JP4701768B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタやコピー機などの画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式のプリンタやコピー機などの画像形成装置に対して「高信頼化」、「高速化（高生産性化）」、「高画質化」などについての厳しい要求を同時に達成することが重要な課題となってきている。この課題解決のためには次のような諸項目を達成する必要がある。
（１）感光体の摩耗ライフの延長。
（２）クリーニング装置の信頼性向上によるクリーニング不良の発生防止。
（３）感光体の経時変化や傷による画質欠陥の発生防止、感光体への放電生成物付着による像流れやフィルミング（異物付着）による画質欠陥の発生防止。

上記項目のうち第１の項目である感光体の摩耗ライフの延長は高信頼化の前提となる重要な項目である。現在、電子写真方式のプリンタやコピー機などの感光体として有機感光体が広く使用されている。有機感光体はクリーニングブレードやクリーニングブラシによる摺擦によって表面が摩耗していき、一定量以上摩耗すると黒筋やかぶりといった画質欠陥が発生するようになる。

一般に感光体の摩耗ライフは、２００ｋｃｙｃ（キロサイクル）〜３００ｋｃｙｃ程度である。感光体の摩耗ライフ改善に対する材料面からのアプローチについては後述する。

次に、第２の項目であるクリーニング不良の発生防止および第３の項目である画質欠陥の発生防止について説明する。

感光体のクリーニング方式としては、ウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体に当接させて感光体上の付着物を除去するブレード方式が信頼性およびコストの点でメリットが大きく現在広く用いられている。

また、クリーニングブレードの上流側にロール型のクリーニングブラシを配した複合クリーニング装置も実用化されている。クリーニングブラシの効果としては、感光体上の転写残トナーをディスターブ（かきみだす）することにより感光体とトナーの付着力を弱めてクリーニングしやすくする効果、また、紙粉等の異物を取り除く効果などを挙げることができる。これらの効果により、クリーニングブレードとクリーニングブラシとを組み合わせた複合クリーニング装置は、クリーニングブレード単体のクリーニング装置よりも信頼性が向上する。

しかし、さらに飛躍的な高信頼化を達成するには以下の課題を解決する必要がある。
（１）クリーニングブレードの欠けによるクリーニング不良。
（２）クリーニングブレードのエッジ摩耗によるクリーニング不良。

これらのクリーニング不良は、画像形成速度が高速になればなるほど顕著に表われる。これは、感光体が同じサイクル数の回転の場合でも、画像形成速度が速くなるほどクリーニングブレード先端部にかかる負荷が大きくなり、クリーニングブレード先端部に欠けが発生しやすくなったり、クリーニングブレードの摩耗が加速されるためである。また、一般にクリーニングブレードの欠けや摩耗のレベルが同一の場合でも画像形成速度が速い方がトナーのクリーニングは困難になる傾向がある。

加えて、近年「高画質化」の観点からトナーの小粒径化および重合トナー化が進んでおり、小径トナーではクリーニングが困難になる傾向がある。重合トナーは小径化に適しており、「高画質化」の重要な手段ではあるが、球形に近い形状となるためクリーニングブレードをすり抜けやすく、ブレードクリーニング方式で長期間にわたり安定した性能を得ることは困難になりつつある。

他のクリーニング方法として、静電ブラシクリーニング法が挙げられる。これは導電性ブラシロールにバイアスを印加して感光体上のトナーを静電気力によりクリーニングする方法であり、１本のブラシロールによるもの、２本のブラシロールにそれぞれ正、負のバイアスを印加したものがある。

１本のブラシロールによる例としては、１本のブラシに正の電圧を印加した領域と負の電圧を印加した領域を設け、各領域それぞれに配置した回収ロールを用いてクリーニングするクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、近年のカラー画像形成装置では写真画像等の高密度画像が連続して出力されるケースが増えており、上記のように１本の静電ブラシロールで長期間にわたり安定したクリーニングを続けるのは難かしい。

２本のブラシロールによる例としては、プレ帯電器を使用して残留トナーを帯電させた後に、２本の静電ブラシロールにそれぞれ正、負のバイアスを印加して、正帯電トナーおよび負帯電トナーの双方を確実に除去できるようにした二連静電ブラシクリーナが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この方式のクリーナによれば信頼性を向上させることができるが、２本のブラシロールを用いたことにより感光体の摩耗が大きくなるという問題がある。また、感光体に傷が付きやすいという問題やトナーや外添剤が感光体上に固着するフィルミングが発生しやすいという問題もある。

一般に、静電ブラシクリーニングにおける課題は、ブラシロールから感光体にトナー、外添剤がこすりつけられることによるフィルミング発生の抑制である。フィルミングはブレードクリーニングの場合でも発生するが、ブラシクリーニングの場合はより顕著に発生する傾向があるので、ブラシの掻取り力のパラメータを最適化する必要がある。そこで、フィルミング物質を掻き取るための研磨ロールを付加したクリーニング装置も提案されている。

また、静電ブラシクリーニング性能の向上、感光体摩耗の抑制、フィルミング発生の抑制などの課題をクリアするため、クリーニングブラシに、従来よりも細い導電性繊維を用いた画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この画像形成装置は、繊維太さ３デニール以下の摺擦毛を有するブラシを２本使用した静電ブラシクリーニング装置を備えている。この方式によれば、高いクリーニング性能を維持しつつ、感光体摩耗を抑制することができる。また、感光体傷やフィルミングの発生も抑制でき、高い信頼性を得ることができる。

しかし、近年、高画質化の観点から多く用いられるようになった重合法で生成されたトナーをこのブラシクリーニング装置に組み合わせると、フィルミングが発生しやすくなるという問題がある。また、この方式では、感光体の摩耗改善についても飛躍的な改善効果を得ることが難しい。

ここで、重合トナーについての説明を補足する。近年、高画質化に関連して、重合法により生成したトナーの使用が主流になりつつある。重合法により生成したトナーは、小粒径化に適しているのに加え、粒度分布がシャープであり、高画質化に適しているが、その反面、トナーの帯電制御を行うために添加する外添剤の量が従来の粉砕トナーよりも多量となりやすい。また、一般に重合法トナーは粉砕トナーと比較して融点が低いため、クリーナからの圧力を受けたときに感光体に付着しやすい。さらに、上記の通り外添剤量が多いためフィルミングの抑制という課題に対しては不利である。

また、感光体の摩耗ライフの延長に関して、有機感光体の表面に耐摩耗層を設ける材料技術が提案されている。例えば、フェノール樹脂および水酸基を有する電荷輸送材料により耐摩耗層を構成した電子写真感光体が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。

