。

【０１６０】得られたトナーを電子顕微鏡にて観察した
ところ、球状を示していた。形状係数は、ＳＦ−１は１
２０、ＳＦ−は１１０であった。

【０１６１】次に、現像剤の製造（製造例１、２）につ
いて説明する。

【０１６２】（現像剤の製造例１）平均径６０μｍのニ
ッケル亜鉛フェライトにシリコーン樹脂をコートした現
像キャリア（１００質量部）に、上記トナー製造例１の
トナーを６．５質量部を混合して現像剤を製造した。

【０１６３】以下、この製造例で得られた現像剤を「現
像剤１」とする。

【０１６４】（現像剤の製造例２）平均径６０μｍのニ
ッケル亜鉛フェライトにアクリル変性シリコーン樹脂を
コートした現像キャリア（１００質量部）に、上記トナ
ー製造例２のトナーを６．５質量部を混合して現像剤を
製造した。

【０１６５】以下、この製造例で得られた現像剤を「現
像剤２」とする。

【０１６６】次に、以下に示す実施例により本発明の効
果を評価した。

【０１６７】

【実施例】以下に示す各実施例においても、図１に示し
たクリーナーレス（現像同時クリーニング方式）の画像
形成装置を用いた。

【０１６８】この時の画像形成条件は、感光体１のプロ
セススピードを１５０ｍｍ／ｓとし、現像ローラ３ａに
印加する現像バイアスとして、−５００Ｖの直流電圧に
１０００Ｖのピーク間電圧で周波数３０００Ｈｚの矩形
波を重畳したバイアスを用いた。

【０１６９】また、ファーブラシ状の帯電ブラシを用
い、帯電ブラシに、感光体に対し対向回転できるように
外部駆動モータを接続した。

【０１７０】帯電バイアス及び帯電ブラシの周速差は、
各種感光体に対し次のように設定した。

【０１７１】上記感光体の製造例１で製造した「感光体
１」の場合には、帯電バイアス：ＤＣ帯電の場合：ＤＣ電圧＝−１３００ＶＡＣ帯電の場合：ＤＣ電圧＝−７００ＶＡＣ電圧＝ピーク間電圧１５００Ｖ注入帯電：なしブラシの周速差：１３０％共通上記感光体の製造例２、３で製造した「感光体２」、
「感光体３」の場合には、帯電バイアス：弱ＤＣ帯電の場合：ＤＣ電圧＝−１０００Ｖ弱ＡＣ帯電の場合：ＤＣ電圧＝−７００ＶＡＣ電圧＝ピーク間電圧７００Ｖ注入帯電：ＤＣ電圧＝−７５０Ｖブラシの周速差：弱ＤＣ帯電の場合には１１０％弱ＡＣ帯電の場合には１１０％注入帯電の場合には１５０％なお、上記各「感光体２」、「感光体３」の場合での注
入帯電効率Ｒは、次式から９０％以上であった。

【０１７２】Ｒ＝（Ｈ／Ｂ）×１００（％）ここで、Ｈは感光体の帯電電位（Ｖ）、Ｂは印加直流電
圧（Ｖ）である。

【０１７３】本実施例における評価方法は、６％文字原
稿をＡ４横送りで１万枚連続画像形成耐久を行い、ゴー
スト及び帯電不良により発生する画像カブリを反射温度
計で計測した。耐久環境は、温度２３℃／相対湿度６０
％（Ｎ／Ｎ環境）、温度２３℃／相対湿度１０％（Ｎ／
Ｌ環境）である。

【０１７４】本評価では、ＪＩＳＺ８７２２（０度−
４５度法）に基づいた反射濃度計（東京電色技術センタ
ー；ＴＣ−６ＭＣ）を用い、画像形成前後の差（％）を
算出しカブリ濃度とした。

