クリーニング装置および画像形成装置
【課題】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し、像担持体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去する。
【解決手段】像担持体１１の、被転写面３０にトナー像が転写された後の表面１１ａに周面１５１ａ，１５２ａがそれぞれ接触した状態で回転する２本のロール１５１，１５２を備え、２本のロール１５１，１５２のうちの一方のロール１５１は、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、もう一方のロール１５２は、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものである。
【解決手段】像担持体１１の、被転写面３０にトナー像が転写された後の表面１１ａに周面１５１ａ，１５２ａがそれぞれ接触した状態で回転する２本のロール１５１，１５２を備え、２本のロール１５１，１５２のうちの一方のロール１５１は、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、もう一方のロール１５２は、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものである。
【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】
電子写真方式では、まず、トナー像形成サイクルが実施される。このトナー像形成サイクルでは、所定方向に回転する感光体表面を帯電器によって帯電させ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表面に静電潜像を得、その静電潜像を現像装置を用いてトナーにより現像し感光体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形成されたトナー像は、転写手段により所定の被転写面（記録媒体や中間転写体）に転写され最終的に記録媒体上に定着されることで記録媒体上に定着トナー像からなる画像が形成される。
【０００３】
所定の被転写面に転写を終えた感光体表面には、未転写のトナーやトナーに添加されていた外添剤粒子など複数種類の異物が残留している。また、帯電における放電現象によって感光体の最表面が劣化する。残留物が感光体表面に残ったまま次のトナー像形成サイクルを実施したり、あるいは最表面が劣化した感光体を用いて次のトナー像形成サイクルを実施すると、形成画像に画質欠陥が発生する。そのため、残留物や感光体最表面の劣化皮膜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】
トナー等の残留物や劣化皮膜を除去するクリーニング方式としては、種々の方式が提案されているが、例えば、ウレタン等のゴム材料からなる板状のクリーニングブレードの先端の縁を感光体表面に押し付け、感光体表面をその縁によって掻き取る方式が多く採用されている。以下、このクリーニングブレードを用いた方式を例にあげて説明する。クリーニングブレードを用いた方式では、その縁で感光体表面が削り取られ、感光体表面を摺擦することだけでは除去することが困難な残留物や劣化皮膜も除去される。
【０００５】
ところで、感光体の表面には、帯電器、現像装置、転写手段等により電気的、機械的な外力が直接加えられる。このため、表面に、磨耗や傷に対する耐久性が高められた保護層を有する感光体を用いる傾向にある。ところが、耐久性が高められた保護層を有する感光体では、表面の強度が高く、クリーニングブレードによる感光体表面の削り取りが困難になる。
【０００６】
そこで、研磨粒子等を周面に担持させた研磨ロールを用いて感光体表面を研磨する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４等参照）。これらの特許文献の中でも、上記特許文献１では、粒径の異なる研磨粒子を周面に担持させた研磨ロールを用いて感光体表面を研磨することが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３３３７９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７２５６号公報
【特許文献３】特開平１０−１６１４９４号公報
【特許文献４】特開平９−２４４４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、研磨粒子を周面に担持した研磨ロールによる研磨では、その周面に担持された研磨粒子のうち最も大きな粒径の研磨粒子による研磨が支配的になりやすく、１本の研磨ロールの周面に粒径の異なる研磨粒子を担持させたとしても、相対的に小粒径である研磨粒子による研磨効果はさして期待できるものではない。感光体表面は、帯電の際の放電現象によって数十ｎｍから数百ｎｍの深さまで劣化されていたり、その表面に、現像時にトナーの母粒子表面に付着していた外添剤粒子が強固に付着していたりする。また、感光体表面には、本来クリーニングブレードによって除去されるべき残留トナーまでもがクリーニングブレードの先端の縁によって感光体表面に押し付けられることで付着していることもある。また放電現象によって生じた劣化皮膜の厚みと外添剤粒子の大きさは異なる。また、感光体表面に付着した残留トナーは、数十μｍから数百μｍの塊りになって感光体表面に強固に付着しており、感光体表面に塊になって付着した残留トナー（トナーフィルミング）の大きさと、劣化皮膜の厚みや外添剤粒子の大きさも異なる。これら大きさの異なる除去対象物を、支配的になる最も大きな粒径の研磨粒子によって感光体表面から一度に削り取ることは不可能であり、例えば、感光体表面から劣化皮膜を削り取れたとしても、その表面には、外添剤粒子かトナーフィルミングが残留し、形成画像に画質欠陥が生じてしまう。
【０００８】
さらに、トナーとキャリアを含むいわゆる二成分現像剤を用いてトナー像形成を行う場合、キャリアは通常トナーに対して逆極（例えば正極）側に帯電することでトナーを帯電させ、磁気ブラシを形成して現像を行う働きを持っており、キャリア自身が感光体表面へ付着することはないはずであるが、例えば、感光体上の非画像領域（トナー像が形成されていない領域）における電位が通常に比べて高くなったりすると、マイナスの電界が強くなり、結果として正電荷を帯びたキャリアが静電的に感光体へ移行してしまう。また、現像バイアスによる現像電界が非常に大きくなった場合にも、キャリアへの電荷注入という現象が起こり、キャリアがトナーとともに感光体へ移行してしまう。感光体へ移行したキャリアは、トナーの母粒子表面に付着していた外添剤粒子よりは大きいものの砕けて小さくなったものが多く、クリーニングブレードの先端と感光体表面との間に挟まりやすい。ここで、感光体表面に磨耗や傷に対する耐久性が高められた保護層が設けられていないと特に、回転する感光体の表面は、ブレード先端と感光体表面との間に挟まれたキャリアによって傷つけられてしまう。また、外添剤粒子もトナー母粒子表面から離脱し粒径や形状によってはブレードの先端と感光体表面との間に挟まり、特に保護層が設けられていない感光体表面は、その挟まれた外添剤粒子によっても傷つけられてしまう。感光体表面に生じた傷の凹部に残留トナー粒子が入り込むと、クリーニングブレードで除去することが困難になる。このため、感光体表面の傷（凹凸）を平坦にならすことが必要になる。ところが、感光体表面の傷（凹凸）は、キャリアによるものか外添剤粒子によるものかによってその大きさ（凹部の深さや感光体の回転軸延在方向の幅）が異なり、劣化皮膜や外添剤粒子やトナーフィルミングといった除去対象物とも大きさが異なる。このため、感光体表面の傷（凹凸）を平坦にならすことと除去対象物を感光体表面から削り取ることとを、支配的になる最も大きな粒径の研磨粒子によって一度に行うことも不可能であり、例えば、感光体表面から劣化皮膜を削り取れたとしても、その表面には、感光体表面の傷の凹部に入り込んだ残留トナー粒子が残り、形成画像に画質欠陥が生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、像担持体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去することができ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】
【００１０】
上記目的を解決する本発明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た残留物をその表面から除去するクリーニング手段と、
上記像担持体の移動方向に並んで配置されたものであって、その像担持体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、その像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面にその周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とする。
【００１１】
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。また、上記クリーニング手段は、上記像担持体表面に先端を圧接させたクリーニングブレードであってもよいし、あるいは上記像担持体表面に毛の先端を接触させながら回転するクリーニングブラシであってもよいが、これらのブレードやブラシに限定されるものではない。
【００１２】
放電現象によって像担持体表面が劣化すると、像担持体表面には厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜が生じる。本発明のクリーニング装置によれば、上記２本のロールのうちの、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロール（以下、小粒径ロールと称することがある）によって、上記劣化皮膜が像担持体表面から削り取られ、その場で像担持体表面から除去されるかあるいは上記クリーニング手段によって像担持体表面から除去される。ここで、粒子の粒径が、３０ｎｍ未満であると粒子が小さすぎてしまい研磨能力が不足して劣化皮膜を十分に除去することができず、反対に０．５μｍ以上であると今度は粒子が大きすぎてしまい劣化皮膜を隈無く除去することができなくなってしまうため、ここでの粒子の粒径は３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の範囲に抑えられている。
【００１３】
一方、上記２本のロールのうちの、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたロール（以下、大粒径ロールと称することがある）によって、像担持体表面に強固に付着していた外添剤粒子、あるいは塊状の残留トナーがその表面から剥がし取られたり、像担持体表面に生じた傷（凹凸）がならされ、その凹凸の凹部に入り込んでいたトナー粒子が除去される。
【００１４】
なお、粒子の粒径が異なるロールの本数は２本に限らず、３本以上であってもよい。
【００１５】
上記目的を解決する本発明の画像形成装置は、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体を備え、その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た残留物をその表面から除去するクリーニング手段と、
上記感光体の回転方向に並んで配置されたものであって、その感光体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、その感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とする。
【００１６】
ここにいう被転写面とは、中間転写体の、上記感光体表面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。
【００１７】
本発明の画像形成装置によれば、上記本発明のクリーニング装置を備えているため、感光体表面に生じた劣化皮膜がその表面から除去されるとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去される。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体は、最表面に架橋構造を有する樹脂を含有した保護層が形成されてなるものであってもよく、さらには、上記保護層が、電荷輸送能を有する構造単位をもつものであることが好ましい。
【００１９】
上記保護層としては、例えば、メチロール基を有するフェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂およびシロキサン誘導体を架橋したシロキサン系樹脂のうちの少なくとも１種であって、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種を含む電荷輸送性構造単位を有する樹脂を含むもの等があげられる。
【００２０】
上記保護層によって上記感光体の表面における機械的強度が向上する。
【００２１】
ここで、上記クリーニング手段が、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た残留物を掻き取る、その表面に先端を圧接させたクリーニングブレードであってもよい。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の外添剤粒子が添加されたトナーで現像する現像器を備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものである態様であって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００２３】
この態様によれば、５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の外添剤粒子（以下、小粒径外添剤粒子と称することがある）が、上記感光体表面上の凹部に入り込んでその凹部に付着していることがあるが、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子がその凹部に入り込んで小粒径外添剤粒子が剥がし取られる。ここで、粒子の粒径が、０．５μｍ未満であると小粒径外添剤粒子を十分に除去することができず、反対に５μｍ以上であると、小粒径外添剤粒子が付着した凹部に入り込めなくなり、その小粒径外添剤粒子を剥がし取ることができなくなってしまうため、ここでの粒子の粒径は０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲に抑えられている。
【００２４】
なお、ここにいう小粒径外添剤粒子の例としては、トナーの帯電性を制御したりトナーの流動性を高める、粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であるシリカ、チタニア等の無機酸化物粒子が一例としてあげられる。
【００２５】
さらに、本発明の画像形成装置において、上記２本のロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向下流側に配備されたものであってもよく、加えて、
上記２本のロールのうちの、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロール（大粒径ロール）が、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロール（小粒径ロール）よりも上記感光体の移動方向上流側に配備されたものであることが好ましい。
【００２６】
上記２本のロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向下流側に配備されたものであることにより、上記クリーニング手段によって残留物が除去された感光体表面に２段階の仕上げ磨きがなされる。
【００２７】
また、上記大粒径ロールが、上記小粒径ロールよりも上流側に位置することで、まず、相対的に荒削りの研磨が行われ、感光体表面上の大きめの凹凸（傷）はならされ、次いで、細かな研磨が行われ、像担持体表面の平滑度が高められる。
【００２８】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の外添剤粒子が添加されたトナーで現像する現像器を備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００２９】
上記現像器を備えた画像形成装置では、例えば、上記クリーニングブレードの先端と上記感光体表面との間に、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の外添剤粒子（以下、大粒径外添剤粒子と称することがある）が挟み込まれることがあり、挟み込まれた大粒径外添剤粒子によって感光体表面にやや大きめの傷（凹凸）が生じることがあるが、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が周面に分散配置された大粒径ロールによってそのやや大きめの傷がならされ、その傷の凹部に入り込んでいた残留トナー粒子が、大粒径ロールや上記クリーニング手段によって感光体表面から除去される。ここで、大粒径ロールに分散配置された粒子の粒径が、５μｍ未満であると粒子がそのやや大きめの傷（凹凸）に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、２５μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は５μｍ以上２５μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００３０】
ここにいう大粒径外添剤粒子の例としては、トナーの転写性を向上させるために真球の形状に近づけた粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるシリカ等の無機酸化物粒子が一例としてあげられる。
【００３１】
なお、大粒径外添剤粒子の形状係数ＳＦ１は、１００以上１４５以下の範囲であることが好ましい。ここにいう形状係数ＳＦ１は、例えば、外添剤粒子の電子顕微鏡像をルーゼックス画像解析装置に取り込み、１００個の外添剤粒子の最大長（ＭＬ）の２乗と投影面積（Ａ）から以下の式により求められる。
ＳＦ１＝（ＭＬ２／Ａ）×（１００π／４）
ただし、πは円周率を表す。
【００３２】
さらに、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、トナーと粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のキャリアを含む現像剤中のトナーで現像する現像器を備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものである態様であって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００３３】
感光体へ移行してしまったキャリアは砕けて小さくなる。砕けたキャリアの中には、上記大粒径外添剤粒子よりも小さなものもあるが、そのほとんどは上記大粒径外添剤粒子よりも大きい。砕けたキャリアは、例えば、上記クリーニングブレードの先端と上記感光体表面との間に挟み込まれることがあり、感光体表面には、挟み込まれたキャリアによって、上記大粒径外添剤粒子が挟み込まれることによって生じた傷よりも大きな傷（凹凸）が生じることがある。しかしながら、上記態様によれば、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が周面に分散配置された大粒径ロールによってその大きな傷がならされ、その大きな傷の凹部に入り込んでいた残留トナー粒子が、大粒径ロールや上記クリーニング手段によって感光体表面から除去される。ここで、大粒径ロールに分散配置された粒子の粒径が、２０μｍ未満であると粒子がその大きな傷（凹凸）に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、６０μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００３４】
またさらに、本発明の画像形成装置において、上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００３５】
例えば、上記クリーニングブレードによって本来除去されるべき残留トナーがクリーニングブレードの先端の縁によって感光体表面に押し付けられることで感光体表面に塊になって強固に付着することがある。この感光体表面に塊になって強固に付着した残留トナー（トナーフィルミング）の大きさは、数十μｍから数百μｍの大きさであり、このようなトナーフィルミングを感光体表面から剥がし取るには、粒径が５０μｍ以上の粒子が分散配置された大粒径ロールが必要になる。ただし、大粒径ロールに分散配置された粒子の粒径が１５０μｍを超えると、感光体表面を必要以上に粗く研磨してしまい転写性が損なわれる恐れがあることから、ここでの粒子の粒径は５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００３６】
加えて、本発明の画像形成装置において、上記２本のロールのうちの、粒径が５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向上流側に配備されたものであって、
上記２本のロールのうちの、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向下流側に配備されたものであることが好ましい。
【００３７】
こうすることで、感光体表面は、まず、荒削りがなされ、大きめの凹凸（傷）がならされる。次いで、上記クリーニング手段によって感光体表面から除去可能な残留物が除去される。すなわち、粒径が５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたロールによって大きめの凹凸（傷）がならされたことにより、凹部に入り込んでいた残留トナー粒子が、上記クリーニング手段によって感光体表面から除去される。あるいは、感光体表面に強固に付着していたトナーフィルミングが感光体表面から剥がされ、上記クリーニング手段により感光体表面から除去される。最後に、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置されたロールによって、劣化皮膜が感光体表面から削り取られるとともに、この小粒径ロールによって細かな研磨が行われ感光体表面は仕上げ磨きされて平滑度が高められる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、像担持体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去することができ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】
【００３９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００４１】
本実施形態の画像形成装置１は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーそれぞれに対応した、４つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間媒体としての中間転写ベルト上に重ね合わせ（１次転写）、中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体である用紙に転写（２次転写）し、定着するものである。
【００４２】
図１に示す画像形成装置１は、４つのトナー像形成ユニット１０、４つの１次転写ロール２０、３つの支持ロール３１に支持されて反時計回りの方向に循環移動する半導電性の中間転写ベルト３０、２次転写を行う一括転写装置４０、および未定着トナー像を用紙に定着させる定着装置５０を備えている。
【００４３】
４つのトナー像形成ユニット１０は、中間転写ベルト３０の循環方向に並んで配置されており、各トナー像形成ユニット１０には、時計回りに回転するドラム状の感光体１１が備えられている。各感光体１１は、ドラム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る。保護層は、この感光体１１の最表層になる層であって、感光体１１が回転軸を中心にして回転することで保護層（感光体１１の表面）は回転軸の周りを循環移動する。この保護層は、電荷輸送機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した高強度表面層である。感光体１１の表面は、中間転写ベルト３０に接している。中間転写ベルト３０が感光体１１の表面に接する領域には、中間転写ベルト３０を感光体１１と挟み込むように一次転写ロール２０が配備されており、この領域が１次転写領域である。
【００４４】
ここで、図１とともに図２も用いて、本実施形態の画像形成装置の説明をさらに進める。
【００４５】
図２は、図１に示す４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを図１よりも詳しく示した図である。
【００４６】
図２に示すトナー像形成ユニット１０は、感光体１１の他、帯電器１２、露光器１３、現像装置１４、クリーニング装置１５、および除電器１６を備えている。なお、この図２には、感光体１１の表面１１ａになる保護層１１１が模式的に示されている。
【００４７】
帯電器１２は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。この帯電器１２には帯電バイアスが印加される。なお、帯電器として、感光体表面１１ａ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備えた接触帯電方式を採用した帯電器を用いてもよい。露光器１３は、感光体表面１１ａに向けて、画像情報に基づく露光光を照射するものである。現像装置１４は、感光体１１の周囲の、１次転写領域よりも上流側に配備されている。この現像装置１４は、トナーを収容した現像剤収容体１４１と、現像剤収容体１４１に収容されたトナーを担持して感光体の表面１１ａに対向した状態で回転する現像ロール１４２を有する。現像剤収容体１４１に収容されたトナーは、トナー母粒子の表面にそのトナー母粒子よりも小さな外添剤粒子である粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の無機酸化物粒子が添加されたものであり、正または負極に帯電する帯電特性を有する。この無機酸化物粒子の具体例としては、トナーの帯電性を制御したりトナーの流動性を高めるシリカ等の粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の無機酸化物粒子（以下、小粒径無機酸化物粒子と称する）があげられる。除電器１６は、感光体１１の周囲の、１次転写領域よりも下流側に配備されており、感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａの残留電荷を除電する。
【００４８】
