(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体と接触して前記像担持体表面を帯電バイアス電圧によって帯電させる接触帯電部材と、
前記像担持体上に露光によって静電潜像を形成する潜像形成手段と、
この潜像形成手段により形成された前記静電潜像に研磨剤を含有する現像剤を供給して現像する現像手段と、
この現像手段により形成された前記像担持体上の現像剤像を転写材に転写バイアス電圧によって転写する転写手段と、
前記像担持体に残留している転写残現像剤を像担持体表面に当接することで除去する像担持体清掃手段と、
前記接触帯電部材に接触し、前記接触帯電部材の回転に従動して回転することにより前記接触帯電部材の表面を清掃する帯電清掃部材と、
前記潜像形成手段の露光出力と前記帯電清掃部材に印加する電圧と前記接触帯電部材の帯電バイアス電圧を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記像担持体の清掃動作時に、前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材への供給電圧に差を設けると共に、前記接触帯電部材による帯電後の前記像担持体表面を前記潜像形成手段による露光または前記転写手段による転写バイアス電圧の印加によって所定の電位に維持することにより、前記研磨剤と同極性で電位の絶対値が前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材と前記像担持体表面の順に順次小さくなるように段階的な電位差を設定し、これにより、前記帯電清掃部材から前記研磨剤を前記接触帯電部材経由で前記像担持体へ転移させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電清掃部材は、前記接触帯電部材と並行に配設され、回転軸上にブラシ部材が構成されており、前記ブラシ部材が接触帯電部材の表面と当接することで当該表面を清掃することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記像担持体の清掃動作を装置電源が投入されたとき、および、省エネモードの解除が行われたときの少なくとも一方において実行する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置内の少なくとも湿度を検知する環境検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、検知された湿度が所定値以上であることを条件として前記像担持体の清掃動作を実行する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記環境検知手段は温度をも検知し、
前記制御手段は、検知された温度が第１の所定値以上であること、かつ、検知された湿度が第２の所定値以上であることを条件として前記像担持体の清掃動作を実行する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材との間の電位差の絶対値よりも、前記接触帯電部材と前記像担持体間の電位差の方が大きくなるように前記電位差を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電清掃部材へ供給する電圧を、電位差発生手段を介してまたは直接、前記接触帯電部材へ供給する切り替え手段を備えた請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記接触帯電部材へ供給する電圧を電源とは別に、前記帯電清掃部材へ供給する電圧を生成する電源を備えた請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体としての感光ドラムを用いて帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着という電子写真プロセスを通して画像形成を行う電子写真画像形成装置は周知である。
【０００３】
電子写真画像形成装置等の帯電装置として、タングステン・ワイヤに５〜６〔ｋＶ〕の高電圧を印加してコロナ放電を行うことで被帯電部材を帯電するコロトロン方式がある。この方式は高電圧を扱うため、電源装置が高価になったり、安全上の問題がある。
【０００４】
そこで近年、導電性の帯電部材を被帯電体に接触させた状態で帯電を行う接触帯電方式が採用されている。ローラ形状をした導電性の帯電部材に１〜２〔ｋＶ〕の電圧を印加し、被帯電体である感光ドラムに接触回転させることにより、その表面を０．５〔ｋＶ〕程度に帯電できることが一般に知られている。このローラ帯電方式は扱う電圧も比較的低く、かつ安価な構成であるという利点があるため広く利用されてきている。
【０００５】
しかしながら、感光ドラムのクリーニング装置では１μｍ以下の非常に微粒径の外添剤(例えば研磨剤)やトナーは捕集出来ずにすり抜けてしまうため、接触帯電ローラ方式においてはすり抜けてきた外添剤やトナーが帯電ローラ表面に付着してしまう。そのため帯電ムラ等の悪影響を及ぼしてしまうという問題が発生した。
【０００６】
近年、長寿命化や高画質化が求められている接触帯電ローラ方式においては、接触帯電ローラ表面に固定の清掃部材を当接させて帯電ローラ表面の汚れを除去する方法（例えば、特許文献１参照）や帯電ローラ表面にブラシローラを当接させる方式（例えば、特許文献２参照）が用いられている。
【０００７】
更には帯電ローラ表面から乖離させずにブラシローラを回転制御しながら当接する方式等が用いられている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００８】
ただし、これらの帯電清掃部材も外添剤やトナーの付着によって清掃能力が低下する為、付着物除去部材をブラシに当接させて付着物を除去する方式が一般的に知られている。しかし、除去部材によるブラシの破損や除去した物質を捕集するための容器が更に必要になってしまうという問題がある。
【０００９】
また、帯電清掃部材ではないが感光ドラムにクリーニングブラシを接触させ、感光ドラム表面に付着したトナーを静電気力により除去するクリーニング装置において、クリーニングブラシに正負の電圧を交互に印加する電圧印加手段を備え、クリーニングブラシが像担持体に接触してから離れるまでに少なくとも一回ずつ正負の両極を印加することで、感光ドラム上のトナーをその極性を問わずに回収しようとする提案もなされている（例えば特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−１３０７８７号公報
【特許文献２】特開２００３−７６２４０号公報
【特許文献３】特開２００５−１９５９５０号公報
【特許文献４】特開平６−２８９７５９号公報
【特許文献５】特開平８−１９４４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
接触帯電部材表面を清掃する帯電清掃部材に外添剤やトナーが付着していくと、帯電清掃部材の清掃効率は次第に低下していってしまう。この問題に対する対策として、帯電清掃部材に付着物除去部材を取付けると構成が複雑になる上、帯電清掃部材のブラシが破損しやすくなってしまう。
【００１２】