また、電子写真感光体の表面層としてシロキサン樹脂を適用することが提案され多くの特許文献が開示されている（例えば、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、および非特許文献１参照。）。これらの文献には、シロキサン樹脂が３次元にネットワークを形成するため、強固な膜を形成し機械的な強度が大きく改善されることが示されている。

これらの材料を電子写真感光体の表面層として用いた場合には、従来の表面層に比較して、熱的、機械的強度に優れた表面層が得られ、それにより耐摩耗性が１０〜１００倍程度改善されるので表面層の摩耗等による劣化が著しく減少し、感光体の長寿命化を図ることができる。
特開昭６０−１２８４８１号公報（第１−３頁、図４） 特開平４−２３３５５６号公報（第２−３頁、図２） 特開２００４−１９８６２８号公報（第２−４頁、図２） 特開２００３−１８６２３４号公報（第２−４頁、図２） 特許番号２５７５５３６号公報（第２−６頁、図１） 特開平９−１９０００４号公報（第１−３頁、図５） 特開平１１−３８６５６号公報（第１−４頁、図１） 特開平１１−１８４１０６号公報（第１−４頁、図１） 特開平１１−３１６４６８号公報（第１−５頁、図１） 特開２０００−１７１９９０号公報（第１−３頁、図１） 特開２００１−１３７０２号公報（第１−３頁、図１） "Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＳ＆Ｔ’ｓ Ｅｌｅｖｅｎｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｎｏｎ−Ｉｍｐａｃｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｐ．５７〜５９"

本発明者らは以上の知見に基づき、前記の静電ブラシを２本組み合わせて構成した静電ブラシクリーナと前記の耐摩耗感光体とを組み合わせて画像形成テストを行ったところ、従来の感光体におけるよりも顕著なフィルミングが発生し、また、高温高湿環境下では従来の感光体に比較して像流れが発生しやすくなるという新たな問題のあることを見いだした。

また、耐摩耗性の表面層を持つ有機感光体は、従来の有機感光体に比較して放電生成物、トナー、外添剤などが付着しやすく、しかも表面層が摩耗しにくいため、それらの付着物がクリーニングしにくいという問題があることもわかった。

本発明は、上記事情に鑑み、クリーニング時のフィルミングや像流れの発生が抑制された、長期間にわたり安定した画質を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、
静電潜像をトナー粒子で現像することでトナー像を形成し、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、
表面に、電荷輸送性を有する構造単位を持ちかつ架橋構造を有する樹脂を含有した保護層を有し、該表面が、静電潜像を担持して所定方向に移動することで該静電潜像をトナー粒子で現像する現像位置と上記トナー像を上記被転写面に転写する転写位置とを通過する像担持体と、
上記転写位置よりも上記像担持体表面の移動方向下流側に該移動方向に並んで配備され、それぞれが回転軸から放射状に延びるブラシ繊維を有し、該回転軸を中心にして回転することで該ブラシ繊維が該像担持体表面を摺擦する２つのクリーニングロールとを備え、
上記２つのクリーニングロールのいずれか一方のクリーニングロールは、上記ブラシ繊維がトナー粒子とは異なる研磨粒子を担持し、上記像担持体表面を研磨する研磨能力が担持した研磨粒子によって該一方に対する他方のクリーニングロールよりも高められたものであることを特徴とする。

ここで、本発明にいう所定の被転写面とは、電子写真方式の画像形成装置における中間転写体の、上記像担持体に接する面であってもよいし、あるいは記録媒体の記録面であってもよい。

本発明の画像形成装置によれば、像担持体が最表層に、電荷輸送能を有する構造単位を持ち、かつ架橋構造を有する樹脂を含有する表面層から構成されている保護層を有しているので、像担持体の信頼性を向上させ、画像形成装置を高画質化かつ高速化させることができる。

ここで、上記一方のクリーニングロールは、上記研磨粒子が該研磨粒子表面の一部を露出させた状態で埋め込まれたブラシ繊維を有するものであってもよい。

本発明の画像形成装置を上記のように構成した場合は、研磨粒子を担持するブラシ繊維を有するクリーニングロールにより、クリーニング性能を低下させることなく感光体のフィルミングや像流れを防止することができ、画像形成装置を一層高画質化かつ高速化させることができる。

また、上記現像位置に配備され、トナー粒子と該トナー粒子の粒径よりも小さな粒径の外添研磨粒子とを含む現像剤を保持し、上記像担持体表面に該現像剤を供給し、該像担持体表面に担持された静電潜像を現像する現像器を備え、上記一方のクリーニングロールは、導電性のブラシ繊維が植毛されたものであり、該ブラシ繊維が上記像担持体表面に存在していた外添研磨粒子を静電的に保持することで、保持した外添研磨粒子を上記研磨粒子として作用させるものであってもよい。

本発明の画像形成装置を上記のように構成した場合は、クリーニング性能を低下させることなしに感光体のフィルミングや像流れをより効果的に防止することができ、画像形成装置を一層高画質化かつ高速化させることができる。

また、上記現像位置に配備され、トナー粒子と磁性キャリアとを含む現像剤を保持し、上記像担持体表面に該現像剤を供給し、該像担持体表面に担持された静電潜像を現像する現像器を備え、上記一方のクリーニングロールは、磁性を有するブラシ繊維が植毛されたものであり、該ブラシ繊維が上記像担持体表面に存在していた磁性キャリアを磁気的に保持することで、保持した磁性キャリアを上記研磨粒子として作用させるものであってもよい。

本発明の画像形成装置を上記のように構成した場合は、クリーニング性能を低下させることなしに像担持体のフィルミングや像流れをさらに効果的に防止することができ、画像形成装置をさらに高画質化かつ高速化させることができる。

また、上記保護層が、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、およびアミノ基からなる群から選択された少なくとも１種を有する電荷輸送材料を含有し、かつ、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を含む架橋構造を有する樹脂を含有するものであってもよい。

本発明の画像形成装置を上記のように構成した場合は、像担持体の信頼性をさらに向上させることができ、画像形成装置をさらに高画質化かつ高速化させることができる。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、クリーニング時のフィルミングや像流れの発生が抑制された、長期間にわたり安定した画質が得られる画像形成装置を実現することができる。

