(57)【要約】【課題】  帯電装置と感光体との接触によって発生する摩擦力の増大を抑えることが可能で、感光体の磨耗を低減することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  少なくとも、感光体と、該感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であって、前記感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有し、前記感光体表面に接触する前記帯電部材の接触部が固定化されていることを特徴とする画像形成装置である。  また、少なくとも、感光体と、該感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であって、前記感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有し、前記感光体表面に接触する前記帯電部材が、前記感光体の回転方向と同方向もしくは逆方向に、回転駆動することを特徴とする画像形成装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、感光体と、該感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であって、
前記感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有し、
前記感光体表面に接触する前記帯電部材の接触部が固定化されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも、感光体と、該感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であって、
前記感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有し、
前記感光体表面に接触する前記帯電部材が、前記感光体の回転方向と同方向もしくは逆方向に、回転駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
さらに、少なくとも２つの荷電装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電部材がその周囲に表面層を有し、当該表面層がフッ素系樹脂粒子を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材の表面層に含有される前記フッ素系樹脂粒子のうち少なくとも１種と、前記感光体の表面層に含有される前記フッ素系樹脂粒子のうち少なくとも１種とが、同一種類であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材の表面層の摩擦係数よりも、前記感光体の表面層の摩擦係数の方が小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体上に残留する付着物を除去するクリーニングブレードを不要とするクリーナレス画像形成装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電装置に印加する電圧が、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記感光体の回転速度（表面速度）と、前記帯電部材の回転速度（表面速度）とが略等速となっていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項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、電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置に関し、特に、接触帯電装置を具備する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から帯電均一性を向上させ、あるいは、帯電器の付着物を効率的に除去することを目的として、帯電装置と感光体との間に周速をつける構成が検討されている（例えば、特許文献１，２参照）。しかし、実際には感光体の摩擦力が大きいため、回転トルクの増大や、感光体の偏磨耗、帯電ロールにトナーなどが固着するといった問題が大きく、ソリッド状のロールで実現するのは困難であった。
【０００３】
このような問題を回避するため、接触帯電装置を摩擦力の小さいファーブラシ形状やスポンジ状にした構成（例えば、特許文献３参照）や、摩擦力が発生しないように非接触にした構成（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。
【０００４】
しかし、ブラシやスポンジ状の部材では、直流電圧を交流電圧に重畳した電圧を印加しても帯電均一性が低くなってしまう。そのため、高画質が求められるカラー画像形成装置には適用できないという問題がある。また、スポンジのセル内にトナーなどが詰まってしまい、初期画質の維持性にも課題がある。一方、非接触に配置した場合でも、帯電安定性を得るには部材の抵抗値や表面性のばらつきを極限まで抑えなければならず、また空間の導電率の関係から、使用できる表面抵抗に大きな制約があり、微小ギャップの変動が電位ムラとなって絵に出やすい、環境安定性が乏しいという欠点がある。
【特許文献１】特開平５−３０３２５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４７８４号公報
【特許文献３】特開平５−３０３２５６号公報
