(57)【要約】【課題】結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により静電潜像を現像する画像形成装置において、潤滑剤塗布機構の設置なしに像担持体表面へのトナーの固着を抑制する。【解決手段】結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により前記トナーを像担持体に現像する画像形成装置において、前記像担持体の表面ないし表面付近に潤滑剤粒子が配置されている画像形成装置。【選択図】図４
2014089435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する画像形成装置において、前記像担持体の表面ないし表面付近に潤滑剤粒子が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体が、導電性基体上に、少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び、表面層がこの順で積層されて構成されてい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】
前記像担持体が、導電性基体上に、少なくとも電荷発生層、及び、電荷輸送層がこの順で積層されて構成されてい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４】
前記像担持体において、電荷輸送層に前記潤滑剤粒子が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記潤滑剤粒子がフッ素樹脂粒子であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体をクリーニングする手段としてクリーニングブレードを有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
少なくとも前記像担持体を備えたプロセスカートリッジを脱着可能に有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する画像形成装置用のプロセスカートリッジにおいて、
少なくとも像担持体を備え、前記像担持体の表面ないし表面付近に潤滑剤粒子が配置されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置、特に、結晶性ポリエステルを含むトナーを用いる非接触一成分ＡＣ現像方式の画像形成装置、及び、そのような画像形成装置用のプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの画像形成装置は長年に亘って研究が重ねられた結果、高画質化が達成されており、最近ではその高画質を長期間維持することに開発の重点が移行しつつある。高画質を長期間維持するためには、像担持体（感光体）や転写ベルトなどに対して行なわれるクリーニング工程が非常に重要である。
【０００３】
クリーニング工程は、トナー帯電量などの他に、トナー自身が有する流動性に非常に大きく影響される。すなわち、ブレードなどのクリーニング部材により、像担持体や転写ベルトの表面に残存したトナー粒子がきれいに剥ぎ取られる流動特性をトナー粒子自身が有することが必要になっている。このような要求に対応する技術として、結晶性ポリエステルを含むトナーが知られており、結晶性ポリエステルを含むトナーは、さらに、トナーの低温定着性の向上に非常に有効であるため、省エネ性に富む（特許文献１）。
【０００４】
一方、画像形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置として、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置の他に、安価な一成分現像方式の現像装置が知られている。
【０００５】
すなわち、二成分現像方式の現像装置では、凝集の抑制、流動性向上、帯電性制御の目的でトナーに添加されている添加剤の凝集体が像担持体に付着すると云う問題があった。
【０００６】
トナーから遊離した添加剤（特にその凝集体）がキャリアを介して像担持体に移行し、画像抜けなどの問題を引き起こす懸念があった。この問題を防止するために、像担持体に潤滑剤を塗布する、または、像担持体表層に潤滑剤を含有させる、あるいは、トナーに潤滑剤を添加する必要性があり、キャリアに要するコスト以外のランニングコスト上昇要因となっていた。
【０００７】
このような二成分現像方式の現像装置に対して、一成分現像方式の現像装置は、キャリアを用いずに現像剤としてトナーだけを使用する比較的簡易な構成を有し、キャリアの交換が不要であるばかりでなく、トナーの添加剤が像担持体に付着する問題も生じない。
【０００８】
このような一成分現像方式の現像装置において、現像剤担持体の表面に保持された現像剤を静電潜像が形成された像担持体の表面に接触させて現像を行なう接触式の現像装置の他に、非接触式の現像装置が知られている。
【０００９】
非接触式の現像装置では、現像剤担持体を像担持体と所要間隔を介して対向するように設け、この現像剤担持体に交番電圧を印加して現像剤担持体と像担持体との間に交番電界を作用させる。そして、現像剤担持体の表面に保持された現像剤を静電潜像が形成された像担持体に供給して現像を行なう（このような交番電圧を印加して行う現像を本発明では「ＡＣ現像」と云う）。
【００１０】
現像剤担持体として、一般的には、ゴム等で弾性層を形成したものや、金属の表面をブラスト処理して粗さを付けたようなローラが用いられる。しかし、このようなローラを用いた場合、現像剤担持体へのトナーの供給量を規制するためのトナー層規制部材と現像剤担持体との間に生じる圧力が直接トナーに加わり、このとき、トナーが劣化しやすく、現像性の低下が早くから発生する懸念がある。また、劣化したトナーが、トナー層規制手段に固着してしまい、画像にノイズが生じる場合があると云う問題があった。そこで、このような問題を改善するため、周期的に配列された複数の凸部および該凸部を取り囲む凹部を表面に有した現像剤担持体を用いることが提案されている（特許文献２）。このような技術によれば、トナー層規制手段によるトナーへの圧力印加が未然に防止され、長期間安定した画像形成が可能となる。