以下図面を参照して本発明の画像形成装置の実施の形態を説明する。

図１は、本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。

図１に示すように、この画像形成装置１００は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電器１２と、帯電された感光体ドラム１１表面を画像に基づく露光光１３で露光する露光装置１４と、露光光１３により感光体ドラム１１上に形成された静電潜像をトナー粒子で現像して感光体ドラム１１上にトナー像を形成する現像器１５と、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の転写を受ける、矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写体１７と、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写体１７に一次転写する一次転写器１６と、中間転写体１７に転写されたトナー像を、矢印Ｃ方向から供給される記録媒体Ｐの被転写面に転写する二次転写器１９と、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を定着する定着器１８と、一次転写器１６によりトナー像が転写された後の感光体ドラム１１表面をクリーニングするクリーニング装置２０とを備えている。

次に、この画像形成装置１００の動作について説明する。

感光体ドラム１１が帯電器１２によって一様に帯電され、この感光体ドラム１１に画像信号に従って露光装置１４から露光光１３が照射される。すると、感光体ドラム１１上の露光光１３が照射された部分に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像器１５によって現像剤であるトナーによって現像され、可視化される。可視化されたトナー像は感光体ドラム１１に担持されて一次転写位置１６’に達するタイミングに合わせて、給紙装置（図示せず）から記録媒体Ｐが一次転写位置１６’に搬送され、感光体ドラム１１上のトナー像は一次転写器１６によって記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐに転写されたトナー像は定着器１８によって熱と圧力による像の定着を受けた後、機外に排出される。なお、感光体ドラム１１に残留するトナーはクリーニング装置２０によって除去され、感光体ドラム１１は再び画像形成に供される。

この画像形成装置１００では、感光体ドラム１１は、表面に、電荷輸送性を有する構造単位を持ちかつ架橋構造を有する樹脂を含有した保護層を有し、該表面が、静電潜像を担持して所定方向に移動することで該静電潜像をトナー粒子で現像する現像位置１５’と上記トナー像を上記被転写面に転写する一次転写位置１６’とを通過するように構成されている。

なお、上記保護層は、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、およびアミノ基からなる群から選択された少なくとも１種を有する電荷輸送材料を含有し、かつ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を含む架橋構造を有する樹脂を含有するものとして構成されている。

感光体ドラム１１の詳細な構成については後述する。

図２は、本実施形態の画像形成装置に備えられるクリーニング装置の概略構成図である。

図２に示すように、このクリーニング装置２０は、上記一次転写位置１６’（図１参照）よりも感光体ドラム１１の回転方向Ａの下流側に該移動方向に並んで配備され、それぞれが回転軸２１ａ，２２ａから放射状に延びるブラシ繊維２１ｂ，２２ｂを有し、回転軸２１ａ，２２ａを中心にして回転することでブラシ繊維２１ｂ，２２ｂが感光体ドラム１１表面を摺擦する２つのクリーニングロール２１，２２を備えており、これら２つのクリーニングロール２１，２２のいずれか一方のクリーニングロールは、上記ブラシ繊維がトナー粒子とは異なる研磨粒子を担持し、感光体ドラム１１表面を研磨する研磨能力が担持した研磨粒子によって該一方のクリーニングロールに対する他方のクリーニングロールよりも高められたものとして構成される。

さらに、ブラシ繊維２１ｂ，２２ｂに付着した付着物を除去するディトーニングロール２３，２４、ディトーニングロール２３，２４に付着した付着物を除去するスクレーパ２５，２６、第１のクリーニングロール２１よりも感光体ドラム１１の回転方向Ａの上流側に配備され感光体ドラム１１表面に電荷を付与するクリーニング前コロトロン２７、感光体ドラム１１表面の電荷を除去するクリーニング前イレーズランプ２８、クリーニングロール２１、２２およびディトーニングロール２３，２４にバイアス電圧を印加する電源２９ａ，２９ｂおよび３０ａ，３０ｂなどが備えられている。

次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
実験機としては、富士ゼロックス社製のＤｏｃｕ Ｃｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ５００改造機を用い、トナーとしてはこの実験機用の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。トナーの平均形状指数は１３２である。このトナーには帯電制御剤、クリーニング助剤、転写助剤としてシリカ、チタニア、アルミナを添加した。

感光体ドラム１１（図１参照）としては、従来の有機感光体の表面に耐摩耗層を設けたものを用いた。感光体の詳細については後述する。

この実施例１では、クリーニング装置２０は、図２に示すように、一次転写位置１６’（図１参照）よりも感光体ドラム１１の回転方向Ａの下流側に該移動方向に並んで配備された第１および第２のクリーニングロール２１，２２を備えている。これらのクリーニングロール２１，２２は回転軸２１ａ，２２ａから放射状に延びるブラシ繊維２１ｂ，２２ｂを有し、回転軸２１ａ，２２ａを中心にして回転することでブラシ繊維２１ｂ，２２ｂが感光体ドラム１１表面を摺擦するようになっている。

２つのクリーニングロール２１，２２のうち、第２のクリーニングロール２２は、トナー粒子とは異なる研磨粒子が、その研磨粒子表面の一部を露出させた状態で埋め込まれたブラシ繊維２２ｂを有しており、こうして担持された研磨粒子により、感光体ドラム１１表面を研磨する研磨能力が第１のクリーニングロール２１よりも高められている。

第１のクリーニングロール２１のブラシ繊維２１ａとしては、ナイロンにカーボン分散した繊維太さ２デニールの導電性繊維１２０Ｋ本／ｉｎｃｈ²が用いられている。

第２のクリーニングロール２２のブラシ繊維２２ｂとしては、ナイロンにカーボン分散した導電性繊維に酸化チタン粒子（研磨粒子）を分散したものが用いられ、ブラシ表面に粒子が一部露出した状態で埋め込まれている。

クリーニングロール２１，２２の詳細は表１に示した通りである。

第２のクリーニングロール２２に分散される酸化チタン粒子（研磨粒子）の材料としては、チタニアを用いることができる。研磨粒子径は、０．０１μｍ〜１μｍ程度のものが用いられる。本実施例１では、粒径０．０５μｍのチタニア粒子を添加したクリーニングロール２２を作成した。

次に、実施例１の効果を確認するためのランニングテストの結果について説明する。

なお、比較例として、クリーニングロール２１，２２に従来仕様のブラシロールを用いた比較例１、および本実施形態のクリーニング装置を従来の有機感光体に適用した比較例２のテスト結果を併記した。

表１は、実施例１および比較例１、２のテスト条件を示す表である。

表２は、実施例１および比較例１、２のテスト結果を示す表である。

表２に示すように、実施例１のテスト結果は全て問題はなかったが、比較例１、２の場合には、付着物、像流れ、フィルミング、白抜け、かすれなど種々の問題が発生しており、条件によってはテストを中断をせざるを得ない場合もあった。