【特許文献４】特開平７−３０１９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上から、本発明は、上記従来の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、帯電装置と感光体との接触によって発生する摩擦力の増大を抑えることが可能で、感光体の磨耗を低減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は下記の本発明により達成される。
すなわち、本発明の第１の画像形成装置は、少なくとも、感光体と、該感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であって、前記感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有し、前記感光体表面に接触する前記帯電部材の接触部が固定化されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の第２の画像形成装置は、少なくとも、感光体と、該感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であって、前記感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有し、前記感光体表面に接触する前記帯電部材が、前記感光体の回転方向と同方向もしくは逆方向に、回転駆動することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１および第２の画像形成装置は、下記第１〜７の態様のうち、いずれか１以上の態様を備えることが好ましい。
（１）第１の態様は、さらに、少なくとも２つの荷電装置を有する態様である。
（２）第２の態様は、前記帯電部材がその周囲に表面層を有し、当該表面層がフッ素系樹脂粒子を含有する態様である。
（３）第３の態様は、前記帯電部材の表面層に含有される前記フッ素系樹脂粒子のうち少なくとも１種と、前記感光体の表面層に含有される前記フッ素系樹脂粒子のうち少なくとも１種とが、同一種類である態様である。
（４）第４の態様は、前記帯電部材の表面層の摩擦係数よりも、前記感光体の表面層の摩擦係数の方が小さくなっている態様である。
（５）第５の態様は、前記感光体上に残留する付着物を除去するクリーニングブレードを不要とするクリーナレス画像形成装置である態様である。
（６）第６の態様は、前記帯電装置に印加する電圧が、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧である態様である。
（７）第７の態様は、第２の画像形成装置で、前記感光体の回転速度（表面速度）と、前記帯電部材の回転速度（表面速度）とが略等速となっている態様である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、帯電装置と感光体との接触によって発生する摩擦力の増大を抑えることが可能で、感光体の磨耗を低減することができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１の画像形成装置］
本発明の第１の画像形成装置は、少なくとも、フッ素系樹脂粒子を含有する表面層を有する感光体と、その感光体表面に帯電部材を接触させて、感光体表面を帯電させる帯電装置とを具備する。感光体の表面層中に、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂粒子をドープすることによって表面の摩擦係数を非常に小さくすることが可能となり、ゴムロールを用いた接触帯電でも感光体との周速差を自由に設定することが可能になる。その結果、感光体に周速をつけて回転させても、従来の感光体に比べて感光体の磨耗率が低減するという効果も有している。
【００１１】
また、感光体表面に接触する帯電部材の接触部は固定化されているが、感光体の表面層中にフッ素系樹脂粒子が含有されているため、接着部における摩擦に起因する磨耗等の影響を少なくすることができる。ここで、「帯電部材の接触部が固定化されている」とは、回転している感光体に対し、帯電部材の感光体表面との接触部が常に一定の位置に固定してあることをいう。
【００１２】
本発明の第１の画像形成装置を図１に例示する。図１に示す第１の画像形成装置は、感光体１０を具備し、その周囲に、感光体１０表面を帯電させる帯電装置（帯電部材）としての帯電ロール１２と、露光装置１４と、現像装置１６と、クリーニング装置１８とを有し、さらに、転写ロール２０が設けられている。
【００１３】
感光体１０は、矢印方向に沿って所定の表面速度（例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ程度）で回転駆動する。感光体１０の表面には、帯電ロール１２が接触している。帯電ロール１２は、感光体１０の移動によっても回転することがないように固定されている。そして、感光体１０の表面を−７００Ｖ程度の所定の電位に帯電させる。その後、この感光体１０の表面には、露光装置１４により画像露光が施されて露光部が除電され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体１０の表面に形成された静電潜像は、画像部の電位が−１５０Ｖ以下のレベルとなり、現像装置１６によって−６００Ｖ程度の現像バイアスが印加された状態で現像され、感光体１０の表面には、−極性のトナー像が形成される。現像されたトナー像は、回転する転写ロール２０と感光体１０とのニップ部に挟持された状態で搬送される転写材２２上に転写される。このとき、転写ロール２０には、１０００Ｖ〜４０００Ｖ程度の電圧が印加される。トナー像が転写された転写材２２は、図示されない定着装置に搬送され、当該定着装置によりトナー像が転写材２２上に熱及び／または圧力によって定着される。