【００１１】
しかし、結晶性ポリエステルを含む低融点トナー（以下「低融点トナー」とも云う）を前述のような非接触一成分現像に用いた作像システムに用いると、トナーが像担持体表面に固着しやすく、画像に白斑点となって現れやすいという特有の問題が生じる。
【００１２】
ここで、二成分現像ではクリーニングブレードニップ部をすり抜けたトナーが凝集体になる前に、高速で回転するキャリア（磁性体）による磁気穂で掻き取られてしまうため、固着が発生しにくい。
【００１３】
また、低融点トナーよりも融点あるいは軟化点の高いトナーを用いる場合では、熱と圧力とが加わってもトナーが塑性変形しづらいので、固着が発生しにくい。
【００１４】
これに対して、結晶性ポリエステルを含む低融点トナーを前述のような非接触一成分現像に用いた作像システムで、低融点トナーが像担持体表面に固着するメカニズムは、以下のステップ１〜６の通りである。
【００１５】
（ステップ１）
低融点トナーが像担持体の画像領域に付着して画像が現像される、または、非画像領域に地肌汚れ（地肌カブリ）として付着する。
【００１６】
（ステップ２）
転写部において転写しきれなかった残トナーが、またはタンデム型画像形成装置においては中間転写体表面の残トナーが像担持体に転写され（逆転写）、この逆転写された残トナーが、像担持体クリーニングブレードまで運ばれる。
【００１７】
（ステップ３）
像担持体クリーニングブレードによってトナーはせき止められる。ただし、トナー入力が多い場合や縦帯（像担持体の回転方向に帯状）の転写残または地汚れトナーが多い場合などでは、ブレードニップ部のトナーが対流してトナーが動きつづけることによってトナーの変形が生ぜず、ステップ４〜６には進まず、像担持体表面への固着が発生しない。
【００１８】
（ステップ４）
像担持体表面とトナーの摩擦によって、トナーは摩擦熱を受ける。トナーは、ブレードと像担持体との間、つまり、ブレードニップ部に引き込まれて、摩擦熱とブレード圧を受けて潰れる。これは、省エネを達成するための低融点トナーは、従来のトナーに比べて、熱と圧力を同時に受けたときに塑性変形しやすいという特徴を有するためである。
【００１９】
（ステップ５）
潰れたトナーが、クリーニングブレードによるブレードニップ部をすり抜けて、像担持体表面に付着して凝集体の核となる。
【００２０】
（ステップ６）
上記クリーニングブレードのブレードニップ部をすり抜けたトナーが、何度もブレードニップ部を通過し、より強固に固着し、また他のトナーと凝集して巨大化する。
【００２１】
ここで、像担持体に固体潤滑剤をブラシローラや多孔質ローラにより塗布する潤滑剤塗布機構を設けることで、像担持体へのトナーの固着を防止することが可能である。しかし、潤滑剤塗布機構の設置は、消耗品である固体潤滑剤によるランニングコストを押し上げ、さらに、装置コストを押し上げる。潤滑剤塗布機構の設置は、軽視できないコスト押し上げ要因となる。
【００２２】
以上説明した内容をまとめると以下の通りである。省エネ性に富み、潤滑剤塗布機構の設置を必要とせず、簡易的な構成かつ安価で高耐久な画像形成装置が求められていた。このような装置として、結晶性ポリエステルを含むトナーを用い、非接触一成分ＡＣ現像方式で、像担持体表面に形成された静電潜像を現像する画像形成装置が挙げられる。
【００２３】
ここで非接触一成分ＡＣ現像方式とは、現像ローラなどの現像部材が像担持体と直接接触せず（非接触）、キャリアを用いずに現像剤として結晶性ポリエステルを含むトナーだけを使用し（一成分）、かつ、ＡＣ現像によって現像する方式である。そして、このような現像方式で像担持体表面に形成された静電潜像を現像する画像形成装置を達成するためには、次のような問題の解決が求められていた。すなわち、低融点トナーを非接触現像方式に用いた作像手段特有の問題である、上述のようなメカニズムで発生する像担持体表面へのトナー固着問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、結晶性ポリエステルを含むトナーを用いる、非接触一成分ＡＣ現像方式の画像形成装置において、潤滑剤塗布機構の設置なしに像担持体表面へのトナーの固着問題を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の画像形成装置は、請求項１に記載の通り、結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する画像形成装置において、前記像担持体の表面ないし表面付近に潤滑剤粒子が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体の表面ないし表面付近に潤滑剤粒子が配置されている構成により、簡易的な構成かつ安価で高耐久であるという非接触一成分ＡＣ現像方式の画像形成装置のメリットを損なうこと無しに、次の効果を得ることができる。
【００２７】
すなわち、本発明に係る画像形成装置は、結晶性ポリエステルを含むトナーを用いる非接触一成分ＡＣ現像方式の画像形成装置において、像担持体表面のトナー固着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明に係る画像形成装置である複写機の例５００を示すモデル図である。
【図２】図２は、上記複写機５００で用いられる非接触一成分ＡＣ現像方式の現像装置を示すモデル断面図である。
【図３】図３は、上記複写機５００の像担持体クリーニング装置７０付近の部分説明図である。
【図４】図４は本発明の画像形成装置で用いる像担持体の一例２のモデル断面図である。
【図５】図５は本発明の画像形成装置で用いる像担持体の他の一例２'のモデル断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を画像形成装置としての複写機（結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により前記トナーを像担持体表面に現像する複写機）に適用した実施形態例（以下、「複写機５００」と云う）について説明する。