また、研磨剤を含有する現像剤を用いる画像形成装置において、像担持体の画像欠陥（画像流れ、融着、フィルミング等）の発生を防ぐ為に、本来は研磨剤のみを像担持体のクリーニング装置に供給させて像担持体に付着した異物を除去したいが、現像剤と共にクリーニング装置に供給する必要があるため、現像剤の消費が多くなってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、接触帯電部材に当接して接触帯電部材に付着した外添剤やトナーを除去する帯電清掃部材を有する画像形成装置において、帯電清掃部材に捕集された研磨剤を効果的に像担持体クリーニング装置内に戻すことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体と接触して前記像担持体表面を帯電バイアス電圧によって帯電させる接触帯電部材と、前記像担持体上に露光によって静電潜像を形成する潜像形成手段と、この潜像形成手段により形成された前記静電潜像に研磨剤を含有する現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手段により形成された前記像担持体上の現像剤像を転写材に転写バイアス電圧によって転写する転写手段と、前記像担持体に残留している転写残現像剤を像担持体表面に当接することで除去する像担持体清掃手段と、前記接触帯電部材に接触し、前記接触帯電部材の回転に従動して回転することにより前記接触帯電部材の表面を清掃する帯電清掃部材と、前記潜像形成手段の露光出力と前記帯電清掃部材に印加する電圧と前記接触帯電部材の帯電バイアス電圧を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記像担持体の清掃動作時に、前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材への供給電圧に差を設けると共に、前記接触帯電部材による帯電後の前記像担持体表面を前記潜像形成手段による露光または前記転写手段による転写バイアス電圧の印加によって所定の電位に維持することにより、前記研磨剤と同極性で電位の絶対値が前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材と前記像担持体表面の順に順次小さくなるように段階的な電位差を設定し、これにより、前記帯電清掃部材から前記研磨剤を前記接触帯電部材経由で前記像担持体へ転移させることを特徴とすることを特徴とする。
【００１５】
このような段階的な電位差を発生させることにより、前記帯電清掃部材に付着した研磨剤を像担持体へ戻すことができる。
【００１６】
より具体的には、前記段階的な電位差は、前記研磨剤と同極性で電位の絶対値が前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材と前記像担持体表面の順に順次小さくなるように設定される。
【００１７】
前記接触帯電部材と像担持体表面間の電位差は前記潜像形成手段または転写手段によって形成することができる。
【００１８】
前記帯電清掃部材は、例えば、前記接触帯電部材と並行に配設され、前記接触帯電部材の回転に従動して回転し、回転軸上にブラシ部材が構成されており、前記ブラシ部材が接触帯電部材の表面と当接することで当該表面を清掃するものである。
【００１９】
前記制御手段は、前記像担持体の清掃動作を装置電源が投入されたとき、および、省エネモードの解除が行われたときの少なくとも一方において実行することができる。また、画像形成装置内の少なくとも湿度を検知する環境検知手段をさらに備え、前記制御手段は、検知された湿度が所定値以上であることを条件として前記像担持体の清掃動作を実行するようにしてもよい。これにより、当該清掃動作の必要性が高いときにその動作を実行することができる。
【００２０】
前記環境検知手段は温度をも検知し、前記制御手段は、検知された温度が第１の所定値以上であること、かつ、検知された湿度が第２の所定値以上であることを条件として前記像担持体の清掃動作を実行するようにしてもよい。
【００２１】
好ましくは、前記帯電清掃部材と前記接触帯電部材との間の電位差の絶対値よりも、前記接触帯電部材と前記像担持体間の電位差の方が大きくなるように前記電位差を設定する。これにより、より確実に帯電清掃部材から研磨材を除去することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、研磨剤を含有する現像剤を用い、接触帯電部材を清掃する帯電清掃部材を有する画像形成装置においては、帯電清掃部材に付着した外添剤等を効果的に除去できる為に清掃能力低下を防止できる。その結果として、帯電清掃部材の長寿命化を実現し、かつ、画像流れ等の画像欠陥を防止することができる。
【００２３】
また、現像装置からトナーを供給して研磨剤を像担持体クリーニング装置に送るのではなく、研磨剤だけを像担持体クリーニング装置に供給できるので無駄なトナーの消費を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における接触帯電装置の周辺の詳細例の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における接触帯電装置の周辺の変形例の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における定着装置の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態における感光ドラムの説明図である。
【図６】本発明の実施の形態における詳細な制御例についての説明図である。
【図７】従来と本発明における耐久枚数と流れモード使用時トナー消費量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態では、本発明に係る画像形成装置としてレーザビームプリンタを例として説明する。まず、同図を参照してレーザビームプリンタの構成を説明する。
【００２７】
このレーザビームプリンタは、ＯＰＣやａ−Ｓｉ等の光導電層を有する像担持体としての感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、装置本体Ｔによって回転自在に支持されており、メインモータＭ１によって矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム１の表面（像担持体面）を帯電バイアス電圧によって均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ（帯電部材）２、帯電ローラ２に所定の圧力で押圧されて回転することで帯電ローラ２表面を清掃する帯電清掃部材４０、静電潜像を形成するための露光手段であるレーザースキャナ３、静電潜像をトナーにより顕像化するための現像装置４、紙等のシート状の記録材Ｐに感光ドラム１上のトナー画像を転写バイアス電圧によって転写するための転写装置である転写ローラ５、感光ドラム１上に残留する未転写トナーをクリーニングブレード６ａによって回収する像担持体清掃手段としてのクリーニング装置６が配設されている。
【００２８】
装置本体Ｔの下部には、記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、感光ドラム１の上部には定着装置８が配置されている。装置本体Ｔの背面には、画像形成動作等を制御する制御部（制御手段）９と帯電ローラ２や現像装置４等に高圧を印加する高圧電源部１０が配置されている。制御部９上には、画像形成動作等を実行する指令を出す本体ＣＰＵ９ａ、定着の温度制御等を実行する定着ＣＰＵ９ｂ、およびプログラム等が格納されたメモリ９ｃが搭載されている。更に装置本体Ｔ内部には、定着装置８からの温度の影響を受けにくい位置で機外の温度及び湿度を検知する環境検知部６０も設けられている。この環境検知部６０は、本体ＣＰＵ９ａに温湿度情報を送信する。
【００２９】
なお、本実施の形態での高圧電源部１０には、直流電源と交流電源によって構成されている帯電印加電源１０ａと、直流電源と交流電源によって構成されている現像印加電源１０ｂと、正と負の各々の直流電源によって構成される転写印加電源１０ｃとが設けられており、プリンタの動作は、制御部９上の各種ＣＰＵがメモリ９ｃから必要なプログラムを読み出して各種制御を実行することによって実現される。（後に詳細に説明するフローチャートによる処理も同様である。
【００３０】
次に、上述構成のレーザビームプリンタの動作を、以下の（１）帯電、（２）露光、（３）現像、（４）転写、（５）定着、（６）クリーニングの各工程の順に説明する。
【００３１】
（１）帯電
図２は本実施の形態における接触帯電装置の周辺の詳細である。図示しないメインモータＭ１によって矢印Ａ方向に回転駆動された感光ドラム１に所定の押圧で接触している帯電ローラ２は矢印Ｂ方向に回転駆動し、高圧電源部１０の帯電印加電源１０ａから所定の直流電圧（ＤＣ帯電方式）、あるいは所定の直流電圧と所定の交流電圧を重畳した電圧（ＡＣ＋ＤＣ帯電方式）が帯電ローラ２の金属軸を通して帯電ローラ２から帯電バイアス電圧として印加される。これにより、所定の速度で回転駆動している感光ドラム１の表面が所定の極性・電位（本実施の形態においては、−５００〜−８００Ｖ）に一様に接触帯電される。
【００３２】
