(57)【要約】【課題】高線速（線速２００ｍｍ/秒以上）においても異常画像の発生を極力防止することができる帯電装置を提供する。【解決手段】本発明の帯電装置２１は、静電潜像が形成される像担持体１０の表面に接触されて表面を帯電させる帯電ローラ２１ａを備え、帯電ローラ２１ａは、その表面粗さＲｚが、Ｒｚ≧10  μｍ、帯電ローラ２１ａの表面の部分表面抵抗ｒｓが、ｒｓ≧10  logΩ、帯電ローラ２１ａの表面と芯金２１ｃとの間の部分体積抵抗ｒｖが、ｒｖ≦10  logΩである。【選択図】  図２
2014157308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体の表面に接触されて該表面を帯電させる帯電ローラを備え、該帯電ローラは、その表面粗さＲｚが、Ｒｚ≧10  μｍ、
帯電ローラの表面の部分表面抵抗ｒｓが、ｒｓ≧10  logΩ、
帯電ローラの表面と芯金との間の部分体積抵抗ｒｖが、ｒｖ≦10  logΩ、
であることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電ローラに直流の電圧が印加されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電ローラの表面は周方向に沿って延びる凹凸がランダムに形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電ローラの表面層に粒子を分散することにより表面層に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の帯電装置。
【請求項５】
像担持体と、該像担持体に対向して像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に静電潜像を形成する書き込み装置と、前記静電潜像を現像剤により現像してトナー像を前記像担持体に形成する現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、転写後に前記像担持体上に残存する現像剤を除去するクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
該帯電装置は前記像担持体に接触する帯電ローラを含み、該帯電ローラは、
凹凸を有する表面の表面粗さＲｚがＲｚ≧10  μｍ、
前記帯電ローラの表面の部分表面抵抗ｒｓがｒｓ≧10  logΩ、
前記帯電ローラの表面と芯金との間の部分体積抵抗ｒｖがｒｖ≦10  logΩであり、
前記像担持体は微粒子を含有することにより凹凸が形成された表面層を有し、前記帯電ローラの表面の凹凸に対して前記像担持体の表面の凹凸が小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電ローラの表面に、周方向に沿って延びる凹凸がランダムに形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体の回りに配置される前記帯電装置と前記現像装置と前記クリーニング装置とのうち少なくとも一つと前記感光体とが一体化されてプロセスカートリッジにより構成されていることを特徴とする請求項５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、帯電装置及びこの帯電装置を備えた電子写真式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真式の画像形成装置は、感光体（像担持体）を備え、感光体の表面に帯電装置により電荷を与えて帯電させ、帯電した感光体の表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化するものが知られている。
その可視像は転写紙等の記録媒体の表面に転写され、その記録媒体は定着後に画像形成装置から排出される。
【０００３】
感光体の表面には転写後も、未転写のトナー等が残留する。このため、これらの未転写のトナーが次回の画像形成プロセスに悪影響を与えないように、感光体の表面はクリーニング装置によりクリーニングされる。 
【０００４】
その帯電装置には、芯金上に導電性のゴム弾性層を有する接触方式の帯電ローラが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。この帯電ローラは感光体に対して回転しながら接触される。帯電ローラの芯金にはバイアス電圧が印加され、これにより、感光体の表面が所定の電位に帯電される。この接触帯電方式では帯電能力が不足すると、黒い斑点状の画像（俗に黒ポチという）や数mm程度のランダムな横スジ等の異常画像が発生する場合がある。
【０００５】
特許文献１、２には、帯電ローラの表面抵抗および体積抵抗を制御することにより帯電能力を向上させ、異常画像を防止する構成が提案されている。
帯電能力は帯電ローラの抵抗値を低くすることにより向上させることができる。しかしながら、抵抗値が低過ぎると、リークによる異常画像が発生する。このため、帯電ローラの表面に高い抵抗層が形成されるように抵抗値を制御している。
【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、画像形成速度（線速）が高速になると、抵抗値の制御だけでは、異常画像の発生を防止することができないという問題がある。
特に、線速が200mm/s以上では、低温低湿環境条件のもとで、かつ、ハーフトーン画像において、黒ポチ、横スジが顕著に生じることが明らかになった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、高線速（線速２００ｍｍ/秒以上）においても異常画像の発生を極力防止することができる帯電装置及びこの帯電装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蓄電装置は、静電潜像が形成される像担持体の表面に接触されて該表面を帯電させる帯電ローラを備え、該帯電ローラは、その表面粗さＲｚが、Ｒｚ≧10  μｍ、
帯電ローラの表面の部分表面抵抗ｒｓが、ｒｓ≧10  logΩ、
帯電ローラの表面と芯金との間の部分体積抵抗ｒｖが、ｒｖ≦10  logΩ、
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、帯電ローラに帯電性を安定して与えることができ、高線速（線速２００ｍｍ/秒以上）においても異常画像の発生を極力防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図1は本発明の実施例に係る画像形成装置としてのプリンタの構成を概略示す説明図である。
【図２】図２は図１に示す作像ユニットの構成を拡大して示す説明図である。
【図３】図３は図２に示す帯電ローラの一例を拡大して部分的に示す説明図である。
【図４】図４は図２に示す帯電ローラの他の例を拡大して部分的に示す説明図である。
【図５】図５は図２に示す感光体と図２に示す帯電ローラとの接触状態を概念的に示す説明図である。
【図６】図６は帯電ローラの抵抗値の測定を説明するための説明図である。
【図７】図７は本発明の実施例に係る感光体の表面層の構成を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１１】
以下に、本発明を画像形成装置としてのプリンタに適用した一実施形態について説明する。
図1は、画像形成装置としてのプリンタ１の構成を概略示す説明図である。このプリンタ１はフルカラー画像を形成するのに用いられ、画像形成部２、中間転写装置３及び給紙部４から概略構成されている。
【００１２】
なお、以下の説明において、添え字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Kは、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色の形成に用いられる部材であることを示す。
