(57)【要約】【課題】  環境条件の違い等による画像の再現性、特に複数色の画像再現性が低下するのを防止できる構成を備えた潜像担持体提供する。【解決手段】  一様帯電された状態で露光による潜像形成およびトナーを用いて該潜像の可視像処理そして可視像処理されたトナー像を記録媒体に転写する各工程が実行される潜像担持体３Ｂであって、導電性基体３Ｂ１上に少なくとも電荷発生層３０Ｂ１、電荷輸送層３０Ｂ２および保護層３Ｂ２が順次積層された有機感光体３０Ｂを構成し、該保護層３Ｂ２には、重量比で２０〜４０ｗｔ％の電荷輸送材料が含まれていることを特徴とする。【選択図】    図４
2006085033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様帯電された状態で露光による潜像形成およびトナーを用いて該潜像の可視像処理そして可視像処理されたトナー像を記録媒体に転写する各工程が実行される潜像担持体であって、
導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層および保護層が順次積層された有機感光体を構成し、該保護層には、重量比で２０〜４０ｗｔ％の電荷輸送材料が含まれていることを特徴とする潜像担持体。
【請求項２】
請求項１記載の潜像担持体において、
前記保護層は、基材樹脂に金属酸化物を分散させて構成されていることを特徴とする潜像担持体。
【請求項３】
請求項１または２記載の潜像担持体において、
前記保護層は、熱または光硬化性樹脂を含んでいることを特徴とする潜像担持体。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載の潜像担持体を用いる画像形成装置であって、
前記潜像担持体を色毎のトナー像が形成できるように複数設けられ、各潜像担持体近傍には、該潜像担持体の移動方向に沿って、帯電後の該潜像担持体に対して画像情報に応じた潜像を形成する潜像形成手段と、露光後に該潜像担持上に形成された静電潜像の電位を検知する潜像検知手段と、静電潜像を可視像処理する現像手段と、該潜像担持体の周辺環境および該画像形成装置の設置環境の両方をそれぞれ検知する環境検知手段とを備え、
前記環境検知手段による検知結果を用いて前記潜像検知手段による検知結果を補正して現像位置での潜像電位を予測する構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
少なくとも前記露光後の潜像電位を検知する潜像検知手段および前記環境検知手段が入力側に接続され、出力側には少なくとも画像形成処理に用いられる手段のうちの現像手段が接続されている制御部を備え、
前制御部は、前記環境検知手段からの検知結果に基づき前記潜像検知手段からの検知結果を補正して前記現像位置での潜像電位を予測し、予測結果に基づき現像に用いられる現像バイアス条件を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の画像形成装置において、
前記制御部の出力側には前記潜像担持体近傍の環境を制御する環境制御手段が接続され、前記環境検知手段の検知結果に基づき前記環境制御手段による前記潜像担持体近傍の環境条件を制御する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、
前記環境制御手段は、少なくとも前記潜像担持体近傍での温湿度を対象として調整制御する構成が用いられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のうちの一つに記載の画像形成装置において、
前記環境制御手段は、前記潜像担持体近傍の雰囲気温度を上昇させることが可能な加熱手段が用いられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
前記加熱手段は、各潜像担持体で形成されたトナー像を重畳転写された記録媒体の定着に用いられる定着装置若しくは各潜像担持体毎を対象として設けられたヒータが用いられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項５または６記載の画像形成装置において、
環境制御手段として潜像担持体近傍の湿度を対象として制御する場合には、該潜像担持体毎若しくは任意箇所に吸湿手段または除湿手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項４乃至１０のうちの一つに記載の画像形成装置において、
前記帯電手段は、潜像担持体に接触若しくは近接配置された帯電ローラを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項４乃至１０のうちの一つに記載の画像形成装置において、
前記潜像担持体には、潤滑剤を供給可能な潤滑剤供給手段が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項４乃至１２のうちの一つに記載の画像形成装置において、
前記潜像担持体は、潜像担持体毎に少なくとも帯電手段、現像手段と共に纏めてユニット内に収納され、
前記ユニットのうちで、装置内に設けられている熱源からの影響を最も受けにくい位置および最も熱の影響を受けやすい位置に設けてあるユニットを対象として環境検知手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
前記環境検知手段は、各ユニットのうちで温度低下が最も大きいユニットを対象として設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の画像形成装置において、
前記ユニットのうちで、熱源から最も遠い位置若しくは温度低下が最も大きいユニットは、装置内に設けられている定着装置から最も遠い位置に設けてあるユニットが相当し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】
本発明は、潜像担持体および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、環境条件の変化や経時変化による画像再現性の低下を防止するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、帯電装置により一様帯電された潜像担持体である感光体に対して露光装置を用いた露光により画像情報に応じた静電潜像が形成され、現像装置からのトナー供給による可視像処理を行われることでトナー像が得られるようになっている。トナー像は記録紙などの記録媒体に対して転写されて複写物とされる。
【０００３】
トナー像は、単一色を対象とするだけでなく、複数色を形成される場合もあり、複数色の場合には、複数の感光体を用いて感光体毎に形成される色毎のトナー像を記録媒体に対して重畳転写したり、あるいは単一感光体を用いて転写工程までの画像形成を繰り返すことにより記録媒体に色毎のトナー像を重畳する構成が知られている。
【０００４】
画像形成時には感光体を対象として上記各装置を用いた画像形成プロセスが実行されるが、環境条件の変化や経時変化による画像再現性の低下を防止することが必要とされる。このため、静電潜像の生成や現像プロセスにおいて電位制御や露光量制御等を対象としたプロセスコントロールが実行される場合がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
プロセスコントロールは、露光後における感光体の表面電位が所定電位となるように帯電装置の電位制御を行い、露光後の潜像電位が所定の電位となるように書き込み量を調整する方式や、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を用いる場合には上記の方式に加えてトナー濃度の制御を行うことがある。  
トナー濃度の制御には、画像とは別に感光体において基準となるトナーパターン像を形成し、このトナーパターン像の濃度変化に対応してトナーパターン像形成時での現像バイアス制御が行われる（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ところで、プロセスコントロールの際の入力情報として用いられる露光後の潜像電位は、帯電電位から減衰することが得られるが、減衰時間によっては、次のような問題がある。  
例えば、感光体の移動速度が速い場合には、露光後に検出された潜像電位と現像工程での実際の潜像電位との間にずれを生じることがある。つまり、露光後に検出される潜像部での電位は、帯電装置で一様に付与された帯電電位が露光により減衰することになるが、感光体の移動速度が速いと露光後、現像装置に至るまでの時間がきわめて短くなる。このため、潜像部の電位を検出した時点では未だ、潜像部としての電位まで減衰が終了していない場合があり、現像装置に至った時点で減衰が終了することもある。従って、露光後において電位センサにより検出された電位は現像時の電位と異なることがある。