【００１４】
転写後の感光体ドラム１０上には、転写材２２上に転写されなかったトナーが付着物として残留する。この残留トナーは、感光体ドラム１０の表面に当接するクリーニング装置１８によって感光体ドラム１０の表面から除去される。その後、清浄な感光体ドラム１０の表面は、回転とともに帯電装置１２に達して、上記の一連の動作を繰り返すことになる。
【００１５】
ここで、本発明においては、クリーニングブレードを不要とするクリーナレス画像形成装置とすることもできる。また、少なくとも２つの荷電装置を本発明の画像形成装置のクリーニング装置の前後に設けることで、帯電電位を安定にすることができる。
【００１６】
以下、本発明の画像形成装置に設けられる感光体および帯電装置について、詳細に説明する。
【００１７】
（感光体）
本発明の画像形成装置に使用される感光体は、導電性支持体上に有機感光層が形成されている。有機感光層は、少なくとも、電荷発生材料を適当な樹脂を結着材（バインダー樹脂）として結着してなる電荷発生層と、電荷輸送材料をバインダー樹脂中に分散あるいは溶解させた電荷輸送層と、の２層を含み、必要に応じて、下引き層や保護層等が形成されている。また、当該感光体の表面層は、フッ素系樹脂粒子を前記表面層質量の０．１〜４０質量％含有している。
【００１８】
ここで、前記「表面層」とは、感光体の最表面に形成される層を意味し、例えば、電荷輸送層が感光体の最表面に設けられる場合は当該電荷輸送層が表面層となり、さらに保護層が設けられる場合は、当該保護層が表面層となる。そして、それぞれの表面層がフッ素系樹脂粒子を含有している。以下、導電性支持体と各層について説明する。
【００１９】
・導電性支持体：
導電性支持体としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。
例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類；アルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等；導電性付与剤を塗布、または含浸させた紙、およびプラスチックフィルム等；が挙げられる。さらに、必要に応じて導電性支持体の表面は、画質に影響のない範囲で各種の処理を行うことができる。例えば、表面の陽極酸化処理、薬品処理あるいは着色処理等、または、砂目立て、液体ホーニング等の乱反射処理を行うことができる。
【００２０】
導電性支持体の表面には、所望に応じて下引き層が形成されてもよい。下引き層はポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子等を含有する有機金属化合物等がある。これらの化合物は単独あるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。
下引き層の厚さは、０．１〜５０μｍであることが好ましく、０．２〜３０μｍであることがより好ましい。
【００２１】
・電荷発生層：
電荷発生層は、導電性支持体上（下引き層が形成される場合は、該下引き層上）に形成される。
電荷発生層に含有される電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用可能であり、特に、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．４゜、１６．６゜、２５．５゜および２８．３゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．７゜、９．３゜、１６．９゜、１７．５゜、２２．４゜および２８．８゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．５゜、９．９゜、１２．５゜、１６．３゜、１８．６゜、２５．１゜および２８．３゜に強い回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも９．６゜、２４．１゜および２７．２゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶を使用することができる。
【００２２】
その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等を使用することができる。
以上のような電荷発生材料は、単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００２３】
電荷発生層における結着樹脂としては、以下のものを例示することができる。すなわち、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等である。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いることが可能である。
電荷発生材料と結着樹脂の配合比（質量比）は、１０：１〜１：１０の範囲であることが好ましい。
【００２４】
電荷発生材料の分散に使用される溶剤としては、結着樹脂を溶解するものを適当に選択することができる。電荷発生材料を樹脂中に分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、高圧ホモジナイザー等の方法を用いることができる。
【００２５】