【００１３】
画像形成部２には、図中左側から順に、イエロートナー用のプロセスカートリッジ５Ｙ、シアントナー用のプロセスカートリッジ５Ｃ、マゼンタトナー用のプロセスカートリッジ５Ｍ、ブラックトナー用のプロセスカートリッジ５Kが設けられている。これらのプロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）は、略水平方向に並べて配置されている。
【００１４】
中間転写装置３は、複数の支持ローラに掛け渡された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト６と、一次転写ローラ７（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）と、二次転写ローラ８とから主に構成されている。
【００１５】
各プロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）は、潜像担持体としてのドラム状の感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）を備えている。中間転写ベルト６は、各プロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の上方に位置して、感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の配列方向に沿って配置されている。中間転写ベルト６は、感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の回転に同期して矢印方向Ｐ１方向に移動する。
【００１６】
また、各一次転写ローラ７（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）は、中間転写ベルト６の内周面側に配置されている。これらの一次転写ローラ７（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）により中間転写ベルト７と感光体１０の間に位置する中間転写ベルト６の外周面（表面）が、各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の外周面（表面）に軽い力で圧接される。
【００１７】
各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の表面にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト６に転写する構成及び動作は、各プロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）について実質的に同一である。
【００１８】
ただし、カラー用の３つのプロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に対応する一次転写ローラ７（Ｙ，Ｃ，Ｍ）については、これらを上下に揺動させる揺動機構（図示を略す）が設けられている。その揺動機構は、カラー画像を形成しないときには感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ）に中間転写ベルト６を接触させないように作動する。
【００１９】
中間転写装置３はユニット構成とされて、プリンタ１の本体から着脱自在に構成されている。すなわち、プリンタ１の画像形成部２を覆っている前カバー（図示を略す）を開き、中間転写装置３を図1中の紙面奥側から手前側へスライドさせることで、プリンタ１の本体から中間転写装置３を取り外すことができる。
【００２０】
中間転写装置３をプリンタ１の本体に装着する場合には、取り外し作業とは逆の作業を行う。なお、中間転写ベルト６の二次転写ローラ８よりも表面移動方向下流側でかつプロセスカートリッジ５Ｙの上流側には、二次転写後の残留トナー等の中間転写ベルト６上に付着している付着物を除去する中間転写ベルトクリーニング装置１２が設けられている。
【００２１】
中間転写ベルトクリーニング装置１２は、中間転写ベルト６と一体に支持された状態で中間転写装置３の一部を構成しており、プリンタ１の本体に対して着脱自在に構成されている。
中間転写装置３の上方には、各プロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）に対応するトナーカートリッジ１３（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）が略水平方向に並べて配置されている。
【００２２】
また、プロセスカートリッジ５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の下方には、帯電した感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，K）の表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成する書き込み装置としての露光装置１４が配置されている。
【００２３】
給紙部４は露光装置１４の下方に配置されている。給紙部４には、記録媒体としての転写紙Ｐを収容する給紙カセット１６及び給紙ローラ１７が設けられている。転写紙Ｐは、レジストローラ対１８を経て中間転写ベルト６と二次転写ローラ８との間の二次転写ニップ部（図示を略す）に向けて所定のタイミングで給送される。
【００２４】
また、二次転写ニップ部の転写紙の搬送方向下流側には定着装置１９が配置されている。この定着装置１９の転写紙の搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部が配置されている。
【００２５】
図2はプロセスカートリッジ５を拡大して示す概略構成図である。
各プロセスカートリッジ５の構成は、ほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Kを省略して、プロセスカートリッジ５の構成及び動作について説明する。
【００２６】
プロセスカートリッジ５は、感光体１０と、感光体１０の周りに配置されたクリーニング装置２０、帯電装置２１及び現像装置２２とを備えている。
その感光体１０は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、感光体１０の表面層は、樹脂材料に無機微粒子を分散して形成されている。 
【００２７】
次に、本発明の実施例に係る感光体１０の層構造について説明する。
図７（ａ）は導電性支持体１０ａの表面に無機微粒子を含有する感光層１０ｂを形成した層構造を示している。このものでは、感光層１０ｂが表面層１０ｃとしての役割を果たす。図７（ｂ）は導電性支持体１０ａに感光層１０ｂを形成し、この感光層１０ｂの表面に無機微粒子を含有する表面層１０ｃを形成した層構造を示している。
【００２８】
図７（ｃ）は導電性支持体１０ａの表面に電荷発生層１０ｄ、電荷輸送層１０ｅを積層して感光層１０ｂを形成し、この感光層１０ｂの表面に無機微粒子を含有した表面層１０ｃを形成した層構造を示している。
【００２９】
図７（ｄ）は導電性支持体１０ａの表面に下引き層１０ｆを形成し、電荷発生層１０ｄ、電荷輸送層１０ｅを積層して感光層１０ｂを形成し、この感光層１０ｂの表面に無機微粒子を含有した表面層１０ｃを形成した層構造を示している。
【００３０】
本発明の実施例に係る感光体１０は、導電性支持体１０ａの表面上に少なくとも、感光層１０ｂと表面層１０ｃを有する構成のものであればこれらの層構造に限られるものでなく、その他の層を導電性支持体１０ａに設けても良い。
【００３１】
導電性支持体１０ａには、体積抵抗１０10Ω・ｃｍ以下の導電性を示すものを用いる。導電性支持体１０ａには、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着したものを使用できる。
【００３２】