【０００７】
電位センサにより検出された電位が現像時点での電位と異なる場合には、現像時での最適電位を目標値として制御するプロセスコントロールを実施した場合、現像時点での電位が実際に検出された値と異なり、いわゆる、ずれが生じてしまうことにより最適な画像形成条件を設定することができなくなる虞がある。  
上述したずれは、温度や感光体に設けられている電荷（キャリア）輸送層（ＣＴＬ）の膜厚に依存することが知られており、低温の方が大きなずれを生じやすく、また、電荷輸送層の膜厚が大きいほどずれが顕著となることが知られている（特許文献１）。
【０００８】
従来、このような露光後の検出電位と現像時点での電位とのずれによる画像再現性の悪化を防止する方法として次の方法がある。  
露光後の検出電位と現像時での電位との間にずれが存在し、かつ、このずれが環境条件の一つである温度に影響されることを考慮し、その温度が所定値以下の場合を対象として、感光体の表面電位が所定値となるように帯電電位の調整を行ったうえで、電位センサによる露光後の潜像電位を検出し、この電位が目標値となるようにプロセスコントロールのパラメータの一つである露光量を調整する方法（例えば、特許文献１）、あるいは、環境条件の一つである湿度を一定化させる方法（例えば、特許文献２）がある。
【０００９】
また、感光体の経時変化、特に膜厚変化を低減する方法として、有機感光体の表面に保護層を形成する方法があり、この方法に用いられる保護層内に保護層内に電荷輸送材料を含有させた構成を採用する場合が知られている（例えば、特許文献３，４，５）。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３３０３４５号公報（段落「０００２」、「０００５」、「００２６」欄）
【特許文献２】特開２００４−９４２８０号公報（段落「００３６」欄）
【特許文献３】特開２００２−１６１２１７号公報（段落「００５０」欄）
【特許文献４】特開２００２−１７４９２２号公報（段落「００５３」欄）
【特許文献５】特開２０００−２９２９９号公報（段落「００１２」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示されているように、環境条件を考慮した方法では環境条件検知手段が定着装置に装備されたサーミスタであるため、定着装置内の雰囲気が検知の主体となり、定着装置外、換言すれば、感光体の設置位置の環境条件を検知しやすいようにはなっていない。このため、電源投入時などには環境条件を検知可能である反面、電源投入後の稼働時には定着装置と感光体の設置位置とで環境条件が異なった場合はこれに対応することができないという問題がある。  
また、電位センサによる検出位置と現像位置での潜像電位に差が生じる原因は上述した環境条件だけでなく、感光層の膜厚によっても影響されることは特許文献１からも明らかである。特に、感光体の使用初期時と長期間の使用後では感光層での摩耗状態が異なり、感光層の膜厚が厚い方が電位センサ位置と現像位置とでの潜像電位の差が顕著となる。そこで、摩耗量に応じた検出偏差を求めて検出電位から現像位置での潜像電位を割り出すことも考えられるが、感光層の摩耗量を正確に検知することは現実では困難であり、特に、有機感光体を用いた従来の画像形成装置では感光体の摩耗が大きいために使用初期時と経時での検出電位差を充分に補正することができなかった。
【００１２】
感光体の摩耗量を実測することができないことを考慮して、感光体の回転数をカウントして感光体の摩耗量を予測する方法も考えられるが、感光体の摩耗量は上記回転数だけでなく、画像面積なども大きく影響するため感光体の実際の摩耗量を予測することは困難であるのが現状である。感光体の摩耗量による影響は、例えば、例えば、フルカラー画像を形成する場合に要求される充分な色再現性を得るための色毎での階調性を損ねる結果を招くことがある。特に、フルカラー画像形成の際に用いられる構成として、感光体を含む色毎の作像部および転写部を重畳転写対象である記録シートの移動方向に平行させて並置したタンデム方式の場合には、各色毎の作像部の使用頻度が異なることが原因して感光体の摩耗量が必ずしも同一でないため、感光体操の膜厚による感光体感度の変化も無視できない影響が生じる。
【００１３】
一方、感光層での感度低下を防止するための特許文献３乃至５に開示されているように、感光体の保護層に電荷輸送材料を含有させる場合があるが、電荷輸送材料の含有量によっては必要な感光体感度が得られず、これにより電位センサの設置位置での感光体表面電位と現像位置での潜像電位との電位差が大きくあることがあり、さらには、電荷輸送材料として用いられる成分が一般的に低分子量であることが原因して保護層内での含有量が多くなると保護層での機械的強度が低下するという新たな問題が発生する。  
しかも、保護層とこの下層に位置する電荷輸送層とに含まれる電荷輸送材料の量は感光体の感度に影響することからその量を適切なものとする必要があるが、上記の各特許文献においては、単に感光体感度に関する開示がなされているだけで、電位センサを用いた場合の電位減衰にかかる問題への対策は採られていない。
【００１４】
上述した保護層での機械的強度を高める対策として、耐摩耗性を高めた場合には、高温高湿環境下において画像ボケが発生するという新たな問題がある。  
感光体表面には帯電時に発生する放電生成物が発生し、この放電生成物が高温高湿環境において吸湿することが原因して感光体表面での抵抗値を低下させることがある。このため、感光体に形成される静電潜像が乱れてしまい、結果として、画像ボケが生じることになる。
【００１５】
従来、感光体表面に付着している放電生成物は、感光体の摩耗に伴い剥落し、感光体表面から除去されるのが一般的であったが、感光体の保護層での耐摩耗性を高めると、摩耗しにくくなることが原因して放電生成物の剥落も行われにくくなり、結果として放電生成物の残存による画像ボケの発生頻度が低下しないままとなる。放電生成物による画像ボケに関しては、帯電方式にも影響を受け、例えば、帯電方式がスコトロトロン方式のような非接触放電方式である場合、大量の放電生成物が発生し、帯電装置のグリッドやケーシングに付着していた放電生成物が画像形成装置の停止中に感光体表面へ転移すると帯電装置と対向していた感光体表面で画像ボケが発生しやすくなる。
【００１６】
本発明の目的は、上記従来の感光体が相当する潜像担持体およびこれを用いる画像形成装置における問題に鑑み、環境条件の違い等による画像の再現性、特に複数色の画像再現性が低下するのを防止できる構成を備えた潜像担持体および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】
【００１７】
請求項１記載の発明は、一様帯電された状態で露光による潜像形成およびトナーを用いて該潜像の可視像処理そして可視像処理されたトナー像を記録媒体に転写する各工程が実行される潜像担持体であって、導電性基体上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層および保護層が順次積層された有機感光体を構成し、該保護層には、重量比で２０〜４０ｗｔ％の電荷輸送材料が含まれていることを特徴としている。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の潜像担持体において、前記保護層は、基材樹脂に金属酸化物を分散させて構成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の潜像担持体において、前記保護層は、熱または光硬化性樹脂を含んでいることを特徴としている。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の潜像担持体を用いる画像形成装置であって、前記潜像担持体を色毎のトナー像が形成できるように複数設けられ、各潜像担持体近傍には、該潜像担持体の移動方向に沿って、帯電後の該潜像担持体に対して画像情報に応じた潜像を形成する潜像形成手段と、露光後に該潜像担持上に形成された静電潜像の電位を検知する潜像検知手段と、静電潜像を可視像処理する現像手段と、該潜像担持体の周辺環境および該画像形成装置の設置環境の両方をそれぞれ検知する環境検知手段とを備え、前記環境検知手段による検知結果を用いて前記潜像検知手段による検知結果を補正して現像位置での潜像電位を予測する構成を備えていることを特徴としている。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、少なくとも前記露光後の潜像電位を検知する潜像検知手段および前記環境検知手段が入力側に接続され、出力側には少なくとも画像形成処理に用いられる手段のうちの現像手段が接続されている制御部を備え、前制御部は、前記環境検知手段からの検知結果に基づき前記潜像検知手段からの検知結果を補正して前記現像位置での潜像電位を予測し、予測結果に基づき現像に用いられる現像バイアス条件を補正することを特徴としている。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の画像形成装置において、前記制御部の出力側には前記潜像担持体近傍の環境を制御する環境制御手段が接続され、前記環境検知手段の検知結果に基づき前記環境制御手段による前記潜像担持体近傍の環境条件を制御することを特徴としている。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記環境制御手段は、少なくとも前記潜像担持体近傍での温湿度を対象として調整制御する構成が用いられることを特徴としている。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項５乃至７のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記環境制御手段は、前記潜像担持体近傍の雰囲気温度を上昇させることが可能な加熱手段が用いられることを特徴としている。