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレイ塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷発生層の膜厚は、一般には０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５〜２．０μｍの範囲に設定される。
【００２６】
・電荷輸送層：
電荷輸送層は、電荷発生層上に形成される。電荷輸送層が感光体の表面層となる場合、前記電荷輸送層には、フッ素系樹脂粒子が含有される。フッ素系樹脂粒子の電荷輸送層中の含有量は、電荷輸送層全質量の０．１〜４０質量％とすることが好ましく、１〜３０質量％とすることがより好ましい。含有量が１質量％未満ではフッ素系樹脂粒子の分散による改質効果が十分でない場合があり、４０質量％を超えると光通過性が低下し、かつ、繰返し使用による残留電位の上昇が生じてくる場合がある。
【００２７】
フッ素系樹脂粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロエチレンプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリジクロロジフルオロエチレン、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、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、及び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共重合体が挙げられる。
【００２８】
フッ素系樹脂粒子の一次粒径は体積平均粒径として、０．０５〜１μｍとすることが好ましく、０．１〜０．５μｍとすることがより好ましい。体積平均粒径が０．０５μｍを下回ると分散時の凝集が進みやすくなりことがあり、１μｍを上回ると画質欠陥が発生し易くなることがある。
【００２９】
また、電荷輸送層には、無機粒子を含有させてもよい。該無機粒子の電荷輸送層中含量は、電荷輸送層全量に対し、０．１〜３０質量％が適当であり、特に１〜２０質量％が好ましい。含量が１質量％未満では無機粒子の分散による改質効果が十分でなく、一方、３０質量％を超えると繰返し使用による残留電位の上昇が生じてくる。
【００３０】
無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、硫酸銅、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ニッケル、アンチモン、二酸化マンガン、酸化クロム、酸化錫、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム等が挙げられ、好ましくはシリカが用いられる。これらは１種または必要に応じて２種以上を混合して用いられる。
【００３１】
シリカ粒子としては、化学炎ＣＶＤ法により製造されたものが好ましく、具体例としてはクロルシランガスを酸素−水素混合ガスまたは炭化水素−酸素混合ガスの高温火炎中で気相反応させて製造されたものが好ましい。
【００３２】
また、前記無機粒子としては、疎水化処理剤により疎水化されたものが好ましい。疎水化処理剤としては、例えばシロキサン化合物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高分子脂肪酸またはその金属塩等が用いられる。
【００３３】
シロキサン化合物としては、ジヒドロキシポリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００３４】
前記無機粒子の一次粒径は数平均粒径として０．００５〜２．０μｍとすることが好ましく、０．０１〜１．０μｍとすることがより好ましい。０．００５μｍを下回ると感光体表面の十分な機械的強度が得られず、分散時の凝集が進みやすくなることがある。２μｍを上回ると感光体表面粗さが大きくなりクリーニングブレードが摩耗、損傷してクリーニング特性が悪化し、画像ボケが発生し易くなることがある。
【００３５】
電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体；１，３，５−トリフェニル−ピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリン等のピラゾリン誘導体；トリフェニルアミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミニル−４−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第３級アミノ化合物；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン等の芳香族第３級ジアミノ化合物；３−（４’−ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４’−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジン等の１，２，４−トリアジン誘導体；４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体；２−フェニル−４−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体；６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体；ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体；エナミン誘導体；Ｎ−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体；ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体；等の正孔輸送物質を挙げることができる。