図１に示す画像形成装置１において画像形成が行われる際には、感光体１１の表面１１ａが、帯電器１２による放電現象によって一様に帯電された後、露光器１３によって画像情報に基づく露光光が照射され、感光体表面１１ａに静電潜像が形成される。続いて、静電潜像が形成された感光体表面１１ａに現像ロール１４２からトナー供給が行われ静電潜像がトナーによって現像され、感光体表面１１ａにトナー像が形成される。感光体表面１１ａに形成されたトナー像は、１次転写領域において感光体表面１１ａから中間転写ベルト３０の表面へ移行する。各トナー像形成ユニット１０で形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像となる。
【００４９】
また、一括転写装置４０は、中間転写ベルト３０のトナー像担持面側に圧接配置された二次転写ロール４１と、中間転写ベルト３０の裏面側に配置されたバックアップロール４２を備えており、これら２つのロール４１，４２で中間転写ベルト３０を挟みこんでいる。これら２つのロール４１，４２間が二次転写領域になる。
【００５０】
さらに、図１に示す画像形成装置１には、用紙トレイ６０が配備されており、用紙トレイ６０に収容された用紙Ｐは、フィードロール６１によって用紙トレイ６０から送り出され、所定のタイミングで二次転写領域へと送り込まれる。二次転写領域では、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像が、送り込まれてきた用紙Ｐ上に転写される。定着装置５０は、加熱機構５１１を有する定着ロール５１、および定着ロール５１に対向するように設けられた圧力ロール５２を備えている。互いに対向する定着ロール５１と圧力ロール５２との間には、２次転写領域を通過した用紙Ｐが搬送されてくる。用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール５１の加熱機構５１１により溶融され用紙Ｐに定着する。
【００５１】
また、一括転写装置４０の下流側にはベルトクリーナ７０が設けられている。中間転写ベルト３０の、２次転写領域を通過した表面には、用紙Ｐへ移行することができなかった残留トナー等の残留物が存在するが、この残留物はベルトクリーナ７０によって中間転写ベルト２０から除去される。
【００５２】
さらに、図２に示す感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａにも、１次転写領域において中間転写ベルト３０の表面へ移行することができなかった残留トナー粒子や、トナー母粒子に付着していた種々の外添剤粒子が存在する。図２に示すクリーニング装置１５は、残留トナー粒子や外添剤粒子といった残留物等を感光体表面１１ａから除去するための装置であり、１次転写領域よりも感光体回転方向下流側であって帯電器１２よりも感光体回転方向上流側の位置に配備されたものである。このクリーニング装置１５は、本発明のクリーニング装置の一実施形態に相当するものであり、大粒径ロール１５１、小粒径ロール１５２、クリーニングブラシ１５３、回収ロール１５４、スクレーパ部材１５５、および搬送オーガ１５６を備えている。
【００５３】
クリーニングブラシ１５３は、感光体１０の回転軸１１０と平行に延びた中心軸１５３１から放射状に延びた毛１５３２を有する。この毛１５３２に用いる繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維が挙げられ、ベルトロン（カネボウ社製）、ＳＡ−７（東レ社製）、ＵＵナイロン（ユニチカ社製）等の市販品を使用することができる。これらの毛の太さは、好ましくは３０デニール以下、より好ましくは２０デニール以下、さらに好ましくは０．５デニール以上１０デニール以下である。クリーニングブラシ１５３は、例えば、中心軸１５３１であるシャフトにこれらの繊維からなるブラシ基布を螺旋状に巻き付けることで作成することができる。また、毛の密度は、好ましくは２０，０００本／６．４５ｃｍ２以上、より好ましくは６０，０００本／６．４５ｃｍ２以上である。
【００５４】
また、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２は導電性のものである。この毛１５３２に導電性を付与する方法としては、繊維に導電性粉末やイオン導電材を配合する方法、繊維の内部又は外部に導電層を形成する方法等が挙げられる。また、導電性が付与された繊維の抵抗値は、繊維単体で１０２Ω・ｃｍ以上１０１１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
クリーニングブラシ１５３は、毛１５３２の先端が感光体表面１１ａおよび回収ロール１５４の外周面の双方に食い込んだ状態で中心軸１５３１を中心にして回転し、その毛１５３２によって感光体表面１１ａを摺擦する。クリーニングブラシ１５３の、感光体表面１１ａへの食い込み量は、好ましくは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。
【００５６】
クリーニングブラシ１５３の毛１５３２には、残留トナー粒子の帯電極性とは逆極性になるクリーニングバイアスが印加される。感光体表面１１ａに存在する残留トナー粒子ｔは、クリーニングバイアスの作用によってその毛１５３２に静電的に吸着する。このクリーニングブラシ１５３は、本発明にいうクリーニング手段の一例に相当する。
【００５７】
なお、クリーニングブラシ１５３に代えて他の方式のクリーニング手段を設けてもよく、例えば、板状のクリーニングブレードを配備し、感光体表面１１ａに残留した残留物を、そのクリーニングブレードの先端の縁で機械的に掻き取るようにしてもよい。しかしながら、クリーニングブラシ１５３を利用した静電方式では、クリーニング性能の経時劣化が少なく、残留トナー粒子のクリーニング性が長期にわたって良好に維持される。特に、高速機においてはクリーニングブレードを用いるよりも有利である。また、球状トナーのクリーニングに対しても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に比べて優位性がある。さらに、先端の縁が圧接し続けるクリーニングブレードに比べて、回転するクリーニングブラシ１５３では感光体表面に接する毛１５３２が順次変わるため、残留トナー粒子が感光体表面１１ａに押し付けられることによって残留トナーが感光体表面１１ａに塊になって強固に付着するトナーフィルミングが生じることが大幅に抑えられる。
【００５８】
クリーニングブラシ１５３の毛１５３２に移行した残留トナー粒子はクリーニングバイアスの作用によってその毛１５３２に保持される。
【００５９】
回収ロール１５４は、感光体１０の回転軸１１０と平行に延びた中心軸１５４１を中心にして回転するロール体１５４２を有する。この回収ロール１５４の外周面には、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２から残留トナー粒子を静電的に引きはがす回収バイアスが印加される。クリーニングブラシ１５３の毛１５３２に保持された残留トナー粒子は、この回収バイアスの作用によって回収ロール１５４の外周面に回収される。回収バイアスの印加にあたっては、クリーニングバイアスよりも絶対値が大きな電圧を印加することが必要であり、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２と回収ロール１５４の間の電位差が１００Ｖ以上になるように印加することが好ましく、２００Ｖ以上になるように印加することがより好ましい。
【００６０】
ロール体１５４２に用いる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。中でもフェノール樹脂は、寸法精度が高く、成型が容易である。加えて、成形体の表面平滑性に優れ、安価である等の利点を有するので好ましい。ロール体１５４２の曲げ弾性率は７００ｋＰａ以上であることが好ましい。曲げ弾性率が７００ｋＰａ未満であると、回収ロール１５４に撓みが生じてクリーニングブラシ１５３やスクレーパ部材１５５との当接位置や食い込み量を所定値に保持することが困難になる。また、曲げ弾性率が７００ｋＰａ未満の材料を用いてロール体１５４２の肉厚を増加させて剛性を保持しようとすると、成形収縮が大きくなって寸法精度が不十分になってしまう。さらには、重量が増加するばかりか、成形時間も増加し、後工程が必要となる等の問題も生じてコストが増大してしまう。なお、ここにいう曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７１１５:９９に準拠して測定される値をいう。また、ロール体１５４２のロックウェル硬さ（Ｍスケール）は１００以上であることが好ましい。ロックウェル硬さが１００以上であると、寸法精度の高い成形が可能となり、また、削れに対して非常に強いロール体になる。なお、ここでいうロックウェル硬さとは、ＪＩＳ Ｋ７２０２:９５に準拠して測定される値をいう。
【００６１】
回収ロール１５４の電気抵抗を調整する方法としては、無機フィラー及び／又は有機フィラーを充填する方法等が挙げられる。無機フィラーや有機フィラーをロール体１５４２に充填すると、回収ロール１５４の剛性が増加するという利点もある。無機フィラーとしては、錫、鉄、銅、アルミ等の金属粉体や金属繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機フィラーとしては、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、またはこれらの表面を必要に応じ導電化処理したもの、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物等から選ばれ高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂複合金属酸化物等やポリアニリンが挙げられる。
【００６２】
回収ロール１５４に５００Ｖの電圧を印加したときの抵抗値は、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以上１×１０１０Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１×１０６Ω・ｃｍ以上１×１０８Ω・ｃｍ以下である。抵抗値が１×１０５Ω未満の場合、回収ロール１５４への電荷注入が起こり、クリーニングブラシ１５３で掻き取った残留トナー粒子の極性が反転してしまい、クリーニングブラシ１５３から残留トナー粒子を静電的に引きはがすことが困難になる場合がある。他方、回収ロール１５４の抵抗値が１×１０１０Ω・ｃｍを超えると、回収ロール１５４に電荷が蓄積される現象（チャージアップ）が起こりやすくなり、この場合もクリーニングブラシ１５３から残留トナー粒子を静電的に引きはがすことが困難になる場合がある。
【００６３】
スクレーパ部材１５５は、回収ロール１５４によって回収された残留トナー粒子を回収ロール１５４から掻き落とす。このスクレーパ部材１５５は金属薄板からなるもので、その一端のエッジ部分が回収ロール１５４の外周面に当接するように配置されている。スクレーパ部材１５５の具体的材質としては、高耐久性及び低コストの点から、ステンレス又はリン青銅が好ましい。スクレーパ部材１５５の厚みは、好ましくは０．０２ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。なお、スクレーパ部材１５５には、金属薄板の代わりにゴムブレードを用いてもよい。
【００６４】
スクレーパ部材１５５によって掻き落とされた残留トナー粒子は、廃トナー搬送オーガ１５６によってクリーニング装置１５の外まで搬送される。
【００６５】
大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２は、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向下流側で、その回転方向に並んで配置されたものであり、いずれも、感光体１０の回転軸１１０に平行な回転軸１５１１，１５２１を有する。大粒径ロール１５１は、小粒径ロール１５２よりも感光体回転方向上流側に配備されたものであり、回転軸１５１１の外周にはロール体１５１２を有する。また、小粒径ロール１５２も、回転軸１５２１の外周にロール体１５２２を有する。これらいずれのロール体１５１２，１５２２も、ＳＢＲ（スチレンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、Ｕ（ウレタンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）、ＳＩ（シリコンゴム）、天然ゴム（ＮＲ）などの弾性ゴム材料からなる発泡体、あるいはこれらのゴム材料からなるソリッド（中実）体である。なお、これらロール体１５１２，１５２２は６，６−ナイロンや６−ナイロンなどのスポンジ体やスチールウールなどの繊維集合体であってもよい。上流側の大粒径ロール１５１が有するロール体１５１は、弾性ゴム材料と、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子とを配合したものを金型成形もしくは押出成形し、成形品の周面に研磨加工を施したものである。一方、下流側の小粒径ロール１５２が有するロール体１５２は、弾性ゴム材料と粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子とを配合したものを、同様に金型成形もしくは押出成形し、成形品の周面に研磨加工を施したものである。すなわち、いずれのロールも、周面１５１ａ，１５２ａに粒子が分散配置されたものであり、上流側の大粒径ロール１５１は、下流側の小粒径ロール１５２の周面１５２ａに分散配置された粒子よりも大きな粒径の粒子が、その周面１５１ａに分散配置されたものである。
【００６６】
大粒径ロール１５１の周面１５１ａや小粒径ロール１５２の周面１５２ａに分散配置される粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化セシウム、酸化チタン、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム酸化鉄などの無機物粒子があげられる。なお、各ロールの周面１５１ａ，１５２ａに２種以上の粒子を分散配置してもよい。
【００６７】
大粒径ロール１５１も小粒径ロール１５２も、粒子が分散配置されたそれぞれの周面１５１ａ，１５２ａを、感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａに接触させた状態で回転することによりその表面１１ａを研磨する。その結果、大粒径ロール１５１によって研磨された後の感光体表面１１ａの粗さと、小粒径ロール１５２によって研磨された後の感光体表面１１ａの粗さとは異なり、上流側の大粒径ロール１５１は相対的に粗削りを行うものであり、下流側の小粒径ロール１５２は相対的に細かな削りを行うものである。なお、これら２本のロール１５１，１５２は、感光体１１に対して従動回転するものであり、感光体表面１１ａに接する領域で感光体１１の回転方向と同方向に、感光体１１の回転速度（周速）と等速で回転するが（図２中の矢印参照）、逆方向に回転するものであってもよいし、感光体１１の回転速度（周速）と速度差をもって回転するものであってもよい。
【００６８】
ここで、高強度表面層である保護層１１１が設けられた感光体１１であっても、その表面１１ａに細かな凹凸が存在することは避けられず、トナー母粒子表面に付着していた外添剤粒子の一つである粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満である小粒径無機酸化物粒子は、感光体表面１１ａに存在する凹部に入り込んでその凹部に付着していることがある。上流側の大粒径ロール１５１に分散配置された、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子は、その凹部に入り込んで、その凹部に付着していた上記小粒径無機酸化物粒子を感光体表面から剥がし取るとともに、感光体表面１１ａに存在する細かな凹凸をならす。粒子の粒径が、０．５μｍ未満であると上記小粒径無機酸化物粒子を十分に除去することができず、反対に５μｍ以上であると、上記小粒径無機酸化物粒子が付着した凹部に粒子が入り込めなくなり、上記小粒径無機酸化物粒子を剥がし取ることができなくなってしまうため、大粒径ロール１５１の周面１５１ａに分散配置される粒子の粒径は、０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲に抑えられている。
【００６９】
また、感光体１１の最表面に設けられた保護層１１１には、帯電器１２による放電現象によって厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜が生じている。保護層１１１は、架橋構造を有する樹脂を含有した層であることから機械的強度が向上しており、保護層１１１に生じた劣化皮膜をクリーニングブラシ１５３の摺擦によって除去することは困難であるが、劣化皮膜は、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された下流側の小粒径ロール１５２によって削り取られる。ここで、粒子の粒径が、３０ｎｍ未満であると粒子が小さすぎてしまい研磨能力が不足して劣化皮膜を十分に除去することができず、反対に０．５μｍ以上であると今度は粒子が大きすぎてしまい劣化皮膜を隈無く除去することができなくなってしまう。このため、小粒径ロール１５２の周面１５２ａに分散配置される粒子の粒径は、３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の範囲に抑えられている。また、この小粒径ロール１５２によって、感光体表面１１ａは平坦にならされ、感光体表面１１ａの平滑度が高められる。
【００７０】
大粒径ロール１５１によって剥がし取られた上記小粒径無機酸化物粒子や、小粒径ロール１５２によって削り取られた劣化被膜は下方へ落下し、搬送オーガ１５６によってクリーニング装置１５の外に向けて搬送される。したがって、図２に示すクリーニング装置１５によれば、感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜がその表面１１ａから除去されるとともにその表面１１ａに存在する上記小粒径無機酸化物粒子もその表面１１ａから除去される。
【００７１】
以上、大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２について説明したが、これら２つのロール１５１，１５２に加え、これら２つのロール周面１５１ａ，１５２ａに分散配置された粒子の粒径とは異なる粒径の粒子が周面に分散配置されたロールを１又は複数本追加してもよい。また、大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２を入れ替え、上流側に相対的に細かな削りを行う小粒径ロール１５２を配置し、下流側に相対的に粗削りを行う大粒径ロール１５１を配置してもよい。さらに、大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２との双方を、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向上流側に配置してもよいし、これら２つのロールのうちいずれか一方をクリーニングブラシ１５３よりも上流側に配置し、もう一方をクリーニングブラシ１５３よりも下流側に配置してもよい。
【００７２】
なお、ここでは４つのトナー像形成ユニットが配備されたフルカラータンデム方式を採用した画像形成装置を例にあげて説明したが、本発明の画像形成装置は、１つのトナー像形成ユニットにおいてロータリ式のフルカラー現像器を用いて４色のトナー像を形成する方式を採用した画像形成装置にも適用することができる。また、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムを備えた画像形成装置に適用することもでき、さらには、用紙を静電的に吸着して搬送し、感光体に形成されたトナー像を、搬送されてきた用紙に、転写コロトロンや転写ロール等を用いて直接転写する直接転写方式を採用した画像形成装置にも適用することができる。
【００７３】
また、ここでは感光体表面１１ａから残留物を除去するクリーニング装置１５について詳細に説明したが、本発明のクリーニング装置は、中間転写ベルト３０から残留物を除去する図１に示すベルトクリーナ７０に適用することもできる。中間転写ベルト３０でも、ベルト表面の凹部に上記小粒径無機酸化物粒子が入り込んでベルトクリーナ７０によって除去することが困難になったり、２次転写の際に生じる用紙Ｐの剥離放電等によってベルト表面に劣化皮膜が生じることがある。そのため、図２に示す大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２とを備えたクリーニング装置が有効である。
【００７４】
続いて、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。この第２実施形態の画像形成装置、図１に示す画像形成装置と同じく、フルカラータンデム方式を採用し、４つのトナー像形成ユニットを備えるものである。以下、これまでの説明と重複する説明は省略し、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する。
【００７５】
図３は、第２実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【００７６】
第２実施形態の画像形成装置に備えられたトナー像形成ユニットに配備された感光体１１は、図１に示す保護層１１１を省略し、電荷輸送層が感光体最表面を構成するものである。また、図３に示す現像装置１４は、粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満である小粒径無機酸化物粒子に代えて、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の無機酸化物粒子（以下、大粒径無機酸化物粒子と称する）が添加されたトナーを収容した現像剤収容体１４１を備えている。この大粒径無機酸化物粒子の一例としては、トナーの転写性を向上させるために真球の形状に近づけた（形状係数ＳＦ１で表せばその値が１００以上１４５以下の範囲にある）粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるシリカ等の無機酸化物粒子があげられる。ここにいう形状係数ＳＦ１は、例えば、スライドグラス上に散布した外添剤粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、５０個以上の外添剤粒子の最大長（ＭＬ）の２乗と投影面積（Ａ）から以下の式により求められる。
ＳＦ１＝（ＭＬ２／Ａ）×（１００π／４）
ただし、πは円周率を表す。
【００７７】
さらに、図３に示すクリーニング装置１５には、図２に示す大粒径ロールに代えて、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が周面１５１ａに分散配置された大粒径ロール１５１が配備されている。この大粒径ロール１５１は、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向上流側に配備されている。一方、第２実施形態においては、粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２は、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向下流側に配備されている。
【００７８】
図３に示す感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａには、残留トナーの他、上記大粒径無機酸化物粒子も存在する。この大粒径無機酸化物粒子は、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２によって感光体表面１１ａが摺擦される際、感光体表面１１ａ（電荷輸送層）を傷つけることがある。大粒径無機酸化物粒子によって傷つけられた感光体表面１１ａには、大きめの凹凸が生じ、この大きめ凹凸の凹部に残留トナー粒子が入り込んでクリーニングブラシ１５３による残留トナー粒子の除去が困難になる。しかしながら、この第２実施形態においては、上記大粒径無機酸化物粒子によって生じた凹凸は、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が分散配置された上流側の大粒径ロール１５１によってならされ、凹部に入り込んでいた残留トナー粒子がクリーニングブラシ１５３によって容易に除去される。ここで、この大粒径ロール１５１に分散配置された粒子の粒径が、５μｍ未満であると粒子が上記大粒径無機酸化物粒子によって生じた凹凸に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、２５μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は５μｍ以上２５μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００７９】
なお、感光体表面１１ａに生じた厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜を、上流側の大粒径ロール１５１によって隈無く削り取ることは、その大粒径ロール１５１に分散配置された粒子が大きすぎることから不可能であり、劣化皮膜は、下流側の、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２によって隈無く削り取られる。
【００８０】
したがって、この変形例においても、凹部に入り込んでクリーニングブラシでは除去が困難な残留トナー粒子が感光体表面１１ａから確実に除去されるとともに、感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜が小粒径ロール１５２によってその表面１１ａから削り取られる。
【００８１】
次に、第２実施形態の画像形成装置の変形例について説明する。この変形例における画像形成装置は、現像装置の現像剤収容体を取り換えるとともに、図３に示すクリーニング装置に配備された上流側の大粒径ロールを取り換えた以外は、第２実施形態の画像形成装置と同じである。すなわち、この変形例における画像形成装置の感光体も、図１に示す保護層１１１を省略し、電荷輸送層が感光体最表面を構成するものである。以下ここでも、重複する説明は省略し、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する。
【００８２】
この変形例におけるトナー像形成ユニット１０に配備された現像装置１４は、キャリア、および上記小粒径無機酸化物粒子と上記大粒径無機酸化物粒子との双方が無添加のトナーを含むいわゆる二成分現像剤を収容した現像剤収容体１４１を有するものである。現像剤収容体１４１に収容されたキャリアは、トナー粒子よりも大きなものであって、粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のものである。キャリアは、トナー粒子に対して逆極（正極）側に帯電することでトナー粒子を負極側に帯電させ、現像ロール１４２の表面に磁気ブラシを形成して現像を行う働きを担っている。