【０１７５】評価レベルは、以下の表１の通りであり、
画質として５％未満を実用上問題なしと判断する。

【０１７６】

【表１】次に、以下の実施例１〜２４及び比較例１、２の場合に
おける、表１のレベルに基づき評価した結果を図５に示
す。なお、図５において、図中の各部材の番号は、上記
各製造例で示した部材番号であり、評価欄のＡ、Ｂ、Ｃ
は、表１の評価レベルに基づく。また、評価欄の＋は評
価なしを意味する。

【０１７７】（実施例１）図５に示す各部材の組み合わ
せ（カップリング剤で表面処理した上記「帯電ブラシ
１」、電荷注入層を有する上記「感光体２」、重合トナ
ーからなる上記「現像剤２」）を有する上記図１の画像
形成装置（デジタル複写機）で、Ｎ／Ｎ環境（温度２３
℃／相対湿度６０％）、及びＮ／Ｌ環境（温度２３℃／
相対湿度１０％）で、弱ＤＣ帯電による１万枚の画像形
成耐久を行い、耐久前後のカブリを評価した。

【０１７８】その結果、帯電ブラシによる転写残トナー
の吐出し及び回収が良好に行われ、帯電が厳しいＮ／Ｌ
環境においてもカブリ１％以下であり、高画質が達成さ
れた。

【０１７９】（実施例２〜５）図５に示す各部材の組み
合わせを有する上記図１の画像形成装置（デジタル複写
機）で、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対湿度６０％）、
及びＮ／Ｌ環境（温度２３℃／相対湿度１０％）で、弱
ＤＣ帯電による１万枚の画像形成耐久を行い、耐久前後
のカブリを評価した。

【０１８０】その結果、帯電ブラシによる転写残トナー
の吐出し及び回収が良好に行われ、高画質が得られた。

【０１８１】（実施例６、７）実施例１及び２におい
て、帯電を注入帯電（帯電効率Ｒ＞９０％）で行い、同
様にカブリを評価した。

【０１８２】その結果、帯電ブラシによる転写残トナー
の吐出し及び回収が良好に行われ、高画質が得られた。

【０１８３】（実施例８〜１１）図５に示す各部材の組
み合わせを有する上記図１の画像形成装置（デジタル複
写機）で、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対湿度６０
％）、及びＮ／Ｌ環境（温度２３℃／相対湿度１０％）
で、弱ＤＣ帯電（実施例１０では注入帯電）による１万
枚の画像形成耐久を行い、耐久前後のカブリを評価し
た。

【０１８４】その結果、帯電ブラシによる転写残トナー
の吐出し及び回収が良好に行われ、高画質が得られた。

【０１８５】（実施例１２〜１６）図５に示す各部材の
組み合わせを有する上記図１の画像形成装置（デジタル
複写機）で、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対湿度６０
％）、及びＮ／Ｌ環境（温度２３℃／相対湿度１０％）
で、ＤＣ帯電（実施例１６ではＡＣ帯電）による１万枚
の画像形成耐久を行い、耐久前後のカブリを評価した。

【０１８６】その結果、Ｎ／Ｎ耐久では、高画質が得ら
れ、更にＮ／Ｌ環境においてもカブリが抑えられており
（１〜３％）、良好な画質が得られた。

【０１８７】（実施例１７〜２０）図５に示す各部材の
組み合わせを有する上記図１の画像形成装置（デジタル
複写機）で、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対湿度６０
％）、及びＮ／Ｌ環境（温度２３℃／相対湿度１０％）
で、弱ＤＣ帯電（実施例１９では注入帯電）による１万
枚の画像形成耐久を行い、耐久前後のカブリを評価し
た。

【０１８８】その結果、Ｎ／Ｎ耐久では、高画質が得ら
れ、更にＮ／Ｌ環境においてもカブリが抑えられており
（１〜３％）、良好な画質が得られた。

【０１８９】（実施例２１〜２４）図５に示す各部材の
組み合わせを有する上記図１の画像形成装置（デジタル
複写機）で、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対湿度６０
％）、及びＮ／Ｌ環境（温度２３℃／相対湿度１０％）
で、ＤＣ帯電（実施例２３ではＡＣ帯電）による１万枚
の画像形成耐久を行い、耐久前後のカブリを評価した。