【００３６】
また、クロラニル、ブロアントラキノン等のキノン系化合物；テトラアノキノジメタン系化合物；２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物；キサントン系化合物；チオフェン化合物；等の電子輸送物質を挙げることが可能で、上記した化合物からなる基を主鎖または側鎖に有する重合体等も挙げることができる。これらの電荷輸送材料は、１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３７】
結着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアリレート、ポリエステル樹脂、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、ポリアクリルアミド、ポリアミド、塩素ゴム等の絶縁性樹脂；ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー；等が挙げられる。
【００３８】
電荷輸送層は、上記電荷輸送物質および結着樹脂を（電荷輸送層が表面層となる場合は、既述のフッ素系樹脂粒子と必要に応じて無機粒子とともに）適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し乾燥することによって形成することができる。
【００３９】
電荷輸送層の形成に使用される前記溶媒としては、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤；メタノール、エタノール、ｎ―ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤；アセトン、シクロヘキサノン、２−ブタノン等のケトン系溶剤；塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤；あるいはこれらの混合溶剤等を用いることができる。
【００４０】
電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比（質量比）は１０：１〜１：５が好ましい。電荷輸送層中にフッ素系樹脂粒子、さらには無機粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、コロイドミル等の方法を用いることができる。
【００４１】
電荷輸送層を形成する塗布液の分散例としては、上記溶媒に溶解した結着樹脂、電荷輸送材料等の溶液中に無機粒子や電荷輸送層が表面層となる場合はフッ素系樹脂粒子を分散する方法が挙げられる。また、分散液の分散安定性を向上させるため、および塗膜形成時の凝集を防止するために分散助剤を少量添加することも有効である。
【００４２】
分散助剤としては、フッ素系界面活性剤、フッ素系ポリマー、シリコーン系ポリマー、シリコーンオイル等が挙げられるが、高感度、繰り返し使用時の残留電位の低減の観点から、０．１〜１．０質量％のフッ素系グラフトポリマーが好適に使用される。
【００４３】
塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、スプレー塗布法、ロールコータ塗布法、グラビアコータ塗布法等が挙げられる。また、電荷輸送層の膜厚は一般に５〜６０μｍであり、好ましくは１０〜５０μｍの範囲に設定される。表面の耐擦性および電荷保持性能の点から上記範囲が好適に選択される。さらに電荷輸送層が表面層となる場合の表面荒さＲｚは例えば、表面粗さ計（東京精密社製、ＪＩＳ−９４規格）等で測定され、０．０１〜１．０μｍの範囲（好ましくは、０．１〜０．８μｍ）が、転写性能、クリーニング性能、およびこれらを両立して維持する点から好適に選択される。
【００４４】
・保護層：
保護層は、電荷輸送層上に形成される任意の層であり、フッ素系樹脂粒子を表面層質量の０．１〜４０質量％含有していれば、その他の組成等は従来公知のものを適用することができる。なお、膜厚は１〜５０μｍであることが好ましく、表面粗さＲｚは０．０１〜１．０μｍであることが好ましい。
【００４５】
感光体の表面硬度はビッカース硬度で表される。以上のような層構成を有する感光体表面のビッカース硬度は、１０ｇ荷重時で２０〜３０の範囲にあることが好ましく、硬度の高いクリーナーによる耐擦性、およびクリーナーに与えるの摩耗低減の観点からその値が選択される。
【００４６】
電子写真装置を稼動させる際に発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、感光層中に酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤等の添加剤を添加することができる。
【００４７】
例えば、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等が挙げられる。
【００４８】
光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。また、表面の平滑性を向上させる目的で、表面層中にシリコーンオイル等のレベリング剤を添加することができる。
【００４９】
（帯電装置）