また、本実施の形態においては、帯電清掃部材４０に対して、スイッチ３０により選択的に、帯電ローラ２に供給している帯電印加電源１０ａから分岐した同じ極性のバイアス電圧を印加するか、または、帯電ローラ２と帯電清掃部材４０の間に電位差発生部材１５としてバリスタあるいは抵抗体を介して印加する。電位差発生部材１５を介して印加する場合、帯電ローラ２と帯電清掃部材４０との間には所定の電位差が発生する。帯電清掃部材４０に印加するバイアス電圧は、図２に示したように、帯電ローラ２に印加する帯電印加電源１０ａと共通でもよいし、図３に示すように、個別に供給する直流電源１５ｂを設けてもよい。図３の構成では、スイッチ３０は直流電源１５ｂと帯電清掃部材４０との間に設けたが、直流電源１５ｂの出力の発生自体を切り替えるようにしてもよい。この場合、スイッチ３０としての素子は不要となるが、スイッチング手段としては同様に存在することになる。
【００３３】
なお、帯電ローラ２は、ローラ軸体（導電性支持体、芯金）を有する導電性弾性ローラであり、ローラ軸体の両端部をそれぞれ軸受け部材を介して回転自在に支持され、ローラ軸線を感光ドラム１のドラム軸線に対してほぼ並行に配列して感光ドラム１に対して所定の押圧力で接触させられて配設されている。本実施の形態において、この帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に従動して回転する。この帯電ローラ２には帯電清掃部材４０である回転ブラシクリーニングローラが所定の押圧力で配設されている。帯電清掃部材４０は、帯電ローラ２表面に付着した異物を掻き取って、帯電ローラ表面に付着する外添剤やトナーを除去する、帯電ローラの清掃動作を行う。これにより、局部的あるいは全面的に異物汚れが発生することを防止している。
【００３４】
（２）露光
帯電後の感光ドラム１は、その表面に対し露光手段（または潜像形成手段）であるレーザースキャナ３により画像情報に基づいて画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。本実施の形態では半導体レーザ(波長７８０ｎｍ)の走査露光Ｌによって露光がなされている。ただし、感光ドラム１上を露光できる方式であれば他の露光手段、例えばＬＥＤアレイによる露光であっても構わない。レーザースキャナ３の露光出力は制御部９により制御される。
【００３５】
（３）現像
露光によって形成された感光ドラム１上の静電潜像は現像装置４によって現像される。本実施の形態での現像装置４は、アルミローラ表面にブラスト加工やカーボンをコートして所定の表面粗度を有するようにした現像スリーブ４ａを有している。この現像スリーブ４ａに高圧電源部１０の現像印加電源１０ｂから所定の直流電圧と所定の交流電圧を重畳した現像バイアス（ＡＣ＋ＤＣ帯電方式）を印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像（現像剤像）として現像（顕像化）する。
【００３６】
なお、本実施の形態での現像方式は、一成分磁性ネガトナーを用いた一成分反転ジャンピング現像方式である。この他にも、感光ドラム１に対して接触状態で現像する方法（一成分接触現像）や、現像剤であるトナーに対して磁性キャリアを混合し、この現像剤を磁気力により搬送して感光ドラム１に対して接触状態で現像する方法（二成分接触現像）、あるいは、上記二成分現像剤を感光ドラム１に対して非接触状態で現像する方法（二成分非接触現像法）があり、何れも好適に用いることが出来る。
【００３７】
（４）転写
感光ドラム１上に現像されたトナー像は感光ドラム１の回転駆動によって転写ローラ５部へ回転移動する。このタイミングに合わせて給紙カセット７に収納されている記録材Ｐは、図示しない給紙ローラや搬送ローラによって搬送され、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｎに搬送される。転写ニップ部Ｎに記録材Ｐが搬送されるタイミングで高圧電源部１０の転写印加電源１０ｃから転写ローラ５に現像剤と反対極性の所定の直流電圧が印加されることによって、感光ドラム１に付着したトナー像が転写材Ｐに順次静電的に転写される。本実施の形態においてはトナーがマイナス極性なので、その逆極性に当たるプラスの直流電圧(＋１〜５ＫＶ)を転写ローラ５に印加する。
【００３８】
本実施の形態においては感光ドラム１と接触する接触転写ローラ方式を用いているが、他にもタングステンや金ワイヤに２０〜３０ＫＶの高電圧を印加して放電させる非接触コロナ放電転写方式でも、ＩＴＢからなる転写ベルトにトナー像を転写させた後に記録材Ｐへ転写させる中間転写ベルト方式でも構わない。
【００３９】
また、本実施の形態における転写ローラ５は金属ローラ軸上にＮＢＲゴム（アクリルニトリルブタジエンゴム）とヒドリンゴムの混合ゴムを発泡させたスポンジゴムを配設したイオン導電性ゴムローラであるが、他にもＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）にカーボンブラックを分散させた電子導電性ゴムローラでも構わない。
【００４０】
（５）定着
次に、図４を用いて定着装置８について説明を行う。静電的にトナー像を担持した記録材Ｐは、図示しない搬送ガイドに沿って定着装置８に搬送される。定着装置８は、筒状の回転体である定着部材２１と加圧部材２２とを有する。定着部材２１と加圧部材２２のいずれか一方は定着モータＭ２により回転駆動される。定着部材２１は、ガイド部材２３と、このガイド部材に支持されてトナーを加熱する加熱部材２０（抵抗体及びアルミナで構成されるセラミックヒータ）とを内蔵する。
【００４１】
定着部材２１は、表層にＰＦＡやＰＴＦＥをコートした厚さ４０〜１００μｍのポリイミドフィルムからなる定着フィルムを有し、この定着フィルムがガイド部材２３にガイドされて回転する。加圧部材２２は、この定着部材２１を加圧して定着ニップ部Ｎを形成する別の定着回転体であり、弾性を有する加圧ローラで構成される。加圧ローラは、回転金属軸体２２ａ上に基層となるＥＰＤＭゴムやシリコンゴムあるいはフッ素ゴムを発泡させたスポンジゴム層２２ｂとシリコーンゴムやフッ素ゴムあるいはフッ素樹脂など耐熱性を有したから樹脂から形成される表層２２ｃによって構成される。
【００４２】
このような構成の定着装置８は、プリント信号を受信すると定着ＣＰＵ９ｂは加熱部材２０に所定の温度設定にするよう指示し、定着ＣＰＵ９ｂはサーミスタ２４が所定の温度を検知するまで加熱部材２０に通電を行うことで定着ニップ部Ｎにて加熱をし、トナーを記録材Ｐに定着させた後に記録材Ｐは図示しない機外の排紙トレイに排出される。
【００４３】
本実施の形態では、オンデマンド定着方式を用いているがこれに限定されるものではなく、トナーを記録材Ｐ上に定着させるものであればヒートローラ方式でも電磁誘導加熱方式でも構わない。
【００４４】
（６）像担持体クリーニング
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで感光ドラム表面に残ったトナー（転写残現像剤）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、クリーナ装置内に捕集されたトナーは図示しない回収トナー搬送スクリューによって機外に排出されて回収トナーボックス内に搬送される。本実施の形態におけるクリーニングブレード６ａは注型タイプを用いたクリーニング装置６である。注型タイプとは、型にゴム材などを流し込むことで所望の形状に成形するクリーニングブレードのタイプである。このゴムブレードの材質としては、一般的なものとして例えばポリウレタン、スチレン−ブタジエン共重合体、クロロプレン、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、二トリルゴム、クロロプレンゴム等のエラストマー等適度の弾性と硬度を有する材料であればいずれでもよい。特に、摩擦により感光ドラム１を傷付けず、耐摩耗性の大きなポリウレタンが好ましい。更に、永久歪が小さいことを考えて、２液性熱硬化型ポリウレタン材料を用いることもある。硬化剤としては、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ハイドロキノンジエチロールエーテル、ビスフェノールＡ、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の一般的なウレタン硬化剤を用いることができる。この短冊状のゴムの厚みは通常１．５ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜３ｍｍが良い。なお、本実施の形態で用いたクリーニング方式はブレード方式であるが、特にこれに限定されるものではなくブラシ方式等でも構わない。