次に、第２の実施例について説明する。
＜実施例２＞
第２の実施例では、現像器１５（図１参照）が、トナー粒子と該トナー粒子の粒径よりも小さな粒径の外添研磨粒子とを含む現像剤を保持し、感光体ドラム１１表面に該現像剤を供給し、感光体ドラム１１表面に担持された静電潜像を現像するように構成され、前記の一方のクリーニングロールは、導電性のブラシ繊維が植毛されたものであり、該ブラシ繊維が上記像担持体表面に存在していた外添研磨粒子を静電的に保持することで、保持した外添研磨粒子を上記研磨粒子として作用させるものとして構成されている。

すなわち、トナー粒子に研磨粒子を添加した現像剤を用い、感光体ドラム１１の回転方向Ａ下流側の第２のクリーニングロール２２（図２参照）が研磨粒子を保持し、感光体ドラム１１への付着物を掻き取るように構成されている。

実施例２で使用される研磨粒子は、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電するものが使用される。

第２のクリーニングロール２２には、トナーとは同極性の電圧が印加され、主に逆極帯電トナーをクリーニングする。このとき、トナーとは逆極性に帯電された研磨粒子もクリーニングロール２２のブラシ繊維２２ｂに吸着され、ブラシ繊維２２ｂ表面に研磨粒子を保持した状態で感光体ドラム１１に接触するため、感光体ドラム１１に形成されたフィルムや放電生成物を効果的に除去することができる。また、ブラシ繊維２２ｂに保持されているトナーも研磨効果を有しているので、フィルムや放電生成物をより効果的に除去することができる。

なお、ブラシ繊維２２ｂに付着した研磨粒子がディトーニングロール２４により除去されてしまい、研磨粒子の効果が充分発揮できない場合があるが、そのような場合には、サイクルアウト時に感光体リフレッシュサイクルを入れるとよい。なお、そのときに、下流側のディトーニングロール２４のバイアス電圧をオフにすることにより、ブラシ繊維２２ｂに付着した研磨粒子が除去されないようになるので効果的である。

以下に、実施例２におけるテスト条件、感光体リフレッシュサイクル、およびリフレッシュの頻度と時間について説明する。

表３は、実施例２のテスト条件を示す表である。

表４は、実施例２におけるテスト条件と感光体リフレッシュサイクル時のブラシ繊維２２ｂとディトーニングロール２４のバイアス条件を示す表である。

表５は、リフレッシュサイクルの頻度と時間を示す表である。

上記の条件で実施例１と同様にテストを行った結果、フィルミングや像流れの発生はなく、全く問題はなかった。

次に、上記各実施例で使用した感光体について説明する。
［感光体Ａ］
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℃で２時間焼付けを行った。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。

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、直径１ｍｍ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、トスパール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℃、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を用いて測定距離２．５ｍｍ、走査速度０．３ｍｍ／ｓｅｃで測定した結果、Ｒｚ値０．２４であった。

次に、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℃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。

次に、下記の構造式（Ｉ）で示されるベンジジン化合物２部、下記の構造式（ＩＩ）で示されるる高分子化合物（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２２μｍの電荷輸送層を形成し、これを感光体Ａとした。

［感光体Ｂ］
下記の構造式（ＩＩＩ）で示される化合物を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、およびイソプロパノ−ルを２０部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬コーティング法で感光体の電荷輸送層上に塗布し、１３０℃で４０分乾燥させ、膜厚３μｍの保護層を形成し、得られた感光体１を感光体Ｂとした。

［感光体Ｃ］
前記の感光体１上に、下記に示す構成材料を、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：ローム・アンド・ハース社製）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：
化合物ＩＶ ２部
化合物Ｖ 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
ここで、Ｍｅはメチル基を表し、化合物ＩＶおよび化合物Ｖの構造式は次に示す通りである。

次に、ｎ−ブタノール１０部、蒸留水０．２５部を添加し、５分加水分解を行ない、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℃で１時間加熱処理して硬化し、膜厚約３μｍの保護層を形成し、これを感光体Ｃとした。

本発明に用いる感光体では表面の磨耗、傷などに対する耐性を持たせるため、表面に保護層を設けることが必要である。この保護層の詳細については後述する。

次に、本発明の実施形態に用いられる現像剤について説明する。

トナーは、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採用できる。

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持たせる製造方法など、公知の製造方法を採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。

トナー粒子は結着樹脂と着色剤、離型剤等とからなり、必要に応じてシリカや帯電制御剤を用いてもよい。体積平均粒径は２μｍ〜１２μｍの範囲が好ましく３μｍ〜９μｍの範囲がより好ましい。

また、トナーの平均形状指数（ＳＦＩ＝（ＭＬ²／Ａ）×（π／４）×１００、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、および高画質の画像を得ることができる。

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。

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。

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。

また、トナーには必要に応じて帯電制御剤を添加してもよい。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は、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。

本発明に用いられるトナーは、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。

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；およ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よい。

特にトナーに添加する潤滑剤としては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、特にステアリン酸亜鉛がよい。ステアリン酸亜鉛の添加量は０．０１％質量部〜２．０％質量部が好ましく、更に０．０５％質量部〜０．５％質量部がより好ましい。０．０１％質量部より少ない場合は十分な潤滑効果を発揮できず、２．０％質量部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。

本発明に用いるトナーには、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よい。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を行うことも好ましい。

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表面に傷を発生しやすくなるため、平均粒子径で５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲、より好ましくは５ｎｍ〜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。

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を大きくすることができる。

本発明におけるトナーは、前記トナー粒子および外添剤をヘンシェルミキサ、あるいはＶブレンダ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、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。

次に、本発明における保護層（感光体表面に形成する耐摩耗層）について説明する。

本発明の感光体としては表面層の傷などに対する耐性を持たせ長寿命化をはかるために高強度の保護層を設けることが好ましい。この保護層としては、バインダ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、電気特性、および画質維持性などの観点から、架橋構造を有するものが好ましい。

感光体の表面に架橋構造を有する樹脂を含ませることにより、表面の硬度が高く耐磨耗性に優れ、ブラシ摺擦により発生する傷が抑制され、ブラシ毛先の傷に沿った不均一な摺擦を抑制し感光体を均一に摺擦することが可能となるため、前記受酸効果を有する複合微粒子による放電生成物除去効果をより均一に長期間に渡って発現させることができる。

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できるが、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。