帯電装置は、感光体（被帯電体）に接触して帯電を行う帯電部材を備えている。上記帯電部材の形態は、被帯電体と安定的に接触することができ、電圧印加によって当該被帯電体表面に均一に電荷を与えることができるものであれば、特に制限はない。例えば、ロール状、プレート状、ブロック状、球状、ブラシ状等の種々の形状とすることができるが、画質、および維持性を考慮すると、ロール状とすることが好ましい。
【００５０】
帯電部材が帯電ロールとして使用される場合の構成としては、例えば、以下に説明するとおりである。すなわち、中実の円柱状または中空円筒状の導電性支持体上に、導電性弾性体層が形成され、さらに該導電性弾性体層上に表面層が形成される。また、必要に応じて、導電性弾性層と表面層との間に抵抗調整層を設けてもよい。また、弾性体層が表面層を兼ねる単層の構造としてもよい。
【００５１】
導電性支持体は、帯電部材の電極及び支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金；クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄；導電性の樹脂；などの導電性の材質で構成される。
【００５２】
導電性弾性体層は、帯電部材が適切なニップ圧で被帯電体表面に押圧され、被帯電体表面を均一に帯電できるよう、被帯電体との間にニップを形成し、さらに帯電部材を所定の抵抗値とするために設けられる。
【００５３】
この導電性弾性体層は、例えば、ゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００５４】
導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。
【００５５】
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、１〜５０質量部の範囲であることが好ましく、５〜３５質量部の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、０．０１〜５質量部の範囲であることが好ましく、０．１〜４質量部の範囲であることがより好ましい。
【００５６】
これにより、導電性弾性層の体積抵抗値を２×１０2〜５×１０9Ωｃｍの範囲に調整することが好ましい。この体積抵抗値は、後述する抵抗調整層の体積抵抗値と密接に関連する。また、前記導電性弾性層の硬度は、アスカーＣ硬度で７０°以下であることが好ましい。
【００５７】
導電性弾性層の表面に直接表面層を形成してもよいが、帯電部材の抵抗調整のために抵抗調整層が、さらに被帯電体表面の汚染防止等の観点から保護層が設けられる場合は、抵抗調整層あるいは保護層の表面に表面層を形成してもよい。但し、表面層が保護層を兼ねることもできる。また、必要に応じて、導電性弾性層と抵抗調整層との間に電極層を設けてもよい。なお、上記電極層とは、導電性弾性体層中の導電性粒子の不均一分散による電流の集中を分散させるために設けられるものであり、導電性無機物質のみから構成される。
【００５８】
抵抗調整層は、帯電部材を所定の抵抗値に調整するために設けられるものであり、樹脂中に前記した導電性粒子を分散させた薄膜から構成される。用いられる樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂等の多少柔らかい部類に属する樹脂が好適である。また、導電剤としては、前記導電性弾性層に用いたものが好ましく用いられる。
【００５９】
上記導電剤の添加量は特に制限はないが、例えば電子導電剤の場合は、用いられる樹脂１００質量部に対し、１〜５０質量部の範囲であることが好ましく、５〜３５質量部の範囲であることがより好ましい。
【００６０】
こうして抵抗調整層の体積抵抗値は３×１０3〜５×１０10Ωｃｍの範囲に調整されることが好ましい。また、抵抗調整層の膜厚は、１〜５００μｍの範囲、さらには、５〜４００μｍの範囲にあることが好ましい。膜厚が１μｍより薄くなると、抵抗調整層としての機能を十分に発揮することができないだけでなく、リークが発生しやすくなり被帯電体表面を損傷する場合がある。一方、膜厚が５００μｍより厚いと、帯電部材の抵抗値及び硬度が必要以上に上昇する場合がある。
【００６１】
抵抗調整層の表面にさらに保護層を設けることができる。この保護層は、帯電部材が被帯電体表面に固着するのを防止するための層として機能する。さらに、被帯電体表面に残留したトナー及びその外添剤による帯電部材の汚染や、被帯電体表面への紙粉等の付着や固着を防止して、帯電性能の低下やそれに起因する画質欠陥の発生を防止するために設けられる。
【００６２】
上記保護層を構成する材料は、特に制限されるものではなく、被帯電体に対する汚染性が少なく、比較的柔軟である樹脂やゴム等を用いることができる。また、抵抗調整層１ｃの表面にＵＶ照射、熱処理、カップリング剤等による化学処理を施す等により、抵抗調整層１ｃと物性、組成が異なる層を形成し保護層としてもよい。
【００６３】
表面層は、導電性弾性層、抵抗調整層、あるいは、保護層の表面（特に、帯電部材の周囲）に形成されるものである。そして、表面層中には、フッ素系樹脂粒子が含有されていることが好ましい。
【００６４】
フッ素系樹脂粒子としては、感光体の表面層に含有されるフッ素系樹脂粒子と同じものを例示することができる。フッ素樹脂粒子の含有量は、全体の抵抗等を考慮して、表面層の全量の１〜３０質量％であることが好ましい。また、表面層に含有されるフッ素系樹脂粒子のうち少なくとも１種と、感光体の表面層に含有されるフッ素系樹脂粒子のうち少なくとも１種とが、同一種類（同一材質）であることが好ましく、それぞれのフッ素系樹脂粒子のすべてが同一種類であることがより好ましい。同一種類とすることで、摩擦の低減といった効果が得られる。
【００６５】
