(57)【要約】【課題】  帯電ローラの汚れを低減すると共に、時間の経過に伴う異常放電の発生を防止して、長期にわたって良好な画像を出力することができるようにする。【解決手段】  感光体４０と、その感光体４０に対して非接触配置された帯電ローラ７０を備え、電源部９２から帯電ローラ７０に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を印加することによって、感光体４０の表面を帯電させるようにしたカラー複写機において、ＡＣ電流検知部９１によって帯電ローラ７０の帯電部材に流れる交流電流値を検知し、制御部９０によって、上記検知された交流電流値が予め設定した制御目標値となるように交流電圧のピーク間電圧を調整すると共に、帯電ローラ７０の帯電部材への通電時間が長くなるに従い、放電がより発生し易くなるように上記制御目標値を補正する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体に対して非接触配置された帯電手段とを備え、前記帯電手段に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を印加することによって、前記像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、
前記帯電手段の帯電部材に流れる交流電流値を検知する交流電流値検知手段と、
前記交流電流値検知手段によって検知された交流電流値が予め設定した制御目標値となるように交流電圧のピーク間電圧を調整するピーク間電圧調整手段と、
前記帯電手段の帯電部材への通電時間が長くなるに従い、放電がより発生し易くなるように前記制御目標値を補正する手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記帯電手段は少なくとも、導電性支持体である芯金と、イオン導電性材料を含む樹脂材料からなる帯電部材と、帯電部材の両端に配置され像担持体に当接して像担持体と帯電部材間にギャップを形成する絶縁性樹脂材料からなるギャップ保持部材とで、構成されるローラ形状であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、
前記制御目標値を補正するのに合わせて、前記潤滑剤供給手段によって前記像担持体に供給する潤滑剤の供給量を増加させる潤滑剤供給量制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の画像形成装置において、
前記像担持体に供給される潤滑剤は少なくともステアリン酸亜鉛を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記像担持体は有機感光体であり、前記有機感光体の最表層に摩耗を低減するための保護層を形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
前記保護層には金属酸化物が分散されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機，プリンタ，スキャナ，ファクシミリ装置，複合機を含む画像形成装置、特に像担持体に非接触配置された帯電ローラを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機，プリンタ，スキャナ，ファクシミリ装置，複合機を含む画像形成装置の帯電手段としてはコロナ放電方式が広く用いられていたが、オゾン等の放電生成物の発生が少ない近接放電方式も用いられるようになってきている。
上述の近接放電方式を用いた帯電手段の一つとして帯電ローラが用いられている。
また従来、帯電ローラは像担持体に接触配置して用いられていたが、最近では像担持体（例えば、感光体）に非接触配置された帯電ローラ（以下「非接触帯電ローラ」ともいう）も実用化されている。
【０００３】
この非接触帯電ローラは、帯電ローラの弾性ローラ部の両端部に所定の厚さのスペーサやテープ等からなるギャップ保持部材をそれぞれ取り付け、それにより帯電ローラの両端部のギャップ保持部材を除く他の部分が像担持体の表面に対して非接触になるようにし、その状態で像担持体を帯電するようにしたものである。
帯電ローラのような近接放電による帯電方式はコロナ放電による帯電方式に比べて、オゾン等の放電生成物が非常に少ないという利点がある。
また、非接触帯電ローラによれば、帯電部材が像担持体の表面に非接触状態で帯電が行われるため、その像担持体の表面に画像転写後に残った転写残トナー等が帯電部材の表面に転移することによる汚れを生じ難くすることができ、それを原因とする帯電性能の低下も防止することができる。
【０００４】
特許文献１には、帯電ローラの抵抗が通電によって時間の経過に伴って上昇するために感光体への漏れ電流が発生して帯電電位が不足するため、その帯電電位の不足を補うために帯電ローラに流れる直流（ＤＣ）電流を検知して目標値となるように制御する手段を設け、帯電ローラの使用状況に応じてＤＣ電流の目標値を変更する技術が開示されている。
また、特許文献２には、帯電手段に流れるＤＣ電流を検知することによって感光体の摩耗量を検知し、その感光体の摩耗量に応じて帯電ローラに印加する帯電バイアス電圧のピーク間電圧を小さくなるように制御する技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、帯電手段に流れる交流（ＡＣ）電流を検知する手段と、その検知したＡＣ電流が制御目標値になるようにＡＣ電圧のピーク間電圧を調整する手段を設けると共に、同じＡＣ電圧を印加したときのＡＣ電流の変化から感光体の摩耗量を検知し、感光体の摩耗量に応じてＡＣ電流の制御目標値を変更する技術が開示されている。
さらにまた、特許文献４には、表面に保護層を備えた感光体を使用し、感光体の摩耗を低減して静電容量の変化を小さくすることにより、電流検知手段を設けることなく、帯電ローラの抵抗が上昇しても一定の放電電流が得られるように制御する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の感光体に接触配置されて使用される帯電ローラの場合、クリーニングをわずかにすり抜けたトナーやトナー外添剤や感光体に塗布された潤滑剤等の物質が付着しやすく、それらの物質が付着して蓄積されることにより、帯電ローラの抵抗が上昇して帯電不良を発生させるという問題があった。
【０００７】
一方、感光体に非接触に配置した非接触帯電ローラの場合、クリーニングをすり抜けた物質が帯電ローラに接触して転移することを防止することができ、帯電ローラの寿命を向上することはできるが、異常放電による帯電ムラが発生するという問題があった。
この非接触帯電ローラにおける問題は、帯電ギャップが大きくなるほど発生しやすく、イオン導電性の材料に比べて電子導電性の材料の方が発生しやすい傾向があった。
そのため、非接触帯電ローラでは主にイオン導電性材料が用いられていたが、そのイオン導電性の材料でも、時間の経過に伴う異常放電による帯電ムラが発生しやすくなることが明らかになっている。
上記非接触帯電ローラで時間の経過に伴って発生する異常放電に関しては、帯電ローラの抵抗上昇が大きくなく、十分な帯電電位が得られているにもかかわらず異常放電が発生する。
【０００８】
したがって、従来のように、帯電ローラの抵抗上昇に伴う感光体の漏れ電流の増加による帯電電位低下を補うために、時間の経過に伴い帯電ＤＣ電流の目標値を大きくするように制御する技術（特許文献１）、感光体摩耗の影響を受け難くするために、帯電手段に流れるＤＣ電流を検知することで感光体の摩耗量を検出して感光体の摩耗量に応じて帯電バイアス電圧のピーク間電圧を小さくするように制御する技術（特許文献２）、帯電手段に流れるＡＣ電流を検知することによって感光体の摩耗量を検出し、その摩耗量に応じて帯電バイアス電圧の制御目標電流値を変更する技術（特許文献３）、保護層を備えた感光体を使用することによって感光体の摩耗を低減し、帯電ローラの抵抗上昇を予測して放電電流が一定になるように帯電バイアス電圧を制御する技術（特許文献４）では、非接触帯電ローラにおける時間の経過に伴って発生する異常放電を防止することはできないという問題があった。
【０００９】