また、これらの金属、金属酸化物をスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙の表面に被覆するようにして堆積させて形成された導電性支持体１０ａを使用することもできる。
【００３３】
更には、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板及びそれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理した管等も使用できる。
【００３４】
また、特開昭５２−３６０１６号公報に開示されているエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体１０ａとして用いることができる。 
この他、導電性支持体１０ａ上に導電性粉体を結着樹脂に分散して塗布したものも本発明の実施例の導電性支持体１０ａに用いることができる。
【００３５】
その導電性粉体には、カーボンブラック、アセチレンブラック、又はアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等の金属粉、或いは導電性酸化スズ、ＩＴＯ等の金属酸化物粉体等が用いられる。
【００３６】
また、結着樹脂には、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、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が用いられる。
【００３７】
このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエン等に分散して塗布することにより導電性支持体１０ａの表面に形成することができる。
【００３８】
更に、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）等の素材に導電性粉体を含有させた熱収縮チューブを金属製円筒基体に収縮させて張り付けることによって導電性層を形成したものも、本発明の実施例に係る導電性支持体１０ａとして用いることができる。
【００３９】
次に、感光層１０ｂの材料について説明する。
感光層１０ｂは単層でも積層でもよいが、説明の都合上、電荷発生層１０ｄと電荷輸送層１０ｅとの積層構造について説明する。
【００４０】
電荷発生層１０ｄは、電荷発生物質を主成分とする層である。電荷発生層１０ｄには、公知の電荷発生物質を用いることが可能である。その代表的な例として、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、他の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等が挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独でも２種以上の材料の混合物でも良い。
【００４１】
本実施例では、アゾ顔料とフタロシアニン顔料との少なくとも一つを用いている。
特に、アゾ顔料、及びチタニルフタロシアニン（特に、ＣｕＫαの特性Ｘ線（波長１．５１４Å）に対するブラッグ角２θの回折ピーク（±０．２゜）として、少なくとも２７．２゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン）を使用している。これらが、異常画像低減のうえで有効だからである。
【００４２】
電荷発生層１０ｄは、必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にこれらの物質をボールミル、アトライター、サンドミル、超音波等を用いて分散させ、これを導電性支持体１０ａ上に塗布して、乾燥することにより形成される。
【００４３】
電荷発生層１０ｄに用いられる結着樹脂には、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、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、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が用いられる。
【００４４】
結着樹脂の量は、電荷発生物質の１００重量部に対して０〜５００重量部、好ましくは、１０〜３００重量部である。溶剤には、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が用いられる。特に、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒を使用するのが好ましい。
【００４５】
塗布液の塗工には、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。電荷発生層１０ｄの膜厚は、０．０１〜５μｍ程度であり、好ましくは、０．１〜２μｍである。 
【００４６】
電荷輸送層１０ｅは、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解又は分散させ、これを電荷発生層１０ｄの表面に塗布した後、乾燥することにより形成される。また、必要に応じて、可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００４７】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。 
電荷輸送物質としては、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、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が用いられる。
【００４８】
正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、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、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、９−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジェン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料がある。
【００４９】
これらの電荷輸送物質は単独、又は２種以上混合して用いられる。
結着樹脂としては、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、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂がある。
【００５０】
電荷輸送物質の量は、結着樹脂１００重量部に対し、２０〜３００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部である。また、電荷輸送層１０ｅの膜厚は解像度・応答性の点から、膜厚の上限値は２５μｍを超えないことが好ましい。電化輸送層１０ｅの膜厚の下限値は、使用する画像形成システム（特に、帯電電位等に依存する）により異なるが、５μｍを下回らないことが好ましい。
【００５１】
ここで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、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン等ある。本発明の実施例に係る感光体１０の場合、その電荷輸送層１０ｅ中に可塑剤やレベリング剤を添加しても良い。
【００５２】
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一般的に樹脂の可塑剤として使用されているものをそのまま使用でき、その使用量は、結着樹脂に対して０〜３０重量％程度が望ましい。
【００５３】