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、前記加熱手段は、各潜像担持体で形成されたトナー像を重畳転写された記録媒体の定着に用いられる定着装置若しくは各潜像担持体毎を対象として設けられたヒータが用いられることを特徴としている。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項５または６記載の画像形成装置において、環境制御手段として潜像担持体近傍の湿度を対象として制御する場合には、該潜像担持体毎若しくは任意箇所に吸湿手段または除湿手段を用いることを特徴としている。
【００２７】
請求項１１記載の発明は、請求項４乃至１０のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記帯電手段は、潜像担持体に接触若しくは近接配置された帯電ローラを備えていることを特徴としている。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、請求項４乃至１０のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記潜像担持体には、潤滑剤を供給可能な潤滑剤供給手段が備えられていることを特徴としている。
【００２９】
請求項１３記載の発明は、請求項４乃至１２のうちの一つに記載の画像形成装置において、前記潜像担持体は、潜像担持体毎に少なくとも帯電手段、現像手段と共に纏めてユニット内に収納され、前記ユニットのうちで、装置内に設けられている熱源からの影響を最も受けにくい位置設けてあるユニットを対象として環境検知手段が設けられていることを特徴としている。
【００３０】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の画像形成装置において、前記環境検知手段は、各ユニットのうちで温度低下が最も大きいユニットを対象として設けられていることを特徴としている。
【００３１】
請求項１５記載の発明は、請求項１３または１４記載の画像形成装置において、前記ユニットのうちで、熱源から最も遠い位置若しくは温度低下が最も大きいユニットは、装置内に設けられている定着装置から最も遠い位置に設けてあるユニットが相当していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１記載の発明によれば、保護層を設けるだけでなく保護層内に２０〜４０ｗｔ％の電荷輸送材料を含ませているので、保護層を設けることにより潜像担持体表面での耐摩耗性を向上させることができ、しかも保護層での電荷の移動を促進できることにより、潜像担持体表面の摩耗による膜厚変化そして保護層内での電荷移動が妨げられることが原因する電位減衰特性の悪化、例えば、露光後に検知された潜像電位と現像位置での潜像電位との間の差が大きくなるのを防止することができる。これにより、検知位置での電位を対象として行うプロセスコントロールの精度が低下して画像の忠実な再現性が悪化するのを防止することが可能となる。
【００３３】
請求項２および３記載の発明によれば、金属酸化物あるいは光硬化性樹脂を含む保護層を設けることにより有機感光体を潜像担持体として用いる場合にその表面の耐久性を高めて膜厚変化を防止することにより潜像電位検知位置と潜像への可視像処理位置とで電位差が大きくなるのを防ぎ、可視像処理位置での処理条件の設定精度を高めることにより画像の再現精度を低下させないようにすることが可能となる。
【００３４】
請求項４および５記載の発明によれば、潜像担持体の表面電位を検知する際の環境条件に基づき潜像電位の検知結果から現像位置での電位を予測しているので、環境条件に応じて変化する電位の減衰性による電位差を小さくした状態で現像位置での現像条件を設定することができ、電位差が大きくなった場合に発生する現像条件の誤差をなくして画像再現性を向上させることが可能となる。
【００３５】
請求項６記載の発明によれば、環境検知手段による検知結果に基づき、潜像担持体近傍の環境条件を制御できるので、環境条件による潜像担持体の電位検知対象位置間での電位差を小さく維持することが可能となる。
【００３６】
請求項７記載の発明によれば、環境制御手段は、潜像担持体近傍での温湿度を対象として制御するので、温度の変化による電位検知対象位置間での電位差を小さくできると共に、潜像担持体表面に付着した放電生成物による吸湿を抑えて潜像担持体での電気抵抗の変化を抑えて電位検知対象位置間での電位差を小さくすることが可能となる。
【００３７】
請求項８および９記載の発明によれば、環境制御手段として潜像担持体近傍の雰囲気温度を上昇させる加熱手段が用いられ、特に背急行９記載の発明においては、その加熱手段として定着装置に設けられているヒータを用いることができるので、既設の構成を利用して潜像担持体の電位検知位置間での電位差を小さくできると共に低抵抗化を防止することができる。これにより、ボケの発生を防ぐことが可能となる。
【００３８】
請求項１０記載の発明によれば、吸湿手段による湿度制御により高温高湿環境の場合でも潜像担持体近傍での湿度を安定させることができるので、潜像担持体の抵抗値低下による画像ボケの発生を防止することが可能となる。
【００３９】
請求項１１記載の発明によれば、帯電手段が潜像担持体に接触若しくは近接する帯電ローラであるので、帯電時での放電生成物の発生を低減して放電生成物による潜像担持体の抵抗値低下を防止することにより画像ボケの発生を防ぐことが可能となる。
【００４０】
請求項１２記載の発明によれば、潜像担持体に対して潤滑剤を供給することができるので、潜像担持体表面での摩耗を抑制することができ、摩耗による膜厚変化が原因する電位差の拡大を防止して電位検知結果による画像再現処理精度を高めることが可能となる。
【００４１】
請求項１３記載の発明によれば、潜像担持体を対象とするが造形性処理に用いられる手段を纏めて収納したユニットのうちで、装置内に装備されている熱源からの影響を最も受けにくい位置のユニットを対象として環境条件を検知するので、各ユニット間で環境変化の最も大きい位置のユニットを環境制御するだけで環境検知手段を多数設けなくてもユニット同士に装備されている潜像担持体の抵抗低下の防止を行うことが可能となる。
【００４２】
請求項１４および１５記載の発明によれば、環境検知手段が各ユニットのうちで最も温度の低下が大きいユニットを対象として設けられているので、少ない数の環境検知手段により各ユニットに装備されている潜像担持体での温度低下による電位差拡大を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、実施例により本発明の実施のための最適な形態を説明する。
【実施例】
【００４４】
図１には、本発明実施例による潜像担持体を組み込んだユニットが適用される画像形成装置が示されている。  
図１に示す画像形成装置１は、色分解に対応した色の画像を形成可能な潜像担持体としての感光体を複数並置したタンデム方式の構成を備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写したうえでその重畳画像を記録用紙などのシートに対して一括転写することで多色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、画像形成装置として、カラープリンタに限らず、カラー複写機、ファクシミリ装置および印刷機なども含まれること勿論である。
【００４５】
図１において、カラープリンタ１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。  