【００４５】
以上の（１）〜（６）の工程を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。
【００４６】
（７）感光ドラム
次に、像担持体としての感光ドラム１について説明する。以下の構成は、感光ドラムの長寿命化を意図したものである。ただし、本発明はこれに限るものではなく、また、表面保護層は無くても良い。
【００４７】
まずは、感光ドラム１の表面保護層（後述する図５の５６）の特徴（一例）について説明する。感光ドラム１の表面保護層のＨＵ（ユニバーサル硬さ値）、及び弾性変形率は、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読し連続的硬さを求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープＨ１００Ｖ（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）を用いて測定した。圧子は対面角１３６°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。荷重の条件は最終荷重６ｍＮまで段階的に（各点０．１ｓの保持時間で２７３点）測定した。段階的に荷重を増加させ６ｍＮまで荷重をかけ、その後同様に段階的に荷重を減少させた。その結果、ＨＵは６ｍＮで押し込んだ時の同荷重下での押し込み深さから下記式（１）によって規定される。
【００４８】
ＨＵ＝試験加重（Ｎ）／試験加重でのビッカース圧子の表面積（ｍｍ2）
＝０．００６／２６．４３ｈ2  （Ｎ／ｍｍ2）    ...（１）
ｈ：試験加重下での押し込み深さ（ｍｍ）
【００４９】
弾性変形率は圧子が膜に対して行った仕事量（エネルギー）、すなわち圧子の膜に対する荷重の増減によるエネルギーの変化より求めたものであり、下記式（２）からその値は求まる。全仕事量Ｗｔ（ｎＷ）と弾性変形の仕事量Ｗｅ（ｎＷ）の関係は次式で表される。
弾性変形率＝Ｗｅ／Ｗｔ×１００（％）    ・・・（２）
【００５０】
上記ＨＵと弾性変形率の値が、ある範囲の場合に表面保護層の機械的劣化が起り難くなることを見出した。すなわち、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行う。最大荷重６ｍＮで押し込んだ時のＨＵが１５０Ｎ／ｍｍ2以上２２０Ｎ／ｍｍ2以下であり、かつ、弾性変形率が４０％以上６５％以下である電子写真感光体を用いることによって機械的劣化が飛躍的に向上した。また、更なる特性の向上にはＨＵ値が１６０Ｎ／ｍｍ2以上２００Ｎ／ｍｍ2以下であることがより好ましい。本実施の形態において用いられる感光ドラム１で、長寿命を考えると、少なくとも表面保護層が重合または架橋して硬化された化合物を含有した感光ドラム１からなる。なお、この硬化手段としては、熱、可視光や紫外線などの光、更に放射線を用いることができる。
【００５１】
したがって、本実施の形態において、感光ドラム１の表面保護層を形成する方法としては、表面保護層用として用いられる、重合または架橋により硬化可能な化合物を、融解または含有している塗布溶液を用いる。浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティングなどにより塗布した後、この塗布された化合物を硬化手段により硬化する方法が採用される。
【００５２】
これらのうち、感光ドラム１を効率よく大量生産する方法としては、浸漬コーティング法がもっとも好ましく、この本実施の形態においても浸漬塗布法を採用することが可能である。この表面保護層については、長寿命を意識したものであってこの限りではない。
【００５３】
ここで、感光ドラム１の概略構成を図５を用いて説明する。（ａ）は単層型の感光ドラム１の概略構成、（ｂ）は積層型の感光ドラム１の概略構成を示している。
【００５４】
（ａ）の単層型は、外径がたとえば３０ｍｍの導電性基体（支持体、ドラム基体）５１に、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を同一の層（感光層）５３に含有する層構成である。（ｂ）の積層型は、電荷発生物質を含有する電荷発生層５４と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層５５を、順次または逆順に積層した構成である。層５４＋５５が感光層である。さらに、感光層５３又は５４＋５５上に表面保護層５６を形成することも可能である。
【００５５】
また、電子輸送層の膜厚を最適化させるために、膜厚の幅を持たせる意味で、表面保護層５６を用いることが良い。少なくとも感光体の表面層が、熱や可視光、紫外線などの光、さらに放射線により重合または架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。
【００５６】
単層型と積層型とでは、感光体としての特性、特に残留電位などの電気的特性及び耐久性の観点から、積層型が好ましい。すなわち、電荷発生層５４及び電荷輸送層５５を順次積層した機能分離型の感光体構成、または、この機能分離型の感光体構成で積層された感光層上に、さらに表面保護層５６を形成した構成とするのが好ましい。
【００５７】
表面保護層５６における、重合または架橋における化合物の硬化方法としては、感光体特性の劣化が少なく、残留電位の上昇が発生せず、十分な硬度を示すことができることから、好適には、放射線が用いられる。
【００５８】
この重合または架橋を発生させる際に使用する放射線としては、電子線またはガンマ線が望ましい。これらのうちの電子線を使用する場合、加速器として、スキャニング型、エレクトロンカーテン型、ブロードビーム型、パルス型及びラミナー型などのあらゆる形式を使用することが可能である。
【００５９】
また、電子線を照射する場合においては、感光ドラム１における電気特性及び耐久性能を発現するために、照射条件としては、加速電圧を２５０ｋＶ以下とするのが好ましく、１５０ｋＶ以下がより好ましい。また、照射線量を、１０ｋＪ／ｋｇ以上１０００ｋＪ／ｋｇ以下の範囲内にするのが好ましく、１５ｋＪ／ｋｇ以上５００ｋＪ／ｋｇ以下の範囲内とするのがより好ましい。
【００６０】
加速電圧が上述の範囲の上限より大きいと、感光体特性に対する電子線照射による損傷、いわゆるダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が上述の範囲の下限より少ないと、硬化が不十分となりやすい。また、線量が多い場合には感光体特性の劣化が生じやすいため、この観点から、線量は、上述の範囲内から選択するのが望ましい。
【００６１】
また、重合または架橋が生じて硬化可能な表面層用の化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、及び硬化後に達成される硬度の高さの観点から、分子内に不飽和重合性官能基を含むものが好ましい。
【００６２】
さらに、不飽和重合性官能基を分子内に有する分子の中でも、特に、アクリル基、メタクリル基及びスチレン基を有する化合物が好ましい。
【００６３】
また、不飽和重合性官能基を有する化合物とは、その構成単位の繰り返しの状態により、モノマーとオリゴマーとに大別される。モノマーとは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返しがなく、比較的分子量の小さいものを示す。他方、オリゴマーとは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返し数が２〜２０程度の重合体である。また、ポリマーまたはオリゴマーの末端のみに不飽和重合性官能基が結合した、いわゆるマクロノマーを、表層用の硬化性化合物として使用することも可能である。
【００６４】