なお、保護層の形成方法の詳細については後述するが、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。

さらに、電気特性や画質維持性などの観点から、架橋構造を有する樹脂としては、電荷輸送性を有している（電荷輸送能を有する構造単位を含む）ものであることが好ましい。

このような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を構成する電荷輸送能を有する構造単位は、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、チオール基およ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。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の一般式（１）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のでより好ましい。

（Ｐ２／Ｐ１）≦０．２ … （１）
なお、上記一般式（１）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。

上記一般式（１）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ものと考えられる。

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^-1-1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、赤外吸収スペクトル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ものと考えられる。

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ものと考えられる。なお、本発明の感光体は、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。

なお、吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）は、０．１８以下であることが好ましく、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。

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、また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、酸触媒また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。

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等のアルカリ金属およ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。

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または除去することが好ましい。

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。

水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基およ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（２）、（３）、（４）、または（５）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 … （２）
なお、上記一般式（２）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は酸素原子または硫黄原子を、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）またはアミノ基（−ＮＨ₂）を示し、ｍ１およびｍ２はそれぞれ独立に０または１を、ｍ３は１〜４の整数を示す。

Ｆ−［（Ｘ２）_n1−（Ｒ２）_n2−（Ｚ）_n3Ｇ］_n4 … （３）
上記一般式（３）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は酸素原子または硫黄原子を、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またはＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２およびｎ３はそれぞれ独立に０または１を、ｎ４は１〜４の整数を示す。

Ｆ−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）_(3-a)Ｑ_a］_b … （４）
上記一般式（４）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は可撓性を有する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）また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。

また、上記可撓性を有する２価の基Ｄとしては、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撓性を付与し、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）−、および、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 … （５）
上記一般式（５）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は酸素原子または硫黄原子を、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またはＣＯＯを、Ｇはエポキシ基を、ｎ１、ｎ２およびｎ３はそれぞれ独立に０または１を、ｎ４は２〜４の整数を示す。

上記一般式（２）〜（５）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、下記の構造式（ＶＩ）で示される化合物が好ましい。

ここで、上記構造式（ＶＩ）中、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³および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、Ａｒ⁵は置換若しくは未置換のアリール基また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（２）〜（５）で示される化合物における−［（Ｘ１）_m1−（Ｒ１）_m2−Ｙ］、−［（Ｘ２）_n1−（Ｒ２）_n2−（Ｚ）_n3Ｇ］、または、−［Ｄ−Ｓｉ（Ｒ３）_(3-a)Ｑ_a］で示される部位と結合手を有する。

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、金属酸化物およびカーボンブラック等が挙げられる。これらの中でも、金属また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、銀およびステンレス等、また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、およ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以下であることが好ましく、０．１μｍ以下であることが特に好ましい。

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（６）で示される化合物を添加することもできる。

Ｓｉ（Ｒ３０）_(4-c)Ｑ_c … （６）
上記一般式（６）中、Ｒ３０は水素原子、アルキル基また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。

上記一般式（６）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。保護層の膜の強度を向上させるためには３および４官能のアルコキシシランが好ましく、可撓性、成膜性を向上させるためには１および２官能のアルコキシシランが好ましい。

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）、および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。

また、保護層には、その強度を高めるために、下記の一般式（７）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)Ｑ_d）₂ … （７）
上記一般式（７）中、Ｂは２価の有機基を、Ｒ３１は水素原子、アルキル基また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。

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、下記構造式（ＶＩＩ）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。

上記構造式（ＶＩＩ）中、Ａ¹およびＡ²は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。

構造式（ＶＩＩ）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。

更に、感光体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。

上記の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、コロイダルシリカおよ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１ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜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質量％〜５０質量％の範囲、より好ましくは０．１質量％〜３０質量％の範囲で用いられる。

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１ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子およ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摩耗性、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質量％〜３０質量％の範囲であり、より好ましくは０．５質量％〜１０質量％の範囲である。

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”に示されるような、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。

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。

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、チオエーテルまた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。

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）などが挙げられる。

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。

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６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。

次に、第３および第４の実施例について説明する。

第３および第４の実施例では、図１に示すように、現像位置１５’に配備され、トナー粒子と磁性キャリアとを含む現像剤を保持し、感光体ドラム１１表面に現像剤を供給し、感光体ドラム１１表面に担持された静電潜像を現像する現像器１５を備えた画像形成装置１００が用いられた。

なお、第３および第４の実施例で用いた画像形成装置における２つのクリーニングロールのうち一方のクリーニングロールには、次に示す「磁性を有するブラシ繊維が植毛された」クリーニングロールが用いられた。

図３は、磁性を有するブラシ繊維が植毛されたクリーニングロールの概略構成図である。

図２に示した２つのクリーニングロール２１，２２のうちの感光体ドラム１１の回転方向下流側のクリーニングロール２２に代わり、実施例３，４では、図３に示すように、感光体ドラム１１の回転方向下流側に、クリーニングロール３４が備えられている。

このクリーニングロール３４は、内部に永久磁石３１を固定配置し、その外周に回転可能な円筒状の非磁性体のスリーブ３２を設け、そのスリーブ３２上に磁性キャリアを担持させてトナーを回収する磁気ブラシ方式のクリーニングロールである。

スリーブ３２の内部に配置された永久磁石３１はスリーブ３２の軸方向に長い円柱形状のものであって、回動不能に固定されている。この永久磁石３１は、その周方向に３つの磁極、即ちＳ１極、Ｎ１極、Ｎ２極を有しており、主極であるＳ１極は感光体ドラム１１に最近接した位置にあり、Ｎ１極、Ｎ２極はＳ１極を挟んで周方向にＳ１極からそれぞれ６０°離れた位置に形成されている。具体的には、主極（Ｓ１極）の磁束密度は８５０ガウスであり、Ｎ１極、Ｎ２極の磁束密度はいずれも６５０ガウスである。各極の磁束密度、および着磁パターンはこれに限られるものではない。

このスリーブ３２には磁性を有するブラシ繊維３３が植毛されており、そのブラシ繊維３３が感光体ドラム１１表面に存在していた磁性キャリアを磁気的に保持することで、保持した磁性キャリアを上記研磨粒子として作用させるように構成されている。

ここで、磁気ブラシを用いたクリーニングシステムについて説明する。

従来から、像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニングシステムにおいて、磁気ブラシを用いたクリーニングユニットが知られている。内部に磁石を固定配置し、その外周に回転可能な円筒状の非磁性体のスリーブを設け、そのスリーブ上に磁性キャリアを担持させてトナーを回収する磁気ブラシ方式が実用化されている。この磁気ブラシを用いたクリーニングユニットを前述の導電性ブラシを用いたクリーニングユニットの下流側に設置することによって、前者の導電性ブラシで像担持体上の残留トナーをクリーニングし、後者の磁気ブラシで像担持体表面に付着した放電生成物やタルク等を除去する組み合わせが提案されている。