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などのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー或いはオリゴマーが使用される。その使用量は結着樹脂に対して、０〜１重量％が望ましい。
【００５４】
電荷輸送層１０ｅを最表層とする場合は、電荷輸送層１０ｅに無機微粒子が含有されている。無機微粒子としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウム等の無機材料がある。特に、金属酸化物が良好であり、更には、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効である。
【００５５】
無機微粒子の一次粒径の平均は、０．０１〜０．５μｍであることが表面層１０ｃの光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
無機微粒子の一次粒径の平均が０．０１μｍ以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、０．５μｍ以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
【００５６】
無機微粒子の添加量は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、高すぎる場合には残留電位の上昇、保護層の書き込み光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。従って、概ね全固形分に対して、３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下である。その下限値は、通常、３重量％である。また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
【００５７】
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、更には耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化或いは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
【００５８】
次に、感光層１０ｂが単層構成の場合について説明する。
上述の電荷発生物質を結着樹脂中に分散した感光体１０に使用できる。 
単層の感光層１０ｂは、電荷発生物質及び電荷輸送物質及び結着樹脂を溶剤に溶解ないし分散させ、これを導電性支持体１０ａに塗布して乾燥させることによって形成できる。
【００５９】
また、単層の感光層１０ｂが表面層１０ｃとなる場合も、無機微粒子が含有されている。更に、この感光層１０ｂには上述の電荷輸送材料を添加した機能分離タイプとしても良い。。また、必要により、可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。結着樹脂としては、電荷輸送層１０ｅの説明において述べた結着樹脂をそのまま用いるほか、電荷発生層１０ｄの説明において述べた結着樹脂を混合して用いても良い。
【００６０】
結着樹脂１００重量部に対する電荷発生物質の量は５〜４０重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は０〜１９０重量部が好ましく、ことに５０〜１５０重量部であることが好ましい。
単層の感光層１０ｂは、電荷発生物質、結着樹脂を必要ならば電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート等を用いて塗工することにより形成できる。その単層の感光層１０ｂの膜厚は、５〜２５μｍ程度が望ましい。
【００６１】
本発明の実施例に係る感光体１０には、導電性支持体１０ａと感光層１０ｂとの間に下引き層１０ｆを設けることができる。下引き層１０ｆは一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層１０ｂを溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
【００６２】
このような樹脂としては、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、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等がある。
【００６３】
また、下引き層１０ｆ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顔料を加えてもよい。
【００６４】
この下引き層１０ｆは感光層１０ｂの説明で述べたように、適宜の溶媒、塗工法を用いて形成することができる。 
更に、本発明の実施例では、下引き層１０ｆ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することもできる。
【００６５】
この他、下引き層１０ｆには、Ａｌ2Ｏ3を陽極酸化して形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作成法によって形成したものも使用できる。このほかにも、公知のものを用いることができる。
【００６６】
下引き層１０ｆの膜厚は０〜５μｍが望ましい。本発明の実施例に係る感光体１０においては、感光層１０ｂの最表面に無機微粒子を含有させた表面層１０ｃを設けることができる。
表面層１０ｃは、少なくとも無機微粒子とバインダー樹脂で構成される。バインダー樹脂には、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの架橋樹脂が用いられる。
【００６７】
微粒子としては、有機系微粒子及び無機微粒子が用いられる。有機系微粒子としては、フッ素含有樹脂微粒子、炭素系微粒子などが上げられる。銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウム等の無機材料がある。特に金属酸化物が良好であり、更には、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効である。
【００６８】
無機微粒子の一次粒径の平均値は、０．０１〜０．５μｍであることが表面層１０ｃの光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。無機微粒子の一次粒径の平均値が０．０１μｍ以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、０．５μｍ以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
【００６９】
表面層１０ｃ中の無機微粒子の濃度は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、高すぎる場合には残留電位の上昇、保護層の書き込みの際の光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。従って、概ね全固形分に対して、５０重量％以下、ことに３０重量％以下が好ましい。
その濃度の下限値は、通常、５重量％である。また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理することが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
【００７０】
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、更には耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化或いは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
【００７１】