また、不飽和重合性官能基を有する化合物は、表面層として必要とされる電荷輸送機能を満足させるために、化合物が電荷輸送化合物を採用することが、より好ましい。この電化輸送化合物の中でも、正孔輸送機能を持った不飽和重合性化合物であることがさらに好ましい。
【００６５】
感光ドラム１の支持体５１としては、導電性を有するものであれば良い。具体的には、たとえばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属や、これらの合金を、ドラムまたはシート状に形成したものを挙げることができる。また、アルミニウム及び銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化錫などをプラスチックフィルムに蒸着したものを挙げることができる。また、導電性物質を単独または結着樹脂とともに塗布することにより導電層を設けた金属、または、プラスチックフィルムや紙などを挙げることができる。
【００６６】
また、導電性支持体５１の表面上には、バリアー機能と接着機能とを有する下引き層５２を設けることができる。
【００６７】
下引き層５２は、感光層５３又は５４＋５５の接着性改良、塗工性改良、支持体５１の保護、支持体５１上の欠陥の被覆、支持体５１からの電荷注入性改良、または感光層５３又は５４＋５５の電気的破壊に対する保護などのために形成される層である。
【００６８】
この下引き層５２の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミドを使用することができる。また、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、ニカワ及びゼラチンなどを使用することができる。これらの材料は、それぞれに適合した溶剤に溶解されて支持体５１の表面に塗布される。この下引き層５２の膜厚は、好適には、０．１〜２μｍある。
【００６９】
感光体が機能分離型の感光ドラム１である場合は、電荷発生層５４及び電荷輸送層５５を積層する。
【００７０】
電荷発生層５４に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル（Ｓｅ−Ｔｅ）、ピリピウム、チアピリリウム系染料を挙げることができる。また、各種の中心金属及び結晶系、具体的には、たとえばα、β、γ、ε、及びＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン系化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料を挙げることができる。また、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、クナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニン及びアモルファスシリコンなどを挙げることができる。
【００７１】
また、機能分離型の感光ドラム１の場合、電荷発生層５４は、電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着樹脂及び溶剤とともに、ホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター及びロールミルなどの手段によって良好に分散する。その分散液を塗布し、乾燥させて形成されるか、または電荷発生物質の蒸着膜など、単独組成の膜として形成される。ここで、この電荷発生層５４の膜厚は、典型的には、５μｍ以下であり、好適には、０．１〜２μｍある。
【００７２】
また、結着樹脂を用いる場合の例は、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、などのビニル化合物の重合体及び共重合体を挙げることができる。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。
【００７３】
不飽和重合性官能基を有する正孔輸送性化合物は、上述した電荷発生層５４上に電荷輸送層５５として用いることができる。または、電荷発生層５４上に、電荷輸送層５５と結着樹脂とからなる電荷輸送層５５を形成した後に、表面保護層５６として用いることもできる。
【００７４】
正孔輸送性化合物を表面保護層５６として用いた場合、その下層にあたる電荷輸送層５５は、適当な電荷輸送物質を、上述の電荷発生層用樹脂から選択可能で適当な結着樹脂とともに溶剤に分散または溶解する。その溶液を、上述の公知の方法によって塗布し、乾燥させて形成することができる。
【００７５】
電荷輸送物質としては、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリスチルアントラセンなどの複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物を挙げることができる。また、ピラゾリン、イミダゾール、オキサドール、トリアゾール、またはカルバゾールなどの複素環化合物を挙げることができる。また、トリフェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニレジンアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子化合物などを挙げることができる。
【００７６】
電荷輸送層５５における電化輸送物質の重量が、これらの範囲より小さいと、電荷輸送能が低下し、感度低下や残留電位の上昇などの問題点が発生する。この場合に、本例における電荷輸送層５５の厚みは、１０〜３０μｍの範囲である。
【００７７】
いずれの場合も、表面保護層５６の形成方法は、正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合または硬化反応させるのが一般的である。なお、あらかじめ正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させることにより硬化物を得た後、再度溶剤中に分散または溶解させたものなどを用いて、表面層を形成することも可能である。
【００７８】
また、上述の溶液を塗布する方法としては、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、及びスピンコーティングなどが知られている。効率性／生産性の観点から、溶液を塗布する方法としては、浸漬コーティング法が望ましい。なお、蒸着やプラズマ処理などの、その他公知の製膜方法を適宜選択することが可能である。
【００７９】
また、表面保護層中５６においては、導電性粒子を混入させることも可能である。この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などを挙げることができる。
【００８０】
これらの導電性粒子としての金属は、具体的には、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀を挙げることができ、さらに、導電性粒子としては、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などを挙げることができる。
【００８１】
また、導電性粒子としての金属酸化物は、具体的には、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、酸化ビスマスを挙げることができる。また、スズをドープした酸化インジウム、アンチモン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などを挙げることができる。
【００８２】
また、これらの金属酸化物は、それぞれ単独で用いたり、２種類以上を組み合わせて用いたりすることが可能である。なお、２種以上を組み合わせる場合には、単に混合することも可能であり、固溶体や融着を施すことも可能である。
【００８３】
また、導電性粒子の平均粒径は、表面保護層５６の透明性の観点から、０．３μｍ以下にすることが好ましく、より好適には、０．１μｍ以下にすることが望ましい。さらに、上述した導電性粒子の材料において、透明性などの観点から金属酸化物を用いることが特に好ましい。
【００８４】
表面保護層５６中における導電性金属酸化物粒子の割合は、直接的に表面保護層の抵抗を決定する要因の１つである。したがって、保護層の比抵抗は、１０8〜１０13Ωｍ（１０10〜１０15Ωｃｍ）の範囲にすることが望ましい。