さらに、画像形成以外の所定のタイミングで磁気ブラシ手段にバイアスを印加し動作させることによって、像担持体表面に付着している放電生成物やタルク等を除去し、放電生成物やタルク等による画質劣化を防止する方法も提案されている。ここで、磁気ブラシは、導電性ファーブラシやクリーニングブレードといったクリーニング装置の上流側あるいは下流側のいずれにに設置してもよい。さらに、磁気ブラシ手段を着脱動作することにより磁気ブラシ手段の長寿命化を達成することができる。

しかし、スリーブ表面に磁性キャリアを保持する場合、スリーブから脱落した磁性キャリアが像担持体表面に付着して、像担持体表面の電荷が散逸し、プリント画像に白抜けが発生するという問題がある。また、付着した磁性キャリアが像担持体表面へ埋まり込み、像担持体ドラムのみならずクリーニング部材を傷つけ、寿命を縮める可能性もある。

ここで、磁気ブラシの一種として、非磁性材料からなる回転可能なスリーブ表面に磁性を有するブラシ繊維を植毛した方式が知られている。この磁気ブラシは非磁性体のスリーブと、そのスリーブの外周に沿ってスリーブの全周に植毛された磁性を有するブラシ繊維（以下これを磁性毛という）を有している。スリーブの外径は１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。このスリーブは、感光体ドラムの周速よりも速い周速（例えば１６０ｍｍ／ｓ〜４８０ｍｍ／ｓ）で回転する。スリーブの回転方向は、感光体ドラムの回転に従動する順方向に回転するウィズ（ｗｉｔｈ）モード、あるいは像担持体ドラムの回転に対抗する逆方向に回転するアゲインスト（ａｇａｉｎｓｔ）モードのいずれであってもよい。スリーブに植設される磁性毛としては、例えば、アクリル繊維表面にニッケルメッキを施したもの、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を細いファイバ状に形成したもの、あるいはポリプロピレン繊維中にフェライトを分散したもの等を採用することができる。

ここで、上記磁性毛が、飽和磁化率１０ｅｍｕ／ｇ以上、残留磁化率８０ｅｍｕ／ｇ以下、および保磁力１８００エルステッド（Ｏｅ）以下からなる群のうち少なくとも１つを満足する磁気特性を有するものであることが好ましい。磁性キャリアとしての磁性粒子により磁気ブラシの表面と像担持体ドラムとの表面との間に穂を形成し、これにより像担持体ドラムの表面に付着している放電生成物やタルク等の除去を行う。このように、磁性毛をもつ磁性ブラシに磁性キャリアを保持させ、かき取り性を大きくすることにより、像担持体表面の放電生成物やタルク除去性を向上させつつ、磁性キャリアの付着や埋まり込みを防止することが可能である。

しかしながら単純に磁性ブラシを用いた場合には、磁性キャリアを保持したブラシ毛先がレコード針のように像担持体表面をなぞることにより、像担持体表面の摩耗を促進し、像担持体の寿命は短くなる。場合によっては像担持体表面にひっかき傷（スクラッチ）が発生し、画質の著しい低下を招くこととなる。特に、像担持体が従来用いられているような表面の軟らかい有機感光体である場合、その傾向は顕著である。

第３および第４の実施例は、上記のような状況に対応するものであり、像担持体上の残留トナーや放電生成物に対する高いクリーニング性能と、良好なプリント画質を長期間に渡って維持することが可能なクリーニング装置を提供する。

以下に、上記の磁気ブラシを本発明のクリーニングロールに適用した第３〜４の実施例について説明する。

実施例３および実施例４では、画像形成装置１００（図１参照）は、現像位置１５’に配備され、トナー粒子と磁性キャリアとを含む現像剤を保持し、感光体ドラム１１表面に該現像剤を供給し、感光体ドラム１１表面に担持された静電潜像を現像する現像器１５を備え、一方のクリーニングロールは、磁性を有するブラシ繊維が植毛されたものであり、該ブラシ繊維が感光体ドラム１１表面に存在していた磁性キャリアを磁気的に保持することで、保持した磁性キャリアを前記研磨粒子として作用させるものとして構成されている。

実験機としては、図２に示すクリーニング装置２０を備えた画像形成装置１００が用いられた。このクリーニング装置２０は、感光体ドラム１１との相対位置を固定して取り付けられており、感光体ドラム１１表面に当接配置された導電性ブラシ部材からなるクリーニングロール２１および磁性ブラシ部材からなるクリーニングロール２２と、これらクリーニングロール２１，２２に当接配置されたディトーニングロール２３，２４と、これらディトーニングロールに当接配置されたスクレーパ２５，２６とを有するクリーニングユニットである。

以下、実施例３〜４で用いたクリーニングシステムについて述べる。

表６は、実施例３〜４に使用した３種類の磁性毛（１）〜（３）の特性を示す表である。表６中の保持力、飽和磁化率、残留磁化率はそれぞれ測定磁場の強さ：１０ＫＯｅでの測定値である。

実施例３〜４では、次に示す３種類のクリーニングシステム１〜３を用いた。
＜クリーニングシステム１＞
［第１のクリーニングユニット］
（ブラシ）
ブラシ材質：導電性ナイロン、太さ：２デニール（約１７μｍ）、電気抵抗：１．０×１０⁸Ω、毛足長さ：３．５ｍｍ、密度：１．２万本／ｉｎｃｈ²、感光体への食い込み量：約０．５ｍｍ、周速：１７１ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転、ブラシ印加バイアス：２６０Ｖとした。

（回収ロール）
材質：フェノール樹脂に導電性カーボンを分散、電気抵抗：１．０×１０⁸Ω、曲げ弾性率：１００Ｍｐａ、磨耗量：２．０ｍｇ、ロックウェル硬度（Ｍ）：１２０、ブラシへの食い込み量：１．０ｍｍ、周速：２０１ｍｍ／ｓ、印加バイアス：６６０Ｖとした。

（スクレーパ）
材質：ＳＵＳ３０４、厚み：８０μｍ、食い込み量：１．３ｍｍ、フリーレングス：８．０ｍｍに設定した。

［第２のクリーニングユニット］
（ブラシ）
材質：導電性ナイロン、太さ：２デニール（約１７μｍ）、電気抵抗：１．０×１０⁵Ω、毛足長さ：４．５ｍｍ、密度：１．２万本／ｉｎｃｈ²、感光体への食い込み量：約１．６ｍｍ、周速：１７７ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転、ブラシ印加バイアス：−４００Ｖとした。