【００８３】
また、この変形例におけるクリーニング装置１５には、図３に示す大粒径ロールに代えて、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が周面１５１ａに分散配置された大粒径ロール１５１が配備されている。なお、この変形例においても、クリーニングブラシ１５３よりも上流側に大粒径ロール１５１が配備され、下流側に粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２が配備されている。
【００８４】
この変形例の現像剤収容体１４１に収容された現像剤中のキャリアは、トナーに対して逆極性に帯電するものであるため、キャリア自身が感光体表面１１ａへ付着することはないはずであるが、例えば、感光体上の非画像領域（トナー像が形成されていない領域）における電位が通常に比べて高くなったりすると、マイナスの電界が強くなり、結果として正電荷を帯びたキャリアが静電的に感光体へ移行してしまう。また、現像バイアスによる現像電界が非常に大きくなった場合にも、キャリアへの電荷注入という現象が起こり、キャリアがトナーとともに感光体１１へ移行してしまう。感光体１１へ移行してしまったキャリアは砕けて小さくなる。砕けたキャリアの中には、粒径が２００ｎｍの大粒径無機酸化物粒子よりも小さなものもあるが、そのほとんどはその大粒径無機酸化物粒子よりも大きい。砕けたキャリアは、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２によって感光体表面１１ａが摺擦される際、感光体表面を傷つけることがある。キャリアによって傷つけられた感光体表面１１ａには、特有の大きさの凹凸（例えば、凹部の深さおよび感光体回転軸方向の幅が１０μｍ以上５０μｍ以下）が生じ、この凹部に残留トナー粒子が入り込んでクリーニングブラシ１５３による残留トナー粒子の除去が困難になる。しかしながら、この変形例におけるクリーニング装置１５によれば、キャリアによって生じた凹凸は、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が分散配置された上流側の大粒径ロール１５１によってならされ、凹部に入り込んでいた残留トナー粒子がクリーニングブラシ１５３によって容易に除去される。ここで、この大粒径ロール１５１に分散配置された粒子の粒径が、２０μｍ未満であると粒子がキャリアによって生じた凹凸に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、６０μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００８５】
なお、感光体表面１１ａに生じた厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜を、上流側の大粒径ロール１５１によって隈無く削り取ることは、その大粒径ロール１５１に分散配置された粒子が大きすぎることから不可能であり、劣化皮膜は、下流側の、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２によって隈無く削り取られる。
【００８６】
したがって、この変形例においても、凹部に入り込んでクリーニングブラシでは除去が困難な残留トナー粒子が感光体表面１１ａから確実に除去されるとともに、感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜が小粒径ロール１５２によってその表面１１ａから削り取られる。
【００８７】
次に、本発明の画像形成装置の第３実施形態について説明する。この第３実施形態の画像形成装置も、これまで説明した画像形成装置と同じく、フルカラータンデム方式を採用し、４つのトナー像形成ユニットを備えるものである。以下ここでも、これまでの説明と重複する説明は省略し、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する。
【００８８】
図４は、第３実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【００８９】
この第３実施形態の画像形成装置に備えられたトナー像形成ユニットに配備された感光体は、図２に示す感光体と同じく、電荷輸送層の上に保護層１１１を積層してなるものである。図４に示す保護層１１１も、電荷輸送機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した高強度表面層であり、この保護層１１１によって、図４に示す感光体でも、感光体表面１１ａが無機酸化物粒子等の外添剤粒子やキャリアによって傷つけられることが大幅に抑えられている。
【００９０】
また、第３実施形態におけるクリーニング装置１５には、図３に示すクリーニングブラシ１５３に代えてクリーニングブレード１５７が配備されており、回収ロール１５４やスクレーパ部材１５５は省略されている。図４に示すクリーニングブレード１５７は、ゴム材料からなる板状部材である。クリーニングブレード１５７に用いるゴム材料の種類としては、公知のものを用いることが可能であり、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。その中で耐磨耗性に優れていることからポリウレタン弾性体を用いることが好ましい。図４に示すクリーニングブレード１５７は、図４の紙面に対して垂直な方向（感光体１１の回転軸１１０の延在方向）に長尺な矩形状のものであるが、以下、短尺方向の一端を先端と称することがある。このクリーニングブレード１５７は、感光体１１の、中間転写ベルト３０にトナー像が転写された後の表面１１ａから垂直に立ち上がる垂線に対して感光体回転方向下流側に傾くドクター方式によって配備されたものであり、先端の縁（先端エッジ部）１５７１は、その表面１１ａに圧接している。回転する感光体１１の表面１１ａに存在する残留トナー粒子等は、この先端エッジ部１５７１によって掻き取られ、感光体表面１１ａから除去される。なお、クリーニングブレード１５７は、感光体表面１１ａから垂直に立ち上がる垂線に対して感光体回転方向上流側に傾くワイパー方式によって配備されたものであってもよい。
【００９１】
さらに、第３実施形態におけるクリーニング装置１５には、図３に示す大粒径ロールに代えて、粒径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面１５１ａに分散配置された大粒径ロール１５１が配備されている。この大粒径ロール１５１は、クリーニングブレード１５７よりも上流側に配備されており、粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２は、下流側に配備されている。
【００９２】
図４に示すクリーニングブレード１５７は、先端エッジ部１５７１が感光体表面１１ａに常時圧接していることから、残留物の除去能力は高いが、その先端エッジ部１５７１と感光体表面１１ａの間に入り込んだ残留トナー粒子を感光体表面１１ａに押し付けてしまい、残留トナーが感光体表面１１ａに塊になって強固に付着するトナーフィルミングが生じることがある。このトナーフィルミングの大きさは、数十μｍから数百μｍの大きさである。第３実施形態のクリーニング装置１５に配備された、粒径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が分散配置された上流側の大粒径ロール１５１によって、このトナーフィルミングが感光体表面１１ａから剥がし取られ、その場で落下するか、あるいは感光体表面１１ａに残ってもクリーニングブレード１５７によって除去される。ここで、この大粒径ロール１５１に分散配置された粒子の粒径が、５０μｍ未満であると感光体表面１１ａから数十μｍから数百μｍの大きさのトナーフィルミングを剥がし取ることができず、反対に、１５０μｍを超えると感光体表面１１ａを必要以上に粗く研磨してしまい転写性が損なわれる恐れがあることから、ここでの粒子の粒径は５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００９３】
なお、上述した第２実施形態やその変形例と同じく、感光体表面１１ａに生じた厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜を、上流側の大粒径ロール１５１によって隈無く削り取ることは、その大粒径ロール１５１に分散配置された粒子が大きすぎることから不可能であり、劣化皮膜は、下流側の、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２によって隈無く削り取られる。
【００９４】
したがって、この第３実施形態においても、トナーフィルミングとなった残留トナーが感光体表面１１ａから確実に除去されるとともに、に感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜が小粒径ロール１５２によってその表面１１ａから削り取られる。
【００９５】
続いて、図４に示す感光体に使用することができる感光体について詳述する。
【００９６】
ここで用いることができる感光体としては、有機感光体や、アモルファスシリコン感光体やセレン系感光体などの無機系の感光体など公知の感光体を用いる事ができるが、コスト、製造性および廃棄性等の点で優れた利点を有する有機感光体が好適に用いられる。更に、感光体には、揺動摺擦による感光体表面の傷などに対する耐性を持たせるため、上述の如く、電荷輸送層の上に高強度表面層として保護層が設けられている。この保護層を構成する材料としては、電荷輸送能を有する構造単位と架橋構造とを有する樹脂を含有することが好ましい。
【００９７】
以下、保護層について詳しく説明する。この保護層としては、バインダー樹脂中に導電性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、強度、電気特性、画質維持性などの観点から、電荷輸送性を有し、架橋構造を有するものが好ましい。保護層が架橋構造を有する樹脂を含むことで感光体表面の硬度が高まり耐摩耗性が向上し、クリーニングブレードとの摺擦による感光体表面の傷を抑制することができる。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、感光体中の電荷輸送を妨げるキャリアトラップとして作用し、感光体の電気特性を低下させると考えられる。ここで、赤外吸収スペクトルにおいて、１５６０ｃｍ−１〜１６４０ｃｍ−１に存在する最大吸収ピーク（Ｐ１）は、フェノール誘導体の芳香族Ｃ−Ｃ伸縮振動に相当する。また、１６４５ｃｍ−１〜１７００ｃｍ−１に存在する最大吸収ピーク（Ｐ２）は、ホルミル基等の酸化物に由来すると考えられる。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。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、感光体の電気特性が不十分となり、画質が低下する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
上記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）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（ＩＶ）で示される化合物が好ましい。
【０１０８】
【化１】
【０１０９】
上記一般式（ＩＶ）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）〜（ＩＩＩ）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し、ｋは０又は１である。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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（Ｖ−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 （Ｖ−１）
上記一般式（Ｖ−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。
【０１１２】
上記一般式（Ｖ−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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
また、保護層には、その強度を高めるために、下記一般式（Ｖ−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 （Ｖ−２）
上記式（Ｖ−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、ｄは１〜３の整数を示す。
【０１１５】
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（Ｖ−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。
【０１１６】
【化２】
【０１１７】
上記一般式（Ｖ−３）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
【０１１８】
一般式（Ｖ−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。
【０１１９】
さらに、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。
【０１２０】
粒子の一例として、ケイ素原子含有粒子を挙げることができる。ケイ素原子含有粒子とは、構成元素にケイ素を含む粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン粒子等が挙げられる。ケイ素原子含有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。
【０１２１】
ケイ素原子含有粒子として用いられるシリコーン粒子は、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。
【０１２２】
また、その他の粒子としては、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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
保護層は、上記電荷輸送性構造単位を有する化合物、及び上記メチロール基を有するフェノール誘導体又はシロキサン誘導体等の構成材料を含有する保護層形成用塗布液を、電荷輸送層上に塗布して硬化させることで形成される。
【０１２８】
保護層は、上述した電荷輸送材料を用いて形成されることから、保護層形成用塗布液に触媒を添加すること、又は保護層形成用塗布液作製時に触媒を用いることが好ましい。用いられる触媒としては、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸等の有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、トリエチルアミン等のアルカリ触媒、さらに系に不溶な固体触媒を用いることもできる。
【０１２９】
また、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誘導体から、合成時の触媒を除去するために、フェノール誘導体をメタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチル等の適当な溶剤に溶解させ、水洗、貧溶剤を用いた再沈殿等の処理を行うか、イオン交換樹脂、又は無機固体を用いて処理を行うことが好ましい。
【０１３０】
例えば、イオン交換樹脂としては、アンバーライト１５、アンバーライト２００Ｃ、アンバーリスト１５Ｅ（以上、ローム・アンド・ハース社製）；ダウエックスＭＷＣ−１−Ｈ、ダウエックス８８、ダウエックスＨＣＲ−Ｗ２（以上、ダウ・ケミカル社製）；レバチットＳＰＣ−１０８、レバチットＳＰＣ−１１８（以上、バイエル社製）；ダイヤイオンＲＣＰ−１５０Ｈ（三菱化成社製）；スミカイオンＫＣ−４７０、デュオライトＣ２６−Ｃ、デュオライトＣ−４３３、デュオライト−４６４（以上、住友化学工業社製）；ナフィオン−Ｈ（デュポン社製）等の陽イオン交換樹脂；アンバーライトＩＲＡ−４００、アンバーライトＩＲＡ−４５（以上、ローム・アンド・ハース社製）等の陰イオン交換樹脂が挙げられる。
【０１３１】
また、無機固体としては、Ｚｒ（Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２，Ｔｈ（Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）２等のプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体；スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサン等のプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン；コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸等のヘテロポリ酸；ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸等のイソポリ酸；シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、ＣａＯ、ＭｇＯ等の単元系金属酸化物；シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類等複合系金属酸化物；酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイト等の粘土鉱物；ＬｉＳＯ４，ＭｇＳＯ４等の金属硫酸塩；リン酸ジルコニア、リン酸ランタン等の金属リン酸塩；ＬｉＮＯ３，Ｍｎ（ＮＯ３）２等の金属硝酸塩；シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体等のアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体；アミノ変性シリコーン樹脂等のアミノ基を含有するポリオルガノシロキサン等が挙げられる。
【０１３２】
保護層形成用塗布液には、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン；ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の他、種々の溶媒が使用できる。なお、感光体の生産に一般的に使用されるディップコーティング法を適用するためには、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましい。また、使用される溶媒の沸点は５０〜１５０℃のものが好ましく、それら任意に混合して使用することができる。
【０１３３】
なお、溶剤としてアルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましいことから、使用される保護層の形成に使用される電荷輸送性構造単位を有する化合物としては、それらの溶剤に可溶であることが好ましい。
【０１３４】
また、溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると構成材料が析出しやすくなるため、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計１質量部に対し好ましくは０．５〜３０質量部、より好ましくは１〜２０質量部とすることが好ましい。
【０１３５】
保護層形成用塗布液を用いて保護層を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。ただし、１回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。なお、複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なってもよいし、複数回重ね塗布した後でもよい。
【０１３６】
電荷輸送層上に保護層形成用塗布液を塗布後には、硬化処理を行う。通常、硬化処理の際には、フェノール誘導体またはシロキサン誘導体の架橋反応を促進し、保護層の機械強度を上げるためには硬化温度は高く、硬化時間長いほど好ましい。しかし、そうした場合には、フェノール系樹脂の場合は吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が０．２を超えやすく、電気特性が著しく悪化してしまう。そこで、フェノール系樹脂の場合は保護層のＩＲスペクトルが上記条件を満たすように、硬化温度、硬化時間、架橋雰囲気又は硬化触媒で制御することが好ましい。すなわち、フェノール系樹脂の場合は保護層のＩＲスペクトルが（Ｐ２／Ｐ１）≦０．２で示される条件を満たすようにするために、硬化処理の際の硬化温度は１００〜１７０℃が好ましく、１００〜１５０℃が、さらに１００〜１４０℃がより好ましい。また、硬化時間は、３０分〜２時間が好ましく、３０分〜１時間がより好ましい。シロキサン系樹脂の場合は、硬化処理の際の硬化温度は１００〜１７０℃の範囲が好ましく、１００〜１５０℃の範囲がより好ましく、さらに１００〜１４０℃の範囲がより一段と好ましい。また、硬化時間は、３０分〜２時間が好ましく、３０分〜１時間がより好ましい。
【０１３７】
また、硬化処理（架橋反応）を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の、いわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気（不活性ガス雰囲気）下が吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）を小さくするのに効果的である。不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気（酸素含有雰囲気）下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は１００〜１６０℃（好ましくは１１０〜１５０℃）とすることが可能である。また、硬化時間は３０分〜２時間（好ましくは３０分〜１時間）とすることが可能である。また、上記一般式（Ｉ）で示される化合物において、（−（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ）で示される部位が−ＣＨ２−ＯＨの場合が最も硬化温度による電気特性の影響が大きい傾向があり、酸化に対して敏感であるので、上記好ましい温度範囲で硬化処理を行うことが好ましい。
【０１３８】
さらに、硬化処理の際には、硬化触媒を使用することが好ましい。硬化触媒としては、例えば、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタンのようなビススルホニルジアゾメタン類、メチルスルホニルｐ−トルエンスルホニルメタンのようなビススルホニルメタン類、シクロヘキシルスルホニルシクロヘキシルカルボニルジアゾメタンのようなスルホニルカルボニルジアゾメタン類、２−メチル−２−（４−メチルフェニルスルホニル）プロピオフェノンのようなスルホニルカルボニルアルカン類、２−ニトロベンジルｐ−トルエンスルホネートのようなニトロベンジルスルホネート類、ピロガロールトリスメタンスルホネートのようなアルキル及びアリールスルホネート類（ｇ）ベンゾイントシレートのようなベンゾインスルホネート類、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）フタルイミドのようなＮ−スルホニルオキシイミド類、（４−フルオロベンゼンスルホニルオキシ）−３，４，６−トリメチル−２−ピリドンのようなピリドン類、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロメチル−１−（３−ビニルフェニル）−エチル−４−クロロベンゼンスルホネートのようなスルホン酸エステル類、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートのようなオニウム塩類等の光酸発生剤や、プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物、無水カルボン酸化合物等が挙げられる。
【０１３９】
プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、硫酸モノエステル類、リン酸モノ及びジエステル類、ポリリン酸エステル類、ホウ酸モノ及びジエステル類等を、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、ｎ−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイトで中和した化合物、さらには酸−塩基ブロック化触媒として市販されているネイキュア２５００Ｘ、４１６７、Ｘ−４７−１１０、３５２５、５２２５（商品名、キングインダストリー社製）等が挙げられる。また、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、例えば、ＢＦ３、ＦｅＣｌ３、ＳｎＣｌ４、ＡｌＣｌ３、ＺｎＣｌ２等のルイス酸を上記のルイス塩基で中和した化合物が挙げられる。
【０１４０】
オニウム化合物としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。
【０１４１】
無水カルボン酸化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水ラウリン酸、無水オレイン酸、無水ステアリン酸、無水ｎ−カプロン酸、無水ｎ−カプリル酸、無水ｎ−カプリン酸、無水パルミチン酸、無水ミリスチン酸、無水トリクロロ酢酸、無水ジクロロ酢酸、無水モノクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ヘプタフルオロ酪酸等が挙げられる。
【０１４２】
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナト）アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタニウム、テトラキス（ｎ−プロピルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジブチル・ビス（アセチルアセトナト）スズ、トリス（アセチルアセトナト）鉄、トリス（アセチルアセトナト）ロジウム、ビス（アセチルアセトナト）亜鉛、トリス（アセチルアセトナト）コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１４３】
これら硬化触媒の使用量は特に制限されないが、保護層形成用塗布液に含まれる固形分の合計１００質量部に対して０．１〜２０質量部が好ましく、０．３〜１０質量部が特に好ましい。
【０１４４】