表面処理剤としては、従来用いられている表面処理剤を使用することができるが、無機微粒子の絶縁性を維持できる表面処理剤が好ましい。 
例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、或いはそれらの混合処理を行うことが無機微粒子の分散性及び画像ボケの点からより好ましい。
【００７２】
シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、先に述べた表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある。表面処理量については、用いる無機微粒子の一次粒径の平均値によって異なるが、３〜３０ｗｔ％が適しており、５〜２０ｗｔ％がより好ましい。表面処理量がこれよりも少ないと無機微粒子の分散効果が得られず、また多すぎると残留電位の著しい上昇を引き起こす。
これら無機微粒子の材料は単独若しくは２種類以上混合して用いられる。
【００７３】
表面層１０ｃの膜厚は、１．０〜８．０μｍの範囲であることが好ましい。長期的に繰り返し使用される感光体１０は、機械的に耐久性が高く、摩耗しにくいものとする。しかし、実機内における帯電部材等から、オゾン及びＮＯｘガス等が発生し、感光体１０の表面に付着する。これらの付着物が存在すると、画像流れが発生する。
【００７４】
この画像流れを防止するためには、感光層１０ｂをある一定速度以上に摩耗する必要がある。そのためには、長期的な繰り返し使用を考慮した場合、表面層１０ｃは少なくとも１．０μｍ以上の膜厚であることが好ましい。また、表面層１０ｃの膜厚が８．０μｍよりも大きい場合は、残留電位上昇や微細ドット再現性の低下が考えられる。これら無機微粒子の材料は、分散機を用いることにより分散できる。
【００７５】
また、分散液中での無機微粒子の平均粒径は、１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下であること表面層１０ｃの透過率の点から好ましい。感光層１０ｂ上に表面層１０ｃを設ける方法としては、浸漬塗工方法、リングコート法、スプレー塗工方法等がある。
【００７６】
このうち、一般的な表面層１０ｃの製膜方法としては、微小開口部を有するノズルより塗料を吐出させ、霧化することにより生成した微小液滴を感光層１０ｂ上に付着させて塗膜を形成するスプレー塗工方法が用いられる。
【００７７】
ここで溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン等が用いられる。
【００７８】
表面層１０ｃは、残留電位低減、応答性改良のため、電荷輸送物質を含有しても良い。 電荷輸送物質には、電荷輸送層１０ｅの説明で述べた材料を用いることができる。電荷輸送物質として、低分子電荷輸送物質を用いる場合には、表面層１０ｃ中において濃度が傾斜していても構わない。また、表面層１０ｃには電荷輸送物質としての機能とバインダー樹脂の機能を持った高分子電荷輸送物質も使用できる。
【００７９】
これら高分子電荷輸送物質から構成される表面層１０ｃは耐摩耗性に優れたものである。高分子電荷輸送物質としては、公知の材料が使用できるが、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルの中から選ばれた少なくとも一つの重合体であることが好ましい。特に、トリアリールアミン構造を主鎖と側鎖とを少なくとも含むポリカーボネートが好ましい。
【００８０】
感光体１０の表面層１０ｃの硬度は、マルテンス硬さ190Ｎ/mm2以上であり、且つ弾性仕事率（We/Wt値）が37.0％以上であることが好ましい。ここで上げているマルテンス硬さ、弾性仕事率は以下の条件で測定される。
【００８１】
評価装置  ：  Fisherscope H-100
試験方法  ：  負荷除荷繰り返し（１回）試験
圧子  ：  マイクロビッカース圧子
最大荷重  ：  ９．８ｍＮ
負荷（除荷）時間  ：  ３０秒
保持時間  ：  ５ｓｅｃ
【００８２】
マルテンス硬さ190Ｎ/mm2未満の場合は、トナーが感光体１０の表面に固着する不具合が生じる。また、弾性仕事率（We/Wt値）が３７．０％未満の場合は、感光体１０の軸方向で、画像面積率が変化した場合等、感光体１０の摩耗スピードが変化し、摩耗ムラが発生する不具合が生じる。
【００８３】
このため、無機微粒子の添加量や樹脂種により、硬度及び弾性仕事率を制御する。ポリカーボネート、ポリアリレート等の樹脂は、樹脂骨格中に剛直な構造を取り込むことにより、硬度及び弾性仕事率が向上する。また、高分子電荷輸送物質を採用することにより、硬度及び弾性仕事率が向上する。
【００８４】
感光体１０の表面は無機微粒子の添加により微小な凹凸が形成される。このため、感光体１０への付着力が低減され、トナー母体、外添剤の感光体１０へのフィルミングが発生しにくくなる。感光体１０の表面粗さはＲｚ＝0.3ないし1.0μｍ程度が好ましい。表面粗さの測定にはサーフコム１４００Ｄ（東京精密製）で測定する。
【００８５】
帯電装置２１は、感光体１０に当接するように配置された帯電ローラ２１ａと、この帯電ローラ２１ａに当接して回転する帯電ローラクリーナ２１ｂとから主として構成されている。帯電ローラ２１ａは、図３に示すように導電性の芯金２１ｃ上に導電性ゴム層２１ｄを設けたものから構成される。
【００８６】
導電性ゴム層２１ｄの表面粗さＲｚは15μｍ程度とされている。
帯電ローラ２１ａの表面の凹凸は表面粗さＲｚの範囲として10μｍ以上が好ましい。表面粗さＲｚが10μｍ以下で、その表面の凹凸が小さくなると異常画像としての横スジが発生しやすくなる。
【００８７】
帯電ローラ２１ａの表面の凹凸が小さくなると、帯電ローラ２１ａの表面に沿って電荷が流れやすくなるため、その電荷の流れ、リークによって横スジが発生するのではないかと考えられる。表面粗さＲｚが大きすぎると、表面の凹凸によるムラがハーフトーンでそのまま画像に濃度ムラとして現れるので、表面粗さＲｚの上限として20μｍ程度が好ましい。
【００８８】
帯電ローラ２１ａは、図３に示すように、その導電性ゴム層２１ｄが基層２１ｆと表面層２１ｇの2層構成になっている。
その表面層２１ｇには、粒径15μｍ程度の粒子２１ｈが分散されている。この粒子２１ｈによって凹凸の形状が構成されている。また、粒子２１ｈを用いずに、帯電ローラ２１ａを回転させつつ研磨ペーパ等を帯電ローラ２１ａの表面に接触させることにより、図４に示すように導電性ゴム層２１ｄの表面に周方向に沿って延びる凹凸２１ｉをランダムに形成することもできる。その帯電ローラ２１ａの表面粗さＲｚは、サーフコム１４００Ｄ（東京精密製）で測定する。
【００８９】
図5には感光体１０と帯電ローラ２１ａとの接触状態が概念的に示されている。帯電ローラ２１ａの凹凸２１ｉによって感光体１０に対する接触面積が小さくなっている。感光体１０と帯電ローラ２１ａとの間には、凹凸２１ｉによるギャップ部Ｇｉがあるので、トナーＴｏを感光体１０に対して強く押し付けることが防止され、帯電ローラ２１ａによる感光体１０の汚染やトナーＴｏのフィルミングが発生しにくく、また、これとは逆に感光体１０上に残存するトナーＴｏ等による帯電ローラ２１ａの汚れも発生しにくくなる。
【００９０】
感光体１０にも細かい凹凸１０ｉがあるので、感光体１０とトナーＴｏとの接触面積も小さくなり、より一層フィルミングが発生しにくくなっている。
感光体１０の表面の凹凸１０ｉは帯電によるダメージ、クリーニングブレード部材２３や帯電ローラ２１ａとの摺擦によって摩耗するため、初期の表面形状を維持できない場合がある。
【００９１】
従って、部分的にフィルミングが発生しやすくなる場合がある。この実施例では、帯電ローラ２１ａと感光体１０の両方の表面に凹凸２１ｉ、１０ｉがあるため、帯電ローラ２１ａと感光体１０との接触部Ｇｉ’とギャップ部Ｇｉが適度に分布して放電の機会が増えるため、帯電が安定する。
【００９２】