（回収ロール）
材質：フェノール樹脂に導電性カーボンを分散、電気抵抗：１．０×１０⁸Ω、曲げ弾性率：１００Ｍｐａ、磨耗量：２．０ｍｇ、ロックウェル硬度（Ｍ）：１２０、ブラシへの食い込み量：２．１ｍｍ、周速：３２０ｍｍ／ｓ、印加バイアス：−８００Ｖに設定した。

（スクレーパ）
材質：ＳＵＳ３０４、厚み：８０μｍ、食い込み量：１．３ｍｍ、フリーレングス：８．０ｍｍに設定した。
＜クリーニングシステム２＞
［第１のクリーニングユニット］
クリーニングシステム１と同様とした。

［第２のクリーニングユニット］
（磁性ロール）
材質：ＳＵＳ３０４、外径：１２ｍｍφ、主極（Ｓ１極）の磁束密度は８５０ガウスであり、Ｎ１極、Ｎ２極はそれぞれＳ１極をはさんで６０°の位置にあり、磁束密度はいずれも６５０ガウスとなる磁性スリーブを用いた。また周速：１７７ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転とした。

（スクレーパ）
材質：ＳＵＳ３０４、厚み：８０μｍ、フリーレングス：８．０ｍｍに設定し、磁性ロール面からの距離を０．２ｍｍに固定し、規定以上の大きさをもつ磁性キャリア穂立ちを掻き取るものとした。
＜クリーニングシステム３＞
［第１のクリーニングユニット］
クリーニングシステム１と同様とした。

［第２のクリーニングユニット］
（ブラシ）
表６の磁性毛（１）から（３）に示した磁性ブラシを用いた。また感光体への食い込み量：約１．６ｍｍ、周速：１７７ｍｍ／ｓ、回転方向：感光体の回転方向に対し逆回転、ブラシ印加バイアス：−４００Ｖとした。

（回収ロール）
材質：フェノール樹脂に導電性カーボンを分散、電気抵抗：１．０×１０⁸Ω、曲げ弾性率：１００Ｍｐａ、磨耗量：２．０ｍｇ、ロックウェル硬度（Ｍ）：１２０、ブラシへの食い込み量：２．１ｍｍ、周速：３２０ｍｍ／ｓ、印加バイアス：−８００Ｖに設定した。

（スクレーパ）
材質：ＳＵＳ３０４、厚み：８０μｍ、食い込み量：１．３ｍｍ、フリーレングス：８．０ｍｍに設定した。

次に、実施例３〜４で用いられる感光体Ｄ〜Ｅについて説明する。

（感光体Ｄ）
先ず、８４ｍｍΦの円筒状アルミニウム基材を準備し、このアルミニウム基材をセンタレス研磨装置により研磨して表面粗さをＲｚ＝０．６μｍとした。このセンタレス研磨処理が施されたアルミニウム基材を洗浄するために、脱脂処理、２質量％水酸化ナトリウム溶液で１分間エッチング処理、中和処理および純水洗浄をこの順に行った。次に、このアルミニウム基材の表面に、１０質量％硫酸溶液により陽極酸化膜（電流密度１．０Ａ／ｄｍ²）を形成した。水洗後、８０℃の１質量％酢酸ニッケル溶液に２０分間浸漬して封孔処理を行った。更に、純水洗浄、乾燥処理を行った。このようにして、表面に７μｍの陽極酸化膜を形成されたアルミニウム基材を得た。

次に、Ｘ線回折スペクトルにおけるブラッグ角（２θ±０．２°）が、７．４°、１６．６°、２５．５°および２８．３°に強い回折ピークを持つクロロガリウムフタロシアニンを１部、ポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）を１部、および酢酸ｎ−ブチルを１００部混合し、ガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間処理して分散させ、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を、得られたアルミニウム基材上に浸漬コートして１００℃で１０分間加熱乾燥し、膜厚約０．１５μｍの電荷発生層を形成した。

次に、前述の構造式（Ｉ）（実施例１参照）で示されるベンジジン化合物を２．５部、同じく構造式（ＩＩ）（実施例１参照）で示される構造単位を有する高分子化合物（粘度平均分子量３９，０００）を３部およびクロロベンゼンを２０部混合し溶解させ、電荷輸送層形成用塗布液を得た。

この塗布液を電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布し、１１０℃で４０分の加熱を行ない、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。こうして陽極酸化膜が形成されたアルミニウム基材上に電荷発生層および電荷輸送層を形成し、これを感光体Ｄとした。
＜実施例３＞
前述の構造式（ＩＩＩ）（実施例１参照）で示される化合物を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、およびイソプロパノ−ルを２０部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬コーティング法で感光体Ｄの電荷輸送層上に塗布し、１３０℃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Ｄ−１とした。なお、本実施例においては、乾燥時の雰囲気を特に記載していない場合は空気雰囲気で行ったものである。
＜実施例４＞
前述の構造式（ＩＶ）（実施例１参照）で示される化合物を５部、イソプロピルアルコールを１５部、テトラヒドロフランを９部、および蒸留水を０．９部混合し、それにイオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ）を０．５部加え、室温で攪拌することにより２時間加水分解を行った。さらに、ブチラール樹脂を０．５部、レゾール型フェノール樹脂（ＰＬ−２２１１、群栄化学社製）を５部、サノールＬＳ２６２６を０．２部、およびネイキュア４１６７を０．５部加え保護層形成用塗布液を調製した。この保護層形成用塗布液を浸漬コーティング法で感光体１の上に塗布して１３０℃で３０分乾燥し、膜厚３μｍの保護層を形成した。得られた感光体を感光体Ｄ−２とした。

図４は、初期状態でのブラシクリーニング性能を示す図である。

図４に示すシステム１〜３ｃは、それぞれ異なるクリーニングブラシおよびクリーニングロールを用いたものである。

すなわち、システム１は感光体ドラム１１（図２参照）として実施例３に示した感光体Ｄ−１を用い、クリーニング装置として上記クリーニングシステム１を用いたものである。

システム２は感光体ドラム１１として実施例４に示した感光体Ｄ−２を用い、クリーニング装置として上記クリーニングシステム２を用いたものである。

システム３は感光体ドラム１１として実施例４に示した感光体Ｄ−２を用い、クリーニング装置として上記クリーニングシステム３を用いたものである。なお、システム３ａ〜３ｃは、磁性ブラシとして、表７に示す磁性毛ａから磁性毛ｃをそれぞれ用いたものである。