画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２で構成された転写手段が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
【００４６】
画像形成部１Ａには、補色関係にある色のトナー（ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー）による画像を担持可能な感光体３Ｂ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号３により示す。  
各感光体３Ｂ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４，露光を行う書き込み装置５，現像装置６，転写バイアス印加手段の一つである１次転写装置７，およびクリーニング装置８が配置されている（便宜上、感光体３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。
【００４７】
中間転写ベルト２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対峙している。なお、図１中、符号１０は、中間転写ベルト２のクリーニング装置を示している。
【００４８】
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａおよび従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写装置９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートに転写することができる。
【００４９】
２次転写位置には給紙部１Ｂから記録シートが給送されるようになっている。  
給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ３とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ａ１と繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。  
給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けた記録シートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録シートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送される記録シートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００５０】
書き込み装置５（図１では、便宜上、符号５Ｂで示してある）は、原稿走査部１Ｃに有する原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対して画像情報に応じた静電潜像を形成するようになっている。本実施例では、詳細を図示しないが、色毎に用意されたレーザダイオードを光源として備え、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、各色のレーザ光の光路中に配置されたｆθレンズ、長尺ＷＴＬ等のレンズやミラーで構成されている。各色情報に対応して光源から出射されるレーザ光は、ポリゴンスキャナにより偏向走査されて色毎の感光体に照射されて静電潜像を形成するようになっている。
【００５１】
原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００５２】
書き込み装置５により形成された感光体３（図１において符号３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍで示す部材）上の静電潜像は、現像装置６（図１では、便宜上、符号６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により記録シートに対して一括して２次転写される。
【００５３】
２次転写された記録シートは、表面に担持している未定着画像を定着装置１１によって定着される。定着装置１１は、詳細を説明しないが、加熱ローラにより加熱される定着ベルトと定着ベルトに対向当接する加圧ローラとを備えたベルト定着構造を備えており、定着ベルトと加圧ローラとの当接領域、つまりニップ領域を設けることにより別ローラ方式の定着構造に比べて記録シートへの加熱領域を広げることができるようになっている。  
定着装置１１を通過した記録シートは、定着装置１１の後方に配置されている搬送路切り換え爪１２によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ１３に向けた搬送路と、両面への画像形成時に選択される反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。
【００５４】
以上のような構成を備えたカラープリンタ１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することによりあるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
【００５５】
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録シートに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されて色毎の画像が重畳された上で記録シートに対して一括して２次転写される。２次転写後の記録シートは定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１３あるいは、反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。中間転写ベルト２は、白黒画像モードというような単一色の画像形成モードが選択された場合には、該当する作像ユニットとのみ対向するようにして他の作像ユニットからは離間するように構成されている。これにより無用なトナーの消費や感光体の消耗などを避けるようになっている。
【００５６】
図１において、中間転写ベルト２は、詳細を図示しないが、伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きいゴム材料に帆布等の伸びにくい材料で構成された基部からなるベース層と、このベース層の上面に設けられたフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどが用いられる弾性体層とを備えている。弾性体層の表面にはフッ素系樹脂が被覆されて平滑性を向上させたコート層が設けられている。本実施例では、中間転写ベルト２として、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シームレスベルトに成型し使用することができる。これらの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、これらの樹脂を基層として、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。
【００５７】
中間転写ベルト２は、少なくとも一対のローラである支持ローラ２Ａ、２Ｂおよびバックアップ機能を有するローラ２Ｃにそれぞれ掛け回されて駆動ローラ２Ａの反時計方向の回転によって駆動されるようになっている。  
支持ローラ２Ａおよび２Ｂ間で展張される面、つまり曲率のない平面が各作像ユニットの感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対向している。中間転写ベルト２を挟んで各感光体と対向する位置には、感光体上の可視像を静電転写するための転写ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍがそれぞれ配置されている。
【００５８】
図２は、感光体およびこれに対する画像形成処理を行う装置を纏めて収納するユニットの構成を示しており、図２には、図１に示した画像形成部１Ａにおける符号３Ｂで示した感光体を対象とするユニット（以下、便宜上、感光体ユニットと称し、図では符号Ｕで示す）が示されている。感光体ユニットは各色の画像形成が可能な作像部にそれぞれ配置されている。
【００５９】
図２において、感光体ユニットＵを構成するケーシング内には、感光体３Ｂを始めとしてこれに対する画像形成処理を実行する帯電装置４Ｂ，現像装置５Ｂ，クリーニング装置６Ｂが収容されているが、これ以外に、感光体３Ｂの潜像電位を検知する電位センサ１００、トナー像が転写された後に感光体表面を除電する除電ランプ１０１が設けられ、さらに、書き込み装置５からのレーザ光（図中、符号Ｌで示す）を導入するための開口部（図２では、開口部を示す代わりに、開口部からの入射光を符号Ｌで示してある）が形成されている。