【００３０】
図１は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。
【００３１】
プリンタ部１００は、４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
【００３２】
４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋの、符号１の後に付されたＹ，
Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。これら４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ及び１Ｋは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略してプロセスカートリッジ１として説明する。
【００３３】
プロセスカートリッジ１は、図１に示すように感光体である像担持体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である像担持体クリーニング装置７０を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
【００３４】
上記現像装置４は非接触一成分ＡＣ現像方式の現像装置であり、結晶性ポリエステルを含むトナーを用いる。
【００３５】
像担持体２は、図中の矢印で示すように、時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、像担持体２の表面に圧接されており、像担持体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、像担持体２の表面を帯電する。本実施形態のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、像担持体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【００３６】
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、像担持体２の表面に対して露光し、像担持体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でもよい。
【００３７】
像担持体クリーニング装置７０は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した像担持体２の表面に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
【００３８】
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を像担持体２表面に形成する。これらプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設される。それぞれの像担持体２表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【００３９】
図１において、各像担持体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、像担持体２との間で一次転写電界が形成される。像担持体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、像担持体２の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面にフルカラー画像が形成される。
【００４０】
四つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置される。そして、二次転写ローラ９と中間転写ベルト７との間で二次転写ニップが形成される。この二次転写ニップには、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧が印加されて二次転写電界が形成される。給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが二次転写ニップを通過する。このときに、中間転写ベルト７の表面に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって転写紙Ｐに転写される。
【００４１】
二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、そして、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。
【００４２】
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００４３】
図１に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナー（結晶性ポリエステルを含む低温定着性トナー）を収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
【００４４】
図２は、上記現像装置４の概略構成を示す模式図であり、図１中の紙面奥側から見た断面図である。
【００４５】
この現像装置４は非接触一成分ＡＣ現像方式の現像装置であり、供給ローラ４４が図２中の矢印Ｃ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動する。このことにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面に担持して、図２中の矢印Ｂ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動する。このことにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転によって像担持体との対向部である現像領域αに到達する。