また、保護層を形成する際に、有機金属化合物を触媒として用いる場合には、ポットライフ、硬化効率の面から、多座配位子を添加することが好ましい。このような多座配位子としては、以下に示すようなもの及びそれらから誘導されるものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１４５】
具体的には、アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメチルアセトン等のβ−ジケトン類；アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類；ビピリジン及びその誘導体；グリシン及びその誘導体；エチレンジアミン及びその誘導体；８−オキシキノリン及びその誘導体；サリチルアルデヒド及びその誘導体；カテコール及びその誘導体；２−オキシアゾ化合物等の２座配位子；ジエチルトリアミン及びその誘導体；ニトリロトリ酢酸及びその誘導体等の３座配位子；エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）及びその誘導体等の６座配位子；等を挙げることができる。さらに、上記のような有機系配位子の他、ピロリン酸、トリリン酸等の無機系の配位子を挙げることができる。多座配位子としては、特に２座配位子が好ましく、具体例としては、上記の他、下記一般式（Ｖ−４）で示される２座配位子が挙げられる。
【０１４６】
【化３】
【０１４７】
上記式（Ｖ−４）中、Ｒ３２及びＲ３３はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基、フッ化アルキル基、又は炭素数１〜１０のアルコキシ基を示す。
【０１４８】
２座配位子としては、上記一般式（Ｖ−４）中のＲ３２とＲ３３とが同一のものが特に好ましい。Ｒ３２とＲ３３とを同一にすることで、室温付近での配位子の配位力が強くなり、保護層形成用塗布液のさらなる安定化を図ることができる。
【０１４９】
多座配位子の配合量は、任意に設定することができるが、有機金属化合物の使用量１モルに対し、好ましくは０．０１モル以上、より好ましくは０．１モル以上、さらに好ましくは１モル以上である。
【０１５０】
また、フェノール樹脂の場合、赤外吸収スペクトルの吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が上記条件を満たすように保護層を形成しようとする場合には、空気雰囲気下では硬化温度を比較的低く設定することが必要である。そのため、保護層の２５℃における酸素透過係数を下げることは困難であるが、吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が上記条件を満たすようにすると共に、保護層の２５℃における酸素透過係数が上記条件を満たすようにすることで、電気特性がさらに向上し、さらに高画質を達成できる感光体が得られる。
【０１５１】
保護層の膜厚は、０．５〜１５μｍが好ましく、１〜１０μｍがさらに好ましく、１〜５μｍがより好ましい。
【０１５２】
上記保護層を感光体最表面に設けることで、クリーニングブレードからの感光体に作用する力で発生する感光体傷や摩耗性が著しく改善される。
【０１５３】
続いて、第３実施形態における現像装置１４の現像剤収容体１４１について詳述する。この現像剤収容体１４１にはトナーとキャリアを含む、いわゆる二成分現像剤が収容されている。現像剤収容体１４１に収容された現像剤中のトナーは、トナー母粒子の表面にそのトナー母粒子よりも小さな種々の外添剤粒子が添加されたものであり、特に製造方法により限定されるものではない。このトナーとしては、例えば、結着樹脂と着色剤、離型剤、転写助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、転写助剤、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、転写助剤、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を使用することができる。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、公知の方法によって製造されたトナーも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。
【０１５４】
また、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。
【０１５５】
トナーは結着樹脂と着色剤、離型剤等とからなるものである。トナーの体積平均粒径は２μｍ以上１２μｍ以下の範囲が好ましく、３μｍ以上９μｍ以下の範囲がより好ましい。また、トナー母粒子の平均球状係数（ＭＬ２／Ａ）×（１００π／４）：ＭＬはトナー母粒子の絶対最大長、Ａはトナー母粒子の投影面積を各々示す）が１００以上１４０以下の範囲のもの、さらに好ましくは１００以上１３０以下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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
さらに、トナーには種々の外添剤粒子が添加される。すなわち、トナーには、感光体１１の表面１１ａの付着物、劣化物除去の目的等で、無機粒子、有機粒子、該有機粒子に無機粒子を付着させた複合粒子などを加えることができるが、研磨性に優れる無機粒子が特に好ましい。無機粒子としては、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。
【０１６０】
有機粒子としては、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１１ａ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。
【０１６１】
また、トナーに添加されるその他の外添剤粒子としては、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の大粒径外添剤粒子や、粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の小粒径外添剤粒子があげられる。大粒径外添剤粒子の具体例としては、上述した、トナーの転写性を向上させるために真球の形状に近づけた粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるシリカ等の大粒径無機酸化物粒子（例えば、信越化学工業（株）製Ｘ２４）があげられる。小粒径外添剤粒子の具体例としては、同じく上述した、トナーの帯電性を制御したりトナーの流動性を高めるシリカ等の粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の小粒径無機酸化物粒子（例えば、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０）があげられる。
【０１６２】
さらに、感光体表面１１およびクリーニングブレード１５７の先端エッジ部１５７１の双方に潤滑剤被膜を形成し先端エッジ部１５７１の磨耗を抑えるため、トナーに潤滑剤を添加してもよい。この潤滑剤としては、脂肪酸金属塩および高級アルコールのうちの少なくともいずれか一方を含んだものがあげられる。
【０１６３】
脂肪酸金属塩としてはステアリン酸のカドミウム、バリウム、鉛、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等の金属塩；二塩基性ステアリン酸鉛；オレイン酸の亜鉛、マグネシウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等の金属塩；パルミチン酸とアルミニウム、カルシウム等の金属塩；カプリル酸鉛；カプロン酸鉛；リノール酸亜鉛；リノール酸コバルト；リシノール酸カルシウム；リシノレイン酸と亜鉛、カドミウム等の金属塩；及びこれらの混合物等が挙げられるが、中でもステアリン酸亜鉛が潤滑効果が高く好ましい。
【０１６４】
また、現像剤収容体１４１に収容された現像剤中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、粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のものが使用される。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。
（実施例）
以下、実施例および比較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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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を感光体Ａとする。
【０１６８】
【化４】
【０１６９】
［感光体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Ａと同様に作製した感光体の電荷輸送層上に、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、メチロール基を有するフェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂を含む膜厚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を感光体Ｂとする。
【０１７０】
【化５】
【０１７１】
［感光体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
【０１７２】
【化６】
【０１７３】
【化７】
【０１７４】
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Ａと同様に作製した感光体の電荷輸送層上に、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、シロキサン誘導体を架橋したシロキサン系樹脂を含む膜厚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を感光体Ｃとする。
（実施例１）
試験機として、図１に示す画像形成装置の基本構成と同じ基本構成の画像形成装置を用いた。すなわち、ここで用いた画像形成装置には、最表面に高強度表面層である、フェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂を含む保護層が設けられた上記感光体Ｂを組み込んだ。また、現像装置としては、キャリアを含まずに、粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の無機酸化物粒子である日本アエロジル（株）製ＲＹ５０が添加されたトナーを含む一成分現像剤を収容した現像剤収容体を有する現像装置を用いた。
【０１７５】
さらに、ここでは、発泡ゴムに対して、粒径が０．５μｍの粒子を５ｗｔ％添加して直径が１６ｍｍのロール体を作製し、この２０μｍの粒子が分散配置されたロール体を上流側の大粒径ロールのロール体として用いた。また、発泡ゴムに対して粒径が３０ｎｍの粒子を５ｗｔ％添加して直径が１６ｍｍのロール体も作製し、この３０ｎｍの粒子が分散配置されたロール体を下流側の小粒径ロールのロール体として用いた。
【０１７６】
なお、クリーニング手段としては図２に示すクリーニングブラシを用いた。
【０１７７】
表１に、ここで用いた画像形成装置の特徴的構成を示す。
【０１７８】
【表１】
【０１７９】
この表１では、‘無機酸化物粒子’の欄に示す「小」は、トナーに日本アエロジル（株）製ＲＹ５０が添加されていることを表し、‘キャリア’の欄に示す「無」は、一成分現像剤を用いたことを表す（以下、同じ）。また、‘大粒径ロール’の欄は、大粒径ロールのロール体に分散配置されている粒子の粒径を表し、‘小粒径ロール’の欄は、小粒径ロールのロール体に分散配置されている粒子の粒径を表す（以下、同じ）。
【０１８０】
試験では、各色エリアカバレッジ１０％であるプロセス方向の筋チャートを２０秒おきに５枚連続して採取することを繰り返す走行試験を、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）の環境下で１万枚実施した後、高温高湿（２８℃、８０％）の環境下でも１万枚実施し、最後に低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）の環境下で１万枚実施した。
【０１８１】
評価は、合計３万枚の走行試験を実施した後、２０％ハーフトーンのサンプル画像と、文字サンプル画像それぞれを採取し、得られたそれぞれの形成画像について、走行試験で用いた筋チャートの筋に当たる箇所に画質欠陥が生じているか否かを観察するとともに感光体表面も観察した。結果を上記表１に併せて示す。
【０１８２】
上記表１に示すように、２０％ハーフトーンのサンプル画像の形成画像にも、文字サンプル画像の形成画像にも画質欠陥が生じておらず、いずれの形成画像も良好な画質であった。また、感光体表面にトナーフィルミングや大きな凹凸が生じていなかった。
（実施例２）
大粒径ロールを、粒径が４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例２で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を上記表１に示す。
【０１８３】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例３）
感光体を、高強度表面層である保護層を省略し最表面が電荷輸送層で構成された上記感光体Ａに代えた。また、現像装置を、粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の日本アエロジル（株）製ＲＹ５０に代えて粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の無機酸化物粒子である信越化学工業（株）製Ｘ２４が添加されたトナーを含む一成分現像剤を収容した現像剤収容体を有する現像装置に取り換えた。さらに、大粒径ロールを、粒径が５μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた。これらの変更を行った以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。なお、‘無機酸化物粒子’の欄に示す「大」は、トナーに信越化学工業（株）製Ｘ２４が添加されていることを表す（以下、同じ）。
【０１８４】
この実施例３における結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例４）
大粒径ロールを、粒径が２５μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例３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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例４で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８５】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例５）
現像装置を、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０と信越化学工業（株）製Ｘ２４との双方が無添加のトナー、および粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のキャリアを含む二成分現像剤を収容した現像剤収容体を有するものに代えた。また、大粒径ロールを、粒径が２０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた。これらの変更を行った以外は、実施例３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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。なお、‘無機酸化物粒子’の欄に示す「無」は、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０と信越化学工業（株）製Ｘ２４との双方が無添加のトナーを用いたことを表し、‘キャリア’の欄に示す「有」は、二成分現像剤を用いたことを表す（以下、同じ）。
【０１８６】
この実施例５における結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例６）
大粒径ロールを、粒径が６０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例５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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例６で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８７】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例７）
感光体を、最表面に高強度表面層である、シロキサン誘導体を架橋したシロキサン系樹脂を含む保護層が設けられた上記感光体Ｃに代えるとともに、現像装置を、キャリアを含まず、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０と信越化学工業（株）製Ｘ２４との双方が無添加のトナーを含む一成分現像剤を収容した現像剤収容体を有するものに代えた。また、大粒径ロールを、粒径が５０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた。さらに、クリーニングブラシを、図４に示すクリーニングブレードに代えた。これらの変更を行った以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８８】
この実施例７における結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例８）
大粒径ロールを、粒径が１５０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例７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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例８で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８９】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（比較例１）
大粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９０】
この比較例１における結果では、２０％ハーフトーンのサンプル画像の形成画像にも、文字サンプル画像の形成画像にも、感光体回転方向（プロセス方向）に筋状の濃度ムラが確認された。
（比較例２）
大粒径ロールを、粒径が１５１μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例８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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。この比較例２で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９１】
ここでの結果は、感光体表面に大きな凹凸が生じており、ハーフトーンのサンプル画像の形成画像にも文字サンプル画像の形成画像にも、プロセス方向に筋状の画像抜けが確認された。
（比較例３）
小粒径ロールを、粒径が２９ｎｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例７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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９２】
ここでの結果では、文字サンプル画像において、文字が感光体の回転軸の延在方向に流れる画像流れが確認された。
（比較例４）
小粒径ロールを、粒径が０．５μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例８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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。この比較例４で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９３】
ここでの結果も、比較例３における結果と同じく、文字サンプル画像に画像流れが確認された。
【０１９４】
比較例１における濃度ムラは、無機酸化物粒子である日本アエロジル（株）製ＲＹ５０が感光体表面から除去されずその表面に付着したまま感光体が帯電を受けたことにより、付着した日本アエロジル（株）製ＲＹ５０によって異常帯電が生じて発生した画質欠陥であると考える。これに対して、粒径が０．５μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールを用いた実施例１では、比較例１で生じた濃度ムラが発生していないことから、比較例１で用いた、粒径が０．４μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールでは、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０を感光体表面から十分に剥がし取ることができなかったといえる。
【０１９５】
比較例２におけるプロセス方向の筋状の画像抜けは、感光体表面に大きな凹凸が生じていたことから、転写ニップ圧が感光体回転軸方向に不均一になって生じた画質欠陥であると考える。これに対して、粒径が１５０μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールを用いた実施例８では、比較例２で生じた筋状の画像抜けが発生していないことから、比較例２で用いた、粒径が１５１μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールでは、感光体表面が必要以上に粗く研磨されてしまうといえる。
【０１９６】
比較例３および比較例４における画像流れは、感光体表面の劣化皮膜が除去されなかったことにより生じた画質欠陥であると考える。比較例３および比較例４では、保護層によって感光体表面の機械的強度が高められているため、クリーニングブレードによって劣化皮膜を除去することが困難であると考えられるが、同じ保護層を有する感光体を用いた実施例７及び実施例８では画像流れが発生していない。比較例３と実施例７とを対比すると、実施例７では、粒径が３０ｎｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いたのに対し、比較例３では、粒径が２９ｎｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いた。このことからすると、粒径が２９ｎｍの粒子を分散配置した小粒径ロールでは、劣化皮膜を十分に除去することができないといえる。また、比較例４と実施例８とを対比すると、実施例８では、粒径が０．４μｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いたのに対し、比較例４では、粒径が０．５μｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いた。この対比より、粒径が０．５μｍの粒子を分散配置した小粒径ロールでは、粒子が大きすぎて劣化皮膜を隈無く除去することができないといえる。
【０１９７】
以上の結果から、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子を分散配置した大粒径ロールを用いるとともに、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子を分散配置した小粒径ロールを用いることで、感光体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去することができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の一実施形態である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４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを図１よりも詳しく示した図である。
【図３】第２実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【図４】第３実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【符号の説明】
【０１９９】
１ 画像形成装置
１０ トナー像形成ユニット
１１ 感光体
１１ａ 表面
１１０ 回転軸
１１１ 保護層
１２ 帯電器
１３ 露光器
１４ 現像装置
１５ クリーニング装置
１５１ 大粒径ロール
１５１ａ 周面
１５１１ 回転軸
１５２ 小粒径ロール
１５２ａ 周面
１５２１ 回転軸
１５３ クリーニングブラシ
１５４ 回収ロール
１５５ スクレーパ部材
１５６ 搬送オーガ
１５７ クリーニングブレード
１６ 除電器
２０ １次転写ロール
３０ 中間転写ベルト
４０ 一括転写装置
５０ 定着装置
６０ 用紙トレイ
７０ ベルトクリーナ
【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】
電子写真方式では、まず、トナー像形成サイクルが実施される。このトナー像形成サイクルでは、所定方向に回転する感光体表面を帯電器によって帯電させ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表面に静電潜像を得、その静電潜像を現像装置を用いてトナーにより現像し感光体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形成されたトナー像は、転写手段により所定の被転写面（記録媒体や中間転写体）に転写され最終的に記録媒体上に定着されることで記録媒体上に定着トナー像からなる画像が形成される。
【０００３】
所定の被転写面に転写を終えた感光体表面には、未転写のトナーやトナーに添加されていた外添剤粒子など複数種類の異物が残留している。また、帯電における放電現象によって感光体の最表面が劣化する。残留物が感光体表面に残ったまま次のトナー像形成サイクルを実施したり、あるいは最表面が劣化した感光体を用いて次のトナー像形成サイクルを実施すると、形成画像に画質欠陥が発生する。そのため、残留物や感光体最表面の劣化皮膜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】