【００６０】
電位センサ１００は、帯電後に実行される露光によって形成される静電潜像の電位を検知する部材であり、この検知電位に基づき後述する制御部においてプロセスコントロールにより現像装置５Ｂでの現像バイアス制御が行われる。
【００６１】
クリーニング装置６Ｂには、２本のブラシローラ６Ｂ１，６Ｂ２およびクリーニングブレード６Ｂ３が設けられており、感光体回転方向下流側に位置するブラシローラ６Ｂ１には潤滑剤供給手段として固形の潤滑剤６Ｂ４が当接させてある。潤滑剤６Ｂ４は、感光体３Ｂ表面での摩擦係数を低減して摩耗を低減すると共に、感光体表面に付着した転写残トナーの除去を容易化している。
【００６２】
固形潤滑剤としては、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を用いることができる。  
クリーニング装置６Ｂにより感光体表面から除去された転写残トナーは、トナー搬送コイル６Ｂ５により図示しない廃棄トナー収納部に向け搬送される。
【００６３】
感光体ユニットＵ内に収納されている帯電装置４Ｂは、図３に示すように帯電ローラ４Ｂ１が用いられ、帯電ローラ４Ｂ１は、導電性支持体である芯金４Ｂ２と、帯電部材として芯金の外周に設けてある樹脂層４Ｂ３と軸方向両端に設けられたギャップ保持部材４Ｂ４とで構成されている。  
帯電ローラ４Ｂ１の芯金４Ｂ２はステンレス等の金属が用いられる。芯金が細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体３Ｂ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にくい。また、芯金４Ｂ２が太すぎる場合には帯電ローラ４Ｂ１が大型化したり、質量が重くなったりする問題があるため、芯金４Ｂ２の直径としては６〜１０ｍｍ程度が望ましい。
【００６４】
帯電ローラ４Ｂ１の樹脂層は１０４〜１０９Ωｃｍの体積抵抗を持つ材料が好ましい。抵抗が低すぎると感光体にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアス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い。基材となる樹脂に導電性材料を配合することで所望の体積抵抗を得ることができる。基材樹脂としては、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。これらの基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。
【００６５】
導電性材料としては四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物のようなイオン導電性材料が好ましい。四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンの例としては、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、エチレンーメチルアクリレート共重合、エチレン−酢酸サンビニル共重合、エチレンープロピレン共重合、エチレンーヘキセン共重合等のポリオレフィンである。これらの四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物は、既に市販されているものもある。  
本実施例では、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であっても構わない。
【００６６】
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、前記の基材樹脂に均一に配合される。配合された材料を芯金上に射出成形、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。イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂１００重量部に対して３０〜８０重量部が望ましい。特に、帯電ローラ４Ｂ１の樹脂層の厚さとしては０．５〜３ｍｍが望ましい。これは、樹脂層が薄すぎると成型が困難である上に強度の面でも問題があることが理由であり、樹脂層が厚すぎると帯電ローラが大型化するうえに樹脂層の実際の抵抗が大きくなるため帯電効率が低下してしまうことを避けるためである。
【００６７】
帯電ローラ４Ｂ１は、樹脂層を成形した後、樹脂層の両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材を圧入や接着、あるいはその両方を併用して、芯金に固定することで構成される。このようにして、帯電部材とギャップ保持部材４Ｂ３を一体化してから、切削や研削等の加工を行って帯電ローラ４Ｂ１の外径を整えることで帯電部材とギャップ保持部材４Ｂ３とのフレの位相（偏心度）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。
【００６８】
ギャップ保持部材４Ｂ３の材質としては帯電部材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、感光層にギャップ保持部材を当接させるので感光層が損傷するのを防止するために、帯電部材より硬度の低いグレードを用いることが望ましい。また、摺動性に優れ感光層に損傷を与えにくい樹脂材料として、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ることもできる。  
さらに、樹脂層４Ｂ３やギャップ保持部材４Ｂ４には、コーティング等により、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こともできる。
【００６９】
ギャップ保持部材４Ｂ４を感光体３Ｂの画像領域外に付き当てることで、帯電ローラ４Ｂ１の樹脂層４Ｂ３と感光体３Ｂとの間にギャップを形成する。帯電ローラ４Ｂ１は芯金４Ｂ２の端部に取り付けられたギヤ（図示されず）が感光体フランジに形成されたギヤ（図示されず）と噛み合っており、感光体駆動モータ（図示されず）により感光体３Ｂが回転すると帯電ローラ４Ｂ１も感光体３Ｂとほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転する。
【００７０】
このような感光体３Ｂと帯電ローラ４Ｂ１との配置関係により樹脂層４Ｂ３と感光体が接触することがないので、帯電ローラ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以下に抑える必要がある。このような感光体と帯電ローラ間にギャップを設けた帯電ローラを使用する場合には、帯電バイアスとしてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳することが望ましい。
【００７１】
また、帯電ローラ４Ｂ１には、図２に示すように、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４Ｂ５が当接している。このクリーニングローラは金属製の芯金上に導電性繊維を静電植毛したブラシローラであり、帯電ローラに自重で当接しており帯電ローラの回転にともない連れ回り回転しながら帯電ローラ表面に付着したトナー等を除去する。なお、本発明で使用できる帯電装置４Ｂは、上記のような非接触のローラ帯電方式に限定されるものではないが、感光体３Ｂに非接触のローラ帯電方式とすることで以下のような利点がある。  
つまり、感光体３Ｂに接触しているローラ帯電と比較して非接触のためトナー等によるローラの汚れが発生しにくい。また、非接触といっても帯電ギャップは１００μｍ以下であるので、感光体とワイヤ間に十数ｍｍ程度のギャップをもたせるチャージャ方式に比べて放電生成物の発生量を大幅に低減することができる。
【００７２】
図２において現像装置５Ｂは、トナーとキャリアとを混合させた二成分系現像剤が用いられる構成であり、感光体に対向した現像ローラ５Ｂ１、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー５Ｂ２、５Ｂ３、トナー濃度センサ等５Ｂ４から構成される。現像ローラ５Ｂ１は、外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。  
トナー濃度センサ５Ｂ４の出力に応じて、図示しないトナー補給装置より必要量のトナーが補給される。
【００７３】