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、帯電ローラの汚れを低減すると共に、時間の経過に伴う異常放電の発生を防止して、長期にわたって良好な画像を出力できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記の目的を達成するため、像担持体と、上記像担持体に対して非接触配置された帯電手段とを備え、上記帯電手段に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を印加することによって、上記像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、上記帯電手段の帯電部材に流れる交流電流値を検知する交流電流値検知手段と、上記交流電流値検知手段によって検知された交流電流値が予め設定した制御目標値となるように交流電圧のピーク間電圧を調整するピーク間電圧調整手段と、上記帯電手段の帯電部材への通電時間が長くなるに従い、放電がより発生し易くなるように上記制御目標値を補正する手段を設けた画像形成装置を提供する。
また、上記帯電手段は少なくとも、導電性支持体である芯金と、イオン導電性材料を含む樹脂材料からなる帯電部材と、帯電部材の両端に配置され像担持体に当接して像担持体と帯電部材間にギャップを形成する絶縁性樹脂材料からなるギャップ保持部材とで構成されるローラ形状にするとよい。
【００１１】
さらに、上記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を設けるとよい。
また、上記制御目標値を補正するのに合わせて、上記潤滑剤供給手段によって上記像担持体に供給する潤滑剤の供給量を増加させる潤滑剤供給量制御手段を設けるとよい。
さらに、上記像担持体に供給される潤滑剤は少なくともステアリン酸亜鉛を含むようにするとよい。
また、上記像担持体は有機感光体であり、上記有機感光体の最表層に摩耗を低減するための保護層を形成するとよい。
さらに、上記保護層には金属酸化物を分散させるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による画像形成装置は、帯電ローラの汚れを低減すると共に、時間の経過に伴う異常放電の発生を防止して、長期にわたって良好な画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の画像形成装置の一実施例であるタンデム中間転写方式のフルカラー複写機の全体構成図である。
【図２】図１に示す画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの共通の構成を示す画像形成ユニット１８の内部構成図である。
【図３】図１に示す画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの共通の構成を示す画像形成ユニット１８の内部構成の他の一例を示す図である。
【００１４】
【図４】図２，３に示す帯電ローラ７０の構成を示す図である。
【図５】ピーク間電圧値Ｖｐｐと感光体４０の帯電電位ｓとの関係を示す図である。
【図６】ピーク間電圧値ＶｐｐとＡＣ電流値ｍＡとの関係を示す図である。
【図７】通紙枚数と感光体の摩耗量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の画像形成装置の一実施例であるタンデム中間転写方式のフルカラー複写機の全体構成図である。
このフルカラー複写機は、本体１００と、その本体１００を載せた給紙部２００と、本体１００上に取り付けたスキャナ部３００と、そのスキャナ部３００上に取り付けた原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。
本体１００内の中央には、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（ＢＫ）の４つの画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫをそれぞれ横に並べて（中間転写ベルト１０に対向して、その中間転写ベルト１０の移動方向に順に並べて）配置したタンデム画像形成装置２０が構成されている。
【００１６】
タンデム画像形成装置２０の各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、それぞれＹ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色トナー像が形成される像担持体であるローラ状の感光体（「感光体ローラ」ともいう）４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫを有している。
また、各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫの表面を一様に帯電させる帯電手段である帯電装置がそれぞれ設けられている。
その各帯電装置は、後に詳述するが、帯電ローラの弾性ローラ部の両端部にギャップ保持部材を取り付け、そのギャップ保持部材により帯電ローラの両端部のギャップ保持部材を除く他の部分がそれぞれ対応する感光体の表面に対して非接触になるようにした非接触帯電ローラ（以下、単に「帯電ローラ」と略称する）により、各感光体の表面をそれぞれ帯電させるものである。
【００１７】
タンデム画像形成装置２０の上方には、露光装置２１が設けられている。
露光装置２１の内部の詳細な構成は、公知なので図示を省略するが、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各光源の光路に配置されたｆθレンズと、長尺ＷＴＬ等のレンズやミラーから構成されている。
そして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色の画像情報に応じてそれぞれのＬＤから射出されたレーザ光は、ポリゴンスキャナにより偏向走査され、各色の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫにそれぞれ照射される。
【００１８】
タンデム画像形成装置２０の下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設置されている。
中間転写ベルト１０は、この実施例のフルカラー複写機では、１４〜１６の３つの支持ローラに掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、第１の支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。
また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５の間には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫから中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ６５Ｙ，６５Ｃ，６５Ｍ，６５ＢＫが中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫに対向するように設けられている。
【００１９】
第３の支持ローラ１６の下流には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。
中間転写ベルト１０は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料を材質としてシームレスベルトに成型して使用することができる。
上記樹脂材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。
また、上記樹脂材料を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。
【００２０】
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写装置２２を備えている。