トナー等の残留物や劣化皮膜を除去するクリーニング方式としては、種々の方式が提案されているが、例えば、ウレタン等のゴム材料からなる板状のクリーニングブレードの先端の縁を感光体表面に押し付け、感光体表面をその縁によって掻き取る方式が多く採用されている。以下、このクリーニングブレードを用いた方式を例にあげて説明する。クリーニングブレードを用いた方式では、その縁で感光体表面が削り取られ、感光体表面を摺擦することだけでは除去することが困難な残留物や劣化皮膜も除去される。
【０００５】
ところで、感光体の表面には、帯電器、現像装置、転写手段等により電気的、機械的な外力が直接加えられる。このため、表面に、磨耗や傷に対する耐久性が高められた保護層を有する感光体を用いる傾向にある。ところが、耐久性が高められた保護層を有する感光体では、表面の強度が高く、クリーニングブレードによる感光体表面の削り取りが困難になる。
【０００６】
そこで、研磨粒子等を周面に担持させた研磨ロールを用いて感光体表面を研磨する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４等参照）。これらの特許文献の中でも、上記特許文献１では、粒径の異なる研磨粒子を周面に担持させた研磨ロールを用いて感光体表面を研磨することが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３３３７９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７２５６号公報
【特許文献３】特開平１０−１６１４９４号公報
【特許文献４】特開平９−２４４４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、研磨粒子を周面に担持した研磨ロールによる研磨では、その周面に担持された研磨粒子のうち最も大きな粒径の研磨粒子による研磨が支配的になりやすく、１本の研磨ロールの周面に粒径の異なる研磨粒子を担持させたとしても、相対的に小粒径である研磨粒子による研磨効果はさして期待できるものではない。感光体表面は、帯電の際の放電現象によって数十ｎｍから数百ｎｍの深さまで劣化されていたり、その表面に、現像時にトナーの母粒子表面に付着していた外添剤粒子が強固に付着していたりする。また、感光体表面には、本来クリーニングブレードによって除去されるべき残留トナーまでもがクリーニングブレードの先端の縁によって感光体表面に押し付けられることで付着していることもある。また放電現象によって生じた劣化皮膜の厚みと外添剤粒子の大きさは異なる。また、感光体表面に付着した残留トナーは、数十μｍから数百μｍの塊りになって感光体表面に強固に付着しており、感光体表面に塊になって付着した残留トナー（トナーフィルミング）の大きさと、劣化皮膜の厚みや外添剤粒子の大きさも異なる。これら大きさの異なる除去対象物を、支配的になる最も大きな粒径の研磨粒子によって感光体表面から一度に削り取ることは不可能であり、例えば、感光体表面から劣化皮膜を削り取れたとしても、その表面には、外添剤粒子かトナーフィルミングが残留し、形成画像に画質欠陥が生じてしまう。
【０００８】
さらに、トナーとキャリアを含むいわゆる二成分現像剤を用いてトナー像形成を行う場合、キャリアは通常トナーに対して逆極（例えば正極）側に帯電することでトナーを帯電させ、磁気ブラシを形成して現像を行う働きを持っており、キャリア自身が感光体表面へ付着することはないはずであるが、例えば、感光体上の非画像領域（トナー像が形成されていない領域）における電位が通常に比べて高くなったりすると、マイナスの電界が強くなり、結果として正電荷を帯びたキャリアが静電的に感光体へ移行してしまう。また、現像バイアスによる現像電界が非常に大きくなった場合にも、キャリアへの電荷注入という現象が起こり、キャリアがトナーとともに感光体へ移行してしまう。感光体へ移行したキャリアは、トナーの母粒子表面に付着していた外添剤粒子よりは大きいものの砕けて小さくなったものが多く、クリーニングブレードの先端と感光体表面との間に挟まりやすい。ここで、感光体表面に磨耗や傷に対する耐久性が高められた保護層が設けられていないと特に、回転する感光体の表面は、ブレード先端と感光体表面との間に挟まれたキャリアによって傷つけられてしまう。また、外添剤粒子もトナー母粒子表面から離脱し粒径や形状によってはブレードの先端と感光体表面との間に挟まり、特に保護層が設けられていない感光体表面は、その挟まれた外添剤粒子によっても傷つけられてしまう。感光体表面に生じた傷の凹部に残留トナー粒子が入り込むと、クリーニングブレードで除去することが困難になる。このため、感光体表面の傷（凹凸）を平坦にならすことが必要になる。ところが、感光体表面の傷（凹凸）は、キャリアによるものか外添剤粒子によるものかによってその大きさ（凹部の深さや感光体の回転軸延在方向の幅）が異なり、劣化皮膜や外添剤粒子やトナーフィルミングといった除去対象物とも大きさが異なる。このため、感光体表面の傷（凹凸）を平坦にならすことと除去対象物を感光体表面から削り取ることとを、支配的になる最も大きな粒径の研磨粒子によって一度に行うことも不可能であり、例えば、感光体表面から劣化皮膜を削り取れたとしても、その表面には、感光体表面の傷の凹部に入り込んだ残留トナー粒子が残り、形成画像に画質欠陥が生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、像担持体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去することができ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】
【００１０】
上記目的を解決する本発明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た残留物をその表面から除去するクリーニング手段と、
上記像担持体の移動方向に並んで配置されたものであって、その像担持体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、その像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面にその周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とする。
【００１１】
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。また、上記クリーニング手段は、上記像担持体表面に先端を圧接させたクリーニングブレードであってもよいし、あるいは上記像担持体表面に毛の先端を接触させながら回転するクリーニングブラシであってもよいが、これらのブレードやブラシに限定されるものではない。
【００１２】
放電現象によって像担持体表面が劣化すると、像担持体表面には厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜が生じる。本発明のクリーニング装置によれば、上記２本のロールのうちの、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロール（以下、小粒径ロールと称することがある）によって、上記劣化皮膜が像担持体表面から削り取られ、その場で像担持体表面から除去されるかあるいは上記クリーニング手段によって像担持体表面から除去される。ここで、粒子の粒径が、３０ｎｍ未満であると粒子が小さすぎてしまい研磨能力が不足して劣化皮膜を十分に除去することができず、反対に０．５μｍ以上であると今度は粒子が大きすぎてしまい劣化皮膜を隈無く除去することができなくなってしまうため、ここでの粒子の粒径は３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の範囲に抑えられている。
【００１３】
一方、上記２本のロールのうちの、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたロール（以下、大粒径ロールと称することがある）によって、像担持体表面に強固に付着していた外添剤粒子、あるいは塊状の残留トナーがその表面から剥がし取られたり、像担持体表面に生じた傷（凹凸）がならされ、その凹凸の凹部に入り込んでいたトナー粒子が除去される。
【００１４】
なお、粒子の粒径が異なるロールの本数は２本に限らず、３本以上であってもよい。
【００１５】
上記目的を解決する本発明の画像形成装置は、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体を備え、その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た残留物をその表面から除去するクリーニング手段と、
上記感光体の回転方向に並んで配置されたものであって、その感光体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、その感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とする。
【００１６】
ここにいう被転写面とは、中間転写体の、上記感光体表面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。
【００１７】
本発明の画像形成装置によれば、上記本発明のクリーニング装置を備えているため、感光体表面に生じた劣化皮膜がその表面から除去されるとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去される。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体は、最表面に架橋構造を有する樹脂を含有した保護層が形成されてなるものであってもよく、さらには、上記保護層が、電荷輸送能を有する構造単位をもつものであることが好ましい。
【００１９】
上記保護層としては、例えば、メチロール基を有するフェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂およびシロキサン誘導体を架橋したシロキサン系樹脂のうちの少なくとも１種であって、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種を含む電荷輸送性構造単位を有する樹脂を含むもの等があげられる。
【００２０】
上記保護層によって上記感光体の表面における機械的強度が向上する。
【００２１】
ここで、上記クリーニング手段が、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た残留物を掻き取る、その表面に先端を圧接させたクリーニングブレードであってもよい。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の外添剤粒子が添加されたトナーで現像する現像器を備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものである態様であって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００２３】
この態様によれば、５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の外添剤粒子（以下、小粒径外添剤粒子と称することがある）が、上記感光体表面上の凹部に入り込んでその凹部に付着していることがあるが、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子がその凹部に入り込んで小粒径外添剤粒子が剥がし取られる。ここで、粒子の粒径が、０．５μｍ未満であると小粒径外添剤粒子を十分に除去することができず、反対に５μｍ以上であると、小粒径外添剤粒子が付着した凹部に入り込めなくなり、その小粒径外添剤粒子を剥がし取ることができなくなってしまうため、ここでの粒子の粒径は０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲に抑えられている。
【００２４】
なお、ここにいう小粒径外添剤粒子の例としては、トナーの帯電性を制御したりトナーの流動性を高める、粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であるシリカ、チタニア等の無機酸化物粒子が一例としてあげられる。
【００２５】
さらに、本発明の画像形成装置において、上記２本のロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向下流側に配備されたものであってもよく、加えて、
上記２本のロールのうちの、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロール（大粒径ロール）が、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロール（小粒径ロール）よりも上記感光体の移動方向上流側に配備されたものであることが好ましい。
【００２６】
上記２本のロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向下流側に配備されたものであることにより、上記クリーニング手段によって残留物が除去された感光体表面に２段階の仕上げ磨きがなされる。
【００２７】
また、上記大粒径ロールが、上記小粒径ロールよりも上流側に位置することで、まず、相対的に荒削りの研磨が行われ、感光体表面上の大きめの凹凸（傷）はならされ、次いで、細かな研磨が行われ、像担持体表面の平滑度が高められる。
【００２８】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の外添剤粒子が添加されたトナーで現像する現像器を備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００２９】
上記現像器を備えた画像形成装置では、例えば、上記クリーニングブレードの先端と上記感光体表面との間に、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の外添剤粒子（以下、大粒径外添剤粒子と称することがある）が挟み込まれることがあり、挟み込まれた大粒径外添剤粒子によって感光体表面にやや大きめの傷（凹凸）が生じることがあるが、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が周面に分散配置された大粒径ロールによってそのやや大きめの傷がならされ、その傷の凹部に入り込んでいた残留トナー粒子が、大粒径ロールや上記クリーニング手段によって感光体表面から除去される。ここで、大粒径ロールに分散配置された粒子の粒径が、５μｍ未満であると粒子がそのやや大きめの傷（凹凸）に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、２５μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は５μｍ以上２５μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００３０】
ここにいう大粒径外添剤粒子の例としては、トナーの転写性を向上させるために真球の形状に近づけた粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるシリカ等の無機酸化物粒子が一例としてあげられる。
【００３１】
なお、大粒径外添剤粒子の形状係数ＳＦ１は、１００以上１４５以下の範囲であることが好ましい。ここにいう形状係数ＳＦ１は、例えば、外添剤粒子の電子顕微鏡像をルーゼックス画像解析装置に取り込み、１００個の外添剤粒子の最大長（ＭＬ）の２乗と投影面積（Ａ）から以下の式により求められる。
ＳＦ１＝（ＭＬ２／Ａ）×（１００π／４）
ただし、πは円周率を表す。
【００３２】
さらに、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、トナーと粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のキャリアを含む現像剤中のトナーで現像する現像器を備え、
上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものである態様であって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００３３】
感光体へ移行してしまったキャリアは砕けて小さくなる。砕けたキャリアの中には、上記大粒径外添剤粒子よりも小さなものもあるが、そのほとんどは上記大粒径外添剤粒子よりも大きい。砕けたキャリアは、例えば、上記クリーニングブレードの先端と上記感光体表面との間に挟み込まれることがあり、感光体表面には、挟み込まれたキャリアによって、上記大粒径外添剤粒子が挟み込まれることによって生じた傷よりも大きな傷（凹凸）が生じることがある。しかしながら、上記態様によれば、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が周面に分散配置された大粒径ロールによってその大きな傷がならされ、その大きな傷の凹部に入り込んでいた残留トナー粒子が、大粒径ロールや上記クリーニング手段によって感光体表面から除去される。ここで、大粒径ロールに分散配置された粒子の粒径が、２０μｍ未満であると粒子がその大きな傷（凹凸）に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、６０μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００３４】
またさらに、本発明の画像形成装置において、上記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
上記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであってもよい。
【００３５】
例えば、上記クリーニングブレードによって本来除去されるべき残留トナーがクリーニングブレードの先端の縁によって感光体表面に押し付けられることで感光体表面に塊になって強固に付着することがある。この感光体表面に塊になって強固に付着した残留トナー（トナーフィルミング）の大きさは、数十μｍから数百μｍの大きさであり、このようなトナーフィルミングを感光体表面から剥がし取るには、粒径が５０μｍ以上の粒子が分散配置された大粒径ロールが必要になる。ただし、大粒径ロールに分散配置された粒子の粒径が１５０μｍを超えると、感光体表面を必要以上に粗く研磨してしまい転写性が損なわれる恐れがあることから、ここでの粒子の粒径は５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００３６】
加えて、本発明の画像形成装置において、上記２本のロールのうちの、粒径が５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向上流側に配備されたものであって、
上記２本のロールのうちの、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたロールが、上記クリーニング手段よりも上記感光体の移動方向下流側に配備されたものであることが好ましい。
【００３７】
こうすることで、感光体表面は、まず、荒削りがなされ、大きめの凹凸（傷）がならされる。次いで、上記クリーニング手段によって感光体表面から除去可能な残留物が除去される。すなわち、粒径が５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたロールによって大きめの凹凸（傷）がならされたことにより、凹部に入り込んでいた残留トナー粒子が、上記クリーニング手段によって感光体表面から除去される。あるいは、感光体表面に強固に付着していたトナーフィルミングが感光体表面から剥がされ、上記クリーニング手段により感光体表面から除去される。最後に、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置されたロールによって、劣化皮膜が感光体表面から削り取られるとともに、この小粒径ロールによって細かな研磨が行われ感光体表面は仕上げ磨きされて平滑度が高められる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、像担持体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去することができ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】
【００３９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００４１】
本実施形態の画像形成装置１は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーそれぞれに対応した、４つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間媒体としての中間転写ベルト上に重ね合わせ（１次転写）、中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体である用紙に転写（２次転写）し、定着するものである。
【００４２】
図１に示す画像形成装置１は、４つのトナー像形成ユニット１０、４つの１次転写ロール２０、３つの支持ロール３１に支持されて反時計回りの方向に循環移動する半導電性の中間転写ベルト３０、２次転写を行う一括転写装置４０、および未定着トナー像を用紙に定着させる定着装置５０を備えている。
【００４３】
４つのトナー像形成ユニット１０は、中間転写ベルト３０の循環方向に並んで配置されており、各トナー像形成ユニット１０には、時計回りに回転するドラム状の感光体１１が備えられている。各感光体１１は、ドラム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る。保護層は、この感光体１１の最表層になる層であって、感光体１１が回転軸を中心にして回転することで保護層（感光体１１の表面）は回転軸の周りを循環移動する。この保護層は、電荷輸送機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した高強度表面層である。感光体１１の表面は、中間転写ベルト３０に接している。中間転写ベルト３０が感光体１１の表面に接する領域には、中間転写ベルト３０を感光体１１と挟み込むように一次転写ロール２０が配備されており、この領域が１次転写領域である。
【００４４】
ここで、図１とともに図２も用いて、本実施形態の画像形成装置の説明をさらに進める。
【００４５】
図２は、図１に示す４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを図１よりも詳しく示した図である。
【００４６】
図２に示すトナー像形成ユニット１０は、感光体１１の他、帯電器１２、露光器１３、現像装置１４、クリーニング装置１５、および除電器１６を備えている。なお、この図２には、感光体１１の表面１１ａになる保護層１１１が模式的に示されている。
【００４７】
帯電器１２は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。この帯電器１２には帯電バイアスが印加される。なお、帯電器として、感光体表面１１ａ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備えた接触帯電方式を採用した帯電器を用いてもよい。露光器１３は、感光体表面１１ａに向けて、画像情報に基づく露光光を照射するものである。現像装置１４は、感光体１１の周囲の、１次転写領域よりも上流側に配備されている。この現像装置１４は、トナーを収容した現像剤収容体１４１と、現像剤収容体１４１に収容されたトナーを担持して感光体の表面１１ａに対向した状態で回転する現像ロール１４２を有する。現像剤収容体１４１に収容されたトナーは、トナー母粒子の表面にそのトナー母粒子よりも小さな外添剤粒子である粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の無機酸化物粒子が添加されたものであり、正または負極に帯電する帯電特性を有する。この無機酸化物粒子の具体例としては、トナーの帯電性を制御したりトナーの流動性を高めるシリカ等の粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の無機酸化物粒子（以下、小粒径無機酸化物粒子と称する）があげられる。除電器１６は、感光体１１の周囲の、１次転写領域よりも下流側に配備されており、感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａの残留電荷を除電する。
【００４８】
図１に示す画像形成装置１において画像形成が行われる際には、感光体１１の表面１１ａが、帯電器１２による放電現象によって一様に帯電された後、露光器１３によって画像情報に基づく露光光が照射され、感光体表面１１ａに静電潜像が形成される。続いて、静電潜像が形成された感光体表面１１ａに現像ロール１４２からトナー供給が行われ静電潜像がトナーによって現像され、感光体表面１１ａにトナー像が形成される。感光体表面１１ａに形成されたトナー像は、１次転写領域において感光体表面１１ａから中間転写ベルト３０の表面へ移行する。各トナー像形成ユニット１０で形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像となる。
【００４９】
また、一括転写装置４０は、中間転写ベルト３０のトナー像担持面側に圧接配置された二次転写ロール４１と、中間転写ベルト３０の裏面側に配置されたバックアップロール４２を備えており、これら２つのロール４１，４２で中間転写ベルト３０を挟みこんでいる。これら２つのロール４１，４２間が二次転写領域になる。
【００５０】
さらに、図１に示す画像形成装置１には、用紙トレイ６０が配備されており、用紙トレイ６０に収容された用紙Ｐは、フィードロール６１によって用紙トレイ６０から送り出され、所定のタイミングで二次転写領域へと送り込まれる。二次転写領域では、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったトナー像が、送り込まれてきた用紙Ｐ上に転写される。定着装置５０は、加熱機構５１１を有する定着ロール５１、および定着ロール５１に対向するように設けられた圧力ロール５２を備えている。互いに対向する定着ロール５１と圧力ロール５２との間には、２次転写領域を通過した用紙Ｐが搬送されてくる。用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール５１の加熱機構５１１により溶融され用紙Ｐに定着する。
【００５１】
また、一括転写装置４０の下流側にはベルトクリーナ７０が設けられている。中間転写ベルト３０の、２次転写領域を通過した表面には、用紙Ｐへ移行することができなかった残留トナー等の残留物が存在するが、この残留物はベルトクリーナ７０によって中間転写ベルト２０から除去される。
【００５２】