【００８５】
また、表面保護層５６中にはフッ素原子含有樹脂粒子を含有することも可能である。このフッ素原子含有樹脂粒子としては、４フッ化チレン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、２フッ化２塩化エチレン樹脂及び、これらの共重合体などが挙げられる。これらの中から少なくとも１種類以上を適宜選択するのが好ましい。なお、樹脂粒子の分子量や粒径は、適宜選択することが可能であり、必ずしも上述の分子量や粒径に限定されるものではない。
【００８６】
表面保護層５６中におけるフッ素原子含有樹脂の割合は、表面層の全質量に対して、典型的には、５〜４０重量％であり、好適には、１０〜３０重量％である。これは、フッ素原子含有樹脂粒子の割合が、４０重量％より多いと表面層の機械的強度が低下し易くなり、５重量％より少ないと表面層の表面の離型性、表面層の耐磨耗性や耐傷性が不十分になる可能性があるためである。分散性、結着性及び対候性をより向上させるために、表面保護層５６中に、ラジカル補足剤や酸化防止剤などの添加物を加えることも可能である。表面保護層５６の膜厚は、好適には、０．２〜１０μｍの範囲であり、より好適には、１〜５μｍの範囲である。
【００８７】
上述の表面保護層５６を有する積層型の感光ドラム１を本実施の形態で用いたが特にこれに限るものではなく、単層の有機感光ドラムや非晶質光導電体であるアモルファスシリコンやアモルファスセレンを用いても構わない。
【００８８】
（８）トナー
本実施例におけるトナーの製造方法は特に限定されず、懸濁重合法、乳化重合法、会合重合法、混練粉砕法などが用いられる。また本実施例におけるトナーは非磁性トナー、磁性トナーいずれの場合も十分な効果が得られる。
【００８９】
以下に混練粉砕法におけるトナーの製造方法について説明する。
【００９０】
本発明の粉砕法トナーに用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等を単独または混合して使用できるが、中でもスチレン−アクリル、スチレン−メタクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。
【００９１】
また本発明の粉砕法トナーを正帯電性に制御する場合は、脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの４級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩；アミン及びポリアミン系化合物；高級脂肪酸の金属塩；アセチルアセトン金属錯体；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレート等を添加する。また、負帯電性に制御する場合は、有機金属錯体、キレート化合物が有効で、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体を用いることができる。使用量は結着樹脂１００質量部に対して０．１〜１５質量部、好ましくは０．１〜１０質量部である。
【００９２】
本実施例での粉砕法トナーには、必要に応じて離型剤を添加することができる。例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスまたはその酸化物；カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪族エステルを主成分とするワックスまたは、その一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。また、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類；ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類；ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール；ソルビトールなどの多価アルコール類；リノール酸アミドなどの脂肪酸アミド類；メチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類；エチレンビスオレイン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類；Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族ビスアミド類；ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンなどのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類；ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物；植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化物なども用いることができる。添加量は結着樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部、好ましくは０．５〜１０質量部である。
【００９３】
なお、本実施例で用いたトナーは、流動性をあげるためのシリカの他にも複数種の研磨剤が所定の比率で混合されている。
【００９４】
（９）研磨剤
本実施の形態におけるトナーには研磨剤が含有されており、研磨剤は一次粒子の平均粒径が０．０３０〜０．３００μｍ（３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下）であり、粒子形状が立方体状または直方体状であるチタン酸ストロンチウム無機微粉体（以下、キュービックチタン酸ストロンチウム）が感光ドラム１表面に付着してクリーニングブレード６ａとの間に介在して摺擦することで高硬度の感光ドラム１における放電生成物質、紙粉、トナー等の付着物を除去でき、画像流れを防止することができる。
【００９５】
キュービックチタン酸ストロンチウムを表面処理する脂肪酸または脂肪酸金属塩の炭素数は８以上３５以下が好ましく、１０以上３０以下がさらに好ましい。炭素数が３５を超えると、キュービックチタン酸ストロンチウム無機微粉体の表面と該脂肪酸または脂肪酸金属塩の密着性が劣り、長期の使用により剥がれが発生するなど耐久性が低下するほか、剥れた脂肪酸または脂肪酸金属塩がかぶりの原因となるため好ましくない。また炭素数が８未満の場合、該比表面積１００ｍ2／ｇ以上３５０ｍ2／ｇ以下の微粒子の付着性改善が不十分になり好ましくない。
【００９６】
キュービックチタン酸ストロンチウムをトナーに外添する場合、高湿環境下での該無機微粉体の吸湿による現像プロセスへの影響、たとえばトナー帯電量の低下などを防ぐため、本発明の処理をしたキュービックチタン酸ストロンチウムの比表面積は４５ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。比表面積を４５ｍ2／ｇ以下にすることで前記無機微粉体の表面に吸着する水の絶対量を少なく押さえられるため、摩擦帯電で付与されるトナー帯電への影響を小さくできる。
【００９７】
本実施の形態の現像剤には、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０の他にも粒径の異なる大径チタン酸ストロンチウムが外添されており、粒径の大きい研磨剤は感光体表面の細かい凹凸の付着物除去能力が小さいものの、クリーニングブレードから抜けにくく、特に粒径が０．６０μｍ以上であると長い時間にわたってクリーニング補助剤としての性能を発揮することが出来る。従って、大径チタン酸ストロンチウムに小径のキュービックチタン酸ストロンチウムが付着することにより、一気にキュービックにチタン酸ストロンチウムがクリーニングブレードからすり抜けることを防止して、高度な研磨性を有する研磨剤を長時間にわたってクリーニングに寄与させることができる。
【００９８】