また、放電による感光体１０のダメージについても凹凸２１ｉ、１０ｉがランダムに存在して全体として一様になるので、局所的に摩耗のムラが生じにくく、初期の凹凸形状を維持したまま摩耗させることができる。
【００９３】
更に、帯電ローラ２１ａに印加するバイアス電圧を直流にしているので、感光体１０に対するダメージが低減され、感光体１０の摩耗量が小さくなって、長寿命化を図ることができる。
【００９４】
帯電ローラ２１ａの抵抗値は図6（ａ）、（ｂ）に示す方法により測定する。直径φがφ＝30mmの金属ローラ２４上に帯電ローラ２１ａをセットする。上部に部分表面抵抗測定用のプローブ２５ａ、２５ｂをセットする。
【００９５】
プローブ２５ａ、２５ｂはその直径φがφ＝10mm、その厚さ4mmの金属製の円筒である。2つの円筒の間隔は5mmである。プローブ２５ａ、２５ｂは帯電ローラ２１ａの軸方向（長手方向）に移動可能で、軸方向の抵抗分布を測定することができる。
【００９６】
プローブ２５ａ、２５ｂは測定時に下降して、帯電ローラ２１ａに対して荷重50gで当接する。金属ローラ２４は図示を略すモータに連結されて回転される。帯電ローラ２１ａはその金属ローラ２４の回転に伴って連れ回りしてプローブ２５ａ、２５ｂによって、帯電ローラ２１ａの周方向の抵抗分布が測定される。
【００９７】
帯電ローラ２１ａの測定位置はその軸方向3ヶ所（前部F、中央部C、後部R）、周方向4ヵ所（図６に示す帯電ローラ２１ａの上部を0度して、90度、180度、270度）でその平均値を抵抗値とする。
【００９８】
部分体積抵抗ｒｖは、部分体積抵抗測定用のプローブ２６ａとプローブ２５ｂとの間に100Vの電圧を印加して、導電性の芯金２１ｃと導電性ゴム層２１ｄとの抵抗値を測定することにより求める。部分表面抵抗ｒｓは部分表面抵抗測定用のプローブ２５ａ、２５ｂに100Vの電圧を印加して、その円筒プローブ２５ａ、２５ｂ間の抵抗値を測定することにより求める。
【００９９】
クリーニング装置２０は、感光体１０の回転軸の延びる方向に延びる弾性部材としてのクリーニングブレード部材２３からなる。
クリーニングブレード部材２３はその長尺方向に延びる当接辺をエッジ部２３ａとして、そのエッジ部２３ａが感光体１０の表面に押し付けられている。これにより、感光体１０の表面上の転写残りのトナーＴｏ等の不要な付着物が除去される。クリーニングブレード部材２３にはウレタンゴム材料を使用している。
【０１００】
現像装置２２は、感光体１０の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものである。その現像装置２２は、現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ２２ａを備える。現像装置２２は、この現像ローラ２２ａと、現像剤収容部２２ｂに収容された現像剤としてのトナーＴｏを攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ２２ｃと、攪拌された現像剤を現像ローラ２２ａに供給しながら搬送する供給スクリュ２２ｄと現像剤規制部材２２ｅとから主として構成されている。
【０１０１】
以上の構成により、潤滑剤の塗布装置がなくともプロセスカートリッジ５の長寿命化を達成でき、画像形成装置の小型化、コスト削減が可能になる。
【０１０２】
以上のような構成を有する４つのプロセスカートリッジ５は、それぞれ単独でサービスマンやユーザにより着脱・交換が可能となっている。また、プリンタ１から取り外した状態のプロセスカートリッジ５については、感光体１０、帯電装置２１、現像装置２２、クリーニング装置２０がそれぞれ単独で新しい装置と交換可能に構成されている。
【０１０３】
なお、プロセスカートリッジ５は、クリーニング装置２０で回収した転写残りのトナーＴｏを回収する廃トナータンクを備えていてもよい。この場合、更に、プロセスカートリッジ５において廃トナータンクが単独で着脱・交換が可能な構成とすれば利便性が向上する。
【０１０４】
次に、プリンタ１の動作について説明する。
プリンタ１は、図示を略すオペレーションパネルやパーソナルコンピュータ等の外部機器からプリント命令を受けると、まず、感光体１０を矢印Ｐ２方向（図２参照）に回転させる。感光体１０の表面は帯電ローラ２１ａによって所定の極性で一様に帯電される。
【０１０５】
帯電後の感光体１０の表面には、露光装置１４により、例えばカラー画像データに対応して光変調されたレーザービームが各色ごとに照射される。これによって、各感光体１０の表面にそれぞれ各色の静電潜像が形成される。
【０１０６】
各静電潜像に対して、各色の現像装置２２の現像ローラ２２ａにより各色の現像剤が供給され、各色に対応する静電潜像が各色の現像剤で現像される。これにより、各色に対応するトナー像が各色に対応する感光体１０ごとに形成されて、可視像化される。
【０１０７】
次いで、図１に示す一次転写ローラ７にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することによって、中間転写ベルト６を挟んで感光体１０と一次転写ローラ７との間に一次転写電界が形成される。一次転写ローラ７により中間転写ベルト６が感光体１０に弱く圧接することにより一次転写ニップが形成される。
【０１０８】
これらの作用により、各感光体１０上のトナー像が中間転写ベルト６に一次転写される。中間転写ベルト６には、各感光体１０で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。
【０１０９】
給紙カセット１６に収容されている転写紙Ｐは給紙ローラ１７やレジストローラ対１８等を経て所定のタイミングで給送される。そして、二次転写ローラ８にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより、転写紙Ｐを挟んで中間転写ベルト６と二次転写ローラ８との間に二次転写電界が形成され、転写紙Ｐ上に積層トナー像が転写される。
【０１１０】
積層トナー像が転写された転写紙Ｐは定着装置１９に送られ、熱及び圧力で定着される。トナー像が定着された転写紙Ｐは、排紙ローラによって排紙収納部に排出して載置される。一方、一次転写後の各感光体１０上に残留する転写残りのトナーは、各クリーニング装置２０のクリーニングブレード部材２３によって掻き取られ、除去される。
【０１１１】
次に、本発明の実施例に係る画像形成装置に用いるトナーＴｏについて説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」の意味である。
｛実施例１｝
＜エステルワックスの合成＞
脂肪酸成分とアルコール成分とを、触媒（有効量）とともに反応容器内に入れ、窒素気流下、２４０℃でエステル化反応させ、エステルワックスを合成した。
【０１１２】
―結晶性ポリエステル樹脂の合成―
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した５リットルの四つ口フラスコに、１，１０−デカン二酸２１２０ｇ、１，８−オクタンジオール１５２０ｇ、１，６−ヘキサンジオール１２００ｇ、ハイドロキノン４.９ｇを入れ、１８０℃で１０時間反応させた後、２００℃に昇温して３時間反応させ、更に、８．３ｋＰａで２時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂を得た。
【０１１３】
―非結晶性ポリエステル樹脂１の合成―
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６７部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物８４部、テレフタル酸２７４部、及びジブチルチンオキサイド２部を投入し、常圧下、２３０℃で８時間反応させた。次いで、該反応液を１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で５時間反応させて、非結晶性ポリエステル樹脂を合成した。
【０１１４】