さらに、図２に示す感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａにも、１次転写領域において中間転写ベルト３０の表面へ移行することができなかった残留トナー粒子や、トナー母粒子に付着していた種々の外添剤粒子が存在する。図２に示すクリーニング装置１５は、残留トナー粒子や外添剤粒子といった残留物等を感光体表面１１ａから除去するための装置であり、１次転写領域よりも感光体回転方向下流側であって帯電器１２よりも感光体回転方向上流側の位置に配備されたものである。このクリーニング装置１５は、本発明のクリーニング装置の一実施形態に相当するものであり、大粒径ロール１５１、小粒径ロール１５２、クリーニングブラシ１５３、回収ロール１５４、スクレーパ部材１５５、および搬送オーガ１５６を備えている。
【００５３】
クリーニングブラシ１５３は、感光体１０の回転軸１１０と平行に延びた中心軸１５３１から放射状に延びた毛１５３２を有する。この毛１５３２に用いる繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維が挙げられ、ベルトロン（カネボウ社製）、ＳＡ−７（東レ社製）、ＵＵナイロン（ユニチカ社製）等の市販品を使用することができる。これらの毛の太さは、好ましくは３０デニール以下、より好ましくは２０デニール以下、さらに好ましくは０．５デニール以上１０デニール以下である。クリーニングブラシ１５３は、例えば、中心軸１５３１であるシャフトにこれらの繊維からなるブラシ基布を螺旋状に巻き付けることで作成することができる。また、毛の密度は、好ましくは２０，０００本／６．４５ｃｍ２以上、より好ましくは６０，０００本／６．４５ｃｍ２以上である。
【００５４】
また、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２は導電性のものである。この毛１５３２に導電性を付与する方法としては、繊維に導電性粉末やイオン導電材を配合する方法、繊維の内部又は外部に導電層を形成する方法等が挙げられる。また、導電性が付与された繊維の抵抗値は、繊維単体で１０２Ω・ｃｍ以上１０１１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
クリーニングブラシ１５３は、毛１５３２の先端が感光体表面１１ａおよび回収ロール１５４の外周面の双方に食い込んだ状態で中心軸１５３１を中心にして回転し、その毛１５３２によって感光体表面１１ａを摺擦する。クリーニングブラシ１５３の、感光体表面１１ａへの食い込み量は、好ましくは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。
【００５６】
クリーニングブラシ１５３の毛１５３２には、残留トナー粒子の帯電極性とは逆極性になるクリーニングバイアスが印加される。感光体表面１１ａに存在する残留トナー粒子ｔは、クリーニングバイアスの作用によってその毛１５３２に静電的に吸着する。このクリーニングブラシ１５３は、本発明にいうクリーニング手段の一例に相当する。
【００５７】
なお、クリーニングブラシ１５３に代えて他の方式のクリーニング手段を設けてもよく、例えば、板状のクリーニングブレードを配備し、感光体表面１１ａに残留した残留物を、そのクリーニングブレードの先端の縁で機械的に掻き取るようにしてもよい。しかしながら、クリーニングブラシ１５３を利用した静電方式では、クリーニング性能の経時劣化が少なく、残留トナー粒子のクリーニング性が長期にわたって良好に維持される。特に、高速機においてはクリーニングブレードを用いるよりも有利である。また、球状トナーのクリーニングに対しても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に比べて優位性がある。さらに、先端の縁が圧接し続けるクリーニングブレードに比べて、回転するクリーニングブラシ１５３では感光体表面に接する毛１５３２が順次変わるため、残留トナー粒子が感光体表面１１ａに押し付けられることによって残留トナーが感光体表面１１ａに塊になって強固に付着するトナーフィルミングが生じることが大幅に抑えられる。
【００５８】
クリーニングブラシ１５３の毛１５３２に移行した残留トナー粒子はクリーニングバイアスの作用によってその毛１５３２に保持される。
【００５９】
回収ロール１５４は、感光体１０の回転軸１１０と平行に延びた中心軸１５４１を中心にして回転するロール体１５４２を有する。この回収ロール１５４の外周面には、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２から残留トナー粒子を静電的に引きはがす回収バイアスが印加される。クリーニングブラシ１５３の毛１５３２に保持された残留トナー粒子は、この回収バイアスの作用によって回収ロール１５４の外周面に回収される。回収バイアスの印加にあたっては、クリーニングバイアスよりも絶対値が大きな電圧を印加することが必要であり、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２と回収ロール１５４の間の電位差が１００Ｖ以上になるように印加することが好ましく、２００Ｖ以上になるように印加することがより好ましい。
【００６０】
ロール体１５４２に用いる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。中でもフェノール樹脂は、寸法精度が高く、成型が容易である。加えて、成形体の表面平滑性に優れ、安価である等の利点を有するので好ましい。ロール体１５４２の曲げ弾性率は７００ｋＰａ以上であることが好ましい。曲げ弾性率が７００ｋＰａ未満であると、回収ロール１５４に撓みが生じてクリーニングブラシ１５３やスクレーパ部材１５５との当接位置や食い込み量を所定値に保持することが困難になる。また、曲げ弾性率が７００ｋＰａ未満の材料を用いてロール体１５４２の肉厚を増加させて剛性を保持しようとすると、成形収縮が大きくなって寸法精度が不十分になってしまう。さらには、重量が増加するばかりか、成形時間も増加し、後工程が必要となる等の問題も生じてコストが増大してしまう。なお、ここにいう曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７１１５:９９に準拠して測定される値をいう。また、ロール体１５４２のロックウェル硬さ（Ｍスケール）は１００以上であることが好ましい。ロックウェル硬さが１００以上であると、寸法精度の高い成形が可能となり、また、削れに対して非常に強いロール体になる。なお、ここでいうロックウェル硬さとは、ＪＩＳ Ｋ７２０２:９５に準拠して測定される値をいう。
【００６１】
回収ロール１５４の電気抵抗を調整する方法としては、無機フィラー及び／又は有機フィラーを充填する方法等が挙げられる。無機フィラーや有機フィラーをロール体１５４２に充填すると、回収ロール１５４の剛性が増加するという利点もある。無機フィラーとしては、錫、鉄、銅、アルミ等の金属粉体や金属繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機フィラーとしては、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛、酸化すず、酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウム、バリウム、希土類等の所謂ハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケル及びマンガン等のフェライト、またはこれらの表面を必要に応じ導電化処理したもの、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩又は金属化合物等から選ばれ高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体、所謂複合金属酸化物等やポリアニリンが挙げられる。
【００６２】
回収ロール１５４に５００Ｖの電圧を印加したときの抵抗値は、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以上１×１０１０Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１×１０６Ω・ｃｍ以上１×１０８Ω・ｃｍ以下である。抵抗値が１×１０５Ω未満の場合、回収ロール１５４への電荷注入が起こり、クリーニングブラシ１５３で掻き取った残留トナー粒子の極性が反転してしまい、クリーニングブラシ１５３から残留トナー粒子を静電的に引きはがすことが困難になる場合がある。他方、回収ロール１５４の抵抗値が１×１０１０Ω・ｃｍを超えると、回収ロール１５４に電荷が蓄積される現象（チャージアップ）が起こりやすくなり、この場合もクリーニングブラシ１５３から残留トナー粒子を静電的に引きはがすことが困難になる場合がある。
【００６３】
スクレーパ部材１５５は、回収ロール１５４によって回収された残留トナー粒子を回収ロール１５４から掻き落とす。このスクレーパ部材１５５は金属薄板からなるもので、その一端のエッジ部分が回収ロール１５４の外周面に当接するように配置されている。スクレーパ部材１５５の具体的材質としては、高耐久性及び低コストの点から、ステンレス又はリン青銅が好ましい。スクレーパ部材１５５の厚みは、好ましくは０．０２ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。なお、スクレーパ部材１５５には、金属薄板の代わりにゴムブレードを用いてもよい。
【００６４】
スクレーパ部材１５５によって掻き落とされた残留トナー粒子は、廃トナー搬送オーガ１５６によってクリーニング装置１５の外まで搬送される。
【００６５】
大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２は、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向下流側で、その回転方向に並んで配置されたものであり、いずれも、感光体１０の回転軸１１０に平行な回転軸１５１１，１５２１を有する。大粒径ロール１５１は、小粒径ロール１５２よりも感光体回転方向上流側に配備されたものであり、回転軸１５１１の外周にはロール体１５１２を有する。また、小粒径ロール１５２も、回転軸１５２１の外周にロール体１５２２を有する。これらいずれのロール体１５１２，１５２２も、ＳＢＲ（スチレンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、Ｕ（ウレタンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）、ＳＩ（シリコンゴム）、天然ゴム（ＮＲ）などの弾性ゴム材料からなる発泡体、あるいはこれらのゴム材料からなるソリッド（中実）体である。なお、これらロール体１５１２，１５２２は６，６−ナイロンや６−ナイロンなどのスポンジ体やスチールウールなどの繊維集合体であってもよい。上流側の大粒径ロール１５１が有するロール体１５１は、弾性ゴム材料と、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子とを配合したものを金型成形もしくは押出成形し、成形品の周面に研磨加工を施したものである。一方、下流側の小粒径ロール１５２が有するロール体１５２は、弾性ゴム材料と粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子とを配合したものを、同様に金型成形もしくは押出成形し、成形品の周面に研磨加工を施したものである。すなわち、いずれのロールも、周面１５１ａ，１５２ａに粒子が分散配置されたものであり、上流側の大粒径ロール１５１は、下流側の小粒径ロール１５２の周面１５２ａに分散配置された粒子よりも大きな粒径の粒子が、その周面１５１ａに分散配置されたものである。
【００６６】
大粒径ロール１５１の周面１５１ａや小粒径ロール１５２の周面１５２ａに分散配置される粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化セシウム、酸化チタン、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム酸化鉄などの無機物粒子があげられる。なお、各ロールの周面１５１ａ，１５２ａに２種以上の粒子を分散配置してもよい。
【００６７】
大粒径ロール１５１も小粒径ロール１５２も、粒子が分散配置されたそれぞれの周面１５１ａ，１５２ａを、感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａに接触させた状態で回転することによりその表面１１ａを研磨する。その結果、大粒径ロール１５１によって研磨された後の感光体表面１１ａの粗さと、小粒径ロール１５２によって研磨された後の感光体表面１１ａの粗さとは異なり、上流側の大粒径ロール１５１は相対的に粗削りを行うものであり、下流側の小粒径ロール１５２は相対的に細かな削りを行うものである。なお、これら２本のロール１５１，１５２は、感光体１１に対して従動回転するものであり、感光体表面１１ａに接する領域で感光体１１の回転方向と同方向に、感光体１１の回転速度（周速）と等速で回転するが（図２中の矢印参照）、逆方向に回転するものであってもよいし、感光体１１の回転速度（周速）と速度差をもって回転するものであってもよい。
【００６８】
ここで、高強度表面層である保護層１１１が設けられた感光体１１であっても、その表面１１ａに細かな凹凸が存在することは避けられず、トナー母粒子表面に付着していた外添剤粒子の一つである粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満である小粒径無機酸化物粒子は、感光体表面１１ａに存在する凹部に入り込んでその凹部に付着していることがある。上流側の大粒径ロール１５１に分散配置された、粒径が０．５μｍ以上５μｍ未満の粒子は、その凹部に入り込んで、その凹部に付着していた上記小粒径無機酸化物粒子を感光体表面から剥がし取るとともに、感光体表面１１ａに存在する細かな凹凸をならす。粒子の粒径が、０．５μｍ未満であると上記小粒径無機酸化物粒子を十分に除去することができず、反対に５μｍ以上であると、上記小粒径無機酸化物粒子が付着した凹部に粒子が入り込めなくなり、上記小粒径無機酸化物粒子を剥がし取ることができなくなってしまうため、大粒径ロール１５１の周面１５１ａに分散配置される粒子の粒径は、０．５μｍ以上５μｍ未満の範囲に抑えられている。
【００６９】
また、感光体１１の最表面に設けられた保護層１１１には、帯電器１２による放電現象によって厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜が生じている。保護層１１１は、架橋構造を有する樹脂を含有した層であることから機械的強度が向上しており、保護層１１１に生じた劣化皮膜をクリーニングブラシ１５３の摺擦によって除去することは困難であるが、劣化皮膜は、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された下流側の小粒径ロール１５２によって削り取られる。ここで、粒子の粒径が、３０ｎｍ未満であると粒子が小さすぎてしまい研磨能力が不足して劣化皮膜を十分に除去することができず、反対に０．５μｍ以上であると今度は粒子が大きすぎてしまい劣化皮膜を隈無く除去することができなくなってしまう。このため、小粒径ロール１５２の周面１５２ａに分散配置される粒子の粒径は、３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の範囲に抑えられている。また、この小粒径ロール１５２によって、感光体表面１１ａは平坦にならされ、感光体表面１１ａの平滑度が高められる。
【００７０】
大粒径ロール１５１によって剥がし取られた上記小粒径無機酸化物粒子や、小粒径ロール１５２によって削り取られた劣化被膜は下方へ落下し、搬送オーガ１５６によってクリーニング装置１５の外に向けて搬送される。したがって、図２に示すクリーニング装置１５によれば、感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜がその表面１１ａから除去されるとともにその表面１１ａに存在する上記小粒径無機酸化物粒子もその表面１１ａから除去される。
【００７１】
以上、大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２について説明したが、これら２つのロール１５１，１５２に加え、これら２つのロール周面１５１ａ，１５２ａに分散配置された粒子の粒径とは異なる粒径の粒子が周面に分散配置されたロールを１又は複数本追加してもよい。また、大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２を入れ替え、上流側に相対的に細かな削りを行う小粒径ロール１５２を配置し、下流側に相対的に粗削りを行う大粒径ロール１５１を配置してもよい。さらに、大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２との双方を、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向上流側に配置してもよいし、これら２つのロールのうちいずれか一方をクリーニングブラシ１５３よりも上流側に配置し、もう一方をクリーニングブラシ１５３よりも下流側に配置してもよい。
【００７２】
なお、ここでは４つのトナー像形成ユニットが配備されたフルカラータンデム方式を採用した画像形成装置を例にあげて説明したが、本発明の画像形成装置は、１つのトナー像形成ユニットにおいてロータリ式のフルカラー現像器を用いて４色のトナー像を形成する方式を採用した画像形成装置にも適用することができる。また、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムを備えた画像形成装置に適用することもでき、さらには、用紙を静電的に吸着して搬送し、感光体に形成されたトナー像を、搬送されてきた用紙に、転写コロトロンや転写ロール等を用いて直接転写する直接転写方式を採用した画像形成装置にも適用することができる。
【００７３】
また、ここでは感光体表面１１ａから残留物を除去するクリーニング装置１５について詳細に説明したが、本発明のクリーニング装置は、中間転写ベルト３０から残留物を除去する図１に示すベルトクリーナ７０に適用することもできる。中間転写ベルト３０でも、ベルト表面の凹部に上記小粒径無機酸化物粒子が入り込んでベルトクリーナ７０によって除去することが困難になったり、２次転写の際に生じる用紙Ｐの剥離放電等によってベルト表面に劣化皮膜が生じることがある。そのため、図２に示す大粒径ロール１５１と小粒径ロール１５２とを備えたクリーニング装置が有効である。
【００７４】
続いて、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。この第２実施形態の画像形成装置、図１に示す画像形成装置と同じく、フルカラータンデム方式を採用し、４つのトナー像形成ユニットを備えるものである。以下、これまでの説明と重複する説明は省略し、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する。
【００７５】
図３は、第２実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【００７６】
第２実施形態の画像形成装置に備えられたトナー像形成ユニットに配備された感光体１１は、図１に示す保護層１１１を省略し、電荷輸送層が感光体最表面を構成するものである。また、図３に示す現像装置１４は、粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満である小粒径無機酸化物粒子に代えて、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の無機酸化物粒子（以下、大粒径無機酸化物粒子と称する）が添加されたトナーを収容した現像剤収容体１４１を備えている。この大粒径無機酸化物粒子の一例としては、トナーの転写性を向上させるために真球の形状に近づけた（形状係数ＳＦ１で表せばその値が１００以上１４５以下の範囲にある）粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるシリカ等の無機酸化物粒子があげられる。ここにいう形状係数ＳＦ１は、例えば、スライドグラス上に散布した外添剤粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、５０個以上の外添剤粒子の最大長（ＭＬ）の２乗と投影面積（Ａ）から以下の式により求められる。
ＳＦ１＝（ＭＬ２／Ａ）×（１００π／４）
ただし、πは円周率を表す。
【００７７】
さらに、図３に示すクリーニング装置１５には、図２に示す大粒径ロールに代えて、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が周面１５１ａに分散配置された大粒径ロール１５１が配備されている。この大粒径ロール１５１は、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向上流側に配備されている。一方、第２実施形態においては、粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２は、クリーニングブラシ１５３よりも感光体回転方向下流側に配備されている。
【００７８】
図３に示す感光体１１の、１次転写領域を通過した表面１１ａには、残留トナーの他、上記大粒径無機酸化物粒子も存在する。この大粒径無機酸化物粒子は、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２によって感光体表面１１ａが摺擦される際、感光体表面１１ａ（電荷輸送層）を傷つけることがある。大粒径無機酸化物粒子によって傷つけられた感光体表面１１ａには、大きめの凹凸が生じ、この大きめ凹凸の凹部に残留トナー粒子が入り込んでクリーニングブラシ１５３による残留トナー粒子の除去が困難になる。しかしながら、この第２実施形態においては、上記大粒径無機酸化物粒子によって生じた凹凸は、粒径が５μｍ以上２５μｍ以下の粒子が分散配置された上流側の大粒径ロール１５１によってならされ、凹部に入り込んでいた残留トナー粒子がクリーニングブラシ１５３によって容易に除去される。ここで、この大粒径ロール１５１に分散配置された粒子の粒径が、５μｍ未満であると粒子が上記大粒径無機酸化物粒子によって生じた凹凸に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、２５μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は５μｍ以上２５μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００７９】
なお、感光体表面１１ａに生じた厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜を、上流側の大粒径ロール１５１によって隈無く削り取ることは、その大粒径ロール１５１に分散配置された粒子が大きすぎることから不可能であり、劣化皮膜は、下流側の、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２によって隈無く削り取られる。
【００８０】
したがって、この変形例においても、凹部に入り込んでクリーニングブラシでは除去が困難な残留トナー粒子が感光体表面１１ａから確実に除去されるとともに、感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜が小粒径ロール１５２によってその表面１１ａから削り取られる。
【００８１】
次に、第２実施形態の画像形成装置の変形例について説明する。この変形例における画像形成装置は、現像装置の現像剤収容体を取り換えるとともに、図３に示すクリーニング装置に配備された上流側の大粒径ロールを取り換えた以外は、第２実施形態の画像形成装置と同じである。すなわち、この変形例における画像形成装置の感光体も、図１に示す保護層１１１を省略し、電荷輸送層が感光体最表面を構成するものである。以下ここでも、重複する説明は省略し、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する。
【００８２】
この変形例におけるトナー像形成ユニット１０に配備された現像装置１４は、キャリア、および上記小粒径無機酸化物粒子と上記大粒径無機酸化物粒子との双方が無添加のトナーを含むいわゆる二成分現像剤を収容した現像剤収容体１４１を有するものである。現像剤収容体１４１に収容されたキャリアは、トナー粒子よりも大きなものであって、粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のものである。キャリアは、トナー粒子に対して逆極（正極）側に帯電することでトナー粒子を負極側に帯電させ、現像ロール１４２の表面に磁気ブラシを形成して現像を行う働きを担っている。
【００８３】
また、この変形例におけるクリーニング装置１５には、図３に示す大粒径ロールに代えて、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が周面１５１ａに分散配置された大粒径ロール１５１が配備されている。なお、この変形例においても、クリーニングブラシ１５３よりも上流側に大粒径ロール１５１が配備され、下流側に粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２が配備されている。
【００８４】
この変形例の現像剤収容体１４１に収容された現像剤中のキャリアは、トナーに対して逆極性に帯電するものであるため、キャリア自身が感光体表面１１ａへ付着することはないはずであるが、例えば、感光体上の非画像領域（トナー像が形成されていない領域）における電位が通常に比べて高くなったりすると、マイナスの電界が強くなり、結果として正電荷を帯びたキャリアが静電的に感光体へ移行してしまう。また、現像バイアスによる現像電界が非常に大きくなった場合にも、キャリアへの電荷注入という現象が起こり、キャリアがトナーとともに感光体１１へ移行してしまう。感光体１１へ移行してしまったキャリアは砕けて小さくなる。砕けたキャリアの中には、粒径が２００ｎｍの大粒径無機酸化物粒子よりも小さなものもあるが、そのほとんどはその大粒径無機酸化物粒子よりも大きい。砕けたキャリアは、クリーニングブラシ１５３の毛１５３２によって感光体表面１１ａが摺擦される際、感光体表面を傷つけることがある。キャリアによって傷つけられた感光体表面１１ａには、特有の大きさの凹凸（例えば、凹部の深さおよび感光体回転軸方向の幅が１０μｍ以上５０μｍ以下）が生じ、この凹部に残留トナー粒子が入り込んでクリーニングブラシ１５３による残留トナー粒子の除去が困難になる。しかしながら、この変形例におけるクリーニング装置１５によれば、キャリアによって生じた凹凸は、粒径が２０μｍ以上６０μｍ以下の粒子が分散配置された上流側の大粒径ロール１５１によってならされ、凹部に入り込んでいた残留トナー粒子がクリーニングブラシ１５３によって容易に除去される。ここで、この大粒径ロール１５１に分散配置された粒子の粒径が、２０μｍ未満であると粒子がキャリアによって生じた凹凸に対して小さすぎてしまい研磨能力が不十分になりその凹凸をならすことができず、６０μｍを超えると今度は粒子がその凹凸に対して大きすぎてしまいその凹凸を隈無くならすことができなくなってしまうことから、ここでの粒子の粒径は２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００８５】