【００４６】
また、供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。
【００４７】
現像領域αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと像担持体２表面の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面のトナーＴが像担持体２の表面に非接触で移動する。そして、像担持体２の表面の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行なわれる。像担持体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図２中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と像担持体２の表面移動方向とは同方向となる。
【００４８】
また、現像バイアス電源１４２は、交番電圧を現像ローラ４２に印加する電圧印加部である。この現像バイアス電源１４２により、現像領域αに搬送されたトナーによる潜像の現像（ＡＣ現像）のために、現像ローラ４２から像担持体２へトナーを向かわせるための第一電圧と、像担持体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧と、が発生する。
【００４９】
現像ローラ４２の表面には凸部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を有している。
【００５０】
現像領域αで現像に寄与せず、現像領域αを通過した現像ローラ４２の表面のトナーＴは、供給ニップβで供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。
【００５１】
このような結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像を行う現像装置４を有する画像形成装置である複写機５００について図３及び図４を用いて説明する。図３は、プロセスカートリッジ内の像担持体に当接して像担持体表面をクリーニングする、像担持体クリーニング装置７０付近をモデル的に示した図である。
【００５２】
図３中、符号２を付して示されているのが像担持体（感光体）であり、この例では円筒形状で、図示しない駆動手段により図中矢印方向（時計方向）に回転駆動されている。
【００５３】
像担持体２から離間した位置に支持部材保持部７４が設けられており、その上端に金属製の板状の支持部材７２がねじ７３により固定されている。支持部材７２の一方の端（図中左側端）に、弾性体、この例では合成ゴムにより構成された板状のクリーニングブレード７１が延設されている。クリーニングブレード７１の先端に設けられた角状のエッジ部７１ａは像担持体２の表面に当接されている。
【００５４】
すなわち、支持部材保持部７４は支持部材７２の他方の端（図中右側端）をエッジ部７１ａよりも像担持体２の回転方向下流側の位置で保持して（カウンタ方向となるように保持して）、エッジ部７１ａを像担持体２の表面に当接させている。
【００５５】
トナー７６は像担持体２の表面に付着して運搬されるが、像担持体２の回転方向下流側からクリーニングブレード７１の先端が像担持体２表面に当接することで形成される楔状の空間８０に到達する。この楔状の空間８０内で、像担持体２表面に付着して移動していたトナー７６は、クリーニングブレード７１によってその移動が阻まれ、像担持体２表面から掻き取られて除去される。しかし、この楔形の空間８０の先端部分には、トナーが滞留する傾向がある。
【００５６】
ここで、本発明で用いる像担持体の一例２について図４にその表面近くのモデル断面図を示す。この像担持体２は、その表面付近に潤滑剤粒子が配置されている積層型有機像担持体（積層型有機感光体）であり、円筒形の導電性を有する導電性基体２１の外側面上に電荷発生層２２、電荷輸送層２３、及び、表面層２４が順次積層されて形成されている。
【００５７】
ここで、積層型有機像担持体の「有機」とは有機光導電材料を用いていることを意味している。
【００５８】
この積層型有機像担持体における静電潜像形成のメカニズムは、次のようなものである。すなわち、像担持体を帯電した後、光照射すると、光は透明な表面層２４、及び、電荷輸送層２３を通過し、電荷発生層２２中の電荷発生物質により吸収される。光を吸収した電荷発生物質は電荷担体を発生し、この電荷担体は電荷輸送層に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層中を移動し、像担持体２表面の電荷を中和することにより静電潜像を形成する。積層型有機像担持体においては、主に紫外部に吸収を持つ電荷輸送物質と、主に可視部に吸収を持つ電荷発生物質とを組み合わせて用いることが知られている。
【００５９】
導電性基体２１は、体積抵抗１０10Ωｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属を管状に加工したもの、あるいはニッケル等の金属をエンドレスベルト状に加工したものが用いられる。またはフィルム状又は円筒状のプラスチックにニッケル等の金属、酸化スズ等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより被覆したもの等が用いられる。
【００６０】
電荷発生層２２の主成分となる電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、つぎのようなものが挙げられる。すなわち、モノアゾ顔料、ジアゾ顔料、トリスアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、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である。