しかしながら、上記キュービックチタン酸ストロンチウムと粒径の異なる大径チタン酸ストロンチウムが混在するトナーにおいては、トナー１００質量部に対して質量はチタン酸ストロンチウムの総量で３質量％以下にしなければならない。３質量％より多くいれるとトナーの帯電量が低下して現像性が低下し、特にトナーの帯電量が低下しやすい高温高湿環境下においては顕著に濃度低下を引き起こしてしまう。更にはキュービックチタン酸ストロンチウムを所定量以上トナーに外添した場合、チタン酸ストロンチウムが定着阻害物質となるために定着性が低下してしまう。定着阻害物質であるチタン酸ストロンチウムは転写媒体上の総量に依存され、転写材上のチタン酸ストロンチウムがトナーに対し大径小径含めたトータルとして１．８質量％以下にするとキュービックチタン酸ストロンチウムの影響をほとんど受けない良好な定着性能を得られ、３．０質量％以上にすると定着性の低下が見られることが知られている。
【００９９】
（１０）帯電ローラ
感光ドラム１表面を帯電させるために使用される帯電ローラ２としては、先の図２に示したような多層構造の帯電ローラが用いられている。この帯電ローラでは、金属軸体２ａと前記金属軸体２ａの外周に形成される導電性発泡体層２ｂと前記導電性発泡層２ｂの外周に形成される抵抗調整層２ｃと前記抵抗調整層２ｃの外周に形成される表面保護層２ｄとから主に構成される。
【０１００】
前記金属軸体２ａとしては、特に限定するものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられ、前記金属材料としては、鉄，アルミニウム等特に限定するものではない。
【０１０１】
前記導電性発泡体層としては、アスカーＣ（スポンジ硬度計）３０〜５０°／１ｋｇ荷重の硬度の範囲に設定されることが好ましく、電気抵抗値としては、１０2〜１０6Ωｃｍに形成することが好ましく、特に好ましくは１０3〜１０4Ωｃｍである。マトリックス成分としてエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム（ＣＨＣ），エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ），ポリノルボルネンゴム，スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ），シリコンゴム，エピクロルヒドリンゴム（ＣＨＲ），塩素化−エチレン−プロピレン−ジエンゴム（Ｃｌ−ＥＰＤＭ），イソプレンゴム，ブチルゴム等があげられ、これに電子導電系導電剤および発泡剤，軟化剤，可塑剤，充填剤，加硫剤，加硫促進剤を配合した形成材料によって形成される。上記電子導電系導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体，酸化スズと酸化アンチモンの固溶体，酸化インジウムと酸化スズの固溶体等の金属酸化物等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。また、上記発泡剤としては、ジニトロペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジット（ＯＢＳＨ）等があげられ、単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、加工性，発泡性という点から、マトリックス成分としてＣＨＣ，ＥＰＤＭ，Ｃｌ−ＥＰＤＭを用い、これにカーボンブラック，グラファイト，ＤＰＴ（発泡剤），発泡助剤，加硫促進剤，加硫剤を配合したものが形成材料として好ましく用いられる。上記電子導電系導電剤の配合量は、その種類および設定する電気抵抗値によって適宜に設定されるが、カーボンブラックを用いる場合、マトリックス成分１００重量部に対して５〜８０重量部の範囲に設定することが好ましい。
【０１０２】
前記導電性発泡体層の上層に保護層が形成される。この保護層は、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のナイロン系材料や、フッ素変性アクリレート系樹脂を含む樹脂組成物材料等に、カーボンブラックや導電性金属酸化物等の導電剤が配合されて、その体積抵抗値が１×１０8 〜１×１０13Ωｃｍとなるようにして、形成されることとなる。そのような保護層の厚さは、通常３〜２０μｍ程度とされる。
【０１０３】
（１１）帯電清掃部材
次に本実施の形態において使用している帯電清掃部材４０としては、先の図２に示すようなブラシローラが用いられている。前記帯電清掃部材４０である帯電クリーニングブラシローラは、金属軸体４１と前記金属軸体の外周に接着層４２を有し、接着層４２上には静電植毛法によってブラシ糸を付着させたブラシ部材４３によって構成されている。なお、本実施の形態におけるブラシ部材の製造法は静電植毛法に限ったものではなくブラシ状になっていれば構わない。
【０１０４】
前記金属軸体４１として本実施の形態で用いているのはＳＵＭ２１であるが、特に限定するものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられ、前記金属材料としては、鉄，アルミニウム等特に限定するものではない。
【０１０５】
また、本実施の形態で用いられるブラシ部材４３のブラシ糸は、太さ１〜３デニール（デニールとは９０００ｍあたり１ｇである糸の太さ）、長さ０．５〜１．５ｍｍ、電気抵抗１０6〜１０8Ωのナイロン繊維が好ましいが、これ以外にも前記ブラシ糸に使用する繊維としては、合成繊維、半合成繊維、再生繊維等の化学繊維、天然繊維等が挙げられ、目的に応じて適宜選択され使用される。例えば、合成繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、脂肪族ポリアミド（ナイロン）、芳香族ポリアミド（アラミド）等のアミド系樹脂及びポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等のエステル系樹脂等で形成されたものが挙げられる。この他にも、ポリアクリル等のアクリル系樹脂等、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（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂等で形成されたものが挙げられる。再生繊維としては、レーヨン、キュプラ等が挙げられる。天然繊維としては、綿、絹等が挙げられる。また、ブラシ糸に導電性を付与する方法としては、原糸段階において導電性物質を練りこむ方法と、紡糸後に導電性物質を含む加工液によってブラシ表面を被覆する方法とがある。本実施の形態においては、酸化亜鉛を加工液に分散させた溶液にブラシ糸粉体を浸してブラシ表面を被覆する方式をとっている。この前記導電性物質としては、銀、銅、ニッケル等の金属、酸化錫等の金属化合物、炭素等の微粒子が挙げられる。さらに本実施の形態における帯電清掃部材４０であるクリーニングブラシの密度としては、１ｉｎｃｈ2（約６．４５ｃｍ2）当たり２万本以上であることが望ましく、好ましくは１ｉｎｃｈ2（約６．４５ｃｍ2）当たり５万本以上であることが好ましい。
【０１０６】
本実施の形態で用いた、帯電清掃部材４０はφ８の金属軸体上に１００μｍの接着層を有し、この接着層上に静電植毛法によって形成されたナイロン糸（３．０デニール／１．０ｍｍ／２００Ｋｆ）のブラシ回転体は、片側１５０ｇｆのバネ加重によって帯電ローラ２に当接し、帯電ローラ２の回転にならい周速差（帯電ローラ２に対し６０〜８０％の周速）を有しながら従動で回転駆動することによって、帯電ローラ２表面に付着した異物を除去回収している。
【０１０７】
なお、本実施の形態で用いた研磨剤である小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０は１辺が５０ｎｍと非常に小粒径であるためクリーニングブレード６ａで全てを塞き止めることができずにクリーニングブレード６ａをすり抜けてしまい、感光ドラム１と接触している帯電ローラ２に付着してしまう。このため、帯電ローラ２に付着した小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０を積極的に除去回収するため、周速差を伴う帯電清掃部材４０のブラシの回転動作によって帯電ローラ２から掻き落として帯電清掃部材４０内に捕集することを特徴としている。
【０１０８】
以下、図６のフローチャートを用いて、本実施の形態の詳細な制御例について説明する。
【０１０９】
まず、電源ＯＮ時や省エネモードからの復帰したかどうかを確認する（Ｓ１１）。既に電源ＯＮ状態で省エネモードから復帰しない場合（Ｓ１１，Ｎｏ）、待機状態を維持する。