２次転写装置２２は、この実施例では、２つのローラ２３，２３の間に、無端ベルト状の２次転写ベルト２４を掛け渡しており、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を用紙を含む転写材に転写するものである。
この２次転写ベルト２４は、上述した中間転写ベルト１０と同様の材料を用いることができる。
２次転写装置２２の横には、転写材上の画像を定着する定着装置２５を設けている。
定着装置２５は、無端ベルト状の定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てている。
上述した２次転写装置２２には、画像転写後の転写材をこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。
【００２１】
もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような部材を配置した場合は、転写材の搬送機能を別途備える必要がある。
さらに、この実施例のフルカラー複写機では、２次転写装置２２及び定着装置２５の下方に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置２８を備えている。
【００２２】
この実施例のフルカラー複写機におけるコピー動作は、ユーザによってＡＤＦ４００の原稿台３０上に原稿がセットされ、または、ユーザがＡＤＦ４００を開いてスキャナ部３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦ４００を閉じて原稿を押さえられた後、ユーザにより、図示を省略した操作部のスタートスイッチが押されると、ＡＤＦ４００に原稿をセットした場合は、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後に、他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした場合は直ちに、それぞれスキャナ部３００を駆動して第１走行体３３及び第２走行体３４を走行させる。
【００２３】
そして、第１走行体３３で光源（図示省略）から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラー（図示省略）で反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
その後、操作部（図示省略）でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモード又は白黒モードで画像形成動作を開始する。
【００２４】
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫが、図中で反時計回り方向にそれぞれ回転する。
したがって、各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫの表面が、後で詳述する帯電装置である帯電ローラにより一様に帯電される。
そして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫには、露光装置２１からＹ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。
各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫが回転することにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各潜像は、現像装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０ＢＫでそれぞれＹ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色のトナーが現像される。
【００２５】
Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各色のトナー像は中間転写ベルト１０の搬送とともに、中間転写ベルト１０上に順次転写されて中間転写ベルト１０上にフルカラー画像を形成する。
中間転写ベルト１０に転写後の各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫは、後述する除電ランプにより光除電され、同じく後述するクリーニング手段であるクリーニング装置により転写残のトナーが除去される。
一方、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙テーブル４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写材を送り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２６】
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写材を送り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して装置本体１００内の手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト１０上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写材を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写材上にトナー像を転写する。
トナー像が転写された転写材は、２次転写装置２２で搬送されて定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写材に定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。
【００２７】
または、切換爪５５で切り換えて反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。
以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
そして、所定枚数の画像形成が終了した後には作像後処理を行ってから各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫの回転を停止する。
【００２８】
また、作像後処理では、帯電バイアス電圧、転写バイアス電圧をオフにした状態で各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫを１周以上回転させ、その際に除電手段によって各感光体表面の電荷を除電することにより、各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫが除電されないまま放置されて劣化することを防止する。
白黒モードが選択された場合には、支持ローラ１５が下方に移動し、中間転写ベルト１０を感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍから離間させる。
そして、感光体４０ＢＫのみを図中の反時計回り方向に回転させ、感光体４０ＢＫの表面を帯電ローラにより一様に帯電し、感光体４０ＢＫの画像に対応するレーザ光を照射し、それによって感光体４０ＢＫ上に白黒画像の潜像が形成され、ＢＫのトナーにより現像されてトナー像となる。そのトナー像は中間転写ベルト１０上に転写される。
【００２９】
その際、ＢＫ以外の３色の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍと、各現像装置６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍはそれぞれ停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
一方、給紙カセット４４から転写材が給紙され、レジストローラ４９により、中間転写ベルト１０上に形成されている黒のトナー像と一致するタイミングで搬送される。