得られた非結晶性ポリエステル樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が２，１００、質量平均分子量（Ｍｗ）が５，６００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５５℃であった。
【０１１５】
―マスターバッチ（ＭＢ）の調製―
水１０００部、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ３５；デグサ社製、ＤＢＰ吸油量＝４２ｍＬ／１００ｇ、ｐＨ＝９．５）５４０部、及び未変性ポリエステル樹脂１２００部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した。混合物を二本ロールにより１５０℃で３０分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー（ホソカワミクロン社製）で粉砕して、マスターバッチを調製した。
【０１１６】
―結晶性ポリエステル樹脂分散液の作製―
金属製容器（容量２リットル）に結晶性ポリエステル樹脂１を１００ｇ、酢酸エチルを４００ｇ入れ、７０℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で２０℃／分の速度で急冷した。冷却後、分散液に結晶性ポリエステル樹脂１を１００ｇ溶解させ、これにガラスビーズ（３ｍｍφ）５００ｍＬを加え、バッチ式サンドミル装置（カンペハピオ社製）で平均液温２４℃に保ちながら１０時間粉砕を行い、体積平均粒径が０．３μｍの［結晶性ポリエステル樹脂分散液１］を得た。
【０１１７】
―ポリエステルプレポリマーの合成―
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧下、２３０℃で８時間反応させ、更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下、５時間反応させて［中間体ポリエステル１］を得た。
【０１１８】
この［中間体ポリエステル１］は、数平均分子量２１００、質量平均分子量９５００、Ｔｇ５５℃、酸価０．５、水酸基価５１であった。次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に［中間体ポリエステル１］４１０部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れ、１００℃で５時間反応させて、［プレポリマー１］を得た。
［プレポリマー１］の遊離イソシアネート量は、１．５３質量％であった。
【０１１９】
―油相の作成―
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、［非結晶性ポリエステル樹脂１］３７８部、［エステルワックス１］１１０部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０℃に昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、１時間かけて３０℃に冷却した。次いで容器にマスターバッチ５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合して［原料溶解液１］を得た。
【０１２０】
次いで［原料溶解液１］１３２４部を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル、アイメックス社製）を用いて、送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、カーボンブラック及びワックスの分散を行った。次いで、［非結晶性ポリエステル樹脂１］の６５％酢酸エチル溶液１０４２．３部を加え、上記条件のビーズミルで１パスし、［顔料・ＷＡＸ分散液１］を得た。［顔料・ＷＡＸ分散液１］の固形分濃度（１３０℃、３０分）は５０％であった。
【０１２１】
―有機微粒子エマルジョンの合成―
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水６８３部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０：三洋化成工業社製）１１部、スチレン１３８部、メタクリル酸１３８部、過硫酸アンモニウム１部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌して白色の乳濁液を得た。
【０１２２】
続いて、系内温度７５℃まで昇温し、５時間反応させた。更に、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部を加え、７５℃で５時間熟成しビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液［微粒子分散液１］を得た。［微粒子分散液１］の体積平均粒径（ＬＡ−９２０で測定）は０．１４μｍであった。［微粒子分散液１］の一部を乾燥して樹脂分を単離した。
【０１２３】
―水相の調製―
水９９０部、［微粒子分散液１］８３部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５％水溶液（エレミノールＭＯＮ−７：三洋化成工業社製）３７部、酢酸エチル９０部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを［水相１］とする。
【０１２４】
―乳化―
［顔料・ＷＡＸ分散液１］６６４部、［プレポリマー１］１０９．４部、［結晶性ポリエステル樹脂分散液１］７３．９部、［ケチミン化合物１］４．６部を容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化社製）を用いて５，０００ｒｐｍで１分間混合した後、容器に［水相１］１２００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１１，０００ｒｐｍで５分間）し、［乳化スラリー１］を得た。
【０１２５】
次いで撹拌機及び温度計をセットした容器に、［乳化スラリー１］を投入し、３０℃で８時間脱溶剤した後、４５℃で４時間熟成を行い、［分散スラリー１］を得た。
―洗浄・乾燥―
［分散スラリー１］１００部を減圧濾過して得た濾過ケーキに対し、以下の（１）〜（４）の操作を行った。
（１）濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後、濾過した。
（２）次いで、１０％水酸化ナトリウム水溶液１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで３０分間）した後、減圧濾過した。
（３）次いで、１０％塩酸１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過した。
（４）次いで、イオン交換水３００部を加え、混風乾燥機により４５℃で４８時間乾燥し、トナー母体粒子Ｂを得た。
【０１２６】
―外添処理―
「トナー母体粒子Ｂ」１００部に対し、シリカＡ（ＵＦＰ−３５、日本電気化学工業社製）１．５部を添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）により周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで、周速４０ｍ／ｓで１０分間混合した。これに体積平均粒径２０ｎｍの酸化チタン０．５部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで、周速４０ｍ／ｓで１０分間混合した。
【０１２７】
これにシリカＢ（Ｈ１３０３、クラリアントジャパン社製）２．０部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで周速４０ｍ／ｓで１０分間混合した。これに脂肪酸金属塩粒子（ステアリン酸亜鉛１）０．２部を添加し、ヘンシェルミキサーにより周速１３ｍ／ｓで１分間混合し、次いで周速４０ｍ／ｓで１０分間混合した。混合後の粉体を目開き５００μｍのメッシュに通過させ、粗大粉を取り除き、脂肪酸金属塩及び無機微粒子を外添したトナーＴｏを製造した。