【００６１】
これらの電荷発生材料をポリカーボネート等のバインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて、ボールミル等により分散し、分散液を塗布することにより電荷発生層２２を形成することができる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート等により行う。電荷発生層２２の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
【００６２】
電荷輸送層２３は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂をテトラヒドロフラン、トルエン、ジクロルエタン等の適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによりを形成することができる。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。
【００６３】
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。電子輸送材料としては、つぎのような電子受容性物質が挙げられる。すなわち、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−フルオレノン等である。さらには、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等も挙げられる。
【００６４】
正孔輸送材料としては、次のような電子供与性物質が挙げられる。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、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体等である。また、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、チオフェン誘導体等であってもよい。また、電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層を形成してもよい。高分子電荷輸送材料は、上記低分子電荷輸送材料に挙げたような電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した高分子材料であればよい。
【００６５】
電荷輸送材料と共に電荷輸送層２３に使用されるバインダー樹脂としては、つぎのような熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。すなわちポリスチレン樹脂、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、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等である。電荷輸送層２３の膜厚は、５〜３０μｍの範囲で所望の像担持体の特性に応じて適宜選択すればよい。
【００６６】
上記積層型有機像担持体には、導電性基体２１と電荷発生層２２との間に下引き層を形成してもよい。下引き層は、一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に電荷発生層２２を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に不溶である耐溶剤性の樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂等の水溶性樹脂、共重合ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン樹脂、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挙げられる。
【００６７】
上記下引き層は、電荷発生層２２と同様、適当な溶媒を用いて、塗工法により形成することができる。下引き層の膜厚は、５μｍ以下が適当である。
【００６８】
また本発明で用いる像担持体では、像担持体の表面に電荷輸送層２３の静止摩擦係数の低減を目的として表面層を形成してもよい。表面層２４の構成としては、バインダー樹脂に潤滑剤粒子（図４に符号２５を付してモデル的に示す）として、フッ素樹脂粒子を分散させることで静止摩擦係数を低減することができ、このときにトナーの像担持体表面への固着を効果的に防止することができる。表面層に添加されるフッ素樹脂粒子の量は表面層の全固形分に対する含有率が４０〜７５質量％が望ましい。フッ素樹脂粒子の量が４０質量％未満では静止摩擦係数を低く維持することが難しく、７５質量％を越えると膜の強度が低下してしまい好ましくない。表面層に添加するフッ素樹脂粒子としては次のようなものを用いることができる。すなわち、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体等である。また、フッ素樹脂粒子、すなわち、潤滑剤粒子の粒径としては０．１〜５μｍが十分な配合効果を得るために好ましい。より好ましい範囲は０．１〜１μｍである。表面層は潤滑剤粒子とバインダー樹脂を適当な溶媒を用いて分散し、分散液をスプレーコートやディッピングにより塗布し、その後必要に応じて乾燥することにより形成できる。このときの分散は、必要に応じて、ペイントシェーカーやサンドミル、ビーズミル、ボールミル、超音波分散器等によって行うと均一分散される。
【００６９】
表面層に用いるバインダー樹脂、溶媒としては電荷輸送層と同様の材料を使用することができる。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、ポリエステル、ポリアリレート、ポリカーボネート、アクリル、エポキシ、メラミン、フェノール等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。溶媒としてはテトラヒドロフラン、トルエン、ジクロルエタン等を用いることができる。さらに表面層のバインダー樹脂の一部を電荷輸送材料で置き換えたり、酸化防止剤等を添加することもできる。