黒のトナー像が転写された転写材は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置２５で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。
以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００３０】
次に、上記画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫについて更に詳しく説明する。
各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫは、それぞれＹ，Ｃ，Ｍ，ＢＫの各トナー像を形成する役割を担っており、それぞれの内部構成は共通である。そこで、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの共通の構成を示す画像形成ユニット１８で説明する。
【００３１】
図２は、上記画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの共通の構成を示す画像形成ユニット１８の内部構成図である。
Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢＫのそれぞれのトナー像の像担持体である感光体４０の周りには、感光体４０の表面を均一に帯電する帯電ローラ７０，感光体４０の電位を検知する電位センサ７１，感光体４０に形成された静電潜像を現像する現像装置６０，トナー像が転写された後の感光体４０の表面を除電する除電ランプ７２，転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置（クリーニング手段）としてブラシローラ７３と、クリーニングブレード７５と、潤滑剤供給ブラシローラ７４とが配置されている。
また、画像形成ユニット１８のケース８０には露光装置２１からの露光光７６を通過させるための開口部８０ａが設けられている。
【００３２】
上記潤滑剤供給ブラシローラ７４には固形の潤滑剤７８を当接させており、回転によって潤滑剤７８の潤滑剤を感光体４０へ供給する。すなわち、上記潤滑剤供給ブラシローラ７４と潤滑剤７８は、潤滑剤供給部材（潤滑剤供給手段）としての機能を果たす。
固形の潤滑剤７８は、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛のような脂肪酸金属塩や、カルナウバワックスのような天然ワックスや、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂等を用いることができる。
【００３３】
ブラシローラ７３と、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード７５により感光体４０から掻き取られたトナーは、トナー搬送コイル７９により回収され、図示を省略した公知の廃トナー収納部に搬送するように構成されている。
この実施例では、転写後に除電された感光体４０をクリーニングするように構成した画像形成ユニットについて示しているが、転写後にクリーニングされた感光体４０を除電するように構成してもよい。
【００３４】
次に、上述のように転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置（クリーニング手段）としてブラシローラ７３とクリーニングブレード７５を配置した場合、このような構成ではクリーニング装置に入力してくるトナー量により潤滑剤の供給が影響を受け易い。
これはクリーニング装置内に潤滑剤供給手段が併設されているために、クリーニング装置に入力してくるトナー量（転写残トナーや、フルカラー画像形成装置では上流で形成されたトナー像による逆転写トナー）が変動した場合に、潤滑剤の供給効率が影響を受けてしまうことによる。
【００３５】
そこで、画像形成ユニット１８の内部の一部構成の配置を変更することにより、感光体４０への潤滑剤の供給を安定させることができる。
図３は、上記画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫの共通の構成を示す画像形成ユニット１８の内部構成の他の一例を示す図である。
図３に示すように、ブラシローラ７３の下流にクリーニングブレード７５を配設し、そのクリーニングブレード７５の下流に潤滑剤供給手段である潤滑剤７８と潤滑剤供給ブラシローラ７４と潤滑剤塗布ブレード８１を配置することにより、感光体４０上に形成される画像面積により転写残トナーや逆転写トナーの入力量が変化しても、感光体４０に潤滑剤を安定して供給することができる。
【００３６】
次に、上記帯電ローラ７０について詳しく説明する。
上記帯電ローラ７０は、各画像形成ユニット１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫにおいて、感光体Ｙ４０，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫをそれぞれ一様に帯電させる役割を担っている。
図４は、帯電ローラ７０の構成を示す図である。
図４に示すように、帯電ローラ７０は、導電性支持体である芯金１０１と、帯電部材である樹脂層１０２と、ギャップ保持部材１０３とから構成される。
【００３７】
上記芯金１０１は、ステンレス等の金属が用いられる。
この芯金１０１は、細すぎると樹脂層１０２の切削加工時や、感光体４０に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られ難くなる。一方、太すぎると帯電ローラ７０自体が大型化したり、質量が重くなったりする問題が生じる。
そこで、芯金１０１の直径としては６〜１０ｍｍ程度が望ましい。
また、樹脂層１０２は、抵抗が低すぎると感光体４０にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアス電圧のリークが発生しやすく、抵抗が高すぎると放電が十分に発生せず均一な帯電電位を得ることができなくなるので、１０４〜１０９Ωｃｍの体積抵抗を持つ材料を用いることが好ましい。
上記樹脂層１０２の製造には、基材となる樹脂（これを「基材樹脂」という）として導電性材料を配合することにより、所望の体積抵抗を容易に得ることができる。
【００３８】
上記基材樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。
上述した基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。
上記導電性材料としては、例えば、四級（４級）アンモニウム塩基を有する高分子化合物（ポリオレフィン）のようなイオン導電性材料を使用することが好ましい。
上記四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンとしては、例えば、四級アンモニウム塩基を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレンーエチルアクリレート共重合、エチレン−メチルアクリレート共重合、エチレン−酢酸ビニル共重合、エチレン−プロピレン共重合、エチレン−ヘキセン共重合等がある。
【００３９】
この実施の形態においては、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンについて例示したが、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィン以外の高分子化合物を用いても同様の効果が得られる。
上記イオン導電性材料は、二軸混練機，ニーダー等の手段を用いることにより、上記基材樹脂に均一に配合することができる。
そして、配合された材料を芯金１０１上に射出成形、あるいは押出成形にすることにより、容易にローラ形状に成型することができる。
上記イオン導電性材料と上記基材樹脂の配合量は、基材樹脂１００重量部に対してイオン導電性材料３０〜８０重量部にするのが望ましい。
【００４０】
この帯電ローラ７０の樹脂層１０２の厚さは、薄すぎると成型が困難である上に強度の面でも問題が生じるし、厚すぎると帯電ローラ７０が大型化するうえに樹脂層１０２の実際の抵抗が大きくなって帯電効率が低下してしまうため、その厚さを０．５〜３ｍｍにするのが望ましい。