【０１９０】その結果、Ｎ／Ｎ耐久では、カブリの少な
い（１〜３％）良好な画橡が得られ、また、帯電が厳し
いＮ／Ｌ環境においても、カブリは５％以下であり、実
用的に問題のないレベルの画質が得られた。

【０１９１】（比較例１）上記「帯電ローラー１」を上
記「感光体１」に対し従動回転できるように設定し、そ
の他は図５に示す組み合わせで実施例１と同様な評価を
行った。

【０１９２】その結果、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対
湿度６０％）でカブリが発生し、画質の低下が認めれ
た。

【０１９３】（比較例２）上記「帯電ブラシ６」を上記
「感光体１」に固定させて比較例１と同様な評価を行っ
た。

【０１９４】その結果、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃／相対
湿度６０％）でカブリが発生し、画質の低下が認めれ
た。

【０１９５】この評価結果から明らかなように、上記し
た各実施例では、帯電ブラシによる転写残トナーの吐出
し及び回収が良好に行われ、実用的に問題のないレベル
以上の画質を得ることができた。

【０１９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブラシ接触子に付与する電荷制御剤によって、転写によ
り反転したトナーの帯電極性を感光体の帯電極性と同極
性に制御することにより、転写残トナーの感光体への付
着が防止されて転写残トナーの現像器での回収性が向上
するので、均一な帯電が維持され高画質な画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す
概略構成図。

【図２】本発明の実施の形態におけるローラ形状の帯電
ブラシを示す図。

【図３】本発明の実施の形態におけるブレード形状の帯
電ブラシを示す図。

【図４】本発明の実施の形態におけるベルト形状の帯電
ブラシを示す図。

【図５】本発明の実施の形態における各実施例の耐久評
価を示す図。

【符号の説明】

１感光体２帯電装置３現像器（現像手段）３ａ現像ローラ（トナー担持体）４転写ローラ（転写手段）５定着装置５ａ定着ローラ５ｂ加圧ローラ６帯電ブラシ（帯電部材）１０導電性基体１１、１３、１５ブラシ接触子１２基板１４ベルト１６ａ駆動ロール１６ａ従動ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｂ (72)発明者荒平文弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者高森俊夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC06 2H005 AA06 AB06 CA12 CA21 CA25 CA26 DA01 2H068 AA01 AA04 AA05 AA08 CA00 2H077 AA37 AD06 AD35 GA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に感光層を有する回動自在
な感光体と、該感光体の表面に接触または近接して設け
られ、前記感光体を帯電する帯電部材と、前記感光体の
表面に接触または近接して設けられ、前記感光体上に画
像露光して形成される静電潜像にトナーを混合した現像
剤を付着させてトナー像を形成するトナー担持体を有す
る現像手段と、前記トナー像を転写部において転写材へ
転写する転写手段とを備え、前記トナー担持体が、前記
転写材に転写されないで前記感光体上に残留する転写残
トナーを回収するクリーニング手投を兼ねる画像形成装
置において、前記帯電部材は、前記感光体の表面に接触または近接す
るブラシ接触子であり、該ブラシ接触子に、前記転写手
段による転写により反転した前記トナーの帯電極性を前
記感光体の帯電極性と同極性に制御する電荷制御剤を付
与する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記感光体の最表面に電荷注入層を有し
ている、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記電荷注入層は、金属酸化物を分散し
た樹脂層である、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記電荷注入層は、無機半導体層であ
る、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記電荷注入層は、１×１０⁸ 〜１×１
０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有している、請求項２、３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記電荷制御剤は、カップリング剤、カ
ップリング剤で変性した樹脂、イオン性の染顔料や有機
金属化合物、樹脂、変性シリコーンオイルのいずれかで
形成される、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】前記トナーは、重合法を用いて生成され
た球状トナーである、請求項１記載の画像形成装置。