【００７０】
表面層の膜厚としては３〜１０μｍが望ましい。より好ましい範囲は３〜５μｍである。従来、１０μｍ以上の厚い表面層を形成した場合にはフッ素樹脂粒子の配合量が多くなると像担持体の静電特性の劣化が著しかったが、このように薄い表面層であれば、フッ素樹脂粒子を大量に分散させても静電特性の劣化は大きな問題とはならない。特にタンデム方式のフルカラー画像形成装置では像担持体が大きく摩耗してしまうと初期と同等の色再現を行うことが困難となる。このため、像担持体の摩耗量を抑える必要があり、厚い表面層を形成する必要はない。表面層の厚さとしては電荷輸送層の厚さの１／３以下としておけば、表面層が摩耗しても色再現に対する影響は少ない。
【００７１】
このような表面層においてフッ素樹脂粒子に代えて脂肪酸金属塩粒子を保護層に分散させても、像担持体の静止摩擦係数を低減することができる。しかし、脂肪酸金属塩粒子を分散させた場合にはフッ素樹脂粒子に比べて残留電位上昇等の静電特性の劣化が著しく、好ましくない。
【００７２】
本発明で用いる像担持体において、表面層を設けない場合には、図５にモデル的に示すように、電荷輸送層２３にフルオロアルキル基を有する電荷輸送材料及び上記の潤滑剤粒子２５を含有させることにより、トナーの像担持体表面への固着を効果的に防止できる。この場合、電荷輸送層に使用する電荷輸送材料は、特にその材料が限定されるものではないが、電荷移動度や残留電位などの特性値を満足するものになるように選択される。
【００７３】
このようにして作製された像担持体は従来の結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により前記トナーを像担持体に現像する画像形成装置に組み込んで用いることができる。そして、そのとき、トナーの像担持体表面への固着を効果的に防止することができる。
【００７４】
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の画像形成装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。
【００７５】
当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の画像形成装置を適宜改変することができる。このような改変によってもなお本発明の画像形成装置の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。
【実施例】
【００７６】
像担持体１〜４をそれぞれ、次のようにして作製した。
＜像担持体１の作製＞
直径４０ｍｍ，長さ３４５ｍｍのアルミニウム基体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層及び表面層を、上記の順に各形成用液をこの順で、それぞれ塗布し乾燥させて、積層した。そして、厚さが３．５μｍの下引き層、０．１５μｍの電荷発生層、２２μｍの電荷輸送層、及び、３μｍの表面層が積層された像担持体１を得た。
【００７７】
このとき、表面層形成用液の塗工はスプレー法により、それ以外の形成用液は浸漬塗工法により行った。
【００７８】
上記で用いた下引き層形成用液は、テトラヒドロフランにポリウレタンを溶解して調製した。
【００７９】
また、電荷発生層形成用液は、テトラヒドロフランに、バインダー樹脂としてポリカーボネート１０量部を、モノアゾ顔料系の電荷発生材料５重量部とともに分散させて調製した。
【００８０】
電荷輸送層形成用液は、テトラヒドロフランに、バインダー樹脂としてはポリカーボネート１０重量部を、クロルアニル５重量部とともに分散させて調製した。
【００８１】
また、表面層形成用液の溶媒としては、テトラヒドロフランを用いた。テトラヒドロフランに、潤滑剤粒子としてポリテトラフルオロエチレン粒子（平均粒子径（重量平均径）：３μｍ）を表面層形成用液の全固形分に対して１０重量％となるように、バインダー樹脂のポリカーボネートとともに分散させて表面層形成用液とした。
【００８２】
＜像担持体２の作製＞
電荷輸送層の厚さを２７μｍとし、また、表面層を設けなかったこと以外は上記像担持体１と同様にして像担持体２を得た。
【００８３】
＜像担持体３の作製＞
表面層として潤滑剤粒子を配合した上記の表面層を形成する代わりに、フィラー入りの保護層作製用液を用いてフィラー入りの保護層（厚さ：３ｍｍ）を形成した以外は像担持体１と同様にして像担持体３を作製した。フィラー入りの保護層作成用液の溶媒としてはテトラヒドロフランを用いた。バインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂、フィラーとしてアルミナ（平均粒子径（重量平均径）：０．３μｍ）をフィラー入り表面層形成用液の全固形分に対して２０質量％となるようにしてテトラヒドロフランに分散させて保護層作成用液とした。塗布はスプレー法によって行った。
【００８４】
＜像担持体４の作製＞
像担持体１と同様に、但し、表面層を設けず、電荷輸送層のバインダーとしてはポリカーボネートを用い、電荷輸送層形成溶液にポリテトラフルオロエチレン粒子（平均粒子径（重量平均径）：３μｍ）を全固形分に対して１０質量％となるように添加して、電荷輸送層を形成した。
【００８５】
＜結晶性ポリエステルを含むトナーの作製＞
像担持体１〜４の評価のために、結晶性ポリエステルを含むトナーである［トナー１］を次のようにして作製した（［トナー１］作製手順中、「％」は重量％であり、「部」は重量部である）。
【００８６】
（１，有機微粒子エマルションの合成）