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。結着樹脂の具体例としては、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。着色材の量は結着樹脂１００重量部に対して０．１から１５重量部が適当である。
電荷制御剤の具体例としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、４級アンモニウム塩などが用いられ、これらはトナー粒子の極性により使い分けされる。荷電制御剤量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部である。
【００７４】
トナー粒子には流動性付与剤を添加しておくのが有利である。流動性付与剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物の微粒子及びそれら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。これら流動性付与剤の粒径は０．０１〜３μｍの範囲のものが使用される。これら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重量部の範囲が好ましい。
【００７５】
本実施例における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。  
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。  
本発明において用いることのできる樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイトである。この芯物質の粒径は２０〜６０μｍ程度が適当である。
【００７６】
キャリア被覆層形成に使用される材料としては、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がある。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。
【００７７】
次に、本実施例の特徴部である感光体の構成について説明する。  
図４は、感光体３Ｂを対象としてその構成を示す模式的な断面図であり、同図において、感光体３Ｂは、導電性支持体３Ｂ１の上面に設けられた感光層３０Ｂを備え、感光層３０Ｂは、導電性支持体３Ｂ１側から順に積層されている電荷発生層３０Ｂ１、と、電荷輸送層３０Ｂ２とを備え、感光層３０Ｂの上面、つまり感光体３Ｂの、最外層には保護層３Ｂ２が設けられている。
【００７８】
導電性支持体３Ｂ１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、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、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。
【００７９】
電荷発生層３０Ｂ１は、電荷発生材料を主成分とする層である。  
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、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。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００８０】
電荷発生層３０Ｂ１は、電荷発生材料を適宜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り分散し、分散液を塗布することにより形成できる。  
電荷発生層３０Ｂ１の塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行うことができる。  
適宜用いられるバインダー樹脂としては、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。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。  
電荷発生層３０Ｂ１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。
【００８１】
電荷発生層３０Ｂ１の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
【００８２】
電荷輸送層３０Ｂ２は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を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。  
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、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。  
これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００８３】
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。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。  
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電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した材料であればよい。さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。  
電荷輸送材料と共に電荷輸送層３０Ｂ２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。  
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。
【００８４】
電荷輸送層３０Ｂ２の厚さは、５〜３０μｍ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。  
所望により電荷輸送層３０Ｂ２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。
【００８５】
また、電荷輸送層３０Ｂ２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。  
本実施例においては、感光層に含有される電荷輸送材量の含有量は、電荷輸送層の４０重量％以上とするのが好ましい。つまり、４０重量％未満では、感光体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。
【００８６】
本実施例における感光体３Ｂには、導電性支持体３Ｂ１と感光層３０Ｂとの間に下引き層を形成することもできる。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感光層へ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、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、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。  
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。この他に、下引き層には、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、ＳｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、Ｃｅ０２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。下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００８７】
本実施例における感光体３Ｂには、表層として、感光層３０Ｂの保護及び耐久性の向上を目的に保護層３Ｂ２が感光層３０Ｂの上層に設けられており、保護層３Ｂ２には、後述するように、重量比で２０〜４０ｗｔ％の電荷輸送材料が含有されている。  
保護層３Ｂ２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構成である。
【００８８】
バインダー樹脂としては、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。
【００８９】