クリーニング性能は、感光体ドラム１１の軸方向に４．５ｇ／ｍｍ²（以下、ＤＭＡとする）から０．５ｇ／ｍｍ²まで連続的に変化させたトナーバンドをバイアス現像により現像し、そのクリーニングを実施することにより評価した。

クリーニング実施後に感光体ドラム１１表面に残留したトナーバンドの軸方向長さを評価基準とした。残りトナーバンド長さが３ｃｍ以下であれば、１００％ベタ画像のクリーニングが可能である。

図４に示すように、いずれのクリーニングシステムでも残りトナーバンド長さ３ｃｍ以下を満たす結果が得られた。

図５は、画像形成工程後のクリーニング試験結果を示す図である。

このテストでは、感光体ドラム１１（図１参照）上に少なくとも３００００回の帯電、現像、クリーニングの一連の工程を行った後、前記のクリーニング試験を行った。

なお、５回の帯電を行う度に、感光体ドラム１１の軸方向に１．０ｇ／ｍｍ²から０ｇ／ｍｍ²まで連続的に変化させたトナーバンドを、プロセス方向に１３０ｍｍの長さでバイアス現像により一度現像した。

図５に示すように、導電性ブラシを用いたシステム１では、顕著なクリーニング不良が発生し、残りトナーバンド長さは約１４ｃｍに達した。システム３ｂおよびシステム２がこれに次ぎ、システム３ａはまずまず、システム３ｃではクリーニング不良が発生しなかった。

図６は、高温高湿環境下に曝した感光体ドラムを用いてプリント画質評価を行った結果を示す図である。

感光体ドラム１１は帯電後、２８℃、８５ＲＨ％の環境下に２４ｈ放置した。実験機としてはＣＯＬＯＲ ＤＯＣＵＴＥＣＨ ６０Ｖ（富士ゼロックス社製）を用い、同様の温湿度条件下で画像密度２０％のハーフトーン画像をプリントアウトした。像流れ、白点の発生については目視により評価しグレード付けを行った。グレード１以下の場合は画質に問題のないレベルである。

図６に示すように、導電性ブラシを用いたクリーニングシステム１では像流れの発生が顕著であった。

また、従来の磁性ロールを用いたクリーニングシステム２では、磁性ロール表面に保持された磁性キャリアおよび該磁性キャリアとともに保持されたトナーによって、放電生成物やタルクの除去を行うことができ、像流れの発生をある程度防止することができるたが、充分に保持できなかった磁性キャリアの感光体ドラム１１表面への付着、埋まりこみも起こり、それに起因する白点の発生が顕著である。

一方、磁性毛をもつ磁性ブラシを用いたシステム３ａ〜３ｃでは、磁性キャリアを磁性ブラシ表面に充分な力で保持することができ、像流れ、白点ともに効果的に改善されていることがわかる。

表７は、以上の結果をまとめた一覧表である。

表７に示すように、初期クリーニング性、ストレスがかけられた経時後のクリーニング性、像流れ、白点、スクラッチ（感光体ドラム表面荒れ）の各評価項目について、本実施形態のシステム３ａ〜３ｃでは、満足すべき結果（○印）またはほぼ満足すべき結果（△印）が得られたが、導電性ブラシを用いたクリーニングシステム１および従来の磁性ロールを用いたクリーニングシステム２では、経時後のクリーニング性、像流れ、白点について不満足な結果（×印）が多数認められた。なお、スクラッチの評価は目視により行った。

この実施例３および４では、本発明の保護層を設けた感光体ドラムを用いることにより、感光体ドラム表面のスクラッチはいずれのクリーニングシステムを用いた場合でもその程度は極く軽いものであった。放電生成物やタルク等の付着物に対する高い掻取り性と、感光体ドラム表面の荒れやスクラッチの防止が両立していることがわかる。

本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態の画像形成装置に備えられるクリーニング装置の概略構成図である。 磁性を有するブラシ繊維が植毛されたクリーニングロールの概略構成図である。 初期状態でのブラシクリーニング性能を示す図である。 画像形成工程後のクリーニング試験結果を示す図である。 画像形成工程後の感光体ドラム１１を用いてプリント画質評価を行った結果を示す図である。

符号の説明

１１ 感光体ドラム
１２ 帯電器
１３ 露光光
１４ 露光装置
１５ 現像器
１５’ 現像位置
１６ 一次転写器
１６’ 一次転写位置
１７ 中間転写体
１８ 定着器
１９ 二次転写器
２０ クリーニング装置
２１，２２ クリーニングロール
２１ａ，２２ａ 回転軸
２１ｂ，２２ｂ ブラシ繊維
２３，２４ ディトーニングロール
２５，２６ スクレーパ
２７ クリーニング前コロトロン
２８ クリーニング前イレーズランプ
２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂ 電源
３１ 永久磁石
３２ スリーブ
３３ ブラシ繊維
３４ クリーニングロール
１００ 画像形成装置

Claims (1)

1. 静電潜像をトナー粒子で現像することでトナー像を形成し、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、
   表面に、電荷輸送性を有する構造単位を持ちかつ架橋構造を有する樹脂を含有した保護層を有し、該表面が、静電潜像を担持して所定方向に移動することで該静電潜像をトナー粒子で現像する現像位置と前記トナー像を前記被転写面に転写する転写位置とを通過する像担持体と、
   前記現像位置に配備され、前記トナー粒子と磁性キャリアとを含む現像剤を保持し、前記像担持体表面に該現像剤を供給し、該像担持体表面に担持された静電潜像を現像する現像器と、
   前記転写位置よりも前記像担持体表面の移動方向下流側に該移動方向に並んで配備され、それぞれが回転軸から放射状に延びるブラシ繊維を有し、該回転軸を中心にして回転することで該ブラシ繊維が該像担持体表面を摺擦する２つのクリーニングロールとを備え、
   前記２つのクリーニングロールの一方のクリーニングロールは、磁性を有するブラシ繊維が植毛されたものであり、該ブラシ繊維が前記像担持体表面に存在していた前記磁性キャリアを磁気的に保持し、保持した該磁性キャリアを研磨粒子として前記像担持体表面を研磨することで、該像担持体表面を研磨する研磨能力が該一方に対する他方のクリーニングロールよりも高められたものであり、
   前記他方のクリーニングロールは、前記一方のクリーニングロールよりも前記像担持体表面の移動方向上流側に配置されたものであり、導電性のブラシ繊維が植毛され、バイアス電位が印加されたものであることを特徴とする画像形成装置。
   

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