上記帯電ローラ７０の製造方法については、例えば、樹脂層１０２を成形した後、その樹脂層１０２の両端に予め成形しておいたギャップ保持部材１０３を圧入や接着、あるいはその両方を併用して、芯金１０１に固定する。
このようにして、帯電部材である樹脂層１０２とギャップ保持部材１０３を一体化し、その後に切削や研削等の加工を行って帯電ローラ７０の外径を整えることにより、樹脂層１０２とギャップ保持部材１０３のフレの位相を揃えることができ、帯電ギャップの変動を低減することができる。
【００４１】
上記ギャップ保持部材１０３の材質としては、樹脂層１０２の基材と同様に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。
ただし、感光体４０の感光層にギャップ保持部材１０３を当接させるので、その感光層が損傷するのを防止するために、樹脂層１０２より硬度の低いグレードを用いることが望ましい。
また、ギャップ保持部材１０３の樹脂材料として、ポリアセタール、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の樹脂を用いれば、摺動性に優れ、感光層に損傷を与え難くすることができる。
【００４２】
このように、樹脂層１０２，ギャップ保持部材１０３を樹脂材料で構成しているので、加工が容易で高精度の帯電ローラ７０を製造することができる。
また、樹脂層１０２やギャップ保持部材１０３には、コーティング等によってトナー等が付着しにくい表層を数１０μｍ程度の厚さで形成するとよい。
この帯電ローラ７０は、上記ギャップ保持部材１０３を感光体４０の画像領域外に付き当てることにより、樹脂層１０２と感光体４０との間にギャップを形成する。
そして、芯金１０１の端部に取り付けられたギヤ（図示省略）が感光体４０のフランジに形成されたギヤ（図示省略）とかみ合っており、感光体４０の駆動モータ（図示省略）により感光体４０が回転すると帯電ローラ７０も感光体４０とほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転する。
【００４３】
このようにして、樹脂層１０２と感光体４０が接触することがないので、帯電ローラ７０として硬い樹脂材料と有機感光体を使用した場合でも画像領域の感光層に傷が付いたりすることはない。
また、ギャップが広がりすぎると異常放電が発生し均一に帯電できなくなるため、最大ギャップは１００μｍ程度以下に抑える必要がある。
この感光体４０と帯電ローラ７０との間にギャップを設けた帯電ローラ７０を使用する場合には、帯電バイアス電圧としてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳することが望ましい。
【００４４】
次に、帯電ローラ７０にはローラ表面をクリーニングするためのクリーニングローラ７７が当接している。
このクリーニングローラ７７は、金属製の芯金１０１上にメラミンフォームを取り付けたローラであり、帯電ローラ７０に自重で当接しており、帯電ローラ７０の回転にともなって連れ回り回転しながら帯電ローラ７０の表面に付着したトナー等の汚れを除去する。
このクリーニングローラ７７は、帯電ローラ７０に常時接触させておいても良いが、クリーニングローラ７７の接離機構を設けることにより、その接離機構によって普段は離間させておき、必要に応じて定期的に帯電ローラ７０に当接させて間欠的に帯電ローラ７０の表面をクリーニングするように構成することもできる。
【００４５】
次に、現像装置６０は、各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫで構成が同一のものであり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置であり、各色の現像装置内にはトナーとキャリアからなる二成分現像剤が収容されている。
現像装置６０は、感光体４０に対向した現像ローラ６１，現像剤を搬送・撹拌するスクリュー６２と６３，トナー濃度センサ６４を含む各部から構成される。
現像ローラ６１は、外側の回転自在のスリーブ（公知なので図示を省略）と内側に固定された磁石（同じく公知なので図示を省略）から構成されている。
そして、トナー濃度センサ６４の出力に応じて、トナー補給装置（公知なので図示を省略）より必要量のトナーが補給される。
【００４６】
トナーは結着樹脂，着色剤，電荷制御剤を主成分とし、必要に応じて、他の添加剤が加えられて構成されている。
上記結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂等の樹脂を用いることができる。
トナーに使用される着色材（例えば、イエロー，マゼンタ，シアン及びブラック）としては、トナー用として公知のものが使用できる。その着色材の量は、例えば、結着樹脂１００重量部に対して０．１から１５重量部が適当である。
上記電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、含クロム錯体、四級アンモニウム塩等を用いることができ、それらはトナー粒子の極性により使い分けされる。
【００４７】
また、上記電荷制御剤量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部にするとよい。
さらに、上記トナー粒子には流動性付与剤を添加しておくと良い。
上記流動性付与剤としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナを含む金属酸化物の微粒子、及びそれらの微粒子をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等によって表面処理したものや、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン等のポリマー微粒子などが用いられる。
それらの流動性付与剤の粒径は０．０１〜３μｍの範囲のものを使用するとよい。
【００４８】
また、上記流動性付与剤の添加量は、トナー粒子１００重量部に対して０．１〜７．０重量部の範囲にするのが好ましい。
この実施例の二成分現像剤用トナーを製造する方法としては、種々の公知の方法、またはそれらを組み合わせた方法により製造することができる。
例えば、混練粉砕法では、結着樹脂とカーボンブラックなどの着色材及び必要とされる添加剤を乾式混合し、エクストルーダー又は二本ロール、三本ロール等にて加熱溶融混練し、冷却固化後、ジェットミルなどの粉砕機にて粉砕し、気流分級機により分級してトナーが得られる。
また、懸濁重合法や非水分散重合法により、モノマーと着色材、添加剤から直接トナーを製造することも可能である。
【００４９】
上記キャリアは芯材それ自体からなるか、芯材上に被覆層を設けたものが一般に使用されるが、樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト，マグネタイトを用いると良い。
この芯物質の粒径は２０〜６０μｍ程度が適当である。
上記樹脂被覆キャリアのキャリア被覆層形成に使用される材料としては、例えば、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトン等がある。
上記被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
【００５０】
次に、上記感光体４０の一例としては、導電性支持体上に構成された感光層である電荷発生層，電荷輸送層からなる積層型有機感光体が挙げられる。
上記導電性支持体は、体積抵抗１０１０Ωｃｍ以下の導電性を示すものであり、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金を含む金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状又は円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の管材を切削、超仕上げ、研磨等で表面処理したものからなる。
【００５１】
また、上記電荷発生層は、電荷発生材料を主成分とする層である。