保護層３Ｂ２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％である。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。
【００９０】
保護層３Ｂ２の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。保護層の厚さは、１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍ程度が適当である。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、経時での残留電位の上昇が大きくなってしまう。
【００９１】
保護層３Ｂ２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。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る。金属酸化物微粒子の粒径が小さすぎると耐摩耗性に劣る。  
さらに保護層３Ｂ２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。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％である。  
本実施例は以上のような構成により、電位センサ１００を備えた画像形成装置において感光体３Ｂの保護層３Ｂ２に電荷輸送材料を添加することで、保護層３Ｂ２中の電荷の移動を促進することができ、電位センサで検知した感光体電位と現像位置の感光体電位の差を小さくすることができる。
【００９２】
保護層３Ｂ２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ことができ、電荷輸送層と同じ材料を用いることができるし、別の材料としてもよい。
【００９３】
画像形成装置１の設置環境に関わらず電位センサ１００の設置位置と現像位置での感光体電位の差を小さくするためには、保護層３Ｂ２の基材樹脂と電荷輸送材料の割合を多くした方がよい。ただし、一般的には電荷輸送材料はバインダー樹脂より分子量が小さいため、保護層３Ｂ２中の電荷輸送材料の量が多すぎると保護層３Ｂ２の強度が低下し、耐摩耗性が低下してしまう不具合がある。また、保護層３Ｂ２中に電荷輸送層３０Ｂ２より多い電荷輸送材料を含有させても、電荷輸送層３０Ｂ２の移動速度が支配的となってしまうため感光体としての感度は向上しないだけでなく、保護層３Ｂ２の強度が低下してしまう。このような理由により、保護層３Ｂ２中の基材樹脂と電荷輸送材料との割合を電荷輸送層中の基材樹脂と電荷輸送材料との割合より小さくすることが望ましい。
【００９４】
また、本実施例における感光体３Ｂ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ことができる。
【００９５】
また、本実施例における感光体３Ｂに設けられている保護層３Ｂ２の構成としては、金属酸化物粒子を分散させたタイプに限定されるものではなく、光あるいは熱硬化型の樹脂材料を用いることにより、保護層３Ｂ２を形成することもできる。  
保護層３Ｂ２を備えた感光体３Ｂを使用することで、感光体３Ｂの耐摩耗性が向上するので長期間使用しても感光体膜厚の減少に起因する感光体感度の変化も小さく、長期にわたって安定した画像を出力することができる。
【００９６】
次に本発明の実施例の別例について説明する。  
図５は、感光体（便宜上、図２に示した符号３Ｂを用いる）に対する環境条件を整えて感光体３Ｂでの電位検知と現像位置間での電位差を小さくするために用いられる制御部２００の構成を説明するためのブロック図である。
【００９７】
図５において、制御部２００は、画像形成装置１でのプロセスコントロールを実行する部分であり、図示しない入出力装置を介して入力側には、本実施例に関連する部材として電位センサ１００，環境検知手段２０１および操作パネル２０２が接続され、出力側には本実施例に関連する部材として環境制御手段２０３が接続されている。
【００９８】
電位センサ１００は、感光体ユニット毎に設けられて露光後の感光体（便宜上、図２において示した符号３Ｂを用いる）での潜像電位を検知する部材であり、環境検知手段２０１は、画像形成装置１の内外での温度或いは湿度を検知する部材である。  
環境検知手段２０１は、内部温度を検知する場合には感光体３Ｂの近傍における雰囲気温度を検知する温度センサが用いられ、外部温度を検知する場合には各ユニットの設置位置とは別の位置で、作像部の温度上昇の影響を受けにくい給紙部などに設けられた温度センサが用いられる。
【００９９】
本実施例における環境検知手段２０１は、画像形成装置１における熱源に相当する定着装置１１からの熱の影響を最も受けにくく、温度低下が最も大きい位置に設置されている感光体ユニットを対象として設けられている。これにより、環境検知手段２０１が設けられていない感光体ユニットは定着装置１１からの熱の影響を受けやすいものであり、換言すれば温度低下が上述した位置にある感光体ユニットよりも緩慢なユニットであるといえる。
【０１００】
操作パネル２０２は、感光体３Ｂの保護層の摩耗度を割り出す情報として感光体３Ｂの回転時間や露光に用いられる画素数を累積するために用いられる部分である。つまり、本実施例では、上述したように保護層（図４において符号３Ｂ２で示す部分）の厚さが規定されており、この厚さが減少すると感光体３Ｂの膜厚変化による電位差の拡大に繋がる点を考慮し、初期の厚さが感光体３Ｂの使用量、つまり、感光体３Ｂの回転時間や露光面積に対応する画素数の累積に応じて摩耗した際の摩耗量を予測するために操作パネル２０２が用いられる。操作パネル２０２において設定された複写枚数や濃度情報さらには選択された記録媒体（記録シート）のサイズは摩耗量の予測をする際のデータとして制御部２００に取り込まれる。
【０１０１】
出力側に接続されている環境制御手段２０３は、感光体３Ｂ近傍を対象とした温度や湿度の調整機構を意味し、本実施例では、画像形成装置１内に装備されている熱源に相当する定着装置１１から最も遠い位置にあるユニット内に向けて連通させたダクトおよびこれの開閉機構が用いられる。つまり、詳細を図示しないが、定着装置とこれの設置位置から最も遠い位置の感光体ユニットにおける感光体近傍との間にダクトが設けられ、該ダクトの一端には開閉シャッターが設けられて定着装置１１からの排気をユニット内の感光体近傍に対して導入制御できるようになっている。定着装置１１からの排気を利用しない場合には感光体３Ｂの近傍にヒータを設けて加熱することも可能である。
【０１０２】
また、定着装置１１からの排気は上述したユニットに向けた通路とは別に外部へ排出されるようになっており、外部からは装置内の冷却のための新気が導入されて熱交換が行われるようになっているが、熱交換流路の一部、特に新気を導入する位置に吸湿部材または除湿部材を設けて装置内の湿度を一定に維持する構成を用いることもできる。吸湿部材や除湿部材を用いた場合に感光体近傍での湿度上昇が生じた場合には、温度を高めることで感光体近傍での相対湿度を低下させて高湿状態を回避することができる。
【０１０３】
制御部２００では、感光体２Ｂの耐摩耗性が保護層により確保できるのを前提として、保護層での電荷移動が温度により変化すること、および湿度により放電生成物の吸湿が発生した際の感光体での解像力低下さらには保護層の膜厚低下を監視することにより、電位センサ１００により検知された電位と現像位置での電位との差が大きくなるのを防止するようになっている。
【０１０４】
つまり、感光体３Ｂの近傍で温度低下が発生した場合には温度を上昇させるように環境制御手段２０３を動作させ、また、保護層の摩耗量が規定量に達したと判断した場合には警告を行い、湿度が上昇した場合には相対湿度を低下させるために温度上昇制御さらには吸湿部材または除湿部材による吸湿量を増加させるようになっている。
【０１０５】
図６は、制御部２００の動作を説明するためのフローチャートであり、同図において、制御部２００では、感光体３Ｂの近傍での雰囲気温度（図６では感光体温度と表示してある）を監視する（ＳＴ１）。この場合の雰囲気温度判別は、環境検知手段２０１を用いた画像形成装置内外での温度差も対象とすることができ、外部温度が結露などを招いて湿度を上昇させる温度である場合および所定温度以下であると判断した場合には環境制御手段２０３を動作させて定着装置１１からの排気を感光体近傍に導入して雰囲気温度を上昇させる（ＳＴ２）。
【０１０６】
ステップＳＴ１において感光体３Ｂ近傍での雰囲気温度が所定温度以下でない場合および環境制御手段２０３による温度上昇作業が行われて所定温度以上に達した場合にはプロセスコントロールが実行される（ＳＴ３）。  
プロセスコントロールでは、環境検知手段２０１からの検知結果に基づき電位センサ１００による検知電位が現像位置において減衰する度合いを予測して現像位置での潜像電位を予測し、この予測した電位を基準として現像バイアスの調整制御が行われる。