なお、感光体表面１１ａに生じた厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜を、上流側の大粒径ロール１５１によって隈無く削り取ることは、その大粒径ロール１５１に分散配置された粒子が大きすぎることから不可能であり、劣化皮膜は、下流側の、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２によって隈無く削り取られる。
【００８６】
したがって、この変形例においても、凹部に入り込んでクリーニングブラシでは除去が困難な残留トナー粒子が感光体表面１１ａから確実に除去されるとともに、感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜が小粒径ロール１５２によってその表面１１ａから削り取られる。
【００８７】
次に、本発明の画像形成装置の第３実施形態について説明する。この第３実施形態の画像形成装置も、これまで説明した画像形成装置と同じく、フルカラータンデム方式を採用し、４つのトナー像形成ユニットを備えるものである。以下ここでも、これまでの説明と重複する説明は省略し、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する。
【００８８】
図４は、第３実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【００８９】
この第３実施形態の画像形成装置に備えられたトナー像形成ユニットに配備された感光体は、図２に示す感光体と同じく、電荷輸送層の上に保護層１１１を積層してなるものである。図４に示す保護層１１１も、電荷輸送機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した高強度表面層であり、この保護層１１１によって、図４に示す感光体でも、感光体表面１１ａが無機酸化物粒子等の外添剤粒子やキャリアによって傷つけられることが大幅に抑えられている。
【００９０】
また、第３実施形態におけるクリーニング装置１５には、図３に示すクリーニングブラシ１５３に代えてクリーニングブレード１５７が配備されており、回収ロール１５４やスクレーパ部材１５５は省略されている。図４に示すクリーニングブレード１５７は、ゴム材料からなる板状部材である。クリーニングブレード１５７に用いるゴム材料の種類としては、公知のものを用いることが可能であり、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。その中で耐磨耗性に優れていることからポリウレタン弾性体を用いることが好ましい。図４に示すクリーニングブレード１５７は、図４の紙面に対して垂直な方向（感光体１１の回転軸１１０の延在方向）に長尺な矩形状のものであるが、以下、短尺方向の一端を先端と称することがある。このクリーニングブレード１５７は、感光体１１の、中間転写ベルト３０にトナー像が転写された後の表面１１ａから垂直に立ち上がる垂線に対して感光体回転方向下流側に傾くドクター方式によって配備されたものであり、先端の縁（先端エッジ部）１５７１は、その表面１１ａに圧接している。回転する感光体１１の表面１１ａに存在する残留トナー粒子等は、この先端エッジ部１５７１によって掻き取られ、感光体表面１１ａから除去される。なお、クリーニングブレード１５７は、感光体表面１１ａから垂直に立ち上がる垂線に対して感光体回転方向上流側に傾くワイパー方式によって配備されたものであってもよい。
【００９１】
さらに、第３実施形態におけるクリーニング装置１５には、図３に示す大粒径ロールに代えて、粒径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面１５１ａに分散配置された大粒径ロール１５１が配備されている。この大粒径ロール１５１は、クリーニングブレード１５７よりも上流側に配備されており、粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２は、下流側に配備されている。
【００９２】
図４に示すクリーニングブレード１５７は、先端エッジ部１５７１が感光体表面１１ａに常時圧接していることから、残留物の除去能力は高いが、その先端エッジ部１５７１と感光体表面１１ａの間に入り込んだ残留トナー粒子を感光体表面１１ａに押し付けてしまい、残留トナーが感光体表面１１ａに塊になって強固に付着するトナーフィルミングが生じることがある。このトナーフィルミングの大きさは、数十μｍから数百μｍの大きさである。第３実施形態のクリーニング装置１５に配備された、粒径が５０μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が分散配置された上流側の大粒径ロール１５１によって、このトナーフィルミングが感光体表面１１ａから剥がし取られ、その場で落下するか、あるいは感光体表面１１ａに残ってもクリーニングブレード１５７によって除去される。ここで、この大粒径ロール１５１に分散配置された粒子の粒径が、５０μｍ未満であると感光体表面１１ａから数十μｍから数百μｍの大きさのトナーフィルミングを剥がし取ることができず、反対に、１５０μｍを超えると感光体表面１１ａを必要以上に粗く研磨してしまい転写性が損なわれる恐れがあることから、ここでの粒子の粒径は５０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲に抑えられている。
【００９３】
なお、上述した第２実施形態やその変形例と同じく、感光体表面１１ａに生じた厚さが数十ｎｍから数百ｎｍの劣化皮膜を、上流側の大粒径ロール１５１によって隈無く削り取ることは、その大粒径ロール１５１に分散配置された粒子が大きすぎることから不可能であり、劣化皮膜は、下流側の、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が分散配置された小粒径ロール１５２によって隈無く削り取られる。
【００９４】
したがって、この第３実施形態においても、トナーフィルミングとなった残留トナーが感光体表面１１ａから確実に除去されるとともに、に感光体表面１１ａに生じた劣化皮膜が小粒径ロール１５２によってその表面１１ａから削り取られる。
【００９５】
続いて、図４に示す感光体に使用することができる感光体について詳述する。
【００９６】
ここで用いることができる感光体としては、有機感光体や、アモルファスシリコン感光体やセレン系感光体などの無機系の感光体など公知の感光体を用いる事ができるが、コスト、製造性および廃棄性等の点で優れた利点を有する有機感光体が好適に用いられる。更に、感光体には、揺動摺擦による感光体表面の傷などに対する耐性を持たせるため、上述の如く、電荷輸送層の上に高強度表面層として保護層が設けられている。この保護層を構成する材料としては、電荷輸送能を有する構造単位と架橋構造とを有する樹脂を含有することが好ましい。
【００９７】
以下、保護層について詳しく説明する。この保護層としては、バインダー樹脂中に導電性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、強度、電気特性、画質維持性などの観点から、電荷輸送性を有し、架橋構造を有するものが好ましい。保護層が架橋構造を有する樹脂を含むことで感光体表面の硬度が高まり耐摩耗性が向上し、クリーニングブレードとの摺擦による感光体表面の傷を抑制することができる。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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、感光体中の電荷輸送を妨げるキャリアトラップとして作用し、感光体の電気特性を低下させると考えられる。ここで、赤外吸収スペクトルにおいて、１５６０ｃｍ−１〜１６４０ｃｍ−１に存在する最大吸収ピーク（Ｐ１）は、フェノール誘導体の芳香族Ｃ−Ｃ伸縮振動に相当する。また、１６４５ｃｍ−１〜１７００ｃｍ−１に存在する最大吸収ピーク（Ｐ２）は、ホルミル基等の酸化物に由来すると考えられる。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。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、感光体の電気特性が不十分となり、画質が低下する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
上記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）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（ＩＶ）で示される化合物が好ましい。
【０１０８】
【化１】
【０１０９】
上記一般式（ＩＶ）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）〜（ＩＩＩ）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し、ｋは０又は１である。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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（Ｖ−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 （Ｖ−１）
上記一般式（Ｖ−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。
【０１１２】
上記一般式（Ｖ−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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
また、保護層には、その強度を高めるために、下記一般式（Ｖ−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 （Ｖ−２）
上記式（Ｖ−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、ｄは１〜３の整数を示す。
【０１１５】
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（Ｖ−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。
【０１１６】
【化２】
【０１１７】
上記一般式（Ｖ−３）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に一価の有機基を示す。
【０１１８】
一般式（Ｖ−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。
【０１１９】
さらに、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。
【０１２０】
粒子の一例として、ケイ素原子含有粒子を挙げることができる。ケイ素原子含有粒子とは、構成元素にケイ素を含む粒子であり、具体的には、コロイダルシリカ及びシリコーン粒子等が挙げられる。ケイ素原子含有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。
【０１２１】
ケイ素原子含有粒子として用いられるシリコーン粒子は、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。
【０１２２】
また、その他の粒子としては、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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
保護層は、上記電荷輸送性構造単位を有する化合物、及び上記メチロール基を有するフェノール誘導体又はシロキサン誘導体等の構成材料を含有する保護層形成用塗布液を、電荷輸送層上に塗布して硬化させることで形成される。
【０１２８】
保護層は、上述した電荷輸送材料を用いて形成されることから、保護層形成用塗布液に触媒を添加すること、又は保護層形成用塗布液作製時に触媒を用いることが好ましい。用いられる触媒としては、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸等の有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、トリエチルアミン等のアルカリ触媒、さらに系に不溶な固体触媒を用いることもできる。
【０１２９】
また、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誘導体から、合成時の触媒を除去するために、フェノール誘導体をメタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチル等の適当な溶剤に溶解させ、水洗、貧溶剤を用いた再沈殿等の処理を行うか、イオン交換樹脂、又は無機固体を用いて処理を行うことが好ましい。
【０１３０】
例えば、イオン交換樹脂としては、アンバーライト１５、アンバーライト２００Ｃ、アンバーリスト１５Ｅ（以上、ローム・アンド・ハース社製）；ダウエックスＭＷＣ−１−Ｈ、ダウエックス８８、ダウエックスＨＣＲ−Ｗ２（以上、ダウ・ケミカル社製）；レバチットＳＰＣ−１０８、レバチットＳＰＣ−１１８（以上、バイエル社製）；ダイヤイオンＲＣＰ−１５０Ｈ（三菱化成社製）；スミカイオンＫＣ−４７０、デュオライトＣ２６−Ｃ、デュオライトＣ−４３３、デュオライト−４６４（以上、住友化学工業社製）；ナフィオン−Ｈ（デュポン社製）等の陽イオン交換樹脂；アンバーライトＩＲＡ−４００、アンバーライトＩＲＡ−４５（以上、ローム・アンド・ハース社製）等の陰イオン交換樹脂が挙げられる。
【０１３１】
また、無機固体としては、Ｚｒ（Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２，Ｔｈ（Ｏ３ＰＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ）２等のプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体；スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサン等のプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン；コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸等のヘテロポリ酸；ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸等のイソポリ酸；シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、ＣａＯ、ＭｇＯ等の単元系金属酸化物；シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類等複合系金属酸化物；酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイト等の粘土鉱物；ＬｉＳＯ４，ＭｇＳＯ４等の金属硫酸塩；リン酸ジルコニア、リン酸ランタン等の金属リン酸塩；ＬｉＮＯ３，Ｍｎ（ＮＯ３）２等の金属硝酸塩；シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体等のアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体；アミノ変性シリコーン樹脂等のアミノ基を含有するポリオルガノシロキサン等が挙げられる。
【０１３２】
保護層形成用塗布液には、必要に応じてメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン；ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等の他、種々の溶媒が使用できる。なお、感光体の生産に一般的に使用されるディップコーティング法を適用するためには、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましい。また、使用される溶媒の沸点は５０〜１５０℃のものが好ましく、それら任意に混合して使用することができる。
【０１３３】
なお、溶剤としてアルコール系溶剤、ケトン系溶剤、又はそれらの混合系溶剤が好ましいことから、使用される保護層の形成に使用される電荷輸送性構造単位を有する化合物としては、それらの溶剤に可溶であることが好ましい。
【０１３４】
また、溶媒量は任意に設定できるが、少なすぎると構成材料が析出しやすくなるため、保護層形成用塗布液中に含まれる固形分の合計１質量部に対し好ましくは０．５〜３０質量部、より好ましくは１〜２０質量部とすることが好ましい。
【０１３５】
保護層形成用塗布液を用いて保護層を形成する際の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。ただし、１回の塗布により必要な膜厚が得られない場合、複数回重ね塗布することにより必要な膜厚を得ることができる。なお、複数回の重ね塗布を行なう場合、加熱処理は塗布の度に行なってもよいし、複数回重ね塗布した後でもよい。
【０１３６】
電荷輸送層上に保護層形成用塗布液を塗布後には、硬化処理を行う。通常、硬化処理の際には、フェノール誘導体またはシロキサン誘導体の架橋反応を促進し、保護層の機械強度を上げるためには硬化温度は高く、硬化時間長いほど好ましい。しかし、そうした場合には、フェノール系樹脂の場合は吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が０．２を超えやすく、電気特性が著しく悪化してしまう。そこで、フェノール系樹脂の場合は保護層のＩＲスペクトルが上記条件を満たすように、硬化温度、硬化時間、架橋雰囲気又は硬化触媒で制御することが好ましい。すなわち、フェノール系樹脂の場合は保護層のＩＲスペクトルが（Ｐ２／Ｐ１）≦０．２で示される条件を満たすようにするために、硬化処理の際の硬化温度は１００〜１７０℃が好ましく、１００〜１５０℃が、さらに１００〜１４０℃がより好ましい。また、硬化時間は、３０分〜２時間が好ましく、３０分〜１時間がより好ましい。シロキサン系樹脂の場合は、硬化処理の際の硬化温度は１００〜１７０℃の範囲が好ましく、１００〜１５０℃の範囲がより好ましく、さらに１００〜１４０℃の範囲がより一段と好ましい。また、硬化時間は、３０分〜２時間が好ましく、３０分〜１時間がより好ましい。
【０１３７】
また、硬化処理（架橋反応）を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の、いわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気（不活性ガス雰囲気）下が吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）を小さくするのに効果的である。不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気（酸素含有雰囲気）下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は１００〜１６０℃（好ましくは１１０〜１５０℃）とすることが可能である。また、硬化時間は３０分〜２時間（好ましくは３０分〜１時間）とすることが可能である。また、上記一般式（Ｉ）で示される化合物において、（−（Ｘ１）ｍ１−（Ｒ１）ｍ２−Ｙ）で示される部位が−ＣＨ２−ＯＨの場合が最も硬化温度による電気特性の影響が大きい傾向があり、酸化に対して敏感であるので、上記好ましい温度範囲で硬化処理を行うことが好ましい。
【０１３８】
さらに、硬化処理の際には、硬化触媒を使用することが好ましい。硬化触媒としては、例えば、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタンのようなビススルホニルジアゾメタン類、メチルスルホニルｐ−トルエンスルホニルメタンのようなビススルホニルメタン類、シクロヘキシルスルホニルシクロヘキシルカルボニルジアゾメタンのようなスルホニルカルボニルジアゾメタン類、２−メチル−２−（４−メチルフェニルスルホニル）プロピオフェノンのようなスルホニルカルボニルアルカン類、２−ニトロベンジルｐ−トルエンスルホネートのようなニトロベンジルスルホネート類、ピロガロールトリスメタンスルホネートのようなアルキル及びアリールスルホネート類（ｇ）ベンゾイントシレートのようなベンゾインスルホネート類、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）フタルイミドのようなＮ−スルホニルオキシイミド類、（４−フルオロベンゼンスルホニルオキシ）−３，４，６−トリメチル−２−ピリドンのようなピリドン類、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロメチル−１−（３−ビニルフェニル）−エチル−４−クロロベンゼンスルホネートのようなスルホン酸エステル類、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートのようなオニウム塩類等の光酸発生剤や、プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類、オニウム化合物、無水カルボン酸化合物等が挙げられる。
【０１３９】
プロトン酸或いはルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、硫酸モノエステル類、リン酸モノ及びジエステル類、ポリリン酸エステル類、ホウ酸モノ及びジエステル類等を、アンモニア、モノエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピペリジン、アニリン、モルホリン、シクロヘキシルアミン、ｎ−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスファイト、トリアリールホスファイトで中和した化合物、さらには酸−塩基ブロック化触媒として市販されているネイキュア２５００Ｘ、４１６７、Ｘ−４７−１１０、３５２５、５２２５（商品名、キングインダストリー社製）等が挙げられる。また、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物としては、例えば、ＢＦ３、ＦｅＣｌ３、ＳｎＣｌ４、ＡｌＣｌ３、ＺｎＣｌ２等のルイス酸を上記のルイス塩基で中和した化合物が挙げられる。
【０１４０】
オニウム化合物としては、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。
【０１４１】
無水カルボン酸化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水ラウリン酸、無水オレイン酸、無水ステアリン酸、無水ｎ−カプロン酸、無水ｎ−カプリル酸、無水ｎ−カプリン酸、無水パルミチン酸、無水ミリスチン酸、無水トリクロロ酢酸、無水ジクロロ酢酸、無水モノクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水ヘプタフルオロ酪酸等が挙げられる。
【０１４２】
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナト）アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタニウム、テトラキス（ｎ−プロピルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジブチル・ビス（アセチルアセトナト）スズ、トリス（アセチルアセトナト）鉄、トリス（アセチルアセトナト）ロジウム、ビス（アセチルアセトナト）亜鉛、トリス（アセチルアセトナト）コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１４３】
これら硬化触媒の使用量は特に制限されないが、保護層形成用塗布液に含まれる固形分の合計１００質量部に対して０．１〜２０質量部が好ましく、０．３〜１０質量部が特に好ましい。
【０１４４】
また、保護層を形成する際に、有機金属化合物を触媒として用いる場合には、ポットライフ、硬化効率の面から、多座配位子を添加することが好ましい。このような多座配位子としては、以下に示すようなもの及びそれらから誘導されるものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１４５】
具体的には、アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメチルアセトン等のβ−ジケトン類；アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類；ビピリジン及びその誘導体；グリシン及びその誘導体；エチレンジアミン及びその誘導体；８−オキシキノリン及びその誘導体；サリチルアルデヒド及びその誘導体；カテコール及びその誘導体；２−オキシアゾ化合物等の２座配位子；ジエチルトリアミン及びその誘導体；ニトリロトリ酢酸及びその誘導体等の３座配位子；エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）及びその誘導体等の６座配位子；等を挙げることができる。さらに、上記のような有機系配位子の他、ピロリン酸、トリリン酸等の無機系の配位子を挙げることができる。多座配位子としては、特に２座配位子が好ましく、具体例としては、上記の他、下記一般式（Ｖ−４）で示される２座配位子が挙げられる。
【０１４６】
【化３】
【０１４７】
上記式（Ｖ−４）中、Ｒ３２及びＲ３３はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基、フッ化アルキル基、又は炭素数１〜１０のアルコキシ基を示す。
【０１４８】
２座配位子としては、上記一般式（Ｖ−４）中のＲ３２とＲ３３とが同一のものが特に好ましい。Ｒ３２とＲ３３とを同一にすることで、室温付近での配位子の配位力が強くなり、保護層形成用塗布液のさらなる安定化を図ることができる。
【０１４９】
多座配位子の配合量は、任意に設定することができるが、有機金属化合物の使用量１モルに対し、好ましくは０．０１モル以上、より好ましくは０．１モル以上、さらに好ましくは１モル以上である。
【０１５０】
また、フェノール樹脂の場合、赤外吸収スペクトルの吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が上記条件を満たすように保護層を形成しようとする場合には、空気雰囲気下では硬化温度を比較的低く設定することが必要である。そのため、保護層の２５℃における酸素透過係数を下げることは困難であるが、吸光度比（Ｐ２／Ｐ１）が上記条件を満たすようにすると共に、保護層の２５℃における酸素透過係数が上記条件を満たすようにすることで、電気特性がさらに向上し、さらに高画質を達成できる感光体が得られる。