撹拌棒及び温度計がセットされた反応容器に、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部を仕込んだ。４００回転／分の回転数で１５分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。この白色の乳濁液を加熱して、系内温度７５℃まで昇温させ、５時間反応させた。さらに、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部加えた。その後、７５℃で５時間熟成してビニル系樹脂（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］をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置、堀場製作所社製ＬＡ−９２０で測定した体積平均粒径は、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。該樹脂分のＴｇ（ガラス転移点）は１５２℃であった。
【００８７】
（２．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。
【００８８】
（低分子ポリエステルの合成）
冷却管及び窒素導入管付きの反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド３モル付加物５２９部、テレフタル酸２０８部、アジピン酸４６部及びジブチルチンオキサイド２部を入れた。攪拌しながら常圧下２３０℃で８時間反応させ、さらに１３．３〜２０ＨＰａ（１０〜１５ｍｍＨｇ）に減圧して５時聞反応させた後、反応容器に無水トリメリット酸４４部を入れ、１８０℃、常圧で２時間反応させ、［低分子ポリエステル１］を得た。［低分子ポリエステル１］は、数平均分子量２５００、重量平均分子量６７００、Ｔｇ４３℃、酸価２５であった。
【００８９】
（３．中間体ポリエステルの合成）
冷却管及び窒索導入管付きの反応容器中に、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部を入れた。攪拌しながら常圧下２３０℃で８時間反応させ、さらに１３．３〜２０ＨＰａ（１０〜１５ｍｍＨｇ）に減圧して５時間反応させ［中間体ポリエステル１］を得た。［中間体ポリエステル１］は、数平均分子量２１００、重量平均分子量９５００、Ｔｇ５５℃、酸価０．５、水酸基価５１であった。
【００９０】
次に、冷却管、およ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部を入れ攪拌しながら１００℃で５時間反応させ、［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の含有量（重量％）は、１．５３％であった。
【００９１】
（４．結晶性ポリエステルの合成）
窒素導入管、脱水管及び熱伝対を装備した５リットルの四つ口フラスコに１，４−ブタンジオール２５モル、フマル酸２３．７５モル、無水トリメリット酸１．６５モル、ハイドロキノン５．３ｇを入れた。攪拌しながら１６０℃で５時間反応させた後、２００℃に昇温して１時間反応させ、さらに８．３ＫＰａにて１時間反応させ［結晶性ポリエステル樹脂１］を得た。融点１１９℃、数平均分子量（Ｍｎ）７１０、重量平均分子量（Ｍｗ）２１００、酸価２４、水酸基価２８であった。
【００９２】
（５．ケチミンの合成）
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン１７０部とメチルエチルケトン７５部を仕込み、５０℃で５時間反応を行い、［ケチミン化合物１］を得た。［ケチミン化合物１］のアミン価は４１８であった。
【００９３】
（６．マスターバッチ（ＭＢ）の合成）
水１２００部、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ３５  デクサ製）５４０部〔ＤＢＰ吸油量＝４２ｍｌ／１００ｍｇ、ｐＨ＝９．５〕、ポリエステル樹脂１２００部を加え、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）で混合した。得られた混合物を、２本ロールを用いて１５０℃で３０分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して、［マスターバッチ１］を得た。
【００９４】
（７．油相の調製）
撹拌棒および温度計をセットした容器に、［低分子ポリエステル１］３７８部、カルナバワックス（ＷＡＸ）１１Ｏ部、ＣＣＡ（サリチル酸金属錯体Ｅ−８４：オリエント化学工業製）２２部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌しながら８０℃に昇温した。その後、８０℃のまま５時間保持し、次いで、１時間で３０℃に冷却させた。次いで容器に［マスターバッチ１］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。
【００９５】
［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、３パスの条件で、カーボンブラック、カルナバワックスの分散を行った。このときの条件は、送液速度１ｋｇ／時、ディスク周速度６ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填であった。次いで、［低分子ポリエステル１］の６５％酢酸エチル溶液１０４２．３部加え、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。
【００９６】
（８．結晶性ポリエステルの分散液作製）
金属製２Ｌ容器に［結晶性ポリエステル樹脂１］を１００ｇ、酢酸エチル４００ｇを採り、７９℃で加熱溶解もしくは加熱分散させた後、氷水浴中で急冷させた。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１０時間攪拌を行い、体積平均粒径が０．４μｍの［結晶性ポリエステル分散液１］を得た。
【００９７】
（９．乳化、及び、脱溶剤）
［顔料・ＷＡＸ分散液１］６６４部、［プレポリマー１］を１０９．４部、［結晶性ポリエステル分散液１］を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（特殊機化製）で５０００回転／分（ｒｐｍ）の回転数で１分間混合した。その後、容器に［水相１］１２００部を加え、ＴＫホモミキサーで、１３０００回転／分（ｒｐｍ）の回転数で２０分間混合し［乳化スラリー１］を得た。