上記電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファスシリコン等が挙げられる。それらの電荷発生材料は、単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。
【００５２】
この電荷発生層は、上述のような電荷発生材料を、適宜用いられるバインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどによって分散し、その分散液を塗布することにより容易に形成することができる。
上述した電荷発生層の塗布は、浸漬塗工法、スプレーコート、ビードコート法等の公知の技術を用いることにより行うことができる。
上述の適宜用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。また、バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料１部に対して０〜２部が適当である。
【００５３】
上記電荷発生層は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。
また、電荷発生層の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
さらに、電荷輸送層は、上記電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解、乃至分散し、これを塗布、乾燥することによって容易に形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。
上記電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。
【００５４】
その電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。
上述した電子輸送材料は、単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００５５】
上記正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。
上述した正孔輸送材料についても、単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００５６】
上述した電荷輸送材料と共に電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、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、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ、ポリカーボネート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル、シリコーン、エポキシ、メラミン、ウレタン、フェノール、アルキッド等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、電荷輸送層に用いる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
【００５７】
さらに、電荷輸送層の厚さは、１０〜４０μｍの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。
また、所望により電荷輸送層に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜３０％程度が適当である。
さらに、所望により電荷輸送層に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜１％程度が適当である。
【００５８】
この実施例においては、感光層に含有される電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層の３０重量％以上にするのが好ましい。
それは、３０重量％未満では、感光体４０へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず好ましくないからである。
また、この実施例の感光体４０には、導電性支持体と感光層との間に下引き層を形成することもできる。
その下引き層は、一般に樹脂を主成分とするが、その樹脂としてはその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂にすることが望ましい。
【００５９】
そのような耐溶解性の高い樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン、アルキッド−メラミン、エポキシ等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
この下引き層は、上記の感光層と同様にして、適当な溶媒と公知の塗工法を用いて容易に形成することができる。
【００６０】
さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。
その他に、下引き層には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、シリカ（ＳｉＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。そして、下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００６１】
次に、この実施例の感光体４０には、感光層の保護及び耐久性の向上を目的に感光層の上に保護層を形成するようにしてもよい。
その保護層は、バインダー樹脂に耐摩耗性を向上する目的でアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等の金属酸化物微粒子が添加されたものにする。
【００６２】
上記バインダー樹脂としては、例えば、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、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル、フェノール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ等の樹脂が挙げられる。
【００６３】
上記保護層に添加される金属酸化物微粒子の量は、重量基準で通常は、５〜３０％にするとよい。
その理由は、金属酸化物微粒子の量が５％未満では、摩耗が大きく耐摩耗性を向上する効果が小さく耐久性に劣り、３０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくないからである。
また、保護層の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法を採用するとよい。
この保護層の厚さは、１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍ程度が適当である。
その理由は、保護層の膜厚が薄すぎると耐久性に劣り、保護層の膜厚を厚くしすぎると感光体製造時の生産性が低下するだけでなく、時間の経過に伴って残留電位の上昇が大きくなってしまうからである。
【００６４】
さらに、保護層に添加する金属酸化物粒子の粒径としては０．１〜０．８μｍが適当である。
その理由は、金属酸化物微粒子の粒径が大きすぎる場合には、保護層表面の凹凸が大きくなりクリーニング性が低下する上、露光光が保護層で散乱されやすく解像力が低下し画像品質が劣ってしまい、一方、金属酸化物微粒子の粒径が小さすぎると耐摩耗性に劣ってしまうからである。
また、保護層には、基材樹脂への金属酸化物微粒子の分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。
その添加される分散助剤は、塗料等に使用されるものが適宜利用でき、その量は重量基準で通常は含有する金属酸化物微粒子の量に対して０．５〜４％、好ましくは、１〜２％にするとよい。
【００６５】