表面層に使用されるバインダー樹脂としてはポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、メラミン樹脂、ＰＭＭＡまたはＰＭＢＡのようなアクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリ尿素、ポリ酢酸ビニル等を挙げることができる。
【００６６】
帯電装置の帯電方式は、交流等の振動電圧に直流を重畳した電圧を印加して感光体を帯電する方式、および、直流電圧のみを印加して感光体を帯電する方式、のいずれでもよいが、前者の重畳した電圧を印加する方式が好ましい。前者の方式は、比較的帯電均一性に優れており、トナー等の汚れも付着し難い。また、たとえ汚れが付着しても、優れた帯電能力を有するために、後者の方式に比べて汚れによる帯電不良が発生し難いといった利点を有する。しかし、前者の方式は、感光体へのダメージが大きくなるという欠点があるため、画質および維持性という観点からは後者の方が好ましい場合もある。
【００６７】
また、本発明の画像形成装置において、帯電部材の表面層の摩擦係数よりも、前記感光体の表面層の摩擦係数の方が小さいことが好ましい。小さくすることで、フィルミングなどを防ぐことができる。前記感光体の表面層の摩擦係数の方を小さくするには、分子量の比較的大きな電荷輸送材料を使用する、添加するフッ素粒子を小さくする、量を増やすなどの方法が挙げられる。具体的には、電荷輸送材料の分子量は３万以上、粒径は３μｍ以下、フッ素の量は０．５％〜１０質量％の範囲とすることが好ましい。
【００６８】
［第２の画像形成装置］
少なくとも、感光体と、感光体表面に帯電部材を接触させて帯電させる帯電装置とを具備する画像形成装置であり、感光体表面に接触する帯電装置の帯電部材が、感光体の回転方向と同方向もしくは逆方向に、回転駆動すること以外は、第１の画像形成装置と同様である。すなわち、第１の画像形成装置と同様の部材や条件を適用することができる。なお、帯電部材が感光体と共に回転駆動するためには、帯電部材の形状をロール形状とすることが好ましい。
【００６９】
感光体の回転方向と同方向もしくは逆方向に、回転駆動することで、帯電部材の感光体との接触部が、当該帯電部材の全周となるため、第１の画像形成装置よりも汚れによる寿命を長くすることができる。
また、クリーナレス画像形成装置で帯電装置表面に付着する転写残トナーをクリーニングサイクルで感光体側にはきだす際にも、周速をつけることが可能になったため、吐き出し効率が向上するという利点もある。周速を持たせる場合は、画質の観点から、０．７５〜１．８とすることが好ましい。
【００７０】
摩擦をより低減させる観点から、感光体の回転速度（表面速度）と、帯電部材の回転速度（表面速度）とが略等速となっていることが好ましく、等速となっていることが好ましい。ここで、「略等速」とは、感光体の回転速度によらず、両者の速度差が１％以下になっていることをいう。
【００７１】
第２の画像形成装置であって、図１のような画像形成装置（但し、帯電ロールは図面上半時計回りに回転）において、耐刷性の評価を行うと、下記のような結果が得られた。すなわち、はフッ素樹脂微粒子としてのポリテトラフルオロエチレンを表面層に含有する感光体を矢印方向に回転させ（回転速度：１０４ｍｍ／ｓｅｃ）、帯電ロールを感光体に接触させ、図面上半時計回り（回転速度：１０４ｍｍ／ｓｅｃ）に感光体とほぼ等速になるよう回転駆動させる。このような装置で耐刷性テストを行ったところ、従来の感光体に比べて感光体磨耗量が低減（「従来：１００ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅ」→「本発明：４０ｎｍ／ｋｃｙｃｌｅ」）するという効果が見られた。
【００７２】
なお、感光体の表面層中のポリテトラフルオロエチレン粒子の含有量は、８質量％とし、その厚みは、２６μｍとした。また、帯電ロールの表面層（バインダー樹脂：ポリアミド、厚み：９μｍ）中にもポリテトラフルオロエチレン粒子を１０質量％含有させた。
【００７３】
さらに、耐刷性テストを続けていくと、従来では、感光体上にスクラッチやフィルミングが発生し、帯電均一性が低下してしまい、特にハーフトーンで白すじ状の画質欠陥が発生してしまったのに対し、本発明（第２の画像形成装置）の感光体では軽微に発生しているだけなので画質には全く影響していなかった。この結果より、本発明によってＣＲＵ（カスタマーリペアーユニット）のライフが延長され、かつ、画質欠陥も発生しにくいことが明確になった。
【００７４】
次に、ＨＥＩＤＯＮ摩擦試験機で動摩擦係数を測定したところ、従来の感光体では１．１５であったのに対し本発明では０．９５であった。これより、本発明の感光体による摩擦力の低減効果が定量的に確かめられた。
【００７５】
次に、感光体の回転速度に対して周速差をもたせて帯電ロールを駆動させたところ、従来では食い込み量を０．０５ｍｍ程度に設定しないと摩擦音が発生したり、帯電ロールの摩擦振動による電位ムラが発生してしまうのに対して、本発明（第２の画像形成装置）では０．１ｍｍ以上に設定しても安定して帯電することが確かめられた。
【００７６】
以上より、フッ素樹脂粒子を含有する表面に形成された感光体と回転駆動される接触式の帯電装置とを組み合わせることにより、食い込み量や帯電ロールの硬度などの設定ラチチュードが広がることもわかった。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０・・・感光体
１２・・・帯電ロール
１４・・・露光装置
１６・・・現像装置
１８・・・クリーニング装置
２０・・・転写ロール
２２・・・転写材
【図１】
2006091561.tif 000003