【００９８】
撹拌機および温度計がセットされた容器に、［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。
【００９９】
（１０．洗浄、及び、乾燥）
［乳化スラリー１］１００部を減圧濾過した後、（ａ）：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１２０００回転／分（ｒｐｍ）で１０分間）した後濾過した。
【０１００】
（ｂ）：（ａ）の濾過ケーキに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１２０００回転／分（ｒｐｍ）で３０分間）した後、減圧濾過した。
【０１０１】
（ｃ）：（ｂ）の濾過ケーキに１０％塩酸１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００回転／分（ｒｐｍ）で１０分間）した後濾過した。
【０１０２】
（ｄ）：（ｃ）の濾過ケーキにイオン交換水３００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００回転／分（ｒｐｍ）で１０分間）した後濾過する操作を２回行い［濾過ケーキ１］を得た。
［濾過ケーキ１］を循風乾燥機にて４５℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、［トナー１］を得た。
【０１０３】
＜像担持体１〜４の評価＞
ＡＣ現像方式により前記トナーを像担持体に現像する画像形成装置である、リコー社製複写機Ｉｍａｇｉｏ  ＭＰＣ  ４５００（以下「試験実施機」とも云う。）に上記で作製した像担持体１〜４をそれぞれ組み込んで、評価を行った。
【０１０４】
表３に示す条件で、Ａ４版の白紙１万枚の通紙を１ジョブあたり３枚で行い、全通紙終了後に像担持体表面上にトナーの固着があるかを確認した。この試験の際の画像条件はＡ４横で印字をしない白紙通紙である。
【０１０５】
ここで、非接触一成分ＡＣ現像方式を用いた場合、次の条件で行った。
［表１］
現像ＤＣバイアス：−２００Ｖ
現像ＤＣバイアスに重畳させる現像ＡＣ成分のピークｔｏピーク電圧：１６００Ｖ
現像ＡＣ成分の周波数：５ｋＨｚ
現像ローラと感光体のＧａｐ（距離）：２００μｍ
感光体の表面電位：−５００Ｖ
現像バイアス：外部電源を用いて現像ローラに印加
使用トナー：上記で調製した［トナー１］（結晶性ポリエステルを含む）
【０１０６】
また、接触二成分ＤＣ現像方式を用いた場合、次の条件で実施した。
［表２］
現像ＤＣバイアス：−５５０Ｖ
現像ローラと感光体のＧａｐ（距離）：３００μｍ
感光体の表面電位：−６５０Ｖ
現像バイアス：試験実施機の内部電源により直接印加
トナー：試験実施機用として供給されているトナー（結晶性ポリエステルを含まず）
二成分現像用キャリア；試験実施機用として供給されているキャリア
【０１０７】
潤滑剤塗布機構は、試験実施機が有しているものをそのまま用いた。この潤滑剤塗布機構は、溶融成型したステアリン酸亜鉛と溶融成型のステアリン酸亜鉛との混合物を、ブラシローラによって掻き取って像担持体上に付着させ塗布させる機構である。この潤滑剤塗布機構の設置は装置コスト及びランニングコスト上昇の要因となる。表３において潤滑剤塗布機構「なし」の場合はこの潤滑剤塗布機構を外して実験を行った。
【０１０８】
このとき、感光体表面にトナーの固着が全く発生しなかった場合を、十分であるとして「○」、一部でも固着が発生した場合を、不十分であるとして「×」と、それぞれ評価した。結果を表３に併せて記載する。
【０１０９】
【表３】
2014089435.tif 000003
【０１１０】
表３より、実施例の構成によれば、結晶性ポリエステルを含むトナーを用いて非接触一成分ＡＣ現像方式により前記トナーを像担持体に現像する画像形成装置であっても、次の効果が得られることが理解される。すなわち、実施例の構成によれば、潤滑剤塗布機構なしに、画像形成部分が少ない、低画像出力での画像形成時に像担持体へのトナー固着を防止できる。
【０１１１】
また、像担持体の表面は通紙処理を行うにつれ、徐々に削れていくものであるが、上記実施例１において、全通紙終了後の像担持体１表面の１０００枚通紙当たりの表面層の削れは、０．４５μｍであった。これに対して、同じ像担持体１を用い、接触二成分ＤＣ現像を行った比較例５では１．３μｍであった。このことから、非接触一成分ＡＣ現像方式を用いた場合には、接触二成分ＤＣ現像方式を用いた場合に比較して、表面層の膜厚を薄くできる可能性が示唆された。また、表面層の削れが小さいと云うことは、当然、像担持体の軸方向での表面層の削れむらの発生が少なくなると云うことである。従って、本発明では、このような削れむらに起因する、像担持体の帯電性のむらが減少し、延いては、形成される画像のむらの低減効果が得られる。
【０１１２】
また、実施例の構成によれば、潤滑剤塗布機構がなくても、十分な固着防止効果が得られる。潤滑剤塗布機構が不要となるので、潤滑剤塗布機構に対して像担持体回転方向下流に設ける塗布ブレードが不要となる。このために塗布ブレードに起因する、帯電ローラ汚れが発生せず、帯電ローラ汚れによる形成画像のむらが未然に防止される。
【符号の説明】
【０１１３】
２  像担持体
２１  導電性基体
２２  電荷発生層
２３  電荷輸送層
２４  表面層
２５  潤滑剤粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特開２００８−６５０９７号公報
【特許文献２】特開２００９−１２２６４２号公報
【図１】
2014089435.tif 000004
【図２】
2014089435.tif 000005
【図３】
2014089435.tif 000006
【図４】
2014089435.tif 000007
【図５】
2014089435.tif 000008