また、保護層に電荷輸送材料を添加することにより、保護層中の電荷の移動を促進することができる。その保護層に添加する電荷輸送材料としては、電荷輸送層と同じ材料を用いるとよい。
さらに、この実施例の感光体４０には耐環境性の改善のため、とりわけ感度低下や残留電位の上昇を防止する目的で、各層に酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、およびレベリング剤等を添加するとよい。
【００６６】
次に、この実施例のフルカラー複写機について、図２に基づいてさらに説明する。
この実施例のフルカラー複写機のように、感光体４０と帯電ローラ７０との間に微少な帯電ギャップを形成した場合、感光体４０と帯電ローラ７０の回転に伴い、その帯電ギャップは一定範囲の中で常に変動する。
このような状況において、感光体４０を均一に帯電させるには、帯電部材である樹脂層１０２に印加する帯電バイアス電圧として、ＤＣ電圧に加えてＡＣバイアス電圧を重畳することが有効である。
ここで、印加するＡＣバイアス電圧の周波数が低いと、ストライプ状の帯電ムラが目立つため、少なくとも感光体線速［ｍｍ／ｓ］の６倍以上の周波数［Ｈｚ］に設定することが望ましい。
【００６７】
また、印加するＡＣバイアス電圧の周波数が高すぎる場合には、過剰な放電が発生して感光体４０の摩耗量が増大したり、感光体４０にトナーやトナー外添剤のフィルミングが発生し易くなったりするため、感光体線速［ｍｍ／ｓ］の１０倍以下の周波数［Ｈｚ］に設定することが望ましい。
ところで、帯電部材にＡＣバイアス電圧を重畳する場合、感光体に接触配置した帯電ローラによると、ＡＣ電流が一定になるように定電流制御することによって、環境によるローラ抵抗の変動を受け難くできることが知られている。
【００６８】
一方、感光体に非接触配置された帯電ローラを用いた場合、感光体と帯電ローラの回転に伴って帯電ギャップが変動するため、ＡＣ定電流制御では高圧電源が帯電ギャップ変動に追従しきれず、オーバーシュートやアンダーシュートによる異常画像（横スジ状の濃度ムラ）が発生することがある。
そのため、ＡＣ電圧を定電圧制御とすることが望ましい。
このとき、必要なＡＣ電圧はローラ抵抗の環境変動や、帯電ギャップの大きさにより異なり、ローラ抵抗が高く、帯電ギャップが大きいほど大きなＡＣ電圧が必要となる。
【００６９】
そこで、ＡＣ電流検知部９１によって帯電ローラ７０に流れるＡＣ電流値を検知して制御部９０へ通知する。このＡＣ電流検知部９１は、電流値を検出して制御部９０に通知するセンサである。
制御部９０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭを含むマイクロコンピュータによって実現され、予めＡＣ電流値の制御目標値を記憶しており、ＡＣ電流検知部９１から通知されたＡＣ電流値が制御目標値となるように、電源部９２に対して電源部９２が帯電ローラ７０に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値を調整する。
そして、電源部９２が、制御部９０からの調整に基づくＡＣ電圧値を帯電ローラ７０に印加することにより、ローラ抵抗や帯電ギャップの個体差の影響を受けずに適正なＡＣ電圧値に設定することができる。
すなわち、上記ＡＣ電流検知部９１が交流電流値検知手段の機能を、上記制御部９０がピーク間電圧調整手段の機能をそれぞれ果たす。
上述のＡＣ電圧の調整動作は、非画像形成時に実施しても良いし、作像動作中にＡＣ電流値を検知して、紙間でＡＣ電圧を変更するようにしても良い。
【００７０】
次に、帯電ローラ７０の寿命を決める大きな要因は、帯電ローラ表面へトナーやトナー外添剤や潤滑剤などが付着する帯電ローラ汚れによる帯電不良の発生である。
この実施例のフルカラー複写機では、感光体４０と帯電ローラ７０との間に微少な帯電ギャップを形成することにより、わずかながらクリーニングをすり抜けて感光体４０上に存在するトナーやトナー外添剤や潤滑剤等が帯電ローラ７０に接触して転移することがないので、帯電ローラ７０が汚れ難く、帯電ローラ７０の長寿命化に有利である。
ただし、帯電バイアス電圧により感光体４０上のトナーやトナー外添剤や潤滑剤等が飛翔して帯電ローラ７０に付着することがあるため、帯電ローラ７０の汚れを完全に防止することはできないが、帯電ギャップが広いほど感光体４０上のトナーやトナー外添剤や潤滑剤等が飛翔しにくく帯電ローラ汚れが発生し難い。
【００７１】
また、帯電ギャップが広くなるとオゾン等の放電生成物の発生量も増大することと、帯電ローラ７０の材料に起因する帯電ギャップ上限が存在し、その上限以上の帯電ギャップでは帯電バイアス電圧をどんなに大きくしても異常放電が解消できず、均一帯電ができないため、上記帯電ギャップは１００μｍ以下に設定することが望ましい。
さらに、帯電ギャップの上限は、帯電ローラ７０の導電剤として、電子導電性の材料よりイオン導電性の材料を用いたほうが帯電ギャップの上限が大きい傾向があり、イオン導電性の材料を用いることが望ましい。
それは、イオン導電性の材料のほうが基材樹脂中に均一に分散しやすく、分子レベルでのミクロ的な抵抗ムラが小さいためであると推定されるからである。
【００７２】
次に、上述のように帯電ギャップを設けることにより、帯電ローラ汚れを低減して長寿命化した帯電ローラ７０を長期間使用していくと、帯電ギャップ上限以下でも帯電ローラ７０の使用が進むにつれて、異常放電を防止するために必要なピーク間電圧が次第に大きくなっていくことが判明している。
そこで、フルカラー複写機について、次のような実験を行った。
ここでは、図２と図４に基づいて説明する。
感光体４０は、アルミニウム基体上に、３．５μｍの下引き層、０．１５μｍの電荷発生層、２２μｍの電荷輸送層、最上層には粒径０．３μｍアルミナ粒子を１０重量％含む厚さ５μｍの保護層を形成する。
【００７３】
帯電ローラ７０は、ステンレスからなる外径１０ｍｍの芯金１０１上に、基材樹脂のＡＢＳ樹脂４０重量部にイオン導電材料であるポリエーテルエステルアミド６０重量部を配合して得た樹脂組成物からなる帯電部材である樹脂層１０２を射出成形により成形し、その表面にアクリルシリコン樹脂、イソシアネート系硬化剤、および導電剤からなる表層を塗布して、帯電ローラ７０の外径を１２．７ｍｍにした。
このような帯電ローラ７０の両端に、帯電ギャップがおよそ７０μｍになるように高分子ポリエチレンからなるギャップ保持部材１０３を取り付けた。
この実験におけるフルカラー複写機のプロセス線速は３５０ｍｍ／ｓにし、帯電バイアス電圧値はＤＣ成分は電圧Ｖ＝−７００Ｖ、ＡＣ周波数ｆ＝２．５ｋＨｚの正弦波を印加する。
【００７４】
このようなフルカラー複写機で通紙試験を行ったところ、初期状態ではＡＣ電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐが２１００Ｖで異常放電のない良好な画像が得られたのに対して、Ａ４サイズ１５万枚の通紙後には良好な画像が得られるピーク間電圧値は２３００Ｖとなり、Ａ４サイズ３０万枚の通紙後には良好な画像が得られるピーク間電圧値は２５００Ｖとなった。
この実験において測定されたピーク間電圧値Ｖｐｐと感光体４０の帯電電位ｓとの関係を示すグラフを図５に、ピーク間電圧値ＶｐｐとＡＣ電流値ｍＡとの関係を示すグラフを図６にそれぞれ示す。
【００７５】
図５と図６のグラフからわかるように、ピーク間電圧値と、帯電電位やＡＣ電流値の関係は初期から変化していないにもかかわらず、時間が経過しても初期と同じピーク間電圧値では異常放電による帯電ムラが発生していることがわかる。
そのことから、長時間通電されることにより帯電ローラ７０内で導電剤の偏在等の、マクロ的に測定した帯電ローラ抵抗値では変化が検出されないミクロ的な変化が生じているものと予測される。
この不具合に対しては、特許文献１のように感光体の帯電電位を一定に維持するために感光体の漏れ電流を考慮して帯電ＤＣ電流の目標値を経時で大きくする方法や、特許文献４のように帯電ローラの抵抗上昇を予測して、放電電流が一定になるように制御する方法では対応が困難である。
【００７６】
そこで、通電時間により帯電ローラ７０の劣化が進行していると考えられるため、この実施例のフルカラー複写機では、制御部９０において、帯電ローラ７０への通電時間を記憶し、その記憶した通電時間の累積値に応じて帯電ローラ７０に通電するＡＣ電流値の制御目標値を大きく補正する。