【０１０７】
一方、温度が所定温度に維持されてプロセスコントロールが実行可能な状態において操作パネル２０２からの入力情報により保護層３Ｂ２の摩耗量を判別し（ＳＴ４）、摩耗量が保護層３Ｂ２の厚さに近づいたと判断した場合には感光体３Ｂの交換時期であることを警告する（ＳＴ５）。この警告は操作パネル２０２を介して行われる。
【０１０８】
本実施例は以上のような構成であるから、感光体３Ｂ近傍での雰囲気温度が所定温度以下になるのを環境制御手段２０２により防止することができ、さらには感光体２Ｂの膜厚減少を抑えるために設けられている保護層３Ｂ２の摩耗量を監視することにより、温度と膜厚とが要因となる感光体３Ｂでの潜像電位検知位置と現像位置とで電位差が大きくなるのを抑止することができる。特に、プロセスコントロールを実施する際に用いられる電位センサ１００による検知電位の減衰量が雰囲気温度や膜厚で大きく異なることが原因して現像位置での現像条件の一つである現像バイアスが実際の潜像電位に合わなくなるのを防止することができるので、現像条件の不適正による不良画像の発生、換言すれば画像再現性の精度低下を防止することができる。
【０１０９】
次に、上記各構成についての詳細を説明する。なお、各部材の符号に関しては、図２および図４において示した符号を用いる。  
本実施例で用いた画像形成装置１の構成は図１に示したフルカラー複写機であり、感光体径はφ６０ｍｍ、プロセス線速は２８０ｍｍ／ｓである。この画像形成装置１では、感光体３Ｂが露光位置から電位センサ１００の設置位置まで回転する時間は３５ｍｓであり、露光位置から現像位置まで回転する時間は１１０ｍｓである。  
電位センサ１００の設置位置での感光体電位の測定には画像形成装置１に搭載された電位センサを用い、現像位置５Ｂに達した現像位置での感光体電位の測定には現像ローラを外してその位置に表面電位計（Ｔｒｅｋ  ｍｏｄｅｌ  ３４４）のプローブを配置して測定を行った。露光手段は波長６５５ｎｍのＬＤであり、除電ランプは波長６８０ｎｍのＬＥＤが用いられている。
【０１１０】
感光体３Ｂは直径６０ｍｍのアルミニウム基体３Ｂ１上に、３．５μｍの下引き層、０．１５μｍの電荷発生層３０Ｂ１、２２μｍの電荷輸送層３０Ｂ２、５μｍの表面層（保護層）３Ｂ２から構成されている。このとき、保護層３Ｂ２の塗工はスプレー法により、それ以外の層は浸漬塗工法により行なった。電荷輸送層３０Ｂ１、表面層（保護層）３Ｂ２ともに基材樹脂としてはポリカーボネートを用いた。
【０１１１】
電荷輸送層３０Ｂ２には重量比で４０ｗｔ％の電荷輸送材料を含有し、表面層（保護層）３Ｂ２には重量比で１０ｗｔ％の割合で平均粒径０．３μｍのアルミナ粒子を分散させるとともに、重量比で２５ｗｔ％の電荷輸送材料を添加した。  
ここで、環境制御手段２０３を動作させない状態で装置の設置環境を変化させて電位センサ１００の設置位置と現像位置での感光体電位の測定を行った。このとき、各環境下での感光体電位の測定は画像形成装置１を電源や環境制御手段２０３をオフした状態で１０時間以上放置した後、電源投入直後に行っており、測定時の感光体やその近傍の温湿度は設置環境と同等になっている。
【０１１２】
感光体３Ｂの帯電電位を−７００Ｖ、露光エネルギーを０．２７μＪ／ｃｍ２とした場合の測定環境と電位センサ１００の設置位置での感光体電位を表１に示した。
【０１１３】
【表１】
2006085033.tif 000003
【０１１４】
表１からの結果において、電位センサ１００の設置位置での電位と現像位置での電位とは、環境により大きく異なることがわかる。したがって、電位センサ１００の検知結果から現像位置の電位を精度よく予測するためには、感光体近傍の環境を精度よく検知する必要があり、そのためには温湿度センサのような環境検知手段２０２を感光体３Ｂに近傍に設置する方法が最も確実である。
上記のように環境により、電位センサ１００の設置位置と現像位置での電位に差があるが、感光体３Ｂ近傍の環境を検知することで電位センサ１００の測定値を補正して、現像位置での感光体電位を予想することが可能である。加えて、感光体３Ｂ近傍の環境をある範囲内に制御することができれば、さらに精度良く現像位置の電位を予測することができる。上記のように低温環境での感度の低下が大きいので、低温環境に設置された場合に感光体の温度を上昇させることで感光体感度変化を小さくすることができる。
【０１１５】
感光体の温度を上昇させる方法としては、感光体内部にヒータを設置して感光体の温度を直接加熱、あるいはヒータで熱した空気を感光体近傍に送風することで感光体温度を上昇させることができる。
【０１１６】
感光体３Ｂの温度が上昇しすぎると、クリーニング装置６Ｂにおいてトナーが感光体３Ｂに溶着しやすくなるため、感光体温度は４５℃以下に維持することが望ましい。そこで、設置環境を検知する温湿度センサと感光体近傍の環境を検知する温湿度センサをそれぞれ設置し、設置環境が所定の環境より低温環境の場合にヒータ或いは定着装置１１からの排気等を用いた加熱を行い、感光体温度が所定温度以上になった時点でヒータ或いは定着装置１１からの排気を用いた加熱を停止させることで、感光体３Ｂを加熱しすぎることがない。
【０１１７】
また、ヒータを用いた場合、ヒータの設置は高温高湿環境で発生する画像ボケを防止することにも有効である。したがって、設置環境が所定の環境より高湿環境の場合にヒータによる加熱を行い、感光体温度が所定温度以上になった時点でヒータの加熱を停止させることで、感光体を加熱しすぎることがなく画像ボケの発生を防止することができる。  
画像ボケに関しては、感光体表面に付着した放電生成物が吸湿して低抵抗化することが原因となって発生するので、感光体近傍を低湿度に維持することも画像ボケの防止に有効である。高湿度環境に設置された場合でも、装置外の空気をペルチェ素子等により除湿してから感光体近傍に送風することで感光体近傍の湿度を外気より低湿度に維持することができる。  
帯電方式に従来のチャージャを用いた場合には大量の放電生成物が発生するため、チャージャ近傍に大量の気流を流して排気し、フィルター等を用いて処理する必要があった。そのため、感光体近傍の空気の流れが多く加熱手段や除湿手段により感光体近傍の環境を維持するためには多くの電力を必要であった。その点、帯電方式をローラとすることで放電生成物の発生量は大幅に低減するので、大量の気流を発生させる必要がなく、加熱手段や除湿手段により感光体近傍の環境を維持するための電力を低減することができる。
【０１１８】
複数の感光体を備えた画像形成装置では定着装置との位置関係等の理由により感光体毎に環境が異なってしまう。しかし、すべての感光体毎に温湿度センサを配置するのは高コスト化につながってしまう。そこで、すべての感光体温度を所定値以上に維持するためには、定着装置のような機内の発熱源の影響を受けにくいステーション（図１では定着から最も遠い黒色（Ｂ）の作像部）に温湿度センサを設置し、この感光体の温度が所定値以上になるように制御すればよい。また、すべての感光体温度を所定値以下に維持するためには、定着装置のような機内の発熱源の影響を受けやすいステーション（図１では定着の上方近傍に位置するイエロー（Ｙ）の作像部）に温湿度センサを設置し、この感光体の温度が所定値以下になるように制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明実施例による潜像担持体を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられるユニットのこう説明するための模式図である。
【図３】図２に示したユニットに装備されている帯電装置に用いられる帯電ローラの構成を示す図である。
【図４】本発明実施例による潜像担持体である感光体の構成を説明するための模式的な断面図である。
【図５】図１に示した画像形成装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図６】図５に示した制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
１      画像形成装置
２      中間転写装置
３      感光体
４      帯電装置
５      現像装置
６      クリーニング装置
１１    定着装置
１００  電位センサ
２００  制御部
２０１  環境検知手段
２０２  操作パネル
２０３  環境制御手段
Ｕ      感光体ユニット
【図１】
2006085033.tif 000004
【図２】
2006085033.tif 000005
【図３】
2006085033.tif 000006
【図４】
2006085033.tif 000007
【図５】
2006085033.tif 000008
【図６】
2006085033.tif 000009