【０１２８】
このようにして得られた実施例のトナーＴｏの流出開始温度（Ｔｆｂ：フローテスターで測定）、ワックス融点（Ｔｍ１：ＤＳＣで測定）、結晶性ポリエステルの融点（Ｔｍ２：ＤＳＣで測定）を測定した。Tｆｂ＝80.2℃、Tm1＝67.9℃、Tm2＝64.3℃であった。
現像剤の作製
【０１２９】
（キャリアの作製）
トルエン１００部に、シリコーン樹脂オルガノストレートシリコーン１００部、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５部及びカーボンブラック１０部を添加し、ホモミキサーで２０分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。
次いで、流動床型コーティング装置を用いて、体積平均粒径５０μｍの球状マグネタイト１，０００部の表面に樹脂層塗布液を塗布して、キャリアを作製した。
【０１３０】
（現像剤の作製）
ボールミルを用いて、実施例、比較例の各トナー５部とキャリア９５部を混合し、現像剤を作製した。
評価方法及び評価結果
得られた各現像剤を用いて、以下の評価を行った。評価結果を以下に説明する。
【０１３１】
評価用の画像形成装置は、リコー社製：Ｒｉｃｏｈ  Ｐｒｏ  Ｃ７５１ｅｘ機を改造したものを使用した。改造機は接触帯電装置、プロセス線速、現像装置２２の現像ギャップなどを変更できるようにしたものである。なお、特に記載がない場合、プロセス線速５００ｍｍ／ｓ、接触帯電、現像ギャップ０．３ｍｍで実施した。
【０１３２】
＜クリーニング性＞
画像面積率９５％チャートを１，０００枚出力した後、清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ（住友スリーエム社製）で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計ＲＤ５１４型で測定し、評価した。ブランクテープとの差が0.005未満でクリーニング性に問題は無かった。
【０１３３】
＜フィルミング性＞
画像面積率１００％、７５％、５０％の各帯チャートを１，０００枚出力した後の現像ローラ、及び感光体上のフィルミングを観察し、評価した。うっすらとフィルミングが確認で出来るが問題の無いレベルであった。
【０１３４】
＜低温定着性＞
タイプ６２００紙（リコー社製）に複写テストを行った。具体的には定着温度を変化させてコールドオフセット温度（定着下限温度）を求め、下記基準で評価した。
定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を１２０〜１５０ｍｍ／秒、面圧を１．２ｋｇｆ／ｃｍ２、ニップ幅を３ｍｍとした。
【０１３５】
また、定着上限温度の評価条件は、紙送りの線速度を５０ｍｍ／秒、面圧を２．０ｋｇｆ／ｃｍ２、ニップ幅を４．５ｍｍとした。
定着下限温度は、消費電力が抑えられることから、低い方が好ましく、１３０℃以下であれば、実使用上問題の無いレベルである。定着下限温度は125℃以下であった。
【０１３６】
＜画像評価＞
トナーＴｏを補給用ボトルに充填し、４０℃６０％Ｒｈで４週間保管した。前記現像剤とトナー補給用ボトルを用いて、ベタ１００枚連続印刷し、評価した。均一で良好であった。
このトナーを使用し、前述の画像形成装置を用いて帯電ローラ２１ａの評価を行った。
【０１３７】
帯電ローラ２１ａには表1に記載した部分体積抵抗ｒｖ、部分表面抵抗ｒｓ、表面粗さＲｚの値を割り当てたものである。これらの帯電ローラ２１ａを用いて、線速255mm/sでハーフトーン画像を出力し、異常画像の評価を行った。帯電ローラ２１ａへの印加バイアス電圧は感光体１０の表面電位が-700V（標準の値）に加え、-700V±100、200Vの-500V〜-900Vの5水準になるように調整した。
下記の表1に評価結果を示す。
【表１】
2014157308.tif 000003
表1において、○印は画像品質がハーフトーンでの画像品質が良好であることを示し、×印は異常画像であることを示す。
【０１３８】
画像評価の結果、部分体積抵抗ｒｖ≦10  logΩ/スクエア、部分表面抵抗ｒｓ≧10  logΩ/スクエア  且つRz≧10μｍである実施例1および実施例2では異常画像が発生しなかった。比較例14,15は部分体積抵抗ｒｖ≦10  logΩ/スクエア、部分表面抵抗ｒｓ≧10  logΩ/スクエアは満たしているが、帯電ローラ２１ａの表面粗さRzが小さいため、画像に横スジが発生した。
【０１３９】
これは帯電ローラ２１ａの表面抵抗は大きくても凹凸が小さいと形状効果により帯電ローラ２１ａの表面の電荷の流れが起こりやすくなるためと考えられる。また、その他の比較例も部分体積抵抗ｒｖ、部分表面抵抗ｒｓ、表面粗さの3条件のうち2条件のみを満たしても異常画像が発生している。
【０１４０】
＜効果＞
本実施例によれば、帯電ローラ２１ａの表面粗さＲｚをＲｚ≧10  μｍ、帯電ローラ２１ａの表面の部分表面抵抗ｒｓをｒｓ≧10  logΩ/スクエア、帯電ローラ２１ａの表面と芯金２１ｃとの間の部分体積抵抗ｒｖをｒｖ≦10  logΩ/スクエアとすることにより、高線速（線速２００mm/s以上）における帯電能力が向上した。また、帯電ローラ２１ａの表面の電荷の流れによる異常画像を防止できた。
【０１４１】
また、帯電ローラ２１ａに直流の電圧が印加されているので、感光体１０に対する負荷が軽減され、感光体１０の摩耗量を小さくでき、感光体１０の長寿命化を図ることができた。
更に、帯電ローラ２１ａの表面に周方向に沿って延びる凹凸を帯電ローラ２１ａを回転させて形成することにより、帯電ローラ２１ａの凹凸の形成が容易である。
【０１４２】
感光体１０は微粒子を含有した表面層を有するので、感光体１０の表面に微粒子による凹凸が形成され、トナー母体、外添剤の感光体１０へのフィルミングが発生しにくくなる。
また、帯電ローラ２１ａの表面の凹凸形状によって接触部とギャップ部が適度に分布するため、帯電が安定し、放電による感光体１０に対するダメージも一様になるため、感光体１０が摩耗しても感光体１０の表面の凹凸形状が維持される。
【０１４３】
作像ユニットとしての感光体を含み、帯電装置、現像装置、クリーニング装置のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを形成することによって、作像手段が一体化されて、セット性・メインテナンス性が良くなり、更には、これらを一体化することにより、現像部、帯電部、クリーニング部等の感光体１０に対する位置精度の向上を図ることができる。
【０１４４】
その結果、本発明に係る帯電装置を用いた画像形成装置によれば、長期間にわたり安定した帯電性を保ち、異常画像の発生を極力防止し、かつ、耐久性が高く、長寿命化を達成することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１…プリンタ
２…画像形成部
３…中間転写装置
５…プロセスカートリッジ
６…中間転写ベルト
１０…感光体（像担持体）
２１…帯電装置
２１ａ…帯電ローラ
２１ｃ…芯金
２１ｄ…導電性ゴム層
２２ａ…現像ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４６】
【特許文献１】特開2005-141117号公報
【特許文献２】特開平8-44142
【図１】
2014157308.tif 000004
【図２】
2014157308.tif 000005
【図３】
2014157308.tif 000006
【図４】
2014157308.tif 000007
【図５】
2014157308.tif 000008
【図６】
2014157308.tif 000009
【図７】
2014157308.tif 000010