したがって、帯電ローラがより放電が起こりやすくなるようにすることができ、通電時間の経過に基づく異常放電の発生を防止して長期にわたって良好な画像を得ることができる。
【００７７】
上記の図５と図６に示した実験結果では、初期はピーク間電圧値Ｖｐｐ＝２１００Ｖ、帯電ＡＣ電流値２．２５ｍＡで良好な画像が得られ、１５万枚通紙後はピーク間電圧値Ｖｐｐ＝２３００Ｖ、帯電ＡＣ電流値２．５０ｍＡで良好な画像が得られ、３０万枚通紙後はピーク間電圧値Ｖｐｐ＝２５００Ｖ、帯電ＡＣ電流値２．７０ｍＡで良好な画像が得られた。
そこで、帯電ローラ７０の通電時間と必要なピーク間電圧値Ｖｐｐ、帯電ＡＣ電流値の関係を予め求めておいて、制御部９０において、上述のように帯電ローラ７０の通電時間に応じて帯電ＡＣ電流値の制御目標値を補正するようにすればよい。
【００７８】
次に、特許文献３に示されたように、帯電ＡＣ電流は感光体の静電容量の影響を受けるので、上述した異常画像の発生を防止するために帯電ローラの通電時間に応じて帯電ＡＣ電流の制御目標値の補正を行う場合は、感光体の摩耗量が極力少ないことが望ましい。
図７に示すように、金属微粒子を含む保護層に潤滑剤を塗布する構成では、有機感光体を用いた場合でも感光体の摩耗量を非常に小さくすることができ、感光体の摩耗による静電容量の変化を考慮することなくＡＣ電流値の制御目標値を補正することができる。
この摩耗低減効果は、感光体保護層と潤滑剤塗布の相乗効果によって得られるものであり、保護層なしの感光体では潤滑剤を塗布しても感光層は摩耗してしまう。
また、感光体保護層のみで潤滑剤を塗布しない場合には感光体の摩擦係数の上昇が著しく、クリーニング不良や感光体へのトナーフィルミングが早期に発生してしまう。
【００７９】
この実施例のフルカラー複写機は、経時の異常放電の発生を防止するためにＡＣ電流値の制御目標値を放電が活発発生するように補正していくので、感光体が放電によるダメージを受けやすくなるため、感光体を保護するためにＡＣ電流値の制御目標値を大きくするのに合わせて、潤滑剤供給ブラシローラ７４による潤滑剤７８の供給量も増加させるように制御すると良い。
そこで、上記制御目標値を補正するのに合わせて、制御部９０による制御により、潤滑剤７８を削り取る潤滑剤供給ブラシローラ７４の回転数を増加させたり、潤滑剤供給ブラシローラ７４に対する潤滑剤７８の加圧力を増加させたりすることにより、感光体４０への潤滑剤供給量を増加させることができる。
【００８０】
すなわち、上記制御部９０，潤滑剤７８，潤滑剤供給ブラシローラ７４が潤滑剤供給量制御手段の機能を果たす。
また、ステアリン酸亜鉛は固形のバー形状に加工し易く、潤滑剤供給ブラシローラ７４で削り取られて感光体４０に供給された粉末がブレードで容易に延伸されて保護膜を形成し、感光体４０を保護する効果も大きいので、潤滑剤７８としてはステアリン酸亜鉛を含む材料を使用することが望ましい。
【００８１】
この実施例のフルカラー複写機によれば、非接触帯電ローラにより帯電ローラ汚れを低減すると共に、帯電ローラの通電時間に応じて放電が発生しやすくなるように制御することにより、帯電ローラへの通電時間の経過に基づく異常放電の発生を防止する。
したがって、帯電ローラの劣化による帯電不良の発生を防止することができ、長期にわたって良好な画像を出力することができる。
また、帯電部材とギャップ保持部材を樹脂材料からなるローラ形状とすることにより、帯電ローラを高精度に加工することが可能であり、感光体と帯電ローラとの間に長期にわたって安定した帯電ギャップを形成することができる。
さらに、感光体の摩耗を低減することにより、感光体の摩耗による静電容量の変化が少なくなり、感光体フィルミングの発生を防止することかでき、帯電ローラへの時間経過に伴う変化に対する補正を効果的に行うことができる。
【００８２】
また、異常画像を防止するために放電を活発に発生させるのに合わせて潤滑剤の供給量を変化させることにより、放電が活発に発生することによる感光体フィルミングの発生を防止し、感光体を確実に保護することができる。
さらに、感光体表面に、固形に加工し易いステアリン酸亜鉛を含む保護膜を形成することにより、感光体への摩耗を低減して保護することができる。
また、感光体を有機感光体にし、その有機感光体の表面に保護層を形成することにより、低コストで感光体の耐摩耗性を大幅に向上することができるので、感光体の摩耗による静電容量の変化が少なく、帯電ローラの経時変化に対する補正を効果的に行うことができる。
さらに、感光体を有機感光体にし、その有機感光体の保護層に微粒子を分散させることにより、感光体の耐摩耗性を向上させることができ、感光体の摩耗による静電容量の変化を低減することができ、帯電ローラの経時変化に対する補正を効果的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明による画像形成装置は、複写機，プリンタ，スキャナ，ファクシミリ装置，複合機を含む画像形成装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０：中間転写ベルト    １４〜１６：支持ローラ    １７：中間転写ベルトクリーニング装置    １８，１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８ＢＫ：画像形成ユニット    ２０：タンデム画像形成装置    ２１：露光装置    ２２：２次転写装置    ２３：ローラ    ２４：２次転写ベルト    ２５：定着装置    ２６：定着ベルト    ２７：加圧ローラ    ２８：反転装置    ３０：原稿台    ３２：コンタクトガラス    ３３：第１走行体    ３４：第２走行体    ３５：結像レンズ    ３６：読取りセンサ    ４０，４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０ＢＫ：感光体（感光体ローラ）    ４２：給紙ローラ    ４３：給紙テーブル    ４４：給紙カセット    ４５：分離ローラ    ４６，４８：給紙路    ４７：搬送ローラ    ４９：レジストローラ    ５０：給紙ローラ    ５１：手差しトレイ    ５２：分離ローラ    ５３：手差し給紙路    ５５：切換爪    ５６：排出ローラ    ５７：排紙トレイ    ６０，６０Ｙ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０ＢＫ：現像装置    ６１：現像ローラ    ６２，６３：スクリュー    ６４：トナー濃度センサ    ６５Ｙ，６５Ｃ，６５Ｍ，６５ＢＫ：一次転写ローラ    ７０：帯電ローラ    ７１：電位センサ    ７２：除電ランプ    ７３：ブラシローラ    ７４：潤滑剤供給ブラシローラ    ７５：クリーニングブレード    ７６：露光光    ７８：潤滑剤    ７９：トナー搬送コイル    ８０：ケース    ８０ａ：開口部    ８１：潤滑剤塗布ブレード    ９０：制御部    ９１：ＡＣ電流検知部    ９２：電源部    １００：フルカラー複写機の本体    １０１：芯金    １０２：樹脂層    １０３：ギャップ保持部材    ２００：給紙部    ３００：スキャナ部    ４００：原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２００８−９１７６号公報
【特許文献２】特開平９−１９０１４３号公報
【特許文献３】特開２００８−１０７５７１号公報
【特許文献４】特開２００４−２０５５８１号公報
【図１】
2010276822.tif 000003
【図２】
2010276822.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010276822.tif 000006
【図５】
2010276822.tif 000007
【図６】
2010276822.tif 000008
【図７】
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