【０１１０】
電源ＯＮ時か省エネモードからの復帰であれば（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、記録部はメモリの初期化やドラム及び転写ローラ等のクリーニング動作（ドラム空回転を有する）を行う通常のイニシャル動作を実行する（Ｓ１２）。この通常のイニシャル動作実行中に高圧ＣＰＵ９ａが環境検知部である温湿度センサ６０によって高温多湿環境以外を検知したと判断した場合（Ｓ１３，Ｎｏ）、スイッチング手段３０の切り替えは実行せずに帯電清掃部材４０と帯電ローラ２が同電位になる構成のまま（Ｓ１４）で前記通常のイニシャル動作を継続し、所定の時間経過後にステップＳ１７へ移行する。
【０１１１】
また、この通常のイニシャル動作中に高圧ＣＰＵ９ａが温湿度センサ６０によって主に高温多湿環境を検知したと判断する（Ｓ１３，Ｙｅｓ）と、通常のイニシャル動作実行が終了した後もメインモータの回転を継続しつつ、上述した電位差を発生させる（Ｓ１５）。高温多湿環境とは、本実施の形態では温度が第１の所定値（例えば２７℃）以上で且つ湿度が第２の所定値（例えば７０％）以上）の場合である。このような高温多湿環境では感光ドラム表面上に形成された放電生成物質等が水分を吸着し、その抵抗値が低くなり、これに起因してトナー現像特性が劣化し、画像流れが生じやすくなる。そこで、本発明では帯電ローラ清掃動作を実行して、帯電清掃部材４０に付着した研磨剤を感光ドラム１に戻すことにより、放電生成物質等の除去を図る。
【０１１２】
帯電ローラ清掃動作時には、スイッチング手段３０を電位差発生手段１５である抵抗体１５ａ側に切り替えることにより帯電清掃部材４０と帯電ローラ２間で電位差を生じさせ、かつ、感光ドラム１上をレーザースキャナ３によって露光することにより帯電ローラ２と感光ドラム１間にも電位差を生じさせる。この帯電清掃部材４０／帯電ローラ２間と帯電ローラ２／感光ドラム１間に順次電位差を生じる電位差（この例では−８００Ｖ、−６００Ｖ、−２００Ｖ）を維持した状態で、感光ドラム１の空回転を継続する像担持体清掃イニシャル動作（すなわち画像流れ防止イニシャル動作）を実行する（Ｓ１６）。所定時間経過後に通常のイニシャル動作から継続する像担持体清掃イニシャル動作が終了する（Ｓ１７）。通常のイニシャル動作及び像担持体清掃イニシャル動作終了後にプリントジョブを受け付けている場合（Ｓ１８，Ｙｅｓ）は、印字動作を実行する（Ｓ１９）。その後、ステップＳ１８へ戻る。
【０１１３】
また、プリントジョブを受け付けていない場合（Ｓ１８，Ｎｏ）が所定時間継続する等の要因により省エネモードへ移行する条件が成立した場合（Ｓ３０，Ｙｅｓ）、ステップＳ１１へ戻る。これにより、装置本体は待機状態に移行してプリントジョブの受付を待つ。プリントジョブの受付は省エネモードを解除する一要因となる。
【０１１４】
本実施の形態では、像担持体清掃イニシャル動作実行時に帯電清掃部材４０と帯電ローラ２とに、帯電印加電源１０ａからＡＣ：１２００Ｈｚ／２．０ＫＶｐｐとＤＣ：−８００Ｖの重畳した帯電バイアス電圧を印加する。その際、電位差発生手段１５によって電圧降下するため帯電ローラ２にはＡＣ：１２００Ｈｚ／２．０ＫＶｐｐとＤＣ：−６００Ｖが印加される。これにより、帯電清掃部材４０と帯電ローラ２と間には２００Ｖの電位差が発生する。さらに、感光ドラム１をレーザースキャナ３で露光することによって感光ドラム一面の表面電位を−２００Ｖに均一に帯電させる。この代わりに、転写ローラ５のような転写手段によって帯電ローラ２と感光ドラム１の間の電位差を形成することもできる。
【０１１５】
このような動作の実行によって帯電ローラ２(−６００Ｖ)と感光ドラム１（−２００Ｖ）間には４００Ｖの電位差が生じる。
【０１１６】
これによって帯電ローラ２から帯電清掃部材４０内に捕集したマイナス極性を有する研磨剤の小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０は、帯電清掃部材４０（−８００Ｖ）→帯電ローラ２（−６００Ｖ）→感光ドラム１（−２００Ｖ）と順次同極性で電位の絶対値が小さくなっていく。これにより、マイナス極性の小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０が帯電清掃部材４０から帯電ローラ２へ、帯電ローラ２から感光ドラム１と順次戻っていくことが可能になる。このように帯電ローラ２に捕集された小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０のみが再びクリーニングブレード６ａ部に供給されてブレードと感光ドラム１が小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０を介して摺擦することによって非常に効率的に高硬度の感光ドラム１における放電生成物質、トナー等の付着物を除去でき、高温多湿環境下の主に装置電源の投入直後で発生しやすい画像流れを確実に防止することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態において像担持体清掃イニシャル動作実行時には、現像印加電源１０ｂ及び転写印加電源１０ｃから各々バイアス電圧の供給はしていないが、より効果を上げる為にトナーが現像しないように感光ドラム１表面電位（本実施の形態では−２００Ｖ）以下の現像のＤＣバイアス電圧のみを供給しても構わない。また、転写ローラ５に小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０が付着しないように、小径キュービックチタン酸ストロンチウム５０と同極性のマイナスバイアス電圧を転写印加電源１０ｃからかけても構わない。
【０１１８】
また、従来は現像装置からトナーと共にクリーニング装置に供給するしかなかった研磨剤が、トナーの供給なしに研磨剤のみをクリーニング装置に送れるのでトナー消費量の無駄をなくすことができるうえ、トナーが研磨剤を阻害してクリーニングブレード部に研磨剤だけを効果的に供給できないという問題も解決できるようになった。
【０１１９】
本発明の実施により、例えば本発明の感光ドラム１の寿命を２０００００枚と設定すると、図７に示すように従来は寿命までに２０回程度（１００００枚に１回の動作実行）の感光ドラム１のクリーニング動作を実行していたため、約４０ｇトナーを消費（１回の動作で約２ｇのトナーを消費）していたのに対して、本実施の形態ではトナーを消費することなく感光ドラム１に付着した放電生成物やトナー等の異物を除去することが可能になった。また、イニシャル動作中に温湿度を検知して自動的に本発明の制御を実施するので、出力される紙で確実に画像流れが発生することはなく、ユーザによる複雑な操作も必要なくなる。
【０１２０】
更には、従来の画像流れの対策の一つとして使用されていたドラムヒータも必要としないので、無駄な消費電力やコストをかける必要がなくなる。
【０１２１】
本実施の形態の中では通常のイニシャル回転を延長して像担持体清掃イニシャル動作を実行しているが、これに限られたものではなくユーザ操作による感光ドラム１の像担持体清掃イニシャル動作の実行でも構わない。
【０１２２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  レーザースキャナ
４  現像装置
５  転写ローラ
６  クリーニング装置（像担持体清掃手段）
７  給紙カセット
８  定着装置
９  制御部（制御手段）
９ａ  本体ＣＰＵ
９ｂ  定着ＣＰＵ
９ｃ  メモリ
１０  高圧電源部
１０ａ  帯電印加電源
１０ｂ  現像印加電源
１０ｃ  転写印加電源
１５  電位差発生手段
１５ａ  抵抗体
１５ｂ  直流電源
２０  加熱部材（セラミックヒータ）
２１  定着部材
２２  加圧部材
２３  ガイド部材
２４  サーミスタ
３０  スイッチング手段
４０  帯電清掃部材
５１  導電性支持体
５２  下引き層
５３  感光層
５４  電荷発生層
５５  電荷輸送層
５６  表面保護層
６０  温湿度センサ（環境検知部）
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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