【０１５１】
保護層の膜厚は、０．５〜１５μｍが好ましく、１〜１０μｍがさらに好ましく、１〜５μｍがより好ましい。
【０１５２】
上記保護層を感光体最表面に設けることで、クリーニングブレードからの感光体に作用する力で発生する感光体傷や摩耗性が著しく改善される。
【０１５３】
続いて、第３実施形態における現像装置１４の現像剤収容体１４１について詳述する。この現像剤収容体１４１にはトナーとキャリアを含む、いわゆる二成分現像剤が収容されている。現像剤収容体１４１に収容された現像剤中のトナーは、トナー母粒子の表面にそのトナー母粒子よりも小さな種々の外添剤粒子が添加されたものであり、特に製造方法により限定されるものではない。このトナーとしては、例えば、結着樹脂と着色剤、離型剤、転写助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、転写助剤、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、転写助剤、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を使用することができる。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、公知の方法によって製造されたトナーも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。
【０１５４】
また、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。
【０１５５】
トナーは結着樹脂と着色剤、離型剤等とからなるものである。トナーの体積平均粒径は２μｍ以上１２μｍ以下の範囲が好ましく、３μｍ以上９μｍ以下の範囲がより好ましい。また、トナー母粒子の平均球状係数（ＭＬ２／Ａ）×（１００π／４）：ＭＬはトナー母粒子の絶対最大長、Ａはトナー母粒子の投影面積を各々示す）が１００以上１４０以下の範囲のもの、さらに好ましくは１００以上１３０以下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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
さらに、トナーには種々の外添剤粒子が添加される。すなわち、トナーには、感光体１１の表面１１ａの付着物、劣化物除去の目的等で、無機粒子、有機粒子、該有機粒子に無機粒子を付着させた複合粒子などを加えることができるが、研磨性に優れる無機粒子が特に好ましい。無機粒子としては、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。
【０１６０】
有機粒子としては、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１１ａ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。
【０１６１】
また、トナーに添加されるその他の外添剤粒子としては、粒径が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の大粒径外添剤粒子や、粒径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満の小粒径外添剤粒子があげられる。大粒径外添剤粒子の具体例としては、上述した、トナーの転写性を向上させるために真球の形状に近づけた粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であるシリカ等の大粒径無機酸化物粒子（例えば、信越化学工業（株）製Ｘ２４）があげられる。小粒径外添剤粒子の具体例としては、同じく上述した、トナーの帯電性を制御したりトナーの流動性を高めるシリカ等の粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の小粒径無機酸化物粒子（例えば、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０）があげられる。
【０１６２】
さらに、感光体表面１１およびクリーニングブレード１５７の先端エッジ部１５７１の双方に潤滑剤被膜を形成し先端エッジ部１５７１の磨耗を抑えるため、トナーに潤滑剤を添加してもよい。この潤滑剤としては、脂肪酸金属塩および高級アルコールのうちの少なくともいずれか一方を含んだものがあげられる。
【０１６３】
脂肪酸金属塩としてはステアリン酸のカドミウム、バリウム、鉛、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等の金属塩；二塩基性ステアリン酸鉛；オレイン酸の亜鉛、マグネシウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等の金属塩；パルミチン酸とアルミニウム、カルシウム等の金属塩；カプリル酸鉛；カプロン酸鉛；リノール酸亜鉛；リノール酸コバルト；リシノール酸カルシウム；リシノレイン酸と亜鉛、カドミウム等の金属塩；及びこれらの混合物等が挙げられるが、中でもステアリン酸亜鉛が潤滑効果が高く好ましい。
【０１６４】
また、現像剤収容体１４１に収容された現像剤中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、粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のものが使用される。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。
（実施例）
以下、実施例および比較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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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を感光体Ａとする。
【０１６８】
【化４】
【０１６９】
［感光体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Ａと同様に作製した感光体の電荷輸送層上に、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、メチロール基を有するフェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂を含む膜厚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を感光体Ｂとする。
【０１７０】
【化５】
【０１７１】
［感光体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
【０１７２】
【化６】
【０１７３】
【化７】
【０１７４】
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Ａと同様に作製した感光体の電荷輸送層上に、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、シロキサン誘導体を架橋したシロキサン系樹脂を含む膜厚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を感光体Ｃとする。
（実施例１）
試験機として、図１に示す画像形成装置の基本構成と同じ基本構成の画像形成装置を用いた。すなわち、ここで用いた画像形成装置には、最表面に高強度表面層である、フェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂を含む保護層が設けられた上記感光体Ｂを組み込んだ。また、現像装置としては、キャリアを含まずに、粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の無機酸化物粒子である日本アエロジル（株）製ＲＹ５０が添加されたトナーを含む一成分現像剤を収容した現像剤収容体を有する現像装置を用いた。
【０１７５】
さらに、ここでは、発泡ゴムに対して、粒径が０．５μｍの粒子を５ｗｔ％添加して直径が１６ｍｍのロール体を作製し、この２０μｍの粒子が分散配置されたロール体を上流側の大粒径ロールのロール体として用いた。また、発泡ゴムに対して粒径が３０ｎｍの粒子を５ｗｔ％添加して直径が１６ｍｍのロール体も作製し、この３０ｎｍの粒子が分散配置されたロール体を下流側の小粒径ロールのロール体として用いた。
【０１７６】
なお、クリーニング手段としては図２に示すクリーニングブラシを用いた。
【０１７７】
表１に、ここで用いた画像形成装置の特徴的構成を示す。
【０１７８】
【表１】
【０１７９】
この表１では、‘無機酸化物粒子’の欄に示す「小」は、トナーに日本アエロジル（株）製ＲＹ５０が添加されていることを表し、‘キャリア’の欄に示す「無」は、一成分現像剤を用いたことを表す（以下、同じ）。また、‘大粒径ロール’の欄は、大粒径ロールのロール体に分散配置されている粒子の粒径を表し、‘小粒径ロール’の欄は、小粒径ロールのロール体に分散配置されている粒子の粒径を表す（以下、同じ）。
【０１８０】
試験では、各色エリアカバレッジ１０％であるプロセス方向の筋チャートを２０秒おきに５枚連続して採取することを繰り返す走行試験を、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）の環境下で１万枚実施した後、高温高湿（２８℃、８０％）の環境下でも１万枚実施し、最後に低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）の環境下で１万枚実施した。
【０１８１】
評価は、合計３万枚の走行試験を実施した後、２０％ハーフトーンのサンプル画像と、文字サンプル画像それぞれを採取し、得られたそれぞれの形成画像について、走行試験で用いた筋チャートの筋に当たる箇所に画質欠陥が生じているか否かを観察するとともに感光体表面も観察した。結果を上記表１に併せて示す。
【０１８２】
上記表１に示すように、２０％ハーフトーンのサンプル画像の形成画像にも、文字サンプル画像の形成画像にも画質欠陥が生じておらず、いずれの形成画像も良好な画質であった。また、感光体表面にトナーフィルミングや大きな凹凸が生じていなかった。
（実施例２）
大粒径ロールを、粒径が４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例２で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を上記表１に示す。
【０１８３】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例３）
感光体を、高強度表面層である保護層を省略し最表面が電荷輸送層で構成された上記感光体Ａに代えた。また、現像装置を、粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の日本アエロジル（株）製ＲＹ５０に代えて粒径が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の無機酸化物粒子である信越化学工業（株）製Ｘ２４が添加されたトナーを含む一成分現像剤を収容した現像剤収容体を有する現像装置に取り換えた。さらに、大粒径ロールを、粒径が５μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた。これらの変更を行った以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。なお、‘無機酸化物粒子’の欄に示す「大」は、トナーに信越化学工業（株）製Ｘ２４が添加されていることを表す（以下、同じ）。
【０１８４】
この実施例３における結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例４）
大粒径ロールを、粒径が２５μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例３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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例４で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８５】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例５）
現像装置を、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０と信越化学工業（株）製Ｘ２４との双方が無添加のトナー、および粒径が２０μｍ以上１００μｍ以下のキャリアを含む二成分現像剤を収容した現像剤収容体を有するものに代えた。また、大粒径ロールを、粒径が２０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた。これらの変更を行った以外は、実施例３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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。なお、‘無機酸化物粒子’の欄に示す「無」は、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０と信越化学工業（株）製Ｘ２４との双方が無添加のトナーを用いたことを表し、‘キャリア’の欄に示す「有」は、二成分現像剤を用いたことを表す（以下、同じ）。
【０１８６】
この実施例５における結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例６）
大粒径ロールを、粒径が６０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例５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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例６で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８７】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例７）
感光体を、最表面に高強度表面層である、シロキサン誘導体を架橋したシロキサン系樹脂を含む保護層が設けられた上記感光体Ｃに代えるとともに、現像装置を、キャリアを含まず、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０と信越化学工業（株）製Ｘ２４との双方が無添加のトナーを含む一成分現像剤を収容した現像剤収容体を有するものに代えた。また、大粒径ロールを、粒径が５０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた。さらに、クリーニングブラシを、図４に示すクリーニングブレードに代えた。これらの変更を行った以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８８】
この実施例７における結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（実施例８）
大粒径ロールを、粒径が１５０μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えるとともに、小粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例７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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。実施例８で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１８９】
ここでの結果も、実施例１における結果と同じく良好な結果であった。
（比較例１）
大粒径ロールを、粒径が０．４μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９０】
この比較例１における結果では、２０％ハーフトーンのサンプル画像の形成画像にも、文字サンプル画像の形成画像にも、感光体回転方向（プロセス方向）に筋状の濃度ムラが確認された。
（比較例２）
大粒径ロールを、粒径が１５１μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例８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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。この比較例２で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９１】
ここでの結果は、感光体表面に大きな凹凸が生じており、ハーフトーンのサンプル画像の形成画像にも文字サンプル画像の形成画像にも、プロセス方向に筋状の画像抜けが確認された。
（比較例３）
小粒径ロールを、粒径が２９ｎｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例７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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。ここで用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９２】
ここでの結果では、文字サンプル画像において、文字が感光体の回転軸の延在方向に流れる画像流れが確認された。
（比較例４）
小粒径ロールを、粒径が０．５μｍの粒子を５ｗｔ％添加したロール体を有するものに代えた以外は、実施例８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、実施例１と同様な試験を行い、実施例１と同様にして評価を行った。この比較例４で用いた画像形成装置の特徴的構成とともに結果を表１に示す。
【０１９３】
ここでの結果も、比較例３における結果と同じく、文字サンプル画像に画像流れが確認された。
【０１９４】
比較例１における濃度ムラは、無機酸化物粒子である日本アエロジル（株）製ＲＹ５０が感光体表面から除去されずその表面に付着したまま感光体が帯電を受けたことにより、付着した日本アエロジル（株）製ＲＹ５０によって異常帯電が生じて発生した画質欠陥であると考える。これに対して、粒径が０．５μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールを用いた実施例１では、比較例１で生じた濃度ムラが発生していないことから、比較例１で用いた、粒径が０．４μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールでは、日本アエロジル（株）製ＲＹ５０を感光体表面から十分に剥がし取ることができなかったといえる。
【０１９５】
比較例２におけるプロセス方向の筋状の画像抜けは、感光体表面に大きな凹凸が生じていたことから、転写ニップ圧が感光体回転軸方向に不均一になって生じた画質欠陥であると考える。これに対して、粒径が１５０μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールを用いた実施例８では、比較例２で生じた筋状の画像抜けが発生していないことから、比較例２で用いた、粒径が１５１μｍの粒子を分散配置した大粒径ロールでは、感光体表面が必要以上に粗く研磨されてしまうといえる。
【０１９６】
比較例３および比較例４における画像流れは、感光体表面の劣化皮膜が除去されなかったことにより生じた画質欠陥であると考える。比較例３および比較例４では、保護層によって感光体表面の機械的強度が高められているため、クリーニングブレードによって劣化皮膜を除去することが困難であると考えられるが、同じ保護層を有する感光体を用いた実施例７及び実施例８では画像流れが発生していない。比較例３と実施例７とを対比すると、実施例７では、粒径が３０ｎｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いたのに対し、比較例３では、粒径が２９ｎｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いた。このことからすると、粒径が２９ｎｍの粒子を分散配置した小粒径ロールでは、劣化皮膜を十分に除去することができないといえる。また、比較例４と実施例８とを対比すると、実施例８では、粒径が０．４μｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いたのに対し、比較例４では、粒径が０．５μｍの粒子を分散配置した小粒径ロールを用いた。この対比より、粒径が０．５μｍの粒子を分散配置した小粒径ロールでは、粒子が大きすぎて劣化皮膜を隈無く除去することができないといえる。
【０１９７】
以上の結果から、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子を分散配置した大粒径ロールを用いるとともに、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子を分散配置した小粒径ロールを用いることで、感光体表面に生じた劣化皮膜をその表面から除去するとともにその表面に存在する除去対象物もその表面から除去することができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の一実施形態である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４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを図１よりも詳しく示した図である。
【図３】第２実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【図４】第３実施形態の画像形成装置に備えられた４つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットを詳しく示した図である。
【符号の説明】
【０１９９】
１ 画像形成装置
１０ トナー像形成ユニット
１１ 感光体
１１ａ 表面
１１０ 回転軸
１１１ 保護層
１２ 帯電器
１３ 露光器
１４ 現像装置
１５ クリーニング装置
１５１ 大粒径ロール
１５１ａ 周面
１５１１ 回転軸
１５２ 小粒径ロール
１５２ａ 周面
１５２１ 回転軸
１５３ クリーニングブラシ
１５４ 回収ロール
１５５ スクレーパ部材
１５６ 搬送オーガ
１５７ クリーニングブレード
１６ 除電器
２０ １次転写ロール
３０ 中間転写ベルト
４０ 一括転写装置
５０ 定着装置
６０ 用紙トレイ
７０ ベルトクリーナ
【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た残留物を該表面から除去するクリーニング手段と、
前記像担持体の移動方向に並んで配置されたものであって、該像担持体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、該像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に該周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
前記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
前記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
中心軸の周りを所定方向に回転する感光体を備え、該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た残留物を該表面から除去するクリーニング手段と、
前記感光体の回転方向に並んで配置されたものであって、該感光体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、該感光体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
前記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
前記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【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た残留物を該表面から除去するクリーニング手段と、
前記像担持体の移動方向に並んで配置されたものであって、該像担持体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、該像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に該周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
前記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
前記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
中心軸の周りを所定方向に回転する感光体を備え、該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た残留物を該表面から除去するクリーニング手段と、
前記感光体の回転方向に並んで配置されたものであって、該感光体の中心軸に平行な回転軸をそれぞれ有し、該感光体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に周面がそれぞれ接触した状態で回転する２本のロールとを備え、
前記２本のロールのうちの一方のロールは、粒径が０．５μｍ以上１５０μｍ以下の粒子が周面に分散配置されたものであって、
前記２本のロールのうちのもう一方のロールは、粒径が３０ｎｍ以上０．５μｍ未満の粒子が周面に分散配置されたものであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１９３２５５（Ｐ２００７−１９３２５５Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３５６７（Ｐ２００６−１３５６７）
【出願日】平成１８年１月２３日（２００６．１．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２３日（２００６．１．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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